Zawieszenie samochodu składa się z elementów sprężystych oraz elementów tłumiących. Element sprężysty podczas odkształcania magazynuje energię, którą jest odkształcany. Ze względu na odkształcanie w zakresie sprężystym – po ustaniu nacisku – element sprężysty oddaje tę energię w kierunku przeciwnym do odkształcającej go siły. Część energii jest rozpraszana wewnątrz elementu sprężystego na przykład na skutek tarcia wewnętrznego między cząsteczkami, kryształami struktury wewnętrznej lub łańcuchami polimerów. Ilość rozproszonej energii jest jednak dość mała w porównaniu do energii dostarczonej.

W związku z tym, że element sprężysty oddaje większą część energii przyjętej, w niektórych układach, takich, jak zawieszenie samochodowe konieczne jest stosowanie dodatkowych komponentów mających za zadanie rozproszyć nadmiar energii.

Dlaczego jest to konieczne? Otóż, samochód styka się fizycznie z podłożem tylko w miejscu kontaktu opon z jezdnią – realnie powierzchnia ta ma zaledwie rozmiar kartki A4. Dzięki temu obszarowi, na którym występuje tarcie, możliwe jest przyspieszanie, skręcanie oraz hamowanie. Ważne jest więc, aby umożliwić stały kontakt koła z jezdnią i nie zmniejszać powierzchni, od której zależy, czy uda się pokonać zakręt lub zahamować przed przejściem dla pieszych.
W zawieszeniu, w którym nie byłoby elementów tłumiących, a tylko same elementy sprężyste takie jak sprężyny śrubowe, dochodziłoby do ciągłego odbijania się koła od jezdni na skutek najeżdżania na drobne nierówności. Element sprężysty przyjmowałby siłę i oddawał ją, a koło wyposażone w oponę, która jest także sprężysta, byłoby dociskane siłą sprężyny do jezdni, co doprowadzałoby do odkształcenia opony, która także oddałaby siłę odpychając koło w górę i ponownie ściskając sprężynę zawieszenia.

Ten proces trwa, dopóki energia nie zostanie wytracona albo przez tarcie wewnętrze w sprężynie, albo przez tarcie wewnętrzne w gumie opony. W tym czasie koło regularnie traci kontakt z jezdnią, a to oznacza, że przestaje brać udział w prowadzeniu pojazdu. W przypadku resorów piórowych składających się z wielu piór – znaczna część energii była tracona na skutek tarcia między piórami, więc wymagania dotyczące tłumienia nie były tak rygorystyczne. W przypadku resorów jednopiórowych, czy sprężyn albo miechów – konieczne jest stosowanie dodatkowych elementów rozpraszających.

W tym miejscu do akcji muszą wkroczyć amortyzatory, czyli tłumiki drgań rozpraszające nadmiar zmagazynowanej energii. To dzięki nim energia ta nie zostanie oddana na koło, a rozproszona w formie ciepła.

W jaki sposób działa element tłumiący, czyli amortyzator?

Amortyzator w uproszczeniu składa się z rury, poruszającego się w jej wnętrzu tłoka oraz oleju. Rura przymocowana jest do ruchomego elementu podwozia (np. wahacza), tłok za pośrednictwem trzpienia przymocowany jest do nieruchomego elementu (nadwozia). W momencie, kiedy zawieszenie wykonuje ruch względem nadwozia, tłok przemieszcza się wewnątrz rury. Olej znajdujący się w rurze jest przepychany z jednej strony tłoka na drugą poprzez kanały zamykane płytkowymi zaworami. Średnica kanałów, charakterystyka zaworów oraz lepkość oleju decydują o tym, jak dużo energii może zostać rozproszone przez amortyzator.

Oczywiście konstrukcji amortyzatorów jest więcej, stosuje się dodatkowe wypełnienie gazem, sterowanie zaworami, posiadające zmienną charakterystykę zależną od parametrów jazdy, niemniej – zasada działania amortyzatora zawsze jest taka sama – energia jest rozpraszana, a dokładnie zamieniana w energię cieplną dzięki przetłaczaniu oleju przez szereg zaworów i kanałów.

Należy więc podkreślić, że olej w amortyzatorze jest kluczowym czynnikiem pozwalającym na jego prawidłową pracę. Może jednak się zdarzyć, że przy gwałtownym najechaniu na wybój część oleju wydostanie się z amortyzatora przez uszczelnienie. Paradoksalnie nie musi to oznaczać od razu uszkodzenia amortyzatora, jednak może mieć wpływ na jego pracę.

Należy pamiętać, że podczas badania amortyzatorów na stacji kontroli pojazdów kryteriami, jakimi posługują się diagności są: różnica w tłumieniu amortyzatorów na jednej osi oraz obecność wycieków oleju.

Jeśli różnica tłumienia w ramach jednej osi będzie większa niż 30%, amortyzatory uznaje się za niesprawne. Podobnie, jeśli diagnosta zauważy wyciek oleju. Co więc w przypadku lekkiego „zapocenia”? Należy przyjąć, że takie zjawisko także kwalifikuje amortyzator do wymiany, ponieważ zazwyczaj nie jesteśmy w stanie stwierdzić, ile oleju ubyło oraz kiedy to się stało. W takiej sytuacji właściwie pewnym jest, że amortyzator – jeśli miał konstrukcję „gazową” – przez nieszczelność ten gaz stracił.

Wymiana jednego amortyzatora na nowy także nie jest wskazana, ponieważ drugi amortyzator na tej samej osi jest po prostu zużyty i ma za sobą pewien przebieg. Jest więc bardzo prawdopodobne, że po wymianie jednego amortyzatora, różnica w tłumieniu będzie znaczna.

Najbezpieczniejszym wyjściem jest więc wymiana kompletu amortyzatorów na danej osi nawet w przypadku, kiedy tylko jeden uległ „zapoceniu”.

– Wymiana samych amortyzatorów to zbyt mało. W przypadku kolumn McPhersona przy montażu konieczne jest zamontowanie nowych gum osłonowych i odbojników, a także nowych łożysk górnych kolumny. Pozostawienie tych elementów ze starego kompletu mija się z celem, ponieważ niewiadomy jest ich przebieg i stan, a po wymianie amortyzatora może się okazać, że niedługo będzie konieczność ponownego jego demontażu w celu wymiany jednego ze wspomnianych elementów. Podobnie jest ze sprężynami – możemy je zostawić, jeśli mamy pewność, że są w miarę nowe i w dobrym stanie. W większości przypadków nie wiemy jednak jaki mają przebieg i jak bardzo są ściśnięte przez długą eksploatację. W związku z tym – przy wymianie amortyzatorów najbezpieczniejszym wyjściem jest wymiana całego kompletu z łożyskami, gumami, odbojami i sprężynami. – powiedział Andrzej Wojciech Buczek – ekspert techniczny w firmie BILSTEIN.

Więcej cennych wskazówek?
Odpowiedzi na wszystkie ważne pytania dotyczące amortyzatorów i zawieszeń znajdziesz na https://workshop.bilstein.com/en/magazine/
Wszystkie produkty BILSTEIN są szczegółowo opisane i objaśnione, a także znajdują się tam odpowiedzi na najważniejsze i często zadawane pytania.

Każdy, kto zawodowo zajmuje się zawieszeniami, znajdzie tutaj
https://workshop.bilstein.com/en/trainings-and-courses/
odpowiednie szkolenia, dzięki którym pogłębi swoją wiedzę. Szkolenia oferowane są nie tylko w siedzibie firmy. BILSTEIN oferuje również wirtualne sesje szkoleniowe dotyczące wszystkich istotnych tematów związanych z zawieszeniem.