Własność intelektualna bywa najlepszym motorem współzawodnictwa dostawców technologii, a dla sztabu specjalistów zaangażowanych w prace badawczo-rozwojowe okazją do twórczego zaangażowania na polu podniesienia bezpieczeństwa zmotoryzowanych. Wahacz z kompensatorem zużycia wzbogacony o inteligentny amortyzator? Innowacyjne propozycje łamią od niedawna stereotypy i przekraczają granice niemożliwego.

Master-Sport stawia na innowacyjność w Polsce

Stały wzrost  prędkości, a też osiągane przebiegi przez współcześnie użytkowane pojazdy stawiają przed inżynierami konieczność sprostania oczekiwaniom na polu zapewnienia komfortu jazdy i bezpieczeństwa zmotoryzowanych. Wyzwaniem jest dziś układ zawieszenia, którego komponenty składowe gwarantują zachowanie charakterystyki pracy w różnych warunkach drogowych i przy różnych temperaturach otoczenia. Konstruktorzy przy projektowaniu nowatorskich rozwiązań biorą dziś pod uwagę przede wszystkie takie aspekty jak prawidłowe odprowadzenie ciepła. Oczywiście amortyzatory w zawieszeniach samochodów powinny spełniać różne inne wymagania eksploatacyjne, takie jak np. niezmienność charakterystyki działania przez cały okres użytkowania, zadowalającą skuteczność działania bez względu na warunki ruchu pojazdu.

Na polu ulepszania propozycji rynkowych spore wysiłki poczynili niedawno inżynierowie z firmy Master-Sport-Automobiltechnik (MS) GmbH, opracowując interesujące nas tu części samochodowe bezpośrednio na linie montażowe producentów samochodów jako OEM, a także na rynek wtórny.

W pierwszym rzędzie mowa o propozycji, która okazuje się być nieczuła na amplitudy temperatur, jakie towarzyszą pracy amortyzatora. Dlaczego to tak istotna innowacja? Obecnie, w celu osiągnięcia pożądanej charakterystyki tłumienia drgań samochodu stosuje się niemal wyłącznie amortyzatory hydrauliczne pracujące równolegle z elementami sprężystymi  zawieszenia. Amortyzatory hydrauliczne tłumią drgania i osłabiają wstrząsy, dzięki dławieniu przepływającej przez przewężenie cieczy, a jak wiadomo, każdy płyn, a olej szczególnie, zmienia swoją lepkość wraz ze zmianą temperatury. Standardowy amortyzator jest napełniany specjalnym olejem, i to właśnie on i układ zaworów odpowiada za siłę tłumienia. Krótko mówiąc, w typowym amortyzatorze olejowym, auto na mrozie jest bardzo twarde – kierowcy mówią, że się „tłucze”, a po rozgrzaniu staje się bardziej komfortowe. Jednak część użytkowników zauważa, że w wysokich temperaturach otoczenia i jeździe po nierównej drodze auto zaczyna „pływać”. To efekt niskiej lepkości oleju. I tu dochodzimy do przewagi innowacyjnej propozycji, bo nieczułej na amplitudy temperatur.

Inteligentny amortyzator Master-Sport (MS)

Po zamontowaniu amortyzatora z nowym układem zaworowym, wzbogaconym o bimetalową sprężynę, potwierdziły się przewidywania inżynierów – przebieg siły tłumienia drgań w zależności od amplitudy temperatur okazał się o wiele bardziej harmoniczny w porównaniu do amortyzatora konwencjonalnej konstrukcji. Przykładowo, przy temp. – 40 ºC siła ugięcia wynosi 1980N, a siła odbicia – 405N. Przy temperaturze równej zero analogiczne wskazania wyniosły: 1940N i 392N. Z kolei przy temperaturze + 50 ºC: 1790 i 348N. Wniosek? Powyższe wartości okazały się być bardzo zbliżone do siebie.

Zgoła inaczej ma się przebieg zależności sił tłumienia w zależności od temperatury, gdy przeprowadzono próby porównawcze zachowania amortyzatora o konwencjonalnej konstrukcji. Badania dowiodły, że konwencjonalny amortyzator przy temperaturze – 40ºC deklaruje się siłą ugięcia 3033,6N, a siłą odbicia 1222,02N. W temperaturze równej zero analogiczne wskazania wyniosły: 2009,76N i 436,905N. Z kolei przy + 50 ºC: 1706,4N i 376,68N.

Jak łatwo zauważyć, produkt Master-Sport deklaruje się niepogorszonymi walorami w bardzo szerokim zakresie zmian temperatury.

– Nasze testy porównawcze dowodzą, że siła tłumienia konwencjonalnych amortyzatorów okazuje się być aż 3-krotnie bardziej podatna na zmianę amplitudy temperatur pracy – podkreśla Wacław Urbanik z firmy MASTER-SPORT-AUTOMOBILTECHNIK (MS). – Siła tłumienia wzrasta przy minusowych temperaturach, a spada przy wzroście temperatury, co oczywiście nie jest korzystne dla zachowania możliwie stałego kontaktu bieżnika opon na każdej nawierzchni. W naszych amortyzatorach znamienne jest to, że innowacja ta tylko nieznacznie podraża koszty produkcji, a daje wyraźną poprawę bezpieczeństwa i komfortu użytkowników samochodów. Nasza propozycja została sprawdzona także pod kątem niepogorszenia właściwości na bardzo długich dystansach, dlatego możemy klientom udzielić i udzielamy gwarancji na przebieg 80 tys. km.

Innowacyjne rozwiązanie jest już chronione patentem (Patent PCT/PL2015/000130), a o szczegółach innowacyjnej myśli technologicznej wiadomo dziś tyle, że za niewrażliwość na amplitudę temperatur odpowiada specjalnie zaprojektowany układ zaworów, który „rozpoznaje” temperaturę oleju i w sposób dynamiczny dostosowuje się do założonej przez projektantów charakterystyki drgań, więc niezależnie od lepkości (temperatury) oleju, siła tłumienia amortyzatora jest niemal jednakowa.

Dodajmy, że prace badawcze nad inteligentnym amortyzatorem zostały sfinansowane przy wsparciu funduszy unijnych, a firma MASTER-SPORT będzie rozwijać ową technologię.

– Pracujemy również nad innymi, równie ważnymi dla użytkowników innowacjami, np. nad tulejami do wahaczy, czy też nowym stopem aluminium i nowymi powłokami na sworzeń wahacza – dodaje Wiesław Rutka, Prezes Master-Sport Polska. – Z myślą o rozwijaniu produkcji w naszym zakładzie, zlokalizowanym w Gorlicach, już dziś zapraszamy do współpracy zainteresowanych rozwijaniem rodzimej myśli technologicznej. Dodam, że współpracujemy z placówkami naukowymi w kraju i za granicą. Rozbudowujemy własny dział badań i będziemy w niego inwestować.

W pierwszym rzędzie firma zainwestuje w obróbkę skrawaniem na automatach, która zagwarantuje precyzję obróbki elementów składowych podzespołów motoryzacyjnych. Jeszcze w tym roku planowane jest wdrożenie nowego system b2b do współpracy z klientami, który zagwarantuje też poprawę wszystkiego, co związane z informatyzacją firmy.

Sztab specjalistów z działu badawczo-rozwojowego MASTER-SPORT wyspecjalizował się tymczasem w projektowaniu zawieszeń ze stopów lekkich, czego dowodem będzie kolejna propozycja rynkowa.

Wahacz z kompensatorem zużycia

Nierówności dróg stanowią prawdziwe wyzwanie dla elementów odpowiedzialnych za przenoszenie obciążeń przez koła jadącego samochodu na układ resorujący. W przegubie kulistym (sworzniu wahacza) jest zwykle para elementów ruchomych – panewka z modyfikowanego tworzywa i sworzeń kulisty. Konwencjonalne rozwiązania (te standardowe) opierają się na zabezpieczeniu takich części ruchowym osłoną wypełnioną smarem. W trakcie zwyczajowej eksploatacji panewka się wyciera. Powstaje luz, który sprawia, że zawieszenie hałasuje. Jak ograniczyć zwyczajowe zużycie elementów? Receptą na ograniczenie owych luzów jest specjalny pierścień. I tu innowacyjny pomysł doczekał się zgłoszenia patentowego na wzór użytkowy w Polsce – nr wynalazku: 0597_01v10.

– Luz między sworzniem a panewką jest kompensowany samoczynnie, co oczywiście wydłuża czas eksploatacji przegubu kulistego, ogranicza niepokojące stuki zawieszenia i poprawia bezpieczeństwo jazdy – dowodzi Kamil Prorok z działu projektowania i wdrożeń Master-Sport Polska. – Siła przełamania sworznia jest wyższa niż u konkurencji o ok. 15 do 50 % – w zależności od jakości propozycji naszych rywali.

Większą wytrzymałość i żywotność tak opracowanego sworznia uzyskano m.in. dzięki metodzie dogniatania elementów i rozwiązaniom konstrukcyjnym odpowiedzialnym za pracę owej pary. Zaprasowany element z wysoką precyzją zwiększa siłą wytrzymałości – o ile wymóg OE to min. 15kN, to standard w Master-Sport wynosi min. 20 kN – deklaruje się tym samym 5-letniągwarancją (lub 80 tys. km przebiegu pojazdu).