Wbrew dość powszechnej opinii, amortyzatory nie podtrzymują karoserii pojazdu. Ich podstawową funkcją jest tłumienie drgań pojazdu.

Ciężar pojazdu nie opiera się na amortyzatorze.

Amortyzatory to w gruncie rzeczy pompy olejowe. Tłok umocowany na końcu tłoczyska amortyzatora pracuje w oleju hydraulicznym wypełniającym rurę ciśnieniową. Gdy zawieszenie pojazdu porusza się w górę i w dół, olej hydrauliczny jest przetłaczany przez zawory w tłoku. Zawory te przepuszczają jednak tylko określoną ilość oleju – zwalnia to ruch tłoka, a więc również sprężyn resora i ruchomych części zawieszenia.

Powstawanie oporu tłumiącego zależy od prędkości ruchów zawieszenia oraz liczby i wielkości zaworów w tłoku amortyzatora. Im szybciej porusza się zawieszenie, tym większy jest opór tłumiący amortyzatora. Współpraca amortyzatora ze sprężyną resorującą pozwala ograniczyć:

- odbicia kół od powierzchni drogi;
- przechyły boczne pojazdu;
- „nurkowanie” przodu samochodu przy hamowaniu;
- unoszenie przodu pojazdu podczas przyśpieszenia.

Główne rodzaje amortyzatorów

A - Kolumna MacPhersona

B - Amortyzator z mocowaniem sprężyny

C - Amortyzator tradycyjny

Różne sposoby montowania tradycyjnych amortyzatorów:

A - typ "ucho / ucho"

B - typ "ucho / trzon"

C - typ "trzon / trzon"

D - typ "trzon / poprzeczka"

Technologia amortyzatorów hydraulicznych

Zasada działania

Wewnatrz wypełnionego olejem cylindra przesuwa się tłok. Kalibrowane otwory w tłoku pozwalają na przemieszczanie się oleju pomiędzy dwoma częściami cylindra (górna i dolna), tłumiąc w ten sposób wahania resora. Gdy tłok przesuwa się w górę i w dół, wypychając olej przez zawory, tłoczysko wsuwa się i wysuwa z cylindra. Tłoczysko, wsuwając się i wysuwając z cylindra, zmniejsza i zwiększa ilość miejsca dla oleju.
Gdy zmniejsza się ilość miejsca, w cylindrze następuje chwilowa nadwyżka oleju, który zostaje wypchnięty z powrotem do zbiornika oleju (rurka rezerwowa) poprzez zawór podstawy.
Gdy tłoczysko ponownie wysuwa się z cylindra, powstaje próżnia, a ilość oleju równa objętości wysuniętego tłoczyska przepływa przez otwór zaworu podstawy.

Jest to zasada działania amortyzatora dwururowego.

1 - tuleja gumowa
2 - tłoczysko
3 - tuleja ochronna (przeciw zanieczyszczeniom)
4 - uszczelka oleju
5 - komora robocza
6 - cylinder zewnętzrny
7 - cylinder wewnętrzny
8 - komora wyrównawcza
9 - tłok (odbicie)
10 - zawór podstawy (ugięcie)

Uszczelnienie
Szczelna obudowa, wewnątrz której przesuwa się w górę i w dół tłok amortyzatora, jest bardzo ważnym elementem. Musi ona zatrzymywać olej wewnątrz amortyzatora, a także zapobiegać przedostawaniu się substancji z zewnątrz (wody, soli, kurzu itp.).

Korpus amortyzatora
Korpus składa się z dwóch współosiowych tulei stalowych, z których główna, czyli robocza, ma kształt idealnego walca (cylinder), a jej wymiary są niezwykle precyzyjne. Połączenie między tulejami znajduje się w dolnej części (zawór podstawy).

Płytki zaworów
Zawory tłoka i podstawy amortyzatora posiadają płytki, które otwierają i zamykają precyzyjnie wymierzone otwory, poprzez które przepływa olej pod ciśnieniem. Dzięki temu, że wykonane są one ze stali nierdzewnej, zachowują swoje właściwości przez ponad 10 milionów cykli.

Olej amortyzatorowy
Olej to podstawowy element amortyzatora, bez którego urządzenie jest bezużyteczne.
Wskaźnik lepkości nadaje amortyzatorowi stałą skuteczność w temperaturach pomiędzy –400C i +1200C. Olej musi również jak najdokładniej nawilżać wszystkie części składowe, aby zapewnić im możliwie jak najdłuższy okres użytkowania. Firma Monroe stosuje oleje mineralne, które wzbogacane dodatkami polepszają ich własności.

Tłoczysko
Tłoczysko przymocowane jest do tłoka i spełnia ważną rolę. Poza tym, że musi ono być wyjątkowo wytrzymałe na naprężenia mechaniczne, ogromnie ważny jest też stan jego powierzchni.
Tłoczysko wykonane jest ze stali hartowanej indukcyjnie, a następnie chromowanej. Powierzchnia jego musi być niezmiernie gładka, bez najmniejszej chropowatości, która może spowodować zużycie się uszczelki oleju (Ra = 0,81).
Chromowana twardo powłoka nadaje tłoczysku doskonałą odporność na korozję.
Firma Monroe przykłada ogromną wagę do właściwego chromowania tłoczysk, zapewniając im doskonałą trwałość użytkową. Obróbka gwintu odbywa się nie przy pomocy skrawania, ale walcowania, co eliminuje wszelkie ryzyko pęknięcia.

Tłok
Tłok, który przesuwa się wewnątrz cylindra roboczego, wykonany jest ze spieku stalowego (spiekanie polega na wyrabianiu części ze sproszkowanego metalu, który zostaje silnie ściśnięty w formie, a następnie poddany ogrzewaniu). Mała porowatość takiego materiału zapewnia optymalną gładkość podczas suwu tłoka w oleju. Tłok posiada pierścień uszczelniający wykonany z metalu, teflonu lub nylonu.

AMORTYZATORY GAZOWE

Efekt spieniania się oleju

Przy dużej prędkości jazdy przepływ oleju w amortyzatorze może spowodować wytworzenie się piany z oleju i powietrza, co ogranicza optymalną wydajność zaworów. Dodanie azotu pod ciśnieniem ogranicza efekt spienienia się oleju, nadając amortyzatorowi większą wydajność roboczą.

Istnieją dwa rodzaje amortyzatorów gazowych:

- amortyzator jednorurowy z gazem pod wysokim ciśnieniem;
- amortyzator dwururowy z gazem pod niskim ciśnieniem.

Amortyzatory jednorurowe wysokociśnieniowe

Amortyzatory gazowe działają na tej samej zasadzie (dwukierunkowy suw tłoka w cylindrze wypełnionym olejem), ale zawierającym w jednym końcu niewielką ilość azotu pod wysokim ciśnieniem (25 bar). Tłok swobodny („pływający”) oddziela gaz od oleju, zapobiegając mieszaniu się tych substancji. Tłoczysko wsuwające się do cylindra wypycha pewną ilość oleju, który nieco bardziej spręża azot. Zmienia się wówczas objętość gazu, który wtedy spełnia taką samą rolę co komora wyrównawcza:
- stałe ciśnienie wywierane na olej przez gaz gwarantuje natychmiastową reakcję oraz cichszą pracę zaworów tłoka. Ponadto, ciśnienie eliminuje kawitację oraz spienienie, które mogą chwilowo zmniejszyć wydajność pracy amortyzatora.

A - POSTÓJ

B - ODBICIE

C - UGIĘCIE

1 - uszczelka
2 - tłok roboczy (czynny)
3 - olej
4 - tłok swobodny (pływający)
5 - gaz

Jednorurowe amortyzatory gazowe firmy Monroe

W nowoczesnym jednorurowym amortyzatorze firmy Monroe stosuje się dwa tłoki umieszczone wzdłużnie (jeden nad drugim), z wbudowanymi oddzielnymi zaworami odbicia i ugięcia. W ten sposób inżynierowie firmy Monroe zapewnili amortyzatorowi o konstrukcji jednorurowej trzy niezależne stopnie tłumienia, odpowiednie dla wszystkich prędkości tłoka (w ugięciu i odbiciu).

Czy wysokociśnieniowy amortyzator gazowy nadaje się do zawieszenia typu MacPherson?

Konstrukcja MacPherson nie jest idealnie dostosowana do wysokociśnieniowych amortyzatorów gazowych. W tradycyjnym zawieszeniu typu MacPherson tłoczysko ma co najmniej 18 mm średnicy, ponieważ musi ono być wytrzymałe na wysoki stopień „naprężenia roboczego” podczas swojej pracy. Tłok swobodny, w ramach kompensacji dużych wewnętrznych zmian objętości, musiałby przesuwać się na większą odległość, ponieważ podczas każdego suwu odcinek tłoczyska w amortyzatorze (podczas ugięcia) lub poza nim (podczas odbicia) spowodowałby duże różnice w objętości. Powoduje to, że konstrukcję tą trudno jest dostosować do autentycznej kolumny MacPherson.
Inżynierowie Monroe postanowili połączyć zalety konstrukcji dwururowej – zwartą, mocną budowę, świetnie nadającą się do zawieszenia typu MacPherson – z zaletami gazu, którego ciśnienie znacznie podnosi wydajność hydrauliczną.

Dwururowy amortyzator konstrukcji Monroe
W efekcie, zachowano tradycyjną konstrukcję dwururową, dodając w górnej części rurki rezerwowej (zbiorniczka) pewną ilość azotku pod względnie niskim ciśnieniem (2,5 do 5 bar), zamiast 25 lub 30 bar stosowanych w amortyzatorach wysokociśnieniowych.
Ciśnienie to w zupełności wystarcza, aby radykalnie zwiększyć wydajność pracy amortyzatora.

A - gaz
B - olej

1 - uszczelka oleju
2 - zawór zwrotny
3 - tłoczysko
4 - olej wracający do rórki rezerwowej

Budowa niskociśnieniowego dwururowego amortyzatora gazowego
Amortyzator Gas-Matic jest podobny do tradycyjnego amortyzatora. Jednakże dwa elementy są zupełnie inne:
w górnej części rurki rezerwowej, zamiast powietrza o ciśnieniu atmosferycznym znajduje się azot (gaz obojętny) pod ciśnieniem 2,5 do 5 bar, wprowadzony tam na stałe w czasie procesu produkcyjnego;
uszczelka oleju, otaczająca tłoczysko w górnej części korpusu amortyzatora ma wyjątkową konstrukcję. Posiada jedną zakładkę („wargę”), która zapobiega przedostawaniu się kurzu oraz dwie wargi uszczelniające, które zapobiegają wyciekaniu oleju. Podstawę uszczelki stanowi giętka opaska, która działa jako zawór zwrotny. Giętkość opaski pozwala na powrót oleju do zbiorniczka oraz utrzymuje ciśnienie gazu wyłącznie na oleju w zbiorniczku.
Technologia niskociśnieniowego amortyzatora umożliwiła firmie Monroe rozwiązanie problemów związanych z systemem MacPherson. Amortyzatory te zapewniają komfortową jazdę i niezmiernie precyzyjne kierowanie pojazdem.