BILSTEIN przekonuje, że do prawidłowej pracy układu zawieszenia nie wystarczą tylko nowe amortyzatory. Ważne są także inne elementy, jak tuleje i sworznie.
Zawieszenie pojazdu składa się z wielu współdziałających elementów, które odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu kontaktu auta z nawierzchnią drogi. Opona jest głównym ogniwem, które przenosi siły generowane podczas jazdy na obręcz, a następnie przez łożysko na piastę, zwrotnicę oraz kolumnę MacPhersona. To właśnie sprężyna zamontowana w kolumnie MacPhersona odpowiada za tłumienie wstrząsów i nierówności, po których porusza się samochód.
W układzie zawieszenia można wyróżnić elementy elastyczne, takie jak opona, sprężyna zawieszenia i tuleje metalowo-gumowe, oraz komponenty sztywne, do których należą obręcz koła, łożysko, wahacz oraz obudowa kolumny MacPhersona. Właściwości materiałów elastycznych powodują, że energia dostarczona w postaci siły jest przekształcana i oddawana w przeciwnym kierunku. W rezultacie sprężyna zawieszenia ulega jedynie niewielkiemu ugięciu, co pozwala jej na utrzymanie nadwozia pojazdu na odpowiedniej wysokości. Zaledwie część tej energii jest tracona na skutek tarcia wewnętrznego sprężyny i opony.
Podczas jazdy, nawet po pozornie gładkiej nawierzchni, koło nieustannie napotyka drobne nierówności, co skutkuje zmianą sił działających na oponę i sprężynę zawieszenia. Te siły szybko reagują, próbując „oddać” energię w przeciwnym kierunku, co prowadzi do ciągłego odbicia koła od drogi. Styk opony z nawierzchnią decyduje o zdolności samochodu do przyspieszania, hamowania oraz zmiany kierunku jazdy. Dlatego niezwykle istotne jest, aby opona pozostawała w ciągłym kontakcie z podłożem, niezależnie od warunków drogowych.
Aby zapewnić optymalny kontakt opony z nawierzchnią, w układzie zawieszenia stosuje się elementy tłumiące, które skutecznie rozpraszają energię zgromadzoną w sprężynie. Eliminacja efektu podbijania koła pozwala na stały kontakt opony z drogą. Ponadto inne komponenty, takie jak przeguby i łączniki, muszą być w idealnym stanie i nie mogą mieć luzów. Uszkodzenie tulei metalowo-gumowej lub sworznia wahacza może znacząco wpłynąć na komfort jazdy oraz zakłócić działanie amortyzatorów, co może skutkować wydłużeniem drogi hamowania i nieprawidłowym funkcjonowaniem systemów bezpieczeństwa, takich jak ABS czy ESP.
Dobór opon jest też ważny
W tym kontekście warto zwrócić uwagę na same opony, które również posiadają właściwości sprężyste. Należy jednak zauważyć, że działanie amortyzatorów nie ma bezpośredniego wpływu na ich zachowanie. Opony zawsze będą absorbować i oddawać część energii wynikającej z sił działających na zawieszenie podczas jazdy.
Z uwagi na to, że opony rozpraszają jedynie niewielką ilość energii, a tłumienie wywołane pracą amortyzatorów koncentruje się głównie na sprężynach zawieszenia, w układzie zawieszenia mogą występować zjawiska rezonansowe. Oznacza to, że drgania mogą się nasilać, gdy częstotliwość zewnętrznych wibracji zbiega się z własną częstotliwością drgań układu zawieszenia. W chwili wystąpienia rezonansu, nacisk koła na nawierzchnię jest minimalny.
Sprawność pod lupą
Redukcja siły nacisku koła na nawierzchnię jest zjawiskiem niepożądanym, a wręcz niebezpiecznym, dlatego stanowi kluczowy element testu zawieszenia metodą EUSAMA. Ta metoda opiera się na pomiarze siły, z jaką koło przylega do płyty pomiarowej przy częstotliwości rezonansowej, występującej w określonym zakresie drgań. Podstawą badań jest określenie procentowego stosunku siły przylegania koła do podłoża. W trakcie testu koło pojazdu umieszczane jest na płycie najazdowej, która wprawia się w drgania o amplitudzie około 6 mm przy częstotliwości 24-25 Hz. Po zaprzestaniu wymuszenia analizuje się siłę nacisku koła na płytę, której drgania stopniowo wygasają. Częstotliwość, przy której występują najmniejsze naciski, to częstotliwość rezonansowa.
Jeśli podczas testu koło odrywa się od płyty, wskazuje to na uszkodzony amortyzator. Skuteczność tłumienia amortyzatora określa wskaźnik EUSAMA, który procentowo przedstawia stosunek minimalnego dynamicznego nacisku opony na podłoże (podczas wymuszenia drgań) do siły nacisku statycznego. Wartość wskaźnika poniżej 20% sugeruje awarię elementu tłumiącego, natomiast wartość 100% jest nieosiągalna.
Andrzej Wojciech Buczek, doradca techniczny IHR Warszawa – przedstawiciela marki BILSTEIN w Polsce, Fot. BILSTEIN
„W czasie badania na urządzeniu kontrolnym nie bada się tylko amortyzatora, ale całe zawieszenie jako zestaw części – sprężynę, amortyzator, oponę, tuleje – razem. Tego się nie da rozdzielić. Jeśli chcielibyśmy zbadać sam amortyzator, to konieczne byłoby jego zdemontowanie i sprawdzenie na przystosowanym do tego stanowisku laboratoryjnym” – mówi Andrzej Wojciech Buczek z IHR Warszawa, polskiego przedstawiciela marki BILSTEIN.
