Ze skutecznym tłumieniem

Od ręcznej do bezstopniowej

Pierwsze systemy tłumiące drgania w zwieszeniach pojazdów, pojawiły się już na początku lat 80. minionego stulecia. Początkowo były to stosunkowo proste, regulowane ręcznie układy elektromotoryczne. Zostały one dość szybko wyparte przez bardziej skuteczne systemy elektromagnetyczne ze stopniową regulacją tłumienia, które są stosowane do dziś w niektórych modelach samochodów. Najnowsze osiągniecie w dziedzinie układów resorująco-tłumiących, stanowią układy o bezstopniowej regulacji siły tłumienia – CDC, w postaci amortyzatorów z tzw. proporcjonalnie sterowanymi zaworami. W ich przypadku nie ma zewnętrznego zasilania płynem, który w tradycyjnych konstrukcjach jest potrzebny do zmiany ciśnienia. W przypadku amortyzatorów CDC, zmiany ciśnienia są wytwarzane wewnątrz ich konstrukcji. Z tego też względu układ, w którym funkcjonują, określany jest mianem pasywnego lub semiaktywnego.

Wewnętrznie lub zewnętrznie

Amortyzatory funkcjonujące w systemach CDC różnią się od siebie miejscem zamontowania zaworów proporcjonalnych. W przypadku lokalizacji tych ostatnich we wnętrzu tłoka, możliwa jest ciągła regulacja siły tłumienia zarówno podczas ściskania, jak i rozciągania. Praca takiego amortyzatora jest zatem podobna do klasycznej konstrukcji dwururowej. Inaczej jest natomiast w przypadku umieszczenia zaworów proporcjonalnych na zewnątrz. W takiej konstrukcji konieczne jest zastosowanie dodatkowej, trzeciej rury, w której są one zamontowane. W dodatkowej rurze przepływa olej, a tłumienie drgań jest regulowane za pomocą zaworu elektromagnetycznego. Niezależnie jednak od rodzaju zamontowania zaworów proporcjonalnych, przełączanie z charakterystyki miękkiej na twardą odbywa się w podobny sposób i w tym samym bardzo krótkim czasie liczonym w milisekundach. Szybkość przełączania jest przy tym wprost proporcjonalna do prędkości pracy samego tłoka amortyzatora.

„Skyhook”, czyli potęga współpracy

W tym zagadkowym określeniu, zawiera się kwintesencja zasady funkcjonowania systemu CDC. Najkrócej rzecz ujmując, od układu wymaga się takiego doboru charakterystyki tłumienia drgań, aby uzyskać jak najbardziej stały poziom odniesienia.  Skomplikowane? Tylko pozornie. Przekładając bowiem to sformułowanie na prostszy język chodzi o to, aby podczas jazdy zawieszenie wybierało tak potencjalne nierówności na drodze, aby zawieszenie pozostawało w możliwy sposób nieruchome. Pozwala to na utrzymanie dobrej przyczepności pojazdu, w połączeniu z wysokim komfortem podróżowania. Okazuje się jednak, iż sam system CDC jest w stanie kontrolować ruchy nadwozia i zmiany obciążeń kół podczas jazdy, tylko w ograniczonym zakresie. Innymi słowy, nie eliminuje on całkowicie niepożądanych drgań nadwozia. Co zatem zrobić? Rozwiązaniem jest współpraca pasywnego (semiaktywnego) systemu CDC, z układami w pełni aktywnymi takimi jak np. ABS, ESP, ARS czy ASC. W takim przypadku elektroniczna jednostka sterująca amortyzatorami wykrywa rzeczywiste warunki drogowe, dzięki informacjom zbieranym przez czujniki np. położenia kół i prędkości. Na ich podstawie ulegają automatycznej zmianie ustawienia pracy amortyzatorów, w zależności od bieżących warunków drogowych i stylu jazdy. Współpraca CDC a układami aktywnymi pozwala na znaczące zmniejszenie przechyłów wzdłużnych i poprzecznych pojazdu, co przekłada się bezpośrednio na zwiększenie stabilności i jazdy i sterowności pojazdu. W konsekwencji zastosowanie tego typu rozwiązania wpływa również na wolniejsze zużycie najbardziej newralgicznych elementów nie tylko samego zawieszenia, ale również układu kierowniczego.