Član
Unatoč mnogobrojnim dijelovima koji se u njih ugrađuju, amortizeri su u stvari veoma jednostavne naprave. Jednostavno je, barem, načelo na kojemu oni rade. No, za početak da razjasnimo jednu sitnicu: amortizeri o kojima ćemo pričati upravo su oni "teleskopski amortizeri" koje nalazite u tehničkim podacima vozila što ih opisujemo. Također, katkada se koristi i termin "hidraulički amortizeri". Oba spomenuta naziva opisuju, barem dio, načela rada današnjih amortizera. Oni su teleskopski, jer se mijenja razmak njihovih krajnjih točaka (produžavaju se i skraćuju) tako da jedan dio amortizera ulazi u drugi. No, ujedno su i hidraulički, jer se u njima nalazi hidrauličko ulje čije strujanje daje amortizeru potrebna svojstva.
Kako radi i čemu sve to?
Presjek i načelo rada teleskopskog hidrauličkog amortizera
Uloga amortizera u ovjesu automobila jest prigušivanje vibracija. Sjetite li se proteklog nastavka Školice, bit će vam poznato da se (teorijski) automobil bez amortizera stalno ljuljao. U tom je primjeru karoserija bila postavljena isključivo na oprugama te su ju i najmanje neravnine na cesti snažno i stalno pomicale, gotovo potpuno nekontrolirano. Da bi se u ovakvo ponašanje karoserije "uvelo malo reda", postavljaju se (teleskopski) amortizeri. Njihova uloga je u tome da prigušuju titraje ovjesa do kojih dolazi prilikom vožnje preko neravnina. Ipak, poznati kompromis opet se javlja. Naime, kako ćemo vidjeti iz opisa rada amortizera, ovo se prigušivanje titraja karoserije temelji na namjernom usporavanju kretanja ovjesa. To, pak, za posljedicu ima prenošenje udaraca s podloge (ceste) na karoseriju. Što jače (tvrđe) amortizere postavimo na neki automobil, karoserija će se brže umirivati nakon što ju zaljulja neravnina na cesti. No, s druge će pak strane tvrđi amortizeri jače prenositi udarce na karoseriju što vožnju može učiniti i neudobnijom od one pri kojoj se automobil stalno ljulja.
Načelo rada teleskopskih amortizera temelji se na strujanju hidrauličkog ulja kroz ventil proračunatih dimenzija. Na slici 1 vidljivi su presjek i shema teleskopskog amortizera. Priča je jednostavna. Iz shematske slike je vidljivo da hidrauličko ulje (crveno) prilikom gibanja jedne strane amortizera prema drugoj (stiskanja amortizera) počinje teći kroz mali ventil na klipu za brtvljenje. Upravo o propusnosti ovog ventila ovisi i brzina kojom će se amortizer moći stisnuti. Drugi ventil, prikazan na shemi, također služi propuštanju ulja, no ovaj puta prilikom rastezanja amortizera. S obzirom na ovakvu "podjelu uloga" oba su ova ventila jednosmjerna, tj. propuštaju ulje samo prilikom stiskanja ili rastezanja amortizera.
Ipak, ostali smo vam dužni objasniti zbog čega uopće dolazi do stiskanja i rastezanja amortizera. Naime, završeci našeg hidrauličkog amortizera (okrugli dijelovi s provrtom, gore i dolje) pričvršćeni su svaki na svojem mjestu - jedan na karoseriji, a drugi na nosačima ili glavčini kotača. Iako će vam položaj amortizera postati jasniji u kasnijim nastavcima, napominjemo ga ovdje da biste shvatili od kuda se javlja to stezanje i rastezanje.
Podvarijante i ostalo
Dvostruki (lijevo) i jednostruki amortizer
Kao i svugdje, i u priči o amortizerima imamo nekih varijacija na temu. Među najznačajnije svakako spadaju razlika između jednocjevnih (jednostrukih) i dvocjevnih (dvostrukih) amortizera te plinski amortizeri. Na slici 2 vidite prvu navedenu varijaciju, odnosno, teleskopski amortizer s dvostrukom cijevi (lijevo) te teleskopski amortizer s jednostrukom cijevi (desno). Iako je načelo rada u oba slučaja jednako, dakle hidrauličko ulje struji kroz ventile, razlike su u unutrašnjoj konstrukciji ovih amortizera. Dvocjevni (dvostruki) amortizer prikazan lijevo na slici 2 koristi vanjsku cijev (smještenu oko cijevi s uljem i klipom za brtvljenje) kao spremnik za suvišno ulje. Naime, kada se amortizer stišće, odnosno kada kotač naleti na povišenje te se približi karoseriji, kod dvocjevnih se amortizera ulje potiskuje (uz pomoć klipa) iz unutrašnje u vanjsku cijev (tanki plavi sloj u stvari predstavlja istisnuto ulje koje se sada nalazi u prostoru između vanjske i unutrašnje cijevi). Tzv. "podni ventil" koji se nalazi na ulazu u vanjsku cijev zadužen je kod dvocjevnog amortizera za kontrolu brzine protoka ulja, tj. "tvrdoće amortizera". Jednocjevni je amortizer sličniji našem primjeru sa sheme na slici 1. Kod njega se koristi tek jedna cijev, a ulje cirkulira kroz ventil smješten na samom klipu te stalno ostaje u jednoj te istoj cijevi. Sada je potrebno naglasiti da su kod svih izvedbi amortizera ventili u pravilu jednosmjerni. Drugim riječima, jedan ventil kontrolira strujanje ulja prilikom stiskanja, a drugi prilikom rastezanja amortizera. Kod većine automobila ova dva ventila nisu jednako podešena (na istu propusnost), što je i logično uzmemo li u obzir da su sile koje kotač tjeraju prema gore prilikom naleta na neko povišenje daleko veće od onih koje potom rastežu amortizer, tek pod težinom samog kotača.
Amortizer s podešavanjem tvrdoće
No, da bi stvari bile još kompliciranije proizvođači komponenti ovjesa izmislili su amortizere čija se "tvrdoća" može regulirati. Radi se, pojadnostavnjeno govoreći, o kotačiću na vrhu amortizera (vidi sliku 3) čijim se zakretanjem podešava rad ventila za propuštanje hidrauličkog ulja unutar amortizera. Većinom, amortizeri imaju tek jednostruko ili "jednosmjerno" podešavanje. To znači da ih je moguće podešavati tek u jednom smjeru gibanja, utječući na tek jedan jednosmjerni ventil. Kod takvih se amortizera u pravilu radi u ventilu koji kontrolira povrat kotača, tj. rastezanje amortizera. Ipak, maštoviti su konstruktori u međuvremenu osmislili i amortizere s potpunim podešavanjem kod kojih je moguće mijenjati svojstva u oba smjera, tj. za oba ventila. Dakako, onima "najrazmaženijim" prodaju se takvi amortizeri s regulacijom pomoću prekidača na ploči s instrumentima. Sada, uostalom, i znate kako radi ovjes (obične, ne hidropneumatske konstrukcije) na automobilima kojima se može podešavati tvrdoća (obično su to položaji "Comfort" i "Sport").
Plin
Plinski amortizeri s podesivom platformom
Eh da. Vjerujemo da malo tko od vas nije čuo za pojam tzv. "plinskih amortizera". No, iako jezično gledajući ovaj izraz baš i ne odgovara, s obzirom na konstrukciju takvih amortizera, u njima doista ima plina. O čemu se zapravo radi. Hidrauličko ulje koje se nalazi unutar teleskopskog amortizera sklono je zagrijavanju izazvanom stalnim strujanjem kroz ventile na brtvilnom klipu. Takvo se zagrijano ulje, dakako, s vremenom počinje rastezati, tj. počinje mu se povećavati obujam. Povećanjem obujma ulja unutar amortizera povećava se i pritisak itd., itd... Da bi se nekako kompenzirala ta razlika obujma do koje dolazi unutar amortizera kada je on hladan/topao, izmišljeni su plinski amortizeri. Kod njih je, unutar cijevi, ubačen plin pod određenim pritiskom kojeg od ulja dijeli posebna brtva za razdvajanje. Kod ovakvih se amortizera povećanje obujma ulja kompenzira stiskanjem prostora u kojem se nalazi plin. Obratno, kada se amortizer ohladi i kada se ulje stisne (kada mu se smanji obujam) plin koji je pod pritiskom počinje se širiti nadoknađujući tako prostor nastao hlađenjem hidrauličkog ulja. Plinsko punjenje ove vrste omogućava amortizerima bolje podnošenje visokih opterećenja (i temperatura) te se takvi amortizeri u pravilu ugrađuju na sportske i natjecateljske automobile.
Najavljujući opsežnu temu ovjesa u prvom smo nastavku ove priče rekli kako su mnoge teme koje ćemo ovdje spominjati međusobno povezane na takav način da jedne bez drugih ne mogu biti u potpunosti razumljive. Isto ovo vrijedi i za priču o amortizerima. Na slici 4 prikazana su tri plinska amortizera s podezivom visinom platforme - nosača opruge. Ipak, ulogu i svrhu podešavanja ovog nosača moći ćemo vam objasniti tek kada u slijedećem nastavku "progovorimo" o oprugama.
No, upravo zbog takve "interaktivne" prirode teme ovjesa niti današnju priču nećemo moći u potpunosti dovršiti. Ono što nam ostaje za objasniti jest sam smisao podešavanja amortizera, odnosno njihove, eventualne, zamjene. Naime, iz opisa rada hidrauličkog amortizera jasno je da on pruža otpor sabijanju, ali s vremenom i biva potpuno stisnut. Imamo li tako amortizer s npr. ventilom od 50 kg ništa se s njime neće dogoditi dok ne ga ne opteretimo s 51 kg. Tada će se amortizer polako početi stiskati dok ne dođe do kraja. Teorijski bi se vozilo opremljeno isključivo amortizerima (bez opruga koje nose težinu karoserije) u zavoju počelo postepeno naginjati (brzina naginjanja ovisila bi o propusnosti ventila u amortizerima), sve dok amortizeri i karoserija ne bi "legli" na svoje graničnike. Sada nam postaje jasno čemu služe amortizeri - usporavanju gibanja ovjesa, odnosno djelomičnoj neutralizaciji njegovog titranja. Ipak, bez opruga koje stvari vraćaju na svoje mjesto, ništa ne bi bilo moguće.
