|
Pneumatyczny element
sprężysty nie zdziwi nikogo, kto próbował
kiedyś np. usiąść na piłce. W nowoczesnych
luksusowych samochodach ta "piłka", na której
opiera się zawieszenie, może być, w zależności
od potrzeb, dopompowana lub zmiękczona.
Pneumatyczne resorowanie
nie jest żadną nowością - już przez dobre
kilkadziesiąt lat konstruktorzy korzystają z
jego niezaprzeczalnych zalet. Dzieje się to
przede wszystkim w samochodach, w których
zawieszenie pracuje przy dużych różnicach
obciążeń, a więc w ciężarówkach i autobusach.
Z czysto teoretycznego
punktu widzenia, zawieszenia pneumatyczne
działają na zasadzie sprężenia i rozprężenia
pewnej ilości gazu wypełniającego zamknięty
zbiornik, w którym panuje ciśnienie.
Urządzenia tego typu mają pewną szczególną,
nieliniową charakterystykę, różną od
charakterystyki sprężeń wykonanych np. ze
stali. Zależy ona od szybkości ruchu elementu
sprężającego/rozprężającego gaz oraz od
skuteczności chłodzenia. Dlatego też
nowoczesne zawieszenia pneumatyczne muszą być
konstruowane z uwzględnieniem skomplikowanych
zależności fizycznych i termodynamicznych,
jakie zachodzą wewnątrz gazowych elementów
sprężystych. Zalety takich rozwiązań są jednak
niezaprzeczalne:
- sprężyny gazowe mogą automatycznie adaptować
stopień tłumienia drgań (a więc komfort jazdy)
do obciążeń osi;
- możliwe jest zmniejszenie zmian zachowania
samochodu, w zależności od obciążenia;
- możliwe jest, w prosty sposób, wprowadzenie
automatycznej regulacji wysokości zawieszenia,
niezależnie od obciążenia;
- możliwe jest dostosowywanie wysokości
zawieszenia do potrzeb kierowcy (lub wcześniej
skonfigurowanego programu, uwzględniającego
warunki jazdy), i to płynnie, w czasie jazdy;
- możliwe jest wprowadzenie funkcji
specjalnych, jak np. ekstremalne podniesienie
samochodu na złej nawierzchni.
Istnieją różne systemy
pneumatycznych lub hydrauliczno-pneumatycznych
zawieszeń. Wprowadzenie cieczy hydraulicznej
jako czynnika łączącego funkcjonalnie
poszczególne gazowe elementy sprężyste w
zasadzie nie zmienia istoty działania
urządzenia. Pierwszym powszechnie znanym
układem hydro-pneumatycznym, zastosowanym w
samochodzie osobowym, było zawieszenie
Citroena DS z roku 1955. Element sprężysty ma
tam kształt półkolistej czaszy, zamkniętej
elastyczną membraną i wypełnionej azotem pod
dużym ciśnieniem. Czasza zaopatrzona jest w
cylinder, połączony z instalacją hydrauliczną.
Tłok w tym cylindrze związany jest z dźwignią
zawieszenia samochodu. Zawory jednokierunkowe
w układzie hydraulicznym zapewniają
odpowiednie opory przepływającej cieczy, a
więc tłumienie drgań zawieszenia. Elementy
sprężyste połączone są hydraulicznie z
podobnie zbudowanym akumulatorem ciśnienia, do
którego olej tłoczy pompa wysokociśnieniowa.
Zależnie od stopnia uniesienia zawieszenia,
odpowiedni zawór połączony ze stabilizatorem
powoduje dopompowanie lub upuszczenie oleju, a
więc uniesienie lub opuszczenie zawieszenia.
Proces przebiega automatycznie, więc następuje
zjawisko samopoziomowania. Kierowca może
także, z wnętrza auta, wybrać odpowiednią
wysokość zawieszenia.
Rozwiązanie to, z
licznymi modyfikacjami, stosowane jest przez
Citroena do dzisiaj. Zawieszenia czysto
pneumatyczne spotykane są także od dawna w
luksusowych samochodach amerykańskich. W
niektórych autach europejskich (np. Mini i
pokrewne) przejściowo stosowano w podwoziu
nieregulowane pneumatyczne elementy sprężyste.
Obecnie odnotowujemy
ekspansję zawieszeń pneumatycznych w
europejskich w samochodach najwyższej klasy,
luksusowych i terenowych. Odbywa się to w
powiązaniu z pełną paletą elektronicznego
sterowania, gdzie łączy się funkcje
zawieszenia z działaniem zaawansowanych
systemów ESP.
Skomplikowane
zawieszenie pneumatyczne zastosowano swego
czasu w półterenowym Audi Allroad. A6
przystosowujące się do jazdy szosowej lub
terenowej wymagało właśnie takiego
rozwiązania, umożliwiającego szybką zmianę
prześwitu auta. Obecnie praktycznie każdy nowy
luksusowy samochód korzysta z takiego systemu.
Przykładami niech będą VW Phaeton, Audi A8 czy
terenowe Porsche Cayenne/VW Touareg. W każdym
z nich układ pneumatyczny pozwala na wręcz
automatyczne dostosowanie wysokości i
charakterystyki zawieszenia do drogi, po
której się poruszamy, i do stylu jazdy.
Oczywistym jest - im szybciej jedziemy, tym
bardziej auto się obniża, ale kierowca również
może ingerować w ten proces. Dostępne są też
różne poziomy tłumienia amortyzatorów. Podobne
rozwiązania stosują także Mercedes i BMW, nie
mówiąc o R-R czy Bentleyu.
Interesujące, że np.
Mercedes prócz wspomnianego systemu (Airmatic),
proponuje konkurencyjny system ABC (Active
Body Control), który opiera się na resorowaniu
przy użyciu sprężyn stalowych, zaś układ
hydrauliczny służy tu do aktywnego korygowania
przechyłów (bocznych i podłużnych) samochodu.
Źródło: Jerzy Dyszy
"Samochody unoszone powietrzem", MOTOR nr 33
(2618), 12 sierpnia 2003, str. 40-41
|
