Walka o trakcję - zawieszenia w sportach motorowych [część 1]

Czołowi zawodnicy w takich sportach motorowych jak wyścigi samochodowe czy rajdy znacznie bardziej cenią sobie odpowiednio dobrane zawieszenie, aniżeli moc silnika. To dzięki niemu opona utrzymuje kontakt z nawierzchnią i na nic w samochodzie duża moc, jeśli nie może być skutecznie przenoszona na podłoże. Trzeba również zaznaczyć, że ustawienie zawieszenia to nie tylko regulacja amortyzatorów i sprężyn, ale także stabilizatorów, dobór kąta pochylenia kół czy odpowiednia regulacja ich geometrii.

Najważniejszym ze wszystkich elementów w zawieszeniu jest amortyzator. Jest zarówno najbardziej skomplikowaną jak i najdroższą częścią. Jego zadaniem jest utrzymanie stałego kontaktu kół z nawierzchnią. Odbywa się to poprzez skuteczne tłumienie drgań i wstrząsów przenoszonych z kół na nadwozie samochodu i odwrotnie. Sportowe odpowiedniki różnią się od wersji „cywilnych” oczywiście trwałością i możliwością regulacji twardości oraz skoku.

Najczęściej stosowanymi w sporcie są amortyzatory olejowo-gazowe. Warto wspomnieć takich producentów jak Bilstein, H&R, Kayaba, Koni czy Proflex oraz Ohlins. Budowa i zasada ich działania jest w zasadzie zbliżona. W amortyzatorze występuję dwie komory oddzielone od siebie tłokiem – komora z olejem oraz gazem. Dzięki stałemu ciśnieniu w komorze gazowej olej cały czas jest ściskany. W części olejowej znajduje się drugi tłok z otworami, przez który nieustannie przepływa ciecz, a jej ciśnienie regulowane jest także przez zawory. Dzięki komorze gazowej, które ściska olej, nie dochodzi do zapowietrzania się cieczy roboczej.

W niektórych typach amortyzatorów jak np. Ohlins lub Proflex występują zewnętrzne zbiorniczki z gazem. Ich wyprowadzenie na zewnątrz umożliwia uzyskanie odpowiedniej charakterystyki tłumienia przy jednoczesnym dużym skoku amortyzatorów. Oprócz tego zapewnia on równomierną pracę bez względu na temperaturę. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwa jest również zewnętrzna regulacja twardości amortyzatorów.

Twardość amortyzatora oprócz zewnętrznej regulacji zmienia się poprzez odpowiedni dobór tłoka oraz specjalnych podkładek regulacyjnych znajdujących się w jego wnętrzu. Z kolei skok reguluje się za pośrednictwem specjalnych pierścieni i podkładek kontrujących. W dużym uproszczeniu, na twardych, asfaltowych odcinkach dobierane jest twarde zawieszenia o niewielkim skoku. Na szutrowych i nierównych trasach kierowcy preferują miękkie nastawy i duży skok amortyzatora. W obu przypadkach zależy na zapewnieniu jak najlepszego stosunku między kontaktem koła do podłoża, a sztywnością nadwozia, aby te miało jak najmniejsze przechyły.

Tłok amortyzatora może mieć różną grubość oraz ilość otworów. Do tego dochodzi także liczba i rodzaj podkładek regulacyjnych. Dobór tych elementów jest pierwszym etapem regulacji twardości. Ustalony na metalowej sztycy tłok przesuwa się wewnątrz amortyzatora podczas jego pracy. Im większa ilość otworów jest w tłoku i mniejsza liczba podkładek, tym łatwiejszy jest przepływ oleju. To z kolei przekłada się na miękką charakterystyką amortyzatora. Jeśli kierowca wybiera się na rajd asfaltowy, otworów w tłoku będzie mniej, a liczba podkładek się zwiększy.

Aby zobrazować liczbę możliwości z jaką musi uporać się mechanik podczas regulacji, przytoczę jeden z wariantów jaki można spotkać w N-grupowym Mitsubishi Lancerze. Grubość blaszek może wynosić od 0,2 do 0,3 mm, a ich średnica waha się od 17 do 32 mm. Z kolei ich liczba mieści się w zakresie od 6 do nawet 20. Dodajmy do tego rodzaje oraz ilość otworów w tłoku i widzimy jak wiele istnieje kombinacji ustawień twardości amortyzatora. Jest to pierwszy etap i jeśli zajdzie potrzeba niewielkich zmian po zamontowaniu amortyzatorów w samochodzie, można dokonać jeszcze pewnej korekty regulacją zewnętrzną.

Jeśli amortyzatory znajdują się więc na swoim miejscu, zaczyna się żmudna praca testowania ich na trasie. Kolejnych korekt dokonuje się już nie za pośrednictwem tłoka i podkładek regulacyjnych, ale wspomnianej regulacji zewnętrznej. Jak wspomniałem na początku, niektóre typy amortyzatorów są wyposażone w oddzielne zbiorniki gazowe. Znaleźć można je zwykle pod maską samochodu, a tuż przy nich są niewielkie śrubki i nakrętki regulacyjne.

Służą one do regulacji tłumienia dobicia amortyzatora, które odbywa się dwukanałowo – ustawienia można dokonywać dla dwóch parametrów: low speed i high speed. High speed zwany jest inaczej szybkością amortyzatora. Regulacja tego parametru odpowiada za to, w jakim czasie amortyzator ugnie się po napotkaniu nierówności. Z kolei low speed odpowiada za tzw. zamykanie się. Innymi słowy regulujemy czas, w jakim amortyzator osiągnie maksymalny punkt ściśnięcia, po którym następuje rozciąganie. W praktyce low speed odpowiada za właściwości trakcyjne amortyzatora.

Ostatnim parametrem, który można regulować z zewnątrz jest przeciwieństwo tłumienia dobicia, czyli tłumienie odbicia (rebound). Jest ono odpowiedzialne za szybkość powrotu amortyzatora do swojej pierwotnej pozycji. Parametr ten wpływa na charakterystykę komfortu jazdy i przyczepności do podłoża. Istotne jest np. podczas pokonywania hopek czy dużych wybojów.

Podsumowując, dobicie odpowiada za wszelkie ruchy amortyzatora podczas najeżdżania na nierówność. Odbicie zapewnia jak najlepszy kontakt z nawierzchnią po pokonaniu tejże nierówności. Jeśli więc kierowca twierdzi, że zawieszenie źle wybiera dziury, to modyfikowany jest wstępnie parametr high speed. Jeśli występują zastrzeżenia co do przechyłów nadwozia w zakrętach, to regulacji ulega parametr low speed. Jeśli auto po pokonaniu nierówności zachowuje się niestabilnie, podskakuje, to zmienia się parametr rebound.

W następnej części zajmę się opisem pozostałych elementów zawieszenia.

Zobacz także:

Źródło: Magazyn WRC