Amortizeri i stabilizatori sistema za oslanjanje

Opruge i drugi elastični elementi ublažavaju udare koji nastaju pri prelasku točkova preko neravnina, ali istovremeno omogućavaju oscilovanje karoserije. Kada bi sistem za oslanjanje imao samo opruge, karoserija bi se nakon prelaska preko prepreke više puta podizala i spuštala. Zato se koriste amortizeri, koji prigušuju oscilacije, i stabilizatori, koji smanjuju naginjanje karoserije pri skretanju.

1. Ciljevi lekcije

Posle ove lekcije učenik treba da može da:

• objasni ulogu amortizera i razlikuje je od uloge opruge;
• opiše princip rada hidrauličnog amortizera;
• navede osnovne vrste amortizera i njihove karakteristike;
• objasni konstrukciju i princip rada stabilizatora;
• prepozna tipične znake neispravnosti amortizera i stabilizatora;
• objasni zašto su ispravni amortizeri i stabilizatori važni za bezbednost i stabilnost vozila.

2. Zašto su potrebni amortizeri?

Kada točak naiđe na rupu ili neravninu, opruga se sabija ili isteže. Ona prihvata deo energije udara, a zatim se vraća ka prvobitnom položaju. Međutim, zbog elastičnosti opruge nastaju oscilacije.

Amortizer ograničava i prigušuje ove oscilacije. Njegov zadatak nije da zameni oprugu, već da kontroliše brzinu njenog sabijanja i istezanja i da smanji trajanje neželjenog njihanja karoserije.

Ako amortizer ne bi postojao ili ne bi pravilno radio, nakon prelaska preko prepreke točak i karoserija mogli bi više puta da osciluju. Zbog toga bi se otežalo održavanje stabilnog kontakta pneumatika sa kolovozom, što može nepovoljno da utiče na upravljanje i kočenje.

3. Princip rada hidrauličnog amortizera

Uobičajeni hidraulični amortizer sastoji se od cilindra, klipa sa klipnjačom, hidrauličnog ulja i ventila koji kontrolišu protok ulja. Konstrukcija može da sadrži i dodatnu komoru ili rezervoar za gas.

Kada se oslanjanje sabija ili isteže, klip se kreće kroz cilindar. Ulje mora da prolazi kroz uske otvore i ventile u klipu ili između komora. Otpor protoku ulja stvara silu koja se suprotstavlja relativnom kretanju delova oslanjanja.

Na taj način mehanička energija oscilovanja uglavnom se pretvara u toplotu. Amortizer, dakle, prigušuje kretanje, a ne zaustavlja ga tako što kruto blokira pomeranje točka.

Rad pri sabijanju i istezanju

• Sabijanje: rastojanje između delova oslanjanja koji su povezani amortizerom se smanjuje. Klip se pomera tako da ulje prolazi kroz odgovarajuće kanale i ventile.
• Istezanje ili povratni hod: rastojanje se povećava, a klip se kreće u suprotnom smeru. Ulje tada prolazi kroz druge kanale ili ventile, koji mogu da pružaju drugačiji otpor.

Amortizer zato ne mora da pruža jednak otpor pri sabijanju i istezanju. Njegove karakteristike biraju se tako da se obezbede odgovarajuća kontrola karoserije, prijanjanje točkova i udobnost putnika.

Osnovni delovi amortizera

Deo	Uloga
Cilindar	Obezbeđuje prostor u kojem se kreću klip i radna tečnost.
Klip i klipnjača	Prenose kretanje između povezanih delova oslanjanja.
Hidraulično ulje	Prolazi kroz kanale i ventile; njegov protok omogućava stvaranje sile prigušenja.
Ventili	Regulišu protok ulja i određuju otpor pri sabijanju i istezanju.
Zaptivke	Sprečavaju nekontrolisano isticanje ulja i prodor nečistoća.
Nosači i gumeni elementi	Povezuju amortizer sa delovima oslanjanja ili karoserijom i ublažavaju deo vibracija.

4. Vrste amortizera

4.1. Hidraulični amortizeri

U hidrauličnim amortizerima glavni radni medijum je ulje. Prigušenje se ostvaruje kontrolisanim protokom ulja kroz ventile. U praksi se koriste različite konstrukcije, uključujući amortizere sa jednom ili više radnih komora.

4.2. Dvocilindrični amortizeri

Dvocilindrični amortizeri imaju unutrašnji radni cilindar i spoljašnju komoru. Ulje se, u zavisnosti od smera kretanja klipa, premešta kroz ventile i između komora. Ovakva konstrukcija često se koristi kod putničkih i drugih drumskih vozila.

4.3. Jednocilindrični amortizeri

Jednocilindrični amortizeri imaju jedan glavni radni cilindar, a konstrukcija može da uključuje gasnu komoru odvojenu od ulja pokretnim klipom. Njihove osobine zavise od konkretnog rešenja, dimenzija i podešavanja ventila.

4.4. Gasom potpomognuti amortizeri

Kod gasom potpomognutih amortizera gas pod pritiskom pomaže da se smanji stvaranje pene i mehurića u ulju, čime se može održati ujednačenije prigušenje u zahtevnim uslovima rada. To ne znači da je u amortizeru samo gas: kod uobičajenog gasnog amortizera ulje i dalje ima važnu ulogu u stvaranju sile prigušenja.

4.5. Podesivi i elektronski kontrolisani amortizeri

Kod podesivih amortizera moguće je promeniti karakteristike prigušenja. Kod elektronski kontrolisanih sistema upravljačka jedinica može da menja podešavanje u skladu sa signalima senzora i uslovima vožnje. Na taj način vozilo može da prilagodi ponašanje oslanjanja, na primer zahtevima za većom udobnošću ili boljom kontrolom karoserije.

Važno je razlikovati konstrukciju amortizera od načina upravljanja njegovim karakteristikama: „hidraulični“, „gasom potpomognuti“ i „elektronski kontrolisani“ opisi ne predstavljaju uvek međusobno isključive kategorije.

5. Amortizerska noga i amortizer kao odvojeni deo

Kod nekih sistema amortizer je postavljen odvojeno od opruge. Kod drugih je ugrađen u sklop amortizerske noge, kao što je slučaj kod mnogih izvedbi MacPherson oslanjanja.

Amortizerska noga može imati i noseću ulogu u vođenju točka, u zavisnosti od konstrukcije oslanjanja. Zato se ne može svaki amortizer smatrati nosećim elementom, niti je svaka opruga obavezno postavljena oko amortizera.

Pri zameni treba poštovati predviđenu konstrukciju, način pričvršćenja i postupak proizvođača vozila.

6. Šta je stabilizator?

Stabilizator poprečne stabilnosti je elastični element koji najčešće ima oblik savijene čelične šipke. Povezuje levu i desnu stranu oslanjanja na jednoj osovini, a svojim uvijanjem pruža otpor njihovom relativnom pomeranju.

Njegova osnovna uloga je da smanji naginjanje karoserije oko uzdužne ose vozila pri skretanju. Često se naziva i stabilizaciona šipka ili anti-roll bar.

7. Konstrukcija stabilizatora

Uobičajen stabilizator čine:

• Elastična čelična šipka: najčešće je oblikovana tako da povezuje levu i desnu stranu oslanjanja.
• Gumene čaure i nosači: pričvršćuju stabilizator za karoseriju ili pomoćni ram, a omogućavaju potrebno zakretanje.
• Poluge stabilizatora: povezuju krajeve šipke sa odgovarajućim delovima oslanjanja.
• Zglobovi i spojni elementi: omogućavaju kretanje poluga u skladu sa konstrukcijom vozila.

Tačan položaj i oblik ovih delova zavise od tipa oslanjanja. Stabilizator može biti postavljen na prednjoj, zadnjoj ili na obe osovine vozila.

8. Princip rada stabilizatora

Kada se oba točka pomeraju približno jednako

Ako levi i desni točak jedne osovine prelaze preko slične prepreke i pomeraju se približno jednako, stabilizator se, u zavisnosti od konstrukcije i kinematike oslanjanja, relativno malo uvija. Zbog toga obično pruža manji dodatni otpor takvom zajedničkom hodu točkova nego njihovom različitom pomeranju.

Kada se vozilo kreće kroz krivinu

Pri skretanju na karoseriju deluju bočne sile, pa se ona naginje. Oslanjanje sa spoljašnje strane krivine više se sabija, dok se oslanjanje sa unutrašnje strane rasterećuje i teži istezanju.

Pošto povezuje levu i desnu stranu, stabilizator se tada uvija i suprotstavlja razlici u njihovim pomeranjima. Time povećava otpornost sistema oslanjanja na naginjanje karoserije.

Stabilizator ne uklanja sve naginjanje niti sprečava svako premeštanje opterećenja u krivini. Njegov zadatak je da ograniči naginjanje karoserije. Na ponašanje vozila i dalje utiču brzina, poluprečnik krivine, visina težišta, pneumatici, geometrija oslanjanja i drugi faktori.

9. Uticaj stabilizatora na udobnost i ponašanje vozila

Stabilizator omogućava da se naginjanje karoserije smanji, a da se za to ne moraju koristiti samo znatno kruće opruge. Međutim, pošto povezuje levu i desnu stranu oslanjanja, može da utiče i na ponašanje vozila kada točkovi nailaze na različite neravnine.

Ako se jedan točak pomeri znatno više od drugog, stabilizator pruža otpor njihovom relativnom kretanju. To može nepovoljno da utiče na udobnost ili sposobnost praćenja podloge u određenim uslovima, posebno kada je važan veliki hod točkova, kao na neravnom terenu.

Krutost stabilizatora i njegova raspodela između prednje i zadnje osovine utiču i na ponašanje vozila u krivini. Zbog toga promena stabilizatora nije samo pitanje smanjenja naginjanja; ona može promeniti i ravnotežu ponašanja vozila. U konstrukciji i podešavanju moraju se uzeti u obzir sve osobine oslanjanja.

10. Razlika između opruge, amortizera i stabilizatora

Element	Osnovna uloga	Na šta prvenstveno utiče
Opruga	Elastično se deformiše i prihvata deo energije udara, a zatim se vraća ka prvobitnom obliku.	Vertikalni hod oslanjanja, elastičnost i visina vozila.
Amortizer	Prigušuje oscilacije kontrolisanim otporom pri kretanju klipa.	Brzina sabijanja i istezanja oslanjanja i smirivanje oscilacija.
Stabilizator	Uvijanjem pruža otpor relativnom pomeranju leve i desne strane oslanjanja.	Naginjanje karoserije pri skretanju i poprečna krutost oslanjanja.

Primer: kada automobil pređe preko ležećeg policajca, opruge se sabijaju i istežu, a amortizeri prigušuju nastale oscilacije. Kada automobil prolazi kroz krivinu, stabilizator se uvija i pomaže da se naginjanje karoserije smanji.

11. Neispravnosti amortizera

Amortizer je izložen vibracijama, udarima, prašini, vodi i temperaturnim promenama. Vremenom može doći do habanja zaptivki, gubitka ulja, oštećenja klipnjače ili promene karakteristika ventila.

Tipični znaci mogućeg kvara

• karoserija se posle prelaska preko neravnine više puta ljulja;
• vozilo se u krivinama ili pri promeni pravca oseća manje stabilno;
• javlja se lupanje ili drugi neuobičajeni zvukovi u području oslanjanja;
• na amortizeru se primećuje curenje ulja;
• pneumatici se troše neravnomerno ili se primećuju neuobičajene oscilacije točka;
• na neravnom kolovozu vozilo teže održava mirno i predvidivo kretanje.

Nijedan od ovih znakova sam po sebi ne dokazuje da je amortizer neispravan. Na slične simptome mogu uticati opruge, zglobovi, čaure, pneumatici, geometrija točkova i drugi delovi. Stanje treba proveriti stručnim pregledom.

12. Neispravnosti stabilizatora

Kod stabilizatora i njegovih spojeva najčešće se proveravaju gumene čaure, poluge, zglobovi, nosači i mesta pričvršćenja.

Tipični znaci mogućeg kvara

• lupkanje ili zveckanje preko sitnih neravnina;
• istrošene, ispucale ili oštećene gumene čaure;
• primetan zazor ili oštećenje poluga i zglobova stabilizatora;
• promena osećaja stabilnosti pri skretanju, naročito ako postoji veće oštećenje ili prekid nekog dela sklopa.

Neispravna poluga stabilizatora može proizvoditi buku iako su amortizer i opruga ispravni. Obrnuto, lupanje iz područja oslanjanja ne mora da znači da je neispravan baš stabilizator.

13. Kontrola i održavanje

Pri kontroli sistema oslanjanja treba obratiti pažnju na:

1. tragove curenja ulja i vidljiva oštećenja amortizera;
2. stanje zaštitnih manžetni, zaptivki i pričvrsnih elemenata;
3. stanje opruga i njihovih oslonaca;
4. gumene čaure, poluge i zglobove stabilizatora;
5. neuobičajene zvukove, zazore i tragove kontakta delova;
6. stanje pneumatika i način njihovog trošenja.

Kontrola samo pritiskanjem karoserije rukama može da pruži ograničene informacije i nije dovoljna za pouzdanu procenu svih amortizera. Potrebno je primeniti odgovarajući postupak pregleda i, kada je potrebno, stručna ispitivanja.

Amortizeri na istoj osovini najčešće se menjaju u paru, u skladu sa preporukama proizvođača vozila. Tako se smanjuje mogućnost da leva i desna strana imaju znatno različite karakteristike prigušenja.

Važno upozorenje: opruge oslanjanja mogu biti pod velikim mehaničkim prednaprezanjem. Njihovo rastavljanje bez odgovarajućeg alata i postupka može biti veoma opasno. Radove na ovim sklopovima treba da obavljaju obučena lica uz propisanu opremu.

14. Najvažnije za pamćenje

• Opruga prihvata energiju udara i elastično se deformiše.
• Amortizer prigušuje oscilacije i kontroliše kretanje oslanjanja.
• Hidraulični amortizer ostvaruje prigušenje otporom protoku ulja kroz ventile.
• Gasom potpomognuti amortizer i dalje koristi ulje za stvaranje sile prigušenja.
• Stabilizator povezuje levu i desnu stranu oslanjanja i uvijanjem ograničava njihovo relativno pomeranje.
• Stabilizator smanjuje naginjanje karoserije pri skretanju, ali ne uklanja sve naginjanje i ne zamenjuje ispravne amortizere, opruge i pneumatike.
• Neobični zvukovi, curenje ulja i promenjeno ponašanje vozila zahtevaju stručnu proveru.

15. Provera znanja

1. Koja je osnovna uloga amortizera?

   1. Da nosi kompletnu masu vozila umesto opruge.
   2. Da prigušuje oscilacije sistema za oslanjanje.
   3. Da potpuno spreči vertikalno pomeranje točka.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Amortizer prigušuje oscilacije i kontroliše kretanje oslanjanja.

2. Kako nastaje sila prigušenja kod uobičajenog hidrauličnog amortizera?

   1. Prolaskom ulja kroz ventile i kanale koji pružaju otpor protoku.
   2. Isključivo sabijanjem spiralne opruge.
   3. Trenjem pneumatika o kolovoz.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: a. Kontrolisani protok ulja kroz ventile stvara otpor kretanju klipa.

3. Da li amortizeri sa gasom potisnutim uljem rade bez hidrauličnog ulja?

   1. Da, koriste isključivo gas.
   2. Ne, u uobičajenoj konstrukciji ulje i dalje učestvuje u prigušenju.
   3. Da, ali samo tokom kočenja.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Gas pod pritiskom ima dodatnu funkciju, dok ulje kroz ventile omogućava stvaranje sile prigušenja.

4. Koji je glavni zadatak stabilizatora poprečne stabilnosti?

   1. Da zameni amortizere.
   2. Da poveća snagu motora.
   3. Da smanji naginjanje karoserije pri skretanju.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: c. Stabilizator se uvija i suprotstavlja relativnom pomeranju leve i desne strane oslanjanja.

5. Šta se obično dešava kada se oba točka iste osovine pomeraju približno jednako?

   1. Stabilizator se uvek uvija najviše što može.
   2. Stabilizator se obično manje uvija nego kada se levi i desni točak pomeraju različito.
   3. Amortizeri prestaju da rade.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Stabilizator prvenstveno pruža otpor relativnom pomeranju dve strane oslanjanja.

6. Da li lupkanje preko neravnina sigurno znači da je neispravan stabilizator?

   1. Da, uvek.
   2. Ne, uzrok mogu biti i drugi delovi oslanjanja.
   3. Da, ali samo ako je vozilo starije.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Zvuk se mora dijagnostikovati pregledom različitih delova oslanjanja.

16. Pitanja za usmeno ponavljanje

• Zašto sama opruga ne može da obezbedi dovoljno brzo smirivanje oscilacija karoserije?
• Opiši šta se dešava u amortizeru pri sabijanju, a šta pri istezanju.
• Koja je uloga ulja i ventila u hidrauličnom amortizeru?
• Objasni zašto se stabilizator uvija kada se vozilo naginje u krivini.
• Koja je razlika između delovanja amortizera i stabilizatora?
• Koje znake neispravnosti treba proveriti pri pregledu amortizera i stabilizatora?

17. Povezane lekcije

• Opruge i elastični elementi sistema za oslanjanje
• Vođenje točkova i geometrija trapa
• Kontrola i održavanje sistema za oslanjanje