Iskunvaimentimet

MacPherson- jousitus: hydraulinen iskunvaimennin ja jousilevy

Iskunvaimennin on turvallisuuden kannalta merkitykselliset komponentti on alusta , joka mahdollistaa värähtelyjen jousitetun massan laantua nopeasti ja vaimentaa värähtelyjä jousittamattomien massa renkaan keväällä . Muuntamalla värähtelyenergia lämpöksi erityistoimenpiteillä syntyy merkittävästi vaimennettu tärinä . Ilman näitä toimenpiteitä värähtely hajoaisi liian hitaasti.

Termi " tärinänvaimennin " olisi oikea , koska vaikutukseen ei vaikuta, vaan sen vaikutus. Iskunvaimentimia ei käytetä vaimentamaan epätasaisella tienpinnalla ajoneuvoon aiheutuvia iskuja. Suspensio on vastuussa tästä.

Iskunvaimentimien merkitys moottoriajoneuvoissa

Hydraulinen iskunvaimennin on kammen varren akselin VW Beetle , täällä Formula Vee kilpa-auto

Iskunvaimentimien tehtävänä on vaimentaa jousitusjousien rakenteen tärinää ja renkaan jousen pyörien tärinää. Ilman vaimennusta rakenteellinen tärinä luonnollisten taajuuksien alueella olisi liian suuri, jotta sekä ajomukavuus että ajoturvallisuus vaikuttaisivat negatiivisesti. Liiallinen vaimennus heikentää ajomukavuutta, mutta parantaa tieliikennettä. Ajamukavuuden ja ajoturvallisuuden välinen koordinointi on siis aina kompromissi. Pellit suunnitellaan kiristys- ja puristussuunnassa sekä pienille ja suurille pellinopeuksille, jotta ajodynamiikkaa ja ajomukavuutta koskevat vaatimukset täyttyvät mahdollisimman hyvin.

Autojen viallisten iskunvaimentimien havaitseminen

Vaimennuksen vähenemistä kompensoi usein tiedostamattomasti kuljettajan ajo-käyttäytymisen muutos. Iskunvaimentimien heikkenemisestä on joitain merkkejä, jolloin esiintyvät vaikutukset eivät tapahdu yhtäkkiä, mutta ne liittyvät vaimentimen lisääntyvään kulumiseen:

• Useita jälkivärähtelyjä, kun ajoneuvoa tärytetään käsin pyörän lähellä (yksinkertainen toimintatesti, käyttäytyminen on erityisen ilmeistä vaimentimien ollessa täysin käyttökelvottomia)
• Ajoneuvo heilahtaa kolhujen jälkeen
• Myrskyisä ääni huonoilla teillä pienellä nopeudella (30 vyöhykettä)
• Epätasainen renkaiden kuluminen ja lisääntynyt renkaiden kuluminen
• Räpyttelevä ohjaus tai useita keskeytyneitä jarruratoja hätäpysäytyksen jälkeen hyppyjen takia
• huokoinen kaarteissa käyttäytyminen, aaltoilevalla tiellä ajoneuvo ajautuu ulospäin riippuen pystysuuntaisten tärinöiden virityksestä

Täysin vialliset pelit voidaan tunnistaa myös huomattavista öljymääristä, jotka poistuvat vaimentimien männänvarroista. Käänteisesti asianmukaista toimintaa ei kuitenkaan voida johtaa täysin tiukasta iskunvaimentimesta.

Vaimennuksen fyysiset periaatteet

Hydrauliset pellit

Nykyään tavanomaisia ​​henkilöautojen iskunvaimentimia valmistetaan pääasiassa hydraulisina teleskooppisina iskunvaimentimina yhden ja kahden putken malleina. Sen periaate perustuu siihen, että vastus syrjäytetyn nesteen ( iskunvaimentimen öljyn ) virtausta vastaan ​​riippuu virtausnopeudesta. Se ei ole lineaarinen, vaan progressiivinen, mikä tarkoittaa, että se kasvaa virtausnopeuden mukana.

Kitkapelti

Ennen hydraulisten iskunvaimentimien kehittämistä ajoneuvot varustettiin mekaanisesti vaikuttavilla kitkavaimentimilla. Haittana on, että staattinen kitka estää suspension suspensiosta pienten ärsykkeiden sattuessa . Suspensio reagoi huonosti.

Kitkavaimentimet koostuvat useista kitkalevyistä, jotka on pinottu päällekkäin ja jousi painaa aksiaalisesti toisiaan vasten. Nämä levyt muodostavat vuorotellen kaksi ryhmää, jotka voivat kiertyä toisiaan vastaan. Yksi niistä on kytketty alustaan, toinen osaan, jonka tärinä on vaimennettava. Tällainen kitkapelti toimii samalla tavalla kuin monilevykytkin .

Autojen iskunvaimentimien tyypit

Periaatteessa erotetaan akselivaimennin , ts. Itsenäisesti asennettu tärinänvaimennin, jousenvaimentimen yksikkö ("joustin"), jossa jousi ja säätöpelti on yhdistetty yhdeksi kokoonpanoksi, ja MacPherson-tuki , joka sekä pyörän pituussuunnassa - että poikkisuuntajohdoissa.

Vipu iskunvaimennin

Tavallisia pyöriviä kitka-iskunvaimentimia kutsutaan vipu-iskunvaimentimiksi. Muna. d. Vaimennettava lineaarinen liike vaatii yleensä vipun, joka pyörii pellin keskikohdan ympäri.

Houdaille-iskunvaimennin on hydraulinen iskunvaimennin, jossa on kääntyvät männät jaetussa sylinterimäisessä kotelossa, jota myös pyörittää vipu.

Vivun iskunvaimentimina mainitaan kuitenkin myös rakenteet, joissa lineaarisesti liikutettu pellin vaikuttaa vipuun, joka pyörii muualla alustalla. Tällainen vipu on yleensä lenkki pyörän jousituksessa . Tämä sisältää myös vanhemman vaihtovivun iskunvaimentimen , jossa sylinterissä olevaa mäntää käytetään ulkopuolelta vaihtovivun kautta.

• 

  Kitkaiskunvaimennin

• 

  Kitka-iskunvaimennin kampivarressa

• 

  Houdaille-vivun iskunvaimentimet

Lineaariset liike-iskunvaimentimet (teleskooppiset iskunvaimentimet)

Yksiputkinen pelti

Yhden putken iskunvaimennin on jaettu työkammioon (öljykammio) ja vastapainekammioon (kaasukammio). Varsinainen pellityö tehdään öljykammiossa, ts. Männän vaimennusventtiilit vastustavat männän läpi virtaavaa öljyä. Tämä luo paine-eron, joka vastustaa männän tankoa, joka liikkuu astiaan nähden vaimennusvoimalla. Kaasukammio kompensoi tilavuuden muutoksia, kun männänvarret ulottuvat ja vetäytyvät sisään ja lämpötilan vaihteluista johtuen. Yksiputkisen peltipohjan sisäinen paine on yleensä noin 20–30 bar. Tämä esikuormitus vaaditaan, jotta ylemmän työkammion (kammion männän yläpuolella) öljypylväs ei repeydy puristuksen aikana ja öljyssä muodostuu kaasukuplia ( kavitaation vaara ). Tällä olisi haitallinen vaikutus pellin voimaominaisuuksiin. Kaasupaineesta johtuen iskunvaimennin on myös heikko kaasupainejousi .

Kaksiputkinen pelti

Sylinteriputken lisäksi, jossa männänvarreen kiinnitetty ja muilla venttiiliosilla varustettu mäntä liikkuu aksiaalisesti, kaksoisputkipellissä on toinen koaksiaalisesti järjestetty säiliöputki. Mäntä jakaa sisemmän öljykammion ylempään ja alempaan työkammioon. Puristusvaiheessa männänvarsi vetäytyy sisään ja osa öljystä virtaa alemmasta työkammiosta männän venttiilin läpi ylempään työkammioon. Mäntätankoa vastaava öljymäärä puristetaan sylinteriputken alaosassa sijaitsevan pohjaventtiilin läpi ns. Sylinterin ja säiliöputkien väliseen kompensointitilaan. Pohjaventtiili tuottaa myös vaimennukselle merkityksellisen paine-eron. Kun männänvarsi ulottuu (palautumisvaihe), männän venttiili ottaa vaimennuksen, kun taas ulottuvan männän tankoa vastaava öljytilavuus virtaa suurimmaksi osaksi esteettä takaisin pohjaventtiilin läpi.

Hydraulisen teleskooppisen iskunvaimentimen rakenne ja toiminta

Iskunvaimentimen liikkumismalli

(Kaksiputkisen) iskunvaimentimen liikemalli näyttää kuinka öljyn taso iskunvaimentimessa nousee ja laskee männänvarren sisään- ja ulospäin suuntautuvan liikkeen myötä. Öljytason liike näkyy suuresti liioiteltuina. Öljytason isku on suurempi kuin männänvarren isku. Tämä ei vastaa mallin mittoja eikä oikean auton vaimentimen mittasuhteita. Öljytason liikkeelle sovelletaan seuraavaa: sisäänvedettävän männänvarren tilavuus on yhtä suuri kuin öljyn nousu putkien välisessä rengasmaisessa pinnassa, ts.

${\ displaystyle A_ {S} \ cdot h = A_ {R} \ cdot H}$

tai

${\ displaystyle H = h \ cdot A_ {S} / A_ {R}}$

Kanssa

${\ displaystyle A_ {S}}$ = Männänvarren poikkipinta-ala

${\ displaystyle A_ {R}}$ = Rengasmainen alue ulomman ja sisemmän putken välillä

${\ displaystyle d}$ = Männänvarren halkaisija

${\ displaystyle D_ {a}}$ = Ulkoputken (säiliöputken) sisähalkaisija

${\ displaystyle D_ {i}}$ = Sisäputken (sylinteriputken) ulkohalkaisija

${\ displaystyle h}$ = Männänvarren isku

${\ displaystyle H}$ = Öljytason nostaminen

Pellin todellisilla mitoilla (d = 11: Da = 36; Di = 29,4) tulos on ${\ displaystyle H = h \ cdot 0 {,} 28}$

Öljytason isku on vain 0,28 kertaa männänvarren isku. Liikemallin tulisi myös osoittaa tämä realistinen arvo. Tämä voidaan tehdä yksinkertaisesti vaihtamalla öljytason nostinta. Ihannetapauksessa tietysti lisämuutoksilla d, Da ja Di liikkumismallissa, jotta laskelma ja ulkonäkö sopivat tarkalleen.

Öljy-iskunvaimennin kompensoivalla tilavuudella (kaksiputkinen vaimennin)

Hydrauliset iskunvaimentimet koostuvat olennaisesti öljyllä täytetystä sylinteristä ja siinä ohjatusta männänvarresta . Kun männänvarsi (ja siten mäntä) liikkuu aksiaalisesti suhteessa sylinteriin, öljyn on virtattava männän kapeiden kanavien ja venttiilien läpi. Öljyn prosessissa aiheuttama vastus luo paine-eroja, jotka synnyttävät vaimennusvoimat aktiivisten pintojen kautta. Tuloksena oleva vaimennustyö muuttuu öljyn lämmitykseksi. Viskositeetti ja siten vaimennus vaikutus öljy on myös lämpötilasta riippuvainen. Pellin lämpötilan nousun rajoittamiseksi tasolle, joka on siedettävissä mukana oleville komponenteille, pellin on kyettävä tuottamaan riittävästi lämpöä ympäröivään ilmaan.

Uppoavan männänvarren tilavuus on tasattava pelti. Puhdasta öljypelltiä ei voi olla, koska öljy, kuten kaikki nesteet, on melkein puristamatonta. Kompensointi voidaan saavuttaa esimerkiksi typestä tai ilmasta korkeassa paineessa (~ 30 bar) valmistetulla kaasutyynyllä, joka erotetaan öljymäärästä liikkuvalla männällä (yksiputkinen pelti). Siirtämällä erotinmäntä kaasutyyny ottaa vastaan ​​tilavuuden kompensoinnin, kun männän varsi vedetään sisään. Kaasu toimii kuin lisäjousi, joten suspension vaikutus on tuettu.

Palautuminen ja puristus

Suoraan kytkettyyn hydrauliseen iskunvaimentimeen kohdistuu jännitystä palautumisen ja puristuksen aikana puristuksen aikana. Siksi vaimennusta palautumisen aikana kutsutaan palautumisvaiheeksi, ja puristuksen aikana sitä kutsutaan puristusvaiheeksi.

"Jousituksen" parantamiseksi lähestyttäessä yksittäisiä rampin muotoisia esteitä rebound-vaihe tehdään yleensä kovemmaksi kuin puristusaste. Toinen syy tähän rakenteeseen on harmoninen vierintäkulman rakenne nopeasti kiertävien liikkeiden aikana.

Muut muodot

Erityinen muotoilu, jota käytetään kilpailuissa, kuten Formula 1, on ulkoinen pyöränvaimennin . Uutta kehitystä ovat ilmajousipellit , jotka asennetaan sekä hyötyajoneuvoihin että henkilöautoihin. Jousituksen ja vaimennuksen lisäksi voit myös ottaa tason hallinnan. Moottoripyörissä ja polkupyörissä on myös ilmajousipellit, joissa keskipitkä ilma ottaa sekä jousi- että vaimennustehtävät.

Kehittämällä sähkömekaanisen iskunvaimennusjärjestelmä maantieajoneuvomarkkinat on tutkitaan. Etuna on, että lämmön sijasta syntyy ensisijaisesti sähköenergiaa, jota voidaan käyttää suoraan ajoneuvossa.

Katso myös

• Kaasujousi
• Hydropneumatiikka
• Vierityspelti

kirjallisuus

• Peter Heuslinger: Moderni mekaniikka autotekniikassa , Liebentreu-Haslinger Verlag, Ulm 2002
• Peter Causemann: Moottoriajoneuvojen iskunvaimentimet , Verlag Moderne Industrie, Landsberg / Lech 2001

nettilinkit

Wikisanakirja: iskunvaimennin  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille

Yksittäiset todisteet

1. ↑ Braess / Seiffert: Handbook of Motor Vehicle Technology , 3. painos 2003, ISBN 3-528-23114-9 .
2. ↑ Rolf Isermann (Toim.): Ajon dynamiikan hallinta . Mallinnus, kuljettajan apujärjestelmät, mekatroniikka. 1. painos. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-8348-0109-8 , 12.5 ilmajousen vaimennusjärjestelmä.