Ciśnienie w oponach a badanie amortyzatorów
Aby zawieszenie jako całość pracowało prawidłowo, konieczne jest utrzymywanie właściwego ciśnienia w oponach. Tylko dzięki niemu można osiągnąć równowagę między żądaną przyczepnością do nawierzchni, ekonomią jazdy, pewnością prowadzenia i bezpieczeństwem. Bez prawidłowego ciśnienia w oponach nie da się także zbadać amortyzatorów zamontowanych w pojeździe.
Zbyt niskie ciśnienie prowadzi do zwiększenia powierzchni styku opony z podłożem i zwiększenia oporów ruchu przez większe uginanie się ścianek opony. To oznacza, że opona będzie absorbowała więcej nierówności, ale też będzie rozpraszała więcej energii, która na skutek tarcia wewnętrznego w oponie zamieni się w ciepło. Zbyt wysokie ciśnienie w oponach zmniejsza opory ruchu i zmniejsza rozpraszanie energii przez samą gumę, ale powoduje również zmniejszenie powierzchni styku opony z podłożem.
Rezonans – zjawisko niebezpieczne
Ze względu na fakt, że opona rozprasza tylko nieznaczną ilość energii, a tłumienie wynikające z zastosowania amortyzatora dotyczy w głównej mierze sprężyny zawieszenia – w układzie zawieszenia będzie powstawał rezonans. Są to nasilające się drgania, które powstają w przypadku, kiedy częstotliwość drgań dostarczanych z zewnątrz pokrywa się z częstotliwością drgań własnych układu zawieszenia. Jest to zjawisko niepożądane, a nawet niebezpieczne, dlatego stanowi podstawę testu zawieszenia metodą Eusama.
Wskaźnik Eusama porównuje minimalną siłę dynamiczną przylegania opony do podłoża (w trakcie wymuszenia drgań) ze statyczną siłą przylegania opony do podłoża. Metoda ta polega na sprawdzeniu częstotliwości rezonansowej, która występuje w pewnym zakresie przy sprawnych amortyzatorach.
W trakcie testu koło samochodu ustawiane jest na płycie najazdowej, która wprawiana jest w drgania o amplitudzie ok. 6 mm z częstotliwością 24-25Hz. Po wyłączeniu wymuszenia badamy siłę nacisku koła na płytę, której drgania stopniowo wygasają. Częstotliwość, przy której notuje się najmniejsze naciski to częstotliwość rezonansowa. Jeśli w trakcie badania koło oderwie się od płyty, mamy na pewno do czynienia z niesprawnym amortyzatorem. Wskaźnik niższy od 20% świadczy o niesprawnym elemencie tłumiącym, natomiast wskaźnik 100% jest nieosiągalny.
Wpływ ciśnienia w oponach na wskaźnik Eusama
Ciśnienie w oponach wpływa na wskaźnik Eusama w taki sposób, że wraz ze spadkiem ciśnienia w oponach wskaźnik rośnie. Dzieje się tak dlatego, że opona zaczyna przejmować wszystkie drgania, a pozostałe elementy zawieszenia przestają pracować. W związku z tym utrudnione jest powstawanie częstotliwości rezonansowych. Dla przykładu firma Bilstein zbadała wskaźnik Eusama dla samochodu Volkswagen Amarok z różnymi wartościami ciśnienia w przednim zawieszeniu. Nominalne ciśnienie w oponach powinno wynosić 2,4 bara. W tabeli poniżej przedstawiamy wyniki testu dla ciśnień w zakresie od 1,0 do 3,0 bara.
Jak widać w wynikach w tabeli – ciśnienie w oponach jest kompromisem między odpowiednim stykiem opony z podłożem, zmniejszeniem oporów toczenia i dobrym zachowaniem się samochodu podczas jazdy. W przypadku zmiany ciśnienia tylko w jednym kole można zauważyć pogorszenie się parametru Eusama również w kole po drugiej stronie pojazdu, co widoczne jest w wynikach zamieszczonych w tabeli 2.
Jak można zaobserwować, spadek ciśnienia powietrza w lewym kole o 1 bar powoduje 10-procentowe zmniejszenie wyników dla zawieszenia koła znajdującego się po drugiej stronie osi. Różnica między kołami wzrasta z 3% przy ciśnieniu nominalnym do 26% przy ciśnieniu obniżonym o 1 bar.
„Niskie ciśnienie owszem, powiększa przyczepność kół do nawierzchni, ale powoduje, że samochód znacznie gorzej się prowadzi. Dodatkowo zbyt niskie ciśnienie przyspiesza zużycie opon. Zbyt wysokie ciśnienie również jest niekorzystne. Powoduje spadek przyczepności, a co za tym idzie – spadek bezpieczeństwa jazdy. Wydłuża się droga hamowania. Należy pamiętać, że amortyzatory są projektowane do współpracy z oponami o konkretnym rozmiarze i konkretnym ciśnieniu.”
Andrzej Wojciech Buczek, IHR Warszawa
