Capitolul 1. Amortizoare pentru autoturisme 1.1 Rolul si importanta amortizoarelor Pentru amortizarea vibraţiilor, în suspensia tuturor autovehiculelor moderne s-au introdus amortizoare hidraulice. Amortizorul este un mecanism folosit pentru disiparea rapidă a energiei vibraţiilor verticale ale caroseriei şi a vibraţiilor roţilor, ceea ce reprezintă de fapt asigurarea confortului şi siguranţei circulaţiei. Amortizorul se montează, în suspensia autovehiculului, paralel cu elementul elastic principal. Influenţa amortizorului asupra vibraţiilor maselor suspendate şi nesuspendate este redată schematic în fig. 1.1, în care curbele cu linie subţire reprezintă vibraţiile neamortizate, iar curbele cu linie groasă – vibraţiile amortizate. Amortizorul este, prin urmare, un element de bază al suspensiei autovehiculului, element care determină şi caracterizează gradul de amortizare al vibraţiilor caroseriei, produse de acţiunile cu caracter aleator ale neregularităţilor îmbrăcăminţii drumului. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Capitolul 1. Amortizoare pentru autoturisme
1.1 Rolul si importanta amortizoarelor
Pentru amortizarea vibraţiilor, în suspensia tuturor autovehiculelor moderne s-au
introdus amortizoare hidraulice. Amortizorul este un mecanism folosit pentru disiparea rapidă
a energiei vibraţiilor verticale ale caroseriei şi a vibraţiilor roţilor, ceea ce reprezintă de fapt
asigurarea confortului şi siguranţei circulaţiei. Amortizorul se montează, în suspensia
autovehiculului, paralel cu elementul elastic principal.
Influenţa amortizorului asupra vibraţiilor maselor suspendate şi nesuspendate este
redată schematic în fig. 1.1, în care curbele cu linie subţire reprezintă vibraţiile neamortizate,
iar curbele cu linie groasă – vibraţiile amortizate. Amortizorul este, prin urmare, un element
de bază al suspensiei autovehiculului, element care determină şi caracterizează gradul de
amortizare al vibraţiilor caroseriei, produse de acţiunile cu caracter aleator ale
neregularităţilor îmbrăcăminţii drumului.
Fig. 1.1. Influenţa amortizorului asupra vibraţiilor maselor suspendate
şi nesuspendate ale autovehiculului
În prezent, amortizoarele care se folosesc cel mai mult sunt cele hidraulice telescopice.
Aceste amortizoare au dimensiunile şi greutatea mai mici decât amortizoarele cu pârghie,
precum şi o durabilitate mai mare şi stabilitate în funcţionare. Printr-o montare
1
corespunzătoare, amortizorul telescopic măreşte şi stabilitatea caroseriei.
Folosirea unor amortizoare defecte sau ineficace
(incorect calculate sau alese pentru autovehiculul respectiv) reduce sau anulează temporar
sarcina pe roată, micşorând, respectiv anulând, aderenţa pneului; aceasta favorizează
alunecarea sau patinarea roţii la frânarea, respectiv accelerarea, autovehiculului. În acelaşi
timp se înrăutăţeşte ţinuta de drum a autovehiculului, datorită măririi posibilităţilor de
derapare. Utilizarea unor amortizoare defecte măreşte considerabil uzura pneurilor şi poate
duce chiar la ruperea unor elemente ale suspensiei sau ale saşiului (caroseriei) în punctele de
prindere.
Atât în S.U.A. cât şi în Europa se observă o tendinţă în direcţia îmbunătăţirii calităţii şi
duratei de funcţionare a amortizoarelor telescopice.Pentru proiectarea corectă a unor noi tipuri
de amortizoare telescopice şi pentru îmbunătăţirea performanţelor amortizoarelor actuale, este
necesară cunoaşterea temeinică a elementelor care influenţează nemijlocit asupra calităţii şi
durabilităţii în funcţionare a acestora. Este, de asemenea, necesar să se cunoască cum trebuie
să se facă alegerea gradului şi a caracteristicii de amortizare pentru un anumit tip de
suspensie.
1.2. Scurt istoric al dezvoltarii amortizoarelor auto
Dezvoltarea construcţiei de amortizoare a fost determinată de cerinţele impuse
confortabilităţii autovehiculelor, cerinţe care au crescut pe măsură ce s-a dezvoltat tehnica
automobilistică. În primii ani ai automobilismului nu se acorda o atenţie deosebită
problemelor de confort, deoarece suspensiile aveau ca element elastic arcuri lamelare rigide,
cu o autoamortizare foarte mare. Tendinţele de îmbunătăţire s-au limitat în acea perioadă la
întrebuinţarea arcurilor lamelare suprapuse. Trebuie remarcat faptul că în 1904 a fost
elaborată suspensia independentă pe arc lamelar, dispus transversal, a roţilor din faţă; astfel de
suspensii, deşi unitare, au contribuit la accelerarea dezvoltării construcţiei de amortizoare.
Creşterea pretenţiilor faţă de confortul autovehiculelor a dus la înlocuirea arcurilor
rigide cu elemente mai elastice, ceea ce a impus introducerea de amortizoare în suspensia
autovehiculelor.
Primele amortizoare au fost de tip cu fricţiune. În 1903, s-a creat amortizorul cu
fricţiune cu discuri care a fost folosit în principal până în 1920 când, datorită micşorării
însemnate a rigidităţii suspensiei, a trebuit să fie înlocuit treptat cu amortizorul hidraulic.
2
Amortizorul cu fricţiune cu discuri, este format din câteva discuri, 1 (fig. 1.2 –
amortizorul REPUSSEAU), comprimate de arcul stelat 2 şi piuliţa 3.
Fig. 1.2. Amortizor cu fricţiune cu discuri.
Pentru suspensiile independente, unde dezbaterea este mare, ca urmare a rigidităţii mici a elementului elastic, s-au creat amortizoarele telescopice cu fricţiune (1906). Una din
construcţiile moderne ale amortizorului telescopic cu fricţiune – de tip Automax – este dată în fig. 1.3, construcţie care se mai foloseşte, destul de rar, şi în prezent. Amortizoarele cu
fricţiune s-au mai folosit până în 1935, dar numai la unele tipuri de automobile şi în special la cele de curse. În S.U.A., încă din 1933 nu s-au mai întrebuinţat amortizoare cu fricţiune.
În perioada 1904 – 1914 au fost elaborate construcţiile
pentru aproape toate tipurile principale de amortizoare, inclusiv
pentru amortizorul telescopic care s-a răspândit mult mai târziu.
Primele tipuri de amortizoare hidraulice (1905 – 1906)
au fost amortizoarele cu tambur, sau cu palete. Una din
variantele moderne ale acestui amortizor – produsă de firma
HOUDAILLE – este reprezentată în fig. 1.4. În corpul 1 al
amortizorului sunt dispuse camera de compensare A şi camerele
de lucru B, care comunică între ele prin două canale 2, reciproc
perpendiculare. Camerele B sunt alimentate cu lichid prin
supapa de umplere 3 . Secţiunea de trecere a
Fig. 1.3. Amortizor telescopic cu fricţiune
3
canalelor 2 se reglează prin supapa 4, cu ajutorul ştiftului 5. La cursa de comprimare, lichidul
împins de paletele 6, acţionate de levierul 7, trece aproape liber prin supapa de comunicare 8,
iar la cursa de destindere trece numai prin canalul 2, trebuind să învingă rezistenţa supapei 4.
Fig. 1.4. Amortizor hidraulic cu tambur
Termostatul 9 compensează automat diferenţele de forţe, datorate variaţiei viscozităţii
lichidului ca urmare a creşterii temperaturii de funcţionare. Aceste amortizoare au fost folosite
aproximativ până în 1945.
Tendinţa de mărire a confortabilităţii autovehiculelor a condus la o folosire mult mai
largă a suspensiei independente la roţile din faţă. Aceste suspensii, mult mai elastice, încep să
fie echipate cu amortizoare hidraulice cu piston (denumite şi cu pârghie). În S.U.A. de
exemplu, în 1930 numai 22% din totalul modelelor de autoturisme au fost echipate cu
amortizoare hidraulice cu tambur, 54% fiind echipate cu amortizoare hidraulice cu piston.
În perioada 1914 – 1930, în afară de dezvoltarea construcţiei principalelor tipuri de
amortizoare hidraulice, au fost elaborate multiple sisteme de reglare a rezistenţei
amortizorului în procesul de exploatare a autovehiculului. Însă, deoarece aceste metode nu au
produs o îmbunătăţire simţitoare a confortabilităţii, ulterior nu s-au mai folosit.
După anul 1930 se continuă acţiunea de îmbunătăţire a amortizoarelor hidraulice.
Astfel se elaborează şi încep să se răspândească amortizoarele hidraulice cu pârghie, cu
acţiune dublă, forţa de rezistenţă fiind mai mare la cursa de destindere; aceste amortizoare au
fost folosite pentru prima dată la autocamioane şi autobuze, cam prin anul 1916. În anul 1941,
în S.U.A., din 48 de modele de autoturisme numai 5 au fost echipate cu amortizoare
hidraulice cu pârghie cu acţiune simplă, cu forţa de rezistenţă numai la cursa de destindere.
4
Aproximativ prin anul 1940 a fost creat amortizorul hidraulic cu pârghie – cu acţiune dublă –
cu dispunerea coaxială a cilindrilor şi cu supape de descărcare, folosit pe scară largă până în
anul 1960.
După anul 1930 începe să se răspândească amortizorul hidraulic telescopic, în special
la suspensia autoturismelor; în anul 1932 a apărut amortizorul hidraulic telescopic MONROE
(S.U A.). La început, acest tip de amortizor avea un singur cilindru, iar funcţionarea era
greoaie. În continuare, aceste construcţii s-au îmbunătăţit mult, ajungând ca încă în anul 1950,
25% din totalul autoturismelor să fie echipate cu astfel de amortizoare. În prezent, toate
autoturismele şi marea majoritate a autobuzelor sunt echipate cu amortizoare hidraulice
telescopice. Amortizoarele telescopice nu au fost montate la toate tipurile de autocamioane,
dar acest lucru devine din ce în ce mai necesar; se găsesc în special la axa din faţă a
autocamioanelor.
Dezvoltarea ulterioară a amortizoarelor telescopice a dus la crearea în 1948 a
amortizorului monotubular modern, iar în 1950 la apariţia amortizorului telescopic
monotubular hidropneumatic (DE CARBON) care se răspândesc tot mai mult.
Pentru asigurarea unui confort optim de călătorie, indiferent de condiţiile de exploatare
ale autovehiculului, au început să se folosească amortizoare reglabile.
În prezent, marea majoritate a amortizoarelor hidraulice telescopice se fabrică în
întreprinderi specializate, ceea ce a permis obţinerea unui plus de calitate şi siguranţă în
exploatare.
5
1.3. Constructia si functionarea amortizoarelor hidraulice
telescopice
Pentru ca amortizorul hidraulic telescopic să corespundă scopului este necesar ca
acesta să îndeplinească următoarele condiţii:
- să asigure o amortizare corespunzătoare a vibraţiilor caroseriei şi roţilor
autovehiculelor;
- să asigure stabilitatea caracteristicii de amortizare în diferite condiţii de exploatare
şi climaterice;
- să aibă durată mare de funcţionare, greutate şi dimensiuni de gabarit mici, precum
şi o construcţie tehnologică;
- să se monteze uşor în cadrul suspensiei autovehiculului.
Caracteristica de amortizare. Amortizorul hidraulic din suspensia auto disipează
energia vibraţiilor relative ale caroseriei faţă de vibraţiile roţilor prin transformarea
ireversibilă a energiei menţionate în energia termică a unui lichid comprimat. Energia termică
a lichidului comprimat se datorează frecării lichide (vâscoase) care apare la scurgerea acestuia
prin orificii-drosel mici şi prin supapele de descărcare.
Rezistenţa hidraulică a unui amortizor telescopic este definită de expresia generală:
Pa= c vi, (1.1)
în care: c este coeficientul de rezistenţă al amortizorului; v – viteza de deplasare verticală
relativă a roţii faţă de caroserie (respectiv a pistonului); i – indicele de putere. În funcţie de
construcţia supapelor şi de viscozitatea lichidului, indicele de putere i poate fi mai mare, egal,
sau mai mic decât unitatea.
Caracteristica externă a unui amortizor reprezintă dependenţa dintre forţa de rezistenţă
a amortizorului Pa şi viteza pistonului vp, adică Pa= f(vp). În funcţie de indicele i, caracteristica
externă a unui amortizor poate fi liniară dacă i = 1, progresivă dacă i 1 sau pătratică dacă i =
2 şi regresivă dacă i 1. Avantajul amortizorului cu caracteristică progresivă constă în faptul
că rezistenţa acestuia este neînsemnată la viteze mici ale roţii în raport cu caroseria şi creşte
rapid odată cu creşterea vitezei vibraţiilor. Avantajul amortizorului cu caracteristică regresivă
îl reprezintă forţele de rezistenţă mai mici la viteze mari ale vibraţiilor şi deci transmiterea
unor forţe mai mici la caroserie.
Caracteristica optimă de amortizare este o caracteristică de formă pătratică
(parabolică), care asigură un confort de călătorie corespunzător. De asemenea, vibraţia axei
6
autovehiculului se amortizează mai repede după legea pătratică, valorile extreme ale
acceleraţiei axei devenind astfel minime. Se obţine în felul acesta o siguranţă mai mare în
circulaţie, ceea ce este foarte important pentru autovehiculele moderne.
În funcţie de raportul dintre coeficienţii de rezistenţă pentru cursa de comprimare cc şi
pentru cursa de destindere cd, amortizoarele hidraulice telescopice pot fi cu dublu efect sau cu
simplu efect (cc = 0); amortizoarele cu dublu efect au caracteristica simetrică (cc = cd) sau
asimetrică (cc cd).
Fig. 1.5. Caracteristica externă a unui amortizor.
Marea majoritate a amortizoarelor actuale au caracteristică de amortizare asimetrică
(fig. 1.5), forţa de amortizare la cursa de comprimare fiind mult mai mică decât la cursa de
destindere. Folosirea unei astfel de caracteristici este motivată prin tendinţa de a micşora
efectul unor şocuri unitare, la trecerea autovehiculului peste denivelări proeminente, printr-o
amortizare mai mică la cursa de comprimare. În construcţiile actuale există raportul:
cd = (2…5) cc. (1.2)
Cu cât suprafaţa îmbrăcăminţii drumului pe care circulă autovehiculul este mai
neregulată, cu atât trebuie să fie mai mare diferenţa dintre coeficienţii cd şi cc. Când roata
autovehiculului trece peste o denivelare proeminentă, viteza masei nesuspendate creşte şi prin
amortizor se va transmite o forţă însemnată, excluzând elementul elastic al suspensiei; această
forţă poate fi micşorată prin micşorarea coeficientului cc. În cazul circulaţiei pe drumuri cu
neregularităţi lungi, line (şosele cu beton asfaltic sau autostrăzi), este neraţională o diferenţă
mare între coeficienţii cd şi cc; la trecerea peste denivelări sub formă de adâncituri se poate
pierde contactul roţii cu solul, deoarece componenta orizontală a roţii este mult mai mare
decât componenta verticală. Coeficientul mediu de rezistenţă al amortizorului c este definit de
relaţia:
C = (cd + cc) /2 (1.3)
şi are valori determinate pentru diferite clase de autovehicule, conform tabelului 1.1.
7
Tabelul 1.1
Valorile medii ale coeficientului de rezistenţă al amortizorului cu supapele închise, în Ns/m
Autovehicululcc cd c
Faţă Spate Faţă Spate Faţă Spate
Autoturisme cu:- microcilindree- cilindree mică şi medie- cilindree mare
Autocamioane *):Ga 90*103 NGa 90*103 N
AutobuzeGa 105 N
36010301380
11101660
860
450900920
1530
900
300038804440
587014300
13800
331041004470
11700
13400
168024552890
34907980
7330
188025002695
6615
7150
*) Ga – greutatea totală a autovehiculului.
Coeficientul c se alege astfel ca amortizarea vibraţiilor suspensiei să asigure confortul
pasagerilor şi protejarea mărfurilor în condiţiile circulaţiei autovehiculului pe drumuri cu
suprafeţe neregulate. O intensitate mare de amortizare a vibraţiilor de frecvenţă joasă duce la
apariţia de acceleraţii supărătoare pentru pasageri; din această cauză se recomandă limitarea
forţei de amortizare la o anumită viteză critică vcr (fig. 1.5), prin deschiderea unor supape care
micşorează forţa de rezistenţă a amortizorului. La amortizoarele moderne, viteza critică vcr are
valori cuprinse în limitele 0,15 – 0,4 m/s. Această viteză constituie în acelaşi timp un criteriu
pentru determinarea forţelor maxime de rezistenţă Pcr ale amortizorului, obţinute în regimul
de funcţionare a orificiilor-drosel, forţe ce caracterizează începutul funcţionării supapelor de
descărcare ale amortizorului.
Clasificarea amortizoarelor telescopice. Schema clasificării principiale a
amortizoarelor hidraulice telescopice este dată în figura 1.6.
Marea majoritate a uzinelor de automobile din lume folosesc de preferinţă amortizoare
telescopice bitubulare. Amortizorul telescopic bitubular, comparativ cu amortizorul
monotubular, are lungimea mai mică, iar inelul de etanşare nu este supus presiunii ridicate a
lichidului. În schimb, amortizorul monotubular are, la un diametru exterior egal cu al
amortizorului bitubular, un diametru al pistonului mult mai mare (până la 50%) şi o răcire mai
bună în timpul funcţionării, fiind mai uşor cu 25 – 30% comparativ cu amortizorul bitubular.
Amortizorul monotubular este mai sensibil la şocurile produse de neregularităţile drumurilor
8
de categorie inferioară, având o durabilitate mai mică. Din această cauză, producătorii de
automobile din S.U.A. folosesc amortizoare telescopice monotubulare pentru piaţa internă şi
Amortizoarele telescopice monotubulare în comparaţie cu cele bitubulare au, la
diametre exterioare egale, un diametru al pistonului mai mare cu până la 50%, sunt mai uşoare
cu 25…30% şi au o răcire mai bună. În schimb, amortizoarele monotubulare sunt mai
sensibile la şocurile produse de neregularităţile drumului.
La amortizoarele monotubulare, camera de compensare este dispusă axial, în
prelungirea cilindrului de lucru. Lichidul şi gazul din camera de compensare pot fi separate
între ele sau în contact direct. După presiunea gazului din camera de compensare,
amortizoarele monotubulare se împart în două categorii: cu presiune joasă şi cu presiune
înaltă (hidropneumatice).
În figura 1.9 este reprezentată construcţia amortizorului
monotubular hidropneumatic de tip De Carbon. În camera de
compensare 1 se introduce azot sub presiunea de circa 2,5 N/mm2.
Perna de aer este separată de lichid prin intermediul unui piston
flotant 2. Compensarea necesară a volumului, datorită micşorării
lui la cursa de comprimare, se obţine prin comprimarea pernei
elastice de gaz şi deplasarea pistonului flotant în sus. La cursa de
destindere, volumul care se eliberează este ocupat de gazul din
compartimentul 1, care se destinde şi deplasează în jos pistonul
flotant. La acest amortizor, orificiile de trecere şi supapele de
descărcare sunt montate în pistonul 3.
Datorită elasticităţii camerei de compensare, amortizorul
îndeplineşte şi rolul de element elastic suplimentar al suspensiei.
15
1.5 Amortizoare telescopice reglabile
Pentru un anumit profil de drum, o anumită viteză de deplasare şi o anumită stare de
încărcare a automobilului, există un singur reglaj optim al caracteristicii de amortizare.
Schimbarea parametrilor de mai sus în timpul exploatării automobilului ar necesita şi o
schimbare a reglajului în vederea menţinerii condiţiilor de confort şi stabilitate. De aici a
apărut necesitatea utilizării unor amortizoare cu caracteristică reglabilă. Posibilitatea reglării
caracteristicii de amortizare permite folosirea aceleaşi tipodimensiuni de amortizor la
automobile diferite, precum şi refacerea reglajului iniţial după parcurgerea unui anumit număr
de kilometri.
Modificarea caracteristicii de amortizare se poate realiza prin:
16
- modificarea orificiilor calibrate de trecere pentru viteze vp vcr
- modificarea presiunii de deschidere a supapelor de descărcare, prin modificarea
prestrângerii arcurilor de supape pentru viteze vp vcr.
Fig. 1.10. Construcţia amortizorului reglabil cu dublu efect.
17
În figura 1.10 este reprezentată o secţiune prin amortizorul reglabil Armstrong –
Anglia, care permite modificarea caracteristicii de amortizare pentru ambele curse. Reglajul
se face prin modificarea secţiunii orificiului calibrat Oc (fig. 1.10, a) de formă inelară, prin
deplasarea axială a vârfului tronconic al şurubului de reglare (comandat prin rotirea rozetei 2).
Fixarea rozetei într-o anumită poziţie este asigurată de bila opritorului 3. Dezavantajul
construcţiei constă în faptul că forţele de amortizare la destindere şi la comprimare se
condiţionează reciproc, un reglaj independent al celor două forţe fiind imposibil.
Pentru echiparea autoturismelor Rolls-Royce, firma a realizat o variantă de amortizor
cu comandă electromagnetică la distanţă (fig. 1.10, b), realizată printr-un buton de pe tabloul
de bord de către conducătorul auto. Prin acţionarea butonului, miezul 5 al electromagnetului
4, apăsând asupra roţii cu clichet 7 (fixată cu tachetul 6), roteşte la un unghi determinat
sertarul 8 în care sunt practicate patru orificii calibrate Oc. Celor patru poziţii ale butonului de
comandă le corespunde trecerea lichidului prin patru, trei, două sau un singur orificiu calibrat,
realizându-se următoarele condiţii de funcţionare:
— deplasarea pe asfalt cu viteze până la 55 km/h;
— deplasarea pe drum rău;
— deplasarea cu jumătate din sarcină;
— deplasarea cu sarcină maximă.
În figura 1.11 este reprezentată construcţia unui amortizor I.C.P.A.T.-Braşov, care
permite intervenţia manuală independentă asupra caracteristicii de amortizare pentru cursa de
comprimare şi destindere la viteze ale pistonului ce depăşesc viteza critică.
18
Fig. 1.11. Construcţia amortizoru- lui hidraulic cu dublu efect, cu reglare independentă a caracteris- ticii de amortizare pentru comprimare şi destindere.Reglarea se realizează astfel:
- La cursa de destindere, (amortizorul fiind demontat de pe automobil) prin
răsucirea tijei faţă de corp, după ce tija a fost în prealabil apăsată spre interior astfel încât
capul hexagonal al corpului supapei de destindere 1 să pătrundă în degajarea corespunzătoare
a corpului supapei de comprimare 2. Prin aceasta, se modifică prestrângerea arcului 3 al
supapei de destindere. Şaiba elastică 4 asigură şase poziţii fixe la o rotaţie completă;
- La cursa de comprimare, (amortizorul nefiind demontat de pe automobil)
prin rotirea şurubului de reglare 5. Aceasta, prin intermediul conului de presiune 6, modifică
prestrângerea arcului 7 al supapei de compresie.
În figura 1.12 este prezentat principiul de funcţionare al amortizoarelor Bilstein cu
reglare automată a caracteristicii la destindere în funcţie de sarcina care acţionează asupra
suspensiei.
Fig. 1.12. Principiul de funcţionare al amortizoarelor cu reglare automată acaracteristicii de amortizare.
19
Soluţia din figura 1.12, a este o variantă cu acţionare asupra orificiilor de trecere, iar
soluţia din figura 1.12, b cu acţionare asupra talerului supapei de descărcare. La ambele
variante, tija amortizorului 6, de formă tubulară este legată de camera de comandă 1, care
comunică cu elementele pneumatice ale suspensiei, prin conducta 2. La varianta din figura
1.12, a, la creşterea sarcinii utile, are loc şi creşterea presiunii aerului din elementele
suspensiei, creşterea care, prin intermediul diafragmei 4, învinge rezistenţa arcului 3 şi, prin
intermediul tijei 9, deplasează plungerul 5, care obturează treptat orificiile calibrate 7, mărind
forţa de amortizare la viteze mici ale pistonului 8. În varianta din figura 1.12, b, la creşterea
sarcinii, tija 4 măreşte apăsarea asupra talerului supapei de destindere, prin intermediul
ciocului 5, ceea ce duce la creşterea forţei de amortizare la viteze mari ale pistonului.
1.6 Lichidul de amortizor
Lichidul de amortizor fiind mediul de lucru al pistonului amortizorului, constituie unul
din elementele constructive principale.
În timpul funcţionării, lichidul este solicitat termic şi mecanic. Principalele condiţii pe
care trebuie să le îndeplinească lichidul de amortizor sunt:
— variaţie mică a viscozităţii la variaţii de temperatură;
— să nu se emulsioneze;
— să asigure o ungere corespunzătoare;
— să nu formeze reziduuri;
— temperatura de fierbere să fie cât mai ridicată;
— temperatura de aprindere mare;
— să nu corodeze piesele componente ale amortizorului;
— la temperaturi mari viscozitatea să fie mai mare iar la temperaturi joase mai mică;
— temperatura de congelare: - 40º…- 70ºC.
Exemplu de notare:
Ulei HA 9 STAS 8853 – 79
Ulei HA 15 STAS 11560 – 82
în care:
20
- literele HA: destinaţia (hidraulic pentru amortizoare),
- cifra 9 respectiv 15: viscozitatea medie la 50ºC, [cSt].
1.7 Influenţa regimului termic asupra caracteristicii de
amortizare
Forţele dezvoltate în interiorul amortizorului fiind determinate de viscozitatea
lichidului, pe măsura încălzirii lichidului scade suprafaţa diagramei P – S, care este
proporţională cu lucrul mecanic de amortizare.
Pentru aprecierea stabilităţii caracteristicii amortizoarelor, se foloseşte graficul
denumit caracteristica termică, adică dependenţa forţei de amortizare şi a temperaturii
amortizorului de timpul de funcţionare. În fig. 1.13 se prezintă caracteristica termică a
amortizorului Armstrong pentru un regim de răcire artificial cu w = 13 m/s, curbele trasate cu
linie plină reprezentând curbele de temperatură, iar curbele cu linie întreruptă – variaţia forţei
de amortizare; curbele 1 reprezintă încercările efectuate la vp = 0,150 m/s, curbele 2 – la
vp=0,214 m/s, curbele 3 – la vp = 0,268 m/s, iar curbele 4 – la vp = 0,375 m/s. Se constată că se
măreşte intensitatea creşterii temperaturii pe măsură ce creşte solicitarea amortizorului.
21
Fig. 1.13. Dependenţa forţei de amortizare şi a temperaturii amortizorului
de timpul de funcţionare.
Pe măsură ce creşte temperatura lichidului, amortizorul îşi pierde din eficacitatea sa
iniţială de amortizare. Un exemplu de variaţie a forţei de amortizare (în %), în funcţie de
temperatura amortizorului, este prezentat în fig. 1.14, pentru vp = 0,268 m/s, curba 1
Standul cu bandă rulantă (fig. 3.5), pe care sunt dispuse neregularităţi de diferite forme, se foloseşte pentru studiul multilateral al performanţelor de confort ale autovehiculelor.
Fig. 3.5. Stand cu bandă rulantă pentru încercarea suspensiilor.
Pe o fundaţie este fixată o ramă pe care sunt montate două tambure, 1 şi 2, şi tamburul
de întindere 3, cu dispozitivul de întindere 4, al benzii. Pe tambure sunt montate benzi rulante
cauciucate, viteza de deplasare a acestora fiind indicată de tahometrul 14 şi înregistrată de
electromagneţii 13, 13’ şi 13”. Neregularităţile etalon sunt aruncate pe bandă de dispozitivul
special 5 şi trec pe rând pe sub roţile din faţă şi din spate. Înregistrările se efectuează pe
benzile de hârtie 10, dispuse pe cele două părţi ale autovehiculului şi puse în mişcare de
motorul electric 11. Creionul înregistrator 12 marchează baza de timp. Înregistrarea vibraţiilor
diferitelor puncte ale autovehiculului se efectuează mecanic cu ajutorul tijelor 6, 6’, 7, 7’, 8,
8’ şi 9, 9’, la al căror capăt superior se află creionul înregistrator. Vibraţiile conducătorului se
înregistrează prin fotografierea sau prin filmarea punctelor luminoase (becuri electrice)
montate pe îmbrăcămintea acestuia, pe perna scaunului şi în caroserie.
38
Tot în condiţii de laborator se reproduc şi vibraţiile libere ale suspensiei
autovehiculelor. Spre exemplificare, în fig. 3.6 se prezintă schema principială a instalaţiei
folosite la înregistrarea vibraţiilor libere ale autocamioanelor româneşti, prin metoda trântirii.
Instalaţia este formată dintr-un traductor de deplasări 1, un accelerometru mecanoelectric 2,
două punţi tensiometrice 3, un amplificator 4, şi un oscilograf cu bucle 5. Traductorul de
deplasări este format din două arcuri elicoidale 6 şi un inel 7, pe care au fost montate patru
mărci tensiometrice 8. Acest ansamblu se leagă cu un capăt de axa autovehiculului şi cu
celălalt de caroserie. Accelerometrul este format dintr-o masă dispusă la extremitatea unei
lamele elastice încastrate, iar amortizarea vibraţiilor proprii ale lamelei este asigurată printr-
un filtraj electronic.
Fig. 3.6. Instalaţie pentru înregistrarea vibraţiilor libere ale autocamioanelor româneşti,prin metoda trântirii.
În figura 3.7 se prezintă un exemplu de înregistrare, cu această instalaţie, a vibraţiilor
libere ale suspensiei faţă de la un autocamion de 3*104 N, în cazul trântirii de la înălţimea de
15 cm. În această figură, s-a notat cu 1 – curba deplasărilor, cu 2 – curba acceleraţiilor şi cu
3– baza de timp.
39
Fig. 3.7. Exemplu de înregistrare a vibraţiilor libere ale suspensiei faţă de la un autocamion.
Instalaţii pentru încercări pe parcurs. În timpul încercărilor pe parcurs se
înregistrează, în funcţie de scopul urmărit, acceleraţiile caroseriei în diferite puncte,
deplasările relative ale caroseriei faţă de roţi, forţele de amortizare, temperatura
amortizoarelor, viteza de deplasare a autovehiculului, precum şi profilul drumului pe care
acesta circulă.
Vibraţiile se pot înregistra prin metoda fotografierii sau filmării şi prin metoda
vibrogramelor sau a accelerogramelor, cu folosirea diferitelor traductoare. Fotografierea sau
filmarea procesului vibrator se poate efectua prin înregistrarea pe un film, cu un aparat foto
sau cu un aparat de filmat, a unui punct luminos de pe autovehiculul care circulă prin faţa
aparatului, sau prin înregistrarea cu un aparat de filmat, montat în caroserie. Metodica analizei
foto a înregistrărilor este însă destul de complicată.
Înregistrarea accelerogramelor şi a vibrogramelor la încercările pe parcurs se pot
efectua cu aproximativ aceeaşi schemă a instalaţiei ca şi la încercările la vibraţii libere (v. fig.
3.6). Deplasările, la încercările pe parcurs, se pot înregistra şi cu ajutorul traductoarelor
reostatice, semnalul acestora transmiţându-se printr-un amplificator la un oscilograf.
Amplitudinile vibraţiilor elementului elastic al suspensiei şi acceleraţiile caroseriei
autovehiculelor se pot înregistra şi mecanic cu ajutorul vibrografelor universale, de tip
seismic. Măsurările efectuate sunt afectate însă de erori mari, din care cauză aceste aparate nu
au obţinut răspândire la încercările de suspensii.