Lengéscsillapítás
 
 

A gépjármű lengése igen kellemetlen jelenség mind a jármű igénybevétele, mind az utazási kényelem szempontjából, ezért annak csillapítása elengedhetetlen. Ebből a szempontból a laprugó sok, korábban felsorolt előnye mellett még azzal a jó tulajdonsággal is rendelkezik, hogy szerkezetüknél fogva eleve van lengéscsillapító hatásuk a lapoknak egymáson való csúszásuk következtében. (Mint tudjuk, a lengéscsillapítás nem más, mint a lengési energia átalakítása hőenergiává, általában surlódással.) Ennek a surlódásnak, illetve a surlódási erőnek (F) a nagysága gyakorlatilag állandó, nem függ a lengés sebességétől (a karakterisztikán 1 vonal). Mivel ennek mértéke általában nem elegendő (még akkor sem, ha az egyes lapok közé surlódó betétet is tesznek), külön lengéscsillapítót is alkalmazni kell. Korábban sokszor, ma már ritkán alkalmazzák a Coulomb-surlódáson alapuló lengéscsillapítót (például a jobb oldali ábrán láthatót). 

A mai lengéscsillapítók gyakorlatilag folyadéksurlódást alkalmaznak, mivel könnyen lehet befolyásolni a surlódás mértékét és alakulását. A digaram további görbéi mutatják a lehetséges karakterisztika-jellegeket. 

A folyadéksurlódásos lengéscsillapítóknak nem csak az az előnyük, hogy majdnem tetszőlegesen alakíthatjuk a karakterisztikájukat, hanem az is, hogy - szemben a Coulomb-surlódáson alapulókkal - működésük nem szimmetrikus. Ugyanis kívánatos, hogy berugózáskor kissebb erőt fejtsenek ki, mint kirugózáskor. 

Korábban igen sokféle konstrukció volt forgalomban (karral mozgatott párhuzamosan vagy egymás mögött elhelyezett dugattyúk stb.), ma már gyakorlatilag csak a csöves lengéscsillapítókat alkalmazzák. A bal oldali ábrán még szimetrikus működésű teleszkópos szerkezet látható: a mozgó dugattyú egy fojtáson keresztül préseli át a folyadékot föl-le. Mivel a benyomuló, illetve kihúzódó dugattyú állandóan változtatja a hengernek folyadékkal kitölthető térfogatát, ezért nem lehet a teljes térfogatot folyadékkal kitölteni, egy részét összenyomható levegő (gáz) részére szabadon kell hagyni. 

Tekintettel arra, hogy lengés közben meglehetősen hevesen mozgatja a dugattyú a folyadékot, az - a levegővel keveredve - könnyen habosodhat, ami hatástalanná teszi a szerkezetet. A habosodás meggátlására többféle megoldás született, a jobb oldali ábrán négy félét mutatunk be. Az első lényege az, hogy a folyadékot egy kapuval két részre osztják, amin keresztül a habosodó rész nem jut át. A második annyiban különbözik ettől, hogy a kapura könnyen nyíló "ajtókat", szelepeket szereltek, melyek nagy átmérőjű furatokat zárnak oda-vissza, így az nem vesz részt a fojtásban. A harmadik szerkezetben fizikailag (szabadon mozgó dugattyúval) van elválasztva egymástól a két közeg. A negyedik drasztikus megoldást alkalmaz: gumiba zárja a levegőt (gázt). 

A jobb oldali ábra azt is mutatja, hogy a csöves lengéscsillapítóknak két fő jellegzetes kialakítása lehetséges: egycsövű (felső sor) vagy kétcsövű (alsó sor). Az egycsövű előnye, hogy a folyadék nagyobb felületen tudja átadni a hőt a levegőnek (kevésbé melegszik), a kétcsövű viszont rövidebb, könnyebben beépíthető. 

A habosodásgátlás módja mindkét sorban azonos.

Mint látható, az aszimetrikus működésről az gondoskodik, hogy a dugattyúba épített, szelepekkel ellátott fojtófuratok mérete nem egyforma: a lefelé haladó dugattyú nagyobb keresztmetszeten nyomja át a folyadékot, mint a felfelé haladó.

Hogy a lengéscsillapítás mértéke a kerék, illetve a futómű legkisebb elmozdulása esetén is megfelelő legyen, a lengőszelepes lengéscsillapítóba ultra kis átfolyási sebességű szelep (swing valve) is beépíthető (Toyota): 

A sebesség növekedésével a főszelep (main valve) is nyit, s akkor folyamatosan növekszik a csillapítóerő, és így kifogástalan a menetkomfort. 

A fojtónyílás méretét sokáig nem lehetett változtatni, illetve azok (a kopás miatt) maguktól változtak. Régebben megjavították az elhasznált lengéscsillapítókat: kiszerelték, szétszerelték stb. Később készítettek olyan szerkezeteket, melyeket csak kiszerelni kellett, és szétszerelés nélkül lehetett a fojtás mértékét változtatni. Ennek tovább fejlesztett változatát már kis sem kellett szereni, elég volt a dugattyú szárában lévő rudat elfordítani. 


 
 
 

A bal oldalon látható, hogy a rúd elfordításával a ferde homlokfelületű henger éle szűkíti vagy tágítja a segédfurat átömlési keresztmetszetét. Ez a konstrukció már nem csak a kopás miatti utánállításra alkalmas, hanem arra is lehetőséget ad, hogy az útviszonyoknak kedvező lengéscsillapítást állítsunk be kézzel vagy automatikusan. Ugyanezt a célt úgy is el lehet érni, hogy a dugattyúszárban lévő rud alsó végével fokozatosan zárjuk vagy nyitjuk a segédfurato(ka)t. Ehhez nem kell mást csinálni, mint a rúd felső végére szerelt membrán helyzetét folyadék vagy levegő nyomásával változtatni (jobb oldali ábra). 
 
 
 


 

Még egyszerűbb, de főleg gyorsabb a szabályozás lehetősége, ha mágnesezhető folyadékot alkalmazunk, a dugattyú belsejébe pedig mágnesező tekercset építünk be (bal oldali ábra). Ezt a fajta lengéscsillapítót azonban már más célokra is fel lehet használni (félaktív rugózás), amiről a magasság-szabályozás kapcsán fogunk beszélni. 
 
 
 
 
 

A SACHS itt látható képsorozatának utolsó képe szamítógéppel vezérelt lengéscsillapítókat mutat, melyek csillapító hatása a kocsitest és a kerék egymáshoz viszonyított mozgásától függ (ez is félaktív rugózás). Az egyik itt látható:

A működését megnézhetjük egy VIDEÓN

E témában több írás jelent meg itt: 

És végül egy kis lazítás!