Amortyzatory zewnętrzne – działanie, konstrukcja, zalety i wady

Amortyzatory zewnętrzne to ważny element zawieszenia, który odgrywa kluczową rolę w poprawie stabilności pojazdu, szczególnie w trudnych warunkach terenowych. Stosowane zarówno w pojazdach użytkowych, jak i terenowych, amortyzatory te mają za zadanie kontrolować ruchy nadwozia i kół, zapewniając lepsze prowadzenie i bezpieczeństwo.

W tym poradniku omówimy, czym są amortyzatory zewnętrzne, dlaczego są one lepszym rozwiązaniem w porównaniu do innych rozwiązań oraz jak ich specyfika techniczna wpływa na dynamikę pojazdu. Obecnie tego typu rozwiązanie zyskuje na popularności zwłaszcza w pojazdach terenowych, które mają być użytkowane też na co dzień. Czemu? Bo zapewniają większą precyzję prowadzenia i przede wszystkim stabilność, co jest ważne zwłaszcza podczas jazdy z większymi prędkościami na drogach utwardzonych.

Amortyzatory zewnętrzne – co to takiego? Jak działają?

Amortyzatory zewnętrzne to elementy zawieszenia montowane bliżej kół, na zewnątrz podłużnic ramy pojazdu, co różni je od standardowych amortyzatorów umieszczanych bliżej środka osi. Ich głównym zadaniem jest tłumienie drgań powstających podczas jazdy po nierównych nawierzchniach, co ma szczególne znaczenie w przypadku samochodów terenowych, pick-upów oraz pojazdów użytkowych.

W klasycznym układzie zawieszenia, szczególnie w przypadku osi zespolonej (czyli sztywnej osi), amortyzatory często znajdują się bliżej środka pojazdu. Amortyzatory zewnętrzne, w porównaniu do tego rozwiązania, oferują lepszą kontrolę przechyłów nadwozia, co bezpośrednio przekłada się na stabilność pojazdu podczas pokonywania zakrętów oraz jazdy po nierównych nawierzchniach.

Amortyzatory zewnętrze – zalety

Ford Ranger jest świetnym przykładem pojazdu, w którym zastosowanie amortyzatorów zewnętrznych poprawiło zarówno komfort jazdy, jak i możliwości terenowe. Inżynierowie Forda przenieśli tylne amortyzatory Rangera na zewnątrz podłużnic, co przyniosło szereg korzyści:

1. Lepsza kontrola przechyłów nadwozia – Montując amortyzatory bliżej kół, uzyskujemy większe „ramię dźwigni”, które pozwala na efektywniejsze tłumienie przechyłów nadwozia. Jest to szczególnie istotne podczas jazdy po zakrętach, gdzie siły boczne działające na pojazd są znaczne. Zewnętrzne ustawienie amortyzatorów minimalizuje przechyły, co zwiększa stabilność i pewność prowadzenia.
2. Stabilizacja osi – Dzięki takiemu rozmieszczeniu amortyzatorów tylna oś zespolona zachowuje większą stabilność na nierównościach terenu. Przy klasycznym zawieszeniu pojazd mógłby „wahać się” na nierównościach, co objawia się niekontrolowanym przemieszczaniem pojazdu, nawet bez zmiany kąta skrętu kół. Dzięki amortyzatorom zewnętrznym Ford Ranger znacznie lepiej radzi sobie z tzw. efektem „skate” (zjawisko poślizgu bocznego osi).
3. Lepsze właściwości terenowe – W przypadku pojazdów terenowych takich jak Ford Ranger, amortyzatory zewnętrzne odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu lepszej przyczepności kół do nawierzchni. Na nierównym terenie zawieszenie wyposażone w zewnętrzne amortyzatory pomaga zachować kontrolę nad pojazdem, gdy koła tracą kontakt z podłożem.
4. Poprawiona stabilność w pionie – Co istotne, przeniesienie amortyzatorów na zewnątrz nie wpłynęło negatywnie na pionową dynamikę zawieszenia, co oznacza, że pojazd nadal zachowuje odpowiedni komfort tłumienia nierówności pionowych, takich jak wyboje, garby czy skały.

Techniczna konstrukcja i zasada działania

Podstawowa zasada działania amortyzatorów opiera się na przekształcaniu energii kinetycznej pochodzącej z ruchu zawieszenia w energię cieplną, co pozwala na kontrolowanie ruchów koła i nadwozia. W przypadku amortyzatorów zewnętrznych, istotnym elementem konstrukcji jest ich położenie – bliżej kół niż osi.

W zawieszeniu Rangera mamy do czynienia z osią zespoloną (sztywną), gdzie dwa koła tylne są połączone jednym elementem (belką), a amortyzatory muszą działać wspólnie, aby kontrolować ruchy tego zespolonego elementu. Przeniesienie amortyzatorów na zewnątrz podłużnic pozwala na zwiększenie efektywności ich działania poprzez:

1. Zwiększenie współczynnika ruchu koła – Amortyzatory bliżej kół pracują w bardziej korzystnych warunkach pod względem efektywności tłumienia, dzięki czemu są w stanie skuteczniej tłumić przechyły boczne pojazdu.
2. Większe tłumienie momentu obrotowego – Przy układzie z amortyzatorami wewnętrznymi, moment obrotowy generowany przez przechyły pojazdu w zakrętach był mniej efektywnie tłumiony. Zewnętrzne ustawienie amortyzatorów zwiększa „ramię dźwigni”, co pozwala na lepsze tłumienie momentu obrotowego i zmniejszenie kołysania nadwozia.

Amortyzatory zewnętrzne, mimo swoich licznych zalet, mają także pewne wady i ograniczenia. Oto kilka głównych minusów, które mogą występować w tego typu konstrukcjach:

1. Uszkodzenia mechaniczne: Kamienie, błoto, gałęzie i inne przeszkody terenowe mogą uderzać w amortyzatory, szczególnie w pojazdach terenowych (jak np. Ford Ranger). Długotrwałe narażenie na uderzenia może prowadzić do przedwczesnego zużycia, wycieków oleju lub nawet zniszczenia amortyzatora.
2. Zwiększenia masy pojazdu, co może wpływać na ogólną dynamikę jazdy i zużycie paliwa.
3. Ekstremalne kąty nachylenia i inne specyficzne warunki terenowe mogą powodować nierównomierną pracę amortyzatorów, co może prowadzić do pogorszenia komfortu jazdy lub zmniejszenia efektywności tłumienia.
4. Konstrukcja i materiały: Konieczność zabezpieczenia amortyzatorów przed uszkodzeniami zewnętrznymi oraz zapewnienie odpowiednich parametrów pracy może wymagać użycia droższych materiałów.
5. Zwiększają szerokość pojazdu, co może wpływać na zwrotność i łatwość manewrowania w miejskich warunkach.

Rozwiązanie z amortyzatorami zewnętrznymi jest popularne w wielu pojazdach terenowych oraz użytkowych, szczególnie tych, które muszą radzić sobie w trudnych warunkach drogowych. W pojazdach takich jak Jeep Wrangler czy Toyota Hilux, amortyzatory zewnętrzne również są stosowane, aby poprawić właściwości jezdne w terenie, stabilność w zakrętach oraz kontrolę nad pojazdem na nierównościach.