Fot. Archiwum, Emmetec

Eksploatacyjna trwałość amortyzatora zależy w znacznej mierze od jakości prowadnicy tłoczyska, pełniącej też dodatkową funkcję koncentrycznego zamocowania elementów uszczelniających komorę olejową.

Prowadnice

Prowadnica tłoczyska może być wykonana ze spieku lub z żeliwa, a w niej osadzona jest zwykle tuleja z brązu pokrytego teflonowa powłoką. Teflon zmniejsza tarcie towarzyszące wzajemnemu przemieszczaniu się ruchomych elementów amortyzatora. Wymaga jednak bardzo szczelnej osłony, ponieważ przedostający się kurz powoduje jego szybkie zniszczenie (rys. 1).

Prowadnica wchodzi swą częścią walcową do cylindra wewnętrznego, a kołnierzem opiera się na cylindrze zewnętrznym. Oprócz wspomnianej tulei ślizgowej montuje się w niej także uszczelki zapobiegające wyciekom oleju i ewentualnie również wydostawaniu się gazu z cylindra wewnętrznego. Uszczelnienie cylindra wewnętrznego, oparte na wciskowym osadzeniu w nim prowadnicy i jej ciasnym spasowaniu z tłoczyskiem, jest w praktyce niewystarczające. Dlatego połączenia te są dodatkowo wyposażane w uszczelniacze olejowe. Niektóre z nich mają obwodowe o-ringi o kwadratowym przekroju (rys. 2), uniemożliwiające wycieki oleju ku górze oraz przedmuchy powietrza lub gazu wewnątrz amortyzatora. W innych prowadnicach stosuje się okrągłe opaski gumowe (rys. 3), pełniące funkcję zaworu zwrotnego. Gdy tłoczysko przesuwa się podczas rozciągania amortyzatora, rosnące ciśnienie oleju powoduje delikatne podniesienie opaski i nieznaczne otwarcie przepływu. Jeśli z kolei podczas ruchu w przeciwną stronę gaz naciska na opaskę, ta idealnie uszczelnia tłoczysko w prowadnicy.

Uszczelniacze olejowe

Zadaniem tych elementów jest takie uszczelnienie tłoczyska, by uniemożliwić wycieki oleju przez otwór prowadnicy. Taki efekt uzyskuje się przez zastosowanie (podobnie jak w pierścieniach Sommera) gumowej wargi dociskanej do powierzchni tłoczyska przez obwodową sprężynę spiralną o zamkniętym okręgu. Dodatkową funkcją uszczelniacza jest uszczelnienie prowadnicy z korpusem amortyzatora oraz zapobieganie wnikaniu kurzu i innych substancji do jego wnętrza.

Rys. 4. Stara konstrukcja uszczelniacza z pojedynczym uszczelnieniem obwodowym

Rys. 5. Uszczelniacz z dodatkowym górnym pierścieniem uszczelniającym

Rys. 6. Uszczelniacz z dodatkowym dolnym pierścieniem uszczelniającym

Pod względem sposobu wykonania uszczelnienia między prowadnicą a korpusem amortyzatora uszczelniacze oleju dzielą się na 5 grup:

• z uszczelnieniem obwodowym (rys. 4),

• z dodatkowym górnym brzegiem uszczelniającym (rys. 5),

• z dodatkowym dolnym brzegiem uszczelniającym (rys. 6),

• z uszczelnieniem między uszczelniaczem olejowym i prowadnicą a korpusem amortyzatora (rys. 7),

• z o-ringiem zamiast obrzeża uszczelniającego (rys. 8).

Wariant ostatni jest rozwiązaniem zaproponowanym przez Emmetec wraz z gamą uszczelniaczy olejowych Top Gun. Zaletą tego systemu jest możliwość regeneracji dowolnych amortyzatorów za pomocą posiadanej w magazynie niewielkiej liczby uszczelniaczy olejowych. Do mocowania o-ringu może służyć wówczas skośny rowek, wykonany tokarką na prowadnicy, lub pierścień o kątownikowym przekroju (rys. 9), osadzony między prowadnicą a uszczelniaczem olejowym. Jeśli średnica zewnętrzna uszczelniacza olejowego jest większa od średnicy wewnętrznej korpusu amortyzatora, uszczelniacz można starannie zmniejszyć na tokarce do żądanej średnicy, ponieważ uszczelnienie z cylindrem zewnętrznym zapewnia o-ring.

Rys. 8. O-ring zastosowany zamiast obrzeża uszczelniającego (rozwiązanie proponowane przez Emmetec)

Rys. 9. Pierścienie dodatkowe do mocowania o-ringów uszczelniaczy olejowych

Niezależnie od zastosowanego wariantu konstrukcyjnego uszczelniacze olejowe składają się przeważnie z części stalowej (rdzeń) i gumowej. Rdzeń nadaje całości sztywność, która musi być utrzymywana przez miliony cykli zmiennych obciążeń, a więc jego jakość powinna zapobiegać ewentualnym odkształceniom. Części gumowe zwykłych uszczelniaczy olejowych wykonywane są z reguły z NBR, czyli gumy nitrylowej, która w porównaniu ze standardową gumą ma trochę mniejszą elastyczność, ale jest dużo bardziej wytrzymała na agresywne wpływy smarów. Natomiast uszczelniacze o lepszej jakości wykonuje się z HNBR, tj. gumy nitrylowej uwodornionej, która w porównaniu z poprzednią ma wyższą odporność na zmienne temperatury i zachowuje swe właściwości w zakresie od –25° aż do +200°C.

Uszczelniacze olejowe Emmetec linii Top Gun są wykonane ze specjalnej mieszanki HNBR, zawierającej dodatki samosmarujące. Eliminuje to potrzebę wprowadzania smaru między osłonę przeciwkurzową a uszczelniacz oleju, a w konsekwencji zapobiega wnikaniu kurzu między prowadnicę a tłoczysko. Osłona przeciwkurzowa musi być również odporna na uderzenia tłuczniem kamiennym oraz na działanie soli stosowanej do zimowego utrzymania dróg. Do przeciwdziałania gromadzeniu się osadów na tłoczyskach zaleca się stosowanie półpierścieni zgarniających lub tradycyjnych osłon hermetycznych o konstrukcji harmonijkowej (rys. 10).

Uszczelniacze olejowe pełnią też czasem funkcję zaworu jednokierunkowego, zapobiegającego powstawaniu podciśnienia wewnątrz amortyzatora. Służy do tego element zamykający lub otwierający przepływ oleju przez prowadnicę (rys. 11). Element ten może mieścić się pod kołnierzem pierścienia właściwego uszczelniacza oleju lub na zewnątrz jego sprężyny.

Zamknięcia amortyzatorów

Uszczelnienie wnętrza amortyzatora może być uzyskiwane za pomocą różnych rozwiązań konstrukcyjnych.

Pierścień zewnętrzny nakręcany jest na korpus amortyzatora wyposażony w gwint zewnętrzny. Koncepcja ta, jako dość kosztowna, wyszła już z użycia, a ostatnie jej zastosowanie można było spotkać w mcphersonach Volkswagena Golfa II. Jej zaletę stanowiła możliwość prostej, szybkiej i taniej regeneracji amortyzatorów. Emmetec proponuje naprawcze stosowanie pierścienia zewnętrznego w tych przypadkach, w których chce się zmienić długość amortyzatora (rys. 12).

Pierścień wewnętrzny jest wkręcany do gwintowanego wnętrza korpusu amortyzatora (rys. 13). Wymiary osiowe pierścienia (około 10 mm) powodują identyczną redukcję skoku tłoka przy rozciąganiu amortyzatora, lecz na ogół nie wiążą się z tym szkodliwe efekty uboczne, a wręcz przeciwnie: poprawia się stabilność pojazdu. Będziemy jeszcze wracać do tego zagadnienia w kolejnych odcinkach naszego cyklu poświęconych regeneracji.

Rys. 13. Pierścień zamykający z gwintem zewnętrznym, wkręcany do wnętrza amortyzatora

Zamknięcie spawane stanowi metalowy kapturek, przykrywający uszczelniacz olejowy i prowadnicę. Wchodzi on między prowadnicę a korpus amortyzatora, do którego zostaje przyspawany (rys. 14). Niestety, ten system wymaga zastosowania dodatkowego elementu (kapturek), a także dodatkowego urządzenia i procedury (spawanie). Operacji montażu towarzyszy ryzykowne podgrzewanie uszczelniacza olejowego oraz korpusu amortyzatora, co czasami powoduje przenikanie rozproszonego materiału do oleju i korozję okolic uszczelniacza olejowego. Dlatego rozwiązanie to jest słusznie uznawane za najdroższe i najmniej skuteczne.

Zamknięcie wywiniętym kołnierzem opiera się na plastycznym odkształceniu obrzeża zewnętrznego cylindra amortyzatora, które w efekcie tej operacji zachodzi na rdzeń uszczelniacza olejowego, blokując i uszczelniając całość konstrukcji (rys. 15). Ze wszystkich systemów stosowanych seryjnie ten jest z pewnością najlepszy, ale wymaga użycia specjalnej prasy zagniatającej, takiej jak Emmetec 96-622 (rys. 16). Zawija ona kołnierz w sposób progresywny na starannie zaokrągloną prowadnicę w taki sposób, by korpus zewnętrzny w miejscu wygięcia nie stawał się zbyt cienki.

Zamknięcie z użyciem pierścienia Segera jest typowe dla omawianych już wcześniej amortyzatorów jednorurowych. Z jego otwarciem wiąże się zawsze pewne ryzyko uszkodzenia wewnętrznej konstrukcji, zagrażające też bezpieczeństwu montera.

Więcej informacji, także na temat uczestnictwa w szkoleniach można uzyskać na www.emmetec.com.

Tweet

Carlos Panzieri
Konsultant techniczny EMMETEC