A Mercedes-AMG SL lengéscsillapítóinak működése és típusai: Technológia és teljesítmény

Az immár 70 éves Mercedes-ikon, a Mercedes-AMG SL új kiadása a gyökerekhez való visszatérést jelenti, hangsúlyozva a puhatetőt és a sportos karaktert. Ugyanakkor praktikuma is javult, hiszen immár 2+2 üléses és összkerékhajtással is elérhető. Az új SL piaci bevezetése kétféle izmos V8-as erőforrással indul, és rengeteg utalás is felfedezhető a karosszérián az első generációs SL-re, mint például a motorháztető két erődómja. Az új SL összességében egy könnyű, sportos autó hatását kelti, a tipikus SL-es arányokkal: hosszú tengelytáv, rövid túlnyúlások, hátratolt utaskabin és izmos far.

Az új Mercedes-AMG SL vadonatúj 2+2 üléses, alumínium térvázas járműarchitektúrára épül, egyetlen alkotórésze sem közös a korábbi SL generációkéval vagy az AMG GT Roadsterével. A torziós merevség 18 százalékkal nőtt, az átlós merevség pedig 50 százalékkal magasabb, mint az AMG GT Roadster esetében. Motorosan mozgatható fémtető helyett a tervezők elektromos puhatetőt álmodtak meg, amely jobban is passzol a személyiségéhez. Ez 21 kilogrammos megtakarítást hozott, és a tömegközéppontot is lejjebb helyezte. A modell forgalmazása stílusosan két AMG változattal indul: az SL 55 4MATIC+ és SL 63 4MATIC+ modellekkel.

Ezek közös jellemzői a 4 literes biturbó V8-as aggregát, a 9-fokozatú AMG sport automataváltó, továbbá az összkerékhajtás. Mindkét modellben új fejlesztésű AMG Ride Control sport felfüggesztés kapott helyet, és elöl-hátul ötlengőkaros kiépítést alkalmaztak, első ízben egy AMG autóban. Az SL 63 4MATIC+ modellben a futómű aktív változata dolgozik, mégpedig hagyományos, mechanikus stabilizátorok helyett hidraulikus elemekkel felszerelve. A kompozit fékrendszer is teljesen új; könnyebb és kisebb helyet is foglal, mint korábban.

A lengéscsillapítók alapvető működése és feladata

A lengéscsillapító olyan mechanikus vagy hidraulikus eszköz, amelyet úgy terveztek, hogy elnyelje és tompítsa az ütéseket vagy a rezgéseket. A futómű a gépkocsi és az útfelület között létesít kapcsolatot, melynek egyik fontos eleme a lengéscsillapító. A gépkocsira ható külső erők és nyomatékainak hatását a gumiabroncsok felfekvő felületei és az útfelület között ébredő reakcióerők adják át az útfelületnek. Ebben a feladatban fontos szerepet játszanak a lengéscsillapítók.

A lengéscsillapító a jármű biztonságának nagyon fontos eleme, mivel mind az utasokat, mind magát a járművet megvédi az út egyenetlenségei által okozott rángásoktól és későbbi sérülésektől. Ahogy a neve is sugallja, ez az alkatrész csillapítja a kerekek lengését. Menet közben az útegyenetlenségek által a kerekeknél gerjesztett periodikus lengő mozgás energiáját a lengéscsillapító hőenergiává alakítja át. Ennek köszönhetően a kerékterhelés dinamikus változása gyorsabban lecseng, egyenletesebb lehet a gumiabroncs és a kerekek között az útfelület síkjában átvihető erő. Ha jól működik, akkor az abroncsok kevés ideig fognak érintkezni az úttal. Ez azért fontos, mert csak akkor tudjuk megfelelően uralni az autót, ha a kerekek érintik a földet.

Hagyományos lengéscsillapító típusok

A hagyományos lengéscsillapító már 100 éve is velünk van. Ezt kettő, egy külső és egy belső cső alkotja, ami a karosszéria és a futómű közé van beépítve. A feladata, hogy a kerekek az úton maradjanak és, hogy az autóban tartózkodók kényelmesen utazzanak. Általában a lengéscsillapító olaj vagy gáznyomásos lehet, azonban a gáznyomásos az elterjedtebb, mivel az olaj habosodhat, vagy buborék képződhet benne.

Ma megkülönböztetünk egycsöves és kétcsöves lengéscsillapítókat, amik egy kicsit eltérően működnek. Az előbbi gyorsabban tudja átadni a hőt a környezetének, azonban nagyobb igénybevételűnek számít, így a hűtése is kedvezőtlenebb. A lengéscsillapító csőben a dugattyú alatti és feletti folyadék mennyisége a dugattyúrúd térfogatával eltér egymástól. Ennek kiegyenlítését egy rugalmas gázpárnára bízzák, melyet a lengéscsillapító belsejében alakítanak ki. Ez a változat a működés közben képződő hőt gyorsabban és közvetlenebbül át tudja adni a környezetnek, de a gáz és a folyadék tér szétválasztásához a két közeget egymástól szétválasztó dugattyút kell beszerelni.

A kétcsöves változatában a gáz a tér és a cső közé kerül, így jól elkülönül a folyadéktól. Ez hatékonyan csökkenti a habképződés veszélyét. A gépjárműveknél elsősorban teleszkóp szerűen kialakított, hidraulikus lengéscsillapítókat alkalmaznak. Ezt a kerék és a felépítmény közé szerelik be, rugalmas rezgés-, és zajcsillapító elemmel (gumi betétekkel) kiegészítve. Az ellentétes mozgásirányokban (be-, és kirugózáskor) célszerű, ha különböző erősségű csillapítást valósítanak meg. Ez hidraulikus munkaközeggel, sebesség függő áramlási ellenállással, különböző hatású szelepekkel érhető el.

A hibás lengéscsillapító jelei és következményei

A lengéscsillapítókkal kapcsolatos sérülések végzetes következményekkel járhatnak az autó mechanikus részeire nézve. Ha a lengéscsillapítók nem működnek megfelelően, megnő több alkatrész, például a rugók, a kormánymű, a differenciálmű, vagy éppen a gumiabroncsok kopása. Túl kemény vagy túl lágy felfüggesztés: A megereszkedett rugók, a rossz abroncsnyomás vagy a rosszul beállított lengéscsillapítók túl kemény felfüggesztést eredményezhetnek, ami megnehezíti, valamint kényelmetlenné teszi a jármű vezetését.

A lengéscsillapító problémáját nem biztos, hogy mindenki azonnal észreveszi. Azonban van néhány árulkodó jel, amire érdemes odafigyelni:

• Hirtelen bólogatás fékezéskor: Egy hirtelen megállás után úgy tűnhet, mintha a kocsi hosszan bólogatna. Ez sajnos a fáradt lengéscsillapítókra utal, és figyelmeztet arra, hogy eljött az ideje a cserének. Ha biztosra akarunk menni, akkor állítsuk le az autót, szálljunk ki, majd az orránál kezdjük el hintáztatni. Legyünk minél közelebb a kerekekhez, és nyomjuk le többször.
• Zajok és kopogás kátyúba ütközéskor: A másik leggyakoribb tünet a kátyúba ütközéskor fellépő zajok vagy kopogó hangok. Tény, hogy a gyanús hangokat a lengéscsillapító rossz beállítása vagy az alkatrészek kopása is okozhatja, mégis érdemes résen lenni.
• Egyenetlen gumikopás: A gumik kopása több betegségről is tanúskodhat. Jó, ha rendszeresen ellenőrizzük, mivel nagyon fontos az abroncsok állapota. Ha azt vesszük észre, hogy az abroncsok egyenetlenül kopnak, akkor látogassunk el a műhelybe.
• Pattogás kanyarokban: Az erősebb kanyarokban is adhat magáról árulkodó jelet a rossz lengéscsillapító. Ha azt tapasztaljuk, hogy nagyobb sebességnél a kocsi pattog, akkor kezdhetünk gyanakodni. Az autók úgy vannak megtervezve, hogy az ilyen manőverek ne jelentsenek gondot, így a pattogás hátterében hiba állhat.

Amennyiben azt akarjuk, hogy a lengéscsillapító a lehető legjobb állapotban legyen, nagyon fontos a rendszeres ellenőrzés. A szakemberek tanácsa, hogy évente legalább egyszer elkerüljön az autó a szervizbe, ahol a lengéscsillapító állapotát is megnézik. A rendszeres szervizi látogatás, a meggondolt vezetési stílus és a minőségi alkatrészek mind a hosszú élettartamhoz járulnak hozzá.

Változtatható és elektronikusan szabályozott lengéscsillapító rendszerek

A szokásosnál keményebb csillapítás ugyan rontja a menetkomfortot, de biztonságosabb vele az autózás. Komfortosabban mindig csak a biztonság rovására lehet autózni. Az igényesebb gépkocsiknál ezt az ellentmondást aktív elektronikus rendszerrel oldják fel. Sokkal kedvezőbb a változtatható csillapítási karakterisztika. Ez megvalósítható egyszerű módon egy változó keresztmetszetű megkerülő csatornával a dugattyú löket függvényében. Évtizedekkel korábban alkalmaztak gombnyomásra változtatható csillapítású lengéscsillapítókat is, de a változtatás a vezetőre volt bízva. Sokkal hatékonyabb, ha a csillapítást az érzékelők jelei alapján automatikusan állítja be az elektronika. A memóriában tárolt referencia értékekkel összehasonlítja a mért értékeket és ez alapján adja ki a parancsokat a beavatkozó egységnek. A lágy csillapítás komfortos utazást biztosít.

Érzékelők és vezérlőelektronika

Az elektronikusan szabályozott rendszerek alapját a precíz érzékelők és a vezérlőelektronika képezik. Gyorsulás érzékelőket alkalmaznak a kerék és a karosszéria mozgásának mérésére. Az érzékelők szerkezeti kialakítása általában azonos, de méréshatáruk és érzékenységük jelentősen eltér egymástól. A kerekeknél alkalmazottaknak a méréshatára például tízszerese a kocsiszekrényre szereltekének. Az érzékelő belsejében egy rugólapra szerelik fel az „m” tömeget, mely nyugalmi helyzetben előre meghatározott távolságban van a két szélső álló fegyverzettől. A d1 és a d2 távolságok egy - egy kapacitást határoznak meg. Amikor az érzékelőre gyorsulás hat, a tömeg a rugó ellenében elmozdul és emiatt mindkét kondenzátor kapacitása megváltozik.

A környezeti behatásokkal szemben védetten, többnyire alumínium dobozba, a kocsiszekrénybe szerelik be az elektronikát. Általában az első utas ülés lábterében, vagy alatta helyezik el. Az elektromos hálózat sokpólusú csatlakozóval létesít kapcsolatot az elektronikával. Az öndiagnosztikát a gyújtás bekapcsolásakor az elektronika néhány másodperc alatt elvégzi. Ez a teljes elektronikusan változtatható lengéscsillapító rendszer elektromos hálózatára vonatkozik. Ez idő alatt az ellenőrzőlámpa folyamatosan világít, ha a rendszerben nincs elektromos hiba, kialszik a lámpa. Meghibásodott áramköri elem esetén az ellenőrzőlámpa villog. Például, ha karosszéria magasság érzékelője hibásodott meg és a gépkocsi sebessége kisebb 100 km/h-nál a normál csillapítási karakterisztika valósul meg.

CDC (Continuous Damping Control)

A ZF Sachs elektronikusan szabályozott lengéscsillapító rendszerét 1997-ben mutatták be. Először az Audi A8-ba, ezt követően a Ferrari Maranello-ba építették be. A közelmúltban megjelent már a középosztályban is és 2004-től a kompakt osztályban is találkozhatunk vele. Például az Opel több típusában is alkalmazzák, mint extra tartozékot. Normál körülmények között növeli a komfortot, veszélyes helyzetekben pedig a biztonságot.

A CDC (Continuous Damping Control) előnye a hagyományos lengéscsillapítóval szemben, hogy nem csak egy előre definiált csillapítási jelleggörbéje van, mely macskaköves úton, lassú menetben is ugyanazt a csillapítást adja, mint gyorsan haladva kanyarodáskor. A CDC minden menethelyzetben a legmegfelelőbb csillapítást állítja be. Ez elektronikusan szabályozható arányos működésű elektromágneses szeleppel válik lehetővé. Ez a lengéscsillapító csőben az olaj áramlását kisebb, vagy nagyobb értékre állítja be. A CDC2e-nél a lengéscsillapítóba két kiegészítő szelepet építettek be a ki- és a berugózási fokozathoz, mely külön-külön szabályozható. Ezen kívül további szelepek is rendelkezésre állnak a beállításokhoz.

A gyakorlatban a különböző gépkocsi típusoknál többféle megoldással lehet találkozni. A kétcsöves, gáz töltésű lengéscsillapítóba egy előfeszített rugóval zárva tartott szelepet szerelnek be. Ennek közelében helyezik el a működtető tekercset. Árammentes állapotban a szelepet zárva tartja a rugóerő. A csillapítási tényezőt a dugattyúban kialakított szelepek határozzák meg, melyek kemény csillapítást adnak. A tekercsre kapcsolt gerjesztő áram mágneses hatása a szelepre erőt fejt ki, mely a rugóerő ellenében érvényesül. Ha a belső hidraulikus nyomásból származó erő és a mágnes erejének összege nagyobb a rugóerőnél, elmozdul és nyit a szelep. A legnagyobb csillapítás árammentes állapotban valósul meg. Ez az állapot az elektronikus rendszer meghibásodása esetén is.

Néhány milliszekundumon belül lehetőség van a csillapítási karakterisztika változtatására az olajáramlás befolyásolása révén. A CDC szelepen keresztül úgy ki-, mint berugózáskor átáramlik az olaj. A 2008-as év autója címet elnyert Opel futóművét is a ZF Sachs CDC, vagyis az elektronikusan változtatható lengéscsillapító rendszere teszi különlegessé. Így valósulhat meg az, hogy a sportos vezetési stílus is összeegyeztethetővé válik a komforttal. A fejlesztőmérnököknek mindig komoly fejtörést okoz a két ellentétes szempont között megtalálni az arany középutat. Például, a Neoplan Starliner 2 (14 tonnás turista autóbusz) menetdinamikájára kedvező hatással van a CDC független kerékfelfüggesztés. A 13 m hosszú autóbuszt havas úton is könnyű a forgalmi sávban tartani. 60 km/h sebességnél is stabilan végre lehet hajtani az előzési manővert. A kerekek folyamatosan az útfelületen maradnak. Nincs billenés. A lengéscsillapítás a pillanatnyi menetviszonyokhoz folyamatosan hozzá van igazítva.

A CDC képes kifogástalan együttműködésre az ESP rendszerrel. Ez a CAN hálózat révén valósulhat meg. Amikor például az ESP aktívvá válik és kormányzási beavatkozással, vagy az egyik kerék fékezésével, és ezzel párhuzamosan a motor nyomatékának csökkentésével stabilizálja a gépkocsit, a CAN hálózaton keresztül utasítást ad a CDC elektronikának és az keményebbre állítja a lengéscsillapítót annál a keréknél, amelyiknél ez szükségessé válik. Így a két elektronikus rendszer támogatja egymás hatását. Kritikus manővereknél is megtartja forgalmi sávját a gépkocsi. A tapasztalatok szerint a CDC-vel szerelt gépkocsiknál az ESP csak ritkábban avatkozik be. Ugyanis a kellő pillanatban keményre állított lengéscsillapító nyomon tartja a gépkocsit.

Bár a CDC rendszer is tekinthető biztonsági berendezésnek, hiszen növeli a jármű aktív biztonságát, de hatékony jelenlétét a teljes utazás során élvezhetjük. Normál utazás során növeli a komfortot, kritikus forgalmi viszonyok között viszont, növeli a menetbiztonságot. A jármű úgy halad el az útegyenetlenségek felett, legyen az kisebb gödör, vagy éppen kiemelkedés, akár a jelzőlámpák előtt meghullámosított útburkolat, hogy a felépítmény szinte semmilyen függőleges irányú mozgást nem végez. Ezt a hatást nem úgy érik el, hogy gyárilag jó kemény lengéscsillapítót szerelnek a gépkocsiba, hanem ez a CDC rendszer elektronikájába beprogramozott úgynevezett „Skyhook” szabályozási algoritmusnak köszönhető. Ez minden pillanatban az optimális lengéscsillapítást állítja be. Amikor lehetséges komfortosan lágy, de amikor szükséges a sportosnál is keményebb csillapításra vált át. Az elnevezés onnan ered, hogy igyekeznek azt a hatást elérni, mintha a kocsiszekrény magasan az égben lenne felfüggesztve és a föld felszínével párhuzamosan suhanna tova. Így az útfelület egyenlőtlenségei kiegyenlítődnek. Ezt a szabályozási algoritmust a ZF Sachs fejlesztette ki és 2005-ben több Opel típusban is már bevezették.

PDC (Pneumatic Damping Control)

A légrugóval szerelt gépkocsiknál alkalmazzák a PDC (Pneumatic Damping Control) lengéscsillapítókat. A csillapító erő egy hidraulikus szelep segítségével változtatható. A légrugó pillanatnyi nyomása a mindenkori tengelyterheléssel arányos. Ezt a nyomást használják fel a csillapítási karakterisztika beállítására egy fojtó furaton keresztül. A PDC szelepet közvetlenül a lengéscsillapítóra szerelik fel. Kis légrugó nyomásnál a PDC szelep nyitott, kicsi lesz az áramlási ellenállás és a csillapítás is, mert a nyitott szelepen keresztül az olaj egy része meg tudja kerülni a dugattyúba szerelt szelepeket.

MR (Magnetorheological) folyadék alapú lengéscsillapítók

A különleges lengéscsillapítóval megvalósított, elektronikusan szabályozott kerék-felfüggesztési rendszer hatékonyan megvalósítja a kompromisszumot a komfortos és a biztonságos futómű között. Az eddigi alkalmazások bizonyítják, hogy alkalmas arra, hogy javítsa a gépkocsik úttartását és vezetési tulajdonságait méghozzá úgy, hogy nem növeli bonyolult megoldásokkal a tömeget. Egyszerű szerkezeti kialakítású lengéscsillapítót alkalmaz, melynek karakterisztikáját a mágneses erőtér hatására a különleges, úgynevezett MR szintetikus szénhidrogén alapú folyadék révén tudja változtatni. Ez az anyag speciális, szénhidrogén alapú, szintetikus folyadék, mely 3-10 µm átmérőjű mágnesezhető részecskéket tartalmaz, de azok gyorsan és csak a mágneses erőtér működéséig mágnesezhetők.

A mágnesezhető részecskék a folyadékban egyenletesen, véletlenszerűen oszlanak el. Ilyenkor ki és berugózáskor a dugattyú elmozdulásakor a csillapító erő annak furataiban kialakuló hidraulikus fojtástól függ. Ebből a szempontból a lágyvashoz hasonlóan viselkednek ezek a részecskék. A gerjesztő áram hatására az áramlási jellemzői megváltoztathatók anélkül, hogy más lenne a viszkozitása. Így tehát különböző lengéscsillapító karakterisztikák állíthatók be rendkívül gyorsan és zajhatásoktól mentesen.

A változtatható csillapítás lehetővé teszi a gépkocsi úttartási és vezetési jellemzőinek optimális értéken tartását. „Szemi-aktív” kerék-felfüggesztési rendszer valósul meg, mozgó alkatrészek nélkül. Minimális a holt löket. Az elektronika nagy sebességgel kiértékeli a kerekek és a felépítmény elmozdulásait, figyelembe veszi a vezető kívánságait, és ezek alapján széles határok között folyamatosan változtatja a lengéscsillapítást. Az érzékelő jelei, illetve az ESP rendszertől kapott információk alapján, állítja be a dugattyúkba szerelt tekercs gerjesztő áramát. Ennél a rendszernél szoftveresen állítható a csillapítási tényező. A kanyarban egymástól függetlenül akár minden keréknél is más lehet a lengéscsillapítók keménysége. Elsőként 2002-ben a Cadillac Seville STS-be építették be, majd a Chevrolet Corvette-be. A jelenlegi fejlesztések arra irányulnak, hogy a kemény karakterisztikát még keményebbé tegyék, illetve a lágy még lágyabb legyen. Törekszenek a kisebb reakcióidőre és a kisebb súrlódásra a lengéscsillapító mozgó részeinél.

Fejlett lengéscsillapító rendszerek összehasonlítása

tags: #mercedes #sl #amg #lengescsillapito