Filozofia pojęć technicznych (180). Amortyzacja


28-02-2022 19:24:06

Młodsze pokolenia już nie mają szans, by zapamiętać „w kościach” ten szczególny efekt, jaki daje siedzenie na ławce wozu konnego jadącego po wybojach. Chwilowe wpadanie w nieważkość kończy się nieprzyjemnym zderzeniem tylnej części ciała z ławą.

Przez wieki zastanawiano się, jak ten efekt zamortyzować, czyli dosłownie umorzyć, zamorzyć, uśmiercić. Za pierwszy pojazd resorowany – za pomocą skórzanych pasów lub odpowiednio wygiętych żerdzi drewnianych – uważa się węgierski kocz z XVI w. Sprężyna piórowa jako resor do pojazdów pojawiła się w 1616 r. w książce Fausto Veranzio – wybitnego wynalazcy (m.in. pionowa turbina wiatrowa i spadochron), biskupa, z pochodzenia Chorwata. Skuteczny efekt dały dopiero eliptyczne resory piórowe zastosowane w  1804 r. Ale zasada takiej „piórowej" sprężyny była wykorzystana już w średniowieczu do miotania pocisków z maszyn oblężniczych. To był rzeczywiście przełomowy wynalazek. Być może wynikał z refleksji nad działaniem wschodnich łuków lub kuszy, o łuczyskach spajanych warstwowo. Ludzie zauważyli, że wiązka włókien jest o wiele bardziej giętka niż element o pełnym przekroju, ale tak samo wytrzymała. Stalowe resory piórowe w różnych wariantach królowały przez cały XIX w.  Taki resor o kształcie najczęściej półeliptycznym zamontowany jest do sztywnej osi pojazdu lub mostu napędowego przy użyciu strzemion  w kształcie litery „U”) oraz do nadwozia. Wieszak kompensuje zmiany długości resora podczas jego pracy. Kiedy koło najedzie na nierówność drogi, pod wpływem bezwładności masy pojazdu pióra resora ulegają ściśnięciu absorbując energię, przez co nie oddają jej całej prosto na nadwozie. Dzięki swojej sztywności przeciwstawiają się dalszemu ugięciu. Unoszą nadwozie i stabilizują pojazd na określonej wysokości oraz amortyzują drgania z jezdni, dociskając koła do nawierzchni. W ostatnich dziesięcioleciach resory zastąpiono  sprężynami śrubowymi, które są lżejsze i zajmują mniej miejsca. Dobrze pochłaniają wibracje i wstrząsy, a także umożliwiają płynny ruch i pracę zawieszenia, ale nie przenoszą bardzo dużych obciążeń, więc w pojazdach ciężarowych ciągle konkurują z resorami piórowymi.

Dopiero kiedy pojawił się przemysł samochodowy z prawdziwego zdarzenia, a więc w XX w., nastąpiła istna lawina rozwiązań amortyzujących. W miarę, jak samochody nabierały prędkości i zwrotności, a poszczególne układy stawały się coraz bardziej złożone, poza wstrząsami pionowymi znaczenia nabrało wiele innych oddziaływań fizycznych, bo firmy ścigały się, która da więcej komfortu i bezpieczeństwa  Powstał cały system – układ zawieszenia. Kierowcy dobrze to wiedzą: są elementy prowadzące koło – wahacz, drążek poprzeczny, wzdłużny; elementy resorujące – sprężyna śrubowa, resor piórowy; elementy tłumiące – amortyzator. Jest to zjawisko charakterystyczne dla współczesnej techniki. „Zbiera" ona często poszczególne wynalazki elementów o zróżnicowanych funkcjach. Coraz mniej pozostaje do rozwiązania  problemów „jednorodnych". Jeżeli chcemy, żeby np. robot przemysłowy był coraz bardziej uniwersalny, to musi on wykonywać wiele różnych czynności, do tego z różną prędkością i częstotliwością. W tym układzie konstrukcja i funkcje elementów muszą do siebie pasować, są ze sobą związane. W aucie takim rozwiązaniem stosowanym w zawieszeniu niezależnym (dla każdego koła osobno), przednim, jest np. tzw. kolumna McPhersona (patent inżyniera General Motors z 1949 r.) Do środka sprężyny resorującej wprowadzono tu amortyzator w postaci tłoczyska olejowego lub olejowo-gazowego. Ściskanie tłoka powoduje amortyzację, rozproszenie energii, dzięki czemu koło trzyma się nawierzchni, by nie wydłużać drogi hamowania. Nastąpiło tu więc zawężenie pojęcia amortyzacji do zjawiska tłumienia drobnych wstrząsów i „umarzania" odbicia koła od nawierzchni. Być może automatyka doprowadzi do scalenia różnych elementów układu zawieszenia i wtedy powiemy o „automacie zawieszenia", a nie układzie.

Zygmunt Jazukiewicz

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl