KNOW HOW: Ανάρτηση PART XIIΙ

Τι στο καλό γίνεται μέσα σε αυτόν τον κύλινδρο πια..;;!

Όπως γλαφυρά περιγράψαμε στο Part XII, τα αμορτισέρ είναι «αποσβεστήρες»: αποσβεστήρες ταλάντωσης, αν θέλουμε να το πάμε με την αυστηρή φυσική έννοια, αποσβεστήρες κραδασμών, αν το πάμε με τη μηχανική έννοια στην ανάρτηση. Πρόκειται για μετατροπείς ενέργειας ουσιαστικά, οι οποίοι την κινητική ενέργεια που δημιουργείται στην ανάρτηση κατά τη συμπίεση και έκταση μεταξύ φερόμενων και μη φερόμενων μαζών και την οποία αποθηκεύουν τα ελατήρια, τα αμορτισέρ την μετατρέπουν σε θερμική ενέργεια στα σωθικά τους. Και αυτά τα «σωθικά» είναι που κάνουν όλη αυτή τη δουλειά: αυτό λαμβάνει χώρα μέσω της λεγόμενης «ρευστομηχανικής ή ιξώδους τριβής», η οποία δημιουργείται από τη «βίαιη»/εξαναγκασμένη «χειραγώγηση» της ροής του ειδικού λαδιού (υδραυλικού υγρού) μέσα από τις διόδους και οπές/βαλβίδες εντός του αμορτισέρ.

Η γεωμετρία και η προσεκτική επιλογή αυτών των διόδων, δηλαδή των εμποδίων που το λάδι συναντά στο διάβα του, καθώς το πιέζουμε με το έμβολο του καλαμιού του αμορτισέρ, είναι αυτά που καθορίζουν και τα χαρακτηριστικά σκληρότητάς του. Και το λάδι τρώει πραγματικά υψηλά θερμικά φορτία κατά τη διάρκεια όλης αυτής διαδικασίας: 100 ή και 120 βαθμοί Κελσίου στο λάδι ενός αμορτισέρ είναι θερμοκρασίες …βόλτας για κάθε αμορτισέρ που σέβεται τον εαυτό του. Αργότερα στη σειρά όταν μιλήσουμε για τα χαρακτηριστικά απόσβεσης και σκληρότητας του αμορτισέρ πιο αναλυτικά, θα δούμε τους συντελεστές και τους λόγους απόσβεσης πιο συγκεκριμένα, όμως για την ώρα πρέπει να κρατήσετε αυτό το ποιοτικό πέραν από νούμερα και εξισώσεις: ενώ στο ελατήριο της ανάρτησης, όπως είδαμε, η δύναμη που αυτό ασκεί-κοντράρει είναι ανάλογη της μετατόπισης-συμπίεσής του, ανεξάρτητα του πόσο γρήγορα το συμπιέζουμε, η δύναμη που ασκεί-κοντράρει το αμορτισέρ καθορίζεται αντίστροφα, δηλαδή είναι ανάλογη της ταχύτητας που το συμπιέζουμε και όχι του «πόσο μέσα» το συμπιέζουμε. Πάμε να δούμε πώς ο κάθε τύπος αμορτισέρ κάνει αυτήν την άμεση εξάρτηση από την ταχύτητα που το συμπιέζουμε πραγματικότητα από μηχανικής και ρευστομηχανικής πλευράς.

Το αμιγώς υδραυλικό αμορτισέρ διπλού σωλήνα

Τα αμιγώς υδραυλικά τηλεσκοπικά αμορτισέρ («αμορτισέρ λαδιού») είναι ίσως κάπως «χτεσινά νέα» για την αυτοκινητοβιομηχανία, όμως πριν περάσουμε στους πιο σύγχρονους τύπους και δούμε πού αυτοί διαφέρουν και βελτιώνουν τη λειτουργία τους, πρέπει να εξηγήσουμε ποια είναι η βάση μας, από πού ξεκινάει δηλαδή η ιστορία. Το πρόβλημα ξεκινάει από το γεγονός ότι το λάδι στα αμιγώς υδραυλικά αμορτισέρ δεν είναι σκέτο λάδι, αλλά περιέχει διαλυμένο στη μάζα του ένα ποσοστό αέρα, περίπου κοντά στο 10%. Το ποσοστό αυτό του αέρα δεν μένει δυστυχώς για πάντα διαλυμένο μέσα στο λάδι: από τη στιγμή που το λάδι αρχίζει να «δουλεύεται» μέσα στο αμορτισέρ, τότε τα μόρια του λαδιού και του αέρα διαχωρίζονται κι έτσι προκύπτει το γνωστό «άφρισμα» του λαδιού, δηλαδή οι θύλακες/φυσαλίδες αέρα στο εσωτερικό που δεν καλύπτονται από υγρό.

Από πλευράς αυστηρά ρευστομηχανικής, το άφρισμα αυτό οφείλεται μερικώς και στο φαινόμενο της σπηλαίωσης: σπηλαίωση έχουμε όταν ένα υγρό κινείται τόσο γρήγορα που η στατική πίεσή του πέφτει υπερβολικά (βλ. Νόμος Μπερνούλι) κι όταν η πίεσή του αυτή πέφτει υπερβολικά (πιο συγκεκριμένα πέφτει κάτω κι από την πίεση ατμών του), τότε έχουμε τοπική βίαιη ατμοποίηση. «Βίαιη» με την έννοια ότι η φυσαλίδες που δημιουργούνται ξαφνικά σκάνε επίσης ξαφνικά, άλλα με το «σκάσιμο» εννοούμε ότι ο θύλακας του αερίου που δημιουργήθηκε καλύπτεται βίαια από το υπόλοιπο περιβάλλον υγρό. Κι όταν λέμε «βίαιη» εννοούμε όντως βίαιη, αφού δημιουργούνται τοπικά πολλά μικρά κρουστικά κύματα (shock waves) και όταν μιλάμε για κρουστική καταπόνηση σε υλικό, τα πράγματα σοβαρεύουν αφού ακόμα και καλό μέταλλο μπορεί να γίνει σουρωτήρι από τις τρυπούλες: έχουν καταστραφεί ολοκληρωτικά προπέλες πλοίων από σπηλαίωση. Γυρνώντας στα αμορτισέρ, στην πράξη το άφρισμα ακόμα κι αν προξενήσει μόνιμες δομικές ζημιές στο εσωτερικό του αμορτισέρ, μειώνει εντονότατα την απόδοσή του παροδικά ως προς την ικανότητα απόσβεσης της ταλάντωσης της ανάρτησης, με άλλα λόγια δεν κάνει πλέον σωστά τη δουλειά του: μέχρι και 35% απώλεια της συνολικής ικανότητας απόσβεσης μπορεί να πάει περίπατο σε ένα «αφρισμένο» αμορτισέρ και η μόνη λύση για να επανέλθουν στο 100% τους τα αμορτισέρ είναι να παρκάρουμε το εργαλείο και να περιμένουμε να κρυώσει το λάδι μέσα τους…

Πώς φτάνει όμως από πλευράς κατασκευαστικής λειτουργίας να δουλέψει ένα τέτοιο φουλ υδραυλικό αμορτισέρ, είτε αυτό δουλεύει σωστά είτε φτάνει να αφρίσει; Η πιο κλασική διάταξη είναι αυτή του «αμορτισέρ διπλού σωλήνα (twin tube)». Εδώ έχουμε ένα έμβολο το οποίο ολισθαίνει εντός του κυλίνδρου του αμορτισέρ που είναι γεμάτο λάδι, αλλά το έμβολο αυτό έχει οπές πάνω του, με αποτέλεσμα το λάδι να μπορεί να περνάει από αυτές στο πάνω και κάτω μέρος του κυλίνδρου, εκατέρωθεν δηλαδή των δύο πλευρών του εμβόλου, όπως αυτό χωρίζει τον κύλινδρο σε δύο βασικά διαμερίσματα. Καθώς το έμβολο ανεβοκατεβαίνει μέσω της ράβδου του (γνωστή κι ως «μπιέλα» του αμορτισέρ), ωθεί το λάδι να περάσει από τις ανεπίστροφες βαλβίδες (για συμπίεση/bump και επαναφορά/rebound) στο εσωτερικό του «κυρίως/εσωτερικού κυλίνδρου-σωλήνα» του αμορτισέρ εκατέρωθεν του εμβόλου, αλλά ταυτόχρονα και μία ποσότητα λαδιού συμπιέζεται (στο bump) εκτός του κυρίως σωλήνα και πηγαίνει στον ομόκεντρο και δευτερεύοντα/εξωτερικό «σωλήνα διαφυγής» (ή «σωλήνας ρεζερβουάρ») του λαδιού μέσω της λεγόμενης ανεπίστροφης «βαλβίδας βάσης» (για το bump). Όταν το έμβολο αρχίσει να κινείται προς τα πίσω πάλι (στο rebound), η εσωτερική υποπίεση που δημιουργείται καλύπτεται πάλι από την αντίστοιχη ποσότητα λαδιού που τραβιέται από τον εξωτερικό σωλήνα-ρεζερβουάρ, αφού αυτή περάσει μέσα από τις rebound βαλβίδες τόσο του εμβόλου καθαυτού όσο και από την βαλβίδα βάσης.

Τα επιμέρους εξαρτήματα

Ενώ αυτή που αναφέραμε είναι σε γενικές γραμμές η βασική αρχή λειτουργίας και ο βασικός κορμός συνεργασίας των επιμέρους εξαρτημάτων, όταν αρχίσουμε και αναλύουμε τα εξαρτήματα αυτά ξεχωριστά, τότε αρχίζουμε και καταλαβαίνουμε πόση σημασία έχει το καθένα από αυτά στην λειτουργία του συνόλου, είτε αν σκοπός του συνόλου είναι η άνεση είτε η σπορ συμπεριφορά. Ας «διαλύσουμε» λοιπόν για αρχή ένα αμορτισέρ διπλού σωλήνα.

Κατ’ αρχάς ενώ τόση ώρα μιλάμε για λάδι υπό (σοβαρή) πίεση, δεν έχουμε αναφέρει πώς το λάδι αυτό μένει μέσα στον κύλινδρο. Αυτό επιτυγχάνεται με σφραγιστικές-στεγανοποιητικές διατάξεις, ειδικές ροδέλες/τσιμούχες δηλαδή, μέσα από τις οποίες περνάει η ράβδος του εμβόλου και οι οποίες εμποδίζουν το -υπό πίεση- λάδι να την κάνει προς τον άγριο εξωτερικό του σωλήνα κόσμο. Η διαρροή λαδιού εκτός του καλαμιού του αμορτισέρ είναι αυτό που λέμε χαρακτηριστικά στην πιάτσα «το δάκρυσμα του αμορτισέρ» και από κάποιο σημείο και με το μάτι και μόνο χωρίς καν αμορτισερόμετρο μπορούμε να καταλάβουμε ότι το αμορτισέρ «τα έφτυσε» και πάει για πέταμα. Φυσικά αυτές οι τσιμούχες προστατεύουν κι από το αντίστροφο, δηλαδή την εισροή σκόνης και μικροσωματιδίων από το περιβάλλον προς το εσωτερικό του αμορτισέρ, κάτι που επηρέαζε αρνητικά τη χημεία και τις μηχανικές ιδιότητες τόσο του λαδιού όσο και των οπών/βαλβίδων μέσα.

Ο βασικός κορμός-σκελετός του αμορτισέρ όμως είναι το «σώμα» του αμορτισέρ, που, στην περίπτωση των αμορτισέρ διπλού σωλήνα που τώρα συζητάμε, αυτός αποτελείται από δύο χαλύβδινους ομοαξονικούς κυλίνδρους-σωλήνες, τον κύριο-εσωτερικό που, όπως είδαμε παίζει το ρόλο του «χιτωνίου» του εμβόλου και τον εξωτερικό-ρεζερβουάρ που περικλείει τον κύριο-εσωτερικό σωλήνα και δέχεται το πλεονάζον λάδι κατά την συμπίεση-bump. Ολόκληρη η διάταξη μαζί με τη ράβδο του εμβόλου περικλείεται -περαιτέρω- εξωτερικά από τρίτο ομοαξονικό σωλήνα, που παίζει τον ρόλο του προστατευτικού εξωτερικού κυλίνδρου.

Και περνάμε στις βαλβίδες που όπως αναφέραμε είναι δύο ειδών: αυτές του εμβόλου κι αυτές της βάσης του αμορτισέρ. Ουσιαστικά μιλάμε για οπές με ασφάλειες οι οποίες είναι one-way,  δηλαδή για ανεπίστροφες βαλβίδες οι οποίες μέσω των εκάστοτε ειδικών χαρακτηριστικών ανοίγματος και κλεισίματός τους καθορίζουν τόσο τη διεύθυνση της ροής του -υπό πίεση- λαδιού όσο και την ταχύτητα «απόκρισης» της σκληρότητας του αμορτισέρ. Οι βαλβίδες των αμορτισέρ τρώνε μεγάλο ζόρι, φίλοι μου: το ακριβές κράμα του υλικού τους (ανοξείδωτος χάλυβας κατά βάση) καθορίζει μεγάλο κομμάτι της μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας ολόκληρου του αμορτισέρ, αφού οι βαλβίδες αυτές πρέπει να αντέξουν κυριολεκτικά εκατομμύρια κύκλους λειτουργίας (δηλαδή για τους πιο μυημένους μιλάμε για τεράστια χρονικά διαστήματα MTTF/MTBF) μέσα στα 50.000 ή 100.000km που θα κληθεί να βγάλει το αμορτισέρ, όπου κύκλος λειτουργίας είναι καθεμία φορά όπου η ανάρτηση συμπιέζεται είτε λόγω μεταφοράς φορτίου είτε από ανωμαλία του δρόμου!

H όλη κίνηση του αμορτισέρ ως προς τη διαδρομή του εμβόλου που θα επιφέρει την όποια ανάγκη ανοίγματος/κλεισίματος των βαλβίδων ωστόσο ξεκινά από αλλού και το αλλού είναι αυτό που σπρώχνει το έμβολο, που δεν είναι άλλο από τη ράβδο-μπιέλα του εμβόλου που αναφέραμε και η οποία συνδέει ουσιαστικά την ανάρτηση με έμβολο (το άλλο άκρο του αμορτισέρ συνδέεται με τον τροχό μέσω του άκρου της ανάρτησης ανάλογα με τον τύπο και την αρχιτεκτονική της). Η ράβδος του αμορτισέρ λοιπόν μηχανικά τρώει πολύ ξύλο: λόγω της μηχανικής καταπόνησης που της ασκείται (θυμηθείτε ότι πάνω της πέφτει το βάρος μίας ολόκληρης γωνίας του αυτοκινήτου και μάλιστα κρουστικά) χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της ειδικοί σφυρήλατοι χάλυβες με σπέσιαλ θερμικές και μηχανικές κατεργασίες σκλήρυνσης, ενώ πέραν της γραμμικής μηχανικής καταπόνησης από πλευράς θλίψης και εφελκυσμού, σημαντικότατο ρόλο παίζει και η ποιότητα της επιφάνειας της εξωτερικά.

Αυτό το τελευταίο έχει να κάνει με το γεγονός ότι για να στεγανοποιείται σωστά το λάδι μέσω των στεγανοποιητικών που προαναφέραμε, οι τσιμούχες του αμορτισέρ γύρω από τη ράβδο του εμβόλου πρέπει να πατάνε σε όσο το δυνατό πιο λεία και στιλπνή  εμβόλου γίνεται: εκεί αποσκοπεί η επικάλυψη με χρώμιο που βλέπετε στις ράβδους του εμβόλου του αμορτισέρ και η οποία του δίνει επιφάνεια-καθρέπτη, δεν έχει να κάνει με αισθητική και «μούρη». Έχει να κάνει αφενός με τις πολύ στενές ανοχές μεταξύ ράβδου και στεγανοποιητικού και αφετέρου με την προστασία από οξείδωση: όσο ανοξείδωτο και να χαρακτηρίζεται το ατσάλι της ράβδου, μία σημειακή επιφανειακή σκουριά ποτέ δεν αποκλείεται και το τελευταίο πράγμα που θέλουμε μέσα στο αμορτισέρ είναι σωματίδια σκουριάς από τη ράβδο του εμβόλου.

Και ολοκληρώνουμε με τον μάγκα της υπόθεσης, το έμβολο. Το έμβολο είναι φυσικά κι αυτό μεταλλικό από χάλυβα αλλά κατά κανόνα η κατεργασία παραγωγής του δεν είναι από αυτές που ο πολύς λαός γνωρίζει: πρόκειται για το sintering (στα ελληνικά «σύντηξη» ή «περίτηξη»), μία πυρομεταλλουργική διαδικασία κατά την οποία, αφού εφαρμόσουμε θερμοκρασία κάτω από το σημείο τήξης, μικρά ρινίσματα μετάλλου συμπιέζονται-συγκολλούνται μεταξύ τους. Η κατεργασία αυτή αφαιρεί σε μεγάλο βαθμό ενδεχόμενες εσωτερικές παραμένουσες τάσεις από το υλικό μας, ενώ χρησιμοποιείται ευρέως σε εξαρτήματα με κράματα υψηλού (και άρα «δύσκολου») σημείου τήξης και με πολύπλοκο σχήμα, εκεί που η χύτευση ή σφυρηλάτηση θα απαιτούσαν επιπλέον βήματα κατεργασίας μετά. Ένα τέτοιο εξάρτημα είναι και το έμβολο του αμορτισέρ αφενός που είναι σχετικά μικρό σε διαστάσεις εξάρτημα και αφετέρου, όπως και με τη ράβδο του, επιθυμούμε και εδώ φουλ λεία επιφάνεια ώστε να κουμπώνει πάνω του σωστά το στεγανοποιητικό δακτυλίδι ανάμεσα σε αυτό και τον εσωτερικό σωλήνα του αμορτισέρ. Το δακτυλίδι αυτό μπορεί να είναι είτε μεταλλικό είτε από τεφλόν και άλλα υλικά πολύ μικρού συντελεστή τριβής, αλλά μεγάλης αντοχής.

Τόση ώρα μιλάμε για λάδι και λάδι και λάδι, αλλά για τι λάδι..; Μουρουνέλαιο, 5W30 ή καλαματιανό;! Το λάδι ως το υδραυλικό υγρό του αμιγώς υδραυλικού αμορτισέρ που συζητάμε ως τώρα είναι, όπως καταλαβαίνετε, υψίστης σημασίας για τη σωστή απόδοση του αμορτισέρ: τόσο ως προς τα χαρακτηριστικά ιξώδους του, δηλαδή πόσο εύκολα ή δύσκολα περνάει μέσα από τις βαλβίδες του αμορτισέρ και επίσης πώς αυτό επηρεάζεται βάσει θερμοκρασίας, δηλαδή με το αμορτισέρ κρύο ή μετά από σκληρή καταπόνηση. Μην ξεχνάτε ότι μιλάμε για ένα υδραυλικό υγρό το οποίο οφείλει να δουλεύει κατά τα προβλεπόμενα σε ένα εύρος θερμοκρασιών από πολικό ψύχος του τύπου -30 ή -40 βαθμούς Κελσίου και μέχρι τον «βρασμό» στους 120 φεύγα βαθμούς Κελσίου που αναφέραμε και νωρίτερα κατά το άφρισμά του. Φυσικά ο ρόλος του λαδιού είναι και διττός, αφού εκτός από την ρευστομηχανική τριβή που αυτό παρέχει ως προς την λειτουργία απόσβεσης και την σκληρότητα του αμορτισέρ, παίζει και το ρόλο του λιπαντικού του όλου μηχανισμού και της συναρμογής του, όταν το έμβολο κινείται ως προς τους σωλήνες γύρω του. Όπως και με το λάδι του κινητήρα ή του σασμάν και στα αμορτισέρ μιλάμε για ένα λάδι που ανάλογα με την εφαρμογή και τις απαιτήσεις είτε έχει σαν βάση καθαρό ορυκτέλαιο είτε ένα μείγμα συνθετικών ελαίων. Σε κάθε περίπτωση κι εδώ όλο το παιχνίδι είναι πέραν της βάσης, στα πρόσθετα: αυτά είναι που τελικά ορίζουν το πώς και για πόσο θα κάνει τη δουλειά του το λάδι μέσα στο αμορτισέρ.

Σκέτο λάδι; Μην έρθεις βράδυ

Είπαμε στην αρχή της συζήτησης για τα αμιγώς υδραυλικά αμορτισέρ ότι από κάποιο ζόρι και πάνω το λάδι γίνεται …καλαμποκέλαιο φριτέζας: εδώ έρχεται και κουμπώνει το επόμενο τεχνολογικό βήμα στη συζήτηση για τα αμορτισέρ, τα «αμορτισέρ πίεσης αερίου» (gas charged), γνωστά κι ως «αμορτισέρ αερίου-λαδιού».

Στο σημείο αυτό πρώτα από όλα πρέπει να κάνουμε μία διευκρίνιση γιατί εδώ έχει επικρατήσει στον κόσμο ένας μύθος: ενώ όταν λέμε «αμορτισέρ λαδιού» αυτά όντως έχουν μόνο λάδι (συν την μικρή ποσότητα διαλυμένου αέρα που προαναφέραμε), όταν λέμε «αμορτισέρ αερίου (gas shock absorbers)» δεν σημαίνει ότι το αμορτισέρ έχει μόνο αέριο! Όλα τα αμορτισέρ έχουν και λάδι, ακόμα και τα σκέτα «αερίου». Αυτό που ισχύει στα «αερίου» ή «αερίου-λαδιού» είναι ότι εντός του κυλίνδρου τους υπάρχει και αέριο άζωτο υπό πίεση ώστε να ασκείται πίεση στο λάδι του αμορτισέρ κι έτσι να ανεβαίνει η πίεση πάνω από την οποία αυτό αφρίζει λόγω σπηλαίωσης, όπως την περιγράψαμε. Για την ιστορία, πραγματικά «αμορτισέρ αερίου» με αποκλειστικά αέρα είναι μόνο τα αμορτισεράκια που κρατάνε ανοικτό το καπό ή το πορτ-μπαγκάζ σας, άντε κι άλλες άσχετες ειδικές ή πολύ παλιές εφαρμογές καθαρά πνευματικών αμορτισέρ που δεν μας αφορούν εδώ (κάτι Citroen του 1950 και κάτι αεροπλάνα σε συνδυασμό με επιπλέον υδραυλικά αμορτισέρ τα χρησιμοποιούν για να μειώσουν την αναπήδηση). Εσείς όταν θα ακούτε για «αμορτισέρ αερίου» στα δικά μας χωράφια θα ξέρετε ότι πρόκειται για αμορτισέρ λαδιού κανονικά συν κάποια ποσότητα άζωτου υπό πίεση: το επιπλέον άζωτο μπορεί να βρίσκεται είτε στον κανονικό κύλινδρο του αμορτισέρ είτε σε επιπρόσθετο εξωτερικό ρεζερβουάρ δίπλα στο αμορτισέρ, όπως συχνά βλέπουμε είτε σε εφαρμογές off-road που οι διαδρομές ανάρτησης θέλουμε να είναι πολύ μεγάλες είτε σε πολύ high-end fast road είτε σε full racing εφαρμογές (όπου ο χώρος εγκατάστασης είναι μικρός και δεν επιτρέπει μεγάλα καλάμια σε μήκος οπότε και το εξωτερικό δοχείο αζώτου λύνει τα χέρια τόσο χωροταξικά όσο και θερμοδυναμικά από πλευράς θερμοκρασιών του κυρίως αμορτισέρ).

Το άζωτο σε κάθε περίπτωση τρομπάρεται/πληρώνεται υπό πίεση και δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το λάδι: παρόλο που τα δύο βρίσκονται εντός του ίδιου κυλίνδρου: ειδική μεμβράνη τα διαχωρίζει και δεν θέλουμε αυτή η μεμβράνη να σκάσει. Αυτό που συμβαίνει τώρα είναι ότι το υπό πίεση άζωτο μέσω της πίεσης που μεταφέρει στο λάδι κρατάει το έμβολο σε συνεχή προφόρτιση/μερική συμπίεση, κάτι που στις ανωμαλίες του δρόμου αλλάζει την κλασική γραμμική συμπεριφορά των αμορτισέρ σκέτου λαδιού, με αποτέλεσμα να μπορεί να ακολουθεί ο τροχός τον δρόμο χωρίς να «πλέει» το αμάξι για μισό χιλιόμετρο. Επίσης τα αμορτισέρ με αέριο υπό πίεση ψύχονται γενικώς καλύτερα και επίσης λόγω ακριβώς της ύπαρξης επιπλέον πίεσης στο λάδι από το αέριο (κι όχι μόνο της βαρύτητας από μόνη της), μπορούν να τοποθετούνται σε οποιαδήποτε διεύθυνση ως προς την κατακόρυφο: κάθετα, οριζόντια, υπό μεγάλη γωνία. Σε ένα κλασικό αμορτισέρ λαδιού αυτό δεν ισχύει, αφού κάθε μεταβολή στη γωνία πέραν της κατακορύφου επηρεάζει αρνητικά την απόδοσή τους διότι η βαρύτητα αρχίσει να κοντράρει μέρος της εξαναγκασμένης ροής εντός του κυλίνδρου. Περαιτέρω πλεονέκτημα των αμορτισέρ αερίου είναι το πολύ ισχυρό rebound/επαναφορά μετά το αρχικό bump/συμπίεσή τους, τη στιγμή που τα συμβατικά αμορτισέρ λαδιού στηρίζονται στο ελατήριο γι’ αυτή τη δουλειά.

Από την άλλη πλευρά του νομίσματος είναι πιο πολύπλοκα στην κατασκευή, πράγμα που τα κάνει πολύ πιο ακριβά, ενώ (κι εδώ θέλει προσοχή) δεν μπορούν όλα τα αυτοκίνητα με υδραυλικά αμορτισέρ να φορέσουν αμορτισέρ αερίου έτσι απλά σε φάση “plug-n-play”. Φυσικά επιπλέον είναι σκληρότερα από τα σκέτα υδραυλικά (δεν είναι όλοι σαν εσάς τρελιάρηδες, για κάποιους αυτό είναι «κακό!»), γεγονός που μπορεί να σημαίνει και ανάγκη για γρηγορότερη αντικατάσταση όχι μόνο του ίδιου του αμορτισέρ, αλλά και άλλων εξαρτημάτων όπως π.χ. τα σινεμπλόκ. Σήμερα, η συντριπτική πλειοψηφία των μαμά/ΟΕΜ αμορτισέρ είναι διπλού σωλήνα και αερίου-λαδιού.

Mono-tube λέμε ρε παιδάκι μου!!!

Μέχρι ώρας και οι δύο τύποι αμορτισέρ που είδαμε, φουλ λαδιού και αερίου-λαδιού, αφορούσαν τα αμορτισέρ διπλού σωλήνα (twin-tube) που περιγράψαμε πιο πάνω: όταν αγοράζει κάποιος αμορτισέρ διπλού σωλήνα δηλαδή, αυτό μπορεί να είναι και των δύο τύπων, είτε λαδιού είτε αερίου-λαδιού.

Τα αερίου-λαδιού ωστόσο τώρα «βγαίνουν» και σε μία άλλη τεράστια κατηγορία αμορτισέρ από δομικής και λειτουργικής πλευράς, τα «αμορτισέρ μονού σωλήνα» (mono-tube). Με άλλα λόγια, όλα τα mono-tube αμορτισέρ είναι αερίου-λαδιού, αλλά όλα τα αμορτισέρ αερίου-λαδιού δεν είναι mono-tube…

Τα mono-tube αερίου-λαδιού είναι τα αμορτισέρ που αφορούν περισσότερο εμάς τους γρήγορους καμικάζι των δρόμων, αφού σχεδόν αποκλειστικά, όταν μιλάμε για σοβαρές αναρτήσεις, coil-over κτλ., μιλάμε για mono-tube αμορτισέρ.

Σαν ιδέα τα μονού σωλήνα αμορτισέρ δεν είναι ούτε αυτά νέα, αφού υπάρχουν από το 1954 (πατέντα της Bilstein για τη Mercedes που μέχρι το 1971, που έληξε, σήμαινε ότι κανένας άλλος δεν μπορούσε να τα χρησιμοποιήσει! Πάλι πλακάκια τα κάναν οι Γερμανοί…) και το όνομά τους φανερώνει και τη διαφορά τους: εδώ έχουμε μόνο έναν και κύριο κύλινδρο-σωλήνα, η διαφορά με τα διπλού σωλήνα όμως είναι ότι έχουμε δύο έμβολα στο εσωτερικό. Το πρώτο έμβολο είναι το κύριο και αυτό που συνδέεται με την ράβδο-μπιέλα, όπως στα διπλού σωλήνα, ενώ το δεύτερο έμβολο είναι ουσιαστικά ένας σκέτος πλευστός δίσκος που διαχωρίζει τον θάλαμο του λαδιού με τον θάλαμο του αερίου/αζώτου. Τα δύο έμβολα κινούνται με σχετικό αλλά όχι αυστηρά απόλυτο συγχρονισμό, καθώς το αμορτισέρ «δουλεύεται» στις ανωμαλίες του δρόμου: όταν η ράβδος/μπιέλα του εμβόλου σπρώξει το λάδι αναγκάζοντάς το να περάσει στο κυρίως σώμα του κυλίνδρου, αυτό με τη σειρά του πιέζει ακόμη λίγο το έμβολο του αζώτου (γι’ αυτό αναφέραμε «σχεδόν συγχρονισμένα»). Η ανεπίστροφη βαλβίδα βάσης (ή «βαλβίδα συμπίεσης») που είδαμε στα διπλού σωλήνα αμορτισέρ εδώ δεν υπάρχει και το ρόλο της παίζει το δεύτερο πλευστό έμβολο που αναφέραμε. Χωριστές βαλβίδες, ξεχωριστές για την επίτευξη διαφορετικής σκληρότητα για το bump και το rebound, μπορεί να υπάρχουν ενσωματωμένες στα έμβολα.

Γενικώς λόγω αυτής τους της γεωμετρίας, τα mono-tube είναι μακρύτερα (από τα γενικώς πιο «κοντόχοντρα») διπλού σωλήνα κι αυτός είναι ο λόγος που είπαμε ότι δύσκολα μπαίνουν σε αυτοκίνητα που σχεδιάστηκαν για διπλού σωλήνα χωρίς δομικές αλλαγές στην ανάρτηση, όπως είναι το πέταμα εντελώς της μαμά διάταξης και η τοποθέτηση coil-over (τα γόνατα MacPherson, για παράδειγμα, δεν είναι φουλ συμβατά με mono-tube, αλλά αυτά θα τα δούμε αργότερα).

Το πλεονέκτημα των mono-tube είναι διπλό: και το έμβολο έχει μεγαλύτερη διαδρομή και όγκο εμβολισμού και άρα δηλαδή ο ρυθμός-συντελεστή της απόσβεσης μπορεί να είναι μεγαλύτερος από τα διπλού σωλήνα, αλλά και θερμικά μπορεί να απάγει περισσότερη ποσότητα θερμότητας στο περιβάλλον, που είναι και το ζητούμενο θερμοδυναμικά.

Η πίεση του αζώτου τώρα δεν είναι ίδια στα αμορτισέρ αερίου με διπλό και μονό σωλήνα: στα αμορτισέρ μονού σωλήνα το άζωτο βρίσκεται υπό πολύ υψηλή πίεση ακόμα και της τάξης των 25-30 bar, πίεση που θεωρητικά επιτρέπει στο αμορτισέρ να κρατήσει το ίδιο το βάρος του αυτοκινήτου στη γωνία εκείνη χωρίς βοήθεια από το ελατήριο. Στα διπλού σωλήνα αμορτισέρ από την άλλη μιλάμε για μία τάξη μεγέθους κάτω στην πίεση, αφού αυτή βρίσκεται τυπικά μεταξύ 2,5 και 5 bar.

Καλές Γιορτές αδέρφια!