Tlmič, ten má ťažký život

Tlmiče pruženia sú zásadnou súčasťou automobilov, ktorú ani nevnímame. Jednoducho očakávame, že zabezpečia komfort, bezpečnosť a možno aj pôžitok z dynamickejšej jazdy. Ako to tlmiče vlastne robia?

14. 9. 2021 ŠKODA SVET INOVÁCIE & TECHNOLÓGIE

Úlohou tlmičov je absorbovať a rovnomerne stlmiť šokové impulzy vznikajúce pri prejazde vozidla cez nerovnosti. „Musia teda zabezpečiť stály kontakt kolies s vozovkou. Ich nastavenie má vplyv jednak na komfort jazdy, ale aj na jazdnú dynamiku, bezpečnosť a stabilitu vozidla,“ vysvetľuje funkciu tlmičov Filip Černý z oddelenia Vývoja podvozku ŠKODA AUTO.

Traja bratia

V drvivej väčšine áut dnes nájdeme plynokvapalinové tlmiče. Ich princíp spočíva v tlmiči s olejovým médiom, v ktorom tlmiaci efekt zabezpečuje pohybujúci sa piest a sústava prepúšťacích ventilov. „V plynokvapalinových tlmičoch je okrem oleja napustený aj inertný plyn, najčastejšie dusík pod určitým tlakom. Ten disponuje lepšími vlastnosťami ako vzduch a zabraňuje peneniu oleja, čím zlepšuje funkciu tlmiča,“ vysvetľuje Černý.

Vo všetkých vozidlách značky ŠKODA sa používajú tri typy tlmičových systémov:

1. Základné konvenčné tlmiče sú väčšinou zastúpené ako dvojplášťové. Jednoplášťový tlmič využíva len nová ŠKODA FABIA na zadnej náprave, a to pri normálnom i športovom podvozku.

2. Nadštandardné „Dual Mode“ tlmiče s dvoma nastaviteľnými režimami si môže zákazník objednať ako príplatkovú výbavu pre modely ŠKODA SCALA a KAMIQ. Ide už o tlmičový systém, v rámci ktorého majú tlmiče na piestnici o jeden prietokový ventil navyše. Ním olej pri tlmení prúdi v závislosti od toho, či je v aute zvolený športový alebo normálny jazdný režim. Súčasťou tohto systému je aj malá riadiaca jednotka, ktorá dáva impulz elektromagnetu. Ten otvára alebo uzatvára prietok dodatočným druhým prietokovým ventilom, čím znižuje alebo naopak zvyšuje tlmiace sily a mení charakter jazdy z komfortného na športovejší a naopak.

3. Adaptívny systém tlmičov DCC je momentálne najpokročilejšou technológiou, ktorú si môžu zákazníci vo vozidlách ŠKODA doobjednať. Tento systém sa neskladá len z tlmičov, ale aj z troch akcelerometrov, troch senzorov zdvihov kolies a z komplexnej riadiacej jednotky, ktorá ďalej získava informácie a signály z ostatných jednotiek vozidla; napríklad z motorovej jednotky, ESC či z riadiacej skrine. Súčasťou každého z DCC tlmičov je sofistikovaný elektromagnetický ventil, ktorý sa na základe vývojárom nastavených parametrov v milisekundách otvára a zatvára, čím znižuje alebo zvyšuje prietok oleja v tlmiči – to všetko podľa aktuálnej jazdnej situácie a zvoleného režimu jazdy. Tieto parametre sú teda závislé od vstupných signálov ako rýchlosť vozidla, zrýchlenie karosérie, jej klopenie a naklonenie, celkové zaťaženie vozidla, poloha plynového pedálu, natočenie volantu a podobne.

Ladiť pomáhajú aj počítače

Vývoj tlmičov a ich nastavenie prebieha takmer vždy v spolupráci s renomovaným dodávateľom. Najväčšími úpravami prechádza ventilová zostava, ktorá určuje prietok oleja a teda aj priebeh tlmiacich síl v závislosti od rýchlosti piestnice. Každý nový model má totiž iné rozmery, iné rozloženie hmotnosti či inú tuhosť karosérie, čo sú vplyvy, ktoré dokáže vykompenzovať jedine tlmič. Úpravy ventilových sústav sa vykonávajú priamo vo vozidle na predprodukčných prototypoch, a to pokojne aj rok a pol pred oficiálnym rozbehnutím predaja.

Testovanie tlmičov pri slalome medzi kužele.

Finálne ladenie sa potom realizuje pri skúšobných jazdách. „Dodávateľ pristaví na skúšobný polygón špeciálne upravený kamión s návesom, ktorý je vybavený všetkým potrebným pre stavbu a meranie vyvíjaných tlmičov. Okrem techniky poskytuje aj dvojčlenný tím odborníkov, ktorý vývojárom z oddelenia vývoja podvozku ŠKODA na základe ich požiadaviek zostavuje rôzne kombinácie ventilových zostáv tlmičov,“ prezrádza odborník na podvozky, ako prebiehajú testovacie dni.

Jazda v kruhu preverí schopnosť tlmičov vyrovnávať vozidlo.

Nadnesene povedané je to taká chlapčenská hra. Testovací jazdci povedia, ako treba nastaviť tlmiče. Pomôžu im pritom čísla, počítačové dáta a krivky. No a potom už auto iba jazdí po okruhu. Raz v plnom zaťažení, raz pokojnou, raz dynamickou jazdou, po rozbitom povrchu či maximálnou diaľničnou rýchlosťou. Šoféri sa koncentrujú na správanie automobilu a na svoj subjektívny pocit z jeho riadenia. S každým novým nastavením ventilovej zostavy tlmičov čaká vývojárov ďalšia testovacia jazda.

Ako sa treba o tlmiče starať??

Ako hovorí Filip Černý, tlmič sám o sebe nevyžaduje údržbu. „Jeho životnosť sa samozrejme odvíja od štýlu jazdy a od kvality povrchov, po ktorých sa automobil pohybuje. Keď je už nutná výmena tlmičov, je dôležité objednať konkrétny originálny diel rovnakej špecifikácie, akú mal od výroby. Len tak možno zabezpečiť správnu funkciu a rovnaké jazdné vlastnosti ako v prípade nového sériového vozidla. Ak tlmič nefunguje správne, predlžuje sa brzdná dráha, zhoršuje sa stabilita vozidla a znižuje sa aj bezpečnosť. Auto totiž na nerovnostiach odskakuje, nemá dostatočný kontakt s vozovkou a kvôli tomu aj horšie zatáča.“

Priamo počas jazdy sa môže konfigurovať len nastavenie tlmičov DCC, ktoré v sebe majú integrovaný nastaviteľný elektromagnetický ventil. Takže im nestačí na začiatku odladiť hydrauliku tlmičov ako takú, ale je nutné parametrizovať riadiacu jednotku systému tak, aby tlmiče fungovali špecificky pre každý jazdný režim zvlášť (napríklad režimy Normal, Sport, Komfort).

Tlmiče prechádzajú aj losím testom, teda situáciou, keď musí vozidlo náhle a prudko brzdiť pred nečakanou prekážkou.

Parametrizáciu pre jednotlivé režimy si vývojár pomocou špeciálneho softvéru sám upravuje v počítači, a to priamo za jazdy. V reálnom čase je možné meniť konfiguráciu pre danú nápravu, aktuálnu rýchlosť vozidla, klopenie karosérie, energiu jednotlivých kolies a podobne. Výsledný súbor dát sa následne nahráva do sériových jednotiek produkčných vozidiel.

„Také testovacie kolo trvá približne jednu hodinu. Nastavenie tlmičov je potrebné vyskúšať pri všetkých možných rýchlostiach, pri rôznych záťažových manévroch a na rôznom povrchu, a to od hladkého asfaltu, cez kocky až po ozaj veľmi zlé povrchy s rôznymi nerovnosťami,“ dopĺňa Černý.

Testuje sa pretáčavosť, nedotáčavosť, stabilita, komfort i ďalšie faktory a kritériá, ktoré ovplyvňujú jazdnú dynamiku automobilu a jazdný prejav vozidla. Ten musí zodpovedať jednak filozofii značky, ale aj charakteru daného konkrétneho modelu či variantu, napríklad RS.

Dostanú zabrať

Tlmiče ako mimoriadne namáhaná časť vozidla musia spĺňať tie najvyššie štandardy, aby mohol výrobca zabezpečiť konštantné jazdné vlastnosti vozidla počas čo najdlhšej doby jeho životnosti. Preto prechádzajú skúškami pevnosti jednak v špeciálnych záťažových podmienkach, ale jednak aj priamo v testovacích vozidlách, ktoré musia pri plnom zaťažení zvládnuť interne stanovenú životnosť vozidla, prípadne počas deštrukčných skúšok. Treba si uvedomiť, že v prípade pevnostného poškodenia tlmiča by sme mohli hovoriť až o odpadnutí kolesa vozidla.

Špeciálnym testovaním prechádza aj každá ventilová zostava s konkrétnym nastavením pre daný typ vozidla. Tá musí byť pred pustením do sériovej výroby takzvane odkmitaná na testovacom stanovisku, a to v mimoriadne náročnom cykle. Nesmie pritom prísť k jej poškodeniu a ani k zmene tlmiacich síl.

Nastaviť podvozok pri jednom modeli pre všetky jeho motorizácie, karosárske varianty, typy pohonov a rôzne druhy podvozkov si žiada 20 až 30 týždňov ostrého jazdenia s prototypmi na skúšobných polygónoch. Napríklad model ŠKODA OCTAVIA má v súčasnej dobe 12 rôznych nastavení predných a 35 rôznych nastavení zadných tlmičov. Zákazník má totiž okrem základného podvozku na výber aj niekoľko ďalších príplatkových variantov, či už ide o športový znížený podvozok, zvýšený robustný podvozok alebo už spomínané adaptívne alebo inak nastaviteľné podvozkové systémy.;

Budúcnosť patrí autonómii

„Vývoj tlmičov sa uberá smerom k pokročilejším adaptívnym systémom, ktoré majú širšie možnosti nastavenia alebo vylepšené funkcionality napríklad z hľadiska prediktívneho správania pomocou kamerových systémov, pričom toto všetko smeruje k autonómnemu riadeniu vozidiel,“ avizuje Filip Černý budúcnosť, ktorá nie je úplne vzdialená. „Samozrejme ani my nemôžeme zaostávať za aktuálnymi trendmi, takže v našich nových modeloch sa budú postupne objavovať aj ďalšie inovácie týkajúce sa tohto smeru,“ sľubuje.

Media Box

6 obrázky

7. 9. 2021