Η αναρτηση είναι παραδοσιακά ένας πονοκέφαλος για τους κατασκευαστές, που προσπαθούν να παντρέψουν άνεση και δυναμικό έλεγχο του οχήματος. Δες πως λειτουργεί και από τι αποτελείται.
Μια σκληρή ανάρτηση προσφέρει κατά κανόνα, καλύτερο έλεγχο του οχήματος όμως είναι ανυπόφορη σε καθημερινή χρήση, ειδικά σε ελληνικού τύπου οδοστρώματα.
Μια μαλακή ανάρτηση είναι εξαιρετικά άνετη σε καθημερινή χρήση, όταν όμως οι ρυθμοί ανέβουν ή οι στροφές έρθουν, ο έλεγχος του οχήματος είναι προβληματικός δημιουργώντας αίσθημα ανασφάλειας σε οδηγό και επιβάτες.
Ας προσπαθήσουμε να ψηλαφίσουμε, τι καθορίζει τις κύριες ιδιότητες των αναρτήσεων.
Αρχιτεκτονικές για αναρτηση
Γιατί είναι σημαντική η βασική αρχιτεκτονική των αναρτήσεων; Ας επιχειρήσουμε μια μεταφορά. Φανταστείτε ότι οι δύο τροχοί ενός άξονα είναι ένα παντρεμένο ζευγάρι. Σε μια διαπροσωπική σχέση το ζευγάρι έχει επικοινωνία, όμως στην περίπτωση των τροχών επιθυμούμε το ακριβώς αντίθετο. Όσο λιγότερο επικοινωνεί το ζευγάρι, τόσο το καλύτερο. Γιατί όμως αυτό είναι καλύτερο; Η βασική απάντηση έχει να κάνει με το γεγονός ότι αν για παράδειγμα ένας τροχός πέσει σε μια λακκούβα, θέλουμε ο συζυγής τροχός του άξονα να μείνει κατά το δυνατόν ανεπηρέαστος.
Οι δύο μεγάλες κατηγορίες λοιπόν των αρχιτεκτονικών των αναρτήσεων είναι οι ανεξάρτητες και οι μη ανεξάρτητες διατάξεις. Ανεξάρτητη ανάρτηση τελικά σημαίνει πως αυτά που αντιμετωπίζει ο ένας τροχός, ο άλλος δεν τα γνωρίζει ο άλλος, ενώ μη ανεξάρτητη σημαίνει ότι τα «προβλήματα» του ενός τροχού αφορούν και τον άλλο. Στις μέρες μας, η πιο κλασική μη (ήμι)ανεξάρτητη ανάρτηση είναι ο ημιάκαμπτος άξονας και η πιο κλασική ανεξάρτητη είναι ο άξονας πολλαπλών συνδέσμων. Στην κορυφή των αναρτήσεων τοποθετούνται τα διπλά ψαλίδια, ενώ στην βάση ο άκαμπτος άξονας.
Αμορτισερ
Βασικός συντελεστής σε μια αναρτηση είναι το αμορτισερ ή αποσβεστήρας. Η βασική του επιδίωξη είναι ο τροχός του οχήματος να είναι σε συνεχή επαφή με το οδόστρωμα αλλά και να αντιμετωπίζει τις ταλαντώσεις που δέχεται από τα ελατήρια. Αυτό μπορεί να είναι προφανές σε ένα πολύ καλής ποιότητας οδόστρωμα, όμως όχι και τόσο όταν ο δρόμος δεν είναι καλός. Σαν αρχή λειτουργίας, ο ρόλος του αμορτισέρ είναι να μετατρέπει την κινητική ενέργεια που δέχεται σε ιξωδική τριβή μέσω του ελαίου που υπάρχει μέσα σε αυτό.
Οι δύο μεγάλες κατηγορίες των αμορτισερ είναι τα ρυθμιζόμενα και τα μη ρυθμιζόμενα. Στα ρυθμιζόμενα αμορτισέρ, σε αυτοκίνητα παραγωγής αυτή η ρύθμιση είναι ηλεκτρονικά ελεγχόμενη. Έτσι, η ροή του λαδιού ελέγχεται προς αυτά ανάλογα με την επιλογή του αντίστοιχου προγράμματος από τον οδηγό (π.χ. μέσω ενός μετακινούμενου οπλισμού ο οποίος ρυθμίζει την παροχή του λαδιού στο αμορτισέρ). Η ύπαρξη τέτοιου τύπου αμορτισέρ προϋποθέτει επιπλέον εγκέφαλο ελέγχου ανάρτησης στο όχημα καθώς και πλήθος αισθητήρων που στέλνουν τα σήματά τους στον εγκέφαλο. Τα μη ρυθμιζόμενα αμορτισέρ έχουν μια προεπιλεγμένη ρύθμιση από τον κατασκευαστή και με αυτήν θα πρέπει να πορευθεί ο οδηγός.
Τι είναι το bound και rebound του αμορτισερ
Το bound αναφέρεται στην συμπίεση του αμορτισερ. Φανταστείτε ένα αυτοκίνητο την στιγμή που ο τροχός περνά πάνω από μια ανωμαλία του οδοστρώματος. Αυτή η ανωμαλία δημιουργεί μια κατακόρυφη δύναμη η οποία συμπιέζει το αμορτισέρ. Το ποσό της δύναμης αυτής ανάλογα με την ρύθμιση του αμορτισέρ θα πάει σε ένα ποσοστό στο σασί του αυτοκινήτου και ένα ποσοστό στο ίδιο το αμορτισέρ. Αν η ρύθμιση αφορά, ώστε την δύναμη να την δέχεται κυρίως το σασί, τότε η ανάρτηση είναι σκληρή με ότι αυτό συνεπάγεται, αν η ρύθμιση αφορά, η δύναμη αυτή να αναλαμβάνεται κυρίως από το αμορτισέρ, τότε η απόσβεση είναι καλύτερη.
Το rebound από την άλλη αναφέρεται στην εκτόνωση του αμορτισέρ στην αρχική θέση υπό την επίδραση της δύναμης που δέχεται από το ελατήριο. Εδώ η πρόκληση είναι ο ρυθμός επιστροφής του αμορτισέρ στην αρχική θέση. Αν επιστρέψει πολύ γρήγορα τότε ο τροχός θα αρχίσει τις αναπηδήσεις. Αν επιστρέψει αργά, τότε ο τροχός θα είναι ακόμα στον αέρα ενώ θα έχει παρέλθει το εμπόδιο κάτι το οποίο είναι επίσης ανεπιθύμητο. Η αναλογία δυνάμεων μεταξύ bound-rebound είναι 1:3.
Ο ρόλος των ελατηρίων
Το ελατήριο είναι συνεργάτης του αμορτισέρ στην απορρόφηση των κραδασμών του οδοστρώματος, είναι υπεύθυνο για την διατήρηση του ύψους του αμαξώματος αλλά και ο συνδετικός κρίκος μεταξύ αναρτημένων και μη αναρτημένων μαζών. Αναρτημένες μάζες είναι αυτές που είναι πάνω από το ελατήριο (πρακτικά η μεγάλη πλειοψηφία του οχήματος) και μη αναρτημένες, αυτές που είναι από κάτω (π.χ. αμορτισέρ, φρένα σύνδεσμοι ανάρτησης, ρουλεμάν τροχού, ελαστικά, ζάντες κ.τ.λ.). Ο πιο κλασικός τύπος ελατηρίων είναι τα ατσάλινα ελικοειδή. Εν γένει τα ελατήρια χαρακτηρίζονται από μια σταθερά ελατηρίου η οποία όσο μεγαλύτερη είναι αυτή, τόσο πιο σκληρό είναι το ελατήριο.
Πέρα των συμβατικών ελικοειδών ελατηρίων, ωστόσο υφίστανται και τα πνευματικά που αποτελούν την λεγόμενη αερανάρτηση. Εδώ το ρόλο του ελατηρίου παίζουν μπουκάλες οι οποίες δέχονται αέρα υπό πίεση μέσω ενός συμπιεστή που υπάρχει στο αυτοκίνητο. Ανάλογα με την πίεση που υπάρχει μέσα στην μπουκάλα, ρυθμίζεται η απόσβεση του οχήματος αλλά και το ύψος του. Αυτού του τύπου τα ελατήρια προσφέρουν ανώτερα οδικά χαρακτηριστικά, αλλά αυξάνουν σημαντικά και το κόστος λόγω των απαιτούμενων περιφερειακών συστημάτων.
Οι αφανείς ήρωες
Τα σινεμπλόκ ή silent blocks είναι ελαστικά παρεμβύσματα στους συνδέσμους της ανάρτησης. Η ενδοτικότητά τους ή μη επηρεάζει σημαντικά το επίπεδο άνεσης και το κράτημα του οχήματος. Οι αντιστρεπτικές ράβδοι αναλόγως ενδοτικότητας επηρεάζουν και αυτές τον βαθμό ανεξαρτησίας της ανάρτησης. Η χημεία των ελαστικών, η σκληρότητά τους και το πάχος του προφίλ παίζει επίσης σημαντικό ρόλο, ενώ ακόμα και τα ίδια τα καθίσματα οδηγού και επιβατών αποτελούν την τελική ανάρτηση, με τα πιο εξελιγμένα, τα λεγόμενα αιώρησης (καθίσματα οδηγού) να προσφέρουν σημαντική άνεση.
Τέλος οι μη αναρτημένες μάζες είναι πολύ σημαντικές. Όσο χαμηλότερο βάρος διαθέτουν αυτές τόσο πιο καλό κράτημα έχουμε, η ανάρτηση γίνεται πιο άνετη, αλλά βελτιώνεται και η απόδοση του οχήματος σε επιτάχυνση και επιβράδυνση. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που χρησιμοποιούνται συχνά αλουμινένιοι σύνδεσμοι στις αναρτήσεις, πολύ ελαφριοί τροχοί κραμάτων αλουμινίου ή μαγνησίου (σε ορισμένες ακραίες περιπτώσεις και ανθρακονήματα) και συστήματα πέδησης με κεραμικά υλικά σε συνδυασμό με ίνες άνθρακα.