24.9.2021
Iskunvaimentimien kova elämä | Ajankohtaista & Uutta

Iskunvaimentimet ovat auton tärkeimpiä osia, mutta niiden olemassaoloa emme juurikaan tiedosta. Me vain odotamme, että auto on mukava ja turvallinen ajaa. Miten iskunvaimentimet siihen liittyvät?

TEKSTI JA KUVAT ŠKODA Auto

Iskunvaimentimien tehtävä on vaimentaa auton heilahtelua ja iskuja, joita tienpinnan epätasaisuuksiin osuminen aiheuttaa. "Niiden on varmistettava, että auton pyörät pysyvät mahdollisimman hyvin jatkuvassa kosketuksessa tienpintaan. Ne eivät vaikuta ainoastaan auton mukavuuteen, vaan myös auton ajo-ominaisuuksiin, turvallisuuteen ja vakauteen," kiteyttää Filip Černý Škodan alustatekniikan suunnitteluosastolta.

Kolmen veljessarja

Nykyisin autoissa käytetään yleisimmin kaasuiskunvaimentimia. Niissä vaimennus saadaan aikaan öljyväliaineessa liikkuvalla männällä ja paineenrajoitusventtiileillä. "Öljyn lisäksi kaasu- ja nesteiskunvaimentimissa on tietyssä paineessa inerttikaasua, yleensä typpeä, joka on ominaisuuksiltaan parempaa kuin ilma ja estää iskunvaimentimen toimintaa haittaavaa öljyn vaahtoutumista", Černý kertoo.

Škodan automalleista löytyy jokaista kolmea iskunvaimennintyyppiä:

  1. Perinteiset iskunvaimentimet ovat yleensä kaksiputki-iskunvaimentimia; vain uudessa ŠKODA Fabiassa käytetään taka-akselissa yksiputkisia iskunvaimentimia sekä normaalin alustan että sport-alustan yhteydessä.

2. Premium-tasoiset kaksivaiheiset iskunvaimentimet ovat myös saatavilla ŠKODA Scalaan ja Kamiqiin: näissä iskunvaimentimissa on männänvarressa lisänä toinen virtausventtiili, jonka läpi öljy vaimentimen vaimentaessa virtaa riippuen siitä, onko valittuna iskunvaimennuksen sport- tai normaaliasetus. Näihin iskunvaimentimiin liittyy pieni ohjainlaite, joka lähettää magneettiventtiilille pulssin toisen virtausventtiilin avaamiseksi tai sulkemiseksi. Siten iskunvaimentimen vaimennusteho pienenee tai suurenee, mikä vastaavasti muuttaa alustan toiminnan mukavammaksi tai sporttisemmaksi.

3. Mukautuvassa alustan säätöjärjestelmässä DCC on tällä hetkellä ŠKODA-automallien edistyksellisin iskunvaimennustekniikka. Tämä järjestelmä ei koostu ainoastaan iskunvaimentimista, vaan myös kolmesta kiihtyvyystunnistimesta, kolmesta pyörien pystyliiketunnistimesta ja ohjainlaitteesta. Ohjainlaite saa tietoja ja signaaleja auton muilta ohjainlaitteilta kuten moottorin, ESC-ajonvakautuksen ja ohjauksen ohjainlaitteilta. Jokaisessa DCC-iskunvaimentimessa on sähkömagneettiventtiili, joka asetettujen parametrien mukaisesti avautuu ja sulkeutuu millisekunneissa pienentäen tai suurentaen öljyn virtausta iskunvaimentimessa siten sovittaen iskunvaimentimen tehon senhetkiseen ajotilanteeseen ja valittuun ajoasetukseen. Tätä säätymistä ohjaavat parametrit riippuvat ohjainlaitteen saamista tulosignaaleista kuten ajonopeus, korin kiihtyvyys, korin kallistuminen ja nyökkääminen, kaasuläpän asento, ohjauspyörän kääntäminen jne.

Tietokoneet helpottavat sovitusta

Iskunvaimentimien suunnittelu ja sovitus tehdään lähes poikkeuksetta yhteistyössä iskunvaimentimien valmistajan kanssa. Merkittävimpiä muutoksia tehdään venttiilijärjestelmään, joka säätelee öljyvirtausta iskunvaimentimessa ja siten muuttaa vaimennustehoa männänvarren nopeudesta riippuen. Jokainen uusi automalli on erilainen mitoiltaan, painoltaan, painojakaumaltaan ja korin jäykkyydeltään. Iskunvaimennus on sovitettava vastaamaan näitä tekijöitä. Venttiilijärjestelmän muutokset voidaan tehdä suoraan esisarjan prototyyppiautoihin jopa noin vuosi tai puolitoista ennen uuden automallin esittelyä.

Iskunvaimentimien testausta pujotteluradalla.

Hienosäätö tehdään ajotesteissä. "Iskunvaimentimien valmistaja tuo testiradalle kuorma-autolla ja perävaunulla välineet ja laitteet, jolla tuotekehitysvaiheen iskunvaimentimia voidaan muuttaa ja mitata. Varustuksen lisäksi paikalle tulee kahden hengen asiantuntijatiimi, joka annettujen vaatimusten mukaisesti on tehnyt iskunvaimentimien erilaisia venttiiliyhdistelmiä Škodan alustatekniikan tuotekehityksen insinööreille", kertoo testipäivien kulusta yksi alustasuunnittelun ammattilaisista.

Ympyräradalla testataan iskunvaimentimien kyky vakauttaa auton tasapaino.

Suoraan sanottuna kaikki vaikuttaa isojen poikien leikiltä. Testikuljettajat sanovat millaisia iskunvaimentimien pitää olla – tukena heillä ovat numerotiedot, tietokonedata ja käyrät. Ja sitten autolla vain ajetaan rataa: täyteen kuormattuna, tasaisella nopeudella, kiihdytellen ja jarrutellen, tasaisella pinnalla, moottoritienopeuksilla. Testikuljettajat keskittyvät auton ajo-ominaisuuksiin ja kertovat mielipiteensä. Uuteen testiajoon lähdetään aina venttiilien asetusten muuttamisen jälkeen.

Onko iskunvaimentimista pidettävä huolta?

Filip Černýn mukaan iskunvaimentimet ovat huoltovapaita. "Niiden kestoikä riippuu tietenkin kuljettajan ajotyylistä ja teiden kunnosta. Jos iskunvaimennin joudutaan vaihtamaan, on tärkeää tilata oikea varaosa tarkasti tehtaan spesifikaatioiden mukaisesti. Vain siten voidaan varmistaa iskunvaimennuksen moitteeton toiminta ja auton ajo-ominaisuuksien säilyminen muuttumattomina. Jos iskunvaimentimet eivät toimi kunnolla, auton jarrutusmatkat pitenevät, ajovakaus kärsii ja turvallisuus heikkenee, koska pyörät pääsevät pomppimaan eikä niillä silloin ole riittävää kosketusta tiehen, ja auto kääntyykin huonommin".

Vain DCC-iskunvaimentimien toimintaan eli asetuksiin voidaan vaikuttaa autolla ajamisen aikana, koska näissä iskunvaimentimissa on säädeltävät magneettiventtiilit. Siten ei riitä, että näiden iskunvaimentimien hydraulinen toiminta kalibroidaan aina ennen uuden testiajon aloittamista – sen lisäksi ohjainlaitteen toiminta on ohjelmoitava siten, että iskunvaimentimet toimivat suunnitellusti eri ajoasetusvaihtoehtoja (esimerkiksi Normal, Sport ja Comfort) käytettäessä.

Iskunvaimentimet testataan myös ns. hirvitestissä, jossa yllättävä vaara vaatii hätäjarrutusta ja väistöä.

Tuotekehittäjä säätää eri ajoasetusvaihtojen mukaiset parametrit tietokoneen ohjelmistolla ajon aikana. Iskunvaimennusta on mahdollista muuttaa reaaliaikaisesti pyöräkohtaisesti, eri ajonopeuksille, korin erilaisille kallisteluille jne. Testiajojen perusteella saatava datatietue ladataan sitten sarjatuotantoautojen ohjainlaitteisiin.

"Tämäntyyppinen testiajo kestää noin tunnin. Iskunvaimennuksen sovitus testataan kaikilla mahdollisilla ajonopeuksilla, erilaisissa kuormitus- ja ajotilanteissa, erilaisilla pinnoilla asvaltista mukulakiveen sekä todella huonokuntoisilla pomputtavilla pinnoilla", Černý lisää.

Yliohjautuminen, aliohjautuminen, ajovakaus, mukavuus ja monet muut auton ajo-ominaisuuksiin ja suorituskykyyn vaikuttavat tekijät ja kriteerit testataan. Sovituksen on oltava automerkin perusarvoihin ja kyseisen automallin tai malliversion (esimerkiksi RS) luonteeseen sopiva.

Filip Černý

Tarkasti suunniteltu ja sovitettu

Koska auton iskunvaimentimiin kohdistuu suuri rasitus, niiden on täytettävä tiukat vaatimukset, jotta autonvalmistaja pystyy varmistamaan ajo-ominaisuuksien säilymisen hyvinä mahdollisimman pitkään. Siksi iskunvaimentimet testataan huolellisesti sekä kuormitustesteissä että testiautoissa, joilla ajetaan täyteen kuormattuina koko testiautoille määritetty käyttöaika tai testit rikkoutumiseen saakka. On syytä muistaa, että iskunvaimentimen rakenteellinen vaurio voi johtaa jopa pyörän irtoamiseen.

Iskunvaimentimien jokainen venttiilisovitus kyseisessä automallissa tutkitaan erikoistesteissä. Ennen sarjatuotantoon hyväksymistä iskunvaimentimet testataan erityisen vaativissa testijaksoissa, jotka iskunvaimentimien on vaurioitumatta kestettävä vaimennustehon säilyessä muuttumattomana.

Perusteellista testausta

Yhden automallin kaikkien versioiden eli moottorivaihtoehtojen, korimallien, voimalinjojen ja alustavaihtoehtojen mukaisten prototyyppien iskunvaimennuksen sovituksen rankat ratatestiajot kestävät 20‒30 viikkoa. Esimerkiksi ŠKODA Octaviaan on tällä hetkellä olemassa 12 erilaista etupyörien iskunvaimentimien sovitusta ja 35 erilaista takapyörien iskunvaimentimien sovitusta. Vakioalustan lisäksi saatavilla on useita alustavaihtoehtoja: madallettu sport-alusta, suuremman maavaran huonon tien alusta sekä jo mainittu mukautuva alustan säätöjärjestelmä tai muutoin säädeltävä alusta.

Tulevaisuus on autonomiassa

"Iskunvaimentimien kehitys kulkee kohti edistyksellisiä, mukautuvia järjestelmiä, joissa on runsaammat sovitus- ja säätömahdollisuudet sekä kehittyneemmät toiminnot; esimerkiksi kameraan perustuva tilanteiden ennakointi ja itseajavan auton ajotilannehallinta", Filip Černý toteaa ennustaen tulevaisuuden olevan jo lähellä. "Emme tietenkään voi jäädä seuraamaan autojen tällaista kehitystä sivusta, joten uudet automallimme tulevat myös sisältämään tämänsuuntaisia innovaatioita", hän lupaa lopuksi.