Tlumič, ten těžký život má

Tlumiče pérování jsou zásadní součástí automobilů, kterou ani nevnímáme. Prostě očekáváme, že zajistí komfort, bezpečí i třeba požitky z dynamičtější jízdy. Jak to tlumiče dělají?

14. 9. 2021 Škoda svět INOVACE & TECHNOLOGIE

Tlumiče slouží k rovnoměrnému tlumení odpružených i neodpružených hmot vozidla způsobených jízdou po nerovnostech. „Musí tedy zajistit stálý kontakt kol s vozovkou. Jejich nastavení má vliv nejen na komfort jízdy, ale i na jízdní dynamiku, bezpečnost a stabilitu vozu,“ vysvětluje funkci tlumičů Filip Černý z oddělení Vývoje podvozku ŠKODA AUTO.

Tři bratři

Dnes v drtivé většině aut najdeme plynokapalinové tlumiče. Jejich princip spočívá v tlumiči s olejovým médiem, ve kterém tlumicí efekt zajišťuje pohybující se píst a soustava přepouštěcích ventilů. „V plynokapalinových tlumičích je kromě oleje také napuštěn inertní plyn, nejčastěji dusík pod určitým tlakem, který disponuje lepšími vlastnostmi než vzduch a který také zabraňuje pěnění oleje a tím lepší funkci tlumiče,“ vysvětluje Černý.

Ve všech vozech značky ŠKODA se používají tři typy tlumičových systémů:

1. Základní konvenční tlumiče jsou většinou zastoupeny jako dvouplášťové, jednoplášťový tlumič využívá pouze nová ŠKODA FABIA na zadní nápravě a to pro normální a sportovní podvozek.

2. Nadstandardní „Dual Mode“ tlumiče s dvěma nastavitelnými režimy si může zákazník objednat jako příplatkovou výbavu pro modely ŠKODA SCALA a KAMIQ – jedná se již o tlumičový systém, kde mají tlumiče na pístnici o jeden průtokový ventil navíc, kterým olej při tlumení proudí v závislosti na tom, jestli je v autě zvolen sportovní, nebo normální jízdní režim. Součástí tohoto systému je i malá řídicí jednotka, ta dává impuls elektromagnetu, který otevírá nebo uzavírá průtok dodatečným druhým průtokovým ventilem, tím tedy snižuje nebo naopak zvyšuje útlumové síly a mění charakter jízdy z komfortního na sportovnější a naopak.

3. Adaptivní tlumičový systém DCC je momentálně nejpokročilejší tlumičová technologie, kterou si zákazníci mohou ve vozech ŠKODA přiobjednat. Tento systém se neskládá pouze z tlumičů, ale také z tří akcelerometrů, tří senzorů zdvihů kola a komplexní řídicí jednotky, která dále získává informace a signály z ostatních jednotek vozu, jako je např. jednotka motoru, ESC a převodky řízení. Součástí každého z DCC tlumičů je sofistikovaný elektromagnetický ventil, který se na základě vývojářem nastavených parametrů v milisekundách otevírá a zavírá, čímž snižuje nebo zvyšuje průtok oleje v tlumiči v závislosti na aktuální jízdní situaci a zvoleném režimu jízdy. Tyto parametry jsou tedy závislé na vstupních signálech, jako je rychlost vozu, zrychlení karoserie, její klopení a klonění, celkové zatížení vozu, poloha plynového pedálu, natočení volantu apod.

Ladit pomáhají i počítače

Vývoj tlumičů a jejich nastavení probíhá téměř vždy ve spolupráci s renomovaným dodavatelem. Největšími modifikacemi prochází ventilová sestava, která určuje průtok oleje a tedy průběh útlumových sil v závislosti na rychlosti pístnice. Každý nový model totiž má jiné rozměry, jiné rozložení hmotnosti, jinou tuhost karoserie, což jsou vlivy, které dovede vykompenzovat právě jedině tlumič. Modifikace ventilových sestav se provádějí přímo ve voze na předprodukčních prototypech, klidně i rok a půl před oficiálním zahájením prodeje.

Testování tlumičů při slalomu mezi kužely.

Finální ladění pak probíhá při zkušebních jízdách. „Dodavatel přistavuje na zkušební polygon speciálně upravený kamion s návěsem, který je vybaven pro stavbu a měření vývojových tlumičů. Společně s technikou poskytuje i dvoučlenný tým odborníků, který vývojářům z vývoje podvozku ŠKODA na základě jejich požadavků sestavuje různé kombinace ventilových sestav tlumičů,“ popisuje odborník na podvozky, jak testovací dny probíhají.

Jízda v kruhu prověří schopnost tlumičů vyrovnávat vozidlo.

S nadsázkou řečeno je to taková klukovská hra. Testovací jezdci řeknou, jak se tlumič má postavit – při tom vypomohou čísla, počítačová data a křivky. A pak už auto jen jezdí po okruhu. V plném zatížení, klidnou či dynamickou jízdou, po rozbitém povrchu či maximální dálniční rychlostí. Jezdci se soustředí na chování automobilu a svůj subjektivní pocit z řízení. S každým novým nastavením ventilové sestavy tlumiče čeká vývojáře další testovací jízda.

Je třeba se o tlumiče starat?

Jak říká Filip Černý, tlumič je sám o sobě bezúdržbový. „Jeho životnost se samozřejmě odvíjí od stylu jízdy a kvality povrchů, po nichž se automobil pohybuje. Pokud je již nutná výměna tlumičů, je důležité objednat konkrétní originální díl se stejnou specifikací, jakou má z výroby, jedině tak lze zajistit správnou funkci a stejné jízdní vlastnosti jako u nového sériového vozu. Pokud tlumič funguje špatně, prodlužuje se brzdná dráha, zhoršuje se stabilita a snižuje se i bezpečnost, protože kolo na nerovnostech odskakuje, nemá dostatečný kontakt s vozovkou a kvůli tomu také špatně zatáčí.“

Přímo za jízdy se může konfigurovat pouze nastavení tlumičů DCC, které v sobě mají integrovaný nastavitelný elektromagnetický ventil. Takže jim nestačí na začátku odladit hydrauliku tlumičů jako takovou, ale je nutné parametrizovat řídicí jednotku systému tak, aby tlumiče fungovaly specificky pro každý jízdní režim zvlášť (například režimy Normal, Sport, Komfort).

Tlumiče procházejí také losím testem, tedy situací, kdy vůz musí náhle a prudce brzdit před nečekanou překážkou.

Parametrizaci pro jednotlivé režimy si pak vývojář pomocí speciálního softwaru sám upravuje v počítači – přímo za jízdy. V reálném čase je možné měnit konfiguraci pro danou nápravu, aktuální rychlost vozu, klopení karoserie, energii jednotlivých kol a podobně. Výsledná datová sada se následně nahrává do sériových jednotek produkčních vozů.

„Takové testovací kolo trvá zhruba kolem jedné hodiny. Nastavení tlumiče se musí vyzkoušet ve všech možných rychlostech, různých zátěžových manévrech a na různém povrchu, od hladkého asfaltu, kostek až po skutečně hodně špatné vozovky s různými nerovnostmi,“ doplňuje Černý.

Testuje se přetáčivost, nedotáčivost, stabilita, komfort i další faktory a kritéria, které ovlivňují jízdní dynamiku automobilu a vůbec jízdní projev vozu. Ten musí odpovídat jak filosofii značky, tak charakteru daného konkrétního modelu či varianty, například RS.

Dostanou zabrat

Tlumič jakožto vysoce namáhaná část vozu musí splňovat ty nejvyšší standardy, aby výrobce mohl zaručit konstantní jízdní vlastnosti vozu po co nejdelší dobu jeho životnosti. Proto procházejí zkouškami pevnosti jak na speciálních zátěžových stavech, tak i přímo ve zkouškových vozidlech, která musí ujet v plném zatížení až do konce interně definovanou životnost vozu nebo v rámci skutečně destrukčních zkoušek. Je třeba si uvědomit, že v případě nějakého pevnostního poškození tlumiče můžeme mluvit až o upadnutí kola vozu.

Zvláštním testováním prochází také každá ventilová sestava s konkrétním nastavením pro daný typ vozu, která musí být před uvolněním do sériové výroby takzvaně odkmitána na zkušebním stavu v obzvlášť náročném cyklu – nesmí dojít k jejímu poškození, a tudíž změně útlumových sil.

Nastavit podvozek u jednoho modelu pro všechny motorizace, karosářské varianty, typy pohonů a různé druhy podvozků trvá něco mezi 20 až 30 týdny ostrého ježdění s prototypy na zkušebních polygonech. Např. model ŠKODA OCTAVIA má v současné době 12 různých nastavení předních a 35 různých nastavení zadních tlumičů. Zákazník má kromě základního podvozku totiž na výběr také z několika dalších příplatkových variant, ať už se jedná o sportovní snížený podvozek, zvýšený robustní podvozek nebo již zmiňované adaptivní či jinak nastavitelné podvozkové systémy.

Budoucnost patří autonomii

„Vývoj tlumičů se ubírá k pokročilejším adaptivním systémům, které mají širší možnosti nastavení nebo vylepšené funkcionality například z hlediska prediktivního chování pomocí kamerových systémů, směřujícím k autonomnímu řízení vozidel,“ odhaduje Filip Černý budoucnost, která není úplně vzdálená. „Samozřejmě ani my nemůžeme zaostávat za posledními trendy, takže se i v našich nových modelech další inovace v tomto směru budou objevovat,“ slibuje.