Indledning

På spørgsmålet om, hvordan en bils bagvogn kan gøres højere og hårdere, kan der ikke gives et entydigt svar, hvilket en gennemgang af bilens affjedringssystem vil belyse.

En bil kan opfattes som en kasse med en fjeder og en støddæmper i hvert hjørne.

Fjederen bærer hjørnet og fjederens hårdhed justeres på dæmperen. Samtidig virker dæmperen som en sikring for fjederen – den begrænser fjederens sammenpresning og strækning, ved en given påvirkning ( huller i vejen ). En fjeder, som har været presset helt sammen, kommer aldrig ud på sit oprindelige mål igen.

Historie

Historiens første biler var ikke udstyret med støddæmpere, men kun bladfjedre. I disse fjedre optræder en simpel form for dæmpning, nemlig friktionsdæmpning når fjederlagene bevæger sig imod hinanden. Senere benyttedes der en form for støddæmpere, som også virkede efter friktionsprincippet. Et princip, som det kendes fra vor tids bremsesystemer – hvor en bremsebelægning spændes imod en fast jern/stål anlægsflade.

Dette system har den fejl at friktionen er størst ved start ( igangsætning ) og bliver mindre under drift og næsten helt forsvinder, hvis systemet bliver overophedet. Det opstår efter lang tids konstant drift, f.eks. et udholdenhedsløb.

I 1930´erne så man de første former for hydrauliske dæmpere. De var udformet som en firkantet boks med en bevægelig vingearm. Vingearmen blev så forbundet med den bærearm eller fjeder som man ønskede dæmpet og boksen blev fæstet på bilens chassisramme. Dette tidlige hydrauliske støddæmpersystem virkede på den måde at der var 2 stempler og to brønde i boksen. Stemplerne var forbundet med hinanden via et åg og arbejdede op og ned i hver sin brønd således, at når det ene var nede så var det andet oppe. Åget var en del af vingearmen. Brøndene, var i bunden, forbundet med hinanden via en kanal. I kanalen placeredes en ventil med hvilken man regulerede oliestrømmen. Systemet blev benyttet af fabrikken Armstrong og har overlevet frem til ca. 1980 ( Morris Marina og SAAB 95 V4 ).

Fordelen ved systemet er at vingearmen kunne indgå som øverste triangel i styretøjet/ophæng.

Sideløbende med vingearmsdæmperen, så man et andet princip udvikle sig. Det var ”flaskedæmperne”. De var udført i cylindriske rør og havde forskellige befæstningsmuligheder i enderne. Dæmperen består umiddelbart af et beskyttelsesrør og et beholderrør.

Beskyttelsesrøret beskytter den forchromede stempelstang mod sandblæsning fra hjulenes vindhvirvler.

Beholderrøret indeholder: Olie, cylinderrør, bundventil, stempel, stempelstang, pakningssandwich og olie. I beholderen er der tre kamre, et på hver side af stemplet og reservoiret som er adskilt fra de to øvrige ved bundventilen.

Dæmpningsprocessen foregår i beholderrøret/beholderen. Opbygningen er som en cykelpumpe, et stempel der arbejder op og ned i cylinderrøret. I bunden af cylinderrøret sidder bundventilen, som direkte regulerer oliestrømmen imellem kammeret i cylinderrøret og  reservoiret som er i mellemrummet imellem beholderrør og cylinderrøret. Indirekte reguleres hastigheden på stempelstangen.

På stemplet har man også et ventilsæt. Det regulerer oliemængden imellem kamrene over og under stemplet.

Bundventilen og ventilsættet på stemplet giver dæmperen sine specielle egenskaber.

Olien der bruges som dæmperolie skal opfylde følgende krav: Den skal have ensartet viskositet under alle temperaturforhold og have en evne til at lade oppiskede bobler hurtigt komme fri af olien ( kaldes anti-skumning).

Den her beskrevne dæmper kaldes 2-rørsdæmperen eller den dobbeltvirkende dæmper og er den mest udbredte type idag. Udviklingen af  2-rørsdæmperen kan man sige har fået 2.den og 3.die generation. Anden generation ved at man har skiftet luften, som stod over olien ud med luftarten kvælstof og tillige givet den et overtryk, typisk 7 atm.. Kaldet 2-rørs gasdæmperen. Tredje generation er indførelsen af  langsgående ”drøvleslidser” i cylindervæggen. Dette giver hårde zoner i hver ende af stempelvandringen.

I 1950´erne opfandt en franskmand en ny type dæmper: 1-rørs gasdæmperen.

Denne dæmper er den enkleste i opbygning, den består kun af et cylinderrør, et flydende stempel, et stempel med ventilsæt og en stempelstang.

Det flydende stempel holder gassen ( 16 atm. Kvælstof) adskilt fra olien. Gastrykket overføres til olien via det flydende stempel. Olietrykket overføres til stempelstangen som får en udfarende kraft på ca. 25 Kg. ( 250 N) ved 20 grader Celsius.

I en støddæmper ændres al bevægelsesenergi til varme der så skal ledes bort ved køling. 2-rørs dæmperen har dårlige køleegenskaber, hvilket betyder, at der under drift kan fremkomme oliekogning som gør dæmperen virkningsløs.

I 1-rørs gasdæmperen vil en varmeforøgelse også medføre at gassens temperatur stiger og dermed trykket. Trykforøgelsen i gaskammeret overføres til olien og stempelstangen. Forøgelsen af stempelstangstrykket medfører at dæmperen bliver hårdere og bilen falder til ro.

Ved vognopbygning skal der med hensyn til dæmpere tages hensyn til, hvilken dæmpertype man vælger. 2-rørsdæmperen har sit arbejdsområde fra lodret til knap 45 grader, hvorimod en 1-rørs gasdæmper kan placeres både lodret og vandret ( Citroen 2CV, Renault 16 – påløbsbremse dæmpere).

Bilopbygning

De europæiske efterkrigsbiler blev for det meste bygget med selvbærende karroseri og en kraftig forbro. (Senere også benyttet af japanerne.) På denne måde opnåede man en relativ lav vægt, hvilket var ønsket ud fra et brændstofforbrugende synspunkt. Men der opstod et nyt problem, bilerne blev umulige at køre i på grund af svingningsproblemer Bilerne havde i forhold til amerikanske biler en meget lav egenfrekvens, hvilket i praksis betyder at støddæmperne har en højere prioritet i europæiske og japanske biler end i amerikanske. ( Resonanspunktet for europæiske biler ca. ved 40 km/t og amerikanske ca. 120 km/t).

Af dette kan man nu forstå at støddæmpere er en meget væsentlig komponent for kørekomfort og sikkerhed, på de biler vi omgås til hverdag.

I 1970´erne blev det på små biler almindeligt med McPherson ophæng på forhjulene i stedet for den tunge og kraftige forbro. McPherson ophænget nedbringer yderligere bilens vægt ved at integrere støddæmper, fjeder, styretøj, bremse og forhjulsophæng.

Et sådan komplet system, til et hjørne på en bil, vejer f.eks. 14 kg. ( Volvo 240 ).

Sidst i 1970´erne kom de japanske biler også med McPherson på baghjulene, hvilket yderligere har bragt bilens vægt ned, med endnu større krav til støddæmperne til følge.

I dag, kan man sige, at bilerne er blevet så små at man er nødt til at udstyre dem med trækkrog og at traileren er bilens manglende bagagerum. Dette fører os hen til problemerne, som opstår når man ønsker at sætte en påhængsvogn på bilens trækkrog.

Her viser det sig at mange biler er komplet uegnede til at være trækker for trailer/campingvogn, da bagenden trykkes ned og nærmest slæber hen over vejen.

Det skal her påpeges at de fjedre som bilerne udstyrede med fra importørs side er typegodkendte og dermed ikke må ændres. Så tilbage er kun støddæmperne som er frie.

Her er så forskellige muligheder til rådighed  alt efter bilfabrikat:

1. Støddæmperen med spiralfjeder omkring: 2-rørs dæmpertype. Ulempe, da pladsen som er afsat til støddæmperen fra fabrikkens side, er ret begrænset, så er der også en grænse for hvor stor diameter fjederen kan have, det resulterer i at dæmperen bliver tyndere og dermed mindre virkningsfuld.

NB! Denne dæmpertype kan ikke bruges til at kompensere for et par nedsunkne/trætte fjedre. Desuden er denne løsning også mange gange for dyr.

1. Oppustelige støddæmpere: Også kaldet Hi-Jacks, er en almindelig 2-rørs dæmper, hvor der under beskytterrøret er placeret en ”gummibold” som via et slangesæt kan oppumpes med en kompressor eller fra tankstationens luftanlæg. Ulempe: Kræver stor omhyggelighed fra montørs side, da systemet er virkningsløst, hvis der er utætheder i slangeforbindelserne. Mange politibetjente og synsfolk skærper deres interesse for ens køretøj når de ser disse Hi-Jacks, men ifølge en skrivelse fra Justitsministeriets Færdselssikkerhedsafdeling er der intet i vejen med at montere Hi-Jacks, hvis bare ikke bilen er udstyret med en lastafhængig bremsekraftregulator. ( Skrivelsen kan ses ved henvendelse).
2. Campingfjedre: Et nyt system er kommet hertil fra Holland, det består af et ekstra fjedersæt som er tilpasset hver enkelt bil. Kaldet MAD-camping fjedre. Ulempe: Det er vanskeligt at montere på biler med McPherson ophæng bag. Der foreligger for de fleste personbiler en godkendelse efter de skrappe tyske regler under TüV ordningen eller bilfabrikanten.
3. Fjederløftere: I flere år har man brugt nogle gummiklodser som presses ind imellem vindingerne på spiralfjedrene og som på denne måde er med til at ændre fjederens karakteristik. Ulempe: Gummiklodserne bliver møre og falder ud. Ved meget hård belastning f.eks. fra en campingvogn kan det ske at fjedrene bliver deformerede og dermed kortere. Der benyttes 2 klodser i hver fjeder, de placeres overfor hinanden enten i top eller i bund aldrig midt på fjederen.
4. Niveaumat systemet: BOGE i dag Sachs/BOGE har udviklet en støddæmpertype som forener bæreevne og optimal bilhøjde. Dæmperen er udført i meget store rørdimensioner og indvendig er der ventiler som leder lufttryk ind i et kammer der så virker som en ”gasfjeder”. Systemet anvendes f.eks. på Rolls Royce.

Til slut skal der lige advares imod at køre på ferie med campingvogn uden at skifte de bageste støddæmpere først. Begrundelse: Stempelstangen på en støddæmper en præcisionssleben stålstang som er pålagt hårdchrom. En del af stempelstangen kommer aldrig ind i beholderrøret, men er konstant udsat for sandblæsning fra hjulenes vindhvirvler, dette blotter jernet i stempelstangen og den begynder at ruste. Når så campingvognen sættes på krogen så synker bagvognen ned og den rustne del af stempelstangen kommer til at arbejde forbi pakningssættet i beholderrøret som derefter bliver utæt. Efter få kilometers kørsel er dæmperne totalt virkningsløse og der begynder en livsfarlig tur.

Vi skal også lige gøre opmærksom på den vandret liggende dæmper i trækstangen ( påløbsbremsen ) , skal undersøges for rust og olieutætheder, før den store ferietur startes.

Ing. Ernst Løgstrup,

København Støddæmperservice