Ammortizzatore
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L'ammortizzatore è un sistema che ha lo scopo di smorzare l'oscillazione o rallentare un movimento (compressione o estensione) delle sospensioni di un macchinario.
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[modifica] Uso
L'ammortizzatore viene usato in
[modifica] Ammortizzatore automobilistico
L'ammortizzatore automobilistico serve a smorzare le oscillazioni degli elementi elastici (molle, barre, balestre, ecc.) delle sospensioni, sia in fase di compressione che soprattutto in fase di estensione. Senza ammortizzazione l'oscillazione continuerebbe senza alcun contrasto se non il solo attrito tra le parti della sospensione e le ruote dell'automobile, camion o motociclo, superando ad esempio una buca, si staccherebbero da terra con notevole perdita di aderenza e di stabilità del veicolo. Queste oscillazioni andrebbero altrimenti a gravare sulla carrozzeria e su altre parti meccaniche del veicolo, con un ingente rischio di rottura, d'altra parte una sospensione bloccata o quasi, per esempio proprio da un ammortizzatore eccessivamente rigido per tarature elevatissime o difettosità, provocherebbe gli stessi danni.
[modifica] Ammortizzatore aeronautico
L'ammortizzatore del carrello aeronautico è un sistema meccanico-oleodinamico che ha lo scopo di ammortizzare la fase di atterraggio dell'aeromobile.
Lo shock absorber (ammortizzatore) è costituito da un cilindro, un pistone cromato, un cuscinetto a sfere portaguarnizioni (le cui guarnizioni sigillano la camera ed impediscono la fuoriuscita del fluido interno), una valvola flottante ed uno spillo o perno dosatore (questi ultimi servono a dosare il fluido all'interno della camera evitando pulsazioni o colpi di frusta).
Il fluido all'interno è olio minerale ed azoto.
[modifica] Struttura
L'ammortizzatore è composto da due cilindri coassiali, uno esterno anulare e uno interno nel quale scorre uno stantuffo con lo stelo ancorato al telaio o viceversa. Il cilindro interno è sempre pieno d'olio, quello esterno solo parzialmente e Il volume di olio nei due cilindri è regolato da vari sistemi, inoltre possono essere del tipo a singolo effetto e quindi avere una valvola di compressione e da una di compensazione (rispettivamente di rimbalzo e aspirazione), che servono a collegare i due cilindri coassiali in modo che ci sia il freno idraulico in una sola azione (estensione o compressione) e costringono l'olio a scorre in determinate finestre o in sistemi che ne regolino il flusso, oppure essere a doppio effetto e in questo caso si ha solo i sistemi di regolazione dello smorzamento.
Nei motoveicoli, generalmente l'ammortizzatore è munito di una molla interna e in questo caso assume il nome di forcella telescopica o teleidraulica.
L'ammortizzatore a olio si basa sulla viscosità dell'olio, sul lume di passaggio e sulla velocità di compressione, dove in condizione di lume costante si ha un aumento esponenziale della resistenza allo scorrimento all'aumentare della velocità di compressione e quindi di scorrimento dell'olio.[1]
[modifica] A fenestratura
Questo sistema è stato superato, ma viene usato ancora per mezzi economici, data la sua economicità e semplicità, difatti l'olio è obbligato a scorrere su delle fenestratura di dimensioni fisse.[2]
Questa caratteristica determina una resistenza ridotta o nulla alle basse velocità (di compressione), mentre può risultare eccessiva alle alte velocità (di compressione) e anche se può essere munito di regolazioni per variare la resistenza del freno idraulico, risulta essere comunque sia ridotto il suo arco di funzionamento, determinando sia condizioni di freno inefficace che fasi di freno eccessivo.
[modifica] A cartuccia o a pompante
Questo sistema è caratterizzato dal passaggio obbligato dell'olio tramite una finestra tenuta chiusa da una o insieme di rondelle flessibili, le quali determinano la sezione de condotto di passaggio, dove alle basse velocità di scorrimento dell'olio si avranno sezioni di passaggio piccole, mentre per velocità più alte le sezioni di passaggio sono più elevate.[3][4]
Questo sistema ha il vantaggio non solo di essere piu costante nell'azione del freno idraulico, ma anche di poter regolare l’idraulica in modo piu semplice, dove le regolazioni esterne agiscono sul precarico della molla che tiene chiuso il pacchetto di lamelle contro il condotto di passaggio.
[modifica] A cartuccia a doppia velocità (ammortizzatore selettivo)
Sono molto simili alle precedenti, ma con l'aggiunta di una valvola supplementare (alte velocità), dove generalmente si ha un deposito supplementare per l'olio (generalmente esterno), questo sistema infatti agisce solo quando le sollecitazioni sono elevate e quindi quando la l'olio è molto compresso, facendo aprire questo secondo passaggio aumentando la sezione di passaggio e riducendo il freno idraulico che risulterebbe eccessivo.
Questo sistema ha il vantaggio non solo di essere piu costante nell'azione del freno idraulico, ma di permette di regolare indipendentemente l’idraulica veloce o lenta (velocità di scorrimento), dove con le regolazioni esterne, che agiscono sul precarico della molla che tiene chiuso il pacchetto di lamelle contro il condotto di passaggio che determina l'area di passaggio, si riesce ad avere un comportamento decisamente piu costante e adatto ai diversi tipi d'impiego.[5]
[modifica] Comportamento
Nel caso dell'ammortizzatore idraulico, detto anche bitubo, nella fase di compressione l'ammortizzatore si accorcia, un volume di olio pari a quello dello stelo si travasa nel cilindro esterno attraverso la valvola di compressione, parte dell'olio che si trova nel cilindro interno sale sopra lo stantuffo attraverso la valvola di aspirazione. L'azione smorzante sarà maggiore in proporzione alla velocità con cui l'ammortizzatore si accorcia.
In fase di rimbalzo o estensione avviene l'opposto: l'ammortizzatore si allunga, l'olio rientra dal cilindro esterno a quello interno per effetto di una depressione che crea lo stantuffo, attraverso la valvola di compensazione. Contemporaneamente nel cilindro interno l'olio passa dalla parte superiore dello stantuffo alla parte inferiore, per effetto della salita dello stantuffo che apre la valvola di compensazione.
Nel caso dell'ammortizzatore oleopneumatico o monotubo, comunemente detto a gas, la compensazione del volume dello stelo è data dalla compressione del gas, separato dall'olio da una membrana mobile.
[modifica] Tipo d'ammortizzatore
Gli ammortizzatori possono essere di molti tipi:
- Frizione a secco, questa frizione è costituita da dei dischi in cuoio, che vengono premuti tra loro e ai capi di tale frizione si hanno due braccia, collegata una alla forcella/ruota, mentre l'altra è collegata al telaio, questo tipo di smorzamento veniva utilizzato sulle vecchie moto e auto, come la Ford Model T.
- A fluido, generalmente viene utilizzato l'olio, il quale deve passare da una camera all'altra tramite delle piccole fessure, smorzando il movimento.
- A gas, la loro azione si basa sulla compressione di un gas e generalmente sono accoppiati ai ammortizzatori a fluido, perché la loro azione è piu simile a quella di una sospensione
- Effetto magnetico, lo smorzamento viene effettuato tramite lo sfruttamento delle correnti parassite.
- Mass damper, costituisce nello sfruttare una massa sospesa, che contrasta le forze della sospensione
[modifica] Manutenzione
L'ammortizzatore può essere denominato in vario tipo a seconda delle operazioni di manutenzioni applicabili o necessarie:
- Inesauribile, questa tipologia d'ammortizzatore non richiede nessuna forma di manodopera, perché non soggetto a consumo, come nei sistemi ad "effetto magnetico" e "mass damper"
- Rigenerabile, questa tipologia d'ammortizzatore è soggetto ad usura e a perdita di funzionalità, ma può essere rigenerato, riacquistando le sue caratteristiche originarie.
- Esauribile, questa tipologia d'ammortizzatore è soggetto ad usura e a perdita di funzionalità e non può essere rigenerato, perché non presenta una struttura che consente quest'operazione.
[modifica] Regolazioni
L'ammortizzatore nella maggior parte dei casi è sprovvista di possibilità di regolazione, dove l'unica regolazione esistente è data dalla resistenza di scorrimento, la quale può essere differenziata:
- Resistenza alla compressione, questa funzione permette di regolare la velocità di compressione, dove maggiore sarà la sua velocità nel comprimersi e meglio risponderà a strade dissestate e all'utilizzo del mezzo in condizioni di minore carico.
- Resistenza all'estensione, questa funzione permette di regolare la velocità d'estensione, dove maggiore sarà la sua velocità nell'estendersi e meglio risponderà a strade dissestate e all'utilizzo del mezzo in condizioni di minore carico.
Con l'utilizzo di regolazioni morbide si velocizza la risposta della sospensione, ma aumenta l'instabilità a un'andatura sostenuta dato che può dare a saltellamenti (in caso di sospensioni troppo morbide), oscillazioni o a dei trasferimento di peso troppo marcati nella varie manovre (principalmente nelle frenate energiche), mentre con l'uso di regolazioni troppo rigide, si penalizza le frenate prolungate, improvvise e energiche ritardando il trasferimento di peso, così come la stabilità e il confort su strade rovinate.
- Sostituzione dell'olio, un'alternativa alle regolazioni, nel caso di sistemi che ne siano sprovviste, è possibile l'utilizzo di un olio piu denso/viscoso, dove l'olio piu è denso e piu rallenta l'estensione e/o la compressione, quest'alternativa come nel caso delle forcelle con gambali a doppia funzione (estensione e compressione) ha come svantaggio la non differenziazione tra estensione e compressione, mentre come nel caso delle forcelle che hanno i gambali con funzioni diverse (un gambale per l'estensione e uno per la compressione) si può adoperare oli di graduazioni diverse e poter regolare i loro interventi, in modo analogo alle regolazioni meccaniche (registri).
- Livello/quantità dell'olio, con l'utilizzo di una quantità maggiore d'olio, si avrà un intervento anticipato dell'ammortizzatore, quindi l'azione ammortizzante inizierà con una corsa minore della sospensione, mentre con l'uso di meno olio, si avrà un effetto opposto.
[modifica] Accorgimenti
Gli ammortizzatori possono essere dotati di vari sistemi:
- Sensore per la compressione
- Sospensioni semiattive
- Sospensioni attive
- Tampone
- Sensore per la compressione
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Per approfondire, vedi la voce Sospensione (meccanica)#Accorgimenti. |
- Pressurizzazione, l'ammortizzatore utilizza un olio per la lubrificazione delle parti di scorrimento e un olio o altro elemento per la funzione ammortizzante, il che ne migliora la stabilità di funzionamento.
[modifica] Galleria fotografica
 L’ammortizzatore esauribile di uno scooter (avvolto dalla sospensione) |
 L’ammortizzatore rigenerabile di una moto, con sospensione integrata (molla) |
 Ammortizzatore a frizione delle prime motociclette |
 Ammortizzatore a frizione delle prime motociclette |
[modifica] Note
- ^ Differenze tra un ammortizzatore a fenestratura e uno a pompante
- ^ Ammortizzatore idraulico a fenestratura
- ^ Ammortizzatore idraulico a cartuccia
- ^ Ammortizzatore idraulico a cartuccia
- ^ Spiegazione sul funzionamento dell'ammortizzatore a doppia cartuccia (ammortizzatore selettivo)
