Schokbreker informatie
Simpel gesteld werkt een schokdemper als volgt. De bovenzijde van de schokdemper is verbonden met de carrosserie (de afgeveerde massa) en de onderzijde van de schokdemper met de wieldrager (onafgeveerde massa). De schokdemper bevat een dempingsvloeistof (olie). Door de beweging van de afgeveerde massa ten opzichte van de onafgeveerde massa wordt met behulp vaneen stang een zuiger in de afgesloten en met olie gevulde demperpijp op en neer geschoven. Deze zuiger bevat een aantal boringen en veerkleppen, waar doorheen de vloeistof van de ene ruimte naar de andere ruimte wordt geperst. Door deze boringen ondervindt de vloeistof weerstand, waardoor de beweging van de zuiger en daarmee de carrosserie wordt afgeremd. De grote van de boringen en de veerkleppen bepalen de weerstand en daarmee het comfort van de demping (tezamen met de veerconstante van de veer)
De belangrijkste functie van de schokdemper is om het wiel zoveel mogelijk contact met het wegdek te laten behouden. Als het wiel over een hobbel gaat, wordt de veer ingedrukt en absorbeert daarmee mede de schok. De energie die de veer geeft als deze weer terug wil naar zijn normale lengte bij het uitveren moet ge absorbeert worden door de schokbreker (shockabsorber). Anders gaat de auto stuiteren door de oscillerende werking van de veer. Oneffenheden uit het wegdek worden door de schokdemper/veer combinatie opgevangen en geneutraliseerd. Dit zorgt er voor dat de wielen continu contact met het wegdek behouden waardoor de aandrijving, de stuurinrichting en de remmen van de auto optimaal werken. Daarnaast presteren de banden optimaal bij goedwerkende schokdempers. De banden zullen ook minder snel slijten. Er is dus een duidelijke samenhang tussen deze onderdelen. Als een van de schokbrekers gaat lekken verandert de hoeveelheid olie in de werkcilinder en verliest de schokbreker zijn werking. Het wiel zal steeds sneller het contact met de weg kwijtraken en daardoor wordt de remweg langer maar ook de wegligging wordt verslechterd. Door de ongelijke werking tussen de linker en de rechterschokbreker zal de auto bij remmen en in de bochten merkbaar afwijken. Schokbrekers moeten dan ook altijd gelijktijdig vervangen worden om dit onderlinge verschil op te heffen.
Er zijn 3 verschillende demper constructies :
- De drukloze hydraulische dubbelpijpsdemper ,Twin Tube
- De enkelpijps ,Mono Tube, hoge druk gasgevulde hydraulische demper
- De Dubbelpijps lage druk gasgevulde hydraulische demper
De drukloze hydraulische dubbelpijpsdemper ,Twin Tube
De drukloze hydraulische dubbelpijpsdemper (Twin Tube), zoals die door de meeste schokdemperfabrikanten wordt geproduceerd, bestaat uit twee buizen die in elkaar zijn gemonteerd. In de binnenste buis bevinden zich de zuigerstang en de zuiger. De binnenste buis wordt de werkcilinder genoemd en is gevuld met olie. Onderin de werkcilinder is een dubbelwerkende bodemklep geplaatst. De buitenste buis dient als reservoir.
Tijdens de inwaartse slag wanneer de zuiger naar beneden beweegt wordt er olie verplaatst van onder de zuiger naar de ruimte boven de zuiger. Deze olie stroomt via de openingen van de zuiger.De klep wordt door de oliestroom open gedrukt, tegen de kracht van veer in. De dempende werking ontstaat doordat de olie weerstand ondervindt bij het stromen door de openingen van de zuiger langs de klep. In de ruimte boven de zuiger bevind zich de zuigerstang. Doordat deze zuigerstang ruimte inneemt, kan niet alle olie die onder de zuiger zit naar de ruimte boven de zuiger. De olie die niet naar de ruimte boven de zuiger kan, stroomt via de dubbelwerkende bodemklep naar het reservoir in de buitenste buis.
Tijdens de uitwaartse slag wanneer de zuigerstang naar boven beweegtwordt er olie verplaats van boven de zuiger naar de ruimte onder de zuiger Wanneer de zuigerstang naar boven beweegt, wordt de klep aan de bovenzijde van de zuiger door de vloeistofstroom en door de veer dichtgedrukt.De vloeistof stroomt nu via de openingen in de zuiger naar de ruimte onder de zuiger. De klep aan de onderzijde van de zuiger wordt door de vloeistofstroom geopend, tegen de kracht van de veer in. Vanuit de ruimte boven de zuiger komt onvoldoende olie om de ruimte de zuigen volledig te vullen. Dit komt door het volume dat de zuigerstang inneemt. Het tekort aan olie wordt aangevuld doordat er vanuit het reservoir olie langs de bodemklep naar de ruimte onder de zuiger stroomt.
De weerstand die via de vloeistofstroom tijdens de inwaartse en uitwaartse slag ondervindt, is bepalend voor de dempende werking. Bij sommige uitvoeringen van schokdempers kan de dempende werking nagesteld worden. Het nastellen vind plaats door de stromingsweerstand van de vloeistof te veranderen. Dit kan op verschillende manieren:
- De doorlaat van de openingen in de zuiger veranderen
- De kracht die de veren uitoefenen op de kleppen veranderen.
Het bodemkleppensysteem regelt met name de ingaande slag ( bump, of compressie slag genoemd) . Door het aanpassen van de bodemkleppen kan men de karakteristiek van de ingaande slag beïnvloeden. Deze karakteristiek is met name van belang voor het rijcomfort. De karakteristiek van de uitgaande slag (rebound) wordt bepaald door de boringen en kleppen in de zuiger.
In onderstaand filmpje wordt de werking van de demper weergegeven.
De enkelpijps ,Mono Tube, hoge druk gasgevulde hydraulische demper
De enkelpijps gasgevulde hydraulische demper is voorzien van een ruimte onder in de werkcilinder waarin gas (stikstof) onder hoge druk is opgeslagen. Dit gas wordt van de demperolie afgezonderd door een scheidingszuiger. Alle “gas”dempers zijn dus ook altijd gebaseerd op het hydraulische werkingsprincipe. De dempende werking ontstaat net als bij de Twin-Tube demper doordat de olie weerstand ondervindt bij het stromen door de openingen van de zuiger langs de klep. In de ruimte boven de zuiger bevind zich de zuigerstang. Doordat deze zuigerstang ruimte inneemt, kan niet alle olie die onder de zuiger zit naar de ruimte boven de zuiger. Omdat olie niet comprimeerbaar is en de olie niet naar het reservoir in de buitenste buis kan zoals bij de twin-tube demper wordt bij dit demperprincipe gebruik gemaakt van een comprimeerbaar gas wat het verschil in volume kan opvangen. Het voordeel van dit gas wat onder hoge druk is opgeslagen is dat het de olie altijd op druk houdt waardoor het schuimvorming en schade tengevolge van dampbelvorming (cavitatie) tegengaat. De demper blijft goed presteren ook bij hogere temperaturen. Bilstein produceert zijn sportdempers volgens dit principe en wordt gezien als fabrikant van de best sportschokbreker ter wereld. In onderstaand filmpje legt een van de Bilstein medewerkers de voordelen van hun demperprincipe uit.
De Dubbelpijps lage druk gasgevulde hydraulische demper
De Dubbelpijps (twin-tube) lage druk gas-hydraulische demper komt qua constructie en werking overeen met de drukloze dubbelpijpsdemper zonder gasvulling. Echter om de demping sneller in werking te stellen ( kortere aanspreektijd) is in de demper gas onder lage druk opgeslagen. Dit gas is opgeslagen in het reservoir in de buitenste buis. Dit gas gaat tevens schuimvorming en schade tengevolge van dampbelvorming (cavitatie) tegen, zij het in een mindere mate als bij de hogedruk monotube demper. Koni heeft zijn 8641 en 8741 (bestel nummers beginnen met 8641 of 8741)serie dempers met dit demper principe uitgerust.
De schroefset
De hoogte instelbare onderstellen worden meestal schroefsets genoemd, afgeleid van de Duitse benaming Gewinde Fahrwerk. De veerschotel waar de veer op rust en de veerpoot zelf zijn voorzien van schroefdraad. Door de veerschotel te verdraaien kan de hoogte van de veerschotel en daarmee de hoogte van de auto ten opzichte van de veerpoot traploos versteld worden. Zo kan de verlaging voor en achter afzonderlijk van elkaar afgesteld worden en kan de hoogte naar wens van de bestuurder afgesteld worden. Deze schroefsets hebben doorgaans een TüV goedgekeurd verstelbereik van -30mm tot -70mm. Dit is niet de maximale verlaging die mogelijk is echter wel de geadviseerde en veilige verlaging voor de set waarbij de dempers nog de minimale restveerweg hebben van +/- 40mm om een goede wegligging te kunnen garanderen. Ook wordt bij deze advies verlaging gekeken naar uitlijn mogelijkheden, stand van de aandrijfassen e.d. Lager afstellen kan dus allerlei negatieve gevolgen hebben. Bovendien vervalt bij alle fabrikanten de garantie indien de sets beneden de laagst goedgekeurde stand bereden worden. Het is dus niet het doel van de fabrikanten om een schokbrekerset te maken die alleen maar extreem laag kan, het moet wel verantwoord en veilig blijven en een verbetering in wegligging geven.