Stoßdämpfung im Automobilbereich
Im Federungssystem schwingt das elastische Element aufgrund von Stößen. Um den Fahrkomfort zu verbessern, ist der Stoßdämpfer parallel zum elastischen Element in der Federung eingebaut. Zur Dämpfung der Schwingungen wird im Federungssystem meist ein hydraulischer Stoßdämpfer verwendet. Sein Funktionsprinzip beruht darauf, dass bei einer Relativbewegung zwischen Rahmen (oder Karosserie) und Achse der Kolben im Stoßdämpfer auf und ab schwingt. Das Öl im Stoßdämpfergehäuse zirkuliert dabei wiederholt durch verschiedene Poren von einem Gehäuse in ein anderes.
Dabei wirken die Reibung zwischen der Bohrungswand und dem Öl [1] sowie die innere Reibung zwischen den Ölmolekülen dämpfend auf die Vibration. Die Vibrationsenergie des Fahrzeugs wird in Wärmeenergie des Öls umgewandelt, die vom Stoßdämpfer absorbiert und an die Atmosphäre abgegeben wird. Bei gleichbleibendem Ölkanalquerschnitt und anderen Faktoren ändert sich die Dämpfungskraft mit der Relativgeschwindigkeit zwischen Rahmen und Achse (bzw. Rad) und hängt von der Ölviskosität ab.
Stoßdämpfer und elastisches Element dienen der Reduzierung von Stößen und Vibrationen. Ist die Dämpfungskraft zu hoch, verschlechtert sich die Elastizität der Aufhängung, und sogar die Verbindungsteile des Stoßdämpfers können beschädigt werden. Dies ist auf den Zielkonflikt zwischen elastischem Element und Stoßdämpfer zurückzuführen.
(1) Während des Einfedervorgangs (Achse und Rahmen liegen nahe beieinander) ist die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers gering, sodass die elastische Wirkung des elastischen Elements voll zum Tragen kommt und der Stoß abgemildert wird. In diesem Moment spielt das elastische Element eine entscheidende Rolle.
(2) Während des Ausfederwegs der Federung (Achse und Rahmen sind weit voneinander entfernt) sollte die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers groß sein und Vibrationen schnell absorbieren.
(3) Wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen der Achse (bzw. dem Rad) und der Achse zu groß ist, muss der Dämpfer den Flüssigkeitsdurchfluss automatisch erhöhen, um die Dämpfungskraft innerhalb einer bestimmten Grenze zu halten und so eine übermäßige Stoßbelastung zu vermeiden.
Der zylindrische Stoßdämpfer findet breite Anwendung in der Fahrzeugfederung und dient der Stoßdämpfung sowohl beim Ein- als auch beim Ausfedern. Er wird daher auch als bidirektionaler Stoßdämpfer bezeichnet. Daneben gibt es neuere Stoßdämpfertypen wie aufblasbare und einstellbare Stoßdämpfer.
