Sprężyny gazowe są stosowane w przemyśle samochodowym od dawna. Najczęściej używa się ich do unoszenia i zabezpieczania w położeniu otwartym klapy bagażnika. Zazwyczaj pracują wtedy w parze. Instalacja dwóch symetrycznych sprężyn gwarantuje równomierne rozłożenie siły nacisku wywieranej przez drzwi bagażnika, zapobiega asymetrycznemu ugięciu drzwi w pozycji podniesionej i poprawia bezpieczeństwo użytkowania. Awaria jednej ze sprężyn podczas korzystania z bagażnika nie spowoduje nagłego opadnięcia drzwi.
Konstrukcja
Sprężyna gazowa jest pojemnikiem w kształcie cylindra, w którym zamknięty jest obojętny gaz, zazwyczaj azot. Zastosowanie azotu zamiast powietrza daje kilka korzyści, między innymi pewność, że wewnątrz nie znajdzie się para wodna ani tlen, które sprzyjają korozji, a w konsekwencji degradacji materiałów, z których jest wykonany tłok. Poza tym użycie azotu pod ściśle określonym ciśnieniem ułatwia uzyskiwanie przewidywalnej i powtarzalnej siły działania sprężyny. To ważne przy produkcji wielkoseryjnej, kiedy na jednej maszynie są montowane sprężyny o różnych parametrach.
Wewnątrz cylindra znajduje się tłoczysko wyposażone w tłok. To w nim wykonany jest otwór, przez który gaz może przepływać z jednej strony tłoka na drugą. Siła działająca na tłoczysko powstaje dzięki różnicy w powierzchni obu stron tłoka. Cylinder jest uszczelniony i zamknięty, najczęściej przez zaprasowanie krawędzi.
Produkcja sprężyn gazowych daje się bardzo dobrze zautomatyzować i zrobotyzować. W nowoczesnych fabrykach czas montażu jednego egzemplarza z przygotowanych komponentów (wliczając w to napełnianie gazem, uszczelnianie i kontrolę jakości) trwa kilkadziesiąt sekund lub krócej.
Parametry techniczne
Podstawowe parametry, które trzeba wziąć pod uwagę, wybierając zamiennik, to kształt sprężyny, długość w położeniu ściśniętym i swobodnym, rozmiary i kształt elementów mocujących, maksymalna i minimalna siła przy pełnym ściśnięciu, zakres temperatur pracy oraz maksymalne obciążenie.
Zamawiając zamiennik, należy pamiętać, że sprężyny gazowe stosowane w motoryzacji często są wykonywane w dwóch odmianach: do montażu po prawej lub po lewej stronie.
Zdecydowana większość sprężyn montowanych w samochodach osobowych jest sprzedawana z wysuniętym tłoczyskiem. Ściśnięcie sprężyny odbywa się przez jego wsunięcie do cylindra. Niektórzy producenci oferują także wariant o odwróconym działaniu – sprężyna jest sprzedawana z wysuniętym i zablokowanym tłoczyskiem, które do środka cylindra jest wsuwane dopiero po zamontowaniu i usunięciu blokady. Rozwiązanie jest stosowane znacznie rzadziej, ale warto pamiętać, że można się z nim spotkać na rynku.
Zmienność siły działania
Sprężyny gazowe reagują na zmianę temperatury otoczenia zmianą siły działającej na tłok. Wynika to z zasad termodynamiki: w niższej temperaturze gaz zajmuje mniejszą objętość, więc do ściśnięcia go potrzebna jest mniejsza siła. Sytuacja odwraca się, kiedy temperatura jest wysoka. Gaz rozszerza się, co skutkuje większą siłą parcia na tłok i ścianki cylindra.
W pełni sprawna sprężyna gazowa powinna zapewnić wystarczającą siłę w całym zakresie temperatur przewidzianych przez konstruktora, niemniej jednak w bardzo niskich lub bardzo wysokich temperaturach wzrasta prawdopodobieństwo ujawnienia się usterek. W zimie siła może być niewystarczająca do podtrzymania zabezpieczanego elementu (drzwi), w lecie wzrost ciśnienia ułatwi ucieczkę gazu roboczego przez wypracowane uszczelnienie tłoka. Sezonowe problemy z opadającymi drzwiami bagażnika mogą więc zapowiadać rychłą awarię sprężyn gazowych.
Fot. Getty Images
Napisz komentarz: