自動車の衝撃吸収
サスペンションシステムでは、衝撃によって弾性要素が振動します。車両の乗り心地を向上させるために、サスペンション内の弾性要素と並列にショックアブソーバーが設置されます。振動を減衰させるために、車両のサスペンションシステムで使用されるショックアブソーバーは、主に油圧式ショックアブソーバーです。その作動原理は、フレーム(またはボディ)と車軸の間で相対運動による振動が発生すると、ショックアブソーバー内のピストンが上下に動き、ショックアブソーバーキャビティ内のオイルが異なる孔を通って別のキャビティに繰り返し流れるというものです。
このとき、穴の壁とオイル[1]の間の摩擦とオイル分子間の内部摩擦が振動に減衰力を形成し、車両の振動エネルギーがオイルの熱エネルギーに変換され、ショックアブソーバーによって吸収されて大気中に放出されます。オイルチャネルの断面やその他の要因が変わらない場合、減衰力はフレームと車軸(またはホイール)間の相対運動速度に応じて増減し、オイルの粘度に関係します。
ショックアブソーバーと弾性要素は、衝撃と振動を軽減する役割を担っています。減衰力が大きすぎると、サスペンションの弾性が低下し、ショックアブソーバーの接続部品が損傷することもあります。これは、弾性要素とショックアブソーバーの間の矛盾が原因です。
(1)圧縮行程(車軸とフレームが互いに接近しているとき)では、ショックアブソーバーの減衰力が小さいため、弾性要素の弾性効果を最大限に発揮し、衝撃を緩和します。このとき、弾性要素が重要な役割を果たします。
(2)サスペンションの伸長ストローク中(車軸とフレームが互いに離れているとき)、ショックアブソーバーの減衰力は大きく、振動を素早く吸収する必要があります。
(3)車軸(または車輪)と車軸との相対速度が大きすぎる場合、ダンパーは自動的に流体流量を増加させて減衰力を一定の範囲内に維持し、過大な衝撃荷重がかかるのを回避する必要がある。
円筒形ショックアブソーバーは自動車のサスペンションシステムに広く用いられており、圧縮行程と伸長行程の両方で衝撃吸収の役割を果たすことができるため、双方向ショックアブソーバーと呼ばれている。また、空気圧式ショックアブソーバーや抵抗調整式ショックアブソーバーなど、新しいタイプのショックアブソーバーも存在する。