De werking van de schokdemper uitgelegd

Eigenlijk kan de beweging van een veer het beste worden vergeleken met een golf die wordt veroorzaakt door het inveren. Die zal na verloop van tijd minder worden maar bij een nieuwe hobbel komt er weer een golf bij. Dat kan natuurlijk erg oncomfortabel worden. Daar komt de schokdemper in beeld. 

Bladveren waren zelfdempend

Koetsen en de eerste auto’s hadden geen schokdempers. Dat kwam doordat deze bladveren hadden. Die wreven langs elkaar en dat zorgde voor een dempend effect. Dat bleek uiteindelijk niet voldoende. Daarom zocht men naar iets anders.

Een van de eerste oplossingen was de wrijvingsdemper. Hierbij wrijven meerdere schijven om en om over elkaar. De helft van de schijven is als een pakketje via een arm met de auto verbonden en de andere helft via een arm aan de ophanging. De beide pakketjes met schijven worden bij elkaar gehouden door een centrale bout waar letterlijk alles om draait. De kracht waarmee het boutje is vastgedraaid bepaalt hierbij hoeveel dempend effect je hebt.

Er waren ook systemen met gewichten die in een contragolf bewegen. Je ziet dat bijvoorbeeld bij de Citroën 2CV die cilinders achter de wielen heeft zitten met daarin een veer met een contragewicht. Als het goed is moet dat ook voor een dempend effect zorgen. Heel effectief is dit systeem niet vandaar dat de 2CV ook nog gewone schokdempers heeft, op enig moment heeft Citroën het systeem zelfs helemaal weggelaten. 

Hydraulische schokdempers

De volgende stap zijn de hydraulische schokdempers. Dat zijn nog niet de telescoopdempers die we later bespreken. De hydraulische dempers waar we op doelen zijn de dempers met een arm die tot de jaren 80 in gebruik zijn geweest onder bijvoorbeeld met de MGB of de Morris Ital. Aan de ene kant zit de arm vast aan een asje in het demperhuis en een andere aan de wielophanging vast. In het demperhuis is het asje voorzien van kruktappen met daaraan zuigers die op hun beurt door cilinders met vloeistof kunnen bewegen. Onder in de cilinders zitten kleine gaatjes. Bij de beweging moet de vloeistof door de gaatjes worden geperst. Dat kost energie waardoor de beweging afneemt. De cilinders waren ook met elkaar verbonden, zodat je een basisinstelling kon maken maar ook nog de mate van demping kon instellen.

Elektrische schokdemper: naar de toekomst

Tegenwoordig zien we experimenten met 48 volt dempers, die ook met een arm werken in combinatie met een tandwieltje en een dynamo. Hierbij wordt de beweging omgezet in elektrische energie die je kunt opslaan en bijvoorbeeld gebruiken voor een hybride systeem. Maar dit is eigenlijk toekomstmuziek.

Telescopische schokdempers

De meest gangbare schokdemper is tegenwoordig de telescopische demper, die we in verschillende varianten kennen. In beginsel is het ene eind van de demper verbonden met het onderstel en de andere kant met de auto. Bij de telescopische demper wordt een zuiger door een met vloeistof gevulde cilinder bewogen. In de zuiger zitten gaatjes waar doorheen tijdens een in- of uitgaande slag de vloeistof wordt geperst. Dit kost energie en zorgt voor de dempende werking.

Om de demping te krijgen moet de vloeistof niet te gemakkelijk kunnen stromen. Daarom worden de gaatjes in de zuiger afgesloten met klepjes met veren die de olie tegenhouden via de tegendruk van de veertjes. Het openen van die klepjes kost nog eens extra energie en zorgt voor meer demping. In feite is het een gesloten systeem maar het kan lekken en dat levert een apk afkeuring op. Dat wil je niet. Om volumeschommelingen in de vloeistof op te vangen (en daarmee de kans op lekkage terug te dringen) zien we vaak aan de onderkant van de cilinder nog een tweede zuiger (een zwevende) die een flexibele scheidingswand vorm, met aan de ene kant de vloeistof en aan de andere kant een gas met een druk tussen de 20 en 30 bar. 

Monotube schokdemper met buis

Het hierboven omschreven systeem noemen we een monotube schokdemper omdat alles zich afspeelt in één buis. Daarnaast kennen we ook de twintube-variant. Hierbij zit er om de eerste buis nog een tweede buis. Via gaatjes in de bodem van de eerste buis staan de buizen met elkaar in verbinding. De buitenste buis is niet helemaal met vloeistof gevuld, boven de vloeistof bevindt zich nog een gas (lucht of stikstof) die samengeperst kan worden om volumeschommelingen op te vangen. Bij in- en uitveren gaat de vloeistof bij de twintube dus niet alleen door de gaatjes in de zuiger maar ook door de gaatjes in de bodem van de binnenste cilinder.

Voor een auto voor dagelijks gebruik wil je dat het dempen soepeler gaat en bij raceauto's wil je juist de wegligging wat strakker hebben. Dit kan door de dempers anders af te stellen of, als er aan de dempers niets af te stellen valt, door te kiezen voor dempers met een andere basisafstelling.

Twintube schokdemper voor een beter weggedrag

In een normale auto wil je eigenlijk dat rond de middenstand de demping relatief licht is en bij de uitersten wat steviger. Je kunt dat bij de ‘twintube’ doen door boven in de binnenste buis een paar extra gaatjes te boren zodat rond de middenstand de vloeistof gemakkelijker van de ene naar de andere cilinder kan stromen. Je kunt dit effect ook bereiken door halverwege (rond de middenstand)  in de binnenste cilinderwand een of meer groeven aan te brengen (of zelfs bypass-kanaaltjes maken) waardoor de vloeistof makkelijker van de ene kant naar de andere kant van de zuiger kan bewegen met als gevolg een lichtere demping. Aan het einde van de slag (wanneer de zuiger voorbij de groef is) zal de demping juist weer steviger zijn.

Afstelling schokdempers varieert

Je kunt de mate van demping ook variëren door een systeem waarbij de klepjes - afhankelijk van bijvoorbeeld de snelheid, de uitslag of een andere rijmodus - met een grotere of juist kleinere weerstand moeten worden open gedrukt . Een andere manier van verstellen werkt met magnetisme. Hierbij wordt een magnetisch veld aangelegd rond de boringen in de zuiger van de schokdemper. Wanneer nu een vloeistof gebruikt wordt met daarin minuscule metaaldeeltjes dan zal die makkelijker of juist moeilijker door de boringen stromen wanneer het magnetisch veld bij die boringen verandert. Dat kun je elektrisch regelen.

Weggedrag beïnvloeden

Door de mate van demping tussen voor- en achteras te variëren kun je het bochtgedrag (onder- of overstuur) van een auto beïnvloeden. Door de demping achter strakker af te stellen dan aan de voorkant zal de de achterkant van de auto gemakkelijker opzij willen waardoor je eerder overstuur krijgt. En andersom kun je juist overstuur de kop in drukken en de auto een meer onderstuurd karakter geven. Door te spelen met deze balans kun je het bochtgedrag van een auto beïnvloeden. Maar voor doorsnee gebruik wil je de afstemming vooral neutraal hebben.