Амортизаторы и подвеска автомобиля

Колебания – гасить!

Состояние российских дорог, как известно, оставляет желать лучшего. Ездить же хочется с комфортом, чтобы не отслеживать всем телом каждую ямку на дороге. Для этого существует подвеска, именно она принимает на себя все удары и толчки, смягчает их и гасит. Но от подвески зависит не только комфорт, от подвески зависит ещё и состояние автомобиля – если все удары будут передаваться непосредственно на кузов, то он долго не протянет – пойдут трещины, разрывы силовых элементов, в общем, ничего хорошего.

И ещё от состояния подвески зависит безопасность. Исправно работающая подвеска помогает колесам сохранять постоянный контакт с дорогой и стабилизирует колебания кузова, обеспечивая тем самым устойчивость и управляемость автомобиля. Очень важную роль в этом процессе играют амортизаторы – гасители колебаний. Они не дают машине раскачиваться, они не дают пружинам колебаться.

На заре автомобилестроения, когда амортизаторов на автомобилях не было, при езде по плохой дороге (а хороших дорог тогда тоже не было), автомобили раскачивались, колёса из-за колебаний подвески прыгали по дороге, некоторое время находясь в воздухе. Но тогда и скорости были не те, и машин на дорогах было мало. В современном напряжённом траффике, при сегодняшних скоростях к состоянию амортизаторов предъявляются повышенные требования – представьте, что в момент, когда надо резко затормозить, колесо находится в воздухе – в таком случае может не хватить как раз тех самых метров, чтобы избежать столкновения.

Неисправные амортизаторы приводят к увеличению тормозного пути, снижению скорости безопасного прохождения поворотов, увеличению вероятности аквапланирования колёс и возникновения заноса. Реакция на ухудшение состояния подвески особенно заметна на автомобилях, оборудованных ABS тормозов. ABS использует данные, получаемые от датчиков скорости вращения колес, и если колесо "скачет", то скорость его вращения становится непостоянной, из-за чего в блок управления ABS поступает нелогичная информация, нарушающая нормальную работу системы торможения.

Давайте разберёмся, как работает амортизатор. Энергия удара колеса о препятствие и энергия колебаний пружины тратится на перекачку достаточно густого масла через узкие каналы. Амортизатор создаёт дополнительное усилие, и тем самым не даёт машине раскачиваться и позволяет пружинам или рессорам постоянно прижимать колесо к дороге. О том, какие бывают амортизаторы, какие амортизаторы предпочесть, как следить за состоянием подвески, рассказывает директор компании РегионТехКомплект, специализирующейся на продаже и установке японских амортизаторов Kayaba, Прутников Александр Эммануилович:

А.П.: Существует несколько видов амортизаторов, в основе конструкции любого амортизатора лежит масло. По видам амортизаторы различаются на масляные и газомасляные. Конструктивно газомасляные амортизаторы делятся на двухтрубные и однотрубные. Газомасляные амортизаторы, в частности однотрубные, это более спортивный вид амортизаторов, и подойдут они для любителей активной спортивной езды. Для любителей спокойной комфортной езды хорошо справятся со своей работой и масляные амортизаторы. Соответственно и существенная разница в цене – как правило, газомасляные амортизаторы дороже масляных процентов на 20 на 30. Выбор за автолюбителем.

Амортизаторы и все детали подвески в большинстве своём не ломаются, а изнашиваются постепенно (за исключением запущенных шаровых опор на ВАЗовской "классике" – наверняка каждому доводилось видеть стоящий автомобиль с вывернутым передним колесом), и водители неосознанно подстраиваются под ухудшающуюся работу подвески, часто даже не представляя, насколько небезопасным стал их автомобиль.

Конечно, многое зависит от качества дорог, по которым преимущественно ездит машина, от запаса прочности, которым обладает подвеска той или иной модели автомобиля, от стиля вождения. Признаками неисправностей в подвеске являются посторонние стуки, сопровождающие проезд неровностей, вибрации на руле, увод автомобиля в сторону, ускоренный неравномерный износ покрышек. Нельзя также оставлять без внимания появление течи жидкости из амортизатора.

Следует знать, что выход из строя любой детали, будь то амортизатор, шаровая опора, сайлент-блок, резиновая втулка и т. д., приводит к увеличению нагрузки на другие элементы подвески, ускоряет их износ и, кроме того, неисправности в подвеске влияют на ресурс покрышек, а также деталей рулевого механизма и ступичных подшипников.

А.П.: Хотя бы раз в 10-15 тысяч стоит заехать на сервис и проверить подвеску. Гарантия это и предполагает. Тут нельзя сказать однозначно, сколько они проходят. Всё зависит от условий эксплуатации, от конкретного стиля вождения, гарантия, которую предоставляет Kayaba – это 60-70 тысяч километров пробега в условиях наших дорог. Бывают случаи, что люди проезжают и 200 тысяч километров и амортизаторы находятся в рабочем состоянии.

И.Ш.: Всё-таки амортизатор – это элемент сложной системы, и даже если установлен новый фирменный амортизатор, при изношенных остальных деталях подвески автомобиль остаётся небезопасным.

А.П.: Амортизатор – это элемент подвески. Многие думают, что, поменяв амортизаторы, можно забыть про всё. На самом деле ситуация оказывается совершенно другая. Новые амортизаторы, как правило, жёстче, и в этом случае выползают многие дефекты подвески – изношенные втулки, сайлентблоки… многие, поставив амортизаторы, через некоторое время приезжают и говорят, что амортизатор, как им кажется, неисправен – появился стук в работе подвески. Начинаем разбираться, и оказывается, что неисправность вызвана износом какого-либо элемента подвески. Конечно, стоит диагностировать всю подвеску. В нашем сервисе мастера, прежде чем поставить амортизатор, это делают, происходит проверка деталей рулевого управления, шаровых опор, сайлентблоков подвески.

Ещё один немаловажный момент грамотной установки амортизаторов – это проверка состояния защитного комплекта и опоры стойки. Как правило, с годами (при пробеге 100 и более тысяч), происходит их естественный износ, и при замене амортизатора в идеале их нужно поменять.

И.Ш.: В последнее время сложилось такое устойчивое выражение, как "прокачка стоек". Что это такое, и имеет ли это смысл?

А.П.: Что такое "прокачка"? Я бы сказал, что это выброшенные на ветер деньги. Можно прокачать любую стойку, но заменить, к примеру, изношенный шток – это просто невозможно. По опыту буквально через две-три тысячи километров пробега прокачанный амортизатор выходит из строя. Это не больше, чем полумера. Лучше добавить небольшую сумму денег и приобрести комплект новых амортизаторов, на который будет, по крайней мере, полугодовая гарантия.

Так что ставьте только хорошие амортизаторы и следите за подвеской, дабы всегда сохранять полный контроль над машиной в любых дорожных условиях.

На странице "Книги - бесплатно" Вы можете СВОБОДНО скачать некоторые материалы раздела "Бонус" немедленно.

Материалы: http://www.homearchive.ru/avto/av0437.html

Увеличение скоростей движения современных автомобилей ограничивается в настоящее время не только мощностными характеристиками двигателя и типом трансмиссии,но,прежде всего,плавностью хода,устойчивостью и управляемостью,эффективностью торможения.

Такие показатели,как вертикальные и горизонтальные вибро ускорения, предельные скорости маневров «переставка» и «вход в поворот»,тормозной путь, время реакции водителя, существенно зависят от совершенства конструкции подвески и ее отдельных элементов. Только при строгом согласовании кинематики подвески и рулевой трапеции и их характеристик обеспечивается надежный контакт колеса с опорной поверхностью,особенно при высоких скоростях движения.

Подвеска транспортного средства(далее по тексту-автомобиль) согласно ОСТ 37. 001. 277–84 -это совокупность устройств, связывающих мостили колеса с рамой (кузовом) автомобиля и предназначенных для уменьшения динамических нагрузок,передающихся автомобилю при движении по неровностям опорной поверхности дороги,а так же обеспечивающих передачу всех сил и моментов, действующих между колесами и рамой (кузовом).

Подвеска состоит из направляющего, упругого демпфирующего устройств. Направляющее устройство обеспечивает передачу сил и моментов, действующих между колесами и рамой (кузовом) автомобиля, и определяет траекторию перемещения колесо относительно рамы (кузова). Упругое устройство, воспринимая по дрессоренную массу, служит для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых автомобилю при движении по неровностям дороги. Демпфирующее устройство (амортизаторы) предназначено для демпфирования колебаний подрессоренных и не подрессоренных частей автомобиля.

Рис.1.1. Жесткое соединение колеса

(подрессоренной массе и жесткости упругих элементов подвески) и оптимальному соотношению сил сопротивления приходах сжатия и от боя в заданном режиме движения (скорость, дорога), предотвращая отрыв колес от дороги и гася колебания кузова.

Роль амортизаторов в подвеске автомобиля может быть проиллюстрирована реакцией его кузова на проезд единичной неровности высотой 100 мм при различном соединении колеса с кузовом.

При жестком креплении колеса к кузову удар, возникающий при наезде на неровность, лишь отчасти смягчается упругой шиной. Нарис.1.1 показано, как перемещается кузов в таком случае. Колебания имеют большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение. Водитель и пассажиры испытывают при этом неприятные толчки.

Рис.1.2.Подвеска только супругим элементом

При введении в подвеску упругого элемента, такого как пружина или рессора, толчки, передаваемые на кузов, за счет сжатия пружины (или прогиба рессоры)значительно смягчаются, вертикальные ускорения уменьшаются. Однако после проезда неровности, пружина вместо того, чтобы вернуться к своей первоначальной длине, продолжает расширяться дальше из-за движения кузова вверх по инерции. Затем она вновь сжимается, и весь цикл повторяется. Колебания, как показано на рис .1.2, затухают постепенно за счет сил трения в подвеске до тех пор,пока пружина не придет в исходное состояние. Чем выше не ровность,тем дольше и с большей амплитудой происходят колебания кузова. На неровной дороге автомобиль с такой подвеской раскачивается во всех возможных направлениях,дела я управление автомобилем затруднительным, а движение-опасным.

Кроме того,может возникнуть резонанс,проявляющийся в нарастающем увеличении колебаний автомобиля при совпадении вынужденных(от неровности дороги)и собственных частот колебаний. Он зачастую сопровождается «пробоями» подвески–жестким и ударами по кузову. Для исключения подобных негативных явлений в подвеску вводят демпфирующий элемент–амортизатор. Он ограничивает скорость сжатия и расширения пружины,поглощая большую часть энергии и колебаний и превращая ее в тепловую.При проезде неровности,как и в предыдущем случае,пружина сжимается,а затем(после проезда неровности),когда она начинает расширяться, стремясь превзойти свою первоначальную длину,большую часть накопленной энергии поглощает амортизатор.Количеств циклов колебаний,показанных на рис.1.3,довозвращения пружины в исходное состояние составляет при этом 0,5- 1,5.

Рис.1.3.Подвеска супругим элементом

Таким образом, демпфирующие элементы гасят колебания кузова,вызванные неровностям и дороги и инерционными силами,а следовательно,уменьшают их воздействие на пассажиров и груз. Они также способствуют гашению колебаний не подрессоренных масс(мостов, балок, колес, шин, осей, ступиц, рычагов, колесных тормозных механизмов,частично пружин и амортизаторов)относительно кузова,улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

При отсутствии надежного контакта колеса с дорогой,что бывает при неисправных амортизаторах, скорость движения автомобиля вынужденно снижается, тормозной путь увеличивается,повышается склонность к аквапланированию, ухудшаются курсовая устойчивость и управляемость автомобиля на повышенных скоростях движения [2,3], что способствует более интенсивному и неравномерному(пятнистому)износу шин.Врезультатеповышаетсяутомляемостьводителя и,как следствие,возрастает время его реакции.Кроме того,из-за худшего сцепления колес с дорогой теряется часть полезной мощности, в связи с чем снижается разгонная динамика автомобиля и увеличивается расход топлива.

Исходя из назначения,основными требованиям и к амортизаторам являются:

• обеспечение заданных показателей плавности хода и эффективности гашения колебаний на всех видах дорог и местности в эксплуатационном диапазоне скоростей автомобиля;
• уменьшение вибраций при движении автомобиля по дорогам с незначительными неровностями;
• снижение динамических нагрузок на раму (кузов) при резких перемещениях колес;
• стабильность характеристик в широком диапазоне рабочих температур от минус 40 до + 120 оС;
• высокая надежность.

Обеспечение указанных требований достигается соответствующим выбором параметров амортизатора и,в первую очередь,величиной его неупругого сопротивления.

Материалы: http://www.paaz.ru/rol-amorizatorov/

В этой статье мы расскажем о принципе работы амортизатора.

Как всем известно, амортизаторы автомобильной подвески предназначены для смягчения ударов во время проезда различных неровностей. Однако многие молодые автомобилисты не до конца понимают функционирование и устройство амортизатора в автомобильной подвеске. Именно поэтому в данной статье мы расскажем об устройстве амортизатора.

На самом деле амортизатор автомобильной подвески больше работает не на смягчение ударов от проезда неровностей, а на предотвращение раскачивания кузова автомобиля. Роль главного упругого элемента подвески на сегодняшний день исполняют пружины. Гашение удара об кузов выполняет именно пружина. При наезде колеса автомобиля на препятствие пружина начинает сжиматься. При этом кузов автомобиля не подскакивает резко вверх, а лишь плавно слегка приподнимается. После скатывании колеса с препятствия пружина, наоборот, распрямляется. Однако вследствие упругости пружины после наезда на препятствие она еще долго может сжиматься и расжиматься, уменьшая и сводя амплитуду своих колебаний к нулю. Чтобы этого не происходило, в подвеске автомобиля установлен амортизатор. Именно он предотвращает колебания пружины и раскачивание кузова.

На сегодняшний день в современных автомобилях используются телескопические амортизаторы. Корпус амортизатора состоит из цилиндра, который заполнен маслом. Внутри такого цилиндра ходит шток с поршнем, который обладает клапанами, открывающимися лишь в одном направлении. Для каждого направления есть отдельные клапаны. Если поршень выдвигается из амортизатора, то в работу вступают одни клапаны, которые пропускают масло в полость под поршнем. Если поршень втягивается в амортизатор, то в работу вступают другие клапаны, которые пропускают масло в полость над поршнем. Именно масло благодаря своей вязкости создает определенное давление с двух сторон поршня внутри амортизатора, которое не дает ему колебаться. За счет этого гасятся и колебания кузова от пружины. Также стоит отметить, что пропускная способность клапанов на вход штока в корпус амортизатора выше, чем на выход из него. Вследствие этого колесо при наезде на препятствие почти без сопротивления перемещается вверх. Соответственно, удар не будет переходить от колеса на кузов. А если колесо будет проезжать через яму, то амортизатор позволит придержать колесо в поднятом состоянии. Именно поэтому даже на небольших скоростях автомобили могут как-бы пролетать над ямой.

Амортизатор гасит колебания пружины подвески и кузова.

Существует три основных типа конструкций амортизаторов: однотрубные амортизаторы с газовым подпором, двухтрубные амортизаторы и двухтрубные амортизаторы с газовым подпором.

Первыми из всех типов появились двухтрубные амортизаторы. Их конструкция является гидравлической. В корпусе амортизатора есть две трубы. По первой трубе ходит поршень. Вторая труба-полость компенсирует объем масла. Эта полость заполнена маслом наполовину. При работе амортизатора масло нагревается и расширяется. Излишки масла будут попадать во вторую трубу-полость.

Впоследствии данный тип конструкции амортизатора усовершенствовали. Вторую трубу-полость, являющуюся наружной, стали наполнять газом с небольшим избыточным давлением. Так появились двухтрубные амортизаторы с газовым подпором. Такая конструкция снижает вероятность вспенивания масла при работе. Следовательно, у таких амортизаторов не снижается работоспособность при длительном использовании.

Последний тип конструкции амортизатора – это гидравлические однотрубные амортизаторы с газовым подпором. У таких амортизаторов только одна внутренняя труба, в которой ходит поршень. В дополнение к ней есть небольшая полость, которая заполняется газом. Благодаря наличию одной трубы такой амортизатор намного легче охлаждается окружающим воздухом. К преимуществам однотрубной конструкции амортизаторов еще можно отнести более легкий вес и возможность установки любым концом вверх или вниз. При этом стоимость однотрубных амортизаторов значительно выше, чем у двухтрубных. Плюс к этому надежность однотрубных амортизаторов ниже.

Принципы установки амортизатора в автомобильной подвески не изменились на протяжении многих десятилетий. Верхняя часть амортизатора обязательно прицепляется к самому несущему кузову автомобиля. У внедорожников амортизаторы прикрепляются к раме автомобиля. Нижняя часть амортизатора крепится к основному элементу подвески. Таким элементом может быть рычаг или балка на неразрезном мосте.

В передней подвеске McPherson амортизаторы называются стойками и объединены с пружинами.

С появлением передней подвески McPherson изменился принцип установки амортизаторов. Теперь в передней подвеске такого типа амортизатор устанавливался внутри пружины над верхним рычагом подвески. Вместе с элементами для крепления подвески такой передний амортизатор стал называться стойкой. Такая сложная конструкция переднего амортизатора нуждалась в особом крепление сверху. Именно поэтому амортизаторная стойка получила шарнир с подшипником для крепления верхней части. Сверху амортизаторная стойка опирается на стакан – элемент несущего кузова автомобиля. Подшипник на верхнем шарнире амортизаторной стойки позволяет ей вращаться вокруг собственной оси. Создание амортизаторной стойки позволило удешевить конструкцию всей передней подвески автомобиля. Теперь передняя подвеска не нуждалась в наличии направляющего верхнего рычага.

Материалы: http://motormania.ru/auto-articles/ustrojstvo-amortizatora.html