Амортизаторы как они есть

То, что амортизатор — одна из важнейших деталей в автомобильной подвеске, конечно же, известно всем. Каковы функции амортизатора и принципы его действия — известно многим. Но только специалисты и узкий круг опытных автомобилистов знают о конструктивных отличиях разных типов амортизаторов. Сегодня на российском рынке уже нет былого безысходного монополизма отечественных производителей, и помимо «родных» амортизаторов, появились фирменные — разные и по цене, и по конструкции. В конце рассказа об испытаниях амортизаторов Koni нa автомобиле ВАЗ-2108 мы, если помните, упомянули о грядущем большом тесте, где будут представлены разные типы амортизаторов именитых фирм. В преддверии этой работы мы попытаемся пролить свет на конструктивные различия амортизаторов, а заодно рассказать кое-что о том, зачем и когда их нужно менять.

Так работает двухтрубный амортизатор. В гидравлических амортизаторах компенсационный объем заполнен воздухом под атмосферным давлением, в газонаполненных — азотом (2—5 атмосфер)

Схема работы однотрубного газонаполненного амортизатора.

Здесь используется азот под высоким (20—30 атмосфер) давлением

Как известно, в подвеске автомобиля обязательно есть упругий элемент, воспринимающий вес машины и смягчающий проезд неровностей. Простейший вариант — пневматическая шина, но ее, конечно, недостаточно. Поэтому между колесом и кузовом автомобиля помещают или рессору, как это делалось еще в экипажах на четвероногой тяге, или торсион — металлический стержень, работающий на скручивание, или цилиндрическую пружину, что сегодня наиболее распространено. В роли упругого элемента может выступать и резиновая подушка, как это сделано, например, на малютке Austin Mini, или сжатый газ — он работает в гидропневматических и пневмоподвесках (Rover, Citroen). Но речь сейчас не о них, а потому мы для упрощения будем говорить об обыкновенной пружине.

Установленная в колесную подвеску пружина превращает ее в механический колебательный контур, то есть при движении автомобиль начинает раскачиваться. Понятно, что это отрицательно влияет и на комфорт, и на управляемость, и на безопасность. Вот эти-то колебания и гасят амортизаторы, создавая сопротивление вертикальным перемещением колеса и демпфируя колебания. Подбор характеристик амортизаторов — очень сложное дело: помимо массы автомобиля, кинематики подвески и жесткости пружин, надо учитывать трение в шарнирных соединениях (сайлент-блоках, шаровых опорах), упругость шин, неподрессоренные массы, резонансные частоты кузова. Достичь идеального решения чрезвычайно сложно, но автоконструкторы шаг за шагом движутся в этом направлении. От простейших фрикционных демпферов перешли сначала к гидравлическим рычажным, а потом и к телескопическим амортизаторам.

Принцип действия всех современных амортизаторов одинаков: в замкнутом объеме жидкости (специального масла) перемещается поршень с отверстиями. Шток поршня связан с кузовом автомобиля, а резервуар, то бишь цилиндр, — с подвеской (или наоборот), и при перетекании жидкости через отверстия создается необходимое усилие, препятствующее движению штока.

Как они устроены

Для того, чтобы компенсировать изменения внутреннего объема при в движении штока с поршнем внутрь, в амортизаторе обязательно должна быть емкость со сжимаемым рабочим телом — его нельзя «под завязку» залить маслом. Поэтому гидравлические амортизаторы обычно делают двухтрубными: во внутреннем цилиндре, полностью заполненном маслом, ходит поршень, а излишки жидкости вытесняются наружу — в корпус самого амортизатора, заставляя сжиматься воздушную «подушку» вверху.

Чтобы получить желаемую характеристику сопротивления амортизатора, в поршне и на дне внутреннего цилиндра располагают клапаны, через которые с определенной скоростью, зависящей от усилия на штоке, перетекает масло. Причем, как правило, клапаны делают так, чтобы усилия сопротивления амортизатора при ходе отбоя (растяжения) всегда были больше, чем при сжатии.

У обычного гидравлического «двухтрубника» немало недостатков. При постоянной тряске пузырьки воздуха попадают в рабочую полость, вспенивают масло и снижают эффективность демпфирования, после длительной стоянки масло из внутреннего резервуара часто перетекает во внешний, а при быстрых — ударных — движениях поршня в зоне разрежения возникает кавитация, то есть образование пузырьков низкого давления.

Чтобы добиться улучшения работы «двухтрубника», в компенсационную камеру закачивают азот под небольшим (несколько атмосфер) давлением. Такие двухтрубные амортизаторы называют газонаполненными низкого давления или, как говорят профессионалы, «поддутыми». Но радикального улучшения газовым подпором «двухтрубников» добиться сложно.

Иную конструкцию разработал и запатентовал французский инженер Кристиан Бурсье де Карбон. Он оставил всего один цилиндр и уменьшил таким образом вдвое число клапанов, а масло и компенсационную камеру разделил плавающим поршнем и закачал в компенсационную емкость азот под большим давлением — 20—30 атмосфер.

В 1953 году де Карбон основал компанию, назвал ее своим именем и начал производство однотрубных газонаполненных амортизаторов высокого давления. А потом другие фирмы стали покупать лицензию на производство «однотрубников» у фирмы de Carbon.

Основное достоинство однотрубных амортизаторов — отсутствие вспенивания масла и кавитации. Работают такие амортизаторы бесшумно, эффективно и стабильно.

Этот непростой MCpherson

История разработки «поддутых» двухтрубных амортизаторов, которые появились позже, чем однотрубные, связана с широким распространением подвески типа «качающаяся свеча». Дело в том, что объем компенсационной камеры «однотрубников» ограничен, как и размеры самого амортизатора, и поэтому диаметр штока стараются сделать поменьше, разгрузив его от изгибающих усилий. Но McPherson как раз «на том и стоит», что амортизатор служит самым важным направляющим элементом подвески, и диаметр штока (чтобы не погнулся) здесь должен быть солидным. То есть обычный однотрубный амортизатор для использования в стойке не подходит. А поскольку «поддать газу» хочется, то и был разработан компромиссный вариант — и двухтрубный, и газонаполненный.

Но де Карбон победил и эту проблему. Он поставил однотрубный амортизатор «с ног на голову» и впихнул-таки его в макферсоновскую стойку! «Шток» в такой конструкции — это на самом деле цилиндр амортизатора, который ходит внутри корпуса. А настоящий шток крепится хвостовиком к дну стойки.

Как их различить

Телескопические амортизаторы бывают самых разных конструкций и размеров, но ориентироваться в них легко. Шток обычного гидравлического амортизатора можно утопить внутрь, и он там так и останется, не будет сам «высовываться». На корпусе такого амортизатора есть надпись hydraulic

.

А вот у всех газонаполненных амортизаторов штоки выталкиваются наружу сжатым газом, поэтому их и продают или со стяжкой, или в растянутом состоянии. Дополнительное усилие, которое оказывает на кузов газонаполненный амортизатор, невелико — до 25 кг. Для больших машин это хорошо, а вот для малышек весом до тонны суммарная «надбавочка» усилия до 100 кг может оказаться вредной, и поэтому некоторые фирмы, например, Koni, для маленьких автомобилей выпускают только гидравлические амортизаторы. На корпусе у двухтрубного газонаполненного амортизатора есть надпись: «twin tube low pressure gas hydraulic», a y однотрубного — «monotube» или «high pressure gas hydraulic». И если у переднего амортизатора подвески McPherson шток такой же толщины, как и сам амортизатор, то это, будьте уверены, «однотрубник».

Менять или не менять?

Езда с исправными амортизаторами — одно удовольствие, но чтобы понять это, нужно поездить без них.

Если амортизаторы не работают или отсутствуют вовсе, то автомобиль после проезда каждой кочки начинает раскачиваться вверх—вниз и долго не успокаивается. А если толчок был посильнее, то можно и чиркнуть брюхом об асфальт, высекая при этом сноп искр Бывает и обратная ситуация, когда амортизатор заклинивает, и машина превращается в «табуретку». Причем бывают случаи, когда стойка изношена настолько, что уплотнения штока уже просто нет, и вместо масла внутрь попадает вода. В морозы она замерзает — со всеми вытекающими (хотя как раз и нет!) последствиями, а чуть пригреет, и кажется, что все не так страшно. Но это — два крайних случая. Как правило, амортизаторы изнашиваются постепенно, и водитель, ежедневно пользуясь автомобилем, может этому не придавать значения.

Разрез газонаполненного амортизатора низкого давления. Проточка в рабочем цилиндре — «изюминка» фирмы —позволяет добиться меньшего усилия сопротивления при комфортной езде и большего — при больших ходах подвески

«Перевернутый» однотрубный амортизатор высокого давления de Carbon для подвески McPherson

Мы уже упомянули, что амортизаторы очень сильно влияют на комфорт, управляемость и активную безопасность. TUV Rheinland, известная немецкая независимая исследовательская компания, совместно с фирмой Monroe провела экспертизу влияния состояния амортизаторов на поведение автомобиля. Вот некоторые результаты. При торможении со скорости 50 км/ч с одним «убитым» амортизатором тормозной путь увеличился на 2 метра. Много это или мало? Автолюбители, уже успевшие побывать в переделках, подтвердят, что часто именно этих метров и не хватает, чтобы избежать крупных неприятностей. При установке на автомобиль амортизаторов с 50-процентным износом, аквапланированне, когда на лужах шины «всплывают» над твердым покрытием и автомобиль становится неуправляемым, начиналось при 8! км/ч против 85 с исправными, а срыв в скольжение на сухом покрытии в повороте начинался на скорости на 10% меньше обычной, когда амортизаторы в порядке.

Да и без специальных исследований чувствуется, что слабые амортизаторы преображают поведение автомобиля далеко не в лучшую сторону: больше становятся крены в поворотах, клевки при разгоне и торможении, появляются стук и вибрации при проезде неровностей.

Многие водители заблуждаются, будучи уверенными в том, что амортизатор исправен, пока он сухой: «масло не течет — значит, все в порядке». Меж тем проверить исправность амортизаторов — пара пустяков. Нужно всего лишь «прожать» машину по четырем углам и оценить характер колебаний кузова. Хорошая подвеска должна плавно «просесть» и потом столь же плавно вернуться обратно, не совершая колебаний. Мягкие подвески американских автомобилей ведут себя более «разнузданно» — там допускается небольшой колебательный процесс. Но если после качка автомобиль совершает более одного полного колебания, то дело плохо — амортизаторы уже «не держат», и их надо менять.

Казалось бы, замена амортизаторов — простое занятие: крути себе гайки! Ан нет — и здесь есть несколько тонкостей, зная и соблюдая которые, можно продлить жизнь «новичков».

Во-первых, нельзя перетягивать резиновые втулки крепления — это сократит срок службы амортизаторов. Во-вторых, нельзя ставить амортизаторы без защитного чехла, прикрывающего шток от летящих из-под колес абразивов — пыли, песка, камней и соли. В-третьих, на шток нужно обязательно надевать полиуретановый отбойник, который, как правило, входит в монтажный комплект.

Двухтрубные амортизаторы (и газонаполненные в том числе) перед установкой рекомендуется «прокачать», то есть удалить воздух или газ из рабочего цилиндра во внешний. Для этого нужно перевернуть амортизатор вытянутым штоком вниз, вдвинуть в таком положении до упора, перевернуть, не давая штоку выдвинуться ни на миллиметр, и вытянуть вверх. Эту операцию можно повторить несколько раз.

И последняя рекомендация — при монтаже в стойки McPherson ремонтных патронов лучше залить в пространство между стенками масло или тосол — для лучшей теплопередачи. Если этого не сделать, при быстрой езде по неровной доро ге можно стойки «вскипятить» — ведь без жидкости патроны внутри стойки оказываются словно в термосе.

Этот вопрос вправе задать и владельцы отечественных автомобилей, и хозяева иномарок. Тут нужно внимательно присмотреться к ценам, хотя общая закономерность такова. Если «родные» амортизаторы для наших машин дешевле тех, что выпускают для них специализированные зарубежные фирмы, то с иномарками ситуация иная: заводская запчасть «с конвейера» для иномарок часто стоит в полтора-два раза дороже.

Устройство и схема работы двухстороннего тарельчатого клапана амортизатора de Carbon

Сейчас на российском рынке уже много фирм, предлагающих широкий список амортизаторов, в том числе и для тольяттинских автомобилей, и для Волг, а фирма Koni, например, готовит передние амортизаторы даже для Москвича и Оки. В Москве без проблем можно купить амортизаторы Monroe, Sachs, Boge, Bilstein, de Carbon, KYB, появились и отечественные разработки. У каждой фирмы — своя технология, своя политика, свой подход. Мы попытаемся рассказать вам поподробнее и о них, и о наших испытаниях разных амортизаторов.

Материалы: http://vaz-rukovodstvo.ru/2110/amortizatory-kak-est.html

Амортизаторы являются главными компонентами каждого автомобиля. Подобрать амортизатор в настройку подвески не так уж просто. Все же сегодня можно найти компромиссное решение. Известно, что жесткая подвеска близка к спортивным характеристикам. Она, во-первых, гарантирует минимальные крены, во-вторых, обеспечивает хороший контакт с дорожным покрытием.

Когда вы собираетесь настраивать подвеску, то в первую очередь не думайте о самых дорогих брендах. Для начала решите какой тип амортизатора вы желаете выбрать. Во-первых, он зависит от вашего стиля вождения. Что касается функциональности амортизаторов, то он должен в первую очередь гасить вертикальные колебания. Стоит отметить, что они же влияют на скорость автомобиля во время езды, его разгонную и тормозную динамику. Известно, что при разгоне машина как бы приседает назад, тем самым задние колеса нагружаются, а передние, наоборот, разгружаются. Таким образом, сцепление передних колес с дорогой заметно снижается. Когда же автомобиль тормозит, то происходит иная картина. В этом случае максимальная нагрузка идет, наоборот, на передние колеса, а не на задние. Задние же притормаживают, лишь слегка. В любом случае при торможении или разгоне машина в идеале должна сохранять свое нормальное ровное положение. Когда же автомобилист делает на своем каре какие-либо маневры, то нагрузка будет смещаться не по осям, а по сторонам машины. В этом плане она также должна оставаться в ровном, горизонтальном положении.

Таким образом, главной задачей амортизаторов является обеспечение стабильного контакта, сцепления колес с поверхностью дороги в то время, когда над автомобилем теряется контроль. Если они исправны, то колеса без труда обходят все препятствия и возвращаются на исходные позиции, возвращаются быстро на дорогу и обеспечивают правильное сцепление. Сегодня же разрабатываются такие автомобили, у которых их вес поддерживают рессоры или пружины. За все остальное отвечают как раз амортизаторы. Поэтому каждый автомобилист должен отнестись к их выбору предельно серьезно.

Какие нужно учесть нюансы при работе амортизаторов?

Стоит отметить, что работа амортизаторов отличается от других систем некоторыми нюансами и спецификой своего функционирования. Дело в том, что дорожное покрытие не бывает идеально ровным, тем более, если мы говорим о наших дорогах. Нужно помнить, что автомобиль может ехать по неровностям, кочкам, щебню и т.д. Известно, что при встрече автомобилем нескольких кочек подряд, амортизатор начинает работать с перебоями. То есть, он еще не успевает распрямиться, как уже опять должен работать на сжатие. Кроме того, он должен обеспечивать нормальную обработку мелких неровностей. Что касается крупных неровностей, то в этом случае он не должен полностью сжиматься, иначе в противном случае могут возникнуть перебои.

Теплообразование также является главным нюансом в работе амортизаторов. Известно, что жесткость амортизаторов повышена в том случае, если вязкость жидкости выше или перепускные отверстия поршня меньше. Из-за этого при работе амортизаторов выделяется больше температуры. Стоит отметить, что сильно низкая температура также отрицательно сказывается на их работе. Когда в них наблюдается минусовая температура, то масло начинает становиться густым, что также приводит к жесткости амортизатора. В этом случае характеристики его работы сильно меняются. В этом случае нужно суметь правильно выбрать масло.

Говоря о работе амортизаторов, нельзя пройти мимо аэрации. Дело в том, что в современных моделях помимо масла присутствует определенный газ, которое смешивается с маслом и превращает его в пенообразную консистенцию. Известно, что пена может сжиматься, поэтому в этом случае эффективность демпфирования резко снижается.

Расположение амортизаторов также играет существенную роль. Самым выгодным для них местом является расположение неподалеку от колеса, перпендикулярно плоскости подвески. Демпфирующая эффективность амортизатора будет снижена в том случае, если его установить под углом.

Таким образом, конструкция и устройство амортизатора представляет собой сложную науку. Конечно, здесь существует множество компоновочных и конструкторских решений различных инженерных задач.

Сегодня различают два основных типа амортизаторов: однотрубные и двухтрубные. Кроме того, они делятся по наполнению на жидкостные, или гидравлические, и газовые, то есть, с гидравлическим газовым подпором. Крайне редко встречаются амортизаторы, работающие только на высоком давлении газа.

Предлагаем вашему вниманию рассмотреть самые распространенные виды амортизаторов: гидравлические и с гидравлическим газовым подпором.

Гидравлические амортизаторы

На сегодняшний день гидравлические двухтрубные амортизаторы являются самыми распространенными. В принципе, их легко изготовить, да и в эксплуатации они не такие требовательные. Такая модель амортизатора имеет две трубки: рабочую колбу с поршнем и внешний корпус, где хранится избыточное масло. Сам поршень перемещается по внутренней колбе и пропускает через собственные клапаны масло, при этом выдавливая частички масла через клапан, который находится в нижней части колбы. Некоторые называют его клапаном сжатия, так как именно он отвечает за перетекание масла в такой последовательности. Часть жидкости, которая идет снизу колбы, попадает в полость, которая находится между внешним корпусом и колбой. При этом жидкость начинает сжимать воздух, который находится в верхней части амортизатора при атмосферном давлении. Когда происходят движения назад, начинает задействоваться клапан уже самого поршня. Он регулирует движение на отбой.

Стоит отметить, что у гидравлических амортизаторов имеются свои недостатки. Во-первых, у них есть существенные проблемы, связанные с аэрацией. Они наблюдаются, когда амортизатор работает особенно интенсивно. Если воздух будет заменятся азотом, то работа будет намного лучше, как показывает практика. Дело в том, что азот является инертным газом, который не дает амортизатору корродировать в отличие от обычного воздуха. Но все же азот не может полностью решить проблему с аэрацией. Стоит также упомянуть о том, что двухтрубные амортизаторы хуже охлаждаются. Такой фактор также негативно сказывается на их работе. Если же делать амортизаторы большего размера, то можно существенно улучшить демпфирующие характеристики, при этом понизится рабочее давление, а также температура.

Амортизаторы с гидравлическим газовым подпором

Амортизаторы такого типа имеют практически ту же конструкцию, что и гидравлические двухтрубные системы. Кроме того, они имеют схожий принцип действия. Все же есть существенное отличие: обычно в амортизаторе находится не воздух, а инертный газ, например, азот, давление которого составляет от 4-20 атм и больше. То есть, инертный газ и есть газовый подпор. При различных условиях эксплуатации машины давление газа может меняться. Обычно задние и передние амортизаторы имеют разное давление. Известно, что давление газового подпора зависит от диаметра патрона. Если диаметр большой, то давление инертного газа требуется значительно меньше.

Главным преимуществом амортизатора такого типа является нормальная аэрация. Дело в том, что в этом случае масло не смешивается с газом так интенсивно, как у гидравлического типа, поэтому амортизатору ничто не мешает хорошо работать. Стоит дополнить, что газовый подпор поддерживает автомобиль, то есть, выполняет функцию дополнительного демпфера. Таким образом, даже при полностью сжатых пружинах газовые заряды в амортизаторах удерживают правильное положение машины, что позволяет ее легко управлять. Сегодня инженеры используют конструкторский подход при настройках работы амортизатора, поэтому они все чаще разрабатывают универсальные модели, которые имеют ряд преимуществ, в отличие от обычных гидравлических амортизаторов.

В любом случае все двухтрубные амортизаторы имеют один большой недостаток: они не могут устанавливаться в перевернутом виде. Этому препятствует газ, который их наполняет. Все об амортизаторах и их лучших производителях.

Сегодня можно встретить и однотрубные амортизаторы. Давайте рассмотрим принцип их действия подробней.

Как работают однотрубные амортизаторы?

Такая модель амортизатора имеет только одну колбу. Именно эта колба выполняет функцию одновременно рабочего цилиндра и корпуса. Вообще принцип работы однотрубной модели похож с двухтрубным амортизатором. Но есть существенное отличие: газ в этом случае находится в том же цилиндре, кроме того, он отделен от масла специальным плавающим поршнем. В этом случае инженеры используют инертный газ, то есть, азот, который находится отдельно от масла. Его давление относительно высоко: от 20 до 30 атм.

Нижний клапан сжатия в однотрубных моделях, как и в двухтрубных, отсутствует. Всю работу, связанную со сжатием и управлением сопротивления, выполняет поршень. Из-за этого поршень подобрать не всегда просто. Он должен подходить по размеру, конструкции, форме и числу отверстий.

Стоит отметить, что однотрубные амортизаторы отличаются от остальных высокими техническими характеристиками. Обычно автомобиль, оснащенный такими амортизаторами, точней держится и легче управляется. Однотрубные модели могут быстро охлаждаться, так как воздух обдувает только рабочий цилиндр. Габариты системы в этом случае также играют большую роль. Если диаметр рабочей колбы будет больше, то и масла будет больше, таким образом, следует ожидать лучшей теплоотдачи и высоких стабильных технических характеристик.

Все же есть некоторые минусы. Однотрубные амортизаторы в отличие от своих конкурентов могут легко получить повреждения различного рода. Если колба помнется, то нужно менять всю стойку. Двухтрубные модели в этом плане имеют защиту – щит в качестве внешнего цилиндра, поэтому они относительно дольше служат. Кроме того, однотрубные амортизаторы слишком чувствительны к температуре. Если температура очень высокая, то амортизатор будет работать жестко.

Главным плюсом однотрубных амортизаторов является то, что их можно устанавливать как угодно, так как масло и газ находятся друг от друга отдельно, не соприкасаются. Инженеры используют такой фактор в своих целях. Они устанавливают такой амортизатор штоком вниз, тем самым снижая неподрессоренные массы.

Сегодня можно встретить амортизаторы, на которые надета специальная пружина. Такой вариант конструкции встречается у однотрубных и двухтрубных моделей. Эта пружина является дополнительным упругим компонентом, в некоторых случаях заменяет основную пружину. При помощи такой конструкции можно легко регулировать клиренс машины. Для этого нужно найти на корпусе амортизатора особую винтовую гайку, которая поддерживает пружину снизу, и подкрутить. Таким образом, автомобиль можно поднять или опустить, то есть, поджав или, наоборот, опустив пружину.

Особенно популярны сегодня однотрубные модели амортизаторов с выносной компенсационной камерой. В этом случае камера с газовым подпором находится за пределами амортизатора, в специальном резервуаре. При помощи такой конструкции габариты самого амортизатора можно не увеличивать, так как объем масла, газа можно увеличить и без того. Такие показатели эффективно влияют на стабильность положительных характеристик и температурный баланс, так как они быстро охлаждаются. Кроме того, модели таких амортизаторов имеют большой рабочий ход, который отличается от моделей конкурентов. Известно, что в такой конструкции можно установить дополнительную систему клапанов на пути масла, которое перетекает из основного цилиндра в дополнительную камеру. Такая система клапанов заменят клапан сжатия, который обычно можно встретить у двухтрубных амортизаторов. Кроме того, эти клапаны можно отделить друг от друга, тем самым заложив множество диапазонов регулировки. В этом случае жесткость работы амортизатора можно с легкостью менять для различных скоростей поршня, будь это малая, средняя или большая. Известно, что таких позиций регулировки может быть от 10 и больше.

Реже встречается амортизатор с набором перепускных клапанов . Такую модель можно назвать экстравагантной системой.В такой конструкции есть не только специальный резервуар, но и несколько трубок. На их концах можно увидеть регулировочные головки, предназначенные под отвертку или гаечный ключ. Масло перепускается по этим трубкам друг в друга из надпоршневых и подпоршневых камер. При помощи регулировки этих камер можно добиться нужных характеристик работы амортизатора при всех положениях поршня. Такие модели чувствительны, во-первых, к скорости движения поршня, во-вторых, к его позиции, которую он занимает внутри поршня. Число трубок также позволяет эффективно охлаждать масло.

Можно сделать вывод, что на сегодняшний день производителями представлено множество моделей амортизаторов, которые отличаются друг от друга конструкцией и принципом работы. Сказать точно, какая модель самая лучшая или плохая, нельзя. Все типы амортизаторов имеют, как свои достоинства, так и недостатки, поэтому установка того или иного типа зависит только от особенностей автомобиля, а также стиля вождения его хозяина.

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=1239

Правильный подбор амортизаторов в настройке подвески автомобиля – процесс сложный и компромиссный. Близкая к спортивным характеристикам жесткая подвеска гарантирует минимальные крены и желаемый контакт с дорожным покрытием. И это хорошо.

Думая о настройке подвески, надо временно абстрагироваться от брендов и рекламных кампаний. Прежде всего надо решить, какой тип амортизаторов соответствует персональному концепту вашего драйва. Академические понятия функциональности амортизатора звучат весьма определенно – гасить вертикальные колебания. Кроме того, нельзя забывать и о влиянии амортизаторов на разгонную и тормозную динамику. Так, при разгоне автомобиль «приседает» назад, нагружая задние и разгружая передние колеса, снижая тем самым их сцепление с дорогой. При торможении наблюдается обратная картина. Основная нагрузка ложится на передние колеса, а задние лишь слегка притормаживают. И в той и в другой ситуации идеальным было бы состояние, при котором автомобиль сохранял бы свое нормальное «горизонтальное» положение. Примерно та же картина и при маневрировании, но здесь нагрузка смещается не по осям, а по сторонам автомобиля.

Резюмируя, можно сказать, что главной задачей амортизаторов является удержание колеса в постоянном контакте с дорогой во избежание потери контроля над автомобилем. Для чего колесо должно как можно мягче и четче обогнуть препятствие и так же четко и быстро вернуться на дорогу, обеспечивая необходимое сцепление. Современные тенденции сводятся к тому, что, к примеру, пружины или рессоры лишь поддерживают вес автомобиля. Всю остальную работу берут на себя именно амортизаторы, как более точный инструмент. Вот почему так важен их правильный выбор.

При работе амортизатора необходимо предусмотреть множество различных вариантов и характеристик его функционирования. Ведь дорога имеет куда более сложное покрытие, чем в теории, да и автомобиль едет не всегда по прямой. Нюансов очень много. К примеру, несколько последовательных кочек заставляют его работать прерывисто: не успев толком распрямиться, амортизатор снова должен работать на сжатие. Нужно обеспечить и комфортное обрабатывание мелких неровностей, а на крупных избежать полного сжатия амортизатора, грозящего его пробоем. Здесь, как нигде более, важен компромисс – оптимальный баланс между комфортностью и точной управляемостью.

Следующая большая проблема – теплообразование. И чем выше вязкость жидкости или меньше перепускные отверстия поршня, тем выше жесткость амортизатора и больше выделяется температуры при его работе. Отвод тепла – очень важная задача. Но и минусовая температура доставляет немало проблем. При большом минусе масло, находящееся внутри амортизатора, может загустеть, что сделает амортизатор более жестким. Характеристики могут меняться до нескольких десятков процентов. В данном случае все решает правильный подбор масла.

Далее вопрос – аэрация. Поскольку в современных амортизаторах наряду с маслом присутствует и некий газ, они могут смешиваться в процессе работы, и масло превращается в пену. А поскольку пена, в отличие от масла, может быть сжата, это резко снижает эффективность демпфирования.

Не менее важный вопрос – расположение амортизаторов. Наиболее выгодное, с точки зрения работы, место – как можно ближе к колесу, точно перпендикулярно плоскости подвески. Установка амортизатора под углом (как это часто бывает) снижает его демпфирующую эффективность (отклонение от перпендикуляра подвески +/– 50 О – эффективность амортизатора 68%). Все вышесказанное возводит амортизаторы с позиции банального (с точки зрения простого обывателя) автомобильного узла в сложнейшую и многогранную науку. И как в любой другой области, здесь также существуют различные конструкторские и компоновочные решения поставленных задач. По своей конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По архитектуре их принято делить на одно– и двухтрубные. По наполнению: жидкостные (гидравлические) и газовые (с гидравлическим газовым подпором). Существуют и чисто газовые амортизаторы, в которых используется очень высокое давление газа (порядка 60 атм), но они не столь распространены.

Принципиальная схема двухтрубного гидравлического амортизатора

1. газовая полость
2. компенсационная полость
3. полости рабочего цилиндра
4. донные клапаны
5. поршневые клапаны
6. поршень
7. цилиндр
8. корпус
9. шток поршня

Гидравлические двухтрубные амортизаторы – некогда самый распространенный и дешевый тип демпфирующих стоек. Они довольно просты по конструкции и не столь требовательны к качеству изготовления. Состоит такой амортизатор из двух трубок: рабочей колбы, где и находится поршень, и внешнего корпуса, предназначенного для хранения избыточного масла. Поршень перемещается во внутренней колбе, пропуская масло через собственные каналы и выдавливая часть масла через клапан, находящийся снизу колбы. Этот клапан иногда называют клапаном сжатия, поскольку зачастую он отвечает за перетекание масла именно в данном такте. Эта часть жидкости просачивается в полость между колбой и внешним корпусом, где сжимает воздух, находящийся при атмосферном давлении в верхней части амортизатора. При движении назад задействуются клапана самого поршня, регулируя усилие на отбой.

Длительное время именно такая конструкция превалировала на рынке амортизаторов. Но годы эксплуатации выявили ряд ее недостатков. Основным минусом является вышеупомянутая аэрация. Особенно при интенсивной работе такого амортизатора. Замена воздуха азотом (азот, будучи инертным газом, не давал деталям амортизатора корродировать, в отличие от воздуха) несколько улучшила его работу, но не решила проблему полностью. Кроме того, такие амортизаторы, имея фактически двойной корпус, хуже охлаждаются, что также отрицательно сказывается на их работе. С другой стороны, если делать их большего диаметра, удается повысить демпфирующие характеристики, одновременно снижая рабочее давление и, как следствие, температуру.

Гидравлика + газ

Такие гидропневматические амортизаторы имеют схожую конструкцию и принцип действия с обычными гидравлическими двухтрубными стойками. Основное отличие в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением находится инертный газ (чаще азот) под некоторым давлением (от 4 до 20 атм и более, в зависимости от назначения). Это и есть так называемый газовый подпор. Значение давления газа может быть различным для разных условий эксплуатации автомобиля. Кстати, чем больше диаметр патрона, тем меньшее необходимо давление газового подпора. Оно может различаться также для передних и задних амортизаторов.

1. клапан сжатия
2. разделительный поршень
3. газовая полость
4. клапан отдачи
5. поршень
6. полость с рабочей жидкостью
7. шток поршня

Такие амортизаторы, как следует из названия, имеют лишь одну колбу, которая является и рабочим цилиндром, и корпусом одновременно. Работают они так же, как и двухтрубные, но в данной конструкции газ находится в том же цилиндре и отделен от масла особым плавающим поршнем (так называемая схема De Carbon). Газ (чаще азот) находится в своей камере, отделенной от масла, под высоким давлением (20–30 атм).

Своего рода эволюцией однотрубных амортизаторов являются «однотрубники» с выносной компенсационной камерой. В них камера с газовым подпором вынесена за пределы самого амортизатора в отдельный резервуар. Такая конструкция позволяет, не увеличивая размеры самого амортизатора, увеличить объем и газа, и масла, что серьезно влияет на температурный баланс (они более эффективно охлаждаются) и стабильность характеристик. Плюс к этому имеют больший рабочий ход. Но еще больший эффект от выносной камеры в том, что на пути масла, перетекающего из основного рабочего цилиндра в доп. камеру, можно установить систему клапанов, которые будут играть роль клапана сжатия, как в двухтрубной конструкции. Отделив друг от друга клапана, работающие на сжатие и отбой, можно заложить много диапазонов регулировки. Можно менять жесткость работы амортизатора для различных скоростей движения поршня, например малую, среднюю и большую. И позиций таких регулировок может быть 10 и более. Порой можно встретить и весьма экстравагантную систему с набором перепускных клапанов. Кроме большого внешнего резервуара, амортизатор облеплен несколькими трубками, на концах которых находятся регулировочные головки под гаечный ключ или отвертку. По этим трубкам масло перепускается из над– и подпоршневых камер друг в друга. Регулируя эти перепускные каналы, можно получить нужные характеристики работы амортизатора на определенных режимах или, если быть точным, положениях поршня. То есть такие амортизаторы чувствительны не только к скорости перемещения поршня, но и к его позиции внутри колбы. Кроме этого, наличие большего числа трубок, по которым проходит масло, способствует лучшему его охлаждению.

Материалы: http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/absorber.html