Амортизаторы сегодня — это неотъемлемая часть подвески как на легковых, так и на грузовых автомобилях.
«Подвеска» автомобиля – общее понятие. Она служит для соединения колеса с кузовом автомобиля, но независимо от типа и конструктивных схем предназначена для обеспечения надёжного контакта колеса с поверхностью дороги и гашения колебаний кузова, вызванных неровностями дороги и инерционными силами при движении.
• При жёстком креплении, удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение.
• При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).
• В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина, как и в предыдущем случае, сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5 … 1,5 циклов.
Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.
Таким образом, чтобы Ваш автомобиль «парил» над дорогой, между кузовом и дорожным полотном должны быть:
– шины
– основные упругие элементы
– дополнительные упругие элементы
– направляющие устройства подвесок
– демпфирующие элементы.
Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от микропрофиля дороги.
Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.
Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что приводит к ухудшению характеристик автомобиля:уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса.
Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.
Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или сайлентблоки, буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин).
Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.
Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова. Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса (двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну.
Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.
Отдельное внимание стоит уделить подвеске McPherson: во-первых, такая подвеска получила исключительное распространение на переднеприводных автомобилях, а во-вторых в этой подвеске амортизатор играет роль направляющего элемента и нагружен боковыми силами.
Демпфирующий элемент гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.
Амортизаторы, как демпфирующий элемент современной подвески, получили наибольшее распространение в силу сочетания эффективности в работе, надёжности и технологичности изготовления. Основной функцией амортизатора является обеспечение надёжного контакта колеса с дорогой, комфорта и безопасности.
Для выполнения своей функции амортизатор должен поглощать определённое количество энергии колебаний, и если точнее, то не поглощать, а преобразовывать её в тепловую. Количество поглощаемой энергии зависит от массы автомобиля, жёсткости пружины и частоты колебаний.
Работа гидравлического и гидропневматического амортизаторов основывается на двух основных свойствах жидкости: её несжимаемости и вязкости.
Все производимые в мире амортизаторы делятся на две группы:
• Гидравлические (или масляные)
• Гидропневматические (или газонаполненные)
Принцип работы гидравлического амортизатора достаточно прост. В рабочем цилиндре, заполненном специальной гидравлической жидкостью, перемещается шток с поршнем, имеющим точно калиброванную систему клапанов. Рабочие характеристики подбираются индивидуально для наилучшего гашения колебаний подвески каждого автомобиля.
Поясним формирование гидравлической характеристики амортизатора:
• Если все клапаны «намертво» закрыты, а прохождение гидравлической жидкости происходит только через обходной канал в поршне, получится абсолютно жёсткая линейная характеристика. Если включить в работу клапаны сообщения с компенсационной камерой – характеристика станет «мягче». Несимметричность объясняется тем, что клапан, открывающийся на «сжатии», имеет большее проходное сечение, чем клапан, работающий на «отбое».
• Если задействовать основные клапаны, расположенные в поршне, форма характеристики уже нелинейна и по мере открытия клапанов и увеличения общего проходного сечения каналов, становится всё менее «жёсткой».
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 +/– 50О – 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)
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.
…плюс газ
(Принципиальная схема регулируемого двухтрубного гидравлического амортизатора с газовым подпором (на примере конструкции амортизаторов фирмы Koni) )
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. Чем же помогает газовый подпор? Прежде всего – пресловутая аэрация. Будучи под давлением, газ не смешивается с маслом столь сильно, как в предыдущем случае, улучшая работу амортизатора. Но полностью данная проблема не решена и здесь. Кроме снижения аэрации масла, газовый подпор способствует поддержанию автомобиля, выполняя роль дополнительного демпфера. То есть, даже если пружины уже сжались бы, газовый заряд в амортизаторе удерживает правильное положение автомобиля, что положительно влияет на его управляемость. Такой конструктивный подход позволяет инженерам более гибко подходить к настройкам работы амортизатора, делая его более универсальным, чем обычные гидравлические. Общая проблема всех двухтрубных амортизаторов – невозможность установки «вверх ногами». Этому мешает наполняющий их газ.
(Регулируемый амортизатор системы CDC на автомобиле Opel Astra разработки ZF)
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). Однотрубные амортизаторы не имеют нижнего клапана сжатия, как двухтрубные. Это означает, что всю работу по управлению сопротивлением и при сжатии, и при отбое берет на себя поршень. В этой связи, несмотря на кажущуюся простоту этого узла, подбор его конструкции, размера, формы и количества отверстий является весьма сложной задачей. В целом такие амортизаторы имеют высокие рабочие характеристики. Они еще точнее держат автомобиль, способствуя лучшей управляемости. Кроме того, они эффективнее охлаждаются, поскольку воздухом обдувается непосредственно рабочий цилиндр. Плюс к этому в тех же габаритах, что и двухтрубные амортизаторы, внутренний диаметр рабочей колбы будет больше, равно как и диаметр поршня. Это означает больший объем масла, более стабильные характеристики и, опять же, лучшая теплоотдача. Но есть и минусы. В отличие от своих двухтрубных «коллег», однотрубные более уязвимы от внешних повреждений. Замятая колба однозначно приводит к замене стойки, тогда как двухтрубные имеют своего рода страховку, или, если можно так назвать, щит в виде внешнего цилиндра. К минусам можно отнести также высокую чувствительность однотрубных амортизаторов к температуре. Чем она выше, тем выше давление газового подпора и жестче работает амортизатор. С другой стороны, однотрубные стойки можно устанавливать как угодно, поскольку газ плотно отделен от масла плавающим поршнем. Кстати, именно это обстоятельство позволяет автопроизводителям, устанавливая такой амортизатор штоком вниз, снижать неподрессоренные массы. Здесь же нужно сказать и о том, что часто можно встретить амортизаторы с надетой на них пружиной. Этот вариант конструкции не относится исключительно к однотрубным стойкам. Просто так добавляется дополнительный упругий элемент, а порой он и вовсе заменяет основную пружину. Такие конструкции часто имеют возможность регулировки клиренса автомобиля. Подкручивая особую винтовую гайку на корпусе амортизатора, поддерживающую пружину снизу, можно поднять или опустить автомобиль, соответственно поджав либо отпустив пружину. 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 допкамеру, 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.
(Магнитная жидкость; Плоский поток (параболический профиль скорости перемещения))
Кроме примеров борьбы с явлением аэрации, были и другие варианты совершенствования конструкции таких амортизаторов. Так, например, компания Monroe, используя особые заостренные бороздки на стенках рабочей колбы, добивалась точной настройки характеристик амортизатора как для спокойной, так и для активной езды. Нужно отметить и примеры регулируемых амортизаторов, построенных по двухтрубной газонаполненной схеме. Стандартные амортизаторы также обладают возможностью регулировки, но для этого их необходимо разбирать. А есть варианты конструкций, предлагающие внешнюю регулировку жесткости. Так, фирма Koni применяет особый регулировочный штырь, проходящий через шток. Загнутый конец этого штыря, поворачивая особую эксцентриковую шайбу, создает дополнительную нагрузку на нижние пластины, позволяя настроить усилия хода отбоя. Ряд фирм осуществляют регулировку жесткости работы амортизатора схожим образом, но с использованием системы перепускных каналов в штоке, отвечающих за протекание масла, минуя дроссель. Интересный вариант регулировки жесткости предлагает фирма Kayaba. На ее амортизаторах серии AGX используется клапан, расположенный сбоку амортизатора в нижней части стойки, также регулирующий перепускание масла в обход поршня. У конструкций с выносными резервуарами возможностей настройки, как было сказано выше, куда больше, но все это механические системы, требующие остановки и ручной корректировки. Такой вариант мало подходит к современным серийным автомобилям, производители которых стремятся создать водителю и пассажирам максимальный комфорт и удобства. Для этих целей разрабатываются новые варианты амортизаторов, имеющих автоматические регулировки жесткости. Первые такие устройства представляли собой сложнейшие гидравлические системы, работающие под высоким давлением и регулирующие характеристики работы амортизаторов посредством изменения давления масла в рабочем цилиндре. В настоящее время им на смену пришли иные устройства, позволяющие изменять характеристики работы амортизаторов посредством электрических клапанов, причем как в ручном, так и в автоматическом режиме. В качестве примера можно привести систему CDC (Continuous Damping Control – непрерывный контроль демпфирования) фирмы ZF, использованную на автомобиле Opel Astra. Здесь применена схема обычного двухтрубного амортизатора с газовым подпором. Регулировка усилия на сжатие и отбой осуществляется посредством двух электромагнитных клапанов, установленных сбоку в нижней части амортизатора и внутри самого поршня. Процессорное управление отслеживает множество параметров (скорость, вертикальное ускорение каждого колеса, угол поворота руля и т. д.) и регулирует жесткость по каждому из амортизаторов в отдельности. Есть и куда более изящная разработка, имеющая, на мой взгляд, весьма радужные перспективы. В прошлом году компания General Motors представила магнитные амортизаторы на моделях Cadillac Seville и Chevrolet Corvette. Совместно с корпорацией Delphi была разработана система MRC (Magnetic Ride Control – магнитный контроль перемещения). В данной системе отсутствуют привычные способы регулировки усилия. Всю работу берет на себя магнито-реологическая жидкость. Эта жидкость работает как и в обычных амортизаторах, но при этом под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными электромагнитными катушками, она способна менять свою вязкость. Причем менять с частотой 1000 раз/сек, и регулировка происходит фактически мгновенно. Реакция системы занимает всего одну миллисекунду. Нет ни двигателей, ни соленоидов, ни каких бы то ни было сложных клапанных систем. Такой магнитный амортизатор проще своих классических «коллег», но, к сожалению, пока не дешевле. Виной тому все еще высокая стоимость устойчивых к расслоению магнито-реологических жидкостей с достаточно широким температурным диапазоном работы. Но очень похоже, что будущее за подобной схемой. Уж очень много преимуществ. Упрощаются сам амортизатор и подвеска. Исключается необходимость в стабилизаторах поперечной устойчивости. Потрясающие возможности контроля жесткости подвески. Много плюсов.
источник
Ударил мороз ( целых -10 градусов ), «забубнила» на неровностях задняя амортизаторная стойка. Она конечно «потела», но прошла всего 35 ткм. — рано ей ещё в утиль. А что с ней? Стойка по внешним признакам масляная, двухтрубная. Частичная потеря масла ( по характеру запотевания грамм 20, а то и меньше ), усугубилась уменьшением объёма масла внутри амортизатора из за охлаждения в мороз. В результате этих уменьшений, в рабочем цилиндре амортизатора ( в верхней части ) образовалась воздушный пузырь. Теперь при работе амортизатора ( при ходе отбоя ) столб жидкости над поршнем разгоняется без сопротивления и ударяет в направляющую втулку штока.
Это называется «утренняя болезнь» амортизаторов. Утренняя — по тому что может пройти сразу после начала движения авто, когда при ходе «сжатия», шток погрузится в надпоршневоую полость рабочего цилиндра и вытеснит количество жидкости ( воздушного пузыря, равное объёму погруженной части штока ), если этого объёма будет достаточно, то воздушный пузырь выйдет весь и дефект устранится. Кроме того, при работе амортизатора, происходит преобразование механической энергии колебаний кузова автомобиля в тепловую энергию, значит жидкость внутри амортизатора будет нагреваться, расширяться и вытеснять воздушный пузырь из рабочего цилиндра… В исправном двухтрубном амортизаторе, «ванночка» над направляющей втулкой всегда наполнена жидкостью, прорвавшейся туда через кольцевую щель между штоком и втулкой. Эта резервная жидкость пополняет надпоршневую полость, в случАе чего.
Как исправить ситуацию с моим амортизатором? Поменять его я всегда успею… Нагреть и прокачать? Возможно хода подвески при сжатии не хватит для вытеснения всего воздушного пузыря. Тогда наверное надо прокачать амортизатор в снятом виде ( с вдавливанием штока на полный ход и с подогревом до комнатной температуры ). И где гарантия, что жидкость опять не «съёжится» на морозе? А ведь жидкость в двухтрубном амортизаторе находится не только в полностью заполненном рабочем цилиндре и «ванночке», а ещё и в компенсационной камере ( в наружней трубе двухтрубного амортизатора ), уровень жидкости там ниже ( остальной объём занимает воздух или «газовый подпор» ), чем в цилиндре. И по идее, за счёт разной пропускной способности донного клапана рабочего цилиндра при ходах сжатия и отбоя, компенсационная камера должна постоянно ( при работе амортизатора ) подпитывать рабочий цилиндр… Вот тут мне немного не понятно, почему тогда воздушный пузырь остаётся надолго. Буду экспериментировать, если не пройдёт само, при раскачке и скором потеплении, буду лечить, вплоть до врезания в наружнюю трубу стойки пробки для добавления тех самых недостающих 20 граммов амортизаторной жидкости. И посоветую всем: прогревать амортизаторы на малом ходу после стоянки автомобиля в мороз… Летом амортизатор при интенсивной работе может разогреться до 120 градусов ( значит, градусов 80 из них это тепловой эквивалент той самой энергии, которую амортизаторы гасят при свей работе).
Простояла машина дней несколько в гараже, потеплело до +5 градусов и пропал стук в стойке. А если поехать с этим стуком на диагностику ходовой и проверить машину на амортизаторном стенде? Думаю, проверка на стенде может и не показать неисправность, т.к. современные амортизаторные стенды ( применяемые на СТО для диагностических целей ) насколько мне известно, оценивают амортизатор по коэффициенту демпфирования ( затухания колебаний ) кузова. Это безразмерная величина, которая оценивает способность подвески гасить ( рассеивать ) энергию, возникающую в упругих элементах подвески при колебаниях кузова с определённой частотой ( 100 — 1000 1/мин ). Желательный диапазон демпфирования D = 0,25 — 0,3. Стенд выдаёт по результатам проверки, эффективность амортизаторов в %. Но этой информации не достаточно, чтобы получить полную картину работы амортизатора. Например, сила сопротивления на штоке одного из амортизаторов оси может быть больше при ходе отбоя, у другого — на ходе сжатия. Коэффициенты сопротивления обоих амортизаторов могут при этом оказаться равными, а следовательно и коэффициенты демпфирования и эффективность будут равны. Хотя машина с таким дефектом потеряет в управляемости. То же самое со стуком ( свободным ходом штока в конце сжатия, начале отбоя ). Свободный ход ( малый по сравнению с рабочим ходом, но достаточный для стука ) может не отразиться на общей картине демпфирования ( эффективности ). Компьютер выдаст положительный результат — стойка исправна. Тем более, за время всех манипуляций ( с мойкой и оформлением ), стойка может согреться в тёплом помещении и перестать стучать самостоятельно.
Вот тут и пригодятся методы » дяди Васи «. Я применяю несколько проверок к амортизаторам, учитывая что кроме амортизаторов бывают амортизаторы с пружиной, направляющие амортизаторные стойки и пружинные направляющие амортизаторные стойки. Первое — покачивание кузова вверх — вниз руками по углам, соответствующим проверяемым амортизаторам. Второе — оценка состояния амортизатора по внешнему виду ( течь жидкости, задиры на штоке, разрушение демпфера — отбойника и пыльника штока. Третье — проверка люфта штока в корпусе амортизаторных стоек с функцией направляющего элемента.
Так как эксплуатировать амортизаторы в таком большом интервале годовых температур ( от — 40 до + 40 градусов ) в которых мы живём? Это проблема для амортизаторов, в которых рабочим телом является жидкость. Амортизаторная жидкость значительно изменяет свою вязкость и объём при изменении температуры. Из за этого, значительно изменяется скорость прохождения потока жидкости через калиброванные отверстия в клапанах и дросселях амортизатора. Изменяется высота жидкостного столба в компенсационной камере. Амортизаторы значительно изменяют свои характеристики и даже начинают стучать ( на холоде )… Напрашиваются меры, которые мы можем применять: использовать амортизаторы ( автомобили ), которые предназначены для работы в температурах, обычных в данной местности ( это наверное единственный практический совет ), ну и «прогрев» амортизаторов в начале зимней поездки. А остальные решения теоретические: — устроить подогрев амортизаторов ( электрический, например как подогревают топливные фильтры на дизелях ); — предусмотреть в конструкции амортизаторов возможность изменения пропускной способности дросселей, переключением на зимний режим эксплуатации ( например поворотом штока или автоматическим термостатом ); — применить вместо привычной амортизаторной жидкости иное рабочее тело ( читал где то, что Каяба, создала уже полностью газовый амортизатор и готова его выпускать ). И ещё, думаю полезно будет зимой при повышенной жесткости амортизаторов «гоцать» по неровностям нежнее, убиваются ведь не только амортизаторы с опорами, а «стаканы» и прочие несущие элементы кузова.
При подборе амортизатора к автомобилю, следует учитывать, что ему придётся демпфировать колебания кузова и колебания не подрессоренных масс ( колеса и подвески ). Учесть кинематическое передаточное число при смещении точки опоры колеса относительно оси амортизатора. Учесть жесткость упругого элемента ( пружины ). Ну и такие мелочи, как собственное трение в амортизаторах и фрикционное демпфирование ( за счёт трения в шарнирах подвески ). Желательный диапазон демпфирования 0,25 — 0,3. Думаю, не всякий механик озабоченный тюнингом подвески может просчитать всю эту «гармонию», тогда пусть хотя бы задумается, что изменив любой из вышеперечисленных параметров, может получить и отрицательный результат. Существуют три вида характеристик сопротивления амортизаторов: 1) Дегрессивная — когда амортизатор развивает сопротивление уже при малых ходах колеса ( больше трясёт по мелочам, но меньше кренится ). 2) Прогрессивная — когда амортизатор лучше работает при больших ходах подвески ( на плохих дорогах ). 3) Линейная — компромисс между первыми двумя ( когда зависимость силы сопротивления на штоке от скорости его перемещения — линейная функция ). Линейная характеристика предпочтительна. Колебания колёс наиболее эффективно гасятся при сопротивлениях на штоке в отношении: Fотбоя / Fсжатия = 1 и линейной характеристике.
Опять мороз ( — 10 градусов ). Смотрю, у соседа » Джетта — 2 » ( старенький переднеприводный автомобиль с полузависимой задней подвеской на торсионной балке и амортизаторными пружинными стойками ) упала — провалилась задняя подвеска ( как будто машина сильно загружена ). Так и есть, приезжает сосед в мастерскую, жалуется что подвеска при езде в мороз стала постепенно проседать, пока не опустилась до упора. Ночь простояла во дворе, не поднимается. Поддомкратили задок кузова в тепле — опускаются колёса потихоньку под весом колёс и усилием пружин. Решили оставить на ночь в тепле, поддомкраченную. Утром убрал домкраты, покачал задок — вроде нормально работают амортизаторы, пружины целы, но отсутствуют ( разбиты в хлам ) дополнительные упругие элементы, которые на этой машине заменяют демпферы хода сжатия на штоке амортизаторной стойки. Эти детали, сделанные из ячеистого полиуретанового эластомера, имеют увеличенную длину, практически не оставляя штоку свободного хода. Сделано это не случайно, т.к. дополнительные упругие элементы вступают в работу уже при нормальных нагрузках и ходах подвески. Их упругость, имеющая оптимальные характеристики, положительно влияет на динамику работы задней подвески. Ну и ограничителями хода сжатия амортизатора они являются тоже. Вот и получается, что сосед вовремя не заменил эти упругие элементы и получил слишком большой ход сжатия амортизатора в мороз, когда амортизаторная жидкость загустела. Загустевшая жидкость, на ходах сжатия ( под весом автомобиля, увеличенным силой инерции при раскачивании кузова ), проходит через бОльшие отверстия клапанов хода сжатия. Тогда как через меньшие отверстия в клапанах отбоя ей пройти гораздо сложнее. А здесь ещё сила, вытягивающая шток маловата ( равна дополнительной упругости пружины, вызванной » провалом » клиренса ). Возможно тут как раз не хватает » помощи » дополнительного упругого элемента. Вот и получается неприятное равновесие в проваленном состоянии. Сегодня занимались этой Джеттой. Сняли стойки — нормально работают ( в руках, в тепле ) стойки BOGE — масляные. Решили не менять. Поставили под съёмные нижние чашки пружин кольцевые проставки по 2,5 см, поставили новые демпферы ( буфера ) и отправили мужика.
Смотрел как то по Авто — плюсу, как пикап Ниссан ( автоплюсовского директора Леонтьева ) тюнинговали для бездорожья. Взяли новую амортизаторную стойку, прокачали её старательно в вертикальном положении. Потом надели пружину ( в стяжках ), собрали опору. Потом положили стойку на пол ( лёжа!) и пневматическими гайковёртами, очень ловко разобрали стяжки… Я представил себе, как донный клапан, оказавшись на границе раздела жидкости и газа ( в лежащем на боку амортизаторе ), засасывает обогащённую пузырьками эмульсию в рабочий цилиндр, при распрямлении пружины… Судя по тому, как слаженно и быстро пацаны управлялись с гайковёртом ( явно это был их любимый инструмент ), похоже они не просто собрали так же все четыре стойки автоплюсовского Ниссана, а делают так всегда… А ведь стойку, после прокачки в вертикальном положении, нельзя больше наклонять на угол более 45 градусов от вертикали ни при сборке, ни при установке на автомобиль. Это правило касается и тех случаев, когда для замены ступичного подшипника, снимают поворотный кулак в сборе с амортизаторной стойкой. Занимаясь с подшипником, опрокидывают стойку по — всякому… Так надо помнить, что потом перед установкой на машину, стоит снять пружину и прокачать стойку в вертикальном положении. а что при движении она хуже прокачается чем руками в гараже. Да это факт. Думаю, что когда прокачиваем свободную ( без пружины и демпфера) стойку руками, когда совершаем полные неспешные ходы с 2-3 секундными перерывами в крайних положениях, происходит максимально возможная перекачка жидкости между надпоршневой, подпоршневой полостями цилиндра и компенсационной камерой. Иногда, удаление воздушного пузыря из цилиндра происходит за один полный ход штока, а иногда — за несколько ходов. Это ощущается по уменьшению до нуля величины свободного хода штока ( провала ). Процесс прокачивания стойки в условиях работы её на автомобиле может значительно затянуться из за малых ходов ( думаю это 1/3 от полного хода ), недоступности полного погружения штока ( ограничивается пружиной и демпфером сжатия, который на штоке ), из за большой частотой колебаний ( + гидроудары из за наличия воздушного пузыря в цилиндре ) — нарушается процесс подпитки цилиндра жидкостью из компенсационной камеры, из за отсутствия жидкости в резервной ванночке ( над направляющей втулкой ), из за наличия свободного подсоса воздуха в надпоршневую полость цилиндра из компенсационной камеры через щель между штоком и направляющей втулкой. Даже непродолжительная работа непрокачанного амортизатора в стойке Макферсон, может привести к необратимым последствиям — повреждению клапанов и поршня из за гидроударов, появлению задиров на штоке в условиях недостаточной смазки в «завоздушенном» зазоре шток — направляющая втулка.
источник
Любой автомобилист подтвердит: по нашим дорогам без хороших амортизаторов никуда! И дело даже не в качестве первых – вернее, не только в нем. Увы, российские климатические условия с девятью месяцами зимы отнюдь не располагают к комфортной и беспроблемной езде: то лужи глубиной с океан, то сугробы по плечо, то каша из соли, песка и реагентов, то голый лед… Вот и приходится амортизаторам и верхним опорам брать львиную долю ответственности на себя – а значит, преждевременный износ неизбежен. Как своевременно диагностировать неисправность амортизирующих элементов и избежать трат, связанных с последующим ремонтом, читайте в данной статье.
Какие функции выполняют амортизаторы и верхние опоры?
Все задачи, возложенные на основные детали подвески автомобиля, можно разделить на две категории: отвечающие за безопасность водителя и пассажиров и обеспечивающие комфорт во время движения.
Так, говоря о безопасности, мы в первую очередь подразумеваем уверенный контакт колес с дорогой: минимизацию вертикальных раскачиваний, «прыжков» на ямах и ухабах и опасных отклонений траектории на поворотах. Таким образом, амортизаторы и верхние опоры создают надежное сцепление с дорожным покрытием и позволяют колесу максимально эффективно обогнуть препятствие, а затем быстро и незаметно вернуться в исходное положение.
Одновременно с этим они способствуют повышению комфорта во время езды: именно благодаря их «смягчающему» действию мы не чувствуем всех неровностей дороги, а также избавлены от постоянной тряски и назойливого дребезжания деталей автомобиля.
Чем опасен износ амортизаторов?
В первую очередь неисправные амортизаторы – это всегда риск потери управления автомобилем. Заносы, крены, неожиданные подпрыгивания, увеличение тормозного пути, общее снижение контроля дорожной ситуации – вот далеко не полный перечень неприятностей, которые могут возникнуть при нарушении работы данных элементов подвески.
Кроме того, к вопросу безопасности прибавляется рационалистический аспект: ненадлежащее функционирование амортизаторов и верхних опор неизбежно приводит к износу остальных деталей – чаще всего, тормозов и покрышек.
Наконец, нельзя забывать об общем состоянии машины и автомобилиста: из-за менее послушного и предсказуемого реагирования автомобиля водитель вынужден постоянно быть начеку, а значит, испытывать двойную усталость и стресс. Какое уж там удовольствие от вождения!
Причины износа амортизатора и опор
Неожиданный выход из строя стоек амортизаторов почти всегда сопряжен с износом основных элементов: клапанной системы и сальника. Среди главных причин преждевременного старения деталей можно выделить такие «тривиальные» напасти, как скопление частиц пыли и грязи, коррозия, повреждения пыльника, деформация, царапины и задиры, нарушения герметичности и пробои, а также изначально низкое качество изделий, что вкупе с неблагоприятными условиями (дороги, пробки, температурные перепады) приводит к сокращению срока службы элементов.
Верхние опоры отвечают за соединение амортизаторов с кузовом машины, и именно на них приходится основная нагрузка, вот почему опоры чаще других компонентов выходят из строя.
Причин износа несколько: деформация подшипника, повреждение резинового элемента, ослабление креплений, общие неисправности системы подвески… Все это приводит к снижению упругости амортизационных опор и преждевременному старению. В результате, неровности дорожного полотна и сопутствующую вибрации принимают на себя другие элементы подвески, не предназначенные для подобных испытаний. Итог, как понимаете, весьма плачевный – вплоть до серьезного ремонта и значительных трат.
Основные признаки износа амортизаторов и верхних опор
Износ или выход из строя амортизаторов и опор – ситуация однозначно неприятная и опасная. Однако есть и плюс: почти всегда Вы можете самостоятельно диагностировать неполадку и своевременно ее устранить, избежав более весомых последствий.
Так, обратите внимание на состояние элементов в случае, если Вы заметили:
раскачивание кузова и плохую управляемость машиной;
заносы и низкую устойчивость на поворотах;
явное «проседание» при разгоне и торможении;
возросшую чувствительность ям и выбоин;
несвойственную тряску и вибрацию;
чрезмерный износ шин.
Если во время диагностики Вы обнаружили износ хотя бы одного амортизатора, смело меняйте и второй – они работают парно. Также мы рекомендуем вместе со стойками купить верхние опоры, чтобы повысить надежность, продлить срок эксплуатации амортизаторов и улучшить показатели комфорта и безопасности.
источник
Может ли нерабочий амортизатор стать причиной аварии, как вышедшие из строя тормоза или рулевое управление?
Как оказалось, легко!
С отказавшими тормозами решится ездить только сумасшедший. А с вытекшими амортизаторами? Ну пускай машина раскачивается на каждой неровности: «Поеду помедленнее — на безопасность вроде не влияет». Но специалисты корейской компании Mando, которая поставляет большинство комплектующих для местного автопрома, уверили нас: «Это очень опасное заблуждение!». И подробно рассказали, к каким последствиям могут привести «убитые» амортизаторы. А заодно дали несколько советов, как распознать вышедшее из строя изделие и выбрать новое.
Но сначала — короткая теория. Подвеска состоит из упругих, направляющих и гасящих (демпфирующих) элементов. К последней группе как раз относятся амортизаторы: их задача — гасить вертикальные колебания. Чтобы стало понятнее, представим, будто демпфирующий элемент исчез из подвески. Автомобиль проезжает по неровности, сжавшаяся пружина возвращает колесо на землю, которое после удара снова отскакивает, поскольку успокоить колебания нечему (кроме сил трения), и колесо будет продолжать прыгать. Соответственно, сцепление с дорогой во время таких прыжков минимально. Так что надёжный «держак» обеспечивают не только покрышки, но и амортизаторы.
ЧЕМ ОПАСНЫ ИЗНОШЕННЫЕ АМОРТИЗАТОРЫ?
Специалисты Mando заверяют, что старые амортизаторы при торможении на скорости 80 км/ч добавляют 5-10 метров тормозного пути. И уточняют: на ровном асфальте. Откуда набегает столь пугающая разница? Не секрет, что при замедлении масса машины перераспределяется на передние колёса. Изношенные демпферы позволяют задней части кузова приподняться, поэтому ABS немного ослабляет «хватку», и автомобиль останавливается позже. А если дорога неровная, то замедление будет ещё менее адекватным. Без ABS разница скромнее — с убитой подвеской машина затормозит на 3-5 метров позже. Но тут возникает другая опасность: очень сильные рыскания, с которыми сможет совладать не каждый водитель.
Также обнаружится разница и в других ездовых дисциплинах. Аквапланирование на старых амортизаторах начинается на 10-15 км/ч раньше. А если вдобавок и покрышки изношены порядочно, что неудивительно для немолодой машины, то автомобиль начнёт «всплывать» на, казалось бы, безобидных скоростях . Впрочем, и на сухом асфальте приятного будет мало. Даже незаметная взгляду кочка заставит машину долго раскачиваться, поскольку колебания почти не будут гаситься. А это — постоянные подруливания и, соответственно, усталость водителя.
В поворотах машина на старых амортизаторах ощутимо кренится и плохо держит траекторию (особенно если асфальт покрыт выбоинами). Так и улететь недолго! Хотя для «экономистов» все эти аргументы, конечно, могут оказаться пустым звуком: «Пока машина ездит, ничего менять не собираюсь». Однако инженеры-подвесочники предостерегают: вышедший из строя амортизатор даёт повышенную нагрузку на остальные элементы подвески, которые при таком отношении долго не протянут. Хотя, скорее всего, экономный автомобилист сразу помчится за демпферами, когда увидит, как быстро и неравномерно «лысеют» покрышки — трудно поверить, но проплешины появятся всего через несколько сотен (!) километров пробега.
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, ЧТО АМОРТИЗАТОР ИЗНОШЕН?
Менять амортизаторы — притом обязательно парами — Mando рекомендует через 70-80 тысяч километров, каждые 20 тысяч проводя осмотр. Увидели повреждения на штоке или потёки масла? Это основной признак отживших своё амортизаторов. А если порваны пыльники, значит, уже скоро грязь прикончит демпфирующий элемент. Впрочем, даже исправное внешне изделие может оказаться «убитым»: как только машина начала рыскать и требует постоянных подруливаний, при разгоне и торможении появились клевки, а на неровностях кузов качается будто холодец — это тоже признаки «уставшей» подвески.
Зато возраст на состояние амортизаторов почти не влияет. Если, конечно, машина не простояла столько, чтобы заржавели штоки, «пожилой» демпфирующий элемент лишь немного уступит новому. Потому что главные враги подвески отнюдь не старость — это большие пробеги, перегруз (особенно — при перевозке багажа на крыше машины) и высокие скорости на плохих дорогах. Опасны и «холодные старты»: зимой, при низких температурах, первые полкилометра нужно проезжать «шёпотом», чтобы «согреть» подвеску.
Кстати, многие помнят дедовский способ проверки амортизаторов: нужно качнуть машину и понаблюдать, как быстро кузов перестанет раскачиваться. Если автомобиль сделает больше одного такта или кузов вовсе не удастся раскачать, значит, демпфер требует замены. Но! Во-первых, подобная «диагностика» требует некоторого опыта. Во-вторых, раскачка поможет выявить только совсем «мёртвый» элемент. Так что доверяйте либо своим ощущениям, либо специальному стенду (ими оборудованы крупные автосервисы), либо опытному мастеру.
источник
В нынешний информационный и автомобильный век любому человеку известно, что эргономичность машины во многом определяют амортизаторы. Это непременная часть подвески современного автомобиля. Как же конкурируют на авторынке различные производители амортизаторов? Отзывы автолюбителей в какой-то мере отражают это явление. Ведь картина этого соревнования за потребителя весьма любопытна: американские, немецкие, японские компании задают ему тон. Как результат, однотрубные амортизаторы доминируют над двухтрубными.
Ежегодная российская премия «Автокомпонент года» позволяет определить наиболее успешные бренды в каждой номинации. Так, в 2016 году из российских амортизаторов ведущим брендом стал «ДЕМФИ», представивший стойки и амортизаторы бюджетного класса серии «Комфорт» улучшенного качества «Премиум» и «Драйв». Продукция компании — передние и задние амортизаторы ВАЗ, ИЖ, Lada, Ford Focus2, Renault Logan. Сегодня «ДЕМФИ» — предприятие небольшое (на нем работает менее 60 человек), но высокотехнологичное и наукоемкое, способное расширить производство при условии надлежащего спроса.
Заслуживают также высокой оценки амортизаторы УАЗ «Хантер» от Петербургского предприятия «Плаза». Они возможны в трех модификациях: «стандарт», «спорт» и «экстрим». Среди зарубежных первое-четвертое места завоевали марки Monroe (США/Бельгия), TRW (Германия), KYB (Япония) и EGT (Литва) соответственно.
Как разобраться новичку-любителю, какие амортизаторы лучше? Ведь ведущие мировые производители демонстрируют все более изощренные разработки международного класса. Например, только Monroe сегодня выходит на рынок с различными марками амортизаторов «рефлекс», «сенса-трек», «ориджионал», «эдвенче», «ван-магнум». Именно они в настоящее время доминируют на современном авторынке. Признаком высокого реноме компании Monroe является комплектация ее амортизаторами, воссозданными прямо на конвейере автомобилей Ford, Nissan, Renault, Mitsubishi, Volvo, Porsche.
Немецкий автопром использует преимущественно отечественные амортизаторы. Отзывы автолюбителей свидетельствуют, что Opel, Mersedes, Audi традиционно пользуются продукцией концерна ZF (которому принадлежат бренды Sachs, Boge, TRW). Оригинальный амортизатор «Тойота», «Мицубиси» — это продукция японской компании KYB (бренда KAYABA). Впрочем, этот бренд становится все популярней и в Новом, и в Старом Свете. В настоящее время импортируются следующие серии А: масляные Premium, газо-масляные Excel-G, газовые Gas-A-Just, спортивные Ultra-SR, регулируемые AGX, внедорожные Monomax.
Какие амортизаторы «Хендай» (корейская компания) ставит на свои авто на конвейере? Логично, что от другой корейской компании, производящей автокомпоненты. Причем (это особенность Кореи) руководят обеими фирмами родственники. Называется производитель амортизаторов под брендом MANDO компанией Halla Group. Его заводы работают в Корее, Индии, Турции, Китае, Польше, США. За год изготавливаются десятки миллионов демпферов. Устанавливают на своих конвейерах MANDO-амортизаторы «Форд», Peugeot, Nissan, BMW, Suzuki, Renault, ГАЗ. Показательно, что амортизаторы КИА (другой корейской автокорпорации) также поставляются от компании Halla Group.
Конкуренция производителей настолько существенна, что импортируемые бренды успешно оппонируют местным. В частности некоторые водители японские автомобили предпочитают европейским. Так, по отзывам собственников транспортных средств, в текущее время весьма востребован газомасляный амортизатор «Рено», произведенный компанией Kayaba.
Он предпочтителен для большинства актуальных моделей этой марки: «Кенго», «Меган», «Трафик», «Премиум», «Мастер», «Клио», «Лагуна», «Магнум» и т. д. Его цена на 30% выше стоимости масляного устройства, но он заметно эффективней при вождении на неровной дороге. Поэтому газомасляный амортизатор «Рено» водители предпочитают масляному, более дешевому.
Отметим, что модели «Рено», предназначенные для экстремального вождения по добротным трассам, снаряжаются особыми амортизаторами — Kayaba Ultra SR. Ведь скоростное преодоление поворотов определяет большую нагрузку на такие изделия, причем как сжатия, так и отбоя. Однако для повседневного городского трафика они не оптимальны, поскольку обладают повышенной жесткостью, а для дорог несовершенных, как известно, нужны более мягкие рессоры.
Впрочем, в данной статье мы не будем ограничиваться обзором рынка амортизаторов. Наша цель шире — раскрыть секреты их успешной эксплуатации. Как известно, амортизаторы являются обеспечивающими элементами подвески, соответственно, представим себе идеальную подвеску. Как известно, этот элемент выполняет две задачи:
- Во-первых, соединяет автомобильные колеса с кузовом. Благодаря ей обеспечивается необходимое для полноценного движения сцепление колес с дорогой.
- Во-вторых, нейтрализует (амортизирует) возникшие во время движения колебания.
При более пристальном рассмотрении элементов подвески становится понятным, что амортизаторы – это демпфирующие (гасящие колебания) устройства. На заре автомобилестроения (XIX — начало XX века) упомянутых деталей вовсе не существовало. На малых скоростях первых автомобилей для баланса подвески вполне хватало одних лишь рессор. Впрочем, в современный динамичный век скоростей в подвеске не только присутствуют усовершенствованные пружины (рессоры), которые нынче часто называют несколько абстрактно — упругим элементом. Этого уже мало. Для иллюстрации сказанного рассмотрим типичный случай преодоления автомобилем ухаба дороги.
При этом задача упругого элемента очевидна — при ударе колес о неровность дороги он должен смягчить этот удар. Однако современный автомобиль при движении обладает огромной кинетической энергией, с «внештатными выбросами» которой на ухабах дороги упругий элемент справляется вовсе не моментально. Поэтому инерция кузова заставляет рессоры и после столкновения колебаться. Это крайне нежелательный эффект. Ведь он может привести к резонансу, способному привести к аварии автомобиля (вспомните физику и векторы силы). Подобное случается, когда колебание рессоры от очередной неровности дороги складывается с предыдущим ее колебанием, которое, увы, не погасилось. Автоинженеры должным образом отреагировали на это явление, изобретя специальное демпфирующее устройство.
В начале XX века для погашения колебаний упругого элемента был создан демпфер (амортизатор). Идея его работы оказалась довольно простой и изящной. После того как неровность дороги заставит пружину сжаться, ее последующее расширение и, соответственно, колебание погасит специальное устройство — амортизатор. Впрочем, не будем рассматривать его как единственную деталь, предохраняющую от вибраций, ведь для идеального поведения машины на дороге одних лишь амортизатора и упругого элемента мало.
Вышеупомянутые нами амортизаторы — это специальные элементы для сохранения максимально возможного горизонтального и стабильного положения подвески в пространстве. Но для по-настоящему работоспособной подвески этого недостаточно. Для максимального комфорта пассажиров и водителя, чтобы автомобиль не считал ухабы, а плавно парил вдоль трассы, необходима согласованная работа амортизаторов и других устройств, таких как:
- шины из отменной резины, обеспечивающие должное сцепление с трассой;
- неизношенные пружины и рессоры подвески (кроме уже упомянутых нами функций) должны сохранять указанный в технических характеристиках клиренс и удерживать машину на одном уровне;
- дополнительные резинометаллические элементы (шарниры и буферы сжатия), гасящие колебания от касания металлических деталей друг к другу;
- направляющие устройства, определяющие нужный угол вращения колес.
Впрочем, как бы то ни было, основным демпфирующим устройством автомобиля являются именно амортизаторы — предмет описания данной статьи. С их помощью достигается гармония постоянного контакта колес с дорожным полотном (машина идет, словно привязанная к дороге), и, в принципе, становится возможным по-настоящему комфортное вождение.
Внешне он выглядит как цилиндрическое устройство, прикрепленное с одной стороны к автомобильной раме, а с другой — к подвеске. Внутри амортизатора движется поршень. Это стержень, движущийся в полости, наполненной газом, маслом либо тормозной жидкостью. Из-за сжимания масла поршнем уменьшается скорость его движения. Колебания подвески определяют колебания поршня амортизатора. Чем активней движется подвеска (что бывает на неровной дороге), тем большее сопротивление демонстрирует амортизатор. Различные удары, получаемые при езде автомобиля по неровной дороге, а также колебания при резком торможении или в начале движения демпфируются (смягчаются) амортизатором. При этом кинетическая энергия колебания переходит в тепловую, получаемую при сжатии поршнем масла. Полученное же тепло рассеивается.
Как реагирует амортизатор, когда колесо сталкивается с дорожной выбоиной? Он сжимается, гася удар, при этом его поршень работает согласованно с пружинами подвески. Однако на этом цикл работы устройства не заканчивается, поскольку происходит его расширение, т. е. поршень выдвигается из амортизатора. Не будь его, пружины подвески подбросили бы корпус автомобиля вверх с той же силой, с которой они сжались при столкновении с выбоиной. Однако движение поршня амортизатора автомобиля, работающего на расширение, также тормозится маслом.
Технически устройство в ходе своей эксплуатации преобразовывает механические колебания упругого элемента в тепловые. Замена амортизаторов, исчерпавших свой ресурс эффективного пользования, — дело ответственное. Ведь установивший «обновку» сразу замечает изменения в поведении автомобиля. Поэтому для знающего водителя критически важен правильный подбор амортизаторов. А выбирать, поверьте, есть из чего. Авторынок насыщен соответствующими изделиями производителей именитых (брендовых) и не очень. Мы к освещению этого аспекта еще вернемся. Но сначала будет логичным отвлечься от принципа «чьих будете» и попробовать «зрить в корень», то есть понять принципиальные отличия различных типов амортизаторов (А).
Если судить по конструктивным отличиям, то А подразделяются на одно- и двухтрубные. Если же классифицировать по типу рабочего вещества, рассеивающего тепло, полученное после преобразования кинематической энергии, то амортизаторы бывают масляные, газо-масляные и газовые.
Какие амортизаторы можно рекомендовать для спокойного, так называемого семейного вождения? Относительно недорогие, простые по конструкции, которые не выдерживают экстрима. Двухтрубные А более инертны и имеют большую массу. Кроме того, двойной корпус хуже охлаждается. При этом эффективность демпфирования двухтрубных устройств зависит от правильности установки. Как известно, на 100% выполняет свои функции амортизатор, закрепленный строго перпендикулярно подвеске, но если этот угол увеличивается до 50°, то его результативность понижается до 68%.
Конструкция таких элементов включает в себя рабочую колбу, внутри которой расположен поршень, а также внешний корпус, предназначенный для хранения избыточного масла. В ходе своего рабочего цикла поршень пропускает часть масла через свои каналы, а также выдавливает его сквозь находящийся внизу колбы клапан сжатия. При покупке изделий следует обратить особое внимание на масло, которое должно не закипать при температуре ниже 150 °С. При этом, несмотря на выгодную цену, их не стоит устанавливать на автомобили последнего поколения.
Данная конструкция является базовой для современных А. Такой амортизатор состоит из одной-единственной колбы, одновременно выполняющей роль и рабочей емкости для поршня, и корпуса. Она может быть гидравлической (масляной) или гидропневматической (газомасляной). Последнюю модификацию также называют комбинированной. Принцип работы масляного А достаточно прост. Имеется рабочий цилиндр, наполненный маслом (гидравлической жидкостью). В нем движется поршень со специальными калиброванными клапанами, точнее с их системой, имеющей характеристики, специально подобранные под подвеску определенной модели автомобиля.
Динамика работы такого амортизатора выглядит следующим образом:
- При закрытых клапанах гидравлическая жидкость проходит только обходным каналом поршня. Гидравлическая характеристика амортизатора при этом становится жесткой.
- Если же открываются клапаны, соседствующие с компенсационной камерой А, то его гидравлическая характеристика становится более мягкой.
Причем для исправности амортизатора клапан, функционирующий на сжатие, должен пропускать больше гидравлической жидкости, чем обратный клапан, срабатывающий на отбой. Таким образом, при открытых клапанах поршня жесткость амортизаторов уменьшается.
В гидропневматических (газомасляных) амортизаторах вместо воздуха используют сжатый газ под давлением 4-20 атмосфер. Его автомобилисты называют по-своему — «газовым подпором». Причем давление газа — это не блажь, а способ уменьшить аэрацию (смешение воздуха с маслом), а также дополнительный элемент упругости подвески. У однотрубных А нет нижнего клапана сжатия. Поршень полностью управляет сопротивлением как при сжатии, так и при отбое. В них можно разместить больше масла, чем в двухтрубных того же объема, а значит, с их помощью достижимо лучшее демпфирование.
Ведущие производители амортизаторов достаточно оригинально пытаются разрешить техническую задачу регулируемости таких устройств. Американо-бельгийская компания MONROE изготовила на стенках рабочего цилиндра однотрубного А специальные регулировочные бороздки, используемые для настройки на спокойную или активную езду. Японская компания KYA в нижней части однотрубного с выносным резервуаром А в обход поршня вмонтировала отдельный регулировочный клапан. Немецкий концерн ZF создал свой управляемый амортизатор «Опель-Астра», используя двухтрубную газо-масленную конструкцию. Два электромагнитных клапана в нижней части амортизатора и в поршне регулируются специальным процессором, отслеживающим параметры колес, руля, подвески.
Еще более перспективен новый, так называемый магнитный амортизатор «Шевроле», установленный в прошлом году на модели Chevrolet Corvette. Это совместная перспективная разработка автоконцерна и корпорации Delphi. Используемая в них вместо масла магнитореологическая жидкость способна с высокой частотой (до 1000 раз в секунду) изменять свою вязкость под действием электромагнитного поля. При этом принципиально не используется клапанная система: демпфирование производится исключительно за счет магнитореологического эффекта. Подобная конструкция весьма перспективна: нет потребности в поперечных стабилизаторах, упрощается устройство самого А, а также появляются впечатляющие возможности для контроля и управления жесткостью подвески.
В конструкции амортизатора должны быть учтены различные аспекты его эксплуатации. Ведь некачественное дорожное покрытие определяет различные режимы его работы. С одной стороны, повторяющиеся мелкие неровности не позволяют А распрямиться. В таком случае актуальна мягкая гидравлическая характеристика. Крупные же выбоины грозят полным форсированным его сжатием, что часто вызывает поломку амортизатора. При этом востребована жесткая гидравлическая характеристика устройства.
Поэтому бессмысленно вопрошать: «Какие амортизаторы лучше — мягкие или жесткие?» Ведь актуальной в плане длительной эксплуатации А становится не только их мягкость, но и управляемость.
Еще одна характеристика — отвод тепла амортизатора — является важной для его корректной работы. Ведь в условиях жесткого режима тепла выделяется больше, и его следует отводить. С другой стороны, зимой масло в амортизаторе густеет, и его гидравлическая характеристика становится более жесткой. При этом для автолюбителя важным становится правильный выбор масла. Нежелательно использовать жидкости с высоким содержанием присадок, ведь последние имеют свойство размягчать резину. Чаще всего специалисты рекомендуют применять фирменные масла ГРЖ-12, AFT. Однако в морозы следует выбирать жидкость с вязкостью 75Wt. Для масел, содержащих силикон, степень вязкости определяется в других единицах — cPs, которые примерно в 10 раз больше, чем Wt.
Поскольку вечного не бывает ничего, подвержены износу и амортизаторы. Это явление водителю следует вовремя диагностировать. Как известно, замену потерявших должную функциональность амортизаторов нужно производить сразу же по выявлению. Причем наиболее эффективной является комплексная замена А: попарно на каждой оси — и на передней, и на задней. Ведь наивно ожидать после неполной замены амортизаторов идеального демпфирования.
Впрочем, одного лишь этого также недостаточно. Следует диагностировать весь комплекс устройств автомобиля, задействованных при демпфировании. Ведь нормальная эксплуатация амортизаторов возможна при исправных резинометаллических элементах (шарнирах и буферах сжатия), неизношенных пружинах и рессорах. Техобслуживание всех вышеупомянутых частей и механизмов приведет к снижению нагрузки на амортизаторы.
Для водителя существуют первые признаки, указывающие на износ амортизаторов. Назовем их:
- увеличение тормозного пути вследствие ухудшения управляемости;
- снижение комфортной скорости для входа в поворот;
- уменьшение безопасной скорости аквапланирования (сцепления с трассой, если поверх льда имеется вода);
- изношенные А начинают издавать звуки при вхождении автомобиля в поворот или преодолении неровности.
Современные автокорпорации изготавливают все более и более эффективные А, максимально привносящие комфорт в поездку. Впрочем, если на бетонных трассах они служат положенные 80 и более тысяч километров пути, то некачественное дорожное покрытие с выбоинами приводит к непрогнозируемой поломке упомянутых устройств гораздо раньше.
Поломки возникают чаще всего внутри амортизатора, когда колесо автомобиля попадает в выбоину. Из них начинает просачиваться масло. От ударов деформируется шток, а в мягких амортизаторах выбивается клапан в рабочей камере. Подобные поломки означают выход из строя А и требуют безусловной его замены. Поэтому автолюбители взвешивают все «за» и «против», покупая амортизаторы. Отзывы водителей при этом, размещенные на специальных форумах, также следует учитывать.
Испортить А может также пыль и грязь, попавшая в них. Мелкие частички, попав в рабочую камеру, оставляют царапины на штоке. Как результат, сальник перестает быть герметичным, и вследствие этого происходит утечка масла. Еще более совершенным однотрубным является А с выносной компенсационной камерой. Улучшенная конструкция позволяет использовать больший объем сжатого газа и масла. При еще более продвинутом усовершенствовании на пути масла, перетекающего из основного цилиндра в выносную камеру, устанавливают систему клапанов, регулирующих жесткость амортизатора. Существуют модификации А, где над внешней поверхностью проходят трубки для перетекания масла.
Сегодняшнему автолюбителю довольно просто подобрать для своей машины нужные амортизаторы. При этом можно воспользоваться услугами как специализированного традиционного, так и интернет-магазина. Для удобства покупателей выбор нужных именно им амортизаторов начинается на сайте интернет-магазина с указания модели автомобиля. После этой несложной манипуляции покупатель видит, каких брендов и марок ему подходят амортизаторы. Если же он далее сомневается в выборе между альтернативными брендами, то ему помогут составить мнение многочисленные отзывы автолюбителей на специализированных форумах и всевозможные рейтинги.
источник