Как устроены и как работают амортизаторы
Вы узнаете:
Что такое подрессоренные и неподрессоренные массы
Какие амортизаторы бывают
И как они выходят из строя
Почему стоит обратить внимание на продукты Metaco®
Что делать, чтобы амортизаторы служили долго
Подрессоренные и неподрессоренные массы
Кузов автомобиля и все, что стоит на упругих элементах подвески — подрессоренная масса. Детали, что повторяют профиль дорожного полотна — колеса, рычаги подвески, тормозные диски и суппорта, мост — неподрессоренные массы. Чем больше весят эти детали, тем больше у них инерция и тем больше нужно времени и усилий, чтобы они изменили направление перемещения. Тяжелое колесо, прикрученное к тяжелому мосту, будет прыгать по кочкам и терять контакт с дорожным полотном.
Инженеры стремятся уменьшить неподрессоренные массы. Так появились сложные независимые подвески с применением легкосплавных рычагов, легкосплавные колеса, облегченные тормозные механизмы и так далее. Полностью избавиться от неподрессоренных масс невозможно, но можно сократить их влияние — в том числе за счет применения амортизаторов.
Амортизаторы демпфируют — воздействуют на колебательную систему, чтобы уменьшить или предотвратить эти колебания. Они оказывают сопротивление ходу подвески, не дают кузову автомобиля раскачиваться, а колесам — подпрыгивать.
Если колебания не гасить, машина будет раскачиваться, а сцепление колес с дорогой — ухудшаться. Амортизаторы нужны, чтобы справиться с этой проблемой. Амортизатор не дает колесу подскакивать на неровностях, удерживает пятно контакта шины с ее поверхностью.
Типы амортизаторов
Внутри амортизаторов могут быть газ и масло или только масло. Есть три типа.
Двухтрубные. Основная часть состоит из двух труб: одна всегда заполнена маслом и погружена во вторую, более емкую. В верхней части большой трубы — воздушная полость, нижняя же часть заполнена маслом. Его уровень меняется в зависимости от положения штока амортизатора.
Масло перемещается по системе клапанов, которая и обеспечивает работу такого типа амортизаторов. Чтобы понять, как они работают, представьте обычный медицинский шприц. Если погрузить его в стакан с водой и начать перемещать шток, человек ощутит сопротивление: его создает вода, проходящая через отверстие. Если изменить размер отверстия, через которое идет вода, можно изменять сопротивление, с которым перемещается поршень. В случае со шприцем достаточно надеть или снять иглу.
Обычные двухтрубные амортизаторы работают по такому же принципу. За тем только исключением, что усилие демпфирования при сжатии подвески и при обратном ходе отбоя должно быть разным. Поэтому вместо простых отверстий в амортизаторах применяются клапана, которые открываются и закрываются в зависимости от направления перемещения штока. Обычно демпфирование меньше на усилие сжатия, а на отбой больше. Благодаря этому при наезде на препятствия амортизатор легче сжимается, передавая на кузов как можно меньшее воздействие, а при попадании в яму удерживает колесо, не давая ему проваливаться.
Есть серьезный недостаток: при интенсивном перемещении штока масло вспенивается и амортизатор работает хуже.
Двухтрубные с газовым подпором. Устроены и работают примерно также: те же две трубы и система клапанов, через которую ходит масло. Только вместо воздуха в нем газ под давлением 3—5 бар, и чтобы вспенить масло, скорость перемещений поршня должна быть существенно выше. Такие амортизаторы используют в современных легковых автомобилях. В каталоге Metaco® исключительно такой тип амортизаторов — по состоянию на сентябрь 2023 года 722 наименования для 744 машин.
Однотрубные — в них один цилиндр, клапаны уже на поршне. Есть полость с газом, под давлением 15—30 бар. Они лучше охлаждаются: нет двойных стенок, больше площадь поршня, что дает возможность развивать большее усилие демпфирования. Такие амортизаторы могут работать в любом положении: горизонтально, в наклоне и даже перевернутом состоянии. Главный недостаток — сложность производства, а значит и более высокая цена.
Амортизаторы: двухтрубный с газовым подпором и однотрубный. В первом случае клапаны есть в поршне и в нижней части амортизатора — там, где масло из рабочего цилиндра может перетекать во внешний. Во втором клапаны только в поршне
Как выходят из строя амортизаторы
Обычно амортизаторы деградируют постепенно и незаметно для водителя: процесс может растянуться на десятки тысяч километров. Вместе с тем, изношенные амортизаторы делают машину небезопасной:
1. При торможении колеса машины подпрыгивают, сцепление с дорогой ухудшается и тормозной путь увеличивается.
2. Машину сносит или заносит при маневрах — и это просиходит легче и чаще, чем на машине с исправными амортизаторами.
3. Машина нестабильна при разгоне, теряет в процессе курсовую устойчивость.
Водитель рискует вылететь с дороги или «догнать» чужую машину — и все это на скорости и в условиях, при которых это невозможно на исправных амортизаторах.
Разберем, почему амортизатор может выйти из строя.
Грязь на штоке и отсутствие пыльника. Хромированное покрытие может повредиться, а место, на котором это произошло — заржаветь. Этот участок будет воздействовать на сальник как абразив и быстро его повредит. То же самое произойдет, если шток будет обмерзать или регулярно пачкаться в дорожной пыли — так бывает, если поврежден пыльник амортизатора. Но даже если шток в полном порядке, сальник будет терять свои свойства из-за времени: он может рассохнуться и задубеть.
Последствия некачественного ремонта в автосервисе. Самая распространенная ошибка — применение губцевого инструмента. Это когда амортизатор при монтаже или демонтаже держат за шток газовым ключом или чем-то подобным. Мы выше писали: если повредить хромированное покрытие, сальник износится очень быстро.
Также плохо, когда на амортизатор воздействуют ударным инструментом — так достаточно просто повредить клапанный блок.
Почему Metaco®
Особенности амортизаторов Metaco®:
1. Сверхгладкая поверхность рабочей зоны штока.
2. Сальники NOK, Япония. Сделаны из нитрильного каучука — материал противостоит перепадам температур, механическому износу и химическим воздействиям
3. Гидравлическая жидкость обладает низкопенными свойствами, что позволяет сохранить рабочие характеристики в диапазоне температур от –45° до +80°С
Амортизатор Metaco® 4820-034. Источник: zhiv1973 / DRIVE2
Контроль качества. После каждого производственного этапа изделие проходит автоматизированный и визуальный контроль. Когда деталь полностью готова, ее тестируют на специальном стенде.
Кроме того, амортизаторы бренда прошли испытания НАМИ. После 5 млн циклов отбоя-сжатия на разных моделях амортизаторов и выяснили, что характеристики ухудшаются не более чем на 15%.
Гарантия — 1 год или 30 000 км в зависимости от того, что наступит раньше.
Что делать, чтобы амортизаторы служили долго
Ставить амортизаторы в проверенной мастерской. Ведь даже самый качественный амортизатор быстро сломается, если воздействовать на шток пневмопистолетом или держать его газовым ключом. Самое частое обращение по гарантии так или иначе связано с некачественной установкой продукции Metaco® на сервисе.
Следить за состоянием пыльников и отбойников, а также менять их вместе с амортизаторами. Отбойник пористый и упругий, не дает амортизатору сжаться слишком сильно. Пыльник защищает шток от грязи, воды и реагентов.
Менять амортизаторы парой. Как мы уже писали выше — амортизаторы выходят из строя постепенно и тот, что номинально все еще исправен, будет работать хуже, чем новый.
Изношенный отбойник. Источник: JacksonGREY / DRIVE2
Амортизаторы в автомобильной подвеске: как они устроены и как их менять?
Все знают, что амортизатор смягчает удары при проезде неровностей. На самом деле, роль его в автомобильной подвеске несколько более специфическая – это демпфер, он предотвращает раскачивание автомобиля при наезде на препятствия. Сегодня изучим его типичную конструкцию, а заодно поменяем переднюю пару «амортов» на Chevrolet Lanos. Теперь вы будете знать, почему берут относительно немалые деньги за такую, казалось бы, несложную манипуляцию.
Для чего нужен амортизатор?
Д ля начала «отделим мух от котлет», то есть разберемся в ролях разных элементов подвески. На большинстве современных легковых автомобилей главные упругие элементы – это пружины. 30–40 лет назад эту роль, главным образом, выполняли рессоры, работая «по совместительству» и демпферами. Колебания успешно гасились за счет трения между листами рессор. Подробно касаться недостатков рессор и их типичных проблем не будем, посвятим им отдельный материал, а сейчас просто запомним об их существовании и вернемся к пружинам.
Они установлены между подвеской и кузовом автомобиля и предназначены для гашения ударов на кузов, приходящихся от дороги. Когда колесо накатывается на какое-нибудь препятствие, пружина сжимается, а кузов лишь немного и плавно перемещается вверх, колесо скатывается с препятствия – пружина выпрямляется.
Есть, однако, один неприятный момент. Возьмем для примера игрушку попрыгунчик – каучуковый шарик, который тоже можно отнести к упругим элементам. Ударьте его о землю и засеките время, пока он полностью не прекратит прыгать. Приблизительно также будет прыгать и Ваш автомобиль, если в конструкции его подвески будут только рычаги да пружины. И, в зависимости от жесткости пружин, подвеска будет либо каменная, либо мягкая, как вата, но в том и другом случае об управляемости автомобиля можно даже не вспоминать. Самым страшным для такой подвески является резонанс, при вхождении в который колебания могут разрушить отдельные элементы подвески и ее крепежа.
Проблему решили внедрением в конструкцию подвески амортизатора – элемента, который позволял перемещаться колесу относительно кузова, но исключал раскачку автомобиля. Изначально это были амортизаторы рычажного типа, которые, подобно рессорам, выполняли свою функцию за счет трения. Но не станем останавливаться на анахронизмах, рассмотрим только современные конструкции. На данный момент «мейнстрим» для легковых автомобилей – это телескопические гидравлические амортизаторы. Пневматические и гидропневматические системы, а также амортизаторы переменной жесткости в этот раз брать не будем – это темы для отдельных статей.
Работа телескопического амортизатора
Если максимально упростить, то описать работу амортизатора можно так: есть цилиндр, заполненный маслом, внутри цилиндра перемещается шток с поршнем. В этом поршне имеются клапаны, которые открываются только в одном направлении.
Когда поршень перемещается вниз, открываются одни клапаны и пропускают жидкость в полость над поршнем, если же поршень перемещается вверх, открываются другие клапаны, и жидкость перетекает в полость под поршнем. Гашение колебаний происходит за счет того, что масло не сжимается и имеет определенную вязкость.
Кстати, а зачем нужны вообще клапаны? Может, достаточно было бы отверстий? На самом деле, недостаточно. Одной из важных характеристик амортизатора – его величина жесткости на отбой и сжатие. Другими словами, это сопротивление на штоке амортизатора при его вдавливании или вытягивании из корпуса. Клапаны нужны, чтобы регулировать эту жесткость.
За счет разных пропускных характеристик клапанов вдавить шток амортизатора немного легче, чем вытянуть его из амортизатора. Сделано это с расчетом на то, что при наезде на препятствие необходимо не мешать колесу перемещаться вверх, чтобы исключить передачу удара от колеса на кузов. Клапаны в данном случае пропускают больше масла. Но если на пути большая яма, то колесо надо бы попридержать в «поджатом» состоянии, зачем спешить падать в нее? Потому клапаны на «роспуск» амортизатора пропускают меньше масла.
Типы конструкций
Конструктивно амортизаторы можно разделить на три основных вида: двухтрубные, двухтрубные с газовым подпором и однотрубные с газовым подпором. Первыми на автомобилях появились двухтрубные гидравлические амортизаторы. В них, как следует из названия, есть две трубы – полости, в одной из них (внутренней) находится поршень с вышеупомянутыми клапанами, другая (наружная) необходима для компенсации объема масла – она заполнена маслом лишь частично, остальное – воздух.
Во время работы амортизатора масло внутри нагревается до высоких температур, от этого расширяется, и, чтобы не выдавило уплотнители штока, жидкость перетекает в наружную полость.
К недостаткам относится перегрев рабочей жидкости, так как корпус – двойной, и охлаждение атмосферным воздухом затруднено. Из-за перегрева велика вероятность вспенивания масла и, как следствие, мгновенная потеря эффективности работы – амортизатор перестает выполнять свою функцию, и автомобиль становится плохо управляемым из-за раскачки.
Следующий минус – это большой вес двухтрубного амортизатора, а также строго определенное расположение при установке – если его перевернуть, вытечет рабочая жидкость. Вес амортизатора влияет на величину неподрессоренной массы (о том, что это такое, расскажем отдельно). Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода и управляемость автомобиля.
Небольшим усовершенствованием двухтрубных амортизаторов стало наполнение наружной полости газом с небольшим избыточным давлением. Таким образом снизили вероятность вспенивания, так как масло в этом случае «опирается» на газовую подушку.
Совсем другое дело – гидравлические однотрубные газонаполненные амортизаторы. Один цилиндр, заполненный маслом, поршень с односторонними клапанами и небольшая полость, заполненная газом и прикрытая поршнем.
Однотрубный амортизатор лишен всех недостатков двухтрубных. При интенсивной работе жидкость не перегревается, так как отделена от окружающей среды только одной стенкой цилиндра и отлично охлаждается. Также он легче и может устанавливаться хоть вверх, хоть вниз корпусом.
Установка амортизаторов
Способы установки амортизаторов не изменились с момента их внедрения в автомобили. Так, всегда их верхняя часть крепится к кузову автомобиля или раме, а нижняя – к элементу подвески, будь то рычаг или балка неразрезного моста. От этого и замена данного элемента в подавляющем большинстве случаев не доставляла трудностей: выкрутил нижний болт крепления, выкрутил верхний болт крепления, и все, амортизатор в руках.
С амортизаторами задних подвесок так все и осталось, а вот с передними все чуть сложнее. С появлением переднеприводных автомобилей возник вопрос, куда девать амортизатор, который в основном крепился к нижнему рычагу передней подвески и мешал установке приводного вала.
Основных решений этой задачи получилось два. Первый вариант – установка нижней части амортизатора на рычаг через П-образный кронштейн, внутри которого проходил приводной вал. Второй вариант – перенос амортизатора вместе с пружиной в пространство над верхним рычагом подвески. В таком случае нижняя часть амортизатора крепится к верхнему рычагу подвески, и называется вся эта конструкция именем американского инженера Эрла Стили МакФерсона.
МакФерсон разрабатывал этот принципиально новый на тот момент вид подвески для ультрабюджетного концепт-кара Chevrolet Cadet в 1930-е годы. На практике его удалось применить только после войны, уже на Ford Vedette 1948 года для французского рынка. Теперь, когда вы знаете эту короткую захватывающую историю и можете при случае блеснуть эрудицией, переходим к особенностям этой популярной до сих пор конструкции.
МакФерсон объединил амортизатор вместе с пружиной в одну амортизаторную стойку. В этой стойке верхняя часть имеет шарнир с подшипником и опирается на элемент кузова – стакан. Благодаря опорному подшипнику стойка может вращаться вокруг собственной оси. А если установить амортизаторную стойку под определенным углом, то можно задать траекторию перемещения колеса и углы его установки, как, например, развал, угол продольного и поперечного наклона оси поворота (что это, обязательно рассмотрим в будущих публикациях).
Получилось, что при такой установке стойки можно избавиться от направляющего верхнего рычага подвески, тем самым удешевив ее. Поворотный кулак в подвеске крепится к шаровой опоре нижнего рычага и к амортизаторной стойке, вращается вместе с ней же. Стойка стабилизатора поперечной устойчивости в данном случае может крепиться или к нижнему рычагу, или непосредственно к амортизаторной стойке.
Если рассмотреть способы крепления стойки к поворотному кулаку, то их несколько. Поворотный кулак может крепиться к кронштейну на корпусе стойки. Зачастую – двумя эксцентриковыми болтами с гайками, и они же являются элементами регулировки развала колес. Если развал колес заложен конструктивно, то регулировка не нужна, значит и закрепить стойку можно в кронштейне поворотного кулака. Кронштейн крепления в таком варианте представляет из себя проушину с разрезом, которая стягивается одним болтом. Самым простым вариантом является запрессовка корпуса стойки в поворотный кулак (как у нашего подопытного Chevrolet Lanos). Поставляется все это часто как одна деталь – в сборе c кулаком.
В список недостатков амортизаторной стойки типа МакФерсон можно отнести относительно небольшие ходы подвески и, как следствие, такая конструкция – большая редкость, если не исключение, на настоящих внедорожниках (впрочем, таких машин уже почти не осталось). А причина в том, что при максимальном сжатии пружины стойки очень сильно начинают изменяться углы установки колес, что влечет за собой серьезное ухудшение в управляемости автомобиля и приводит к чрезмерному износу шин.
Амортизаторные стойки могут быть с возможностью замены амортизатора и без нее. В первом варианте корпус стойки с опорой под пружину выполнен отдельно от амортизатора. Во втором – корпус амортизатора есть одновременно корпус стойки, и непосредственно на нем смонтирована нижняя опора пружины. Верхняя же опора пружины крепится к штоку амортизатора. Пружина сверху и снизу воздействует на опоры через резиновые подушки. На штоке амортизатора устанавливают упругий отбойник – резиновую или полиуретановую втулку, которая предотвращает удары деталей подвески при полном сжатии пружины.
Пружина в амортизаторной стойке всегда находится под натягом. Изначально сжатие необходимо для исключения люфтов и зазоров в сборке. Замена стойки на автомобиле – всегда маленькая радость для механика, так как по стоимости работ она довольно недешева.
Пример замены амортизаторов
Итак, перейдем в ремзону, где нас ждет Chevrolet Lanos с его передними разборными амортизационными стойками. Пружины мы оставляем старые, а вот амортизаторы – меняем. Хозяин автомобиля решил, что стандартные двухтрубные амортизаторы передней подвески слишком мягкие, и ему не хватает управляемости. Решением стала установка передних однотрубных газонаполненных амортизаторов.
Приступаем. Отворачиванием гайку крепления приводного вала к ступице колеса, после чего выкручиваем болты крепления и снимаем переднее колесо. Далее, для облегчения откручивания элементов крепления распыляем на соединения шаровой опоры рычага и шарнира наконечника рулевой тяги спасительную WD40.
Амортизаторы, часть 5
Всем привет, продолжаем мусолить тему автомобильной подвески. Сегодня завершим изучение деталей небольшим постом об амортизаторах.
Предыдущие посты из серии:
Ну и серия про ДВС, кто не видел:
Итак, амортизаторы, или демпфирующие элементы подвески.
Амортизатор, или shock absorber, предназначен для поглощения «лишней» энергии при работе подвески, которая высвобождаясь, приводит к паразитным резонансным колебаниям и потере контакта колеса с дорожным полотном. Главная задача амортизатора — поглотить эту энергию и преобразовать ее в тепло.
Также амортизатор призван дополнить характеристику упругого элемента, и в нужный момент ее увеличить, а в нужный — уменьшить.
В настоящее время в автомобилях используется только один тип амортизаторов — это гидравлические амортизаторы и их подтипы и модификации. А первые применявшиеся амортизаторы были фрикционными, и имели весьма примитивную конструкцию.
Они представляли из себя набор фрикционных пластин и дисков, и гасили колебания подвески за счет трения. Регулировка осуществлялась усилием зажатия фрикционного пакета.
В настоящее время фрикционные и фрикционно-пневматические амортизаторы можно найти разве что в стиральных машинках и во всяких доводчиках дверок в мебели. И выглядят они примерно так.
А сейчас разберемся в основных типах амортизаторов, использующихся в автомобилях и остальной дорожной и не очень технике.
На данный момент наибольшее распространение имеют два типа амортизаторов:
В народе их обзывают масляные и газо-масляные. Конструкции у них схожи, но как говорил Василий Иваныч в анекдоте — есть нюансы.
Начнем с гидравлических, или масляных.
Все современные гидравлические амортизаторы имеют двухтрубную конструкцию, это означает, что внутри амортизатора присутствуют две емкости, одна из них рабочая — это труба, в которой ходит поршень, закрепленный на конце штока, и вокруг этой трубы располагается расширительный или компенсационный резервуар, наполненный воздухом или азотом под атмосферным давлением.
В таком амортизаторе находятся два блока клапанов, в поршне находятся клапаны отбоя, это клапаны, открывающие проток гидравлической жидкости через дросселирующие каналы при ходе отбоя, то есть — при увеличении длины амортизатора, а на дне рабочего цилиндра находится блок сжатия, которые открывают дросселирующие каналы при ходе сжатия, или при уменьшении длини амортизатора. Компенсационный резервуар служит для того, чтобы вытесняемой погружающимся штоком жидкости было куда деться. При ходе сжатия она заполняет резервуар, а при ходе отбоя она возвращается обратно в рабочий цилиндр.
Клапаны на дне и на поршне собираются из набора пружинных пластин, таким образом настраивается давление, при котором клапаны открываются, и начинают перепускать жидкость, тем самым настраивается необходимая характеристика амортизатора при разных скоростях движения поршня.
Вот устройство типичного клапана
Сделано все это для того, чтобы амортизатор адекватно гасил колебания в разных режимах работы, так, на низких скоростях перемещения поток жидкости проходящий через дросселирующие отверстия невелик, поэтому они почти полностью перекрываются, для того, чтобы амортизатор гасил раскачку на пологих волнах, однако при наезде на крутое препятствие такое количество каналов не справится с перепуском жидкости и удар полностью передастся на кузов, и чтобы этого не произошло, и предназначены дополнительные клапаны, которые при возросшем давлении откроются и не будут препятствовать быстрому перемещению штока.
Гидравлические амортизаторы являются самыми простыми и неприхотливыми, и их легко отличить по отсутствию самопроизвольного выдвижения штока без нагрузки. Данные амортизаторы не предназначены для больших нагрузок и часто в связи с этим имеют очень мягкие настройки, однако существуют и регулируемые разновидности гидравлических амортизаторов. Так некоторые амортизаторы имеют специальную гайку в блоке клапанов поршня, которая поворачивается специальным выступом на дне цилиндра и открывает или закрывает дополнительные обходные каналы, для регулировки таких амортизаторов их нужно сложить до упора и поворотом штока относительно стакана задать необходимую регулировку жесткости сжатия, а характеристика жесткости ходов амортизатора напрямую влияет на остроту реакций на поворот руля.
Также возможен вариант с поворотом данной гайки специальным штоком, проходящим внутри основного штока амортизатора.
У двухтрубных гидравлических амортизаторов есть ряд серьезных минусов, которые не дают эффективно использовать их в быстроходной технике с высокими требованиями к подвеске.
1. Плохое охлаждение. Рабочий цилиндр амортизатора по сути находится в термосе с воздушной прослойкой, что сильно затрудняет отвод тепла, при сильном нагреве гидравлическая жидкость теряет вязкость и характеристики амортизатора сильно меняются в худшую сторону.
2. Использовать такие амортизаторы необходимо только в вертикальном состоянии, чтобы избежать попадания воздуха из компенсационной камеры в рабочую полость.
3. Аэрация гидравлической жидкости. При больших нагрузках и больших скоростях перемещения поршня происходит перемешивание жидкости с воздухом и ее вспенивание. При этом практически полностью теряется эффективность и происходить очень быстрый износ клапанных блоков.
Эти минусы оставили гидравлическим амортизаторам место только в таких автомобилях, где управляемость стоит не во главе угла, либо в совсем бюджетных автомобилях.
Теперь перейдем к самому распространенному типу амортизаторов — пневмогидравлическому, или газо-масляному в народе.
Двухтрубные пневмогидравлические амортизаторы, или гидравлические амортизаторы с газовым подпором, конструктивно ничем не отличаются от двухтрубных гидравлических, кроме того, что воздух заменен инертным газом под достаточно большим давлением. Обычно это азот под давлением около 20 атмосфер, который на заводе заливают в компенсационную полость в жидком состоянии и завальцовывают корпус, азот, испаряясь создает газовый подпор, поэтому старый пневмогидравлический двухтрубный амортизатор лучше болгаркой не пилить, а сначала просверлить отверстие в пару миллиметров, для стравливания давления.
Пневмогидравлический амортизатор в упаковке легко узнать по наличию стяжки, удерживающей шток в нижнем положении, так как из-за мощного газового подпора гидравлическая жидкость постоянно пытается вытеснить шток из рабочей полости, из-за чего тот без нагрузки полностью вылезает наружу. Если этого не происходит — значит газ, увы амортизатор покинул.
У амортизаторов с газовым подпором практически полностью отсутствует эффект аэрации рабочей жидкости, благодаря чему амортизатор выдерживает гораздо большие нагрузки и позволяет применять гораздо более жесткие настройки, в следствии чего амортизатор может поглощать больше энергии, что крайне положительно сказывается на управляемости автомобиля, при этом он компактен и имеет большой ход. Однако он унаследовал и минусы двухтрубной конструкции, у него такое-же плохое охлаждение и работать он может только в вертикальном или близком к вертикальному положении.
И еще один момент касающийся двухтрубных амортизаторов и их прокачки перед установкой на автомобиль. Прокачка строго обязательна! Во время транспортировки амортизатора в горизонтальном положении большая часть газа или воздуха попадает в рабочий цилиндр, и самостоятельно его покинуть не может, поэтому как только двухтрубный амортизатор полежал на боку — его необходимо прокачать, дабы переместить газ или воздух в компенсационную полость. Для снижения объема газа попавшего в рабочий цилиндр на амортизаторах при транспортировке и фиксируют шток в нижнем положении, не только для экономии места.
Процесс прокачки прост:
— полностью выдвигаем шток в вертикальном положении, переворачиваем амортизатор и ждем несколько секунд, чтобы пузырьки газа переместились к клапану сжатия, после этого сжимаем амортизатор, ждем несколько секунд и переворачиваем его в вертикальное положение, не отпуская штока.
— ждем несколько секунд, чтобы пузырьки газа ушли вверх компенсационной камеры, куда мы их выдавили
— вытягиваем шток полностью вверх
— повторяем операцию, пока шток не начнет ходить в вертикальном положении плавно, без рывков, и без журчащего звука.
После прокачки при монтаже держим амортизатор строго в вертикальном положении.
Перейдем к однотрубным пневмогидравлическим амортизаторам, в народе — газовым.
В таких амортизаторах резервуар с газом полностью изолирован от контакта с рабочей жидкостью разграничительным поршнем, благодаря чему удалось полностью избавиться от эффекта аэрации рабочей жидкости, плюс у таких амортизатором отсутствует вторая стенка с газовой прослойкой, благодаря чему охлаждение у таких амортизаторов несравнимо лучше двухтрубных, но в тоже время они и более нежные, так, при малейшем замятии стенки трубы такого амортизатора он неминуемо выходит из строя.
Такие амортизаторы легче, могут работать в любом положении и не требуют прокачки. За счет возможности работы в перевернутом положении появляется сильно снизить неподрессоренную массу, так как подвижную массу составляет только шток с поршнем, а корпус амортизатора вместе с жидкостью и остальными составляющими крепятся к кузову.
Этот момент особенно актуален в подвеске типа McPherson, так как амортизаторная стойка в таком типе подвески имеет большую массу из-за исполнения направляющих функций самой стойкой
Подавляющее количество таких стоек сделано по двухтрубной схеме, однако контора Bilstein выпускает однотрубные амортизаторные стойки, которые можно опознать по очень толстому штоку, который и не шток вовсе, а корпус амортизатора
Вот для сравнения двухтрубные стойки от того-же бренда
а все потому-что сам амортизатор установлен в стойку штоком вниз, благодаря чему отпадает необходимость в толстом штоке и кардинально снижается неподрессоренная масса, так как роль силового элемента играет сам неподвижный корпус амортизатора.
Кроме того, сильно снижается общая масса узла.
Однотрубные амортизаторы в основном используются в спортивных подвесках, так как могут поглотить наибольшее количество энергии без потери эффективности. Все клапаны в таких амортизаторах находятся на поршне, одна есть еще один подвид однотрубных амортизаторов, это амортизаторы с внешним газовым резервуаром.
Газовый резервуар с плавающим поршнем в таких амортизаторах выведен отдельно, что позволяет сделать амортизаторы более компактными и добавить регулировочные устройства, заменяющие клапан отбоя в двухтрубных амортизаторах, а также такая схема позволяет легко регулировать давление газового подпора, что в сумме дает возможность очень гибкой настройки. Такие амортизаторы собрали в себе все плюсы от вышеперечисленных конструкций и растеряли все минусы, кроме стоимости, которая наиболее высока среди всех остальных типов.
Все это хорошо конечно, управляемость управляемостью, но ведь иногда и комфорта хочется, не менять-же постоянно амортизаторы. Этот вопрос озаботил головы инженеров очень давно, и они так-же давно нашли решения, простые и посложнее.
Самый простой способ это ручная регулировка ширины или количества дросселирующих каналов различным способами, данный способ самый простой и самый неудобный, поэтому применяется только в спорте, а нам нужен комфорт, и тут придуманы системы посложнее.
Как пример, систем CDC от компании ZF, используется много где, например на опелях старые версии ставились в восьмидесятых, а последние в системах FlexRide на инсигниях и прочих, другие марки называли ее по-своему
Принцип работы простой, в амортизатор устанавливаются один или два электромагнитных клапана, один открывает обходной канал клапана отбоя, второй — обходной канал клапана сжатия. При наличии одного актуатора получаем два режима работы амортизатора, при наличии обоих клапанов — 4 режима работы. Основное назначение этих систем — возможность «расслабить» амортизатор, для увеличения плавности хода в длительных поездках или при неактивной езде.
Подобные системы давно используют разные производители, так, каяба делает такие амортизаторы для тойотовской системы TEMS, и ее модификациям, принцип действия — абсолютно тот-же.
Но самое лучшее решение, и одновременно самое дорогое — использование магнитореологической жидкости в качестве рабочей. Такая жидкость способна сильно менять свою вязкость при воздействии на нее магнитного поля, и тем самым менять свою способность пролезать в дросселирующие каналы, благодаря этому появляется возможность плавно менять характеристики амортизаторов, а не ступенчато, а также можно изменять эти характеристики хоть тысячу раз в секунду. Такие типы регулируемых амортизаторов используются в различных автомобилях из премиум сегментов, так как имеют наибольшую стоимость.
Ну вот и оборзели мы основные виды амортизаторов, надеюсь, теперь и вам смешно от фразы «газовые амортизаторы».
Ну и помним, что на дворе зима и амортизаторам тоже нужен прогрев, не дубасьте по лежакам с первых метров, дайте жидкости нагреться, очень много потекших амортизаторов приходится именно на период сильных морозов, когда люди штурмуют препятствия с густым промерзшим маслом в амортизаторах.
Дальше наконец-то будем потихоньку изучать различные варианты и конструкции автомобильных подвесок, до встречи.
Как работает амортизатор в машине: самое простое объяснение
У каждого из них внутри есть цилиндр, а в нём поршень. Когда вы давите на поршень, вода или воздух выходят через маленькое отверстие. И при этом создают сопротивление движению поршня.
Очень похоже выглядит и работает автомобильный амортизатор. Только вместо воды или воздуха в его цилиндр залита специальная жидкость. Верхним концом он крепится к кузову машины, а нижним — к подвеске рядом с колесом. Когда колесо наезжает на ухаб, оно толкает поршень, выдавливая жидкость, амортизатор сопротивляется и не даёт колесу подскочить.