Летящей походкой: тормозим с пустыми амортизаторами.
Чтобы выяснить зависимость длины тормозного пути автомобиля с ABS от состояния амортизаторов, вместе со специалистами АВТОВАЗа тормозим машину с рабочими и с пустыми амортизаторами. Главный герой эксперимента – «Лада-Приора» – пытается остановиться со скорости 100 км/ч.
О том, что неисправные амортизаторы ухудшают поведение автомобиля, особенно на неровной дороге, читатели журнала уже хорошо знают. Мы решили пойти дальше. А именно уточнить, какие именно – передние или задние – неисправные амортизаторы максимально удлиняют тормозной путь автомобиля с ABS на ровном и на разбитом асфальте. Сцепление колес с дорогой регулировали двумя комплектами шин – с высокими тормозными свойствами и с низкими.
Главный герой рассказа – «Лада-Приора» с ABS: она пытается остановиться со скорости 100 км/ч.
ТОЧКА ОТСЧЕТА
Для создания отправной точки начинаем испытательный цикл с исправными амортизаторами, сначала на хороших, затем на самых «скользких» шинах.
Торможение на ровном асфальте стабильное. Первые шины останавливают автомобиль через 40,4 м, вторым потребовалось 44,2 м. Результаты повторных замеров ложатся совсем рядом, разброс — не более двух десятков сантиметров для обоих видов шин.
На асфальте с неровностями увеличение тормозного пути составляет чуть более 5 метров: 46,1 и 49,3 м соответственно. Разброс результатов увеличивается до метра.
ПУСТО СПЕРЕДИ
Передние стойки заменяем пустыми, для верности сверлим отверстия в нижней части корпусов и сливаем остатки жидкости.
Естественно, с такой подвеской «Лада» раскачивается передком на неровностях и рыскает. Очень сложно сохранять заданную траекторию, от водителя требуется непрерывная уточняющая работа рулем. К слову, на точность подруливания сильно влияет потерявшаяся информативность – баранка стала совсем легкой, испытатели называют ее пустой. На неровностях слышны отчетливые стуки в подвеске, особенно при отбое, чувствуются удары на рулевом колесе.
На ровном асфальте после каждого торможения «Лада» долго кланяется, словно китайский болванчик. Тормозной путь (41,0 и 44,4 м) увеличился ненамного – на 0,6 м с шинами № 1 и всего лишь на 0,2 м с № 2. Разница – у первых почти метр, а у вторых всего полметра. Видимо, слабакам терять уже нечего.
На неровной дороге тормозной путь увеличивается до 50,0 и 52,2 м соответственно. Это на 8 м (около двух корпусов автомобиля) больше на хороших шинах и на 7,8 м на слабых. Разброс в результатах остается в пределах метра. Испытатели отметили рыскание автомобиля и неравномерное торможение – после каждой неровности замедление значительно ухудшается. Передние колеса то и дело теряют контакт с дорогой.
Меняем задние стойки на убитые, предварительно совершив тот же обряд сверления, которому ранее подвергли передние. В движении «Приора», начисто лишенная демпфирующих элементов в подвеске, обретает 3D-раскачку. Прямо как тот студень на тарелке, который несут к обеденному столу. Удерживать заданное направление можно только на небольшой скорости. В общем, управлять машиной вовсе без амортизаторов на порядок сложнее, чем в предыдущем варианте.
Торможение даже на ровном асфальте сродни каскадерскому трюку. На пологой волне, которую прежде не замечали, появляется раскачка всего автомобиля. На сильных шинах тормозной путь (42,5 м) уплывает на 2 м от начального состояния. Слабые (44,7 м) ухудшают тормозной путь всего на полметра. Зато на них автомобиль особенно старательно рыскает задними колесами.
Еще хуже на дороге с неровностями. Возникает ощущение, будто автомобиль вот-вот прыгнет в сторону, причем непонятно, в какую. Так и морскую болезнь нажить недолго! Задние колеса, входя в резонанс галопирования, периодически теряют контакт с дорогой. На шинах № 1 тормозной путь возрастает до 51,2 м, на других – до 53 м!
ПУСТО СЗАДИ
Возвращаем в переднюю подвеску рабочие стойки. Пустые остаются только сзади.
Рыскание исчезло, осталась лишь небольшая раскачка задней оси – только вертикальная. При смене полосы возникает чуть запаздывающее подруливание. На неровной дороге машина раскачивается вплоть до отрыва задних колес от поверхности.
При торможении на ровной дороге возникает малый галоп, причем только на хороших шинах. На слабых машина тормозит почти без раскачки, – полагаю, сказывается меньшее замедление. Тормозной путь – 41,5 и 44,5 м. Меньше, чем со всеми пустыми стойками, но больше, чем с пустыми спереди! Хотя такой результат вполне объясним. Пустой передок, сильно просев в начале торможения, таким и остается до полной остановки, – а здесь происходит кормовая раскачка.
На неровной же дороге для остановки автомобиля требуется 47,4 и 50,4 м. На обоих комплектах шин это меньше, чем с пустым передком. Здесь машина раскачивается кормовой частью, а тормозной момент на задних колесах явно меньше, чем на передних.
ГРУСТНЫЕ ИТОГИ
Совсем пустая подвеска максимально увеличивает тормозной путь на любой дороге – хоть ровной, хоть разбитой. Думаю, этот вывод оказался вполне ожидаемым.
Отказ только передних амортизаторов на разбитой дороге более опасен, чем задних. А вот пустые задние создают больше сложностей на ровной поверхности.
Вряд ли кто-то будет спорить с выводом, что ездить с неисправными амортизаторами опасно. Результаты наших испытаний подтверждают: независимо от того, какой частью начинает раскачиваться машина – передней или задней, надо срочно менять либо ремонтировать стойки.
И еще один момент. Вместе с потерей эффективности амортизаторов испаряется надежда на хорошие шины. Ведь на таких увеличение тормозного пути больше, чем на слабых. Причем на ровной дороге.
Летящей походкой: тормозим с пустыми амортизаторами
О том, что неисправные амортизаторы ухудшают поведение автомобиля, особенно на неровной дороге, читатели журнала уже хорошо знают. Мы решили пойти дальше. А именно уточнить, какие именно – передние или задние – неисправные амортизаторы максимально удлиняют тормозной путь автомобиля с ABS на ровном и на разбитом асфальте. Сцепление колес с дорогой регулировали двумя комплектами шин – с высокими тормозными свойствами и с низкими. В выборе руководствовались результатами собственных тестов летних шин, опубликованными в ЗР № 3 за 2013 год.
Главный герой рассказа – «Лада-Приора» с ABS: она пытается остановиться со скорости 100 км/ч.
ТОЧКА ОТСЧЕТА
Для создания отправной точки начинаем испытательный цикл с исправными амортизаторами, сначала на хороших, затем на самых «скользких» шинах.
Торможение на ровном асфальте стабильное. Первые шины останавливают автомобиль через 40,4 м, вторым потребовалось 44,2 м. Результаты повторных замеров ложатся совсем рядом, разброс — не более двух десятков сантиметров для обоих видов шин.
На асфальте с неровностями увеличение тормозного пути составляет чуть более 5 метров: 46,1 и 49,3 м соответственно. Разброс результатов увеличивается до метра.
ПУСТО СПЕРЕДИ
Передние стойки заменяем пустыми, для верности сверлим отверстия в нижней части корпусов и сливаем остатки жидкости.
Естественно, с такой подвеской «Лада» раскачивается передком на неровностях и рыскает. Очень сложно сохранять заданную траекторию, от водителя требуется непрерывная уточняющая работа рулем. К слову, на точность подруливания сильно влияет потерявшаяся информативность – баранка стала совсем легкой, испытатели называют ее пустой. На неровностях слышны отчетливые стуки в подвеске, особенно при отбое, чувствуются удары на рулевом колесе.
На ровном асфальте после каждого торможения «Лада» долго кланяется, словно китайский болванчик. Тормозной путь (41,0 и 44,4 м) увеличился ненамного – на 0,6 м с шинами № 1 и всего лишь на 0,2 м с № 2. Разница – у первых почти метр, а у вторых всего полметра. Видимо, слабакам терять уже нечего.
На неровной дороге тормозной путь увеличивается до 50,0 и 52,2 м соответственно. Это на 8 м (около двух корпусов автомобиля) больше на хороших шинах и на 7,8 м на слабых. Разброс в результатах остается в пределах метра. Испытатели отметили рыскание автомобиля и неравномерное торможение – после каждой неровности замедление значительно ухудшается. Передние колеса то и дело теряют контакт с дорогой.
ПУСТО-ПУСТО
Меняем задние стойки на убитые, предварительно совершив тот же обряд сверления, которому ранее подвергли передние. В движении «Приора», начисто лишенная демпфирующих элементов в подвеске, обретает 3D-раскачку. Прямо как тот студень на тарелке, который несут к обеденному столу. Удерживать заданное направление можно только на небольшой скорости. В общем, управлять машиной вовсе без амортизаторов на порядок сложнее, чем в предыдущем варианте.
Торможение даже на ровном асфальте сродни каскадерскому трюку. На пологой волне, которую прежде не замечали, появляется раскачка всего автомобиля. На сильных шинах тормозной путь (42,5 м) уплывает на 2 м от начального состояния. Слабые (44,7 м) ухудшают тормозной путь всего на полметра. Зато на них автомобиль особенно старательно рыскает задними колесами.
Еще хуже на дороге с неровностями. Возникает ощущение, будто автомобиль вот-вот прыгнет в сторону, причем непонятно, в какую. Так и морскую болезнь нажить недолго! Задние колеса, входя в резонанс галопирования, периодически теряют контакт с дорогой. На шинах № 1 тормозной путь возрастает до 51,2 м, на других – до 53 м!
ПУСТО СЗАДИ
Возвращаем в переднюю подвеску рабочие стойки. Пустые остаются только сзади.
Рыскание исчезло, осталась лишь небольшая раскачка задней оси – только вертикальная. При смене полосы возникает чуть запаздывающее подруливание. На неровной дороге машина раскачивается вплоть до отрыва задних колес от поверхности.
При торможении на ровной дороге возникает малый галоп, причем только на хороших шинах. На слабых машина тормозит почти без раскачки, – полагаю, сказывается меньшее замедление. Тормозной путь – 41,5 и 44,5 м. Меньше, чем со всеми пустыми стойками, но больше, чем с пустыми спереди! Хотя такой результат вполне объясним. Пустой передок, сильно просев в начале торможения, таким и остается до полной остановки, – а здесь происходит кормовая раскачка.
На неровной же дороге для остановки автомобиля требуется 47,4 и 50,4 м. На обоих комплектах шин это меньше, чем с пустым передком. Здесь машина раскачивается кормовой частью, а тормозной момент на задних колесах явно меньше, чем на передних.
ГРУСТНЫЕ ИТОГИ
Совсем пустая подвеска максимально увеличивает тормозной путь на любой дороге – хоть ровной, хоть разбитой. Думаю, этот вывод оказался вполне ожидаемым.
Отказ только передних амортизаторов на разбитой дороге более опасен, чем задних. А вот пустые задние создают больше сложностей на ровной поверхности.
Вряд ли кто-то будет спорить с выводом, что ездить с неисправными амортизаторами опасно. Результаты наших испытаний подтверждают: независимо от того, какой частью начинает раскачиваться машина – передней или задней, надо срочно менять либо ремонтировать стойки.
И еще один момент. Вместе с потерей эффективности амортизаторов испаряется надежда на хорошие шины. Ведь на таких увеличение тормозного пути больше, чем на слабых. Причем на ровной дороге.
VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ АМОРТИЗАТОРОВ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
Автомобильные амортизаторы предназначены для демпфирования (гашения) продольных и поперечных, колебаний кузова автомобиля при его движении. Если бы автомобиль не имел амортизаторов, а имел только пружинную подвеску, то он бы раскачивался и подпрыгивал на дороге. Амортизаторы гасят такие колебания, делая движение, автомобиля, плавным и равномерным. Также, амортизаторы, обеспечивают плотное прилегание колеса автомобиля при огибании неровностей.
С хорошими и исправными амортизаторами, колеса автомобиля должны четко следовать всем неровностям дороги, не отрываясь от них и, соответственно, не теряя с ними связи. Таким образом, поддерживается прочное сцепление резины с дорогой и автомобиль не теряет управления.
Характеристики амортизатора рассчитаны таким образом, что колесо производит только одно полное движение вверх, затем возвращается вниз и после чего 75% энергии удара погашено амортизатором — рассеяно в воздухе и превращено в тепло. Правильно работающие амортизаторы — это ведущий элемент активной безопасности [2].
Зачастую водители даже не подозревают, что управляют автомобилем с неисправными амортизаторами. Как правило, их износ происходит незаметно, и водители постепенно изменяют стиль вождения, приспосабливая его к ухудшающимся характеристикам амортизаторов и к неизбежно возникающему вследствие этого ухудшению сцепления автомобиля с дорогой.
Основными причинами выхода амортизаторов из строя являются следующие:
1. Неверная установка (недостаточно затянутая гайка крепления, неправильная установка чашки, отсутствие пыльника, неправильное закрепление штока и т.д.).
2. Разбитые или отсутствующие пыльники/отбойники, в связи с чем ржавеет шток и, как следствие, разрушается сальник.
3. Разрыв сальника.
4. Износ клапанной системы.
В нормальных условиях эксплуатации амортизатор претерпевает от 5 до 7 тысяч циклов сжатия и растяжения на километр пути. Несложно посчитать, что после 100 тысяч километров пробега амортизатор проделает от 500 миллионов до 700 миллионов циклов. После такой нагрузки механические компоненты амортизатора, так же как и масло, изнашиваются и требуют замены для правильного функционирования автомобиля. Непосредственным результатом износа амортизаторов является потеря сцепления колес с дорогой. Вследствие этого возникает ряд эффектов, которые ставят под угрозу безопасность автомобиля [1]
Все это приводит к износу и выходу из строя амортизаторов. В свою очередь, износ амортизаторов приводит к следующим последствиям:
• Увеличение тормозного пути.
• Ухудшение сцепления шин с дорогой.
• Повышение риска возникновения аквапланирования
• Снижение ночной видимости из-за нарушения регулировки фар
• Утомление водителя, снижение реакции
Чем сильнее износ амортизаторов, тем длиннее тормозной путь.
При скорости 45 км/час изношенные амортизаторы увеличивают тормозной путь на 2 метра.
В автомобилях, оснащенных системой ABS (анти-блокировочной системой тормозов) /ESP (система стабилизации курсовой устойчивости), тормозной путь будет еще больше. Это может привести к аварии вместо безопасного торможения.
Если ночью из-за изношенных амортизаторов автомобиль сильно раскачивается и подпрыгивает, его фары могут ослепить водителей встречных автомобилей. Это также затруднит для вас наблюдение за дорожной ситуацией.
В среднем площадь контакта шин с дорожным полотном для различных автомобилей составляет 0,1м 2 , что эквивалентно площади 4 почтовых открыток. Если амортизатор изношен, площадь контакта значительно уменьшается. Риск аварии при этом возрастает.
Под воздействием бокового ветра смещение кузова может сделать автомобиль нестабильным, происходит потеря управляемости.
Максимальная безопасная скорость движения по дуге на сухой дороге для автомобиля с наполовину (на 50%) изношенными амортизаторами, снижается на 10% (Источник: тесты TUV)
Переднеприводный автомобиль с амортизаторами, изношенными на 50%, при движении с постоянной скоростью по дороге, покрытой слоем воды в 6мм, может испытать эффект аквапланирования при скорости на 10% ниже, чем автомобиль с новыми амортизаторами.
Если на автомобиле установлены новые амортизаторы, эффект аквапланирования проявляется при скорости 125 км/час.
В обычных условиях неисправные амортизаторы увеличивают утомляемость водителя, что может привести к увеличению времени реакции на 26%.
Также существует такое понятие как «треугольник безопасности», который включает шины — тормоза — амортизаторы.
Если один из элементов этого треугольника изношен, это негативно влияет на эффективность функционирования остальных элементов.
Если амортизаторы неисправны, шины не будут иметь должного контакта с дорогой, а это означает, что тормоза будут менее эффективны и управлять автомобилем будет сложнее.
Амортизаторы так же важны для личной безопасности и безопасности окружающих, как тормоза и шины.
На рисунке 1 наглядно представлена зависимость износа амортизатора от пробега
Рисунок 1 — Производительность амортизаторов в зависимости от пробега
Существует несколько визуальных признаков, по которым можно определить неисправность амортизатора. Ниже в таблице 1 приведены признаки неисправностей амортизаторов и их описание.
Что случается с машиной, когда амортизаторы "устают"
Комплектующие автомобиля выходят из строя по-разному. Одни просто ломаются и полностью перестают выполнять свою функцию, другие могут лишь прикидываться исправными. Именно это нередко случается с автомобильными амортизаторами. Рассказываем, чем опасно такое явление для автовладельца.
В подвеске любого современного автомобиля применяются упругие элементы, которые гасят вертикальные колебания кузова. Главной деталью, отвечающей за это, как раз и является амортизатор. Данный элемент душит колебания пружин или рессор, которые неизбежно возникают при проезде любых, даже самых незначительных неровностей на дорожном покрытии.
Когда амортизатор выходит из строя полностью (или физически снимается с транспортного средства), колесо начинает в буквальном смысле скакать, подобно тому, как скачет мячик. Автомобиль проезжает по неровности – колесо отскакивает вверх, после чего снова бьёт по земле и опять отскакивает. Шина продолжает прыгать по поверхности, а так называемый "держак" (сцепление шины с дорогой) почти полностью пропадает.
Коварство амортизаторов заключается в том, что их неисправность порой почти никак себя не выдаёт. Замечают поломку обычно, лишь когда из корпуса амортизатора начинает сочиться гидравлическая жидкость – в этот момент деталь уже полностью перестаёт выполнять свою функцию.
На большинстве машин характеристики амортизаторов снижаются очень медленно и плавно – заметить поломку может далеко не каждый и не сразу. Срок службы амортизаторов при этом относительно невелик – менять их инженеры рекомендуют не реже одного раза в 80 тыс. км, даже в случае, если деталь внешне выглядит абсолютно исправной. Любое запотевание или следы жидкости на корпусе устройства – стопроцентный приговор и замена пары амортизаторов проблемной оси.
В чем же проявляется так называемая "усталость" амортизаторов? С годами амортизаторы начинают всё хуже и хуже гасить колебания пружин: изнашиваются сальники и клапаны, рассыхаются сайлент-блоки, корродируют штоки. Всё это приводит к запоздалой реакции устройства на раскачку автомобиля. Это, в свою очередь, выливается в целый букет проблем, которые могут стать причиной серьёзного ДТП.
По мере нарастания "усталости" амортизаторов значительно усиливается раскачка кузова при резком старте и торможении. На разгоне автомобиль сильно приподнимает передок, а при торможении клюёт носом. После полной остановки кузов машины может покачиваться подобно кораблю на волнах.