Гидроопора двигателя: как устроена, как её диагностировать и можно ли ремонтировать?
Редкий современный мотор не опирается под капотом на гидравлические подушки, дабы минимально беспокоить своими вибрациями водителя и пассажиров. Чем хороши такие опоры, когда они появилась в автопроме, как эволюционируют и… когда исчезнут?
То, что колеблющиеся детали механизма нужно виброизолировать от неподвижных, было ясно еще древним римлянам, который аж в первом веке до нашей эры догадались подвесить «кузов» повозки к шасси с колесами на ремнях из толстой амортизирующей кожи. В автомобилестроении резиновые демпферы для установки двигателя на шасси внедрил Уолтер Крайслер в конце 20-х годов прошлого столетия – изначально для моделей Plymouth. Виброизоляция была хорошим конкурентным преимуществом, поэтому технологии даже придумали маркетинговое название Floating power. В Европе пионером внедрения резиновых демпферов стал Ситроен, который купил права на технологию у Chrysler для внедрения её в конструкцию Traction Avant.
Резиновая подушка крепления двигателя долгие десятилетия оставалась одной из самых консервативных деталей любого автомобиля, а ее эволюции были крайне малозаметны. И в наши дни по дорогам ездит все еще немало машин (УАЗы, Волги, Москвичи), чьи опорные подушки моторов представляют собой простейший монолитный резиновый брусок или диск.
В принципе, для того, чтобы вибрации двигателя не разрушали стальной каркас кузова и не вызывали хронической морской болезни у водителя, этих примитивных резиновых «чурок» вполне достаточно. Однако рост требований к комфорту внутри автомобиля породил некоторое их развитие – инженеры играли с формой демпферов, делали сэндвичи из резины разной упругости, включали в структуру стальные пружины. Это дало свои плоды – опоры стали работать в более широком диапазоне колебаний и нагрузок: на разных по силе и направлению нагрузках в работу включались разные элементы резиновых модулей, обеспечивая, когда надо, повышенную эластичность или, наоборот, повышенную жесткость:
Однако в середине 80-х годов ХХ века европейские автопроизводители начали внедрять в свои модели резино-гидравлические опоры двигателей. Так, одним из первых автомобилей, примеривших гидроопору, был Mercedes-Benz W124. В отличие от чисто резиновых, они демпфировали колебания в более широком диапазоне частот и амплитуд, действуя по принципу амортизатора – гася вибрации за счет сопротивления жидкости, продавливаемой через калиброванные дросселирующие отверстия.
Никакой революции в автопроме резино-гидравлические опоры не вызвали – к периоду их появления инженеры давно научились хорошо просчитывать обычные резиновые подушки под конкретные двигатели с их особенностями распределения колебаний и вибраций, и работали они весьма эффективно. Но конструкции с гидравликой несколько более точно настраивались под характеристики двигателя, чем чисто резиновые. Одну резино-гидравлическую опору на двигатель (реже две) стали ставить, перераспределяя на нее нагрузки так, чтобы улучшить демпфирование и продлить жизнь соседним опорам с обычной структурой, из простой резины.
Устройство и диагностика
Устройство гидравлической части опоры двигателя несложное. Внутри нее, под основным несущим резиновым упором (как у опоры без гидравлики), имеются две расположенные одна над другой камеры-отсека, заполненные жидкостью. Камеры разделены резиновой демпфирующей стенкой-мембраной, но также они сообщаются между собой через небольшое отверстие – дросселирующий переток. На малых амплитудах вибраций колебаниям сопротивляется мембрана, на больших – вступает в работу канал-переток. В сущности, у такой опоры имеется два «поддиапазона», в которых она проявляет разные демпфирующие характеристики.
Несмотря на то, что жидкость в вышедшей из строя опоре обычно черная от резиновой пыли, гидравлическая часть опоры редко страдает от физического износа – как правило, первым сдается резиновый блок, теряя с возрастом упругость из-за частичных отслоений от металла, микроразрывов и трещин.
Важно понимать, что жидкость и вообще вся гидравлическая часть в резино-гидравлической опоре играет все же не ведущую роль, а вспомогательную. Массу двигателя, как в случае с обычными резиновыми опорами, держит мощный упругий резиновый элемент. И если жидкость по какой-то причине покинет опору (что иногда случается из-за прорыва эластичного дна или из-за утечки по завальцовке частей корпуса), то катастрофы не произойдет – разве что повысится уровень вибраций по кузову. И не факт, что даже во всем диапазоне оборотов – обычно дефект заметнее на холостых.
Однако затягивать с заменой опоры все же не стоит – усилившаяся амплитуда раскачки двигателя заставляет его при запуске или наборе оборотов под нагрузкой биться о неподвижные элементы подкапотного пространства, от чего могут пострадать разные патрубки, шланги, провода. Да и остальные, обычно еще вполне живые, опоры начинают интенсивно изнашиваться после смерти ведущей, гидравлической.
Если взять опору за рабочую часть (ту, к которой прикручивается кронштейн, соединяющий ее с двигателем) и покачать (за опору в чистом виде или за сам двигатель непосредственно), то ее «гидравлическую сущность» вы никак не ощутите – только обычную резиновую упругость. Поэтому визуально неисправности в резино-гидравлической подушке обычно невозможно обнаружить. Ну, за исключением случаев откровенно текущей из нее жидкости… И новая опора, и убитая отвечают определенной упругостью на приложенное вручную усилие – без опыта или хотя бы сравнения с аналогичной машиной с заведомо исправной опорой найти проблему в одиночку сложно для неспециалиста, хотя опытный механик делает это легко.
Поэтому для диагностики исправности подушки в гаражных условиях требуется понаблюдать за поведением опоры в условиях, приближенных к рабочим, когда помощник газует под нагрузкой (включение режима «D» или легкое приотпускание сцепления на ручнике). Контролируется амплитуда раскачки двигателя и возможное касание центральным осевым крепежом опоры ее обоймы (корпуса), что недопустимо:
Ремонт резино-гидравлических опор не практикуется. Они неразборные и запчастей к ним в продаже нет. Хотя существует гаражная практика замены опор на похожие (не будем употреблять термин «аналогичные») от других моделей и даже марок машин. У опор переделывают крепления – пересверливают отверстия, изготавливают переходные пластины и т.п.
В принципе, при использовании опор от другой машины с двигателем сопоставимой мощности и массы подобные ухищрения в целом работоспособны и допустимы от безысходности. Разве что крайне нежелательно использовать на продольно расположенных моторах подушки от поперечно расположенных, и наоборот – нагрузки на сдвиг и сдавливание у них рассчитаны совершенно по-разному, и работают такие опоры при нештатной установке некорректно – либо не гасят вибрации, либо быстро разрушаются.
Пик развития и… грядущее исчезновение
При создании некоторых моделей авто высокого класса инженеры пошли еще дальше, добавив к резино-гидравлической опоре систему из двух-трех клапанов, управляемых по команде электроники импульсами тока, вакуумом или подводимым извне давлением масла в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель. В частности, подобная конструкция применяется на Lexus RX с 1998 года.
20 лет спустя внедрили опоры с бесступенчато-изменяемыми характеристиками – с ферромагнитной жидкостью и катушкой, создающей магнитное поле, которое меняет вязкость – тут пионером стал Porsche 911 GT3 2010 года. Оправданность таких радикальных усложнений в далеко не самом функционально важном узле машины – вопрос дискуссионный, но в некоторых случаях навороченные конструкции однозначно обоснованы. Например, в автомобилях, двигатели которых оснащаются системой отключения части цилиндров и скачкообразно меняют свои вибрационно-резонансные характеристики. Активные опоры могут менять свою упругость импульсно, с высокой частотой – синхронно с вибрацией двигателя, но в противофазе к ней – и гасить колебания, как наушники с шумоподавлением гасят внешний шум.
Интересно, что исследования в области разработки подобных активных гидроопор (с ферромагнитной жидкостью и синхронизацией изменения ее свойств с источником вибраций в реальном времени) проводились и в СССР с 80-х годов ХХ века – в частности, в Институте машиноведения им. Благонравова Российской академии наук. Правда, в отечественном автопроме ничего из тех разработок так и не было реализовано – системы активного подавления вибраций применялись в промышленности, в энергетике, в станкостроении.
Впрочем, наиболее сложные и дорогостоящие управляемые опоры автомобильных двигателей, похоже, достигли своего пика развития. И не потому, что идеи для более продвинутых решений исчерпаны, а по причине грядущего вытеснения двигателей внутреннего сгорания электрическими. В эпоху электромобилей сложным управляемым опорам с плавно изменяемыми характеристиками придется уйти в прошлое, поскольку идеально сбалансированный ротор электромотора не порождает такого количества разнонаправленных сил инерции первого и второго порядков и моментов от них, как классические ДВС, в которых движутся поршни, шатуны и коленвал.
Замена подушки двигателя –КПП. Простой метод ее диагностики. Интересная находка.
На выходных своими силами была произведена замена подушки двигателя-КПП. Я уже писал в предыдущей записи, какие запчасти были куплены и, что меня к этому подтолкнуло.
Планировалось, что найду решение следующих проблем:
1) Нездоровая вибрация на холостых, не метал об метал, но четко ощущалась по кузову, руле ручке КПП и даже для заднего места в сидении.
2) Расхлябаность левой стороны машины, проявлялось при проезде лежащих полицейских, просто неровностей.
3) Не плавное включение первой передачи, как будто с маленьким зацепом за что-то.
4) При высоких температурах на улице поцыкивание при переезде лежащих полицейских, слышно с правой стороны.
5) Трусило двигло и нездоровая вибрация при глушении.
Сам процесс.
Замена была произведена своими силами можно сказать в полевых условия во время заготовки березового сока. Сложного здесь нет абсолютно ничего. Самое главное в идеале подвесить двигатель или поднять домкратом, я использовал второй случай пенек и домкрат, для этого сняв защиту двигателя. Упор в коробку лучше делать в ребро стыка двигателя и коробки чтобы не проломать. Также необходимо снять аккумулятор его площадку, корпус воздушного фильтра вместе с фильтром, вытаскивать его не надо. Со стороны крепления подушки к кузову идет жгут проводов на пластиковой площадке, которая держится на защелках ее нудно снять, рвать не нудно просто раскачивая со стороны в сторону. Перед тем как откручивать подушку поднимите домкратом двигатель немного, чтобы удалить нагрузку на подушку. Потом потихоньку отворачиваем ее и наблюдаем за двигателем и упором под ним чтобы он не упал с домкрата, это важно если делать таким способом, желательно еще что то подставить для страховки.
Установка производится в обратном порядке, но важно, чтобы подушка стала на тоже место и ее две части, та что над двигателем и та что над кузовом были параллельны между собой. Те болты, что со стороны кузова (на 16) можно смело сказу зажимать, они не регулируют этот зазор. Те, что на коробке ( на 18) завернуть от руки при этом если они не идет от руки значит двигатель смещен относительно отверстий и в таком случае сразу выставить не получится. Для этого необходимо часть подушки которая со стороны двигателя, рукой или чем- то подвесив отвернуть в строну дабы стали болты и завернуть их от руки, а далее возможно придется сместить домкрат вперед или назад, в зависимости куда клонится двигатель и выставить по высоте, чтобы подушка стала на место родной, вы увидите следы контакта старой, но при этом выставив параллельность ее двух частей.
Результат
После замены пропали вибрации по кузову, ушла расхлябанность по неровностях, пропали рывки в движении при сбросе газа и наборе. Двигатель перестал труситься и даже тише или ровнее работать.
Что не удалось вылечить так это включение первой передачи, она как включалась с мелким заеданием, так и включается. Также еще нет тепла и не удалось проверить 4-тый пункт.
Состояние старой подушки.
Старая подушка имеет явные следы износа за 200 тыс км. Продольные движения частей подушки от руки в раза 2, а то и 3 больше чем в новой, при этом слышны скрипы резины. Видны отслоения резины. Поперечные колебаний от руки нет, как и на новой. Общая оценка она ещё не умерла, но была уже на грани.
Мой метод диагностики подушки.
Пишу все чисто из своего опыта. Проверить подушку КПП- двигателя, если она еще совсем умерла, можно двумя известными мне способами к которым пришел сам наблюдая за ней несколько месяцев, а потом сравнив с новой подушкой.
1)Нужно на работающем двигателе руками, в пределах разумного, пробовать смещать двигатель продольными движениями, сначала с справа (если смотреть с места водителя) там стоит гидроопора она обычно живее, потом со стороны нашей подушки КПП-двигателя. Если качения возле ее заметно больше значит это первый звонок. Также можно попросить, чтобы кто-то рывками погазовал и тогда можно увидеть, как двигатель с этой стороны болтается.
2) Убедиться, что ходовая в порядке. Найти лежащий полицейский или что-то схожее, на который можно наехать только одной стороной, левым и правым колесом по отдельности. Проезжая эту преграду на небольших, но разных скоростях, почувствовать разницу. Если справа нет ощущения сбитости, а есть чувство расхлябаности, а еще и слышны звуки схожи на звук резины, значить это также может быть подушка.
Интересная находка.
В защите было найдено резиновое кольцо, схоже на уплотнительное в форме лейки. У меня отвалится, не могло, так как нашел до разбора авто, но откуда она так и не смог понять пересмотрев по Elsa ходовую и воздушные патрубки такое не нахожу. Есть вариант, что просто на сервисе упало на поддон откуда-то и его не заметили, поставив на авто. Может кто видел и знает, напишите. Спасибо.
Самостоятельная диагностика подушек двигателя на предмет неисправности
Классический вариант выявления неисправности – пассивный. Львиная доля водителей дожидается, пока появятся отчетливые отклонения от нормы: сильные и постоянные вибрации по кузову. В случае с гидроопорами – еще и потеки гидравлической жидкости.
Остальные предпочитают руководствоваться собственным зрением и осязанием. Резинометаллические опоры осматриваются на предмет отсутствия трещин в резине и металле. Боковые подушки проверяют, прикладывая руку к той части, которая крепится к кузову. Если на ней есть вибрации, а в сайлентблоках отчетливо просматриваются трещины, то опоры подлежат замене. Новичкам разъясним: легкую вибрацию не стоит путать явлением, когда двигатель дергается по различным причинам.
Щепетильная диагностика: признаки неисправностей подушек двигателя
Кто не сталкивался с тем, что на очередном светофоре первая передача не включается и чтобы ее задействовать, сначала приходится включать вторую, а уж потом – первую. Между тем, это свидетельствует далеко не о неисправностях с коробкой. Проблема как раз таки в подушках.
Отказ первой передачи включаться – это лишь один из симптомов приближающейся кончины опор двигателя. Существует еще несколько предпосылок:
- На морозе при прогреве в салоне наблюдается низкочастотный гул, хотя серьезных вибраций нет. Ощущение такое, словно мотор лежит на лонжероне.
- В результате сравнения уровня вибраций с аналогичным автомобилем, на неисправной машине вибраций будет заметно больше, при чем ощущаться они будут даже на сидении.
- Туго включаются передачи. Кроме «отказа» первой, могут туго перемещаться вторая и третья.
- Гул на крейсерских загородных скоростях достигается раньше, а его величина ощущается сильнее. Если, скажем, на исправных опорах ощутимые вибрации появляются после 3 500 об/мин, то неисправных – уже на 3 000 об/мин.
- Доносящийся из подкапотного пространства странный звук, похожий на тиканье часов.
Это перечень малозаметных симптомов неисправных подушек двигателя. Для получения полноценных данных о неполадке, необходимо дополнить наблюдения экспериментом с попеременным перемещением двигателя.
На автомобиле с механической коробкой передач для этого достаточно включить передачу и потолкать машину взад-вперед, следя за колебаниями мотора. На транспортном средстве с автоматической коробкой передач дело обстоит несколько сложнее. Необходимо привлечь помощника, открыть капот и выполнить ряд действий:
- Запустить мотор.
- Нажав на педаль тормоза, перевести селектор в режим «R».
- Поднять обороты двигателя до 1 500 об/мин, и резко отпустить педаль газа.
- Повторить действия в режиме «D».
- При повышении оборотов двигатель «напрягается» и отклоняется в сторону на угол около 10 градусов. В режиме «R» отклонение происходит в одну сторону, в «D» — в противоположную. Если в какую-то из сторон мотор наклоняется сильнее, то подушки неисправны.
- После сброса газа, силовая установка должна плавно вернутся в исходное положение. Если наблюдается резкий возврат и толчки, то опоры двигателя неисправны.
Если предстоит демонтаж двигателя, который крепится к кузову через резинометаллические опоры, резонно проверить их исправность по следующему признаку: на пригодных к эксплуатации подушках металлический штырь не качается отдельно от резинки – опора перемещается сообща. Касательно гидравлических подушек следует отметить еще два симптома неисправности:
- Расстояние между шайбой крепления и рамой (кузовом) ощутимо превышает норму в 1,5-2 см.
- Мембрана на шайбе вздута. На исправной подушке она втянута внутрь.
Особенности процедуры замены опор мотора
К подушкам необходимо обеспечить свободный доступ, поэтому помимо гаечных ключей понадобится еще и добротный домкрат. Перечень мероприятий по замене дефектной подушки рассмотрим на примере резинометаллического изделия:
- Ослабляем гайку крепления подушки к кузову.
- Домкратим двигатель и вынимаем болт.
- Откручиваем и снимаем неисправную опору.
- Ставим новую, затягиваем.
- Домкратим двигатель, вставляем болт крепления подушки.
- Затягиваем болт и опускаем мотор.
Примечание! Если вибрация после установки новых подушек наоборот усилилась на прогретой и запущенной машине, то опоры нуждаются в центровке. Для этого необходимо ослабить все болты крепления подушек и затягивать их равномерно до тех пор, пока вибрация не исчезнет.
Что наблюдаем после замены подушек двигателя
Установив новые оригинальные опоры силовой установки, мы закономерно ощущаем значительно меньший уровень вибраций. И не только! После ремонта передачи включаются четче, комфорт передвижения на грунтовой дороге ощутимо повышается, а двигатель становится на 1-3 см выше. А вот колебания рычага механической коробки передач уходят не всегда.
Как проверить подушки двигателя
От состояния подушек двигателя зависит, насколько долго будет ходить двигатель, а также скорость износа кузова. Если подушка порвалась или стерлась местами, то ее следует заменить, не теряя при этом времени. Но как можно узнать, в каком она находится состоянии? Конечно, можно поехать в автосервис, где ваш автомобиль осмотрят и скажут, в каком состоянии находятся подушки, и надо ли их менять. Но имейте в виду, что часто работники автосервиса преувеличивают масштаб проблемы, или даже вовсе сами ее придумывают с той единственной целью, чтобы получить большую прибыль. Даже если в итоге вам скажут, что менять ни одну подушку двигателя не нужно, проверка также не бесплатна. Именно поэтому вам лучше разобраться, как проверить подушки двигателя самому без лишних затрат.
Кстати, если у вас усилилась вибрация в момент запуска/выключения двигателя, тогда это может свидетельствовать о том, что подушки износились. В случае если вы будете игнорировать данный симптом, это может перерасти в большую проблему, например, привести к деформации кузова и подвески.
Что для этого нужно
Используйте гидравлический или другой домкрат
Для того чтобы провести проверку, вам понадобится:
- гидравлический или другой имеющийся у вас домкрат;
- какая-нибудь страховочная опора, такая как деревянный брусок или что-то другое;
- рычаг – для этого прекрасно подойдет монтировка или крепкая палка.
Порядок проверки
Осмотр подушек
- Загоните автомобиль с предварительно демонтированной защитой в гараж, либо на площадку с ровным половым покрытием.
- Поднимите автомобиль, установив домкрат под одно из передних (а в случае, если у вас двигатель сзади — задних) колес.
- Имеющуюся опору поставьте под двигатель так, чтобы снять нагрузку с крепления двигателя. Удостоверившись в надежности опоры, опустите домкрат.
- Используя подкат или что-нибудь другое, залезьте под машину и начните осмотр состояния подушек двигателя.
Зрительно вы сможете обнаружить:
- трещины и разрывы резины;
- что резинка задубела;
- расслоение подушки.
Поврежденные подушки двигателя
Однако может оказаться так, что визуально вы ни одну из возможных проблем не выявили. В таком случае вы можете протестировать места крепления опор двигателя к кузову или передней балке автомобиля на наличие люфта. Для этого достаточно отклонить двигатель в разные стороны, используя в качестве рычага палку/монтировку. Если люфта не выявлено, то будьте спокойны: подушки двигателя в порядке.
В случае если присутствует люфт, а особенно, если он ощутимый (двигатель заметно ходит из стороны в сторону), то необходимо будет от него избавиться. Для этого надо будет снова установить домкрат и поднять автомобиль, затем убрать страховочную опору из-под двигателя. Проверьте, хорошо ли затянута опора двигателя. Если нет, то затяните ее с помощью гаечного ключа или трещотки.
Самостоятельная замена
Если же визуальный осмотр выявил проблемы в подушке, то ее следует как можно скорее заменить. Начните с покупки новой детали. Следует отметить, что лучше не покупать данную запчасть на разборке, даже если она в хорошем состоянии. В данном случае экономия денег может нанести больше вреда, чем пользы. В идеале было бы купить оригинальную деталь.
- Снимите клеммы с аккумулятора. Поднимите автомобиль на высоту, которая даст доступ к двигателю снизу. При этом можно воспользоваться домкратом и деревянными брусками в качестве опоры.
- Поднимите двигатель домкратом, чтобы освободить он нагрузки нужную деталь.
- Открутите болты, которыми подушка крепится к двигателю и кузову.
- Поставьте на место новую запчасть, направляя ее, как следует, на место. Затяните хорошо крепежные болты. Лучше затягивать их при включенном двигателе, чтобы избежать чрезмерной вибрации в будущем.
- Закончив установку подушки, установите все демонтированные детали обратно на место.
В каждом отдельном случае может быть так, что нет удобного доступа для того, чтобы заменить деталь. В таком случае постарайтесь снять те узлы, которые мешают вам провести замену.
Иногда для проведения этой операции может потребоваться участие еще одного человека, который будет помогать, направляя двигатель, в то время как вы будете вставлять деталь на место. Если речь идет о верхней подушке, то, как правило, ее не составит труда осмотреть, а в случае надобности заменить. Можно будет обойтись и без ямы.
Проверяйте периодически, в каком состоянии находятся подушки двигателя на вашем авто. Как видите, это совсем не сложно, однако может помочь предотвратить множество проблем в будущем и обеспечить вам комфортную езду в любых условиях. Помните, что автомобиль чувствует, когда за ним смотрят и потом благодарит своего хозяина долгой и хорошей службой.
Фотоинструкция
Откручиваем воздухоприемник
Затем следует открутить крепление вакуумного шланга
Откручиваем болт подрамника
Поднимаем домкратом
Откручиваем гайки и три болта
Снимаем подушку
Подготавливаем к установке
Прикручиваем крепление двигателя
Подсоединяем оставшееся