Тема: Аммортизаторы

[Romario]

Конструкции амортизаторов Вы не можете просматривать ссылки. Зарегистрируйтесь или Войдите

Все амортизаторы принято делить на гидравлические амортизаторы, газовые амортизаторы и поддутые амортизаторы ( c газом низкого давления). Деление это условно потому, что во всех трех случаях "центральный" узел - клапан остается принципиально неизменным и во всех трех случаях в качестве компенсационного элемента используется газ. Центральный клапан перемещается в центральном цилиндре и отличия начинаются дальше. Гидравлические амортизаторы и поддутые имеют еще и внешний цилиндр, куда перетекает масло через систему нижнего клапана. Газовый амортизатор внешнего цилиндра не имеет и вся его конструкция упакована в одном.

Таким образом, амортизаторы логичнее делить на двухтрубные амортизаторы и однотрубные амортизаторы. При работе любых амортизаторов, по определению, выделяется большое количество тепла, поэтому от применяемого в них масла требуется не только коррозионная, но и термическая стойкость - способность выдерживать температуры до 160 градусов не меняя структуры и свойств. Одновременно с этим актуальна задача отвода тепла. Двухтрубные гидравлические амортизаторы отводят тепло хуже чем однотрубные высокого давления, ведь у первых "генератор тепла" - центральный цилиндр закрыт сверху еще одним соосным цилиндром, наполненным маслом и компенсационным газом.

Зачем нужен компенсационный объем газа? Жидкость, как известно, не сжимается. Вернее, сжимается, но очень незначительно как те крокодилы, которые летают, но "низэнько-низэнько". Поэтому, если бы не было компенсационного объема, поршень внутри цилиндра при резком перемещении (типа удар) натыкался на "каменную стену" масла, которое в силу своей большой инерции еще не начало течь через калиброванные отверстия клапанов. Именно компенсационный объем газа сжимается первым и принимает на себя удар и лишь потом масло начинает проходить через калиброванные отверстия клапанов центрального штока. К тому же при работе масло нагревается, часто до значительных температур. Увеличение его объема при это необходимо компенсировать и делает это небольшая порция газа.

Гидравлические амортизаторы демпфируют мягче потому, что у них две системы клапанов, в отличие от однотрубных газовых, у которых только одна, расположенная на штоке, плюс газ у них под более низким давлением. Вместе с этим, они максимально инертны, медленно реагируют на перемещения колеса, особенно при низкочастотных колебаниях небольшой амплитуды. Чем выше давление газа, подпирающего масло, тем выше "быстрота реакции" амортизатора. В амортизаторах высокого давления и масло и газ расположены последовательно в одном цилиндре и разделены плавающим клапаном. Газ (обычно это азот) находится под давлением около 25 атмосфер. Таким образом, клапан штока находится все время в "поджатом", "подпружиненном" состоянии и гораздо быстрее реагирует на выбоины и ухабы дороги.

Гидравлические двухтрубные амортизаторы имеют еще несколько особенностей, становящихся недостатками при определенных режимах эксплуатации автомобиля. При резком перемещении поршня на обратной стороне клапана создается разряжение и могут образоваться кавитационные пузырьки. Это резко изменяет характеристики демпфирования. При часто повторяющихся резких перемещениях, например, при прохождении раллийной трассы, амортизатор просто "вскипает" - кавитационные пузырьки и газ компенсационного объема смешиваются с маслом в подобие эмульсии, при этом демпфирование практически исчезнет.

Газонаполненные (газовые) амортизаторы высокого давления появились, в основном, как ответ на необходимость решения этой проблемы. Подпружиненное масло практически не вспенивается, а отделение компенсационного объема плавающим поршнем снимает вопрос о возможном смешивании газа с маслом. Именно поэтому амортизаторы высокого давления можно переворачивать "вниз головой", например в стойках Макферсона, а гидравлические - нет.

Двухтрубные амортизаторы тяжелее однотрубных. Установка первых на автомобиле ведет к увеличению неподрессоренной массы подвески и, как следствие, увеличению ее инертности. При частых перемещениях вверх-вниз на характерных участках дороги (типа раллийная трасса), инерция заставляет подвеску как бы "задумываться" поочередно то в верхней, то в нижней точки и пропускать очередное летящее на нее препятствие или яму. В этом заключается еще одна причина всеобщей любви спортсменов к однотрубным газонаполненным амортизаторам.


Исправные и неисправные амортизаторы

Автомобиль, колесо которого вывешено в воздухе, не может тормозить, разгоняться или поворачивать, т.е. становится неуправляемым. Пружины стремятся вернуть колесо на землю, но ударившись о покрытие, оно так же быстро отскакивает назад. Колебания повторяются, автомобиль встречает новые препятствия и ямы и, если бы не амортизаторы, при скоростях больше 20-30 км/час управлять им становится практически невозможно. Характеристики же исправного амортизатора рассчитаны так, что колесо делает только одно "полноценное" движение вверх, возвращается вниз и после этого 80% энергии удара погашено амортизатором - превращено в тепло и рассеяно в воздухе.

Исправные амортизаторы являются ведущим элементом активной безопасности. Опасность ситуации заключается в том, что, во-первых, водители этого не осознают, а во-вторых износ амортизаторов происходит постепенно, часто без видимых или слышимых признаков. Водитель привыкает к "новому" поведению автомобиля, но в тот момент, когда нужно будет перестроиться и уйти от неожиданно появившегося встречного автомобиля или поворот окажется круче, чем он выглядел при входе в него... Виноваты будут не амортизаторы, а водитель, не справившийся с управлением.

Чем более неисправны амортизаторы, тем больше времени колесо проводит в воздухе, а не в контакте с дорогой. В результате увеличивается тормозной путь, особенно нагруженного автомобиля и с прицепом, снижается скорость безопасного прохождения поворотов и порог начала аквапланирования, происходит интенсивный износ шин, узлов ходовой части, ухудшается освещение дороги и происходит ослепление встречных водителей. Особенно не любят неисправные амортизаторы системы АБС, ПБС и Traction Control. Их датчики настроены на отслеживание поведения колес, катящихся по земле, а не вращающихся со страшной силой в воздухе. Электронные "мозги" этих систем путаются и дают неверные указания исполнительным механизмам.

Самое же главное, ухудшается управляемость, автомобиль начинает рыскать, особенно при изменении скорости (разгоне или торможении). Самое же последнее, но то, что принято замечать сразу - значительно снижается комфортность поездки, машину трясет, вибрация становится неравномерной и часто сопровождается стуками. Это первый очевидный признак неисправности амортизаторов. Значит, пришло время для их осмотра и диагностики.


Диагностика амортизаторов

Выделяют четыре способа диагностики амортизаторов - от самого поверхностного до "глубинного" с применением, конечно же, микропроцессоров и компьютеров.

1. Визуальный осмотр
Несмотря на то, что амортизатор как будто специально расположен в самом неудобном для осмотра месте, этот тест один из самых достоверных и, несомненно, дешевых и оперативных. На амортизаторе может быть заметен масляный "туман", но не должно быть подтеков. Подтеки масла свидетельствуют о потере герметичности и о том, что амортизатор уже "кончен" или недалек от этого. Если при проверке у Вас возникли сомнения, протрите амортизатор насухо и осмотрите его через несколько дней работы.

Обратите внимание на состояние буфера отбоя и пыльника. Масло, попавшее на их поверхность не только говорит о проблемах амортизатора, но и приводит к их очень быстрому разрушению. Это еще более ускорит выход из строя всего амортизатора - своеобразный эффект снежного кома.

Важнейшим элементом визуального осмотра является состояние шин. Если на их поверхности, особенно по боковой кромке наблюдаются неравномерные пятна износа, это явный знак неисправности амортизаторов. Можно также наблюдать за поведением колеса при движении из другого автомобиля. Здесь не нужно быть экспертом, чтобы заметить, если оно "скачет" и что амортизатор неисправен.

Еще одним "визуальным" тестом является осмотр штока. Визуальным в кавычках потому, что в отличие от всего сказанного выше амортизатор нужно снимать. Тем не менее, если на полированной поверхности вы обнаружили следы от зажимов или пятна ржавчины - меняйте амортизатор. Другим печальным сигналом может быть износ хромового покрытия в виде пятна с одной стороны. Это следствие неправильной затяжки при установке, приведшей к несоосности цилиндра и штока. Результатом также будет потеря герметичности и выход амортизатора из строя.

2. Тест на "покачивание"
Самый известный и самый критикуемый тест. Действительно, раскачав автомобиль за угол и отпустив его в нижней точке, можно выявить только заведомо "убитый" амортизатор. С ним автомобиль будет продолжать колебания. Однако, если он встал "как вкопанный", это может означать совсем не работающий, а наоборот, заклинивший амортизатор. Делайте этот тест больше для самоуспокоения и старайтесь "поймать" момент начала потери рабочих свойств при движении.

3. Оценка управляемости автомобиля в движении
Комфорт в автомобиле при его движении понятие гораздо более субъективное, чем устойчивость и управляемость. Неисправные амортизаторы приводят к тому, что на скоростях начиная с 80 километров в час автомобиль начинает рыскать, особенно при встрече с мелкими неровностями дороги. Снижается курсовая устойчивость, начинается продольная и поперечная раскачка. Раскачка имеет продолжительный незатухающий характер. При движении по неровностям автомобиль показывает замедленную реакцию на руль - тот уже вывернут, а машина все не начинает поворачивать.

Повторяясь, можно сказать, что водитель постепенно привыкает к отклонениям в управляемости автомобиля и на первых порах подстраивается под них. Действительно разницу можно оценить только сравнив два автомобиля - один с новыми, а другой - с "убитыми" амортизаторами. Однако, такая ситуация больше характерна для полигонов и журнальных статей, чем для реальной жизни. Поэтому, при первых подозрениях на проблемы с управляемостью и устойчивостью следует покачать автомобиль за углы, осмотреть амортизаторы и, либо немедленно менять их на новые (при наличие течи масла), либо отправляться на специализированный пункт инструментального контроля.

4. Инструментальный контроль (стендовая диагностика)
Различают вибрационные стенды и проверку демпфирующего усилия на испытательных стендах. В первом случае Вам необходимо заехать на автомобиле на площадку исполнительного механизма стенда и за несколько минут на нем будет получена диаграмма осевых колебаний. Сравнивая ее со специфичными граничными характеристиками для данного автомобиля, специалисты станции могут практически безошибочно оценить состояние амортизаторов.

Проверка демпфирующего усилия требует разборки подвески и снятия амортизатора. Такая диагностика позволяет получить максимально точную информацию, но дорога и сложна уже сама по себе. Просто оцените стоимость снятия и установки амортизаторов. Стендовая оценка демпфирующего усилия оправдана только в том случае, если есть сомнения в поведении дорогих амортизаторов стоимостью от ста долларов и в результате может отпасть необходимость их замены.


От чего умирают амортизаторы

В самом амортизаторе сломаться могут только две вещи - выйти из строя клапаны и нарушиться герметичность сальника штока. Если поломка первого рода встречается достаточно редко, то вторая является основной и имеет множество причин для происхождения.

Надежно работающий сальник амортизатора представляет собой достаточно нетривиальную конструкторскую задачу. Действительно, его шток проходит через масляную ванну изнутри наружу, повторяя это циклическое движение сотни тысяч раз, часто со значительными ускорениями, нагреваясь (и расширяясь), вместе с нагревающимся при работе маслом. Еще сложнее ситуация у однотрубных систем, ведь там все усугубляет давление газа, которое равномерно распространяется и на масло, по определению стараясь вытолкнуть его наружу.

После решения конструкторской задачи на первое место выходит качество изготовления и качество материалов. Не менее важны и показатели стабильности производства и тех допусков, посадок и отклонений, которые закладываются в каждый амортизатор. Все это и входит в определение такого емкого слова как "культура производства". Именно поэтому одни амортизаторы служат дольше чем автомобиль, а другие нужно проверять каждые 20 тысяч километров. Но и в цене разница может доходить до 10 раз.

Во время работы на автомобиле шток амортизатора "собирает" взвешенную в воздухе пыль и иные механически (абразивно) и химически агрессивные вещества типа соляного раствора, которым поливают зимой наши дороги. Они просачиваются в небольших количествах даже через исправный защитный кожух (пыльник). Другое дело, когда этот кожух поврежден или даже частично разрушен. Пыль и грязь, попадая на шток, как наждаком срезают поверхность сальника и масло начинает просачиваться наружу.

Полированная поверхность штока рассчитана на многолетнюю эксплуатацию. Появляющаяся на ней ржавчина свидетельствует либо о сверхагрессивной среде, либо о проблемах с подбором материала и соблюдением качества производства его изготовителем. Раковинки ржавчины вызывают интенсивный износ сальника, но самое обидное, когда шток поврежден еще при установке горе-мастером, использовавшем в работе пассатижи, струбцины или иные металлические захваты. Царапины на полированной поверхности очень скоро приведут к разрушению сальника. Для избежания же неравномерного износа поверхности штока затягивать амортизатор до упора нужно только когда автомобиль стоит на колесах с нормальной нагрузкой.

Простая регулярная проверка целости и сохранности пыльника и правильная первоначальная установка амортизатора смогут значительно продлить его жизнь. Труднее избежать неблагоприятных режимов работы, изнашивающих внутренние клапаны. К таким относятся предельно высокие и низкие температуры и длительная езда на невысокой скорости с большими амплитудами перемещения штока. Действительно, зиму, лето и дачные участки с "бетонками" не отменишь, но вот буфер отбоя нужно также проверять регулярно. Он размягчается он попадающего на него масла и при его разрушении подвеску может "пробить".


Выбор амортизаторов

Замена амортизаторов, по сравнению, скажем, с заменой масла или топливного фильтра, может привести к значительным изменениям в поведении автомобиля. Отличаются не только "гидравлика" и "газ", но и однотипные амортизаторы различных фирм.

Комфорт и управляемость - показатели технически противоположные. Увеличивая один из них, мы уменьшаем другой и так далее. Неверно также утверждать, что газовые одноцилиндровые амортизаторы "в целом" лучше гидравлических двухтрубных. Да, они легче, лучше охлаждаются, практически не вспениваются и их можно переворачивать "вверх головой". Однако, все эти свойства становятся реальными преимуществами только в условиях спортивных соревнований.

Для подавляющего числа "рядовых" автомобилистов и условий их езды гидравлические амортизаторы справляются со своими задачами на сто процентов. Более того, большинство из тех, кто попробовал, отмечает излишнюю жесткость газовых однотрубников. То же самое относится и к ценовому подходу. Практически все однотрубные газонаполенные амортизаторы на 30-50%% дороже гидравлических. То же самое относится и к соотношению цен на амортизаторы российского и зарубежного производства, но разница здесь измеряется уже "разами". Стоит ли поэтому ломать копья и экспериментировать?

Пяти-десятилетняя иномарка вполне пройдет еще два-три года на новой гидравлике средней цены, а подержанный российский автомобиль и вовсе опасно ставить на "газ". Его кузов наверняка уже начал терять и без того небольшую изначальную жесткость и даже год, проведенный на газонаполненных амортизаторах, разобьет его окончательно.
Для амортизаторов, как и для всех расходных материалов, справедливо следующее правило - чем более раскручена марка, чем больше денег вкладывает фирма в рекламу, тем чаще их подделывают и тем больше вероятность наткнуться на продукцию третьих-четвертых стран в красивой упаковке. Точно также, как и производители фильтров и сцеплений, амортизаторные компании делятся на "больше" поставщиков конвейеров и тех, кто ориентируется на розницу. Точно также, как и в случае с Жигулями предпочтение при замене стоит отдавать "родным" амортизаторам, для иномарок существуют "оригинальные" поставщики.

На нашем рынке сегодня представлены все основные производители. Их условно можно разбить на три группы, начиная с самых дорогих, но гарантированно надежных и заканчивая массовыми и доступными моделями:
Koni, Bilstein, de Carbon (только французский, а не алжирский).
Boge, Sachs, Kayaba.
Monroe, Delco, QH, Rancho, Gabriel.

При покупке амортизатора тщательно сверьте комплектность набора с тем, что значится в каталоге. В него могут входить специальные детали крепления, буферы отбоя, пыльники и т.д. При установке нельзя перетягивать резиновые втулки крепления, а окончательную затяжку следует производить на стоящем на колесах автомобиле с тем, чтобы обеспечить со-осность элементов амортизатора.

Последнее замечание
Меняйте амортизаторы на СТО. Если у Вас нет достаточного опыта и специального инструмента не стоит экспериментировать. Специальный инструмент (съемник) требуется на многих моделях автомобилей (а на многих - не требуется) для сжатия и фиксации пружины подвески для ее снятия. При неумелом обращении, последняя может в буквальном смысле слова "выстрелить", последствия чего разрушительны и даже убийственны.

[вложение удалено Администратором]

[Romario]

Как продиагностировать амортизатор? Вы не можете просматривать ссылки. Зарегистрируйтесь или Войдите :
Автомобилестроители всеми силами стараются повысить комфорт пассажиров. Немалую роль в этом играет «трясучесть» кузова, которую стараются уменьшить всеми доступными способами: придумали резиновые колеса, резиновые или полиуретановые сайлент-блоки, пружины-рессоры-пневмоподушки и даже подпружиненные сиденья. Все это довольно неплохо работает, но при чем тут амортизаторы?

Действительно ни при чем. Амортизатор служит демпфером, то есть, гасит колебания. Можно провести такую аналогию: попробуйте раскачать грузик на нитке и посмотрите, как долго он будет качаться, а потом попробуйте проделать то же самое в воде. Разница очевидна, вода сработала демпфером.

В подвеске современного автомобиля без амортизаторов обойтись нельзя, иначе ездить будет просто невозможно из-за постоянной вертикальной раскачки, гасить которую амортизаторы и призваны.


То есть, амортизаторы нужны для комфорта?
Да, но не только. Неисправные амортизаторы существенно увеличивают тормозной путь автомобиля, ухудшают его устойчивость в поворотах и при торможении и качество сцепления шин с дорогой. Почему так? Все довольно просто.

Исправный амортизатор способствует постоянному сцеплению шин с дорогой, при неисправном же колесо постоянно «подпрыгивает», вплоть до полной потери сцепления при таких прыжках, что особенно опасно в поворотах — машину может неожиданно вынести за пределы дороги или развернуть.


Как продиагностировать амортизатор?
Лучше всего на стенде. Кстати, процесс диагностики амортизаторов выглядит довольно любопытно: машину приковывают к специальной площадке и начинают раскачивать всяко-разно во все стороны. Такая диагностика выдает окончательный приговор, можно ли еще ездить на установленных амортизаторах или их уже пора менять. Или даже давно пора менять.

Если возможности заехать на такой стенд нет, диагностировать можно и своими силами.

Во-первых, надо осмотреть амортизатор. Если видны подтеки масла, амортизатор не жилец, необходима замена. Но неверно думать, что сухой амортизатор обязательно является исправным, это вовсе не так.

Во-вторых, прислушайтесь к подвеске, амортизатор может стучать. Если вы уверены, что подвеска в полном порядке, а стуки есть, почти наверняка виновник — главный герой этой статьи.

В-третьих, можно покачать машину за крыло, посмотреть на затухающие колебания и поцокать языком. Толку от этого никакого — машина будет качаться только при окончательно мертвом амортизаторе, если же он хоть как-то работает, то пройдет этот тест даже в предсмертном состоянии.

В-четвертых, надо оценить качество езды. Тест субъективный, давать какие-то рекомендации сложно, к тому же нужен опыт езды именно на этом автомобиле, чтобы было с чем сравнить. Автор этих строк такой тест устраивает примерно раз в неделю, оценивая предельную скорость прохождения некого поворота на пустынном участке дороги по пути с работы и на работу. Как только на скорости N км/ч машину в этом повороте начинает сносить, амортизаторы признаются отслужившими свое.


Почему нельзя ездить на неисправных амортизаторах?
Вообще, вопрос этот странный, вы же меняете масло в двигателе когда положено. Или почти когда положено. Колодки тормозные тоже меняете, наверно. Так вот, амортизаторы — такой же расходный материал, как колодки и фильтры, только с большим сроком службы.

Впрочем, все эти увещевания ни к чему не приводят, нашего человека можно убедить только дополнительными тратами из его собственного кошелька. Давайте попробуем посмотреть с этой стороны.

Мертвый амортизатор вкупе с даже небольшим дисбалансом колеса (а идеально отбалансированных колес не бывает) приводит к интенсивному неравномерному износу шины, сокращая срок ее службы в несколько раз, а то и десятков раз, в зависимости от качества работы амортизатора и степени дисбаланса колеса. Сколько стоят шины для вашего автомобиля, вы наверняка знаете. Заодно узнайте стоимость ступичных подшипников и работы по их замене — они тоже разбиваются.

Мертвый амортизатор приводит к ускоренному износу всех деталей подвески. Например, всего за несколько тысяч километров можно вывести из строя опорный подшипник стойки.

Мертвый амортизатор приводит к ускоренному износу или даже к поломке тормозных механизмов. Возможно, это звучит странно, но ресурс тормозных колодок и дисков зависит в том числе от того, нормально ли работают амортизаторы.

Наконец, мертвый амортизатор может привести к неплановому кузовному ремонту, а оно вам надо? Чтобы понять, что это не просто слова, имейте в виду, что изношенные на 50% амортизаторы существенно увеличивают тормозной путь (см. результаты теста в конце статьи). Несколько метров могут показаться незначительной величиной. Решать вам, имейте только в виду, что эти метры при аварии означают разницу в разы в стоимости кузовного ремонта, а иногда аварию, которой можно было избежать, не говоря о жизни и здоровье.


Каков срок службы амортизаторов?
Амортизаторы, как мы уже выяснили, — расходный материал. Срок их службы зависит от самих амортизаторов, качества изготовления и условий эксплуатации, в частности, зимой нежелательно сразу ехать быстро, амортизаторы этим можно убить если не одномоментно, то очень быстро. Желательно хоть немного их прогреть, проехав 1-2 километра с небольшой скоростью.

Некий усредненный срок службы амортизаторов составляет 30-50 тысяч километров. Больше 70-80 тысяч километров амортизаторы служат крайне редко. При этом они могут быть сухими, отлично проходить тест на «кач» и вообще, делать вид, будто отлично работают, если у вас спокойный стиль езды, но непременно подведут в критической ситуации.


Тест
Все проводят тесты, а мы чем хуже?

В качестве подопытного выступил автомобиль Toyota Camry 1994 г.в. в кузове SV33. Измерительные приборы: GPS и рулетка.

Суть теста: измерение тормозного пути со 100 км/ч на одном и том же участке дороги и измерение скорости предельного прохождения поворота. Проводилось по 10 измерений до и после замены четырех амортизаторов. До замены износ передних амортизаторов составлял около 50%, задних — около 55%. до замены после замены

Тормозной путь со 100 км/ч, м 51,4 47,3
Предельная скорость прохождения «эталонного» поворота, км/ч 84 101

Вот такие пироги. Особенно впечатляет разница в скоростях прохождения поворота.

[Lansard]

и еще немного:


Давайте поговорим об одном из самых важных элементов автомобиля, благодаря которому, проезжая очередную кочку, наш автомобиль двигается дальше, а не скачет, как чертик на пружинке, вытряхивая все из водителя. Мы поговорим об амортизаторе, о том, какие типы амортизаторов бывают, как они устроены, какие последние технические решения применены в современных амортизаторах.

Вес автомобиля принимают на себя пружины рессоры или торсионы, а амортизаторы занимаются гашением вертикальных колебаний и активно влияют на сцепление с дорогой во время маневрирования, разгона и торможения. При наезде на препятствие колесо подскакивает, и работа амортизатора сводится к предотвращению его дальнейшего колебания. При маневрировании машина наклоняется во внешнюю сторону поворота и высвобождает внутреннюю. А во время торможения — загружает переднюю часть автомобиля и высвобождает заднюю. Когда же машина разгоняется, происходит обратная ситуация по сравнению с торможением. Во всех этих случаях одно или несколько колес теряют сцепление с дорогой, что может привести в некоторых ситуациях к весьма неприятному исходу. В данных ситуациях было бы идеально, если бы машина находилась в горизонтальном положении. Поэтому задача амортизатора — удерживать колесо в постоянном контакте с дорогой, то есть колесо должно как можно мягче и четче обогнуть препятствие и так же четко и быстро вернуться на дорогу, то есть максимально долго обеспечивать сцепление с дорогой.
Простейший амортизатор

Простейший амортизатор представляет собой некий герметичный цилиндр с маслом. В этом корпусе перемещается шток, один конец которого оканчивается поршнем с уплотнительным концом и системой клапанов, а другой конец через опорные подшипники «несет» на себе кузов или раму автомобиля. Соответственно корпус цилиндра опирается на колесо.

Существует два режима работы амортизатора — сжатие и отбой. Сжатие происходит, когда автомобиль наезжает на кочку, в это время шток амортизатора с поршнем идет вниз, а масло через клапаны в теле поршня перетекает из нижней части в верхнюю.

Во время отбоя (колесо попадает в яму) операция повторяется, но только наоборот — поршень идет наверх, а масло перетекает обратно в нижнюю часть амортизатора.

Жесткость амортизатора на сжатие и отбой как раз и зависит от того, насколько легко масло будет проходить через клапаны в поршне. А это зависит от его вязкости и диаметра клапанов.

При создании амортизатора необходимо предусмотреть множество вариантов и характеристик его работы, а также решить основные проблемы, возникающие при эксплуатации. Первая проблема возникает из-за необходимости компромисса между комфортом и управляемостью. Теория сильно отличается от настоящей дороги, так, в реальности машина не всегда едет по прямой и гладкой линии, на пути встречаются участки дороги с одной кочкой либо целой серией из выбоин. В последнем случае амортизатор будет работать прерывисто: при наезде на препятствие амортизатор сжимается, но, не успев распрямиться, он снова должен сжаться. При большой череде препятствий и слишком мягком амортизаторе может произойти полное сжатие, что приведет к «пробою». Это может вызвать поломку амортизатора и вследствие прямого удара по кузову деформацию оного. А если сделать его очень жестким, то основная часть рельефа кочек будет передана непосредственно на кузов.

Вторая проблема при конструировании амортизатора — тепловыделение: чем меньше перепускное отверстие поршня и выше вязкость жидкости, тем больше выделяется тепла при работе, как следствие жидкость становится менее вязкой, а амортизатор — более мягким и соответственно более склонным к пробою. В противоположном направлении влияют минусовые температуры. Так как замерзшее масло труднее проходит через отверстие в поршне, соответственно теряется плавность хода. К проблемам с маслом относится также его склонность вспениваться во время интенсивной работы амортизатора. Так как пена в отличие от жидкости сжимается без всяких затруднений, это сильно понижает эффективность демпфирования (гашения колебаний), теряется рабочий ход амортизатора, и возможен «пробой» подвески. Помимо этого образовавшиеся пузырьки в связи со своими физическими свойствами (эффект кавитации) разрушают амортизатор изнутри, приводя его к поломке.
Двухтрубный амортизатор

У исторических истоков амортизаторов находится двухтрубная конструкция. Она состоит из цилиндра резервуара, рабочего цилиндра, клапана сжатия, поршня и клапана отбоя, штока, направляющего и уплотняющего узла штока, кожуха. Внутри цилиндра резервуара находится рабочий цилиндр, внутри него имеется клапан сжатия и поршень с клапаном отбоя. Через оба цилиндра проходит шток с укрепленным на верху кожухом. Вы спросите, зачем нужен тогда резервуар? Попробуем объяснить это на примере сжатия: поршень движется вниз, при этом часть жидкости перепускается через его клапан, а другая должна быть вытеснена, так как некоторый объем штока занимает ее место. Так как жидкость не сжимаема, то излишек через клапан сжатия вытесняется в резервуар, несколько «поджав» в нем воздух. Основной недостаток такой конструкции в том, что масло при больших колебаниях вспенивается, что приводит к описанным выше неприятностям. Также из-за того, что резервуар охватывает рабочий цилиндр, ухудшается его охлаждение. Существует разновидность двухтрубных амортизаторов, в резервуар которых вместо воздуха накачан газ под некоторым давлением. Это несколько расширяет диапазон рабочих режимов амортизатора, так как сжатый газ, играя роль «аккумулятора давления», поджимает жидкость, препятствуя ее вспениванию. Определить, является ли ваш амортизатор газонаполненным, легко по поведению штока — последний под давлением изнутри упрямо выдвигается наружу, стоит лишь его освободить. Но это усилие не очень велико, всего несколько килограммов, и поэтому сопротивление хода сжатия создается в основном клапаном сжатия.
Газовые амортизаторы

Дальнейшей ветвью развития являются однотрубные амортизаторы. Основное его конструктивное отличие — отсутствие цилиндра резервуара, то есть корпус амортизатора и есть рабочий цилиндр. Добавлен разделительный клапан, его назначение в том, чтобы отделять масло от газа, который находится под высоким давлением даже в холодном состоянии — в среднем 2,5 МПа (что соответствует 25 атмосферам). Плюсы однотрубников: так как рабочий цилиндр теперь по совместительству и корпус амортизатора, то у него лучше охлаждение. Из-за того, что он непосредственно контактирует с воздухом, его размеры останутся те же, но количество масла и газа станет больше, что улучшит демпфирующие качества и добавит стабильности при работе и опять же создаст лучшую теплоотдачу. Однотрубный амортизатор легче двухтрубного, плюс однотрубный амортизатор можно разместить «вверх ногами», то есть крепить шток к подвеске. Такой амортизатор называется амортизатором перевернутого типа, снижающим неподрессоренные массы подвески. Но есть и минусы: при замятии корпуса однотрубный амортизатор выйдет из строя в отличие от двухтрубного амортизатора, так как вмятина будет мешать проходу поршня и амортизатор заклинит. Однотрубный амортизатор более подвержен температурному влиянию, потому что, чем выше его температура, тем больше температура газового подпора, и амортизатор будет работать более жестко.
Амортизаторы с изменяемыми характеристиками

Чем дальше развивались технологии, тем больше люди пытались усовершенствовать конструкцию амортизаторов, улучшить их характеристики, совместить в одном изделии возможность перемещаться с комфортом, но при необходимости наделять автомобиль спортивной управляемостью, то есть как-нибудь уйти от статичности амортизаторов. И через какое-то время стали появляться амортизаторы с возможностью изменения характеристик. Было предложено несколько вариантов: система перепускных каналов в штоке, отвечающая за протекание масла, минуя клапан в поршне, или использовался регулировочный штырь, проходящий через шток. Загнутый конец штыря, поворачивая эксцентриковую шайбу, создавал дополнительную нагрузку на нижние пластины, позволяя настроить усилие отбоя. Также было предложено решение с использованием клапана, расположенного сбоку амортизатора в нижней части стойки, который также регулировал перепускание масла в небольшой внешний резервуар в обход поршня. Регулировка происходит посредством вращения регулировочной шайбы сверху амортизатора. Помимо этого была разработана конструкция регулировки клиренса автомобиля. Она приняла форму пружины, расположенной на штоке, сжимая и распуская которую, можно было регулировать клиренс. В итоге такие амортизаторы стали называться регулируемыми и часто применяться в тюнинге автомобилей.

Для дальнейшего улучшения характеристик стали применять выносные резервуары. В отдельный резервуар выносилась камера с газовым подпором. Такая конструкция позволила увеличить количество масла и газа, не изменяя размеров самого амортизатора, что позволило значительно повысить характеристики амортизаторов и расширило возможности регулировки усилия сжатия/отбоя, так как на пути перетекания масла из рабочего цилиндра можно было установить систему клапанов, которые будут играть роль клапана сжатия, как в двухтрубном амортизаторе. Также можно встретить конструкцию с набором перепускных клапанов. То есть кроме выносного резервуара амортизатор оснащают несколькими трубками, на концах которых находятся регулировочные головки. По этим трубкам масло перепускалось из «надпоршневой» в «подпоршневую» камеру. Регулируя эти перепускные каналы, можно получить нужные характеристики работы амортизатора на определенных положениях поршня. Большое количество этих трубок способствует лучшему охлаждению масла. Такие амортизаторы чувствительны к скорости перемещения поршня, его положению внутри рабочего цилиндра. Амортизаторы с выносными резервуарами прочно обосновались в автоспорте, так как там максимально важны возможность индивидуальной настройки амортизатора под трассу и наилучшая стабильность его работы на протяжении всего заезда. Цены на регулируемые или с выносными бочками амортизаторы больше примерно в 10–20 раз… Да, такова цена возможности регулирования характеристик амортизатора, которые просто не достижимы для обычных однотрубников, не говоря уже о двухтрубниках.

Но все это не есть полная степень свободы, так как для регулировки амортизаторов необходимо остановиться, покрутить, сесть и поехать дальше. Вариант содержать каскадера под капотом, которому по рации будут передаваться указания по настройке амортизаторов, сомнителен. Именно поэтому были произведены дальнейшие технические исследования, которые вылились в создание полностью автономно регулируемых амортизаторов. То есть их больше не нужно было самостоятельно регулировать на остановках, они должны были иметь возможность саморегулирования в зависимости от стиля вождения водителя, состояния дороги и скорости автомобиля. Так появились системы «автоматических» амортизаторов.
Автоматически регулируемые системы

Автоматические системы амортизаторов делятся на две группы: гидравлико-механические и электронные.
Гидравлико-механические регулировки

К гидравлико-механическим относятся такие системы, как FSD (Frequency Selective Damping — частотно зависимое демпфирование) от голландского производителя Koni. Основная идея FSD заключалась в том, что в штоке стоит клапан, через который масло проходит, минуя основной клапан в поршне, и в зависимости от частоты колебания подвески клапан FSD открывается больше, делая амортизатор мягче. То есть если подвеска совершает меньше одного колебания в секунду (к этому относятся торможение, разгон и крен при прохождении поворота), клапан остается в первоначальном положении, но как только подвеска начинает вибрировать с большей частотой, клапан начинает открываться при каждом прохождении поршня на сжатие и отбой. Таким образом, при низкочастотных колебаниях подвески (на «хорошей дороге») амортизатор работает как обычно, а при высокочастотных колебаниях на плохой дороге усилие отбоя падает, одновременно увеличивая комфорт и улучшая сцепление колеса с покрытием, так как обычный жесткий амортизатор просто не даст шине отслеживать профиль дороги.
Электронная регулировка

Варианты электронной подвески представлены несколько богаче. Как один из вариантов были придуманы электрические клапаны, позволяющие изменять характеристики работы амортизаторов. В качестве примера приведем систему CDC (Continuous Damping Control — непрерывный контроль демпфирования), которую активно применяет фирма Opel на своих последних версиях автомобиля Astra. Электронная система управления демпфированием, основу которой составляют четыре двухтрубных амортизатора с газовым подпором и регулируемыми электромагнитными клапанами, установленными сбоку в нижней части амортизатора и внутри самого поршня, непрерывно и точно управляет характеристиками амортизаторов с учетом состояния дорожного покрытия, индивидуального стиля вождения, скорости, вертикального ускорения каждого колеса, угла поворота руля. На основании сигналов от датчиков ускорения управляющий модуль системы CDC в режиме реального времени при помощи специальной матрицы параметров рассчитывает оптимальные характеристики амортизаторов для каждого отдельного колеса. В результате значительно уменьшаются клевки при торможении и крены при прохождении поворотов или неровностей.
Магнитная регулировка

Несколько другой подход применила фирма Delphi. В амортизаторах этой фирмы использована технология MRC (Magnetic Ride Control — магнитный контроль перемещения), в ней отсутствуют выше описанные способы регулировки характеристик. В основе этой технологии стоит магнито-реологическая жидкость, которая работает как обычное масло, но в ней содержатся магнитные частицы со специальным покрытием, которое препятствует их слипанию. Размер этих частиц — всего несколько микрон, и их количество в жидкости около 30% от всего объема. Изменение претерпел и сам амортизатор. Теперь в его поршень встроен электромагнит, ток в котором изменяет отдельный контроллер, а провода к поршню идут внутри штока. Контроллер посылает ток на катушку, которая создает магнитное поле, под действием его магнитные частицы выстраиваются «в линию», тем самым увеличивая вязкость масла в области отверстий. Поэтому такой амортизатор работает тише, структура масла более «однообразна», а не «взъерошена», как в обычных амортизаторах. Время реакции меньше, чем в описанных выше электронных системах, примерно в 10 раз. И характеристики меняются не ступенчато, как в случае с FSD, а постоянно в зависимости от хода подвесок, скорости вращения колес, положения рулевого колеса и температуры самого масла.
Пневматические амортизаторы

Электронные подвески на данный момент — это High Tech. За ними видится ближайшее будущее, так как только они обеспечивают постоянный контроль над характеристиками подвески. Но и тут нашлись свои «ренегаты», те, кто пошли своим, не похожим на других путем, а именно пневматические и гидропневматические подвески.

Основное отличие этих подвесок от обычной подвески и амортизаторов, в частности, в том, что она объединила в себе два элемента подвески: пружину (рессору, торсион) и амортизатор. Она служит как для удержания кузова, так и для гашения вертикальных колебаний. Но при всей своей непохожести на все перечисленные выше типы она тоже относится ко второму классу автоматических подвесок, так как в ней установлена конструкция с электронным клапаном, который работает по командам от блока управления. В блоке уже заложены определенные режимы положения подвески и жесткость демпфирования колебания. Чаще всего эти режимы сводятся к следующим режимам: чем выше скорость, тем ниже клиренс. Плюс есть возможность регулирования вручную некоторых режимов: для загрузки автомобиля грузом, замены проколотого колеса или преодоления сложных препятствий. На самом деле пневмоподвески для легковых автомобилей развивались параллельно с решением для грузовиков, а не как плод конверсии для «младших братьев» от «старших».

Пневмоподвески стали появляться в середине XX века. Но тогда была одна большая проблема, а именно повышение стоимости автомобиля перечеркивало преимущества пневмоподвесок. Один из родителей пневмоподвески — фирма Citroen, сделавшая гидропневматическую подвеску своим фирменным знаком. Конструкциями подобного типа долгое время больше никто не занимался, но инженеры Citroen, в свою очередь, вынуждены были практически до конца 1980–х топтаться на месте по причине недостаточного развития электроники и микропроцессорной техники.

Прорыв случился лишь в 1989 году, когда гидропневматическая подвеска Citroen получила наконец–то электронный «мозг» и название Hydractive. Первый автомобиль с этой подвеской сразу стал автомобилем года, причем это был легковой автомобиль, а не «паркетник» и не полноценный внедорожник. Первая версия этой подвески имела два рабочих режима, но эта скудность была решена уже в 1993 году. А дальнейший прогресс в электронике и гидравлике позволил специалистам Citroen пересмотреть и упростить некоторые технические решения, что расширило эксплуатационные возможности подвески, а также повысило ее комфортность и надежность. В 2000 году мир увидел 3?е поколение подвески Hydractive. Если ее предшественники просто поддерживали стабильное положение кузова над дорогой в виражах, при разгонах и торможениях, оставляя неизменным дорожный просвет, то теперь подвеска получила дополнительную возможность автоматически изменять клиренс в зависимости от скорости автомобиля и состояния трассы. Теперь, чтобы сделать автомобиль более устойчивым и одновременно уменьшить лобовое сопротивление и аэродинамические потери при движении со скоростями более 110 км/ч, гидропневматическая подвеска опускала передок на 15 мм, а заднюю часть машины — на 11 мм. Помимо этого Hydractive имел 4 фиксированных положения подвески.

Альтернативное решение, а именно просто пневматическую подвеску, представили концерны Porsche, Mercedes, Audi, Jaguar и другие. Пожалуй, самым успешным приближением к гидропневматической подвеске стала разработанная специалистами компании Mercedes–Benz для автомобилей S–класса образца 1998 года новая адаптивная пневмосистема AIRmatic, в которой подрессоривание каждого отдельного колеса производится путем быстрого подвода (или отвода) к настраивающимся амортизаторам через электромагнитные клапаны необходимого количества сжатого воздуха. Как и полагается в «думающих» подвесках, жесткость амортизационных стоек AIRmatic изменяется по командам микропроцессора. Блок управления AIRmatic, используя информацию от датчиков, выбирает один из четырех возможных режимов работы подвески, наиболее подходящий для конкретной загрузки автомобиля и состояния проезжей части, и самостоятельно выбирает величину дорожного просвета, ориентируясь на реальные условия.
Но что же выбрать?

Ну так какой же выбрать амортизатор? Если вы предпочитаете комфорт и плавность, то вам, скорее всего, подойдут двухтрубные амортизаторы. Если вы любите сочетание умеренно комфортного передвижения с желанием пройти поворот на скорости, то вам понадобятся амортизаторы с газовым подпором. Если вам не важен комфорт, во время поездки вы получаете удовольствие, когда слышите скрип резины в повороте. Любите выбираться на трек или погонять на удаленных от населенных пунктов трассах — тогда вам необходимы тоже газовые амортизаторы, но с большим подпором, либо амортизаторы классом выше, с регулировкой характеристик. Пневмоподвеска — это удел для тех, кто уже на ней ездит и пришло время ремонта, либо для тех, кто любит тюнинг.

Сейчас каждый уважающий себя автопроизводитель вкладывает огромные деньги в разработку «совершенной подвески», и благодаря этому каждые 7–10 лет происходит небольшой технологический прорыв, и мы, как пользователи автомобилей, являемся главными судьями любого нового решения, так как цена ошибки сегодня высока — один раз оступился и можешь потерять большой кусок рынка.

Антон МЕШКОВ

источник: Вы не можете просматривать ссылки. Зарегистрируйтесь или Войдите