Как работают амортизаторы

Устройство и принцип работы амортизаторов

Со времен появления первых автомобилей перед конструкторами стоял вопрос поиска оптимального способа гашения колебаний кузова, возникающих при преодолении неровностей. Наилучшим решением, применяемым и сегодня, стало интегрирование в состав подвески автомобиля специальных устройств – амортизаторов. На данный момент повсеместное распространение получили гидравлические телескопические амортизаторы. Гашение колебаний кузова и колес происходит в них за счет жидкостного трения, возникающего при прохождении жидкости через узкие отверстия в поршне – клапаны. Таким образом, механическая энергия колебаний переводится в тепловую. От характеристик амортизаторов зависят такие важные показатели, как устойчивость, управляемость и плавность хода автомобиля. Современные амортизаторы, имея в своей основе общий принцип работы, отличаются по типам и особенностям конструкции.

  1. История появления амортизатора
  2. Функции амортизатора
  3. Конструкция автомобильного амортизатора
  4. Принцип действия амортизатора
  5. Классификация амортизаторов
  6. Двухтрубный амортизатор
  7. Однотрубный амортизатор
  8. Регулируемые амортизаторы с клапаном переменного сечения
  9. Адаптивные амортизаторы с магнитореологической жидкостью
  10. Спортивные амортизаторы
  11. Основные неисправности и срок службы амортизаторов

История появления амортизатора

Первые автомобили с рессорной подвеской обладали неприятным свойством: при преодолении неровностей их кузов сильно раскачивался. Изначально данная проблема частично решалась сама собой, поскольку в многолистовых рессорах наблюдался эффект межлистового трения, который способствовал гашению колебаний кузова. Но этого было недостаточно.

Фрикционные амортизаторы

Поэтому следующим этапом стало добавление в состав подвески отдельного демпфирующего элемента. Одними из первых таких устройств были амортизаторы сухого трения с фрикционными дисками, разработанные в начале прошлого века.

В 1950-х годах стали применяться поршневые масляные амортизаторы телескопического типа, в основе работы которых лежал принцип жидкостного трения. Их устройство, позаимствованное из конструкции авиационных шасси, применяется в подвеске автомобилей и сегодня.

Функции амортизатора

Передние и задние амортизаторы являются демпфирующими элементами подвески автомобиля. Работая в паре с упругими элементами подвески (пружинами или торсионами), амортизаторы выполняют следующие основные функции:

  1. гашение колебаний кузова и колес автомобиля;
  2. сохранение контакта колеса с опорной поверхностью;
  3. обеспечение плавности хода автомобиля.

Конструкция автомобильного амортизатора

Амортизаторы бывают двух типов: однотрубный или двухтрубный. От типа амортизатора зависит и его конструкция. Несмотря на это, основные элементы у обоих типов остаются общими. Амортизатор состоит из цилиндра, заполненного специальной жидкостью (маслом), по которому перемещается поршень. Сам поршень соединен со штоком круглого сечения, который, в свою очередь, своей верхней частью крепится к кузову автомобиля. В поршне сделаны отверстия небольшого диаметра (клапаны), через которые проходит жидкость. Для того, чтобы повысить сопротивление потоку жидкости, их делают подпружиненными. Более детальное описание конструкции амортизаторов приводится далее.

Конструкция гидравлического амортизатора

Амортизатор соединяется с рычагом подвески или балкой моста. Крепление амортизатора производится через упругое соединение – сайлентблок.

Принцип действия амортизатора

Масляные амортизаторы работают по принципу преобразования энергии жидкостного трения в тепловую. Перемещающийся шток с поршнем заставляет масло перетекать через небольшие клапаны, тем самым создавая сопротивление его движению. Максимальный ход штока с поршнем ограничивает отбойник амортизатора. Передние амортизаторы воспринимают достаточно большую нагрузку, поэтому их делают более усиленными по сравнению с задними.

Классификация амортизаторов

Двухтрубный амортизатор

Двухтрубный амортизатор состоит из соосных цилиндров, один из которых помещен внутри другого. Шток с поршнем перемещается во внутренней полости – рабочей камере. Она сообщается с внешней, частично заполненной воздухом либо азотом через донный клапан. Камера, заполненная газом, предназначена для компенсации объема жидкости при погружении штока.

Схема двухтрубного амортизатора

  • простая конструкция и невысокая стоимость изготовления;
  • небольшая длина;
  • малое внутреннее давление (при утечках небольшого количества масла через сальник рабочие характеристики сохраняются);
  • мягкое демпфирование ударов подвески;
  • лучшая устойчивость к механическим повреждениям.
  • вспенивание масла после длительной работы и, как следствие, снижение эффективности демпфирования;
  • недостаточно эффективное охлаждение;
  • установка, хранение и транспортировка амортизатора производится только в одном положении – штоком вверх.

Двухтрубную конструкцию могут иметь как передние, так и задние амортизаторы. Но все же в большинстве случаев на современных автомобилях двухтрубные амортизаторы устанавливаются на заднюю ось.

Однотрубный амортизатор

Однотрубные амортизаторы являются газонаполненными. В их конструкции предусмотрен только один цилиндр, в нижней части которого расположена камера, заполненная газом под давлением 2…3 МПа. Данная камера отделена от жидкости специальным плавающим поршнем и предназначена для компенсации объема жидкости при сжатии амортизатора. Благодаря тому, что газ постоянно поджимает жидкость в рабочей камере, при высокочастотном режиме работы амортизатора предотвращается эффект вспенивания масла (эмульсирование), а также появляется возможность его установки в любом положении.

  • лучшее демпфирование и стабильность;
  • улучшенное охлаждение по сравнению с двухтрубной системой;
  • возможность установки амортизатора в любом положении.
  • большая длина амортизатора;
  • низкая устойчивость к механическим воздействиям;
  • высокая стоимость изготовления по причине применения более качественных уплотнений и материалов для корпуса.

Однотрубные газонаполненные амортизаторы способны выдерживать серьезные нагрузки без потери рабочих свойств. В основном, они применяются в качестве передних амортизаторов.

Регулируемые амортизаторы с клапаном переменного сечения

Адаптивные (или регулируемые) амортизаторы предполагают возможность изменения демпфирующих свойств (коэффициента демпфирования). Амортизаторы оснащаются электромагнитным клапаном, сечение которого изменяется под воздействием электрического сигнала. Уменьшение сечения затрудняет прохождение жидкости через клапан, увеличивая жесткость амортизатора. Увеличение же сечения клапана, наоборот, делает его более мягким.

Адаптивные амортизаторы с магнитореологической жидкостью

Регулируемые амортизаторы данного типа заполнены жидкостью с включением металлических частиц. Такое масло меняет структуру под воздействием магнитного поля, которое создается при помощи катушек, встроенных в поршень амортизатора. Благодаря магнитореологической жидкости магнитные амортизаторы изменяют характеристики жесткости за доли секунды. Преимущество адаптивных амортизаторов заключается в возможности изменения характеристики подвески в соответствии с текущими условиями движения: более жесткая подвеска улучшит управляемость и устойчивость автомобиля, а более мягкая повысит комфорт передвижения. Основной недостаток адаптивного амортизатора: высокая стоимость его изготовления.

Спортивные амортизаторы

Спортивные амортизаторы предназначены для работы в условиях экстремальных нагрузок. Их отличает повышенная жесткость и стабильность, обеспечивающие лучшую управляемость автомобиля.

Основные неисправности и срок службы амортизаторов

Наиболее частотная неисправность амортизатора – нарушение герметичности уплотнительного сальника штока. Это происходит в случае повреждения пыльника амортизатора, и, как следствие, попадания грязи на поверхность штока. Повреждение сальника штока ведет к утечке газа и амортизаторной жидкости, из-за чего сам амортизатор утрачивает свои демпфирующие свойства.

При нормальных условиях эксплуатации срок службы амортизаторов может составить 3-5 и более лет. Передние амортизаторы претерпевают большую нагрузку, тем не менее, на новом автомобиле их ресурс составляет примерно 100-125 тысяч километров пробега. Задние же амортизаторы обычно превосходят эти показатели.

Какие амортизаторы лучше (надежнее): газовые, масляные или газомаслянные

Вот и добрались мы до одного из важнейших элементов подвески, а именно до амортизаторов. Перед каждым из владельцев (особенно не новых) автомобилей, существует такая дилемма – какие амортизирующие варианты купить и поставить на своего железного коня – газовые, масленые или все же газомаслянные? Чем одни лучше других и наоборот? Какие «взять» чтобы ходили долго, держали автомобиль «четко», лишний раз не раскачивали его, но и создавали нужный комфорт? Как видите вопросов очень много, в этой статье я постараюсь разложить все «по полочкам», как говорится для полного понимания проблемы, ну а вы, затем решите – что лучше и надежнее именно для вас. Обязательно будет видео в конце, так что читаем – смотрим …

Давайте вспомним, а для чего же нужны эти элементы автомобиля?

Амортизатор (применительно к авто) – это элемент подвески, который призван бороться с вертикальными колебательными движениями, которые создаются пружинами. Они не позволяют кузову машины сильно раскачиваться, что улучшает скоростные характеристики, а также безопасность движения, ведь сильные колебания могут способствовать опрокидыванию авто на бок или даже перевороту (например на крутых поворотах) – если хотите то они сдерживают кузов.

Сейчас существуют ошибочные мнения, что именно амортизирующие элементы держат кузов, НО ЭТО НЕ ВЕРНО. Его держат именно пружины, а вот амортизаторы просто гасят вертикальные колебания, и ТОЛЬКО немного поддерживают (газовый вариант).

Как работает (принцип)?

Очень кратко пробежимся по принципу работы. Вначале вам нужно учесть, что каждый амортизатор устанавливается на каждую точку опоры (в нашем случае на колесо), то есть их в современных автомобилях всего 4 штуки. Редко бывает по два на колесо, но в основном это для тяжелых или гоночных авто.

Принцип работы элементарен — корпус амортизатора, представляет из себя цилиндр, запаянный с одной стороны в него налито масло (классический вариант, про остальные ниже), это нижняя часть. В этом масле и цилиндре находится шток с поршнем на конце. В поршне имеются обратные клапана, с различной пропускной способностью. Этот шток является верхней частью. Верхняя часть цилиндра запечатывается, обычно закрыта специальными прокладками и металлическими «пробками», в которых ходит шток. Таким образом, масло изнутри не может уйти, оно там просто «заперто».

Обратные клапана поршня, имеют различную пропускную способность, в одном направлении «способность» больше (это у нас сжатие) в другом меньше (растяжение). Поэтому проседает шток амортизатора относительно быстро, а вот поднимается медленно, тем самым гасятся колебания.

Читайте также  Что означает черный дым из выхлопной трубы

Справедливости ради стоит отметить — что сейчас не обязательно «цилиндр» заполнен только маслом, существуют модели с частичном наполнением газа, но про это чуть ниже.

Типы амортизаторов

На данный промежуток времени существует всего два типа, так называемые – «газовые» и «масляные», однако многие твердят еще ободном типе «газомасляные». Но это всего лишь подтип газовых амортизаторов не больше. Это важно запомнить.

Существуют всего два типа амортизирующих элементов, это – газовые и масляные. И те и другие используют в своем строении смазку (то есть масло). Все остальное всего лишь подтипы

Сейчас вы можете справедливо задать вопрос – «а почему нет полностью газовых амортизаторов, у которых только газ внутри и ничего больше»? Все просто – любой элемент должен смазываться, причем достаточно хорошо, если избавится полностью от масла, то ресурс снизится в разы, как сальников, так и рабочих штоков, их банально быстро сотрет. Потому как газ не может хранить «смазывающие» элементы (либо составы).

НУ что вот мы и подошли к каждому из подтипов, предлагаю начать с масляного, как его еще называют «классического» амортизатора.

Масляный амортизатор

Что про него рассказывать, все что я описал сверху подходит под него на все 100%. ТО есть цилиндр, в нем масло, поршень со штоком и на поршне есть несколько обратных клапанов. Стоит лишь отметить — что в нем только масло, и ничего больше, то есть нет ни газа, ничего другого.

Устройство очень прочное, но не такое производительное. Все дело в том, что при частой езде по не качественным дорогам, масло внутри может закипеть, то есть проявится эффект кавитации, начнут образовываться пузырьки (если хотите то оно почти вскипает). Образуются полости внутри, они очень быстро проходят через клапана поршня, чем ухудшают его работу. То есть машина держать будет хуже.

От частого перегрева, вязкость масла также страдает, жидкость теряет свои свойства и опять же быстрее проходит через клапана поршня.

Еще одна особенность масляный вариант работает только в одну сторону, то есть только на сжатие. Например автомобиль его сжал, но шток не выходит обратно, то есть автомобилю (через пружину), его нужно вытащить обратно.

Стоит отметить — что эти варианты являются достаточно комфортными и мягкими, если хотите энергоемкими, зачастую они прекрасно глотают ямы и кочки. НО не любят больших перегрузок и частых кренов, шток не выходит сам, его нужно тянуть, а если автомобиль в повороте? Вот почему для города, для небольших скоростей они реально идеальны (дают просто отличный комфорт), но вот для гонок, или резких разгонов и торможений, они не рассчитаны, хотя бы просто из-за кренов.

Таким образом, можно выявить такие положительные и отрицательные моменты

Плюсы:

  • Распространен на рынке, на 50% автомобилей ставят именно такие варианты
  • Простая конструкция
  • Достаточно дешевый
  • Достаточно прочный, может ходить от 60 000 км и выше
  • С ним езда наиболее комфортна. Прекрасно глотает кочки

Минусы:

  • Более расположен к кренам, шток не выходит назад сам, его нужно вытянуть при помощи пружины, если на небольших скоростях это практически не заметно, то вот при резком торможении или старте, у вас проседает либо перед, либо зад.
  • Достаточно быстро перегревается, особенно летом и если часто ездите по не ровным дорогам
  • При нагреве характеристики ухудшаются, внутри проявляется эффект кавитации
  • От перегрева масло может потерять свои свойства и характеристики ухудшаться
  • Если попадает воздух внутрь, то работоспособность падает в разы, нужно срочно заменить.

Масляные варианты прочные и неровных дорог это идеальное решение, будь то город или грунтовка, при высоких скоростях и гонках они быстро перегреваются, часто не могут держать крены.

Газовые амортизаторы

Это самый большой подвид, именно он подразделяется на два вида конструкций. И тот и другой называются газовыми амортизаторами, хотя по сути являются газомасляными – то есть там есть и масло и газ.

В наше время также достаточно распространенный – у него также имеется шток, на нем поршень с обратными клапанами, также есть цилиндр и масло закаченное в него. Только под этим маслом есть еще одна камера (в этом же цилиндре), она отделена от камеры с маслом своим не проницаемым корпусом. Именно в этой камере находится газ (зачастую азот), под высоким давлением, обычно бывает от 12 до 30 атмосфер.

В отличие от своего масляного собрата, он намного жестче, камера с газом также может сжиматься и разжиматься. Когда идет нагрузка сверху, (шток идет вниз) камера с газом начинает сжиматься, давлением масла верхней камеры, после того как нагрузка уменьшается, газовая камера расширяется, сама выдавливает шток наверх.

То есть такие элементы в отличие от первого (масляного варианта) работают не в одну сторону, только сжатие – А В ДВЕ СЖАТИЕ И РАЗЖАТИЕ. Благодаря чему «поджимают подвеску» к дороге.

Что нам это дает — колеса автомобиля всегда прижаты к дорожному покрытию, если хотите, то это самые жесткие амортизирующие элементы, управляемость особенно на поворотах будет намного лучше, крены практически вообще отсутствуют, прекрасно отрабатывает торможения, продольных кренов также нет. Вот почему зачастую применяют на спортивных и нагруженных машинах, которые ездят с большими скоростями и нагрузками.

Также положительным моментом является еще и то что – газ не дает маслу закипать, отводя на себя избыточную температуру.

Однако на авто с такими элементами вы будете чувствовать все ее неровности, даже мелкие, что говорится «эффект телеги»

Плюсы:

  • Прекрасно удерживает дорогу
  • Нет кренов
  • Подвеска всегда поджата, то есть работает не только на сжатие, но и на разжатие.
  • Для спортивных и гоночных авто, где большие скорости и перегрузки идеальны
  • Использование желательно на ровных дорогах
  • Нет эффекта кавитации внутри, газ отводит тепло

Минусы:

  • Дорогие из-за своего строения
  • Сложная конструкция
  • Не комфортная езда, во всех режимах
  • Есть две камеры, и каждая из них может выйти из строя, что повлечет за собой выход из строя полностью амортизирующего элемента

Газомасленный амортизатор

Как я уже писал сверху это всего лишь подтип газовых, но их почему то упорно выводят в отдельный вид, хотя это не правильно.

Здесь конструкция уже значительно отличается от двух первых предшественников – все дело в том, что это так называемый «двухтрубный амортизатор«.

В одной камере располагается также масло и поршень со штоком, он также имеет обратные клапана. Внизу в камере есть еще один похожий на поршень элемент, он также имеет обратные клапана, вот только он соединяет первый контур и второй, в котором закачен воздух под средним давлением, около 3 атмосфер.

На стадии сжатия поршень давит на масло, оно проходит через клапана, а также заходит в резервную камеру с воздухом.

НА стадии разжатия, шток начинает идти вверх, что создает небольшое вакуумное усилие в первой камере, и тогда из второй камеры с воздухом, заходит масло которое туда зашло на такте сжатия. Таким образом, масляная камера всегда остается в масленом пространстве, а весь воздух всегда отводится во вторую камеру.

Стоит отметить — что этот газомасленный амортизатор также выдавливает шток наверх, то есть работает не только на сжатие, но и на разжатие. Однако давление колес к поверхности не такое критическое, как скажем у второго варианта (с отдельной газовой камерой).

Газомасленные варианты, более комфортны на дорогах (чем просто газовые), но менее комфортны чем масляные, также они прекрасно сглаживают крены, намного лучше, чем масляные варианты. Их можно назвать «золотой серединой».

Плюсы:

  • Умеренная комфортность на любой поверхности
  • Отвод тепла и воздуха из рабочей камеры
  • Практически не перегреваются

Минусы:

  • Стоят дороже (если сравнить с масляными вариантами)
  • Сложнее конструкция
  • Ресурс меньше чем у собратьев, из-за двух камер

Не смотря на то, что этот вариант дорогой, его можно назвать «золотой серединой» именно он прекрасно держит дорогу и дает умеренное комфортное движение, то есть «эффекта телеги» здесь не будет. Как я считаю, именно двухтрубные газовые подходят для большинства современных автомобилей в городе.

Сейчас небольшое видео, смотрим

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Амортизатор (амортизаторы автомобиля)

    120 3 178k

Автомобильный амортизатор или так называем «аморт» – специальное устройство в подвеске авто, предназначение которого является, уменьшение механических колебаний (демпфирование) при движении или полное их поглощение.

Роль и предназначение амортизаторов в подвеске автомобиля

Амортизаторы придают мягкий и плавный ход автомобиля, также защищают элементы ходовой машины от нагрузок, возникающие в результате движения по неровной поверхности дорожного полотна. Автомобильные амортизаторы применяются в качестве части элементов упругости в подвеске автомобиля совместно с пружинами, торсионами и рессорами.

Читайте также  Какие должны быть обороты двигателя на холостом ходу

Устройство амортизатора

Амортизатор автомобиля состоит из: узла уплотнения, чашки пружины подвески автомобиля, штока с износостойким покрытием и высокой чистотой поверхности, клапана сжатия, уплотнительного кольца из высококачественной резины, разделительного поршня, резинового-металлического цельно вулканизированного шарнира, герметически сваренного дна, амортизирующих жидкости и газа, колбы и поршня.

Разновидности амортизаторов

Типы амортизаторов: A. – однотрубный газовый, B. – двухтрубный масляный, C. – двухтрубный газовый, D, — газовый с выносной камерой

Типы и устройство амортизаторов

По конструктивному решению различают амортизаторы:

  • С двухтрубной рабочей камерой. Принцип работы такого типа амортизатора сводится в том, что поршень находящийся в нутрии колбы при колебании перемещается пропуская амортизирующую жидкость сквозь спец каналы и выдавливает некоторую часть жидкости (масла) через клапан сжатия;
  • Амортизаторы однотрубного типа. Конструкция такого типа состоит из рабочего цилиндра и корпуса одновременно. В таком амортизаторе жидкость и газ находятся в одном цилиндре с поршнем. В данном типе нет клапана сжатия, как в двухтрубном, по этому всю роботу по управлению сопротивлением при сжатии выполняет поршень. Однотрубные амортизаторы более точно держат авто на дорожном покрытии. Амортизаторы с отдельно вынесенной газовой камерой компенсации за пределы амортизатора в отдельный резервуар тоже является под видом однотрубного.

Проблемы с амортизаторами

Стойки амортизаторов автомобиля имеют несколько основных причин по которых выходят из строя — это неправильная установка и нарушение правил эксплуатации. В основном неопытные автовладельцы могут забыть затянуть гайку, поставить съемные чашки вверх ногами, забывают устанавливать пыльники, повреждают шток амортизатора пассатижами и т.п.

Проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться:

  1. Разрыв штока амортизатора;
  2. Разрушается клапан или поршень в результате эксплуатационного износа. Такую поломку трудно выявить, поскольку амортизатор не течет и есть сопротивление на руках, а машину качает;

Если появились потеки на амортизаторе, то стоит как можно быстрее его заменить (лучше оба на одной оси).

Способы определения проблем с амортизаторами и их решение

Разнообразие причин, по которым повреждается амортизатор достаточно много. Так, к примеру, разрыв сальника может быть вызван повреждением хромового покрытия штока или его коррозией. В практике ремонта автомобиля существует несколько способов как происходит диагностика амортизаторов:

  1. Общая оценка характеристик подвески в процессе эксплуатации автомобиля;
  2. Диагностика амортизаторов при помощи раскачивания стоящего на месте автомобиля. Заключается в том, что состояние амортизаторов оценивается по количеству повторов колебательных движений кузова до момента полного спокойствия;

Наиболее точно определить неисправность можно лишь на спец. стенде.

Вышедшие из строя амортизаторы могут послужить причиной для быстрого износа механических узлов автомобиля: пружины подвески, рулевого механизма, кардана, дифференциала, быстрый износ шин, скорый выход из строя резиновых втулок подвески, ступичных подшипников, подвески и ШРУСов.

Узлы на которые пагубно влияют неисправные амортизаторы

Важность амортизатора в подвеске автомобиля

В основном водители мало уделяют внимания амортизаторам и считают их работоспособными до тех пор, пока преодолевая неровности, не слышится металлический удара, а колебания автомобиля быстро успокаиваются. Проверка состояния в основном, проводится лишь грубым методом раскачивая машины руками. Точно же определить характеристики амортизатора авто можно лишь на специальных стендах, в СТО.

  • Задний мост
  • Подвеска

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Амортизаторы масляные: эффективное демпфирование с малыми затратами

В автомобильные подвески сегодня наиболее часто устанавливаются классические масляные амортизаторы — они просты, надежны, эффективны и недороги. Все о масляных амортизаторах, их конструкции и принципах работы, преимуществах и недостатках, а также об их обслуживании и ремонте читайте в данной статье.

Что такое масляный амортизатор

В подвеске любого современного автомобиля можно найти амортизатор — это демпфирующий элемент, который поглощает удары и толчки, а также предотвращает раскачивание автомобиля при преодолении неровностей. Без амортизаторов одни упругие элементы (рессоры и пружины) не могли бы обеспечивать необходимую плавность хода, при этом автомобиль раскачивался бы при наезде на препятствия (так как колебания рессор или пружин не гасились бы), что могло приводить даже к опрокидыванию.

В настоящее время наибольшее распространение имеют классические телескопические амортизаторы, которые принято называть масляными. В действительности все используемые в автотранспорте амортизаторы так или иначе являются масляными (а если точнее — гидравлическими), так как в качестве рабочего тела в них используется масло. Однако исторически так сложилось, что однотрубные газонаполненные амортизаторы (с компенсационной камерой, в которой находится газ под высоким давлением до 25 атмосфер) называются просто газовыми. А масляными (или газо-масляными) называются двухтрубные амортизаторы, в которых также присутствует компенсационная камера, однако она заполнена воздухом или азотом под низким давлением (не более 5 атмосфер).

В дальнейшем мы будем говорить именно о двухтрубных газо-масляных амортизаторах, не вдаваясь в подробности об их многочисленных модификациях.

Конструкция и принцип работы масляных амортизаторов

В общем случае двухтрубный масляный амортизатор имеет не слишком сложное устройство. Его основу составляет корпус, изготовленный из двух соосных труб, установленных одна в другой. Со стороны выхода штока трубы закрыты сальниковым узлом, который обеспечивает герметизацию и одновременно выступает в качестве направляющей для штока. С противоположной стороны внутренняя труба несколько короче, она закрыта донным клапаном. Внешняя труба при этом закрыта просто герметичным днищем. Таким образом, образуется полость, разделенная на две сообщающиеся части донным клапаном: одна часть — это внутренний цилиндр (труба), вторая часть — это полость между внешними стенками внутренней и наружной трубами, она часто называется компенсационной камерой.

Во внутренней трубе находится поршень, соединенный со штоком. В поршне расположен поршневой клапан, который обеспечивает перетекание масла из надпоршневого пространства в подпоршневое пространство во время работы амортизатора. Вся внутренняя труба заполнена маслом, также частично масло занимает и межтрубное пространство. В верхней части компенсационной камеры (со стороны выхода штока) находится воздух или азот под невысоким давлением (обычно от 2,5 до 5 атмосфер).

В донной части амортизатора и на конце штока расположены крепежные элементы — проушины или штоки, которые дополнительно комплектуются резиновыми втулками, шайбами или сайлентблоками. На штоке также обычно устанавливается кожух (или пыльник), обеспечивающий защиту сальникового узла от попадания пыли и воды. Кожух может быть металлическим или пластиковым.

Работает двухтрубный масляный амортизатор следующим образом. При наезде на неровность дороги колесо поднимается или опускается, вследствие чего поршень амортизатора движется вверх или вниз. При этом часть масла перетекает через поршневой клапан, а часть масла поступает из основной камеры в компенсационную камеру (или наоборот) через донный клапан. Так как масло имеет высокую вязкость, то энергия движения поршня переходит в тепловую энергию (в нагрев масла), и поршень затормаживается — происходит демпфирование, колебания, толчки или удары гасятся (их амплитуда и сила снижается).

Так как масло, как и любая другая жидкость, плохо сжимается, во время работы амортизатора необходимо предусмотреть возможность удаления его избытков из основной камеры и быстрого возврата назад. Эту задачу решает компенсационная камера, частично заполненная воздухом. Газы, в отличие от жидкостей, сжимаются легко, поэтому масло без труда вытесняется в компенсационную камеру. При сжатии воздуха его давление возрастает, и в дальнейшем, при падении давления масла в основной камере, этот воздух выдавливает излишки масла из компенсационной камеры.

Во время работы амортизатора масло нагревается, тепло от него частично отводится через контактирующую с окружающим воздухом компенсационную камеру. Также компенсационная камера решает и проблему расширения масла при нагреве.

Таким образом, двухтрубная конструкция с компенсационной камерой обеспечивает нормальную работу амортизатора в любых условиях, компенсирует изменение характеристик масла при нагреве, а также позволяет добиться большого хода поршня. Однако масляные амортизаторы имеют не только преимущества, но и ряд недостатков, о которых нужно сказать особо.

Особенности, преимущества и недостатки масляных амортизаторов

Ключевое преимущество масляных амортизаторов заключается в их простой и надежной конструкции. Амортизаторы данного типа могут исправно работать несколько лет, обеспечивая нормальные ходовые характеристики автомобиля, а при необходимости могут быть без особо труда отремонтированы или просто заменены в сборе.

Однако у двухтрубных амортизаторов есть и существенные недостатки. Главный из них — ухудшение характеристик при высоких нагрузках вплоть до полной потери работоспособности. При слишком активном движении поршня в масле образуются пузырьки воздуха, также масло смешивается с воздухом в компенсационной камере — в результате образуется суспензия, которая имеет значительно меньшую плотность и вязкость, чем у исходного масла. Конечно, в суспензию переходит не весь объем масла, но даже заполнение ею компенсационной камеры и частично основной камеры может привести к потере амортизатором демпфирующих качеств со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.

С другой стороны, износ масляных амортизаторов происходит медленно и их характеристики ухудшаются плавно — водитель этого даже и не замечает. Поэтому в какой-то момент автомобиль может просто потерять управляемость из-за того, что амортизатор «неожиданно» перестал нормально выполнять свои функции.

Масляные амортизаторы чувствительны к ориентации в пространстве (а точнее — к направлению вектора силы тяжести). Транспортировать и хранить их следует только в вертикальном положении, а при эксплуатации наклон амортизатора не должен превышать 45°. А кроме того, перед установкой на автомобиль они нуждаются в специальной подготовке — прокачке.

Наконец, масляные двухтрубные амортизаторы лучше всего подходят для эксплуатации по ровным дорогам на умеренных скоростных режимах. На бездорожье они быстро выходят из строя, а на скоростных трассах не могут обеспечить необходимые ходовые характеристики и управляемость автомобиля. Однако большинство автомобиле на нашей планете эксплуатируются по более или менее хорошим дорогам на невысоких скоростях, поэтому масляные амортизаторы остаются вне конкуренции и, наверняка, еще многие десятилетия будут занимать наибольшую долю рынка.

Подготовка к эксплуатации, эксплуатация обслуживание и ремонт масляных амортизаторов

Современные масляные амортизаторы далеко ушли от своих предшественников — они более надежны и долговечны, и практически не требуют какого-либо специального технического обслуживания. Достаточно лишь периодически осматривать амортизаторы на предмет их деформаций, поломок, подтеков масла и т.д. При обнаружении неисправностей, либо при появлении признаков поломок («пробои» ходовой при наезде на неровности, чрезмерное раскачивание авто на неровностях и т.д.) амортизатор подлежит замене, при этом рекомендуется заменять амортизаторы в паре (то есть, ставить оба передних или оба задних амортизатора).

Перед установкой новый амортизатор обязательно следует прокачать. Это необходимо для устранения тех негативных явлений, которые могли возникнуть при долгой транспортировке и хранении амортизаторов в горизонтальном положении. Если амортизатор долго лежит и при этом подвергается колебаниям и вибрациям, в нем происходит перемешивание масла и воздуха, а после установки в компенсационной камере может вовсе не оказаться воздуха — это приведет к ухудшению работы амортизатора, и не факт, что со временем все придет в норму.

В общем случае прокачка проводится следующим образом:

  1. Поставить амортизатор штоком вниз, сжать его плавно и без рывков;
  2. Удерживать амортизатор в сжатом положении несколько секунд;
  3. Перевернуть сжатый амортизатор штоком вверх, удерживать в таком положении 3-6 секунд;
  4. Медленно и без рывков вытянуть шток вверх до упора;
  5. Перевернуть амортизатор штоком вниз, подождать 2-3 секунды;
  6. Повторить пункты 1-5 не менее 5 раз (лучше 6 или даже 8);
  7. Последний цикл прокачки завершить на пункте 4.

После прокачки следует сделать несколько резких движений штоком, и если движения штока плавные, ровные, без провалов на всем участке, то амортизатор можно ставить в подвеску. Прокачанный амортизатор нельзя наклонять и класть, он должен находиться в вертикальном положении вплоть до монтажа на машину. А монтаж выполняется только в положении «штоком вверх».

При правильной прокачке и установке амортизатор будет служить долго и надежно, обеспечивая необходимые ходовые характеристики и безопасность автомобиля в течение всего своего срока службы.

Амортизаторы

Для быстрого гашения колебаний кузова, возникающих в результате деформации рессор или пружин подвески, применяются амортизаторы. Кроме того, амортизатор снижает скорость вертикального перемещения колеса относительно кузова.

Конструкция телескопического однотрубного амортизатора (а):
1 — нижняя проушина;
2 — газ;
3 — плавающий поршень;
4 — рабочий цилиндр;
5 — поршень;
6 — корпус;
7 — шток поршня;
8 — сальник штока;
9 — направляющая штока;
10 — верхняя проушина; и телескопического двухтрубного амортизатора (б):
1 — нижняя проушина;
2 — донный клапан;
3, 5 — рабочая полость;
4 — поршень;
6 — рабочий цилиндр;
7 — корпус резервуара; 8 — корпус;
9 — шток поршня;
10 — воздух;
11 — направляющая штока;
12 — сальник штока;
13 — верхняя проушина

В подвесках первых автомобилей применялись амортизаторы с механическим трением. Обычно такой амортизатор состоял из набора фрикционных дисков, сжатых пружиной, которые терлись друг о друга при перемещениях подвески. Такие амортизаторы быстро изнашивались и ухудшали плавность хода автомобиля. Им на смену пришли гидравлические рычажные амортизаторы, в которых механическое трение было заменено на трение жидкости, проходящей через калиброванные отверстия. Рычажные амортизаторы были довольно компактны, но работали при высоких давлениях жидкости, сильно нагревались и были недолговечны. В подвесках современных автомобилей применяются телескопические гидравлические амортизаторы.
Действие такого амортизатора основано на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрытые клапанами сжатия и отдачи.
Телескопический амортизатор состоит из герметичного цилиндра, внутри которого перемещается поршень, соединенный со штоком. Цилиндр заполнен жидкостью. В поршне имеются отверстия определенного диаметра, которые закрываются подпружиненными клапанами. Один клапан установлен сверху поршня, другой — снизу. Поскольку жидкость является несжимаемой, то при перемещении поршня в одной из полостей цилиндра повышается давление, которое открывает соответствующий клапан, и жидкость перетекает через отверстия из одной полости цилиндра в другую.
Эффективность действия амортизатора пропорциональна скорости движения поршня в цилиндре. Скорость перетекания жидкости из одной полости цилиндра в другую зависит от диаметров отверстий и разности давлений в полостях. Современные телескопические амортизаторы обычно двухсторонние, т. е. Они оказывают сопротивление как при сжатии, так и при растяжении (отдаче). Обычно сопротивление при растяжении больше, чем при сжатии.

Схема работы двухтрубного амортизатора:
1 — донный клапан;
2 — поршень;
3 — клапан сжатия;
4 — шток;
5 — клапан отбоя

Любой телескопический амортизатор должен иметь устройство для компенсации изменения объема жидкости. Дело в том, что при сжатии амортизатора вытесняемый объем больше, чем освобождающийся с другой стороны поршня, потому что здесь часть объема цилиндра занимает шток. В амортизаторе применяется специальная пневмокамера, заполненная сжатым газом, которая изолирована от основной части цилиндра плавающим поршнем. При ходе сжатия амортизатора объем пневмокамеры уменьшается, а при ходе отдачи — увеличивается. Наличие пневмокамеры обеспечивает также компенсацию изменения объема рабочей жидкости при изменении температуры. Амортизаторы такого типа называют однотрубными, газонаполненными. Двухтрубные амортизаторы отличаются наличием еще одного цилиндра, внутри которого находится рабочий цилиндр.
Дополнительная полость, находящаяся между внутренним и наружным цилиндрами, называется компенсационной. Компенсационная полость изолирована от атмосферы, но сообщается с внутренней полостью рабочего цилиндра. При ходе сжатия амортизатора излишки жидкости из рабочего цилиндра перетекают в компенсационную полость и находящийся там воздух сжимается. При ходе отдачи амортизатора сжатый воздух вытесняет жидкость обратно в рабочий цилиндр. При одинаковых рабочих ходах однотрубный амортизатор рассмотренного типа будет иметь большую длину, чем двухтрубный, из-за наличия в цилиндре пневмокамеры. Несмотря на этот недостаток, в настоящее время большее распространение имеют однотрубные амортизаторы, которые лучше охлаждаются, поскольку не имеют двойных стенок. Двухтрубные амортизаторы также бывают газонаполненными. У таких амортизаторов в компенсационной полости газ находится под давлением. Особенностью газонаполненных амортизаторов является то, что в свободном состоянии шток амортизатора выходит из цилиндра под действием давления газа. Конструкция любого амортизатора должна обеспечивать герметичность. При нарушении герметичности появляются стуки во время работы подвески и теряется эффективность амортизатора, что требует его замены. Шток амортизатора обработан до высокой степени чистоты поверхности, а между штоком и внутренней частью цилиндра устанавливается специальное надежное уплотнение. Таким же надежным должно быть уплотнение плавающего поршня в однотрубном амортизаторе. При нарушении герметичности газ смешивается с жидкостью, образуется сжимаемая смесь, эффективность работы амортизатора снижается, появляются посторонние стуки. Рабочая поверхность штока предохраняется от повреждений защитным кожухом. На конце штока и на цилиндре имеются крепления для соединения амортизатора с рычагами подвески и кузовом автомобиля. Крепление амортизаторов осуществляется с помощью упругих элементов.
Некоторые производители, например фирма KONI, изготавливает амортизаторы, в которых можно регулировать вручную перепускной клапан. Такую регулировку необходимо производить перед установкой амортизатора на автомобиль для получения необходимой эффективности. Существуют амортизаторы, в которые встроены электромагнитные клапаны, изменяющие проходные сечения отверстий, через которые проходит жидкость. При наличии амортизаторов такого типа, водитель может изменять характеристики подвески при движении автомобиля, переключая режимы («спорт», «комфорт» и т. д.).
Совершенно другой принцип был предложен поставщиком автомобильных систем Delphi в его конструкции Magneride. В ней используется свойство некоторых вязких жидкостей быть чувствительными к воздействию электромагнитных полей; вязкость жидкости увеличивается с усилением поля, молекулы выстраиваются в цепочки и создают большее сопротивление. Компания Delphi продемонстрировала автомобили, оборудованные амортизаторами, где обычные отверстия заменены узкими проходами, в которых жидкость протекает между электромагнитными катушками. Система Magneride имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что вязкость жидкости, а следовательно, и степень демпфирования могут изменяться в зависимости от изменения напряженности электромагнитного поля, которая управляется микропроцессором.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: