В нынешний информационный и автомобильный век любому человеку известно, что эргономичность машины во многом определяют амортизаторы. Это непременная часть подвески современного автомобиля. Как же конкурируют на авторынке различные производители амортизаторов? Отзывы автолюбителей в какой-то мере отражают это явление. Ведь картина этого соревнования за потребителя весьма любопытна: американские, немецкие, японские компании задают ему тон. Как результат, однотрубные амортизаторы доминируют над двухтрубными.
Кратко о современном рынке амортизаторов
Ежегодная российская премия «Автокомпонент года» позволяет определить наиболее успешные бренды в каждой номинации. Так, в 2016 году из российских амортизаторов ведущим брендом стал «ДЕМФИ», представивший стойки и амортизаторы бюджетного класса серии «Комфорт» улучшенного качества «Премиум» и «Драйв». Продукция компании - передние и ВАЗ, ИЖ, Lada, Ford Focus2, Renault Logan. Сегодня «ДЕМФИ» - предприятие небольшое (на нем работает менее 60 человек), но высокотехнологичное и наукоемкое, способное расширить производство при условии надлежащего спроса.
Заслуживают также высокой оценки амортизаторы УАЗ «Хантер» от Петербургского предприятия «Плаза». Они возможны в трех модификациях: «стандарт», «спорт» и «экстрим». Среди зарубежных первое-четвертое места завоевали марки Monroe (США/Бельгия), TRW (Германия), KYB (Япония) и EGT (Литва) соответственно.
Как разобраться новичку-любителю, Ведь ведущие мировые производители демонстрируют все более изощренные разработки международного класса. Например, только Monroe сегодня выходит на рынок с различными марками амортизаторов «рефлекс», «сенса-трек», «ориджионал», «эдвенче», «ван-магнум». Именно они в настоящее время доминируют на современном авторынке. Признаком высокого реноме компании Monroe является комплектация ее амортизаторами, воссозданными прямо на конвейере автомобилей Ford, Nissan, Renault, Mitsubishi, Volvo, Porsche.
Немецкий автопром использует преимущественно отечественные амортизаторы. Отзывы автолюбителей свидетельствуют, что Opel, Mersedes, Audi традиционно пользуются продукцией концерна ZF (которому принадлежат бренды Sachs, Boge, TRW). Оригинальный амортизатор «Тойота», «Мицубиси» - это продукция японской компании KYB (бренда KAYABA). Впрочем, этот бренд становится все популярней и в Новом, и в Старом Свете. В настоящее время импортируются следующие серии А: масляные Premium, газо-масляные Excel-G, газовые Gas-A-Just, спортивные Ultra-SR, регулируемые AGX, внедорожные Monomax.
Какие амортизаторы «Хендай» (корейская компания) ставит на свои авто на конвейере? Логично, что от другой корейской компании, производящей автокомпоненты. Причем (это особенность Кореи) руководят обеими фирмами родственники. Называется производитель амортизаторов под брендом MANDO компанией Halla Group. Его заводы работают в Корее, Индии, Турции, Китае, Польше, США. За год изготавливаются десятки миллионов демпферов. Устанавливают на своих конвейерах MANDO-амортизаторы «Форд», Peugeot, Nissan, BMW, Suzuki, Renault, ГАЗ. Показательно, что амортизаторы КИА (другой корейской автокорпорации) также поставляются от компании Halla Group.
Конкуренция брендов
Конкуренция производителей настолько существенна, что импортируемые бренды успешно оппонируют местным. В частности некоторые водители японские автомобили предпочитают европейским. Так, по отзывам собственников транспортных средств, в текущее время весьма востребован газомасляный амортизатор «Рено», произведенный компанией Kayaba.
Он предпочтителен для большинства актуальных моделей этой марки: «Кенго», «Меган», «Трафик», «Премиум», «Мастер», «Клио», «Лагуна», «Магнум» и т. д. Его цена на 30% выше стоимости масляного устройства, но он заметно эффективней при вождении на неровной дороге. Поэтому газомасляный амортизатор «Рено» водители предпочитают масляному, более дешевому.
Отметим, что модели «Рено», предназначенные для экстремального вождения по добротным трассам, снаряжаются особыми амортизаторами - Kayaba Ultra SR. Ведь скоростное преодоление поворотов определяет большую нагрузку на такие изделия, причем как сжатия, так и отбоя. Однако для повседневного городского трафика они не оптимальны, поскольку обладают повышенной жесткостью, а для дорог несовершенных, как известно, нужны более мягкие рессоры.
Впрочем, в данной статье мы не будем ограничиваться обзором рынка амортизаторов. Наша цель шире - раскрыть секреты их успешной эксплуатации. Как известно, амортизаторы являются обеспечивающими элементами подвески, соответственно, представим себе идеальную подвеску. Как известно, этот элемент выполняет две задачи:
- Во-первых, соединяет автомобильные колеса с кузовом. Благодаря ей обеспечивается необходимое для полноценного движения сцепление колес с дорогой.
- Во-вторых, нейтрализует (амортизирует) возникшие во время движения колебания.
Амортизация - это...
При более пристальном рассмотрении элементов подвески становится понятным, что амортизаторы - это демпфирующие (гасящие колебания) устройства. На заре автомобилестроения (XIX - начало XX века) упомянутых деталей вовсе не существовало. На малых скоростях первых автомобилей для баланса подвески вполне хватало одних лишь рессор. Впрочем, в современный динамичный век скоростей в подвеске не только присутствуют усовершенствованные пружины (рессоры), которые нынче часто называют несколько абстрактно - упругим элементом. Этого уже мало. Для иллюстрации сказанного рассмотрим типичный случай преодоления автомобилем ухаба дороги.
При этом задача упругого элемента очевидна - при ударе колес о неровность дороги он должен смягчить этот удар. Однако современный автомобиль при движении обладает огромной кинетической энергией, с «внештатными выбросами» которой на ухабах дороги упругий элемент справляется вовсе не моментально. Поэтому инерция кузова заставляет рессоры и после столкновения колебаться. Это крайне нежелательный эффект. Ведь он может привести к резонансу, способному привести к аварии автомобиля (вспомните физику и векторы силы). Подобное случается, когда колебание рессоры от очередной неровности дороги складывается с предыдущим ее колебанием, которое, увы, не погасилось. Автоинженеры должным образом отреагировали на это явление, изобретя специальное демпфирующее устройство.
В начале XX века для погашения колебаний упругого элемента был создан демпфер (амортизатор). Идея его работы оказалась довольно простой и изящной. После того как неровность дороги заставит пружину сжаться, ее последующее расширение и, соответственно, колебание погасит специальное устройство - амортизатор. Впрочем, не будем рассматривать его как единственную деталь, предохраняющую от вибраций, ведь для идеального поведения машины на дороге одних лишь амортизатора и упругого элемента мало.
Не амортизаторами едиными
Вышеупомянутые нами амортизаторы - это специальные элементы для сохранения максимально возможного горизонтального и стабильного положения подвески в пространстве. Но для по-настоящему работоспособной подвески этого недостаточно. Для максимального комфорта пассажиров и водителя, чтобы автомобиль не считал ухабы, а плавно парил вдоль трассы, необходима согласованная работа амортизаторов и других устройств, таких как:
- шины из отменной резины, обеспечивающие должное сцепление с трассой;
- неизношенные пружины и рессоры подвески (кроме уже упомянутых нами функций) должны сохранять указанный в технических характеристиках клиренс и удерживать машину на одном уровне;
- дополнительные резинометаллические элементы (шарниры и буферы сжатия), гасящие колебания от касания металлических деталей друг к другу;
- направляющие устройства, определяющие нужный угол вращения колес.
Впрочем, как бы то ни было, основным демпфирующим устройством автомобиля являются именно амортизаторы - предмет описания данной статьи. С их помощью достигается гармония постоянного контакта колес с дорожным полотном (машина идет, словно привязанная к дороге), и, в принципе, становится возможным по-настоящему комфортное вождение.
Каков амортизатор на вид?
Внешне он выглядит как цилиндрическое устройство, прикрепленное с одной стороны к автомобильной раме, а с другой - к подвеске. Внутри амортизатора движется поршень. Это стержень, движущийся в полости, наполненной газом, маслом либо тормозной жидкостью. Из-за сжимания масла поршнем уменьшается скорость его движения. Колебания подвески определяют колебания поршня амортизатора. Чем активней движется подвеска (что бывает на неровной дороге), тем большее сопротивление демонстрирует амортизатор. Различные удары, получаемые при езде автомобиля по неровной дороге, а также колебания при резком торможении или в начале движения демпфируются (смягчаются) амортизатором. При этом кинетическая энергия колебания переходит в тепловую, получаемую при сжатии поршнем масла. Полученное же тепло рассеивается.
Процесс амортизации
Как реагирует амортизатор, когда колесо сталкивается с дорожной выбоиной? Он сжимается, гася удар, при этом его поршень работает согласованно с пружинами подвески. Однако на этом цикл работы устройства не заканчивается, поскольку происходит его расширение, т. е. поршень выдвигается из амортизатора. Не будь его, пружины подвески подбросили бы корпус автомобиля вверх с той же силой, с которой они сжались при столкновении с выбоиной. Однако движение поршня амортизатора автомобиля, работающего на расширение, также тормозится маслом.
Конструкция амортизаторов
Технически устройство в ходе своей эксплуатации преобразовывает механические колебания упругого элемента в тепловые. исчерпавших свой ресурс эффективного пользования, - дело ответственное. Ведь установивший «обновку» сразу замечает изменения в поведении автомобиля. Поэтому для знающего водителя критически важен правильный подбор амортизаторов. А выбирать, поверьте, есть из чего. Авторынок насыщен соответствующими изделиями производителей именитых (брендовых) и не очень. Мы к освещению этого аспекта еще вернемся. Но сначала будет логичным отвлечься от принципа «чьих будете» и попробовать «зрить в корень», то есть понять принципиальные отличия различных типов амортизаторов (А).
Если судить по конструктивным отличиям, то А подразделяются на одно- и двухтрубные. Если же классифицировать по типу рабочего вещества, рассеивающего тепло, полученное после преобразования кинематической энергии, то амортизаторы бывают масляные, газо-масляные и газовые.
Двухтрубные изделия
Какие амортизаторы можно рекомендовать для спокойного, так называемого семейного вождения? Относительно недорогие, простые по конструкции, которые не выдерживают экстрима. Двухтрубные А более инертны и имеют большую массу. Кроме того, двойной корпус хуже охлаждается. При этом эффективность демпфирования двухтрубных устройств зависит от правильности установки. Как известно, на 100% выполняет свои функции амортизатор, закрепленный строго перпендикулярно подвеске, но если этот угол увеличивается до 50°, то его результативность понижается до 68%.
Конструкция таких элементов включает в себя рабочую колбу, внутри которой расположен поршень, а также внешний корпус, предназначенный для хранения избыточного масла. В ходе своего рабочего цикла поршень пропускает часть масла через свои каналы, а также выдавливает его сквозь находящийся внизу колбы клапан сжатия. При покупке изделий следует обратить особое внимание на масло, которое должно не закипать при температуре ниже 150 °С. При этом, несмотря на выгодную цену, их не стоит устанавливать на автомобили последнего поколения.
Однотрубные амортизаторы
Данная конструкция является базовой для современных А. Такой амортизатор состоит из одной-единственной колбы, одновременно выполняющей роль и рабочей емкости для поршня, и корпуса. Она может быть гидравлической (масляной) или гидропневматической (газомасляной). Последнюю модификацию также называют комбинированной. Принцип работы масляного А достаточно прост. Имеется рабочий цилиндр, наполненный жидкостью). В нем движется поршень со специальными калиброванными клапанами, точнее с их системой, имеющей характеристики, специально подобранные под подвеску определенной модели автомобиля.
Динамика работы такого амортизатора выглядит следующим образом:
- При закрытых клапанах проходит только обходным каналом поршня. Гидравлическая характеристика амортизатора при этом становится жесткой.
- Если же открываются клапаны, соседствующие с компенсационной камерой А, то его гидравлическая характеристика становится более мягкой.
Причем для исправности амортизатора клапан, функционирующий на сжатие, должен пропускать больше гидравлической жидкости, чем обратный клапан, срабатывающий на отбой. Таким образом, при открытых клапанах поршня жесткость амортизаторов уменьшается.
Комбинированные амортизаторы
В гидропневматических (газомасляных) амортизаторах вместо воздуха используют сжатый газ под давлением 4-20 атмосфер. Его автомобилисты называют по-своему - «газовым подпором». Причем давление газа - это не блажь, а способ уменьшить аэрацию (смешение воздуха с маслом), а также дополнительный элемент упругости подвески. У однотрубных А нет нижнего клапана сжатия. Поршень полностью управляет сопротивлением как при сжатии, так и при отбое. В них можно разместить больше масла, чем в двухтрубных того же объема, а значит, с их помощью достижимо лучшее демпфирование.
Управляемые и магнитные амортизаторы
Ведущие производители амортизаторов достаточно оригинально пытаются разрешить техническую задачу регулируемости таких устройств. Американо-бельгийская компания MONROE изготовила на стенках рабочего цилиндра однотрубного А специальные регулировочные бороздки, используемые для настройки на спокойную или активную езду. Японская компания KYA в нижней части однотрубного с выносным резервуаром А в обход поршня вмонтировала отдельный регулировочный клапан. Немецкий концерн ZF создал свой управляемый амортизатор «Опель-Астра», используя двухтрубную газо-масленную конструкцию. Два электромагнитных клапана в нижней части амортизатора и в поршне регулируются специальным процессором, отслеживающим параметры колес, руля, подвески.
Еще более перспективен новый, так называемый магнитный амортизатор «Шевроле», установленный в прошлом году на модели Это совместная перспективная разработка автоконцерна и корпорации Delphi. Используемая в них вместо масла магнитореологическая жидкость способна с высокой частотой (до 1000 раз в секунду) изменять свою вязкость под действием электромагнитного поля. При этом принципиально не используется клапанная система: демпфирование производится исключительно за счет магнитореологического эффекта. Подобная конструкция весьма перспективна: нет потребности в поперечных стабилизаторах, упрощается устройство самого А, а также появляются впечатляющие возможности для контроля и управления жесткостью подвески.
Соответствие гидравлической характеристики амортизатора рельефу дороги
В конструкции амортизатора должны быть учтены различные аспекты его эксплуатации. Ведь некачественное дорожное покрытие определяет различные режимы его работы. С одной стороны, повторяющиеся мелкие неровности не позволяют А распрямиться. В таком случае актуальна мягкая гидравлическая характеристика. Крупные же выбоины грозят полным форсированным его сжатием, что часто вызывает поломку амортизатора. При этом востребована жесткая гидравлическая характеристика устройства.
Поэтому бессмысленно вопрошать: «Какие амортизаторы лучше - мягкие или жесткие?» Ведь актуальной в плане длительной эксплуатации А становится не только их мягкость, но и управляемость.
Еще одна характеристика - отвод тепла амортизатора - является важной для его корректной работы. Ведь в условиях жесткого режима тепла выделяется больше, и его следует отводить. С другой стороны, зимой масло в амортизаторе густеет, и его гидравлическая характеристика становится более жесткой. При этом для автолюбителя важным становится правильный выбор масла. Нежелательно использовать жидкости с высоким содержанием присадок, ведь последние имеют свойство размягчать резину. Чаще всего специалисты рекомендуют применять фирменные масла ГРЖ-12, AFT. Однако в морозы следует выбирать жидкость с вязкостью 75Wt. Для масел, содержащих силикон, степень вязкости определяется в других единицах - cPs, которые примерно в 10 раз больше, чем Wt.
Диагностика амортизаторов
Поскольку вечного не бывает ничего, подвержены износу и амортизаторы. Это явление водителю следует вовремя диагностировать. Как известно, замену потерявших должную функциональность амортизаторов нужно производить сразу же по выявлению. Причем наиболее эффективной является комплексная замена А: попарно на каждой оси - и на передней, и на задней. Ведь наивно ожидать после неполной замены амортизаторов идеального демпфирования.
Впрочем, одного лишь этого также недостаточно. Следует диагностировать весь комплекс устройств автомобиля, задействованных при демпфировании. Ведь нормальная эксплуатация амортизаторов возможна при исправных резинометаллических элементах (шарнирах и буферах сжатия), неизношенных пружинах и рессорах. Техобслуживание всех вышеупомянутых частей и механизмов приведет к снижению нагрузки на амортизаторы.
Когда следует производить замену
Для водителя существуют первые признаки, указывающие на износ амортизаторов. Назовем их:
- увеличение тормозного пути вследствие ухудшения управляемости;
- снижение комфортной скорости для входа в поворот;
- уменьшение безопасной скорости аквапланирования (сцепления с трассой, если поверх льда имеется вода);
- изношенные А начинают издавать звуки при вхождении автомобиля в поворот или преодолении неровности.
Когда амортизаторы ломаются
Современные автокорпорации изготавливают все более и более эффективные А, максимально привносящие комфорт в поездку. Впрочем, если на бетонных трассах они служат положенные 80 и более тысяч километров пути, то некачественное дорожное покрытие с выбоинами приводит к непрогнозируемой поломке упомянутых устройств гораздо раньше.
Поломки возникают чаще всего внутри амортизатора, когда колесо автомобиля попадает в выбоину. Из них начинает просачиваться масло. От ударов деформируется шток, а в мягких амортизаторах выбивается клапан в рабочей камере. Подобные поломки означают выход из строя А и требуют безусловной его замены. Поэтому автолюбители взвешивают все «за» и «против», покупая амортизаторы. Отзывы водителей при этом, размещенные на специальных форумах, также следует учитывать.
Испортить А может также пыль и грязь, попавшая в них. Мелкие частички, попав в рабочую камеру, оставляют царапины на штоке. Как результат, сальник перестает быть герметичным, и вследствие этого происходит утечка масла. Еще более совершенным однотрубным является А с выносной компенсационной камерой. Улучшенная конструкция позволяет использовать больший объем сжатого газа и масла. При еще более продвинутом усовершенствовании на пути масла, перетекающего из основного цилиндра в выносную камеру, устанавливают систему клапанов, регулирующих жесткость амортизатора. Существуют модификации А, где над внешней поверхностью проходят трубки для перетекания масла.
Заключение
Сегодняшнему автолюбителю довольно просто подобрать для своей машины нужные амортизаторы. При этом можно воспользоваться услугами как специализированного традиционного, так и интернет-магазина. Для удобства покупателей выбор нужных именно им амортизаторов начинается на сайте интернет-магазина с указания модели автомобиля. После этой несложной манипуляции покупатель видит, каких брендов и марок ему подходят амортизаторы. Если же он далее сомневается в выборе между альтернативными брендами, то ему помогут составить мнение многочисленные отзывы автолюбителей на специализированных форумах и всевозможные рейтинги.
Возможно, не все знают, что устройство амортизатора предназначено не только для обеспечения плавности хода автомобиля и, тем самым, повышения его комфортности во время езды. Его основной задачей является обеспечение надёжного сцепления колес машины с дорожным покрытием во время движения. К сожалению, наши дороги не отличаются идеальной ровностью. Колёса и подвеска машины испытывают постоянные удары и толчки от ухабов, ям, камней. Это приводит к раскачиванию кузова и его тряске, вибрации. Колёса от этого теряют сцепление с дорогой, что приводит к снижению управляемости и безопасности движения. Амортизаторы как раз предназначены для уменьшения этого эффекта.
Чтобы избавиться от колебательного процесса, который возник в результате наезда колеса на неровность дороги, необходимо погасить энергию этих колебаний и чем-то её компенсировать. Современные амортизаторы решают это вопрос очень просто. Энергия колебаний уходит на прокачку рабочего вещества из одного замкнутого объёма в другой. Чаще всего таким рабочим веществом является специальное амортизаторное масло. Но существуют и газовые конструкции, а также их комбинации.
Устройств
Разные виды амортизаторов отличаются между собой видом рабочего вещества, способом его прокачки из одного объёма в другой, а также количеством и формой этих объёмов.
В целом, их можно разделить на три больших класса – гидравлические, газовые и комбинированные.
Двухтрубный
Самым простым и доступным является двухтрубный, представляющий собой два цилиндра, один из которых помещен внутрь другого. Рабочим веществом является амортизаторное масло, которое с помощью поршня, помещенного во внутренний цилиндр, прокачивается через специальные отверстия из одного цилиндра в другой. Эти отверстия находятся как во внутреннем цилиндре, так и в поршне. Таким образом, мы имеет два рабочих объёма, в которые проходит попеременная перекачка масла в зависимости от хода поршня (вверх или вниз). В процессе этой перекачки энергия колебаний переходит в тепло. Поршень закреплён на штоке амортизатора и рабочее положение для амортизаторов такого вида – вертикальное.
Плюсами этого вида является его простота, ценовая доступность, ремонтопригодность. К минусам можно отнести такие недостатки, как перегрев и возможность вспенивания рабочего вещества при интенсивной работе на очень неровной дороге при движении на высокой скорости.
Однотрубный
В однотрубной конструкции обычно используется газ под высоким давлением до 30 атмосфер. Газ отделён от амортизаторного масла и поршня другим плавающим поршнем. Отверстия для прокачки масла находятся только в рабочем поршне. Как следствие, в такой конструкции снижаются габариты и вес. Он лучше охлаждается, благодаря отсутствию наружной рубашки, как у двухтрубных. Обладает хорошими эксплуатационными качествами, лучше «держит» дорогу. Для них тип установки не имеет значения. Они могут устанавливаться штоком вниз.
В то же время, любое внешнее повреждение цилиндра может привести к заклиниванию поршня и выходу амортизатора из строя. Также они чувствительны к температуре внешней среды. Высокая температура приводит к повышению давления газа и, как следствие, увеличивается жесткость. Низкая температура, наоборот, способствует увеличению мягкости хода.
Газомасляный
Газомасляный комбинированный вид в настоящее время находит все большее применение, сочетая в себе повышенную работоспособность и высокие характеристики однотрубной конструкции с простотой и надёжностью двухтрубной. 
По своей сути, это тот же двухтрубный амортизатор, только в нём вместо воздуха присутствует под небольшим давлением до 3 атмосфер газ, препятствующий вспениванию масла.
Следует также отметить присутствие на рынке конструкций друхтрубных и однотрубных амортизаторов с надетой на них дополнительной пружиной и регулировочной гайкой. Подтягивая или ослабляя эту гайку, можно регулировать дорожный просвет автомобиля.
Газовый с выносной камерой
Существуют также газовые амортизаторы с компенсационной камерой, находящейся вне. 
Газовый амортизатор с выносной камерой позволяет увеличить объём масла и газа без увеличения габаритов амортизатора. Благодаря такому решению появляется возможность увеличить рабочий ход штока, установить дополнительные системы клапанов для масла, текущего из рабочего цилиндра в выносную камеру.
Это дает большие возможности регулировки жесткости при необходимости.
Как видим, существует достаточно много видов и конструкций амортизаторов. У каждого из них имеются свои положительные качества и свои недостатки. Выбор сделать непросто. Рекомендую в первую очередь учитывать состояние дорог, тип привода машины, манеру езды, условия эксплуатации. Счастливой дороги!
Видео “Что такое амортизаторы для автомобиля”
В данном видеоролике рассказывается о том, как делают амортизаторы для автомобиля, и для чего они нужны.
За счет возможности изгибаться или сжиматься эти элементы принимают вертикальное движение колеса, которое оно получает от дорожного покрытия, предотвращая полную передачу этого движения на кузов или раму авто.
Однако в работе этих элементов имеется один серьезный недостаток – при работе на изгиб или сжатие, в них образуется инерционные колебательные движения, которые как раз на кузов и передаются, раскачивая его. При этом эти колебательные движения приводят к тому, что колесо теряет постоянный контакт с дорожным полотном, что сказывается на .
Чтобы убрать эти колебательные движения, в конструкцию подвески включены амортизаторы. В их задачу входит снижение инерции в пружинистых элементах за счет создания сопротивления, поглощающего данную энергию.
Внешне все амортизаторы очень схожи и представляют собой цилиндрический продолговатый герметичный корпус, из которого выходит шток, перемещающийся внутри его. В нижней части корпуса имеется крепежный элемент, которым амортизатор крепится к оси колес. В авто, использующих , амортизатор помещен в саму стойку, а вот она уже прикрепляется к ступице колеса. Шток в верхней части тоже имеет крепежные элементы, которым он присоединен к кузову или раме авто.
А внутренняя конструкция отличается. Они бывают двухтрубными и однотрубными. Из-за конструктивных особенностей амортизаторы подразделяются на масляные и газовые. Существуют еще так называемые газомасляные, но они скорее — подвид масляных. Интересно, что в газовых тоже присутствует масло, которая является рабочей жидкостью амортизатора.
Двухтрубные амортизаторы. Конструкция, принцип действия
Двухтрубные амортизаторы производятся как масляные, так и газомасляные. Внутри такого корпуса установлен резервуар, который является рабочим цилиндром. Между корпусом и этим цилиндром .
В нижней части цилиндра установлен перепускной клапан, который называется клапаном прямого хода. В этот цилиндр помещен шток с поршнем на конце. В поршне проделаны отверстия, которые являются клапаном обратного хода. Вся внутренняя полость рабочего цилиндра заполнена маслом.
Газовый и масляный амортизаторы
Работает этот амортизатор так: при движении колеса вверх, когда производится разгибание рессоры или сжатие пружины, шток начинает перемещаться вниз – при этом поршень давит на масло, часть его уходит через клапан прямого хода в пространство между стенками корпуса и рабочего цилиндра, а часть через клапан обратного хода переходит в надпоршневое пространство. Поскольку пропускная способность клапанов незначительная, то в подпоршневом пространстве создается избыточное давление, которое является противодействием инерции пружинистых элементов.
При возврате рессоры или пружины в исходное положение – происходит обратное действие – поршень движется вверх, часть масла переходит из надпоршневого пространства в подпоршневое, а часть возвращается из пространства между стенками. Таким образом гасятся все колебательные движения пружинистых элементов.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Видео: Monroe — двухтрубные амортизаторы.
В масляном амортизаторе все внутренние полости не полностью заполнены маслом, поскольку требуется определенное место для вытеснения масла при работе. То есть часть пространства заполняет воздух. В этом и кроется основной недостаток этих амортизаторов. Масло при работе нагревается, что приводит к снижению его вязкости, а затем и вспениванию масла. Эти эффекты связаны с тем, что охлаждение двухтрубного амортизатора затруднено, и приводят они к ухудшению его работы.
Частично данная проблема устранена в газомасляных амортизаторах. В них свободное пространство заполнено не воздухом, а газом (зачастую использую азот), причем он находится под давлением. Избыточное давление газа приводит к тому, что масло не может вспениться, но нагрев масла и потерю вязкости устранить так и не удалось.
Однотрубные амортизаторы. Конструкция и принцип действия
Конструкция однотрубных амортизаторов несколько отличается, и они все делаются газовыми. Особенностью их является отсутствие внутреннего рабочего цилиндра – корпус амортизатора им и является. Внутри на штоке так же имеется поршень, но на нем уже размещены оба клапана – и прямого и обратного хода.
Также в конструкцию входит еще один поршень-поплавок, ни с чем не связанный, в его задачу входит разделение масла и газа, который находится внизу цилиндра.
Вся верхняя полость до поршня поплавка заполнена маслом, а нижняя – газом, причем с высоким давлением.
Видео: Как определить разборный или нет амортизатор стойка
Работа данного амортизатора такова: при сжатии, когда колесо движется вверх, шток с поршнем движется вниз – часть масла перетекает в надпоршневое пространство, остаток же смещается вниз, толкая поршень-поплавок и газ сжимается. При движении колеса вниз – производится обратное действие.
Из-за отсутствия внутри дополнительного резервуара, в однотрубном амортизаторе охлаждение масла происходит более эффективно, а отсутствие свободного пространства, поскольку все оно до поршня-поплавка заполнено маслом, исключает вспенивание.
Но имеется и отрицательное качество в работе амортизатора такой конструкции – при возвратно-поступательном движении штока с поршнем, с постоянным воздействием масла на газ, которое заставляет его постоянно сжиматься и разжиматься, происходит нагрев газа, сопровождающееся увеличением его объема и как следствие – давления. В итоге при активной работе амортизатора жесткость его возрастает из-за увеличивающегося давления внутри амортизатора.
Основные неисправности амортизаторов
На какие элементы подвески влияют неисправные амортизаторы
Неисправностей амортизаторов не так уж и много, но все они приводят к тому, что данные элементы заменяются, поскольку они не ремонтопригодны.
Что касается масляных и газомасляных амортизаторов, то самой частой неисправностью в них является разгерметизация, вследствие которой часть масла выходит наружу. А из-за недостатка масла нарушается общая работоспособность, амортизатор уже не способен выполнять полностью свою функцию.
Вполне возможен и изгиб штока, в результате чего он заклинивает в одном из положений.
Ударные нагрузки, приводящие к появлению вмятин на корпусе, не всегда оказывает значительное влияние на работу двухтрубного амортизатора. Ведь между ним и рабочим цилиндром имеется расстояние, поэтому вмятина приводит лишь к уменьшению свободного пространства внутри.
А вот в однотрубном амортизаторе вмятина на корпусе является губительной. Она перекроет возможность поршню со штоком перемещаться – амортизатор заклинит и перестанет работать.
Также в однотрубном амортизаторе встречается и разгерметизация корпуса, которая приводит к нарушению работы.
Как проверить амортизатор?
Выявить выход из строя амортизатора вполне возможно и самому. Для начала нужно внимательно проверить его на наличие подтеков. Даже незначительные следы масла на поверхности будут указывать на разгерметизацию.
Если наблюдаются вмятины на корпусе масляного или газомасляного амортизатора, то еще не означает, что он вышел из строя, а вот изгиб штока будет сигнализировать о надобности в замене.
Выявить неработоспособность амортизатора можно и путем раскачивания кузова. Однако таким способом можно выявить только полную неисправность, частичное вытекание масла выявить раскачкой не удастся.
Проверяется амортизатор так: нужно с силой надавить на кузов авто со стороны проверяемого амортизатора, а затем отпустить. При исправном амортизаторе кузов сразу же станет в исходное положение, а вот если он неисправен, то кузов будет раскачиваться.
Самым же достоверным способом проверки состояния амортизатора является диагностика на специализированном стенде. Такая диагностика не только покажет состояние амортизаторов, она полностью оценит состояние подвески авто.
Амортизаторы передней и задней подвесок колес автомобиля предназначены для гашения колебаний кузова на упругих элементах при движении по неровностям дороги.
Принцип действия гидравлического амортизатора основан на перетекании жидкости из одной полости амортизатора в другую через малые проходные сечения, в результате чего амортизатор развивает сопротивление, поглощающее энергию колебательного движения. Сопротивление, развиваемое в переднем амортизаторе, при растяжении примерно в 3 раза больше сопротивления при его сжатии. Эти амортизаторы являются амортизаторами двухстороннего действия. Они гасят колебания как при ходе сжатия подвески (когда колесо приближается к кузову), так и при ходе отдачи (колесо отдаляется от кузова).
Гидравлические амортизаторы обеих подвесок телескопического типа, по принципу работы совершенно одинаковые и отличаются габаритными размерами, рабочей характеристикой клапанов отдачи (усилие растяжения в переднем амортизаторе в 2 раза больше), способом крепления (верхний конец заднего амортизатора имеет ушко) и отсутствием кожуха па переднем амортизаторе.
На рисунке показаны совмещенные разрезы переднего и заднего амортизаторов. В дальнейшем, при описании конструкции амортизаторов и их работы, иногда после порядкового номера детали в тексте будет помещен в скобках другой номер. Это будет повторяться лишь в тех случаях, когда одноименные детали переднего и заднего амортизаторов различные.
Устройство амортизатора
Амортизатор состоит из стального резервуара 4 (29), соединенного сваркой с нижней монтажной проушиной 1; внутри резервуара свободно помещен рабочий цилиндр 13 (30), изготовленный из стальной трубы. Снизу в рабочий цилиндр запрессован (до упора в торец) клапан сжатия, который состоит из корпуса 2, вставленного в него клапана 39 с пружиной 40 и седла 3 клапана. Седло клапана ввертывается в корпус; его положение подбирается заранее по заданной гидравлической характеристике клапана сжатия, а затем контрится ограничительной гайкой 38, которая, в свою очередь, имеет буртик, служащий упором пружинной звездочки 6, поджимающей к плоскости клапана сжатия тарелку 5 впускного клапана.
Рис. Амортизаторы подвесок колес автомобиля:
а - передний; б - задний; 1 - нижняя монтажная проушина; 2 - корпус клапана сжатии; 3 - седло клапана сжатия; 4 - резервуар переднего амортизатора; 5 - тарелка впускного клапана; 6 - звездочка впускного клапана; 7 - регулировочная шайба; 6 - пружина клапана отдачи переднего амортизатора; 9 - диск клапана отдачи; 10 - дроссельный диск клапана отдачи переднего амортизатора; 11 - звездочка перепускного клапана; 12 - ограничительная тарелка; 13 - рабочий цилиндр переднего амортизатора; 14 - шток переднего амортизатора; 15 - направляющая штока; 16 - пружина сальника; 17 - сальник резервуара; 18 - обойма сальника; 19 - обойма сальников; 20 - замочное кольцо переднего амортизатора; 21 - упорное кольцо переднего амортизатора; 22 - верхняя монтажная проушина; 23 - шток заднего амортизатора; 24 - гайка резервуара; 25 - нажимная шайба; 26 - войлочный сальник штока; 27 - резиновый сальник штока; 28 - кожух заднего амортизатора; 29 - резервуар заднего амортизатора; 30 - рабочий цилиндр заднего амортизатора; 31 - тарелка перепускного клапана; 32 - поршень; 33 - дроссельный диск клапана отдачи заднего амортизатора; 34 - тарелка клапана отдачи; 35 - регулировочная шайба клапана отдачи; 36 - пружина клапана отдачи заднего амортизатора; 37 - гайка клапана отдачи; 38 - ограничительная гайка впускного клапана; 39 - клапан сжатия; 40 - пружина клапана сжатия
Шток 14 (23) изготовлен из углеродистой стали. Рабочая поверхность штока 14 переднего амортизатора покрыта слоем хрома и отполирована. Шток 23 заднего амортизатора отполирован без покрытия слоем хрома. На верхнем конце штока 14 переднего амортизатора прорезана выточка под замковое кольцо 20, которое фиксирует упорное кольцо 21.
Верхний конец штока 23 заднего амортизатора приварен контактной сваркой к верхней монтажной проушине 22, а к фланцу проушины приварен кожух 28, защищающий шток и сальники от прямого попадания грязи и влаги. На нижнем конце штока гайкой 37 укреплен поршень 32 с деталями клапана отдачи и перепускного клапана.
Клапан отдачи включает дроссельный диск 10 (33), перекрывающий восемь отверстии поршня, расположенных по окружности ближе к его оси, диск 9, набор тонких регулировочных шайб 35, тарелку 31, тарированную пружину 8 (36), гайку 37, завернутую До упора, и комплект регулировочных шайб 7.
Перепускной клапан состоит из ограничительной тарелки 12 с шайбой, пружинной звездочки 11 и тарелки 31, закрывающей перепускные отверстия поршня, расположенные по окружности дальше от его оси.
Сверху рабочий цилиндр закрыт направляющей 15 штока, изготовленной из цинкового сплава. Внутри направляющей помещена металлокерамическая втулка, по которой перемещается шток. Войлочный сальник 26, расположенный под гайкой резервуара, защищает внутреннюю полость от проникновения грязи, а внутренний резиновый сальник 27, установленный в обойме 19 и поджимаемый пружиной 16 через обойму 18, препятствует выходу жидкости из амортизатора. Для уплотнения резервуара между обоймой и направляющей штока размещен уплотняющий сальник 17, который сжимается через фибровую шайбу 25 при завертывании гайки 24.
Принцип действия амортизатора
При плавном сжатии амортизатора жидкость, находящаяся под поршнем, испытывает сжатие, однако ввиду практической несжимаемости она вынуждена перетекать из полости В рабочего цилиндра в полость меньшего давления. Жидкость движется в двух направлениях. Большая часть жидкости перетекает через восемь отверстий К, приподнимая при этом тарелку перепускного клапана, прижатую слабой пружинной звездочкой, в полость Л (движение жидкости показано на рисунке а тонкими стрелками). Жидкость, вытесняемая из полости В, не полностью перетекает в полость А; часть ее, равная объему вводимого в амортизатор штока, выходит в полость С через два паза Т в корпусе клапана сжатия.
При резком нажатии на шток давление жидкости под поршнем в полости В возрастает, вследствие чего клапан сжатия открывается и сжимает пружину (движение жидкости показано жирными стрелками). Жидкость перетекает в верхнюю полость А рабочего цилиндра так же, как при плавном ходе сжатия. Перепускной клапан при ходе сжатия практически не влияет на гидравлическое сопротивление, развиваемое амортизатором. Требуемое сопротивление, необходимое при резком сжатии, обеспечивается клапаном сжатия.
При обратном ходе, т.е. при перемещении поршня вверх (ход отдачи), жидкость из верхней полости А рабочего цилиндра через отверстия П в поршне и четыре выреза Н дроссельного диска (дроссельный диск заднего амортизатора имеет шесть вырезов) перетекает в нижнюю полость В рабочего цилиндра. Объем жидкости, вытесняемый из полости А, меньше освободившегося объема полости В под поршнем на величину объема штока, извлеченного из амортизатора. Освободившийся объем заполняется жидкостью, поступающей из полости С через отверстия Р клапана сжатия, приподнимает при этом тарелку впускного клапана, прижатую в плоскости клапана сжатия лапками слабой пружинной звездочки (движение жидкости показано на рисунке б тонкими стрелками).
При ходе отдачи, когда кузов автомобиля подбрасывается на упругих элементах подвесок колес вверх, давление над поршнем в полости А рабочего цилиндра возрастает. Жидкость через отверстия П в поршне давит на диски клапана отдачи и отгибает их. Одновременно сжимается пружина клапана, подпирающая диски, а проходное сечение для перетекания жидкости увеличивается. Требуемое гидравлическое сопротивление для гашения колебаний при ходе отдачи обеспечивается тарированной пружиной клапана отдачи. Полость В при резкой отдаче заполняется так же, как и при плавном движении поршня. Впускной клапан не оказывает существенного влияния на гидравлическое сопротивление при работе амортизатора; он предназначен для свободного впуска жидкости в полость В.
Рис. Схема работы амортизатора:
а - сжатие; б - растяжение
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.
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:
- гашение колебаний кузова и колес автомобиля;
- сохранение контакта колеса с опорной поверхностью;
- 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 Преимущества:
- 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.
Недостатки:
- 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
Схема однотрубного амортизатора 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.
Преимущества:
- лучшее демпфирование и стабильность;
- улучшенное охлаждение по сравнению с двухтрубной системой;
- возможность установки амортизатора в любом положении.
Недостатки:
- 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
Схема действия магнитореологической жидкости 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
Течь масла через уплотнительный сальник амортизатора 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.