Меню

вторник, 11 октября 2011 г.

Поглотители ударов: все об амортизаторах

«Характер» машины, то есть ее поведение на дороге, во многом определяется характеристиками подвески – ее жесткостью и энергоемкостью. Именно от настроек подвески зависит комфортабельность автомобиля, плавность его хода и даже безопасность.
Важнейшую роль, определяющую «характер» подвески, играют амортизаторы. Именно от них зависит, будет машина мягкой или жесткой на ходу, на какой скорости она сможет проходить повороты и насколько устойчивой окажется на высоких скоростях. От типа и настроек амортизаторов зависит не только ощущение комфорта, но и безопасность водителя и пассажиров. Поэтому правильный выбор амортизаторов очень важен.



Немного теории
Для того чтобы на кузов не поступали жесткие удары от неровностей, в подвеске предусмотрены упругие элементы. В зависимости от конструкции это могут быть пружины, торсионы или рессоры. Однако после преодоления препятствия упругий элемент отдает накопленную энергию, вследствие чего автомобиль будет долго колебаться вверх-вниз.
Именно поэтому в подвеске предусмотрены гасители вертикальных колебаний – амортизаторы.
Амортизатор (от фр. amortisseur) - устройство, которое превращает механическую энергию в тепловую. Главная его задача – гасить колебания, демпфируя их и поглощая удары, действующие на кузов автомобиля.
Различные инженерные школы по-разному подходят к назначению амортизатора. Изначально спроектированный немецкими инженерами фрикционный амортизатор – это в первую очередь демпфер(Dämpfer), то есть гаситель колебаний, а не поглотитель ударов. У англичан и американцев амортизатор - прежде всего именно поглотитель ударов (Shock-absorber). Разное назначение амортизаторов определяло их  конструкцию. Для поглощения толчков и ударов амортизатор должен быть двухстороннего действия, то есть его сопротивление должно зависеть от скорости перемещения штока, в то время как амортизаторы одностороннего действия при обратном ходе практически не работают, а при ударе поглощают столько же энергии, как и при медленном перемещении. Поэтому такой амортизатор работает только на отбой, а характеристики сжатия зависят лишь от пружины. В автомобилестроении применяются только двухсторонние амортизаторы, работающие как на сжатие, так и на отбой.
В машинах используются гидравлические амортизаторы двухстороннего действия. В них энергия колебаний превращается в тепловую за счет трения жидкости при ее перетекании из одной полости амортизатора в другую.
Современный амортизатор является сложным устройством, поглощающим колебания как на ходе сжатия, так и на ходе отбоя, причем он обеспечивает колесу меньшее сопротивление при ходе колеса вверх, чтобы не блокировать работу подвески. Достигается это применением калиброванных отверстий разного диаметра.

История
Роль первых амортизаторов еще в начале прошлого века играли рессоры. В качестве пружинящих элементов использовались пакеты листов, которые терлись друг о друга и переводили кинетическую энергию в тепловую, что позволяло им гасить вертикальные колебания колес и кузова, выполняя функцию демпферов.
Затем роль демпфирующих элементов стали играть механические (фрикционные) амортизаторы, в которых поглощение кинетической энергии также достигалось за счет механического трения деталей.
Однако со временем такие амортизаторы уступили место гидравлическим. Ведь у «чистой механики» был серьезный недостаток - его трудно было контролировать, из-за чего параметры подвески не подлежали точной настройке, а при износе трущихся поверхностей она работала со скрипом и скрежетом. Гидравлика была более эффективной в плане гашения колебаний и позволяла довольно точно дозировать характеристики, задавая настройкой требуемые параметры амортизатора в двух направлениях - на отбой и сжатие.
Пионер в этой области - компания Boge, зарегистрировавшая в 1933 году патент на новые гидравлические амортизаторы, разработанные Адольфом Боге-младшим.
В 1954-м компания Bilstein выпустила первый однотрубный газонаполненный амортизатор, принцип действия которого основан на разработках французского инженера Де Карбона.
Дальнейшее развитие амортизаторов привело к тому, что их характеристики (высоту штока, усилие отбоя и сжатия) можно было регулировать прямо на автомобиле - сначала чисто механически, вращая специальные регуляторы на стойках, а затем управляя электроникой. Изменение характеристик амортизатора стало достижимо благодаря применению специальной технологии Magnetic Ride и магнито-реологической жидкости вместо обычного масла для амортизаторов. Эту технологию  впервые применили на Audi TT, и она позволяет выбирать разные режимы подвески (Normal/Sport), а также обеспечивает правильную степень демпфирования в каждом колесе в любой ситуации.

Типы амортизаторов
В большинстве подвесок типа "Мак-Ферсон"
амортизатор обычно является и стойкой подвески
с нижней опорой пружины
Конструктивно гидравлические телескопические амортизаторы двухстороннего действия делятся на три типа. К первому относятся наиболее распространенные гидравлические двухтрубные - так называемые обычные масляные. Они обеспечивают приемлемый уровень комфорта, но подходят для спокойной манеры езды, поскольку при определенных режимах эксплуатации (на высоких скоростях) масло может вспениться, из-за чего резко изменятся характеристики демпфирования.
Этого лишены гидравлические однотрубные амортизаторы из-за того, что поршень амортизатора ходит внутри штока, играющего одновременно роль цилиндра. Эти амортизаторы из-за высокого давления газового подпора (20-25 бар) ощутимо жестче и, как правило, применяются на спортивных автомобилях, а также на внедорожниках. Преимуществом «однотрубников» является их способность работать в «перевернутом» положении - штоком вниз.
Шток у классического двухтрубного амортизатора
тоньше, чем у "однотрубника". Причем у "чисто масляных"
амортизаторов шток не стремится выйти наверх из корпуса,
в то время как у "газо-масляных" он
обычно выходит наружу
Существует и третий, промежуточный тип - газо-гидравлические двухтрубные. Их часто называют газовыми, хотя это неправильно, поскольку в корпусе стойки в качестве рабочей жидкости предусмотрено и масло. В отличие от «чисто масляных» и «однотрубников» в комбинированных амортизаторах использован газ низкого давления (2-5 бар) для дополнительного подпора. Благодаря этому такой амортизатор более комфортен, чем «однотрубник», но обеспечивает лучшую управляемость и меньшие крены в сравнении с обычным масляным.
Существуют специальные тюнинговые комплекты так называемых регулируемых амортизаторов, конструкция которых позволяет изменять их характеристики  в зависимости от требований водителя. Однако их применение в «гражданской» эксплуатации вряд ли оправдано, поскольку такие амортизаторы гораздо сложнее и дороже обычных, а их ресурс, как правило, меньше.

Нюансы эксплуатации
Нужно помнить, что амортизаторы, как и любой другой узел подвески, имеют заложенный расчетный ресурс. Обычно большинство производителей закладывают ресурс на уровне 60000-70000 километров. В благоприятных условиях амортизаторы могут прослужить и дольше – 100000 километров и более, однако чаще всего они ходят даже меньше расчетного срока службы. Причин этому масса – стиль езды, плохие дороги, не слишком высокое качество конкретных экземпляров и т. д. Амортизаторы боятся сильных ударов, резких нагрузок и постоянной езды на высокой скорости по плохой дороге, из-за чего происходит сильный нагрев рабочей жидкости. По причине кавитации эффективность работы амортизаторных стоек ощутимо падает, и ее начинает «пробивать». Если не сбросить скорость, стойка может  повредиться.
Подобное "занижение" подвески приводит
к неработоспособности амортизаторов.
Исключение - стойки с укороченным штоком
или винтовая подвеска
Также амортизаторы чувствительны к любым отклонениям клиренса от расчетных. В последнее время в некоторых  кругах автомобилистов возникла мода на большое занижение кузова относительно штатного положения. Достигается это разными способами – порезкой штатных пружин или установкой укороченных.  Из-за этого амортизатор теряет ход сжатия и работает с постоянной перегрузкой, что приводит к  быстрому выходу его из строя. Не лучшим вариантом является и лифтование (подъем) кузова, что лишает амортизатор хода отбоя. Из-за этого он постоянно работает «на разрыв» и также может отказать.
Нужно учитывать, что в сильные морозы (-20-30 градусов по Цельсию) жидкость в амортизаторах ощутимо «подмерзает», что меняет параметры ее работы. Поэтому первые несколько километров необходимо ехать на невысокой скорости, избегая больших нагрузок на амортизаторы.
Амортизаторы также подлежат регуляторному осмотру и проверке. Не допускается наличие следов потеков жидкости на корпусе стойки – как правило, это говорит о полной неисправности амортизатора. Если при работе амортизатора возникают посторонние звуки (стуки, шум), это также может свидетельствовать о его чрезмерном износе. Правда, у многих амортизаторов (особенно жестких) при езде по нашим дорогам раздается характерный звук, связанный с люфтом штока в корпусе амортизатора. Такой «спецэффект» может не влиять на эффективность амортизатора.
На многих СТО предусмотрены специальные стенды для проверки амортизаторов. Они позволяют более объективно оценить состояние стоек на автомобиле, поскольку проверяют эффективность работы как на сжатие, так и на отбой.

Советы по выбору амортизаторов
При выборе амортизаторов нужно учитывать не только собственный стиль езды, но и тип автомобиля, на который устанавливаются амортизаторы. Многие автомобилисты в погоне за громким именем тратятся на дорогие жесткие амортизаторы, забывая о том, что они рассчитаны на другие (идеально ровные)  дороги. Кроме того, нужно учитывать и общее состояние кузова автомобиля, а также его жесткость. На старой, изрядно поездившей машине установка более жестких стоек зачастую чревата трещинами или деформацией опорных площадок кузова, которые не могут выдержать жестких ударов из-за «зажатой» подвески.
Применение нештатных амортизаторов позволяет
значительно увеличить рабочий ход подвесок
на внедорожниках
Кроме того, при изменении характеристик амортизатора нужно подбирать к нему  пружину соответствующей жесткости, поскольку у заводских деталей параметры сопротивления на сжатие и отбой подобраны друг к другу. Лучше всего, если характеристики новых амортизаторов будут максимально близки к заводским. Это обеспечит заложенные производителем характеристики устойчивости и управляемости при сохранении ресурса подвески и кузова. Любые отклонения в ту или иную сторону чреваты ухудшением определенных параметров. Иными словами, резкое улучшение устойчивости невозможно без ухудшения комфорта и уменьшения срока службы деталей подвески.
При замене амортизаторов нужно убедиться, что остальные детали подвески исправны. В первую очередь это касается опорных подшипников стоек, пыльников, отбойников и резиновых втулок.
Недопустимо также устанавливать амортизаторы разной конструкции спереди и сзади, поскольку это может нарушить характер поворачиваемости автомобиля, сделав ее избыточной или, наоборот, недостаточной. Такая «модернизация» особенно опасна при прохождении поворотов на высокой скорости.
Хранить амортизаторы следует только в вертикальном положении, а перед установкой на автомобиль их необходимо «прокачать» - выполнить 3-5 полных ходов штока на сжатие и отбой.

Комментариев нет:

Отправить комментарий