Двухтрубный гидравлический, телескопический, масляный амортизатор: устройство, работа

Устройство и работа гидравлического и гидропневматического (газо – масляного) телескопического двухтрубного амортизатора двухстороннего действия.

Устройство гидравлического телескопического двухтрубного амортизатора двухстороннего действия схематически представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Телескопический двухтрубный амортизатора двухстороннего действия.

1 – резинометаллический шарнир (проушина); 2 – дно корпуса; 3 – основание цилиндра; 4 – разгрузочный клапан сжатия; 5 – перепускной клапан отбоя; 6 – разгрузочный клапан отбоя; 7 – поршень; 8 – перепускной клапан сжатия; 9 – корпус; 10 – рабочий цилиндр; 11 – направляющая втулка; 12 – шток; 13 – резинометаллический шарнир (проушина); 14 – перепускные отверстия; 15 – дроссельные отверстия;

А – надпоршневая полость; В – подпоршневая полость; С – компенсационная камера.

Две «трубы» двухтрубного амортизатора представляют собой два соосных цилиндра. Внутренний 10 называется рабочим цилиндром, наружный 9 – корпусом. В рабочем цилиндре перемещается поршень 7, закрепленный на нижнем конце рабочего штока 12. Резьбовая часть на другом конце штока используется для крепления в корпусе автомобиля или, как показано на рисунке 1, для монтажа на нем резинометаллического шарнира 13. Второй шарнир 1 приварен ко дну 2 корпуса 9.

В поршне имеются дроссельные (калиброванные) перепускные отверстия 14 (на схеме показано одно), а также размещаются перепускной клапан 8 сжатия и разгрузочный клапан 6 отбоя. В нижней части рабочего цилиндра 10 в основании цилиндра 3 с дроссельными отверстиями 15 смонтированы перепускной клапан 5 отбоя и разгрузочный клапан 4 сжатия.

Внутренние надпоршневая А и подпоршневая В полости рабочего цилиндра 10 заполнены рабочей жидкостью, а компенсационная полость (камера) С, образованная наружной поверхностью рабочего цилиндра 10 и внутренней поверхностью корпуса 9, заполнена частично жидкостью, а частично воздухом.

Рабочая жидкость – это специальная амортизаторная жидкость, обладающая при нормальной температуре малой вязкостью, а при экстремально низкой или высокой – приемлемой для обеспечения функционирования. Кроме того, она должна выполнять функцию смазывания трущихся пар амортизатора и уплотнений (манжет).

Обычно компенсационная полость С соединяется с атмосферой через канал в направляющей втулке 11. Внутренняя полость В соединяется с компенсационной С посредством клапанов 4 и 5 и дроссельных отверстий 15.

При статическом положении подвески компенсационная полость С заполняется жидкостью примерно наполовину. Остальная ее часть служит как для восприятия объема жидкости, вытесняемой при входе штока 12 в рабочий цилиндр 10, так и для восприятия дополнительного объема жидкости вследствие ее расширения при нагреве (температура жидкости может достигать 120 о С, а в районах с жарким климатом – 200 °С).

В экстремальных условиях, например, при наклоне автомобиля уровень жидкости на одной стороне компенсационной полости существенно снижается, что может привести к попаданию воздуха в рабочую полость и, как следствие, к нестабильности работы амортизатора. В связи с этим углы установки гидравлических амортизаторов в подвеске ограничивают 45-ю градусами.

Направляющая втулка 11. которая обеспечивает осевое возвратно- поступательное движение штока 12, служит для установки уплотнения и воспринимает вместе с поршнем 7 возникающие изгибающие моменты.

При ходе сжатия, когда шток 12 входит в цилиндр 10 (рис. 1 а), давление под поршнем 7 в полости В повышается и жидкость перетекает через дроссельные отверстия 14 и перепускной клапан 8 сжатия, который открывается сразу же с ростом давления, в полость А.

Ввиду того, что часть объема полости А занимает вдвигающийся шток, избыток жидкости из полости В через дроссельные отверстия 15 перетекает в компенсационную полость С, уменьшая объем находящегося в ней воздуха.

При большой скорости перемещения поршня давление в полости В поднимется настолько, что его необходимо ограничивать. Это достигается за счет открытия разгрузочного клапана 4 сжатия, усилие пружины которого преодолевается возросшим в полости В давлением. В результате нарастание давления в полости В уменьшается, что снижает силу сопротивления, а следовательно и усилие на штоке.

При ходе отбоя, когда шток 12 выдвигается из цилиндра 10 (рис. 1, 6), давление над поршнем в полости А возрастает и жидкость перетекает в полость В через дроссельные отверстия. При высоких скоростях движения поршня при ходе отбоя увеличение давления в полости А вызывает открытие в поршне разгрузочного клапана 6 отбоя, ограничивая тем самым силу сопротивления перемещению поршня амортизатора.

Разрежение, образующееся в полости В при движении поршня вверх, обеспечивает открытие перепускного клапана 5, что способствует более быстрому перетеканию жидкости из компенсационной полости С в полость В, которое до открытия клапана 5 происходило только через дроссельные отверстия 15.

Устройство и работу рабочего гидравлического телескопического двухтрубного амортизатора двухстороннего действия рассмотрим на примере амортизатора передней подвески автомобиля ЗИЛ – 130 (рис 1.1).

Во время хода сжатия нижняя проушина 1 поднимается. При этом объем нижней полости А рабочего цилиндра 11 уменьшается быстрее по сравнению с увеличением объема верхней полости Б, так как часть последней занята штоком 12. Поэтому жидкость из полости А вытесняется не только в полость Б, но и в резервуар 13. Воздух, находящийся в резервуаре над жидкостью в пространстве 46, сжимается.

Плавный ход сжатия.

Жидкость из полости А перетекает в полость В через наружные отверстия 36 поршня 8, приподнимая перепускной клапан 26, нагруженный слабой пружиной 35. При этом перетекании не создается заметного сопротивления.

Необходимое сопротивление амортизатора создается при перетекании жидкости в резервуар 13. Жидкость проходит при этом через дроссельные отверстия 33 корпусе клапана сжатия 31.

Резкий ход сжатия.

При резком ходе сжатия жидкость не успевает перетекать через дроссельные отверстия 33, давление в рабочем цилиндре возрастает настолько, что клапан сжатия 4 перемещается вниз, сжимая пружину 45 и открывает путь жидкости через отверстия, значительно увеличивая общее проходное сечение и ограничивает силу сопротивления амортизатора.

Читайте также:
Как развести краску для покраски автомобиля: как правильно разбавлять и разводить растворителем, пропорции

Перетекание жидкости из полости А в полость Б происходит при рез­ном ходе сжатия таким же образом, как и при плавном ходе.

Во время хода отдачи нижняя проушина опускается и объем нижней полости А рабочего цилиндра 11 увеличивается быстрее по сравнению с уменьшением объема верхней полости Б, так как часть последней занята штоком 12. Поэтому жидкость в полость А вытесняется не только из полости Б, но и из резервуара 13. Перетекание происходит благодаря изменению объёма полостей А и В, а также под действием находившегося в пространстве 46 воздуха, сжатого при предыдущем ходе сжатия.

Рисунок 3 – Устройство и работа амортизатора автомобиля ЗИЛ – 130.

1 – нижняя проушина; 2 – резиновая втулка проушины; 3 – перепускной канал; 4 – клапан сжатия; 5 – тарелка впускного клапана; 6 – стержень клапана сжатия; 7 – регулировочная шайба пружины; 8 – металлокерамический поршень; 9 – клапан отдачи; 10 – тарелка перепускного клапана; 11 -рабочий цилиндр; 12 – шток поршня; 13 – внешний резервуар для жидкости; 14 – кожух амортизатора; 15 – металлокерамическая направляющая штока; 16 -резиновый сальник направляющей; 17 – обойма сальника; 18 – гайка резервуара; 19 – обойма верхнего сальника; 20 – верхняя проушина штока; 21 – верхний резиновый сальник штока; 22 – войлочный сальник штока; 23 – резиновый сальник штока; 24 – резиновый сальник гайки; 25 – отверстие стока жидкости; 26 – перепускной клапан; 27 – тарелка клапана отдачи; 28 – пружина клапана отдачи; 29 – гайка клапана отдачи; 30 – впускной клапан; 31 – металлокерамический корпус клапана сжатия; 32 – гайка клапана сжатия; 33 – каналы прохода жидкости к клапану сжатия; 34 – каналы прохода жидкости к клапану отдачи; 35 – пружина перепускного клапана; 36 – каналы прохода жидкости к перепускному клапану; 37 – пластмассовое поршневое кольцо; 38 – дроссельный диск клапана отдачи; 39 – шайба клапана отдачи; 40 – пружина впускного клапана; 41 – каналы к впускному клапану; 42 – дроссельный диск клапана сжатия; 43 – шайба клапана сжатия; 44 – тарелка клапана сжатия; 45 – пружина клапана сжатия; 46 – полость сжатого воздуха; 47 – амортизаторная жидкость; 48 – нижний кронштейн амортизатора; 49 – верхний кронштейн амортизатора.

Плавный ход отдачи.

Жидкость из полости Б перетекает в полость А, создавая при этом необходимое сопротивление, проходя через внутренние отверстия 34 поршня 8 и через прорези дроссельного диска 38 клапана отдачи.

Жидкость из резервуара 13 перетекает в полость А (не создавая при этом заметного сопротивления), проходя через отверстие 41 корпуса клапана сжатия и приподнимая впускной клапан 30, прижатый слабой пружиной 40.

Резкий ход отдачи.

При резком ходе отдачи жидкость не успевает перетекать через прорези дроссельного диска 38 и давление в полости Б возрастает настолько, что клапан отдачи 9 сжимает пружину 28 клапана отдачи. Благодаря этому ограничивается сила сопротивления амортизатора при резких колебаниях за счет значительного увеличения проходного сечения для перетекания жидкости из полости Б в полость А.

Перетекание жидкости из резервуара 13 в полость А происходит таким же образом, как и при плавном ходе.

Когда жидкость проходит через клапаны, в ее потоке при локальном снижении давления может возникнуть явление кавитации, т.е. образование и схлопывание пузырьков пара. Вероятность возникновения кавитации повышается с увеличением скорости поршня и с ростом температуры жидкости. При нормальном тепловом режиме образующиеся пузырьки тут же схлопывают. Если же температура жидкости приближается к температуре кипения при данном давлении, обилие пузырьков образует пену. При этом, чтобы открылся клапан, поршень необходимо переместить на большее расстояние. В результате появляются характерные «провалы» подвески, когда амортизатор перестает гасить колебания. Избавиться от этого можно двумя способами: либо повысить давление в амортизаторе и отодвинуть кавитационный порог, либо снизить температуру рабочей жидкости, улучшив отвод теплоты.

Первый способ реализуется в двухтрубных газонаполненных амортизаторах низкого давления, которые отличаются от обычных двухтрубных тем, что компенсационная полость С изолируется от атмосферы, и в нее закачивается инертный газ (азот) под давлением 0,2 – 0,5 МПа, а принцип работы у них одинаков. За счет этого давления температура насыщения жидкости возрастает, а ее склонность к вспениванию многократно снижается. Тем самым обеспечивается стабильная работа клапанов, а следовательно, повышается эффективность работы амортизатора.

Существуют конструкции, в которых реализованы оба способа предотвращения вспенивания. Это однотрубные гидропневматические амортизаторы, которые в обиходе также называют газовыми.

Принцип работы двухтрубных амортизаторов

При ходе сжатия подвески происходит укорачивание амортизатора, поршень 1 перемещается вниз и часть масла перетекает из нижней части рабочей полости через клапан II в его верхнюю часть А (см. рисунок 1). Количество жидкости, соответствующее объему погруженного штока, вытесняется при этом в компенсационную полость С через клапан IV, расположенный в донышке 9 цилиндра. За счет этого получаются в основном усилия сопротивления при сжатии, и только в том случае, если этого не достаточно, осуществляется дополнительное включение клапана на поршне (рисунок 2).

Клапан на поршне, называемый в отечественной литературе перепускным, включается всегда. Обычно его сопротивление ничтожно мало и оно не влияет на усилие сжатия. Однако, если его сопротивление предусмотрено конструкцией, оно дополняет сопротивление сжатию донного клапана.

Рисунок 1 — Схема для пояснения работы двухтрубного амортизатора

Читайте также:
Веерные форсунки омывателя лобового стекла, универсальные и регулируемые форсунки

Как показано на рисунке 2, клапан II состоит лишь из диска 5, нагруженного конической пружиной.

Рисунок 2 — Усиленный перепускной клапан, применяемый фирмой Боге в двухтрубных амортизаторах Т27 и Т32 для повышения усилия сжатия, который устанавливается на верхнем торце поршня вместо обычного перепускного клапана.

При ходе отбоя возникает повышенное давление между перемещающимся вверх поршнем 6 и направляющей 1 штока. При этом основное количество жидкости вытесняется через регулируемый клапан I, который и осуществляет усилия отбоя. Небольшое количество жидкости проникает через зазор между направляющей и штоком, обозначенный S1 на рисунке 3, а также через показанный там же угловой канал E—G. Выдвигание штока приводит к нехватке жидкости в рабочей полости A, и недостающее количество подсасывается из полости C (см. рисунок 1) через клапан III, представляющий собой простой обратный клапан. Жидкость, пульсирующая между рабочей и компенсационной камерой, охлаждается через резервуар 8.

Рисунок 3 – Уплотнение, применяемое фирмой «Боге» для двухтрубных амортизаторов крупносерийного производства. Готовый амортизатор закрывается путем закатки резервуара 4 по кромке U направляющей 5 штока

Компенсация изменения объема

Это явление получило название «утренней болезни». Необходимо конструктивно обеспечить, чтобы жидкость, заполняющая доверху рабочую полость, на стоящем автомобиле не могла стечь обратно в компенсационную полость, а также чтобы жидкость заполняла объем, освобождающийся при ее сжатии.

Фирма «Boge» решает эту проблему за счет кольца 3 уголкового сечения, которое показано на рисунке 3, и нескольких, отформованных по наружной поверхности направляющей штока канала E и G, расположенных под прямым углом друг к другу. Кольцо 3 образует резервуар R2, из которого осуществляется подпитка через оба указанных канала при охлаждении. Другое преимущество этого решения состоит в том, что воздух, попавший в рабочую полость при неправильном хранении или проверке от руки (при горизонтальном положении амортизатора), можно удалить оттуда. Каналы E и G служат в таких случаях для выпуска воздуха: за счет ходов подвески воздушная подушка быстро удаляется. Кроме того, уголковое кольцо предотвращает прямое соударение со стенкой резервуара 4 струй, «выстреливающих» из канала Е при движении поршня вверх, что привело бы к вспениванию жидкости.

При ходе отбоя над поршнем возникает повышенное давление, которое вызывает, как говорилось выше, вытеснение жидкости вверх через зазор S1(между штоком и направляющей) и угловые каналы E—G. Это небольшое количество жидкости (осуществляющее, между прочим, смазывание штока) собирается в резервуаре R2 и через кольцевой зазор S2, образованный уголковым кольцом 3 и резервуаром 4, стекает в компенсационную полость C. При этом происходит охлаждение жидкости через обдуваемый встречным воздухом резервуар 4. Однако кольцевая щель S1 а также размеры и количество поперечных каналов G соответствуют постоянному дросселю, так что их сечение должно учитываться при регулировке амортизатора.

При ходе сжатия поршень вдвигается, вытесняет определенный объем и создает тем самым опять-таки повышенное давление в рабочей полости A, т.е. и при сжатии жидкость вытесняется через зазор S1 а также каналы E и G, и охлаждается, стекая через резервуар 4.

Усиленная конструкция для грузовых автомобилей

Рисунок 4 – Амортизатор для грузового автомобиля Т36-D2V + hA фирмы «Fichtel & Sachs» с двойным фитоновым уплотнением (D2V), гидравлическим буфером отбоя (hA) и резьбовой крышкой (T)

Резервуар сверху закрыт крышкой 2, а снизу — днищем 6. На поршне 4 и в донышке 5 цилиндра установлены дисковые клапаны; серийный гидравлический буфер отбоя 3.

Другим преимуществом этого амортизатора является комплект уплотнений 1, рассчитанный на высокие нагрузки и выдерживающий максимальную температуру масла 220 °С, а продолжительное время — 160 °С. Как показано на рисунке 5, этот комплект состоит из двух отдельных уплотнений 2, которые по мере износа поджимаются через шайбы 5 конической или цилиндрической винтовой пружиной 3; последняя имеет опору в направляющей 4 штока.

Рисунок 5 – Самоподжимной комплект уплотнений, выдерживающий высокие температуры, устанавливаемый фирмой «Fichtel & Sachs» в амортизаторы для грузовых автомобилей, с диаметром поршня 30—70 мм и диаметром штока 15—25 мм; пружина 3 в зависимости от размера выполняется цилиндрической или конической. Здесь показан еще одни вариант закрывания амортизатора — сваркой

Кроме того, имеется грязесъемный элемент 1, который (как и остальные элементы уплотнения) изготовлен из фитона и предотвращает проникновение пыли, песка и влаги.

Разница между однотрубными и двухтрубными амортизаторами

На просторах интернета нашел статью, кторая показалась для меня интересной и полезной, вот решил поделится с вами вдруг кому пригодится.
Амортизаторы Plaza – однотрубный или двухтрубный?

Вопрос замены амортизаторов на своем автомобиле рано или поздно касается большинства автовладельцев. Но выбор такой запчасти, как амортизатор, намного более сложный, чем выбор тех же “расходников”. И, к сожалению, автомобилисты не всегда серьезны в вопросе выбора новых амортизаторов. Хотя от этого выбора зависит куда больше, чем может показаться на первый взгляд.
Амортизаторы — важнейший элемент подвески автомобиля, от работы которых напрямую зависит безопасность водителя и пассажиров, а также поведение автомобиля на дороге и уровень его управляемости. Многие факты, касающиеся амортизаторов вопреки распространенному мнению не верны: амортизаторы не принимают на себя вес автомобиля и не являются средством повышения плавности хода. На самом деле, главной функцией амортизатора является гашение колебаний, передаваемых с колес на кузов, и препятствие раскачке автомобиля. Поэтому качество, работоспособность амортизаторов и их подбор — один из ключевых вопросов в плане безопасности на дорогах.
При серийной сборке автомобилей на конвейерах, на них устанавливаются штатные амортизаторы различных производителей, которые, безусловно, по своим рабочим характеристикам удовлетворяют требования рядовых водителей в условиях ежедневного вождения на хороших по качеству дорогах. В свою очередь, более просвещенные с точки зрения техники люди, а также автолюбители с большим опытом знают, как с помощью правильного выбора амортизаторов можно заметно улучшить работу подвески и вывести управляемость автомобиля на принципиально другой уровень.
Концепция производства на Санкт-Петербургском амортизаторном заводе “Плаза” заключается в том, здесь не выпускают “аналоги” оригинальных амортизаторов в прямом смысле этого слова, то есть специалисты не считают достаточным просто копировать разработки заводов-изготовителей автомобилей. Этот производитель убежден, что любой амортизатор, выпущенный под марками PLAZA (для отечественных авто) и FORCEPLAZA (для иностранных авто) должен непременно улучшать автомобиль, на который они будут установлены.
Здесь верят в правильность такого подхода и стараются донести свою идею до каждого клиента. Но теми потребительскими качествами амортизаторов, которые создают преимущества при вождении, обладают только однотрубники. Именно поэтому, не смотря на огромный производственный опыт и возможность производить оба типа амортизаторов, СПАЗ “Плаза” по-прежнему считается главным идеологом однотрубной конструкции на российском рынке автозапчастей.
В ассортименте завода “Плаза” можно встретить и амортизаторы двухтрубной конструкции: линейки Dakar и Soft Drive. И, если линейка для грузовиков, прицепов и тяжелой техники — Dakar — в принципе не может быть однотрубной в силу конструктивных особенностей таких амортизаторов, то возобновление производства линейки Soft Drive — это стремление производителя удовлетворить многочисленные просьбы той части клиентов, которые добивались “мягкой” и комфортной подвески именно в исполнении “Плаза”.
Немного теории
Амортизатор (от фр. amortisseur) – устройство, превращающее механическую энергию в тепловую. Служит для гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и ударов, действующих на корпус (раму). Амортизаторы применяются совместно с упругими элементами: пружинами или рессорами, торсионами, подушками и т.п.
По конструктивным особенностям различают следующие виды/типы амортизаторов:

Читайте также:
Замена рулевой тяги на Рено Сценик 2: пошаговый мануал

Двухтрубный амортизатор (также называют “масляным”, “гидравлическим”).

Такой амортизатор состоит из двух полостей: рабочей (цилиндр) и компенсационной (резервуар), разделенных донным клапаном (клапаном сжатия). Компенсационная полость заполнена рабочей жидкостью примерно на половину, оставшаяся свободная часть служит для восприятия дополнительного объема жидкости, появляющегося как вследствие расширения при нагреве, так и вытесняемой при вдвигании штока. При сжатии и растяжении амортизатора возникают усилия сопротивления, определяемые клапаном отбоя, расположенным на поршне и донным клапаном (клапаном сжатия). Однотрубный амортизатор (также встречаются названия “газовый”, “газонаполненный”, “гидропневматичесикий”).

Однотрубный амортизатор представляет собой цилиндр, разделенный на две части. Одна часть заполнена амортизаторной жидкостью, другая газом под определенным давлением. Внутри масляной полости перемещается шток с поршнем, на котором смонтированы клапаны, определяющие усилия, как отбоя, так и сжатия. Компенсация изменения объема вдвигаемого штока осуществляется за счет перемещения поршня, разделяющего газовую и масляную полости амортизатора.
На сегодняшний день СПАЗ “Плаза” – единственный серийный производитель однотрубных амортизаторов на российском рынке. Но иностранные производители, осознавая востребованность однотрубной конструкции в топ-сегменте, хоть и в совсем не больших объемах, по сравнению с двухтрубными амортизаторами партиями, но производят однотрубники. В ассортименте иностранных брендов однотрубники от двухтрубников отличает высокая стоимость и редкость подобных предложений.
Среди популярных моделей однотрубников, имеющих место на рынке, можно выделить: Bilstein B6, KYB Gas-A-Just и Ultra-SR, Monroe Adventure, а также более дорогие: Ohlins, Koni, Tein, HKS, Penske и некоторые другие.
Необходимо помнить, что при первичной замене двухтрубных амортизаторов на однотрубные, как правило, у среднестатистических водителяй возникает ощущение повышенной “жесткости” подвески и снижения плавности хода автомобиля. Но практика показывает, что срок привыкания к однотрубным амортизаторам составляет 1,5-2 недели.
Характерные различия амортизаторов:
Однотрубный амортизатор
Высокое давление газа, передаваемое жидкости через разделительный поршень, полностью исключает ее кавитацию и вспенивание, это обеспечивает стабильность усилий амортизатора. Таким образом, при активной работе амортизатор не теряет своих эксплуатационных характеристик, сохраняя высокие показатели по управляемости автомобиля.
Двухтрубный амортизатор
Особенность работы двухтрубного амортизатора состоит в том, что при интенсивной работе воздух, присутствующий в амортизаторе, начинает смешиваться с маслом, образуя пену (эффект кавитации), что резко ухудшает демпфирование. То есть, при активной работе, особенно на плохих дорогах, эксплуатационные характеристики двухтрубного амортизатора резко ухудшаются, что снижает качество управляемости автомобиля.
Однотрубный амортизатор.
Лучшее охлаждение (лучшая теплоотдача) за счет того, что в конструкции амортизатора только один рабочий цилиндр, исключает проблему двухтрубного амортизатора по потере работоспособности в условиях перегрева. Поэтому устойчивость, управляемость, тормозные свойства автомобиля на дороге с любым покрытием остаются на высоком уровне
Двухтрубный амортизатор.
Использование в конструкции двух труб затрудняет эффективное охлаждение рабочей жидкости и как следствие способствует ее перегреву при интенсивной работе амортизатора. Перегрев жидкости способствует снижению вязкости амортизаторной жидкости и излишнему пенообразованию, что приводит к снижению эффективности демпфирования колебаний.
Однотрубный
Однотрубный газонаполненный амортизатор может быть установлен в любом положении: то есть его можно устанавливать хоть горизонтально, хоть “вверх ногами”. Перевозить и хранить такие амортизаторы можно в любом положении.
Двухтрубный
Двухтрубный амортизатор нельзя устанавливать под углом более 45 градусов к вертикали, иначе воздух из компенсационной камеры может попасть в основную. Это приводит к прекращению демпфирования и амортизатор работать не будет. Такое же условие распространяется при транспортировке и хранении двухтрубных амортизаторов.
Различия применительно к автомобилю и автовладельцу:
Однотрубный
Вследствие высокого давления газа подвеска становится жестче. Как результат: плавность хода снижается, но повышаются показатели управляемости, маневренности и курсовой устойчивости автомобиля.
Двухтрубный
Более мягкий характер демпфирования вследствие низкого давления газа. Благодаря этому создается ощущение большего комфорта при вождении (плавность хода).
Однотрубный
Характер работы однотрубного амортизатора дает почти полную свободу водителю для выбора стиля вождения. Осторожный, активный, агрессивный или спортивный стиль вождения — в любом из этих форматов однотрубный амортизатор будет работать исправно и эффективно. Именно поэтому профессиональные автогонщики устанавливают на свои автомобили только “однотрубники”.
Двухтрубный
Высокая вероятность кавитации и перегрева амортизаторной жидкости при усиленной работе амортизатора, ведет за собой провалы демпфирования (“пробои”), требует от водителя более осторожного и аккуратного стиля вождения. В обратном случае это приводит к регулярному ремонту подвески.
Однотрубный
В условиях плохих дорог однотрубный амортизатор работает также эффективно как и на дорогах с хорошим покрытием. Поэтому на внедорожники также рекомендуется устанавливать именно их.
Двухтрубный
Та же высокая вероятность “пробоев” при усиленной работе амортизатора означает, что в условиях плохих дорог использовать “двухтрубники” нужно очень аккуратно.
Однотрубный
При активной работе амортизатора в условиях плохих дорог и/или агрессивном стиле вождения, такие показатели как: управляемость, тормозные свойства, курсовая устойчивость, топливная экономичность — сохраняются на высоком уровне, снижается эффект аквапланирования (вероятность скольжения или заноса на мокрой дороге).
Двухтрубный
Менее качественная и эффективная работа амортизатора в условиях активной езды или плохих дорог существенно ухудшает такие показатели как: управляемость автомобиля, его курсовая устойчивость (вход / выход с поворота), тормозные свойства, повышается вероятность заноса на мокрой дороге и т.д.
Однотрубный
Более высокая стоимость однотрубных амортизаторов обусловлена более высокими требованиями к материалам и комплектующим, как по точности, так и по физико-механическим свойствам.
Двухтрубный
“Двухтрубники”, не смотря на большее количество деталей в конструкции, проще в производстве, изготавливаются из материалов и комплектующих с более низкими требованиями и соответственно имеют меньшую стоимость.

Читайте также:
Масло G-Energy 10W-40: отзывы профессионалов

Принцип работы амортизатора

Амортизатор автомобиля — для чего нужен и как работает

Основные нагрузки при движении авто в подвеске воспринимает на себя пружинистый элемент – рессора или винтовая пружина. 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 управляемости авто.

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 стойки МакФерсона, 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 имеется небольшое расстояние.

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.

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.

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.

Читайте также:
Технические характеристики Рено Меган Сценик 1997 года: отзывы

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.

Принцип работы передних стоек

Амортизационная конструкция автомобиля состоит из пружины и амортизатора.
Пружина

Пружина — это деталь, которая гасит колебания, вибрацию путям сжимания и разжимания длины конструкции.

Материал пружины должен соответствовать значениям определенных допустимых колебаний.

Один конец пружины устанавливают в посадочное место для нее — чаша стойки. Второй конец упирается в пятачок кузова авто. А между кузовов и пружиной устанавливается резиновая проставка.

Амортизатор

Стойка или амортизатор — это сложное устройство, которое состоит из нескольких деталей.

Особенности стойки:
  • двухкамерный цилиндр заполненный жидкостью или газом, в котором ходит шток с закрепленным на нем поршнем;
  • жидкость или газ циркулирует в двух камерах цилиндра.

Амортизатор служит буферным элементом. Он должен гасить удары пружины. В амортизаторе должно быть создано давление, которое может поглощать энергию ударов пружины. Снижение давления происходит за счет клапана на поршне. Клапан автоматический открывается и закрывается в зависимости от частоты и силы колебаний.

Гидравлический телескопический амортизатор

Гидравлические телескопические амортизаторы отличаются тем, что конструктивно они выполняются в виде двухтрубных, а в качестве рабочего тела используют только жидкости.

На рис. 1 показана типовая конструкция телескопического амортизатора, применяемого на отечественных автомобилях.

Поршень 14 через шток 18 и верхнюю проушину 1 соединен с несущей системой (рамой или кузовом) автомобиля. Труба 16, в которой закреплен цилиндр 17, соединена с колесом через нижнюю проушину 1.Поршень 14 делит рабочее пространство цилиндра 17 на две полости. В верхней части шток 18 перемещается в направляющей втулке и уплотнен уплотнительной манжетой, расположенной в обойме 3. Уплотнение прижимается специальной гайкой по резьбе трубы 16 к направляющей втулке, а так прижимается к цилиндру 17.Таким образом, амортизатор имеет три полости: в цилиндре над поршнем, под поршнем, а также между цилиндром 17 и трубой 16.

В нижней части рабочего цилиндра расположен корпус, в котором установлены впускной клапан 9 и клапан сжатия 10, прижатый пружиной 11. Эти клапаны закрывают отверстия 13 и 12, расположенные в корпусе.

Кожух 2 защищает шток 18 от грязи и повреждений. Во время хода сжатия рессоры (или пружины) поршень амортизатора движется вниз. При этом основная часть рабочей жидкости через перепускной клапан 5 со слабой пружиной перетекает в полость над поршнем, встречая незначительное сопротивление со стороны клапана. Другая часть жидкости переходит в кольцевую компенсационную полость между цилиндром 17 и трубой 16.

При резком сжатии амортизатора дополнительно открывается разгрузочный клапан 10, вследствие чего уменьшается нарастание сопротивления перетеканию жидкости в компенсационную полость.

Усилие пружины 11 клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора, в следствие чего частота и амплитуда колебаний подвески и подрессоренных масс автомобиля снижается.

При перемещении штока рабочая жидкость, частично просачиваясь через зазор между направляющей втулкой и штоком, поступает через отверстие 19 в полость между цилиндром 17 и трубой 16, разгружая тем самым уплотнительную муфту от действия высокого давления рабочей жидкости.

Таким образом, сопротивление сжатию определяется сопротивлением перетекания рабочей жидкости в компенсационную полость.

При ходе отбоя, когда поршень перемещается вверх, рабочая жидкость перетекает в нижнюю полость через каналы в поршне и калиброванное отверстие в клапане 7. В это же время жидкость через отверстия, преодолевая сопротивление впускного клапана 9, поступает в цилиндр 17.

При резком отбое перетекание жидкости дополнительно обеспечивается открытием разгрузочного клапана 7. Существенную роль в надежной работе амортизатора играет узел уплотнения штока 18.

В качестве рабочей жидкости в гидравлических телескопических амортизаторах применяются амортизаторные жидкости АЖ-12Т, МГП-10, МГП-12 или смеси трансформаторного и турбинного масла.Основные требования, предъявляемые к амортизаторным жидкостям – хорошие противопенные свойства, и малая зависимость вязкости от температуры.

Читайте также:
Масло Хадо 5W40: отзывы специалистов

Газонаполненный амортизатор

Газонаполненные амортизаторы, в отличие от гидравлических, конструктивно выполняются однотрубными. Если в гидравлическом двухтрубном амортизаторе рабочая жидкость находится в непосредственном контакте с воздухом, то в газонаполненном амортизаторе (рис. 2) рабочая жидкость изолирована от воздуха плавающим поршнем 8 с уплотнителем 9. Таким образом, корпус 7 в нижней части заполнен рабочей жидкостью 5, а в верхней части – газом 6.Давление газа в верхней полости – 0,6…0,8 МПа.

Иногда газонаполненные амортизаторы называют газовыми, что не совсем правильно, поскольку основным рабочим телом в них является не газ, а жидкость. Сжатие газа в таких амортизаторах направлено лишь на компенсацию объема цилиндра, который вытесняется поршневым штоком. В качестве газа для газонаполненных амортизаторов чаще всего используется нейтральный азот, который закачивается под давлением.

Поршень 12 закреплен на штоке гайкой 10. В поршне выполнены каналы 11 переменного сечения, а на его цилиндрической поверхности имеются щели. Каналы 11 перекрыты дисками 13, соприкасающимися с шайбой 15, образуя клапан.Герметичность штока и корпуса обеспечивается уплотнительным узлом, в который входят резиновая шайба 3, уплотнительная манжета 1, направляющая 17 штока, фасонная шайба 4 и запорное кольцо 2.

Жидкость под давлением омывает резиновую шайбу 3 и уплотнительную манжету 1 и прижимает их к корпусу 7 и штоку 16.

При ходе сжатия (рис. 2, б) под давлением над поршнем диски 13 отжимаются от шайбы 15, и рабочая жидкость через звездообразные вырезы в дроссельной шайбе перетекает в надпоршневую полость.

При малых скоростях перемещения поршня диски 13 занимают первоначальное положение, и рабочая жидкость проходит в основном через зазор между поршнем и цилиндром. Таким образом, один клапан работает попеременно на сжатие и на отбой.

При резких перемещениях поршня гашение происходит в основном за счет газовой подушки. Так, при ходе сжатия плавающий поршень 8 сжимает газ 6 и компенсирует изменение объема рабочей жидкости в рабочей полости амортизатора из-за входа в нее штока.При ходе отбоя давление сжатого газа перемещает плавающий поршень 8 вниз, компенсируя изменение объема рабочей жидкости вследствие выхода штока 16 из цилиндра амортизатора.

Рабочие жидкости, применяемые в качестве рабочего тела в газонаполненных амортизаторах, аналогичны жидкостям, применяемым в гидравлических телескопических амортизаторах.

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 маслом (гидравлической 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 гидравлическая жидкость 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 Chevrolet Corvette. 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.

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: попарно на каждой оси – и на передней, и на задней.

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.
Читайте также:
Моторное масло Зик 5W40: характеристики, отзывы

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.

Читайте также:
Система зажигания двигателя: схемы, устройство, принцип работы, блок управления и крышка распределителя

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.

Противники колебаний: что представляют собой современные амортизаторы

Двухтрубные и однотрубные, «масляные» и «газовые», регулируемые и адаптивные — все это современные амортизаторы. Будем разбираться в конструкциях, их достоинствах и недостатках.

Напомним, что амортизатор представляет собой специальный компонент ходовой части, предназначенный для гашения колебаний кузова, вызываемых работой упругих элементов подвески — листовых рессор, пружин или пневмобаллонов. Комфортность езды и управляемость автомобиля напрямую зависят от работы и характеристик амортизаторов, что во многом определяется их конструкцией. Попробуем рассмотреть основные виды амортизаторов: от проверенных временем до технологических новшеств.

Гидравлический двухтрубный

Конструкция, появившаяся еще в 30-е годы прошлого столетия и до сих пор не потерявшая актуальность. Телескопический гидравлический двухтрубный амортизатор (он же «масляный») состоит из двух полостей в виде труб, вставленных одна в другую. Во внутренней трубе располагается шток с поршнем, прикрепляемый к кузову.

При наезде колесом на препятствие происходит процесс сжатия амортизатора — шток с поршнем во внутренней (рабочей) трубе перемещается вниз, выдавливая специальную жидкость определенной вязкости во внешнюю (компенсационную) трубу. При прохождении препятствия можно наблюдать обратный процесс — отбой амортизатора, при котором жидкость возвращается в рабочую полость. Гашение колебаний кузова происходит за счет вязкости жидкости — при перекачивании из одной полости амортизатора в другую она поглощает кинетическую энергию.

Двухтрубный амортизатор в разрезе: 1 – перепускной клапан; 2 – рабочая камера; 3 – поршень; 4 – компенсационная камера

На основе данной конструкции и по тому же принципу к настоящему времени разработано множество других амортизаторов, таких как трехтрубные, регулируемые и адаптивные. Но о них поговорим чуть позже.

Двухтрубный с газовым подпором низкого давления

Конструктивно практически полностью схож с «масляным». Единственная разница: во внешней трубе у такого амортизатора закачан газ (как правило, азот). Такое решение позволяет уменьшить вредное пенообразование в жидкости амортизатора, из-за которого масло перекачивается неравномерно и амортизатор теряет в функциональности.

Рынок амортизаторов: основные игроки

Формально двухтрубные газовые амортизаторы считаются средними по жесткости. Благодаря наличию газового подпора они оказываются более жесткими, чем двухтрубные гидравлические. Но при этом за счет двухтрубной конструкции и невысокого давления газа такие амортизаторы мягче, чем однотрубные «газовые».

Однотрубный с газовым подпором высокого давления

Конструкция имеет одну трубу, где перемещается поршень с клапаном, через который перекачивается рабочая жидкость. Также в трубе амортизатора находится механически не связанный ни с чем плавающий поршень, разделяющий рабочую жидкость и газ под высоким давлением.

По сравнению с двухтрубной однотрубная конструкция считается более совершенной, обеспечивающей лучшую теплоотдачу и демпфирующие свойства. Единственный серьезный недостаток — полная непереносимость механических воздействий. Если стенку однотрубного амортизатора даже совсем немного замять, его сразу заклинит и он выйдет из строя. При этом гидравлический двухтрубный небольшой вмятины даже не заметит.

Однотрубный амортизатор в разрезе: 1 – газонаполненная область; 2 – плавающий поршень; 3 – область с рабочей жидкостью; 4 – рабочий поршень

Однотрубные амортизаторы считаются самыми жесткими, так как обеспечивают большее усилие сжатия. На практике это означает, что автомобиль с такими амортизаторами меньше кренится при скоростном прохождении поворотов. Но при езде по грунтовке с множеством мелких ям вибрация и толчки на кузов будут передаваться сильнее, чем у двухтрубных амортизаторов.

Амортизаторы с ручной регулировкой

Возможность изменять характеристики амортизатора в зависимости от дорожного покрытия привлекала конструкторов достаточно давно, и уже к 80-м годам прошлого столетия было предложено несколько систем. Так появились амортизаторы с выносной камерой, соединяемой с рабочей полостью через трубку или канал, в котором находится клапан. Поворачивая его в то или иное положение, можно изменять жесткость амортизатора.

Также были разработаны трехтрубные амортизаторы, у которых одна рабочая полость (где перемещается поршень) и две компенсационные (куда выдавливается жидкость). Компенсационные полости соединены между собой через клапан, задав положение которого также можно менять жесткость амортизатора.

Амортизаторы с внешней выносной компенсационной камерой

На практике это выглядит так: нужно остановиться, залезть под машину и повернуть регулировочные болты на каждом из амортизаторов. Поэтому в серийных версиях автомобилей такие амортизаторы не устанавливаются и являются компонентом для тюнинга.

Читайте также:
Фильтр АКПП (коробки автомат): внешний

Кроме того, для спорта и тюнинга предназначаются байпасные (от англ. bypass — обводная трубка) амортизаторы и койловеры. В первых перетекание рабочей жидкости происходит не внутри корпуса амортизатора, а по внешним трубкам, снабженным регулируемыми клапанами. При этом здесь можно отдельно настроить характеристики амортизатора на сжатие и отбой.

В свою очередь, койловер ( от англ. сoil-over) представляет собой амортизатор с надетой на него пружиной. Некоторые модели позволяют отрегулировать высоту амортизатора и, соответственно, клиренс автомобиля.

Амортизаторы с внешней пружиной и возможностью ручной регулировки по высоте

Амортизаторы с автоматической регулировкой

Настраивать жесткость амортизатора, не выходя из машины, — вот основной современный тренд разработчиков подвесок. Весьма интересно здесь выглядит гидромеханическая адаптивная система с дополнительным клапаном, предложенная Koni. В зависимости от частоты колебаний подвески клапан открывается, перепуская жидкость и делая амортизатор более мягким. Таким образом, на ровной дороге амортизаторы сохраняют жесткость, не давая кузову крениться в поворотах, а при въезде на разбитую грунтовку, где колеса начинают прыгать, клапаны в амортизаторах открываются, обеспечивая более плавную езду.

Другой вариант — изменение давления газового подпора. Здесь применяются амортизаторы с выносными камерами, в которых установлены вентили и подведены пневматические магистрали. Нагнетая компрессором или сбрасывая давление, можно регулировать жесткость амортизаторов, а в некоторых системах — и клиренс автомобиля. Регулировка давления осуществляется из салона через специальный электронный блок управления компрессором. Используется данная система для тюнинга, в продаже множество комплектов для установки в гаражных условиях.

Элеуктронно-управляемые амортизаторы, в которых жесткость меняется постредством изменения степени пропускания жидкости перепускными клапанами

Свое видение автоматически регулируемого амортизатора предложила компания Monroe. Конструкторы фирмы разработали систему с управляемыми электроникой перепускными клапанами. Получая сигнал, встроенный в клапан соленоид меняет его сечение, делая амортизатор более жестким или мягким. В зависимости от модели система либо управляется вручную, когда водитель может выбрать один из нескольких режимов, либо работает как адаптивная, автоматически меняя жесткость амортизаторов по показаниям датчиков.

Иным путем пошли инженеры Delphi, создав технологию MRC (Magnetic Ride Control). Здесь для амортизаторов была разработана специальная магнитореологическая рабочая жидкость, меняющая вязкость в магнитном поле. В шток амортизатора встроен электромагнит, управляемый отдельным контроллером. В данной системе удалось добиться самой быстрой реакции, когда амортизаторы могут менять жесткость практически мгновенно и бесступенчато, в зависимости от скорости движения, положения руля и работы подвески каждого колеса. Технология выглядит весьма перспективно, однако остаются проблемы со сроком службы рабочей жидкости и стабильности ее свойств при разных температурах.

Принципиальная схема работы технологии MRC: под воздействием электромагнитного поля рабочая жидкость меняет вяхкость, частицы “выстраиваются в линию”, отчего изменяется и жесткость амортизатора

Каков итог?

Сохраняя свою принципиальную конструкцию, сейчас амортизаторы превратились в высокотехнологичный компонент с электронным управлением, незаменимый при создании различных «умных» подвесок, адаптирующихся к дорожному покрытию и режиму движения. Есть где разгуляться и любителям тюнинга: разнообразие амортизаторов для доводки очень велико — выбирай на вкус и настраивай подвеску как угодно. Но не будем сбрасывать со счетов и старую проверенную двухтрубную «гидравлику»: пока существует парк бюджетных автомобилей и доступного секонд-хенда, недорогим «обычным» амортизаторам всегда найдется работа.

Какие амортизаторы лучше, газовые или масляные или газомаслянные

Применение амортизаторов в автомобиле

Прежде, чем мы затронем тему особенностей эксплуатации газовых и масляных амортизаторов нам просто необходимо ознакомиться с принципом их работы. Классическая схема размещения амортизаторов на автомобиле, это по амортизатору на каждое колесо. Лучше даже сказать по амортизатору на точку опоры автомобиля. Иногда, для каждой точки опоры, используются по два и более амортизатора, но это частный случай и он в данном случае не принципиален.
Так вот, амортизатор располагаясь у точки опоры (у колеса), между подвеской и кузовом, фактически является демпфирующим элементом. Многие скажут, что таким элементом является пружина (рессоры) и будут в этом абсолютно правы. Но пружина не может так эффективно и быстро гасить колебания после проезда неровностей, так как, по сути, работает лишь только в одном направлении, а вот амортизатор, как раз в противоположном ей. Для того, чтобы вам было все наглядно и понятно, мы привели рисунок, который и поясняет воздействие от пружины, амортизатора и кузова при движении. Вернее при проезде через неровности и возникновении колебаний кузова.

Фактически, пружина имеет значительное сопротивление лишь при ее сжатии в подвеске, а вот при растяжении она не способна сколь либо эффективно участвовать в гашении колебаний. Амортизатор наоборот, довольно значительно гасит колебания при «растяжении» подвески, и минимально влияет на ее «сжатие».
Теперь когда мы знаем о том, что амортизатор участвует в гашении колебаний от кузова при его раскачивании, разберемся в том, как это ему удается.

Принцип работы амортизаторов

Принцип работы амортизатора заключается в следующем. Конструктивно амортизатор представляет из себя цилиндр, с поршнем внутри. На поршне выполнены обратные клапана, с разным проходным сечением, соответственно с разной пропускной способностью. В одном направлении расход проходимой среды (например масла) будет значительный, и вы конечно догадались, что это при сжатии амортизатора. Во втором случае, при его растяжении, клапана настроены так, что ограничивают расход, тем самым сопротивляясь растяжению амортизатора.

В качестве демпфирующих элементов в самом амортизаторе могут применяться воздушные камеры, которые будут гасить резкие внутренние колебания и удары при перемещении поршня внутри корпуса цилиндра амортизатора. Принцип реализации таких камер в амортизаторе может быть различным, но суть одна. Они не только гасят колебания, но и обеспечивают лучшую равномерность хода по изменяющемуся усилию, при работе амортизатора. Кроме того, газовые камеры в амортизаторе меняют свою жесткость по нелинейному закону, то есть их жесткость увеличивается при растяжении или сжатии, что не характерно для жидкостей.
Именно такие амортизаторы, с газовыми камерами, и называют газовыми амортизаторами.

Читайте также:
Выхлопная система автомобиля: устройство, изготовление, система контроля, компоненты и резонаторы

Различия и особенности амортизаторов масляные или газовые (газомаслянные)

Внимательные уже обратили внимание на то, что мы рассказали и о масляных и газовых амортизаторах, но ничего не упомянули о газомаслянных. И это верно, если стремиться до конца к четкой определенности, то фактически здесь мы немного слукавили. Ведь газомаслянный амортизатор фактически и является газовым. Чисто газовых амортизаторов не бывает, а бывают со смешанным видом среды с газом и маслом. Кто-то их называет газовыми амортизаторами, а кто-то газомасляными, но по большому счету, это одно и тоже.
Вот теперь, когда мы немного узнали о газовых и масляных амортизаторах можно сделать и определенные выводы. Многие уже способны их сделать и без нас, но мы все же хотели бы логически завершить нашу статью.
Итак, масляные амортизаторы, как мы уже все поняли, более жесткие, так как имеют в своем составе лишь одну рабочую среду – масло (жидкость). Масло это жидкость и как все жидкости практически несжимаемо, в итоге, ход и усилие амортизатора будет зависеть только от расхода среды, через обратные клапаны в поршне цилиндра амортизатора. Масляный амортизатор будет более жесткий и менее инерционный в отношении его перемещения.
Газовые амортизаторы будут мягче, так как вторая рабочая среда амортизатора – газ, сама по себе сжимаема, хоть и находится под давлением. В итоге, она также будет участвовать и в плавности хода и в усилии на штоке амортизатора. То есть амортизатор получиться более мягкий и более инерционный в отношении перемещения штока. Самой главной особенностью газового амортизатора будет его возможность изменять свойства в зависимости от дороги, за счет газовой камеры, то есть, как мы уже говорили, проявлять свою нелинейность при работе. Если так можно сказать, то газовый амортизатор будет более эластичен, так при проезде неровностей будет более мягок, но при значительных перемещениях штока, будет резко увеличивать свою жесткость. Именно широкий и при этом изменяющийся диапазон работы газового амортизатора является его самым большим плюсом.

Несмотря на все что мы писали выше, стоит сказать, что производители амортизаторов все делают иначе. Газовые амортизаторы получаются более жесткими, а маслянные более мягкими. Все это связано с настройками клапанов, объемами камер в амортизаторе и другими конструктивными особенностями.

Какие амортизаторы лучше, масляные или газовые (газомаслянные)

Если говорить рекомендательно, то выбор амортизаора должен совпадать с рекомендациями производителя для данного автомобиля, так как он должен обеспечивать должное усилие сопротивления, чтобы эффективно и успешно работать. Не стоит экспериментировать не с штатными амортизаторами или амортизаторами с сильно разнящимися от штанных по характеристикам. Любой грамотный автопроизводитель, мало того, что рассчитывает подвеску, так еще и имеет значительный опыт в ее характеристиках и влияниях на них. Из этого следует, что оптимальным вариантом будет применение именно штатного амортизатора. Как правило, на любую модель можно найти штатные амортизаторы как масляные, так и газовые.
Если у вас есть разногласия с производителем, то более мягкие амортизаторы стоит применять для неровных дорог. Соответсвенно жесткие амортизаоры для ровных дорог — шоссе и ровного асфальтового покрытия.

Ресурс и стоимость газовых и масляных амортизаторов

Газовые амортизаторы более сложны. Во-первых, из за дополнительных демпфирующих камер с газом. Во-вторых, из-за применения уплотняющих поверхностей работающих с газом. Требования к таким уплотнениям более жесткие и исполнение соответственно более высокое.
Если говорить о ресурсе, то все прежде всего он будет зависеть от качества амортизатора. Хороший амортизатор способен «отходить» более 60000 км. Но если говорить о ресурсе между масляными и газовыми амортизаторами, при равном качестве товара, то масляный амортизатор однозначно более прост и более надежен.
Из-за более простой конструкции, цена масляного амортизатора будет процентов на 20, а то и более меньше, чем у газового.

Альтернативное мнение по поводу амортизаторов

Бытует мнение, что газовые амортизаторы наоборот более спортивные, так как более жесткие. Но мы лишь еще раз повторимся, что все зависит от настроек амортизатора. Тем не менее, при равных условиях, где применены идентичные материалы, размеры цилиндра и поршня, диаметр перепускных отверстий, а также одиноковый ход амортизатора, масляные будут все же «жестче» по ощущениям, а газовые более «мягкими», «плавными». Хотя производители настраивают газовые амортизаторы как более жесткие.

Немного статистики или интерсное об амортизаторах

По статистике, каждый четвертый автомобиль нуждается в замене амортизаторов. Изношенные амортизаторы негативно влияют на управляемость автомобиля, при этом порой и на те показатели, на которые мы с вами и не подумаем. На увеличивают тормозного пути, на сцепление с дорогой, на раскачивание и устойчивость автомобиля.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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