Принцип работы стойки амортизатора

Амортизаторы масляные: эффективное демпфирование с малыми затратами

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

Что такое масляный амортизатор

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

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

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

Конструкция и принцип работы масляных амортизаторов

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

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

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

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

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

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

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

Особенности, преимущества и недостатки масляных амортизаторов

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

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

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

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

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

Подготовка к эксплуатации, эксплуатация обслуживание и ремонт масляных амортизаторов

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

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

В общем случае прокачка проводится следующим образом:

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

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

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

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.

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.

Передние стойки амортизаторов

Для тех, кто изучает конструкцию автомобиля, должен знать устройство и виды передних стоек амортизаторов. Сегодня рассмотрим, что такое амортизаторные передние стойки, какие у них износы и как их менять.

    1. Устройство передних стоек амортизаторов.
    2. Принцип работы передних стоек.
      • Пружина.
      • Амортизатор.
    3. Для чего нужные передние стойки?
    4. Виды передних стоек.
    5. Срок службы.
    6. Признаки неисправностей.
    7. Замена передних стоек амортизаторов.
    8. Вывод.
    9. Видео.

Устройство передних стоек амортизаторов

Возможно, вы думаете, что стойка — это обычная пружина или все детали амортизатора. Именно так думают многие водители. Но, на самом деле — нет. Стойка это не пружина.

Стойки амортизаторов — это детали, которые соединяют амортизатор и кузова машины.

Основные детали современных автомобильных амортизаторов:

  • пружины;
  • демпферы.

Стойка, она же опора, соединяется с пружиной и демпфером. Здесь для представления общей картины конструкции авто, надо уже знать, что такое рычаги передней подвески. Автоэксперт также сделал материал о проставках под пружины.

Из чего состоит передний амортизатор

В конструкцию входят следующие детали:

  1. Цилиндр. В него устанавливается поршень и спец. гидравлическая жидкость.
  2. Специальная жидкость или газ для передачи гидроэнергии между деталями амортизатора.
  3. Шток. К нему крепится поршень. Является подвижной частью конструкции, выполняет возвратно-поступательные движения.
  4. Поршень с пропускным клапаном. Движется во внутри цилиндра и служит для гашения вибрации.
  5. Сальник, уплотнитель, герметик.
  6. Корпус.
  7. Детали крепления к кузову.

В конструкциях амортизаторов может быть пружина, а может отсутствовать. Срок эксплуатации амортизаторов зависит от манеры вождения и конструкции самих амортизаторов.

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.

Назначение стоек амортизаторов

В строение подвески автомобиля амортизационные стойки — один из главных элементов. Без них машина будет чувствовать каждые кочки и будет ехать как трактор «Беларус». Поэтому водители тракторов прыгают на сидении, потому там нет амортизаторов.

Передняя стойка выполняет следующие функции:
  1. Удерживает вес транспортного средства в равновесии.
  2. Передает силу сцепления с дорожным покрытием на кузов авто.
  3. Удерживает кузов в заданных пределах по отношению к колесам.
  4. Препятствует сильному крену (наклону).
  5. Принимает и гасит боковые нагрузки.

Стойки примерно в 10 раз стоят дороже, чем сами амортизаторы.

Виды передних стоек

Основной элемент, приводящий в действие конструкцию амортизаторов — это жидкость или газ.

Существуют 3 вида стоек амортизаторов:

  1. Гидравлические, они же масляные.
  2. Газовые. Они могут выдерживать сильные нагрузки. Используются в спортивных автомобилях. Для вождения в обычном режиме, они не очень годятся.
  3. Газомасляные. По положительным отзывам такие амортизаторы наиболее оптимальный вариант.

Почему спрашивают отдельно про передние стойки? Потому что конструкция передних и задних стоек амортизаторов отличается.

Отличия передних стоек от задних

Передние выше, но их диаметр меньше. В задних нет поворотных кулаков. Менять задние стойки сложнее.

Срок службы

3 фактора, влияющие на долговечность стоек амортизаторов:

  1. Качество материалов и сборки.
  2. Соответствие стоек к массе автомобиля.
  3. Манера вождения авто (спокойная, агрессивная).

Поэтому, некоторым водителям приходится менять стойки амортизаторов каждый год, а некоторые раз в 10 лет.

Отсюда вывод, ездить аккуратно, что называется, без понтов.

Признаки неисправностей

Выход из строя левой или правой стойки может спровоцировать ДТП.

При обнаружении следующих признаков, следует произвести ремонт или замену:

  1. Появился скрип, хруст на поворотах и при резком торможении.
  2. Машину «колбасит» (покачивает) в разные стороны.
  3. На поворотах авто не слушается, заносит.
  4. Тормозной путь больше, чем при исправных стойках амортизатора.
  5. При резком старте или торможении, ТС сильно садится.
  6. Колеса с поверхностью дороги имеют плохое сцепление.
  7. Износ резины не равномерный и быстрый.
  8. Из система амортизации вытекает масло.
  9. При визуальном осмотре, наблюдается коррозия на опоре и на пружине.
  10. Пружина расположена неправильно.

Для каждой марки и модели авто стойки покупать следует исходя из соответствия к массе автомобиля и конструкции.

Как менять стойки амортизаторов

Появился скрип, хруст, биение, жесткость езды, то пора менять эти элементы подвески. Даже, если износ только у одной стойки, то менять желательно и левую, и правую.

Общий порядок замены стоек амортизаторов схож, но в зависимости от модификации подвески, может несколько отличаться.

Пошаговый порядок замены стоек:

  1. Снять уплотнитель под капотом. Получить доступ к верхней части амортизатора.
  2. Снять заглушку. Открутить гайку крепления штока амортизационной стойки. Для этого используем головку с удлиненным рычагом. Откручивать надо до снятия самой стойки.
  3. Ослабить болты крепления колес. Приподнять домкратом автомобиль. Подложить опоры, под домкратом не работаем. Соблюдаем технику безопасности.
  4. Снять колеса. Побрыгать ВД-40 на места крепления.
  5. Открутить гайку крепления шарнира стабилизатора. Отворачиваем вместе с винтом тормозного шланга. При наличии в конструкции автомобиля антиблокировочной системы (АБС), то сначала надо отсоединить трубку с проводкой от датчика ABS. Датчик располагается на стойке амортизатора.
  6. Откручиваем крепление кулачка. Болты выбить молотком, подкладывая деревяшку, чтобы не испортить резьбу.
  7. После снятия болтов, стойка уже снята.
  8. Отворачиваем гайку крепления верхней опоры к кузову. Передняя стойка демонтируется вместе с пружиной и опорой.
  9. На этом шаге нужны специальные стяжки для снятия пружины. Надо создать зазор между чашечкой и последним витком пружины.
  10. Так как мы заблаговременно ослабили гайку штока стойки, то ее теперь полностью спокойно отворачиваем. Все, опору и пружину с чашкой отделяем.
  11. Осматриваем отбойник и пыльник. Если они изношены, то и их меняем.
  12. Перед установкой новых передних стоек амортизаторов, прокачиваем их. Делается это по инструкции, которая прилагается при покупке новых стоек.
  13. Также меняем сальники и прокладки.
  14. Делаем монтаж новой стойки и всех ранее снятых деталей.

После замены старых стоек на новые, водитель сразу ощутит устойчивость и плавность управления автомобилем.

Вывод

Как мы выяснили, передние стойки стабилизируют машину, удерживают ее, поглощают вибрацию. Прислушиваемся к своей тачке, как она работает, как ведет себя. При обнаружения признаков неисправностей, следует сделать ремонт.

Видео

Замена передней стойки амортизаторов Mitsubishi Lanser X (Митсубиси/Митсубиши Лансер Х).

А в этом видео показывается секрет восстановления стоек амортизаторов.

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.

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.

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

Принцип действия амортизатора

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

Классификация амортизаторов

Двухтрубный амортизатор

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

Схема двухтрубного амортизатора

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

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

Однотрубный амортизатор

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

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

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

Регулируемые амортизаторы с клапаном переменного сечения

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

Адаптивные амортизаторы с магнитореологической жидкостью

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

Спортивные амортизаторы

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

Основные неисправности и срок службы амортизаторов

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

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

Виды амортизаторов, принцип их работы. Достоинства и недостатки эксплуатации.

Амортизационная стойка (амортизатор) — устройство для предотвращения свободных колебаний и поглощения ударов ходовой части автомобиля путем превращения энергии движения механической в энергию тепловую.

Амортизационные стойки isuzu например, которые используются в ходовой части автомобильной индустрии, выполняет задачи по уменьшению количества колебаний рессор и пружин. Благодаря чему в независимости от дорожного покрытия колесо имеет постоянный контакт с поверхностью дороги.

У большинства автомобилистов бывали такие ситуации на дорогах когда, при незначительной скорости автомобиля пройдя участок дороги с неровным покрытием (ямами, выбоинами), колебания пружин продолжается, в результате чего колеса «прыгают» относительно положению кузова, и как следствие уменьшается сцепление с поверхностью. Значительно теряется контроль управления автомобилем. Это говорит о том, что амортизационная стойка вышла из строя и дальнейшее использование транспортного средства чрезвычайно опасно. Амортизационные стойки бывают двух видов масляные и газовые.

Из стандартных амортизаторов выделяются два варианта:
[1]- гидравлические двухтрубные
[2]- гидравлические однотрубные с газом высокого давления.

1) 2)

Гидравлическая двухтрубная амортизационная стойка считается самой простой, их производство является самым дешёвым, но как результат дешевизны они не самые надежные. Двухтрубный гидравлический амортизатор состоит из 2-ух труб расположенных по принципу одна в одной внешняя часть (корпус амортизатора), внутренний корпус (рабочий цилиндр) заполнен определенным количество рабочей жидкости. Объем между трубами так же заполнен рабочей жидкостью для возмещения потерь в результате утечки и охлаждения. Помимо жидкости пространство между трубами заполнено воздухом, для компенсации изменения объема.

Гидравлический двухтрубный амортизатор комплектация и принцип работы.

Рассмотрим на примере амортизатора foton который состоит из таких частей как:

  • a) шток;
  • b,c) Внешний корпус (корпус амортизатора);
  • d) Поршень, закрепленный на штоке;
  • e) Внутренний корпус (рабочий цилиндр);
  • f) Донный клапан.

Принцип работы данного амортизатора:

При сжатии амортизатора шток (a) опускается, в результате чего рабочая жидкость находящаяся между донным клапанном (f) и поршнем на штоке (d) во внутреннем корпусе (e), по внешнему корпусу (b,c) выше поршня. Одновременно масло, которое проходит через донный клапан вверх по внешнему корпусу, заполненным воздухом. Сопротивление, которое возникает при столкновении рабочей жидкости с воздухом, производит демпфированное сжатие.

При отбое амортизатора шток поднимается, в результате чего рабочая жидкость, которая находятся выше поршня на штоке, течет через поршень. Сопротивление, которое при этом возникает, производит демпфирование отбоя. Одновременно небольшое кол-во рабочей жидкости перетекает из внешнего корпуса, через клапан во внутренний корпус (рабочий цилиндр), для компенсации освободившегося пространства штока.

Достоинства гидравлического двухтрубного амортизатора:

1) Надежность конструкции, так же характеристики, представленные в данном амортизаторе, подходят для применения в производстве большинства транспортных средств;

2) Амортизатор может устанавливаться внутри пружина т.к. отсутствует наличие выступающих деталей в конструкции.

3) Относительно низкие требования к качеству изготовления, так же простота изготовление;

4) При наличии незначительной утечки масла срок службы амортизатора может хватить на несколько лет полноценной работы амортизатора, но вследствие этого будет ухудшение охлаждения.

Недостатки гидравлического двухтрубного амортизатора:

1) При высоких нагрузках в рабочей жидкости амортизатора образуется пенообразование, что препятствует полноценному охлаждению. При этом теряются рабочие характеристики и автомобиль становится менее управляемым ( в народе часто поговаривают «заваливается на поворотах»). Благодаря увеличению диаметра корпуса амортизатора можно частично такие проблемы избежать, т.к. повышаются демпфирующие свойства, заодно снижая рабочее давление и тем самым температуру;

2) Из-за недостаточно скорости срабатывания амортизатора, на высоких скоростях уменьшается управляемость транспортного средства;

3) Благодаря конструкции данных естественный износ, который ухудшает характеристики амортизатора, происходит плавно и незаметно для водителя, поэтому периодически необходимо их диагностировать;

4) Хранятся и перевозятся данные детали строго в вертикальном положении.

Двухтрубные газовые амортизаторы

Такие амортизаторы, как правило, и называют «газо-масляными». Никаких конструктивных отличий от простого гидравлического амортизатора нет. Разница состоит лишь в том, что в полость корпуса амортизатора закачивается газ (чаще азот) вместо воздуха. Газ является своеобразным аккумулятором давления и препятствует вспениванию масла. Но проблема нагрева и как следствие – разжижения масла остается неизменной. Покупая в магазине газонаполненный амортизатор, его очень легко отличить от гидравлического. Шток газонаполненного амортизатора постоянно стремится выйти наружу. Однотрубный газовый амортизатор Это и есть те самые «газовые» амортизаторы, которые всегда в особом почете у всех водителей. Но и в них имеется все то же масло, которое правда не контактирует с газом.

Конструкция однотрубного амортизатора несколько отличается от старшего собрата и включает в себя следующие компоненты: корпус амортизатора; шток; поршень, соединенный со штоком и оснащенный двумя клапанами – прямого и обратного хода; поршень-поплавок, отделяющий масло от газа. Различия на лицо – в этом амортизаторе отсутствует рабочая камера, потому как ее роль исполняет корпус. Однотрубный амортизатор делится на две камеры при помощи поршня-поплавка. В нижней части закачан все тот же азот, но уже под большим давлением, а верхняя часть заполнена маслом, в котором и перемещается основной поршень со штоком. Так как рабочая камера была исключена из конструкции, клапан прямого хода расположился на поршне рядом с клапаном отбоя. Однотрубная конструкция позволила значительно увеличить объем масла и газа при этом, не меняя размеров самого амортизатора. Данное усовершенствование помогло избавиться от нагрева, а разделение газа и масла избавило от вспенивания последнего.

Но данный тип амортизатора, конечно же, имеет некоторые недостатки. Жесткость амортизатора изменяется в зависимости от нагрева газа – чем горячее газ, тем жестче подвеска. Но главным недостатком является то, что при повреждении корпуса (вмятина), поршень просто заклинит внутри и амортизатор мгновенно придет в негодность. Тем не менее, как показывает практика, такие случаи встречаются крайне редко.

Новинки на рынке амортизаторов

Из последних новинок можно отметить весьма интересный амортизатор представленный концерном General Motors. Конструкция этого амортизатора практически ничем не отличается от стандартного однотрубного, но вместо масла он заполнен особой жидкостью, содержащей магнитные частицы. Уникальность данной жидкости состоит в том, что она под воздействием магнитного поля, генерируемого электромагнитами способна изменять вязкость. Причем вязкость меняется за доли секунды, что позволяет подвеске мгновенно подстраиваться под особенности дорожного покрытия.

Новый амортизатор успешно прошел ряд тестов и уже устанавливается на некоторые марки автомобилей. Вполне возможно, что за такими амортизаторами стоит будущее, потому как конструкция предельно проста и одновременно весьма эффективна. Недостатком является лишь слишком высокая стоимость жидкости но, как известно, все новые разработки вначале были недоступны рядовому потребителю.

Ссылка на основную публикацию