Принцип работы амортизатора в авто
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.
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:
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.
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.
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.
Амортизатор это
Каждый владелец автомобиля знает, что автомобильные амортизаторы – это ключевые элементы подвески. Сегодня конструкция, о которой пойдёт речь, обеспечивает определённый уровень комфорта во время движения транспортного средства. Отвечает за безопасность передвижения авто.
Чтобы понять принцип работы автомобильного амортизатора нужно тщательно рассмотреть устройство. Выяснить, как работает амортизатор. Определиться и ответить на вопрос, зачем и для чего нужен автомобильный койловер.
Эти, и другие вопросы, связанные с автомобильным амортизатором, будут рассмотрены в статье.
Устройство
Как уже говорили, амортизатор является одним из важных элементов подвески. Автомобильные амортизаторы – специальные устройства, которые превращают механическую энергию в тепловую. Задача гасить сопротивления и колебания, приходящие на кузов автомобиля.
Амортизаторы автомобиля поглощают толчки и удары, которые приходятся на раму авто. Амортизаторы для машины играют важную роль в конструкции и агрегируют с другими элементами транспортного средства.
Крепление амортизатора выполняется за счёт соединения с рессорами, подушками, пружинами и так далее. Элемент, о котором идёт речь, крепится через сайлентблок и соединяется с балкой моста, либо с рычагом подвески.
Принцип действия автомобильного амортизатора
Принцип работы амортизатора автомобиля заключается в следующем: шток, который перемещается синхронно с поршнем, направляет поток масла и заставляет его проходить через клапаны небольшого размера. Тем самым создаётся сопротивление его движению.
Максимальный ход ограничен отбойником. Большая часть нагрузки, во время движения, приходится на передние амортизаторы автомобиля. Поэтому, они усилены, по сравнению с задним элементом. Конструкция автомобильного амортизатора подвески отличается и делится:
Принцип работы автомобильного амортизатора может значительно отличаться по своим характеристикам. Поэтому, при выборе элемента нужно понимать в общих чертах, что такое амортизатор на машине. Как крепиться амортизатор и разбираться в типах.
На выбор влияют не только характеристики автомобильных койловеров. Необходимо учитывать манеру вождения автомобиля. Амортизационные комплексы влияют на скоростные показатели автомобиля, разгонную и тормозную динамику.
На фото показан амортизатор в разрезе. Здесь хорошо видна «начинка» однотрубного газового койловера и двухтрубного гидравлической конструкции.
Как видно на снимке двухтрубный амортизатор автомобиля состоит:
Рассматривая принцип действия койловера автомобиля нельзя игнорировать вопрос аэрации. В определённых конструкциях сочетается масло и компенсационный газ. При смешивании составляющих получается пенообразная консистенция. Многие знают, что именно пена может сжиматься. Следовательно, резко снижается эффективность демпфирования. Не последнюю роль играет расположение автомобильного элемента.
Какой промежуточный вывод можно сделать? Койловер автомобиля – это сложное устройство, где существует много компоновок и конструкторских решений разных инженерных задач. Рынок предлагает нам, автомобилистам, выбор между однотрубными и двухтрубными койловерами, которые, в свою очередь по наполнению делятся:
Отдельную нишу занимают редко встречающиеся койловеры, работающие исключительно на высоком давлении газа.
Назначение амортизатора и виды
Рынок предлагает множество вариантов надёжных и разнообразных конструкций автомобильных амортизаторов подвески. Койловеры различают по способу управления:
Механизмы делятся в зависимости от количества используемых трубок:
Давайте рассмотрим принцип действия наиболее распространённых койловеров. Ознакомимся с креплением амортизаторов. Рассмотрим типы амортизаторов. Выясним их недостатки, ознакомимся с характеристиками амортизаторов и, по возможности, подведём промежуточные выводы.
Однотрубный вариант
Устройство газового амортизатора с использованием одной трубы. Из названия понятно, что для работы предусмотрена установка одного цилиндра. Внизу находится камера с газом под давлением. От жидкости её отдаляет плавающий поршень.
Назначение: компенсировать объём жидкости во время процесса сжатия устройства. Это позволяет газу регулярно поднимать жидкость в рабочей камере. При постоянной работе происходит эмульсирование масла. Предусмотрен вариант установки конструкции в любом положении.
Говоря о положительных качествах продукта можно отметить:
Однако этот тип амортизирующих комплексов имеет свою тёмную сторону, о которой необходимо говорить, не скрывая её:
Однотрубные койловеры с газовым наполнением отличаются завидной устойчивостью.
Могут выдерживать высокие нагрузки. При этом, потеря рабочих свойств, сведена к минимуму.
Так как, основное напряжение приходится на переднюю, часть автомобиля, их устанавливают, именно там.
Принцип работы и особенности двухтрубного койловера
Койловеры масляные (гидравлические) двухтрубные. У них простое расположение составляющих. Это гарантия надёжности. Они обеспечивают плавный ход автомобиля. Болезненно реагируют на участки дорог с плохим покрытием.
На снимке показано из чего состоят двухтрубные амортизаторы.
Если передвигаться на высокой скорости по неровным участкам, то это может привести к его перегреву. Что провоцирует появление кавитационных пузырьков.
Это значит, что масло может вспениться, а пружинящие свойства сведутся к минимуму. Промежуточный вывод: они больше подходят для передвижения по трассам с устойчивым и ровным покрытием.
Амортизирующий механизм с выносной камерой
Газовые однотрубные механизмы. Корпус выступает в качестве рабочей камеры. Предусмотрена закачка азота, заполняющая нижнюю часть конструкции. Масло находится вверху.
Из положительных аспектов можно выделить теплоотдачу, способную контролировать эффективность охлаждающего процесса рабочего цилиндра. Благодаря этому он не перегревается. Это обеспечивает стабильную работу и предотвращает вспенивание масла.
Рассматриваемый нами элемент подвески легче аналогов. Промежуточный вывод: их лучше ставить на автомобиль для езды на высокой скорости по неровному дорожному покрытию.
Газомасляный вариант койловера
Газомасляный вариант подвесной системы авто – это совокупность 2 цилиндров. Данный вариант предусматривает закачку в корпус азота. Он, в свою очередь, аккумулирует давление.
Противостоит закипанию масла. Они жёстче реагируют на неровности дороги. У них длительный эксплуатационный период. Как следствие, цена высокая.
Промежуточный вывод: амортизаторы с маслом и компенсационным газом подходят для регулярного передвижения по дорогам с плохим покрытием.
Регулируемый койловер с использованием клапана переменного сечения
Регулируемые конструкции могут менять коэффициент демпфирования. В данном случае, предусмотрена установка электромагнитного клапана. Сечение меняется посредством подаваемого электрического сигнала.
Усиление жёсткости происходит путём уменьшения сечения, что замедляет прохождение жидкости. Если сечение увеличить конструкция будет более мягко реагировать на неровности дорожного покрытия.
Магнитный вариант
Эта сложная конструкция отличается автоматической электронной регулировкой. В сочетании с гидравлическо-механической, либо магнитной регулировкой.
Такое положение предусматривает плавный ход транспортного средства. Визитной карточкой автоматических устройств является их тихая работа. Как результат, цена продукта более высокая. Сложная регулировка обеспечивает комфортное передвижение по разным трассам с любым покрытием.
Пневматический вариант
Рассматриваемый пневматический элемент подвески наиболее дорогой, входящий в семейство механизмов двухстороннего принципа действия.
В разработке и проектировании использовались передовые технологии. Они могут удерживать кузов при движении по неровным дорогам. Менять клиренс в зависимости от скорости езды и от состояния дорожного покрытия.
Промежуточный вывод: пневматические конструкции можно отнести к элементам тюнинга авто.
Они подчёркивают статус владельца автомобиля и предполагают более комфортное передвижение по дорогам с различным покрытием.
Вариант с автоматической регулировкой
Разработчики подвесных систем в постоянном поиске новых идей. Сегодня в тренде настройка жёсткости койловера не выходя из авто.
Заслуживает внимания гидромеханическая адаптивная система с дополнительным клапаном, от разработчика Koni. Клапан срабатывает от частоты колебаний подвесной подвески. Чем чаще колебания, том он больше открывается и в большем объёме пропускает жидкость. Конструкция мягче реагирует на неровности дорожного покрытия. На неровной дороге койловеры сохраняют необходимую жёсткость, достаточную для предотвращения крена кузова авто, в том числе, при вхождении в поворот.
Об изменении давления газового подпора
Это ещё один вариант контроля жёсткости. Продукт с выносными камерами, где предусмотрена установка вентилей и подведены магистрали с пневматикой. Жёсткость регулируется нагнетанием компрессором сбросом давления. В отдельных случаях предусмотрена регулировка клиренса авто.
Компания Monroe пошла по другому пути. Разработали свою систему. Суть в регулировке перепускных клапанов электроникой.
Хорошо показывает себя технология MRC от инженеров Delphi. Предложен вариант магнитореологической рабочей жидкости. Она изменяет вязкость масла в магнитном поле. Именно коллективу этой компании удалось создать прецедент самого быстрого (практически мгновенной реакции) изменения вязкости.
Устройство с набором перепускных клапанов
Такой койловер встречается редко и считается экстравагантным вариантом. В комплектацию входит специальный резервуар и несколько трубок, концы которых оснащены регулировочными головками. Производители предусмотрели регулирование с помощью гаечного ключа или обычной отвёртки.
Масло протекает друг в друга по трубкам, переходя из над поршневой в под поршневую камеру. Регулировка камер позволяет изменять характеристики рабочих процессов койловера при разных положениях поршня.
Особенность этой модели: чувствительность к позиции поршня, скорости его перемещения. Эффективность процесса охлаждения прямо связана с количеством трубок.
Спортивный пневматический койловер
Порой мы удивляемся как болиды выдерживают сумасшедшие нагрузки. Каким образом на третьем круге не разваливается подвеска гоночного автомобиля. Секрет в том, что спортивные амортизаторы эксплуатируются в условиях экстремальных нагрузок. С их помощью обеспечивается управляемость спортивной машиной на высоком уровне.
Сегодня тюнинговые ателье предлагают на серийные авто установку спортивных койловеров подвески.
Основные неисправности и срок службы автомобильных койловеров
Неисправности, причём любые, необходимо устранять немедленно. Это позволит избежать в последствие дорогого ремонта:
При правильной эксплуатации и должном обслуживании, деталь подвески автомобиля может проходить от 3 до 5 лет, а то и более. Мы уже отмечали, что на передние элементы приходится большая часть нагрузки. Многие производители добились неплохих результатов, внося определенные корректировки в устройство амортизаторов. Заявляют, что на новом авто их жизнедеятельность доходит до 100-125 тыс. пробега машины. Для задних конструкций эксплуатационный период значительно увеличен.
Проверка состояния амортизационного устройства автомобиля
Болезнь автомобильного койловера можно выявить самостоятельно. Для этого необходимо провести визуальный осмотр. Цель: выявить наличие подтёков. Вас должны насторожить даже минимальные проявления подтёков и следы масла небольшого размера. Они сигнализируют о разгерметизации.
Обнаружив вмятины на корпусе масляного или газо-масляного койловера, не стоит говорить, что его нужно менять. Хотя неровности штока свидетельствуют о необходимости его замены.
Ещё один способ определения состояния элемента, о котором идёт речь, знаком многим автолюбителям. Это раскачка кузова из стороны в сторону. Надо сильно надавить на крыло, затем нужно резко отпустить. Если узел в рабочем состоянии он сразу возвратиться в исходное положение. При неисправности кузов будет некоторое время раскачиваться.
Не забывайте, что данный способ, позволит выявить полную неисправность. Незначительную потерю масла так не обнаружишь.
Это «народные» методы помогут обнаружить лишь часть возможных неисправностей. Наиболее действенным способом проверки сегодня является комплекс диагностических мероприятий. Он укажет, в каком состоянии находится деталь автомобиля и сама подвеска. Работы проводятся на специальном стенде.
Два пути решения вопроса
Водителей можно условно разделить на две категории:
Учитывая тот факт, что установка автомобильных амортизаторов требует определённой квалификации, а от правильно выполненной работы зависит жизнь многих участников дорожного движения, не стоит испытывать судьбу. Это касается и «Кулибиных».
В любом случае, заниматься восстановительным процессом самостоятельно специалисты не рекомендуют. Лучше переложить груз ответственности на мастеров сервисных центров. У них есть все необходимые инструменты и оборудование. Не говоря уже об опыте проведения подобного рода работ.
В заключение
Что получается в итоге, какие выводы следуют. Автомобильный рынок насыщен предложениями, есть множество видов амортизирующих устройств. Они различаются по конструктивным особенностям и принципу работы.
Было бы неправильно выделить отдельно один из описанных вариантов. Все они имеют плюсы и не лишены минусов. Монтаж того или иного устройства зависит не от желания владельца транспортного средства, а от особенностей машины. Амортизатор подвески автомобиля даёт возможность комфортного передвижения, гася неровности дороги.
При выборе нужно учитывать как покрытие дорог, на которых чаще всего будет эксплуатироваться транспорт, так и манеру управления авто.
Амортизаторы в автомобильной подвеске: как они устроены и как их менять?
Все знают, что амортизатор смягчает удары при проезде неровностей. На самом деле, роль его в автомобильной подвеске несколько более специфическая – это демпфер, он предотвращает раскачивание автомобиля при наезде на препятствия. Сегодня изучим его типичную конструкцию, а заодно поменяем переднюю пару «амортов» на Chevrolet Lanos. Теперь вы будете знать, почему берут относительно немалые деньги за такую, казалось бы, несложную манипуляцию.
Для чего нужен амортизатор?
Д ля начала «отделим мух от котлет», то есть разберемся в ролях разных элементов подвески. На большинстве современных легковых автомобилей главные упругие элементы – это пружины. 30–40 лет назад эту роль, главным образом, выполняли рессоры, работая «по совместительству» и демпферами. Колебания успешно гасились за счет трения между листами рессор. Подробно касаться недостатков рессор и их типичных проблем не будем, посвятим им отдельный материал, а сейчас просто запомним об их существовании и вернемся к пружинам.
Они установлены между подвеской и кузовом автомобиля и предназначены для гашения ударов на кузов, приходящихся от дороги. Когда колесо накатывается на какое-нибудь препятствие, пружина сжимается, а кузов лишь немного и плавно перемещается вверх, колесо скатывается с препятствия – пружина выпрямляется.
Есть, однако, один неприятный момент. Возьмем для примера игрушку попрыгунчик – каучуковый шарик, который тоже можно отнести к упругим элементам. Ударьте его о землю и засеките время, пока он полностью не прекратит прыгать. Приблизительно также будет прыгать и Ваш автомобиль, если в конструкции его подвески будут только рычаги да пружины. И, в зависимости от жесткости пружин, подвеска будет либо каменная, либо мягкая, как вата, но в том и другом случае об управляемости автомобиля можно даже не вспоминать. Самым страшным для такой подвески является резонанс, при вхождении в который колебания могут разрушить отдельные элементы подвески и ее крепежа.
Проблему решили внедрением в конструкцию подвески амортизатора – элемента, который позволял перемещаться колесу относительно кузова, но исключал раскачку автомобиля. Изначально это были амортизаторы рычажного типа, которые, подобно рессорам, выполняли свою функцию за счет трения. Но не станем останавливаться на анахронизмах, рассмотрим только современные конструкции. На данный момент «мейнстрим» для легковых автомобилей – это телескопические гидравлические амортизаторы. Пневматические и гидропневматические системы, а также амортизаторы переменной жесткости в этот раз брать не будем – это темы для отдельных статей.
Работа телескопического амортизатора
Если максимально упростить, то описать работу амортизатора можно так: есть цилиндр, заполненный маслом, внутри цилиндра перемещается шток с поршнем. В этом поршне имеются клапаны, которые открываются только в одном направлении.
Когда поршень перемещается вниз, открываются одни клапаны и пропускают жидкость в полость над поршнем, если же поршень перемещается вверх, открываются другие клапаны, и жидкость перетекает в полость под поршнем. Гашение колебаний происходит за счет того, что масло не сжимается и имеет определенную вязкость.
Кстати, а зачем нужны вообще клапаны? Может, достаточно было бы отверстий? На самом деле, недостаточно. Одной из важных характеристик амортизатора – его величина жесткости на отбой и сжатие. Другими словами, это сопротивление на штоке амортизатора при его вдавливании или вытягивании из корпуса. Клапаны нужны, чтобы регулировать эту жесткость.
За счет разных пропускных характеристик клапанов вдавить шток амортизатора немного легче, чем вытянуть его из амортизатора. Сделано это с расчетом на то, что при наезде на препятствие необходимо не мешать колесу перемещаться вверх, чтобы исключить передачу удара от колеса на кузов. Клапаны в данном случае пропускают больше масла. Но если на пути большая яма, то колесо надо бы попридержать в «поджатом» состоянии, зачем спешить падать в нее? Потому клапаны на «роспуск» амортизатора пропускают меньше масла.
Еще раз: клапаны нужны, чтобы задать определенную жесткость амортизатора в разных направлениях его работы.
Типы конструкций
Конструктивно амортизаторы можно разделить на три основных вида: двухтрубные, двухтрубные с газовым подпором и однотрубные с газовым подпором. Первыми на автомобилях появились двухтрубные гидравлические амортизаторы. В них, как следует из названия, есть две трубы – полости, в одной из них (внутренней) находится поршень с вышеупомянутыми клапанами, другая (наружная) необходима для компенсации объема масла – она заполнена маслом лишь частично, остальное – воздух.
Во время работы амортизатора масло внутри нагревается до высоких температур, от этого расширяется, и, чтобы не выдавило уплотнители штока, жидкость перетекает в наружную полость.
Достоинств у такого типа амортизаторов немного: дешевизна и малое влияние на их работу от вмятин на корпусе. Еще стоит упомянуть хорошую плавность хода автомобиля и относительно малую жесткость таких амортизаторов.
К недостаткам относится перегрев рабочей жидкости, так как корпус – двойной, и охлаждение атмосферным воздухом затруднено. Из-за перегрева велика вероятность вспенивания масла и, как следствие, мгновенная потеря эффективности работы – амортизатор перестает выполнять свою функцию, и автомобиль становится плохо управляемым из-за раскачки.
Следующий минус – это большой вес двухтрубного амортизатора, а также строго определенное расположение при установке – если его перевернуть, вытечет рабочая жидкость. Вес амортизатора влияет на величину неподрессоренной массы (о том, что это такое, расскажем отдельно). Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода и управляемость автомобиля.
Небольшим усовершенствованием двухтрубных амортизаторов стало наполнение наружной полости газом с небольшим избыточным давлением. Таким образом снизили вероятность вспенивания, так как масло в этом случае «опирается» на газовую подушку.
Совсем другое дело – гидравлические однотрубные газонаполненные амортизаторы. Один цилиндр, заполненный маслом, поршень с односторонними клапанами и небольшая полость, заполненная газом и прикрытая поршнем.
Однотрубный амортизатор лишен всех недостатков двухтрубных. При интенсивной работе жидкость не перегревается, так как отделена от окружающей среды только одной стенкой цилиндра и отлично охлаждается. Также он легче и может устанавливаться хоть вверх, хоть вниз корпусом.
Но законы природы никуда не денешь: где-то выигрываешь, где-то проигрываешь. Поэтому достоинства двухтрубных амортизаторов стали недостатками однотрубных. Последние значительно дороже и весьма чувствительнее к механическим повреждениям корпуса, стало быть, эксплуатация с ними автомобиля пусть не так уж значительно, но дороже.
Установка амортизаторов
Способы установки амортизаторов не изменились с момента их внедрения в автомобили. Так, всегда их верхняя часть крепится к кузову автомобиля или раме, а нижняя – к элементу подвески, будь то рычаг или балка неразрезного моста. От этого и замена данного элемента в подавляющем большинстве случаев не доставляла трудностей: выкрутил нижний болт крепления, выкрутил верхний болт крепления, и все, амортизатор в руках.
С амортизаторами задних подвесок так все и осталось, а вот с передними все чуть сложнее. С появлением переднеприводных автомобилей возник вопрос, куда девать амортизатор, который в основном крепился к нижнему рычагу передней подвески и мешал установке приводного вала.
Основных решений этой задачи получилось два. Первый вариант – установка нижней части амортизатора на рычаг через П-образный кронштейн, внутри которого проходил приводной вал. Второй вариант – перенос амортизатора вместе с пружиной в пространство над верхним рычагом подвески. В таком случае нижняя часть амортизатора крепится к верхнему рычагу подвески, и называется вся эта конструкция именем американского инженера Эрла Стили МакФерсона.
МакФерсон разрабатывал этот принципиально новый на тот момент вид подвески для ультрабюджетного концепт-кара Chevrolet Cadet в 1930-е годы. На практике его удалось применить только после войны, уже на Ford Vedette 1948 года для французского рынка. Теперь, когда вы знаете эту короткую захватывающую историю и можете при случае блеснуть эрудицией, переходим к особенностям этой популярной до сих пор конструкции.
МакФерсон объединил амортизатор вместе с пружиной в одну амортизаторную стойку. В этой стойке верхняя часть имеет шарнир с подшипником и опирается на элемент кузова – стакан. Благодаря опорному подшипнику стойка может вращаться вокруг собственной оси. А если установить амортизаторную стойку под определенным углом, то можно задать траекторию перемещения колеса и углы его установки, как, например, развал, угол продольного и поперечного наклона оси поворота (что это, обязательно рассмотрим в будущих публикациях).
Получилось, что при такой установке стойки можно избавиться от направляющего верхнего рычага подвески, тем самым удешевив ее. Поворотный кулак в подвеске крепится к шаровой опоре нижнего рычага и к амортизаторной стойке, вращается вместе с ней же. Стойка стабилизатора поперечной устойчивости в данном случае может крепиться или к нижнему рычагу, или непосредственно к амортизаторной стойке.
Если рассмотреть способы крепления стойки к поворотному кулаку, то их несколько. Поворотный кулак может крепиться к кронштейну на корпусе стойки. Зачастую – двумя эксцентриковыми болтами с гайками, и они же являются элементами регулировки развала колес. Если развал колес заложен конструктивно, то регулировка не нужна, значит и закрепить стойку можно в кронштейне поворотного кулака. Кронштейн крепления в таком варианте представляет из себя проушину с разрезом, которая стягивается одним болтом. Самым простым вариантом является запрессовка корпуса стойки в поворотный кулак (как у нашего подопытного Chevrolet Lanos). Поставляется все это часто как одна деталь – в сборе c кулаком.
В список недостатков амортизаторной стойки типа МакФерсон можно отнести относительно небольшие ходы подвески и, как следствие, такая конструкция – большая редкость, если не исключение, на настоящих внедорожниках (впрочем, таких машин уже почти не осталось). А причина в том, что при максимальном сжатии пружины стойки очень сильно начинают изменяться углы установки колес, что влечет за собой серьезное ухудшение в управляемости автомобиля и приводит к чрезмерному износу шин.
Амортизаторные стойки могут быть с возможностью замены амортизатора и без нее. В первом варианте корпус стойки с опорой под пружину выполнен отдельно от амортизатора. Во втором – корпус амортизатора есть одновременно корпус стойки, и непосредственно на нем смонтирована нижняя опора пружины. Верхняя же опора пружины крепится к штоку амортизатора. Пружина сверху и снизу воздействует на опоры через резиновые подушки. На штоке амортизатора устанавливают упругий отбойник – резиновую или полиуретановую втулку, которая предотвращает удары деталей подвески при полном сжатии пружины.
Пружина в амортизаторной стойке всегда находится под натягом. Изначально сжатие необходимо для исключения люфтов и зазоров в сборке. Замена стойки на автомобиле – всегда маленькая радость для механика, так как по стоимости работ она довольно недешева.
Пример замены амортизаторов
Итак, перейдем в ремзону, где нас ждет Chevrolet Lanos с его передними разборными амортизационными стойками. Пружины мы оставляем старые, а вот амортизаторы – меняем. Хозяин автомобиля решил, что стандартные двухтрубные амортизаторы передней подвески слишком мягкие, и ему не хватает управляемости. Решением стала установка передних однотрубных газонаполненных амортизаторов.
Приступаем. Отворачиванием гайку крепления приводного вала к ступице колеса, после чего выкручиваем болты крепления и снимаем переднее колесо. Далее, для облегчения откручивания элементов крепления распыляем на соединения шаровой опоры рычага и шарнира наконечника рулевой тяги спасительную WD40.