Интернет журныл о промышленности в Украине

АМОРТИЗАТОР - ЕЛЕМЕНТ БЕЗПЕКИ І КОМФОРТУ

Масляні і газові амортизатори зовні мало чим відрізняються один від одного. На фото на передньому плані - масляний і газовий амортизатори задньої підвіски "ВАЗ-2107", за ними - амортизатори задньої підвіски автомобілів AUDI (масляний) і BMW (газовий).

Наука і життя // Ілюстрації

<

>

З поганими або несправними амортизаторами їзда на автомобілі стає не тільки некомфортною, але навіть небезпечною. Машина погано управляється, погіршується зчеплення коліс з дорогою, знижується ефективність дії гальм. Спробуємо розібратися, чому це відбувається.

Багато автолюбителів плутають амортизатор з пружними елементами підвіски - пружинами. Підвіски з'єднують раму або кузов машини з мостами або безпосередньо з колесами. Пружини підвіски (найчастіше вони бувають кручені спіральні або листові - ресори, рідше зустрічаються торсіони - твіст під навантаженням пружні стрижні) пом'якшують поштовхи і жорсткі удари коліс об каміння, вибоїни або інші нерівності дороги. В результаті сила удару, сприймається кузовом, зменшується - удар як би розтягується в часі. Однак всякі пружини, в тому числі і пружні елементи підвіски, мають погане властивість - закріплений на них кузов автомобіля може розгойдуватися, причому не тільки на нерівностях дороги, а й просто на поворотах. Для того щоб гасити коливання кузова, що виникають при роботі підвіски, як раз і потрібні амортизатори. Без них на будь-які нерівності дороги машина буде відповідати довгим розгойдуванням і великим креном.

гідравлічні амортизатори

На всі вітчизняні легкові автомобілі встановлюють гідравлічні (масляні) амортизатори. Їх конструкція виявилася найбільш вдалою і універсальної в порівнянні з існуючими раніше фрикційними і стрічковими амортизаторами.

Сучасний гідравлічний амортизатор - це механізм двостороннього дії. Він гасить коливання підвіски як при стисненні пружини, так і при її розслабленні - віддачі. Досягається це за рахунок опору, яке зустрічає рідина, перетікаючи з однієї порожнини амортизатора в іншу. У трубчастих корпусі гідравлічного амортизатора розташовуються три основні деталі: робочий циліндр, шток з поршнем і спрямовуюча втулка. Корпус з'єднується з елементами підвіски, а шток - з кузовом. У днище циліндра, цілком заповненого рідиною, і в поршні є отвори з клапанами, які підтискаються пружинами різної твердості.

При ході поршня вниз (процес стиснення) амортизаторная рідина перетікає через клапани з нижньої порожнини циліндра в верхню, а при ході вгору - навпаки. Надлишок рідини, яка витісняється штоком, потрапляє через спеціальний отвір клапана в компенсаційну камеру. Зазвичай вона розташовується в проміжку між робочим циліндром і корпусом амортизатора і в робочому стані заповнена частково амортизаторной рідиною, а частково повітрям. Під час віддачі поршень рухається вгору разом зі штоком, і недостатню кількість рідини через клапан в днище знову потрапляє в циліндр з компенсаційної камери.

В'язкість амортизаторной рідини, отвори клапанів і інші елементи конструкції розраховані так, що, працюючи синхронно з підвіскою, амортизатор чинить опір її переміщенню при стисненні і розслабленні. Телескопічні амортизатори зазвичай проектують з таким розрахунком, щоб зусилля переміщення підвіски при віддачі було в 2-3 рази більше, ніж при стисканні. Саме при такому співвідношенні зусиль коливання гасяться за мінімальний час.

Все було б добре, якби не повітря в компенсаційній камері. Коли повітря мало або немає зовсім, а рідини, відповідно, занадто багато, амортизатор перестає працювати і поводиться як тверде тіло. Якщо ж повітря в камері занадто багато, то амортизатор теж не працює, він "провалюється" (стискається і розтискається без опору). Інший негативний момент: двотрубна конструкція, яка чимось нагадує двохстінних колбу термоса, погіршує охолодження амортизатора, а при гасінні коливань механічна енергія стиснення перетвориться саме в теплову. Чим гірше умови охолодження, тим вище температура і нижче в'язкість амортизаторной рідини, а значить, нижче ефективність гасіння коливань. На пологих нерівностях дороги і на низьких швидкостях машина починає плавно розгойдуватися. Це хоча і втомлює, але не дуже небезпечно. На великих швидкостях або на дрібних нерівностях (таке покриття називають "пральною дошкою") колеса можуть відскакувати від дорожнього полотна, а це вже призводить до серйозних наслідків: падає керованість, погіршуються стійкість і гальмівні характеристики автомобіля. Під час дуже швидкої їзди по нерівній дорозі можливий навіть перегрів амортизатора, а при частих коливаннях підвіски рідина в ньому може спіниться. Утворенню піни сприяє повітря в компенсаційній камері. В'язкість піни настільки низька, що амортизатор взагалі перестає працювати.

газонаповнені амортизатори

В останні роки на зміну м'яко працюючим гідравлічним амортизаторам приходять більш сучасні - газонаповнені. Вони хоча і більш жорсткі, але працюють стабільно і відрізняються великим терміном служби.

Їх створення почалося з того, що замість повітря в компенсаційну камеру закачали під невеликим тиском азот і отримали так званий газонаповнений (або газовий) амортизатор низького тиску. Така конструкція дещо покращує роботу амортизатора, але повністю від спінювання рідини не позбавляє.

Рішення проблеми було знайдено, коли компенсаційну камеру розділили мембраною, ізолювавши газ від рідини, причому газ закачали під високим тиском - близько 25 атмосфер. Спочатку конструкція залишалася двухтрубной з усіма її мінусами, але через деякий час з'явилися газонаповнені ресори й ри високого тиску, в яких і корпусом і робочим циліндром служила одна труба. Цей амортизатор розділений спеціальним розділовим поршнем на дві частини: газову і рідинну камери. На штоку укріплений поршень з клапанами, які працюють приблизно так само, як і в гідравлічному амортизаторі, але днище в газонаповненими - глухе, без клапанів. Коли шток входить в робочий циліндр, обсяг рідини в ньому змінюється. При ході стиснення це компенсується за рахунок деякого переміщення розділового поршня. При ході віддачі газ, що знаходиться в газовій камері, виштовхує розділовий поршень на його колишнє місце.

Високий тиск в амортизаторі такого типу практично вирішило проблему спінювання, оскільки, як відомо, чим вище тиск в рідині, тим вище температура її кипіння. До того ж однотрубний амортизатор добре охолоджується, тому працює більш стабільно.

У порівнянні зі звичайними гідравлічними газові амортизатори високого тиску відрізняються відносно високою жорсткістю, але є вельми оригінальне технічне рішення, що дозволяє її знизити. У середній частині робочого циліндра робиться ледь помітне розширення. Поршень на цій ділянці відчуває кілька менший опір, і автомобіль на гладкій або помірно нерівній дорозі поводиться дуже м'яко. Це так звана зона комфорту амортизатора. У положеннях поршня, близьких до країв робочого циліндра, його діаметр дещо менший, і амортизатор працює більш жорстко. Ці зони називаються зонами контролю.

Є ще одна перевага газових амортизаторів перед гідравлічними. Їх можна ставити штоком вниз, вгору, а також похило і горизонтально. На роботі амортизатора це не позначається. Гідравлічні ж амортизатори ставити "догори ногами" ні в якому разі не можна.

Зараз практично будь-які амортизатори є в продажу. За каталогами їх можна підібрати для автомобілів не тільки імпортного, а й вітчизняного виробництва. Ось список основних провідних фірм-виробників:

"Boge" (Німеччина) виробляє газові і гідравлічні амортизатори і поставляє їх на автомобільні заводи "BMW", "SAAB", "Volvo";

"Bilstein" (Німеччина) випускає в основному амортизатори для спортивних автомобілів;

"De Carbon" (Франція). Фірма, названа по імені засновника і автора першого газового амортизатора Де Карбона, виробляє газові і гідравлічні амортизатори;

"Gabriel" (США) посідає друге місце з продажу амортизаторів в Європі в якості запасних частин, виробляє гідравлічні і газові амортизатори;

"Kayaba" (Японія) поставляє свою продукцію на багато японських автоскладальні заводи, випускає амортизатори і для європейських машин;

"Koni" (Голландія) спеціалізується на випуску дорогих амортизаторів високого класу. Їх ставлять на автомобілі Porsche, Ferrari, Маserati. На Заході фірма дає довічну гарантію на свої вироби;

"Monroe" (Бельгія) - лідер у виробництві амортизаторів як запасних частин. Випускає гідравлічні і газонаповнені амортизатори низького тиску. Серійно амортизатори "Moнро" ставлять на автомобілі Volvo;

"Sasch" (Німеччина) поставляє амортизатори як запасні частини, а також на автоскладальні заводи. Їх встановлюють на серійні автомобілі BMW, Audi та інші.

Нещодавно з'явилися амортизатори фірми "Koni" з регулюванням жорсткості. У деяких випадках її можна виробляти навіть не виходячи з машини. А фірма "Sasch" випустила амортизатор з системою автоматичної підтримки дорожнього просвіту. При русі важко навантаженого автомобіля по нерівній дорозі шток такого амортизатора через датчик положення пускає в хід насос, який "підкачує" тиск в амортизаторі і тим самим піднімає автомобіль.

Кілька простих порад

Дефекти амортизаторів можна звести до двох основних проблем - це течі і механічні поломки. Найчастіше течі виникають через пошкодження ущільнень штоків або самих штоків, коли на них потрапляє бруд, а також з-за низької якості цих деталей.

Механічні поломки можливі у внутрішніх деталях - клапанах, порушених, пружинах, але трапляються і зовнішні пошкодження (наприклад, обрив або вигин штока, освіта вм'ятин на корпусі, обрив кріплень), пов'язані або з неправильною установкою амортизатора, або з аварійними ситуаціями.

У поломки амортизаторів буває винен сам водій. Наприклад, рушаючи після тривалої стоянки на морозі, не можна відразу з великою швидкістю їхати по нерівній дорозі. Загусла рідина не може швидко прокачуватися через численні дрібні отвори амортизатора, він, як кажуть автомобілісти, "клинить", і далі закономірно відбувається обрив штока. На морозі спочатку треба проїхати близько кілометра потихеньку, щоб амортизатор, а заодно і трансмісія встигли злегка прогрітися.

За амортизаторами потрібно уважно стежити. Гідравлічні рідко виходять з ладу відразу. Найчастіше їх характеристики погіршуються поступово, і водій цього навіть не помічає. Якщо гідравлічний амортизатор "потік", його краще замінити на новий. Перевірити роботу амортизатора нескладно. Потрібно рукою сильно натиснути на крило зверху вниз і різко зняти навантаження. Якщо машина піднялася і не зупинилася в середньому положенні, а тим більше, якщо хитнулася ще хоча б раз, значить, амортизатор під цим крилом несправний.

Що стосується газонаповнених амортизаторів високого тиску, то слід пам'ятати, що з ними підвіска автомобіля стає більш жорсткою, а машина менш комфортабельній, правда, керованість і стійкість істотно поліпшуються.

При установці на автомобіль газонаповненого амортизатора кузов трохи піднімає. Це пов'язано з тим, що через високий тиск шток прагне постійно висунутися. Наприклад, у автомобіля "Москвич-2141" після установки передніх газонаповнених амортизаторів гродненського виробництва "передок" піднімається на 25 мм. Газові амортизатори фірми "Плаза" на "ВАЗ-2108" піднімають кузов приблизно на 20 мм. Це трохи зменшує хід віддачі. Тому має сенс разом з амортизаторами поміняти і пружини підвіски - поставити м'якші. Однак якщо пружини на машині старі і "просіли", то їх можна і залишити.

Вітчизняні амортизатори за якістю не поступаються імпортним, хіба трохи менш надійні. Зате вони в середньому майже вдвічі дешевше: 300-450 рублів новими грошима за комплект для "ВАЗ-2108" або "Москвич-2141". Випускають їх, наприклад, на Гродненському амортизаторной заводі і на фірмі "Плаза" в Санкт-Петербурзі.