Автомобильные амортизаторы – без них просто немыслимо современной транспортное средство. Ведь именно этот, привычный всем, компонент ходовой части машины и делает езду комфортной. При отсутствии амортизаторов современный автомобиль теоретически передвигаться может, но в реальности ездить на нем будет невозможно из-за вертикальной раскачки.
Терминология
Автомобильный амортизатор – компонент подвески, предназначенный для демпфирования (гашение колебаний), а также поглощение толчков подвижных элементов конструкции и кузова. Достигается это путем трансформации механической энергии в тепловую.
Дело в том, что весь вес машины распределен между винтовыми пружинами (пневмобаллонами, рессорами, торсионами и т. д.). И автомобиль постоянно раскачивается от тех импульсов, которые исходят от неровностей дорожного покрытия. Без амортизаторов кузов будет раскачиваться до тех пор, пока полностью не израсходуется энергия импульса.
По этой причине пружины постоянно находятся в зажатом положении, степень которого зависит от жесткости самих пружин и от веса автомодиля. Благодаря этому, собственно, и возможен постоянный контакт колес с дорогой, причем при любой конфигурации дорожного полотна, так как пружины позволяют им перемещаться по вертикали.
Но при отсутствии амортизаторов излишние колебания винтовых пружин привели бы к ухудшению управляемости из-за того, что пружины просто отрывали бы колеса от земли при проезде неровностей. Подобные ощущения у водителей возникают при основательно изношенных амортизаторах. Такие проявления чувствуются даже на невысокой скорости – порядка 30 км/ч.
История создания и развития
Начало
На ранних моделях автомобилей в такой детали, как амортизатор не было необходимости. Следовательно, в конструкции первых автомобилей их и не использовали. На их месте стояли простые рессоры. Ведь скорость тех машин была крайне низкой, вследствие чего вертикальные колебания кузова оказывались незначительными и успешно гасились рессорами.
Но уже на стыке веков обратили внимание на усиливающуюся амплитуду раскачивания автомобилей. Реакция конструкторов последовала незамедлительно – в 1903 году компания Mors представила первые спортивные авто, оснащенные примитивными амортизаторами. Их конструкция оказалась простотой в производстве и очень дешевой, но ресурс был крайне низок. Тем не менее, такие амортизаторы можно было встретить и на машинах 50-х годов.
30-е годы
В это время на модели начинают устанавливаться элементы гидравлического типа, которые работали вместе с рессорной подвеской. Однако сначала их действие было односторонним. Это значит, что они включались в работу только на отбое – когда колесо уходило вниз. В процессе же сжатия, когда колесо устремлялось вверх, амортизаторы бездействовали.
Рычажные амортизаторы
Их разработали в 30-х годах, как ответ на возрастание скорости езды и улучшенные показатели мягкости у рессор. Это были устройства двойного действия. У каждого элемента имелся связанный с мостом кулак, отвечающий за перемещение 2-х поршней, которые и продавливали жидкость в отверстия, гася колебания.
Но уже в 40-е годы рычажные конструкции изжили себя, не справляясь с колебаниями мягкой ходовой части.
Телескопический тип
Их распространение было предопределено тем, что амортизаторы такой конструкции не только оказались проще и дешевле рычажных, но и удобно размещались внутри винтовой пружины, а это давало преимущества в компоновке независимой подвески.
Стоит признать, что первопроходцами в этом отношении стали итальянцы из компании «Lancia», которые оснастили свою модель Lambda в 1922 году телескопическими амортизаторами. Но в 1948 году «Ford» начал массовый выпуск моделей, оснащенных ходовой частью типа «МакФерсон». При этом шток амортизатора совмещался с поворотным шкворнем. Такое решение оказалось настолько удачным, что «на вооружение» его приняли и другие компании.
Кроме того, постепенно 2-трубные амортизаторы был вытеснены однотрубными (газомасляными), которые гораздо меньше перегревались и лучше отрабатывали на неровностях.
На 60-е годы пришлось внедрение регулируемых амортизаторов, у которых изменялась жесткость. Сначала регулировка проводилась механическим путем, что делал сам водитель. Но позже, по мере развития электроники, они стали управляться компьютерами.
Типы амортизаторов
A — однотрубный
B — двухтрубный гидравлический
C — гидропневматический
D — однотрубный с выносной камерой
Наиболее распространенными являются 4 категории:
- Гидравлические двухтрубные (жидкостные);
- Гидропневматические (газомасляные);
- Однотрубные;
- Однотрубные с выносной компенсационной камерой.
Гидравлические двухтрубные
Ранее такие стойки были наиболее распространенными и дешевыми. Конструкция подобного амортизатора представляет собой пару трубок. Это рабочая колба, в которой размещен поршень, а также внешняя камера, где и хранится избыток масла. Подобная компоновка проста и не предъявляет высоких требований к качеству изготовления.
Во время работы происходит перемещение поршня и пропуск масла через его каналы, а также выдавливание жидкости через клапан сжатия расположеный внизу. Масло, продавленное через клапан, попадает в полую камеру, рассположенную между внешним корпусом и колбой. В ней сжимается воздух, а во время обратного движения работают клапана непосредственно поршня, задача которых состоит в регулировании усилия, направленного на отбой.
Главным недостатком подобной конструкции является аэрация – вспенивание масла, которое особенно активно происходит во время интенсивного функционирования амортизатора. Для его решения вместо воздуха начали использовать азот, но полностью проблему это не устранило. Охлаждение такого типа, обладающего практически двойным корпусом, также осложнено.
Гидропневматические
Их компоновка во многом схожа с масляными амортизатороми. Но вместо воздуха, который используется в последних при атмосферном давлении, в газомасляных аммортизаторах присутствует газовый подпор. Это закачанный в амортизатор азот под давлением – от 4-х до 20-ти атмосфер.
Это дает возможность в значительной мере нивелировать аэрацию, так как газ, находящийся под давлением, гораздо медленнее вспенивает масло. Тем не менее, полностью устранить эффект аэрации не удалось. Кроме того, газовый подпор играет роль демпфера, что позитивно сказывается на управляемости автомобиля.
Однотрубные
Тут используется только одна труба, вместо двух. Принцип работы такого амортизатора аналогичен двухтрубному, а газовый подпор, находящийся в том же цилиндре, отделен от масла специальным поршнем – конструкция De Carbon. При этом давление азота составляет порядка 20-30 атмосфер.
Несмотря на отсутствие клапана сжатия и кажущуюся простоту компоновки, основная сложность заключается в изготовлении поршня, так как именно он отвечает за сопротивление, как при сжатии, так и при отбое. Но правильно подобранные параметры поршня гарантируют отличную управляемость.
Объем масла, заливаемый в такие амортизаторы, больше, что, наряду с наличием только одного, обдуваемого ветром, рабочего цилиндра, а также большим диаметром рабочей колбы, обеспечивает лучшее охлаждение. Но такие амортизаторы уступают 2-трубным в прочности и хуже переносят перепады температур, становясь жестче в сильную жару.
Однотрубные с выносной компенсационной камерой
Такие амортизаторы являются модернизированным вариантом простых однотрубных конструкций. Собственно, компенсационная камера представляет собой емкость, наполненную газом (газовый подпор), но вынесена она за пределы амортизатора. Это дает возможность существенно повысить объем газа и жидкости в системе, тогда как габариты самого амортизатора не увеличиваются.
Достоинства выносной камеры:
- более эффективное охлаждение – температурный баланс стабильнее;
- больший рабочий ход элементов;
- возможность интегрирования системы клапанов – она устанавливается между рабочим цилиндром и компенсационной камерой, ведь именно по этому пути перетекает масло. Такой подход обеспечивает возможность многодиапазонной регулировки.
Амортизаторы – не просто компонент ходовой части. Без них невозможно представить комфортное передвижение на автомобиле.
Оставьте первый комментарий