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.
Фрикционные амортизаторы
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:
- гашение колебаний кузова и колес автомобиля
- сохранение контакта колеса с опорной поверхностью
- обеспечение плавности хода автомобиля
Конструкция автомобильного амортизатора
Конструкция гидравлического 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
Схема двухтрубного амортизатора
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.
Преимущества:
- 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
Недостатки:
- 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
Схема однотрубного амортизатора
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.
Преимущества:
- лучшее демпфирование и стабильность
- улучшенное охлаждение по сравнению с двухтрубной системой
- возможность установки амортизатора в любом положении
Недостатки
- 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
Схема действия магнитореологической жидкости
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
Течь масла через уплотнительный сальник амортизатора
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.
Автомобильный амортизатор или так называем «аморт» – специальное устройство в подвеске авто, предназначение которого является, уменьшение механических колебаний (демпфирование) при движении или полное их поглощение.
Фотогалерея:
Роль и предназначение амортизаторов в подвеске автомобиля
Амортизаторы придают мягкий и плавный ход автомобиля, также защищают элементы ходовой машины от нагрузок, возникающие в результате движения по неровной поверхности дорожного полотна. Автомобильные амортизаторы применяются в качестве части элементов упругости в подвеске автомобиля совместно с пружинами, торсионами и рессорами.
Устройство амортизатора
Амортизатор автомобиля состоит из: узла уплотнения, чашки пружины подвески автомобиля, штока с износостойким покрытием и высокой чистотой поверхности, клапана сжатия, уплотнительного кольца из высококачественной резины, разделительного поршня, резинового-металлического цельно вулканизированного шарнира, герметически сваренного дна, амортизирующих жидкости и газа, колбы и поршня.
Разновидности амортизаторов
Типы амортизаторов: A. – однотрубный газовый, B. – двухтрубный масляный, C. – двухтрубный газовый, D, - газовый с выносной камерой
Типы и устройство амортизаторов
По конструктивному решению различают амортизаторы:
- С двухтрубной рабочей камерой . Принцип работы такого типа амортизатора сводится в том, что поршень находящийся в нутрии колбы при колебании перемещается пропуская амортизирующую жидкость сквозь спец каналы и выдавливает некоторую часть жидкости (масла) через клапан сжатия;
- Амортизаторы однотрубного типа . Конструкция такого типа состоит из рабочего цилиндра и корпуса одновременно. В таком амортизаторе жидкость и газ находятся в одном цилиндре с поршнем. В данном типе нет клапана сжатия, как в двухтрубном, по этому всю роботу по управлению сопротивлением при сжатии выполняет поршень. Однотрубные амортизаторы более точно держат авто на дорожном покрытии. Амортизаторы с отдельно вынесенной газовой камерой компенсации за пределы амортизатора в отдельный резервуар тоже является под видом однотрубного.
Проблемы с амортизаторами
Стойки амортизаторов автомобиля имеют несколько основных причин по которых выходят из строя - это неправильная установка и нарушение правил эксплуатации. В основном неопытные автовладельцы могут забыть затянуть гайку, поставить съемные чашки вверх ногами, забывают устанавливать пыльники, повреждают шток амортизатора пассатижами и т.п.
Проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться:
Способы определения проблем с амортизаторами и их решение
Разнообразие причин, по которым повреждается амортизатор достаточно много. Так, к примеру, разрыв сальника может быть вызван повреждением хромового покрытия штока или его коррозией. В практике ремонта автомобиля существует несколько способов как происходит диагностика амортизаторов :
Вышедшие из строя амортизаторы могут послужить причиной для быстрого износа механических узлов автомобиля: пружины подвески, рулевого механизма, дифференциала, быстрый износ шин, скорый выход из строя резиновых втулок подвески, ступичных подшипников, подвески и ШРУСов.
Узлы на которые пагубно влияют неисправные амортизаторы
Важность амортизатора в подвеске автомобиля
В основном водители мало уделяют внимания амортизаторам и считают их работоспособными до тех пор, пока преодолевая неровности, не слышится металлический удара, а колебания автомобиля быстро успокаиваются. Проверка состояния в основном, проводится лишь грубым методом раскачивая машины руками. Точно же определить характеристики амортизатора авто можно лишь на специальных стендах, в СТО.
Принципиально, амортизаторы предназначены для гашения вертикальных колебаний. Но нельзя забывать о влиянии амортизаторов на разгонную, тормозную динамику и маневрирование. При разгоне автомобиль приседает назад, нагружая задние и разгружая передние колеса, снижая их сцепление с дорогой. При торможении – наоборот; при маневрировании нагрузка смещается по сторонам автомобиля. Во всех случаях идеальным было бы состояние, при котором автомобиль сохранял бы горизонтальное положение. Задача амортизаторов - удержание колеса в постоянном контакте с дорогой, то есть, колесо должно как можно мягче и четче обогнуть препятствие и так же четко и быстро вернуться на дорогу, обеспечивая необходимое сцепление. Пружины или рессоры поддерживают вес автомобиля, остальное берут на себя амортизаторы.
При работе амортизатора необходимо предусмотреть множество вариантов и характеристик его функционирования. Реальная дорога имеет более сложное покрытие, чем в теории, автомобиль не всегда едет по прямой линии. Например, несколько последовательных кочек заставляют амортизатор работать прерывисто: не успев распрямиться, он снова должен работать на сжатие. Требуется обеспечить комфортное обрабатывание мелких неровностей, на крупных неровностях избежать полного сжатия амортизатора. Нужен компромисс между комфортом и управляемостью. Следующая проблема – теплообразование. Чем выше вязкость жидкости или меньше перепускные отверстия поршня, тем выше жесткость амортизатора и больше выделяется температуры при его работе. Отвод тепла – важная задача. Но и минусовая температура доставляет немало проблем. При большом минусе масло, находящееся внутри амортизатора, густеет, что делает амортизатор более жестким. Все решает правильный подбор масла. Следующий вопрос – аэрация. В современных амортизаторах наряду с маслом присутствует и газ, они могут смешиваться в процессе работы, масло при этом взбивается в пену. Пена, в отличие от масла, сжимается, что резко снижает эффективность демпфирования. Не менее важный вопрос – расположение амортизаторов. Наиболее выгодное, с точки зрения работы, место – как можно ближе к колесу, перпендикулярно плоскости подвески. Установка амортизатора под углом снижает его демпфирующую эффективность. Как в любой другой области, существуют различные конструкторские решения. По конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По архитектуре их делят на одно– и двухтрубные. По наполнению: жидкостные (гидравлические) и газовые (с гидравлическо-газовым подпором). Существуют и чисто газовые амортизаторы, в которых используется очень высокое давление газа (60 атм), но они встречаются редко.
Гидравлические двухтрубные амортизаторы – самый распространенный и дешевый тип. Они просты по конструкции и нетребовательны к качеству изготовления. Амортизатор состоит из двух трубок: рабочей колбы, где находится поршень, и внешнего корпуса, предназначенного для хранения избыточного масла. Поршень перемещается во внутренней колбе, пропуская масло через каналы и выдавливая часть масла через клапан, находящийся снизу колбы. Это клапан сжатия, он отвечает за перетекание масла в данном такте. Эта часть жидкости просачивается в полость между колбой и внешним корпусом, где сжимает воздух, находящийся при атмосферном давлении в верхней части амортизатора. При движении назад задействуются клапана самого поршня, регулируя усилие на отбой. Длительное время такая конструкция преобладала на рынке амортизаторов. Но годы эксплуатации выявили ряд ее недостатков. Основной минус - аэрация, особенно при интенсивной работе. Замена воздуха азотом улучшила ситуацию, но не решила проблему полностью. Кроме того, такие амортизаторы, имея двойной корпус, хуже охлаждаются, что отрицательно сказывается на их работе. С другой стороны, если делать их большего диаметра, можно повысить демпфирующие характеристики, снижая рабочее давление и, как следствие, температуру.
Гидропневматические (газово-масляные или «газовые», как их обычно называют, хотя это и не совсем так) амортизаторы имеют схожую конструкцию и принцип действия с обычными гидравлическими двухтрубными стойками. Основное отличие в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением там находится азот под давлением от 4 до 20 атм. Это так называемый газовый подпор. Давление газа может быть различным для разных условий эксплуатации автомобиля. Чем больше диаметр патрона, тем меньшее необходимо давление газового подпора. Оно может различаться также для передних и задних амортизаторов. Для чего нужен газовый подпор? Прежде всего, для борьбы с аэрацией. Под давлением газ не смешивается с маслом слишком активно, что улучшает работу амортизатора. Кроме снижения масляной аэрации, газовый подпор способствует поддержанию автомобиля, являясь дополнительным демпфером. То есть, даже если пружины уже сжались бы, газовый заряд в амортизаторе удерживает автомобиль, что положительно влияет на управляемость.
Однотрубные амортизаторы состоят из одной колбы, которая является рабочим цилиндром и корпусом одновременно. Работают они так же, как и двухтрубные, но газ находится в том же цилиндре и отделен от масла плавающим поршнем (так называемая схема De Carbon). Газ (азот) находится в своей камере, отделенной от масла, под высоким давлением (20–30 атм). Однотрубные амортизаторы не имеют нижнего клапана сжатия, как двухтрубные. Всю работу по управлению сопротивлением при сжатии и при отбое берет на себя поршень. Такие амортизаторы имеют высокие рабочие характеристики. Кроме того, они эффективнее охлаждаются, поскольку воздухом обдувается непосредственно рабочий цилиндр. Плюс, при тех же габаритах, что и двухтрубные амортизаторы, внутренний диаметр рабочей колбы и диаметр поршня будут больше. Это означает больший объем масла, более стабильные характеристики и лучшая теплоотдача. Есть и минусы. В отличие от двухтрубных, однотрубные амортизаторы более чувствительны к внешним воздействиям. Замятая колба приводит к замене стойки, тогда как двухтрубные защищены внешним цилиндром. Далее, высокая чувствительность к температуре. Чем она выше, тем выше давление газового подпора и амортизатор работает жестче. С другой стороны, однотрубные стойки можно устанавливать как угодно, поскольку газ плотно отделен от масла плавающим поршнем. При установке такого амортизатора штоком вниз уменьшаются неподрессоренные массы.
Можно встретить амортизаторы с надетой на них пружиной. Такой вариант конструкции не относится только к однотрубным стойкам. Так добавляется дополнительный упругий элемент, иногда он заменяет основную пружину. Такие конструкции часто имеют возможность регулировки клиренса автомобиля. Подкручивая особую винтовую гайку на корпусе амортизатора, поддерживающую пружину снизу, можно поднять или опустить автомобиль. Эволюцией однотрубных амортизаторов являются модели с выносной компенсационной камерой. Камера с газовым подпором вынесена за пределы самого амортизатора в отдельный резервуар. Такая конструкция позволяет, не увеличивая размеры самого амортизатора, увеличить объем газа и масла, что очень положительно влияет на температурный баланс и стабильность характеристик. Такие амортизаторы имеют больший рабочий ход. Но еще больший эффект от выносной камеры в том, что на пути масла, перетекающего из основного рабочего цилиндра в дополнительную камеру, можно установить систему клапанов, которые будут играть роль клапана сжатия, как в двухтрубной конструкции. Отделив друг от друга клапана, работающие на сжатие и отбой, можно заложить много диапазонов регулировки. Можно менять жесткость работы амортизатора для различных скоростей движения поршня. Иногда можно встретить и систему с набором перепускных клапанов. Кроме большого внешнего резервуара, амортизатор оснащен несколькими трубками, на концах которых находятся регулировочные головки. По этим трубкам масло перепускается из "над" и "подпоршневых" камер друг в друга. Регулируя эти перепускные каналы, можно получить нужные характеристики работы амортизатора на определенных положениях поршня (режимах работы). Такие амортизаторы чувствительны не только к скорости перемещения поршня, но и к его позиции внутри колбы. Наличие большего числа трубок, по которым проходит масло, способствует лучшему охлаждению.
Есть и другие варианты совершенствования конструкции. Например, компания Monroe, используя особые заостренные бороздки на стенках рабочей колбы, добивалась точной настройки характеристик амортизатора для спокойной и для активной езды. Нужно отметить и примеры регулируемых амортизаторов, построенных по двухтрубной газонаполненной схеме. Стандартные амортизаторы также обладают возможностью регулировки, но для этого их необходимо разбирать. А есть варианты конструкций, предлагающие внешнюю регулировку жесткости. Так, фирма Koni применяет особый регулировочный штырь, проходящий через шток. Загнутый конец этого штыря, поворачивая эксцентриковую шайбу, создает дополнительную нагрузку на нижние пластины, позволяя настроить усилие хода отбоя. Ряд фирм осуществляют регулировку жесткости работы амортизатора схожим образом, но с использованием системы перепускных каналов в штоке, отвечающих за протекание масла, минуя дроссель. Интересный вариант регулировки жесткости предлагает фирма Kayaba. На ее амортизаторах серии AGX используется клапан, расположенный сбоку амортизатора в нижней части стойки, также регулирующий перепускание масла в обход поршня. У конструкций с выносными резервуарами больше возможностей настройки, но все это механические системы, требующие остановки и ручной корректировки. Такой вариант мало подходит к современным серийным автомобилям, производители которых стремятся создать водителю и пассажирам максимальный комфорт и удобства. Для этих целей разрабатываются новые варианты амортизаторов, имеющих автоматические регулировки жесткости. Первые устройства представляли собой сложнейшие гидравлические системы, работающие под высоким давлением и регулирующие характеристики работы амортизаторов посредством изменения давления масла в рабочем цилиндре. В настоящее время им на смену пришли устройства, позволяющие изменять характеристики работы амортизаторов посредством электрических клапанов, как в ручном, так и в автоматическом режиме. В качестве примера можно привести систему CDC (Continuous Damping Control – непрерывный контроль демпфирования) фирмы ZF, использованную на автомобиле Opel Astra. Здесь применена схема обычного двухтрубного амортизатора с газовым подпором. Регулировка усилия на сжатие и отбой осуществляется посредством двух электромагнитных клапанов, установленных сбоку в нижней части амортизатора и внутри самого поршня. Процессорное управление отслеживает скорость, вертикальное ускорение каждого колеса, угол поворота руля и т. д., и регулирует жесткость по каждому из амортизаторов в отдельности. Есть и более изящная разработка. Компания General Motors представила магнитные амортизаторы на моделях Cadillac Seville и Chevrolet Corvette. Совместно с корпорацией Delphi была разработана система MRC (Magnetic Ride Control – магнитный контроль перемещения). В этой системе отсутствуют привычные способы регулировки усилия. Всю работу берет на себя магнито-реологическая жидкость. Эта жидкость работает, как в обычных амортизаторах, но под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными катушками, она меняет свою вязкость. Причем меняет с частотой 1000 раз в секунду, регулировка происходит мгновенно. Реакция системы занимает одну миллисекунду. Нет ни двигателей, ни соленоидов, ни клапанов. Такой магнитный амортизатор проще классических, но не дешевле. Виной тому высокая стоимость устойчивых к расслоению магнито-реологических жидкостей с широким температурным диапазоном работы. Возможно, будущее за подобной схемой. Упрощаются сам амортизатор и подвеска. Исключается необходимость в стабилизаторах поперечной устойчивости. Появляются потрясающие возможности контроля жесткости подвески.
Об амортизаторах и фирмах, их производящих.
Исправные амортизаторы. Не чувствуешь тряски и вибрации, да и шума в автомобиле меньше. Комфортно, словом, но это в данном случае не главное. Состояние амортизаторов сказывается на всем, что связано с автомобилем.
Неровное дорожное покрытие заставляет колесо вибрировать. Особенно так
называемые волны на асфальтобетоне, напоминающие стиральную доску, ну и,
разумеется, брусчатка, булыжник, железобетонные плиты и т.п. Если
амортизатор плох, то легко попадает в резонанс и колесо высоко
отскакивает от дорожного покрытия. Вывод – не стоит нестись на высокой
скорости по трамвайным путям (а ведь сколько автомобилистов мчатся по
полотну между рельсами, уложенному плитами усилиями солдат). Еще один
источник колебаний колеса и подвески в целом – это неправильная
балансировка колеса. Или, положим, колесо отбалансировано, но его трясет
из-за, к примеру, искаженной формы после удара, вздутия камеры, порыва
корда, налипшей грязи…
Вывод: плохие амортизаторы – это и ухудшенный разгон машины, и проблемы
с плавностью хода, торможением, прохождением поворотов и преодолением
подъемов и спусков – словом, все, что способно привести к аварии из-за
увеличившегося вследствие вибрации проскальзывания колес.
Тем не менее, не все автовладельцы воздают амортизаторам должное. Многие
из них накатывают сотни километров, не обращая внимания на отчаянный
стук спереди или сзади. Некоторым просто не хочется ехать в автосервис.
Между тем, самостоятельная проверка исправности амортизатора весьма
проста. Достаточно визуальным осмотром определить, нет ли потеков
жидкости на корпусе амортизатора, а затем интенсивно покачать автомобиль
по очереди за каждый угол, нажав на крыло или бампер три-четыре раза.
После этого кузов должен совершить лишь одно "возвратное” движение до
номинального уровня. Если же машина качается дольше или при этом слышны
отчетливые стуки, амортизатор можно считать неисправным и его стоит
заменить.
Наиболее распространены амортизаторы двух видов – гидравлические и
газо-гидравлические (часто их называют газонаполненными или просто
газовыми). В гидравлических амортизаторах гашение колебаний упругих
элементов подвески происходит просто за счет перетекания жидкости
(обычно это масло – его выбирают из-за повышенной вязкости) из одного
резервуара в другой и обратно через систему клапанов. В
газо-гидравлических также присутствует жидкость, однако она
предварительно "поджата” небольшим объемом газа, который, в отличие от
жидкости, имеет свойство сжиматься. К слову, у газо-гидравлических
амортизаторов есть "классический” недостаток, особенно ярко
проявляющийся на наших дорогах. При неизбежной тряске воздух вспенивает
масло и создает "воздушные ямы” в работе амортизатора. При интенсивной
же вибрации (знакомо, правда?) возникают воздушные пузырьки низкого
давления, что не только снижает эффективность работы амортизатора, но и
довольно быстро приводит его в негодность. Срабатывает эффект кавитации,
когда мелкие пузырьки просто разъедают стенки и другие детали
устройства.
В переднеприводных автомобилях, столь популярных сегодня, сосуществуют два принципиально разных вида амортизаторов – классические задние и передние, типа McPherson. McPherson – это амортизаторы с телескопической гидравлической передней стойкой довольно сложной конструкции.
Сегодня на рынке присутствует достаточно широкий выбор амортизаторов самых различных фирм-производителей. Причем производители стараются иметь в своем ассортименте амортизаторы для как можно большего числа популярных моделей машин и даже для разных стилей езды на них, различая, к примеру, "спортивный” и "комфортный” стиль вождения. Хотя, конечно, у каждой фирмы присутствует и определенная специфика. Итак, кто же сегодня основные игроки на этом рынке?
KAYABA
В Европе клиентами японского концерна Kayaba являются такие известные
производители, как Ford, Renault, Peugeot, Seat и другие. Концерн имеет
более семи тысяч сотрудников на разных континентах. Благодаря своим
прекрасным эксплуатационным характеристикам и относительно невысокой
цене, амортизаторы Kayaba уверенно обосновались на дорогах России,
Беларуси, Украины и стран Балтии. В нашей стране особенно популярен
газо-гидравлический амортизатор Ultra SR. В числе "изюминок”, присущих
Ultra SR – повышенные демпферные свойства, стабилизирующие сцепление с
дорогой и управляемость; высокие показатели при применении
низкопрофильных покрышек со стальным брекером; отсутствие затухания.
Стойка предназначена для амбициозных водителей со спортивным стилем
езды, которые, как известно, предъявляют весьма жесткие требования к
управляемости автомобиля.
KONI
Производство автомобильных амортизаторов является единственной
специализацией фирмы Koni. Во многих деталях эти амортизаторы отличаются
от продукции других производителей. Основное отличие – возможность
регулировки характеристик амортизатора. Разница между "нулевым”
положением при поставке с завода и положением "max” составляет 100%.
Этот запас может быть использован для адаптации амортизатора к различным
дорожным условиям в соответствии с индивидуальными требованиями
владельца автомобиля. Амортизаторы Koni пригодны практически для любого
автомобиля, для любого стиля вождения и для любых условий эксплуатации.
Фирма выпускает свыше 2500 моделей амортизаторов, при этом инженеры не
отдают предпочтения какой-либо одной конструктивной схеме: тип
амортизаторов подбирается в зависимости от конструкции подвески и
заданных условий эксплуатации автомобиля.
MONROE
Бельгийская компания Monroe (наверное, самое известное имя на рынке)
каждый год поставляет амортизаторы для миллионов автомобилей. Sensatrac
является последней серией в широком ассортименте амортизаторов. Только
компания Monroe предлагает изготовленные на заказ амортизаторы для 99%
автомобилей – от Alfa Romeo до Zastava. Амортизатор Sensatrac компании
Monroe разработан на хорошо проверенной технологии использования
давления газа, реализованной в модели Gazmatic. Новая система Monroe
базируется на большом прошлом опыте работы в области газовых
амортизаторов, которые обеспечивают точную и мгновенную реакцию при
езде. Sensatrac сочетает эти преимущества и добавляет новые достоинства
к рабочим характеристикам амортизаторов: приспособленность ко всем
условиям движения; улучшенное управление автомобилем; ускоренная реакция
при резких маневрах.
SACHS
Вот уже более 65 лет, как фирма SACHS является одним из крупнейших в
мире производителей амортизационной техники. Многолетний опыт,
применение новейших технологий и материалов, оригинальное решение
конструкторских задач дали возможность продукции с фирменным знаком
SACHS стать серийной на сборных конвейерах таких фирм, как Alfa Romeo,
Audi, BMW, Mercedes, Lada, Jaguar, Lancia, Peugeot, Saab, Skoda и многих
других. В стандартных амортизаторах с возрастанием нагрузки
пропорционально возрастает скорость движения штока. Рациональность же
амортизаторов SACHS продумана до мелочей – при росте нагрузки скорость
движения штока плавно растет до определенного момента, а затем
стабилизируется. Отсюда – долговечность и надежность, комфортность и
безопасность. Гарантия на все амортизаторы марки SACHS – один год,
независимо от пробега.
BOGE
Амортизаторы этой марки выпускаются в Германии и устанавливаются
преимущественно же на немецкие автомобили. По этой ли причине, или по
какой-то другой, но их продажи за пределами Европы достаточно
ограничены. Впрочем, у специалистов они пользуются крайне хорошей
репутацией.
GABRIEL
Эти амортизаторы производятся в США и во Франции, но объемы их
производства намного меньше, чем у других фирм, поэтому на рынке они не
особо распространены.
DELCO
Амортизаторы американского производства, соответственно, и
устанавливаются они в основном на машины американской сборки. Причем в
открытую продажу их поступает немного, основные потребители – сборочные
цеха. Эти амортизаторы известны своим очень высоким качеством, но, по
мнению специалистов, явно не предназначены для наших дорог. Их стихия –
хайвэи и автобаны с идеальным покрытием.
И напоследок: в последние годы в Турции и Польше освоили производство недорогих вкладышей в "патроны” передних стоек переднеприводных автомобилей. Качество их, конечно, можно долго обсуждать, но удобство очевидно. Да и цена делает такую покупку весьма привлекательной.
Возможно, не все знают, что устройство амортизатора предназначено не только для обеспечения плавности хода автомобиля и, тем самым, повышения его комфортности во время езды. Его основной задачей является обеспечение надёжного сцепления колес машины с дорожным покрытием во время движения. К сожалению, наши дороги не отличаются идеальной ровностью. Колёса и подвеска машины испытывают постоянные удары и толчки от ухабов, ям, камней. Это приводит к раскачиванию кузова и его тряске, вибрации. Колёса от этого теряют сцепление с дорогой, что приводит к снижению управляемости и безопасности движения. Амортизаторы как раз предназначены для уменьшения этого эффекта.
Чтобы избавиться от колебательного процесса, который возник в результате наезда колеса на неровность дороги, необходимо погасить энергию этих колебаний и чем-то её компенсировать. Современные амортизаторы решают это вопрос очень просто. Энергия колебаний уходит на прокачку рабочего вещества из одного замкнутого объёма в другой. Чаще всего таким рабочим веществом является специальное амортизаторное масло. Но существуют и газовые конструкции, а также их комбинации.
Устройств
Разные виды амортизаторов отличаются между собой видом рабочего вещества, способом его прокачки из одного объёма в другой, а также количеством и формой этих объёмов.
В целом, их можно разделить на три больших класса – гидравлические, газовые и комбинированные.
Двухтрубный
Самым простым и доступным является двухтрубный, представляющий собой два цилиндра, один из которых помещен внутрь другого. Рабочим веществом является амортизаторное масло, которое с помощью поршня, помещенного во внутренний цилиндр, прокачивается через специальные отверстия из одного цилиндра в другой. Эти отверстия находятся как во внутреннем цилиндре, так и в поршне. Таким образом, мы имеет два рабочих объёма, в которые проходит попеременная перекачка масла в зависимости от хода поршня (вверх или вниз). В процессе этой перекачки энергия колебаний переходит в тепло. Поршень закреплён на штоке амортизатора и рабочее положение для амортизаторов такого вида – вертикальное.
Плюсами этого вида является его простота, ценовая доступность, ремонтопригодность. К минусам можно отнести такие недостатки, как перегрев и возможность вспенивания рабочего вещества при интенсивной работе на очень неровной дороге при движении на высокой скорости.
Однотрубный
В однотрубной конструкции обычно используется газ под высоким давлением до 30 атмосфер. Газ отделён от амортизаторного масла и поршня другим плавающим поршнем. Отверстия для прокачки масла находятся только в рабочем поршне. Как следствие, в такой конструкции снижаются габариты и вес. Он лучше охлаждается, благодаря отсутствию наружной рубашки, как у двухтрубных. Обладает хорошими эксплуатационными качествами, лучше «держит» дорогу. Для них тип установки не имеет значения. Они могут устанавливаться штоком вниз.
В то же время, любое внешнее повреждение цилиндра может привести к заклиниванию поршня и выходу амортизатора из строя. Также они чувствительны к температуре внешней среды. Высокая температура приводит к повышению давления газа и, как следствие, увеличивается жесткость. Низкая температура, наоборот, способствует увеличению мягкости хода.
Газомасляный
Газомасляный комбинированный вид в настоящее время находит все большее применение, сочетая в себе повышенную работоспособность и высокие характеристики однотрубной конструкции с простотой и надёжностью двухтрубной. 
По своей сути, это тот же двухтрубный амортизатор, только в нём вместо воздуха присутствует под небольшим давлением до 3 атмосфер газ, препятствующий вспениванию масла.
Следует также отметить присутствие на рынке конструкций друхтрубных и однотрубных амортизаторов с надетой на них дополнительной пружиной и регулировочной гайкой. Подтягивая или ослабляя эту гайку, можно регулировать .
Газовый с выносной камерой
Существуют также газовые амортизаторы с компенсационной камерой, находящейся вне. 
Газовый амортизатор с выносной камерой позволяет увеличить объём масла и газа без увеличения габаритов амортизатора. Благодаря такому решению появляется возможность увеличить рабочий ход штока, установить дополнительные системы клапанов для масла, текущего из рабочего цилиндра в выносную камеру.
Это дает большие возможности регулировки жесткости при необходимости.
Как видим, существует достаточно много видов и конструкций амортизаторов. У каждого из них имеются свои положительные качества и свои недостатки. Выбор сделать непросто. Рекомендую в первую очередь учитывать состояние дорог, тип привода машины, манеру езды, условия эксплуатации. Счастливой дороги!
Видео «Что такое амортизаторы для автомобиля»
На записи мужчина рассказывает о том, как делают амортизаторы для автомобиля и для чего они нужны.
Каждый водитель знает, что амортизатор является важным элементом подвески транспортного средства. Современные амортизаторы отвечают и за уровень комфорта во время поездки, и за безопасность передвижения машины. Для того чтобы понять, как выбрать амортизаторы для автомобиля, нужно детально рассмотреть устройство этого механизма и принцип его действия.
Принцип действия амортизатора
Изобретение амортизатора позволило производителям автомобилей отказаться от использования рессорной подвески, которая ранее активно применялась в конструкции четырехколесных средств передвижения. Амортизаторы играют роль гасителей колебаний автомобильного кузова, возникающих в процессе езды по неровному дорожному покрытию. Благодаря работе амортизаторов все колеса машины под действием массы кузова, равномерно распределяемой на подвеску автомобиля, свободно перемещаются вниз и вверх относительно движущегося транспортного средства. Вследствие исправной работы амортизаторов каждое из колес автомобиля имеет непрерывный контакт с поверхностью дороги, даже если автомобилю приходится ехать по неровному покрытию. Выход амортизатора из строя гарантирует немедленное ухудшение общей управляемости машины. Автомобиль с испорченными амортизаторами подпрыгивает на незначительных неровностях даже при скорости, не превышающей 20 – 30 км/ч.
Устройство амортизатора
Две системы клапанов в гидравлических амортизаторах способствуют тому, что процесс демпфирования протекает достаточно мягко. В амортизаторах высокого давления азот и масло находятся в разных отсеках одного напорного цилиндра, разделенного клапаном на две части. Поджатый клапан штока быстро реагирует на различные неровности дорожного полотна.
В случае резкого перемещения поршня в гидравлическом амортизаторе высока вероятность образования кавитационных пузырьков, которые в результате смешивания с маслом могут свести к минимуму эффект демпфирования.
Наполненные газом амортизаторы не имеют подобной проблемы. Именно поэтому их, в отличие от гидравлических, в процессе монтажных работ можно переворачивать.
Какой тип амортизаторов выбрать
Во время выбора амортизаторов следует помнить, что одна и та же машина будет себя вести совершенно по-разному с разными амортизаторами. Вследствие этого выбирать следует исходя из личных предпочтений водителя, из стиля его езды и из состояния дорожного покрытия, по которому большую часть времени будет передвигаться транспортное средство.
Основные типы амортизаторов и их особенности
- Амортизаторы масляные (гидравлические) двухтрубные. Имеют наиболее простую конструкцию, которая обеспечивает высокую степень их надежности. Автомобиль, на котором они установлены, отличается высокой плавностью хода, позволяющей водителю и пассажирам во время поездки чувствовать себя достаточно комфортно. Значительным недостатком масляных амортизаторов является их плохая приспособленность к движению по плохим участкам автомобильных дорог. При скоростной езде по неровному дорожному покрытию скорость перемещения поршня существенно возрастает, что приводит к его перегреву и к появлению кавитационных пузырьков. В результате этого процесса рабочее вещество масляных амортизаторов вспенивается, и пружинящие свойства механизма пропадают. Вывод: масляные амортизаторы лучше всего применять в автомобиле, который часто используется для длительных поездок по трассам, имеющим хорошее дорожное покрытие.
- Газовые однотрубные амортизаторы. В таких механизмах роль рабочей камеры играет корпус самого устройства. В качестве рабочего тела в газовых амортизаторах используются следующие вещества: азот (закачивается в нижнюю часть) и масло (закачивается в верхнюю часть). Благодаря тому, что в конструкции однотрубных амортизаторов не предусмотрено наличие рабочей камеры, в их корпуса удается поместить гораздо больший объем рабочих тел, не увеличивая при этом стандартный размер амортизатора. К преимуществам газовых амортизаторов можно отнести хорошую теплоотдачу, которая позволяет эффективно охлаждать рабочий цилиндр и избегать его перегрева. Эта особенность гарантирует стабильную работу устройства, и отсутствие вероятности вспенивания масла. Кроме того, однотрубные газовые амортизаторы обладают меньшим весом, чем двухтрубные, и их конструкция позволяет осуществлять их монтаж вверх ногами. Недостаток заключается в том, что в случае повреждения корпуса однотрубный амортизатор сразу выходит из строя, т.к. его поршень лишается возможности свободно перемещаться внутри устройства. Вывод: газовые однотрубные амортизаторы целесообразно устанавливать на транспортное средство, которое планируется использовать для передвижения на высоких скоростях по достаточно неровной дороге.
- Газо-масляные амортизаторы, имеющие двухцилиндровую конструкцию. В полость их корпуса обычно закачивается азот, аккумулирующий давление и препятствующий закипанию масла. От гидравлических элементов подвески такие амортизаторы отличаются более жесткой реакцией на неровности дорожного покрытия, увеличенным эксплуатационным сроком и большей стоимостью. Вывод: двухтрубные газо-масляные амортизаторы предназначены для регулярной езды по плохим дорожным покрытиям.
- Амортизаторы с автоматической электронной, гидравлико-механической или магнитной регулировкой. Они имеют более сложную конструкцию, за счет которой достигается плавность хода машины. Кроме того, визитной карточкой автоматических амортизаторов можно назвать их тихую работу. Такие амортизаторы стоят на порядок дороже, чем описанные выше элементы подвески, за счет способности выдерживать нагрузки, которые автомобиль получает при движении на большой скорости по ухабистым дорогам.
- Пневматические амортизаторы – наиболее дорогие представители механизмов двустороннего действия. Благодаря передовым технологиям, применяемым при их производстве, пневмоамортизаторы способны эффективно удерживать кузов транспортного средства при езде по неровным дорогам, и изменять величину дорожного просвета (клиренса) в зависимости от скорости передвижения автомобиля и состояния загородной трассы. Вывод: пневматические амортизаторы – это элемент тюнинга, который подчеркивает статус машины и способствует комфортной езде по различным типам автомобильных дорог.
Видео
Об отличительных особенностях амортизаторов вы можете узнать ниже:
