Строение амортизатора: Амортизаторы автомобиля: отличия, преимущества и недостатки

Строение амортизатора

Строение двухтрубного телескопического амортизатора. Сопротивление колебаниям в нем создается в результате перекачивания жидкости через калиброванные отверстия в его клапанах. При увеличении скорости относительных перемещений моста и несущей конструкции автомобиля резко возрастает сопротивление амортизатора. Амортизаторы заполняют специальной жидкостью, вязкость которой мало зависит от температуры окружающей среды. Колебания несущей конструкции состоят из хода сжатия, когда несущая конструкция и мост сближаются, и хода отдачи, когда несущая конструкция и мост расходятся. Сопротивление амортизатора имеет двухстороннее действие. Ходы сжатия и отдачи неодинаковы. Так, сопротивление при ходе сжатия составляет 20—25 % сопротивления хода отдачи, так как необходимо, чтобы амортизатор гасил в основном свободные колебания подвески при ходе отдачи и не увеличивал жесткость упругого элемента при ходе сжатия.
Рабочий цилиндр амортизатора и часть окружающего его корпуса резервуара заполнены жидкостью. Внутри цилиндра помещен поршень со штоком, к концу которого приварена проушина крепления с балкой моста или рычагами колеса. Сверху рабочий цилиндр закрыт направляющей штока, а снизу днищем, являющимся одновременно корпусом клапана сжатия. В поршне по окружностям разного диаметра равномерно расположены два ряда отверстий. Отверстая на большом диаметре закрыты сверху перепускным клапаном отдачи. Отверстия на малом диаметре закрыты снизу дисками клапана отдачи, поджатого пружиной.

В нижней части цилиндра запрессован корпус клапана сжатия, состоящий из перепускного клапана сжатия, дисков клапана и пружины. В корпусе клапана сжатия, аналогично клапану отдачи, имеются два ряда отверстий, расположенных по окружностям большого и малого диаметра. Отверстия на большом диаметре закрыты сверху перепускным клапаном, а отверстия на малом диаметре закрыты снизу дисками клапана сжатия.
Во время плавного хода сжатия подвески шток и поршень, опускаясь вниз, вытесняют основную часть жидкости из подпоршневого пространства в надпоршневое через перепускной клапан отдачи, имеющий слабую пружину и незначительное сопротивление. При этом часть жидкости, равная объему штока, вводимого в рабочий цилиндр через отверстия клапана сжатия, перетекает в полость резервуара.
При резком ходе сжатия и большой скорости движения поршня от большого давления жидкости клапан сжатия открывается на большую величину, преодолевая сопротивление пружины, вследствие чего уменьшается сопротивление протеканию жидкости.
Во время хода отдачи поршень движется вверх и сжимает жидкость, находящуюся под поршнем. Перепускной клапан отдачи закрывается, и жидкость через внутренний ряд отверстий и клапан отдачи перетекает в пространство под поршнем. Необходимое сопротивление амортизатора создается жесткостью пружины дискового клапана отдачи. При этом часть жидкости, равная объему штока, выводимого из цилиндра, через отверстия наружного ряда и перепускной клапан сжатия из резервуара перетекает в рабочий цилиндр.
При резком ходе отдачи жидкость открывает клапан отдачи на большую величину, преодолевая сопротивление своей пружины. Сопротивление амортизатора определяется размерами отверстий в корпусах клапанов отдачи и сжатия и усилиями их пружин.

 

 

Строение телескопического амортизатора:

1 — проушина; 2 — гайка резервуара; 3 — уплотнительная манжета штока; 4— уплотнительная манжета обоймы; 5 — перепускной клапан отдачи; 6 — отверстие наружного ряда; 7— клапан отдачи; 8, 11 и 22 — пружины; 9 — перепускной клапан сжатия; 10— клапан сжатия; 12— гайка; 13 — отверстие перепускного клапана; 14 — поршень; 15 — отверстие внутреннего ряда; 16— поршневое кольцо; 17— корпус резервуара; 18— рабочий цилиндр; 19— шток поршня; 20— направляющая штока; 21 — уплотнительная манжета; 23 — обойма уплотнительной манжеты; 24 — войлочные уплотнительные манжеты штока; а — отверстие для слива жидкости в резервуар; А — полость резервуара.{jcomments on}

Амортизаторы. Устройство и принцип действия

Амортизаторы передней и задней подвесок колес автомобиля предназначены для гашения колебаний кузова на упругих элементах при движении по неровностям дороги.

Принцип действия гидравлического амортизатора основан на перетекании жидкости из одной полости амортизатора в другую через малые проходные сечения, в результате чего амортизатор развивает сопротивление, поглощающее энергию колебательного движения. Сопротивление, развиваемое в переднем амортизаторе, при растяжении примерно в 3 раза больше сопротивления при его сжатии. Эти амортизаторы являются амортизаторами двухстороннего действия. Они гасят колебания как при ходе сжатия подвески (когда колесо приближается к кузову), так и при ходе отдачи (колесо отдаляется от кузова).

Гидравлические амортизаторы обеих подвесок телескопического типа, по принципу работы совершенно одинаковые и отличаются габаритными размерами, рабочей характеристикой клапанов отдачи (усилие растяжения в переднем амортизаторе в 2 раза больше), способом крепления (верхний конец заднего амортизатора имеет ушко) и отсутствием кожуха па переднем амортизаторе.

На рисунке показаны совмещенные разрезы переднего и заднего амортизаторов. В дальнейшем, при описании конструкции амортизаторов и их работы, иногда после порядкового номера детали в тексте будет помещен в скобках другой номер. Это будет повторяться лишь в тех случаях, когда одноименные детали переднего и заднего амортизаторов различные.

Устройство амортизатора

Амортизатор состоит из стального резервуара 4 (29), соединенного сваркой с нижней монтажной проушиной 1; внутри резервуара свободно помещен рабочий цилиндр 13 (30), изготовленный из стальной трубы. Снизу в рабочий цилиндр запрессован (до упора в торец) клапан сжатия, который состоит из корпуса 2, вставленного в него клапана 39 с пружиной 40 и седла 3 клапана. Седло клапана ввертывается в корпус; его положение подбирается заранее по заданной гидравлической характеристике клапана сжатия, а затем контрится ограничительной гайкой 38, которая, в свою очередь, имеет буртик, служащий упором пружинной звездочки 6, поджимающей к плоскости клапана сжатия тарелку 5 впускного клапана.

Рис. Амортизаторы подвесок колес автомобиля:
а — передний; б — задний; 1 — нижняя монтажная проушина; 2 — корпус клапана сжатии; 3 — седло клапана сжатия; 4 — резервуар переднего амортизатора; 5 — тарелка впускного клапана; 6 — звездочка впускного клапана; 7 — регулировочная шайба; 6 — пружина клапана отдачи переднего амортизатора; 9 — диск клапана отдачи; 10 — дроссельный диск клапана отдачи переднего амортизатора; 11 — звездочка перепускного клапана; 12 — ограничительная тарелка; 13 — рабочий цилиндр переднего амортизатора; 14 — шток переднего амортизатора; 15 — направляющая штока; 16 — пружина сальника; 17 — сальник резервуара; 18 — обойма сальника; 19 — обойма сальников; 20 — замочное кольцо переднего амортизатора; 21 — упорное кольцо переднего амортизатора; 22 — верхняя монтажная проушина; 23 — шток заднего амортизатора; 24 — гайка резервуара; 25 — нажимная шайба; 26 — войлочный сальник штока; 27 — резиновый сальник штока; 28 — кожух заднего амортизатора; 29 — резервуар заднего амортизатора; 30 — рабочий цилиндр заднего амортизатора; 31 — тарелка перепускного клапана; 32 — поршень; 33 — дроссельный диск клапана отдачи заднего амортизатора; 34 — тарелка клапана отдачи; 35 — регулировочная шайба клапана отдачи; 36 — пружина клапана отдачи заднего амортизатора; 37 — гайка клапана отдачи; 38 — ограничительная гайка впускного клапана; 39 — клапан сжатия; 40 — пружина клапана сжатия

Шток 14 (23) изготовлен из углеродистой стали. Рабочая поверхность штока 14 переднего амортизатора покрыта слоем хрома и отполирована. Шток 23 заднего амортизатора отполирован без покрытия слоем хрома. На верхнем конце штока 14 переднего амортизатора прорезана выточка под замковое кольцо 20, которое фиксирует упорное кольцо 21.

Верхний конец штока 23 заднего амортизатора приварен контактной сваркой к верхней монтажной проушине 22, а к фланцу проушины приварен кожух 28, защищающий шток и сальники от прямого попадания грязи и влаги. На нижнем конце штока гайкой 37 укреплен поршень 32 с деталями клапана отдачи и перепускного клапана.

Клапан отдачи включает дроссельный диск 10 (33), перекрывающий восемь отверстии поршня, расположенных по окружности ближе к его оси, диск 9, набор тонких регулировочных шайб 35, тарелку 31, тарированную пружину 8 (36), гайку 37, завернутую До упора, и комплект регулировочных шайб 7.

Перепускной клапан

состоит из ограничительной тарелки 12 с шайбой, пружинной звездочки 11 и тарелки 31, закрывающей перепускные отверстия поршня, расположенные по окружности дальше от его оси.

Сверху рабочий цилиндр закрыт направляющей 15 штока, изготовленной из цинкового сплава. Внутри направляющей помещена металлокерамическая втулка, по которой перемещается шток. Войлочный сальник 26, расположенный под гайкой резервуара, защищает внутреннюю полость от проникновения грязи, а внутренний резиновый сальник 27, установленный в обойме 19 и поджимаемый пружиной 16 через обойму 18, препятствует выходу жидкости из амортизатора. Для уплотнения резервуара между обоймой и направляющей штока размещен уплотняющий сальник 17, который сжимается через фибровую шайбу 25 при завертывании гайки 24.

Принцип действия амортизатора

При плавном сжатии амортизатора жидкость, находящаяся под поршнем, испытывает сжатие, однако ввиду практической несжимаемости она вынуждена перетекать из полости В рабочего цилиндра в полость меньшего давления. Жидкость движется в двух направлениях. Большая часть жидкости перетекает через восемь отверстий К, приподнимая при этом тарелку перепускного клапана, прижатую слабой пружинной звездочкой, в полость Л (движение жидкости показано на рисунке а тонкими стрелками). Жидкость, вытесняемая из полости В, не полностью перетекает в полость А; часть ее, равная объему вводимого в амортизатор штока, выходит в полость С через два паза Т в корпусе клапана сжатия.

При резком нажатии на шток давление жидкости под поршнем в полости В возрастает, вследствие чего клапан сжатия открывается и сжимает пружину (движение жидкости показано жирными стрелками). Жидкость перетекает в верхнюю полость А рабочего цилиндра так же, как при плавном ходе сжатия. Перепускной клапан при ходе сжатия практически не влияет на гидравлическое сопротивление, развиваемое амортизатором. Требуемое сопротивление, необходимое при резком сжатии, обеспечивается клапаном сжатия.

При обратном ходе, т.е. при перемещении поршня вверх (ход отдачи), жидкость из верхней полости А рабочего цилиндра через отверстия П в поршне и четыре выреза Н дроссельного диска (дроссельный диск заднего амортизатора имеет шесть вырезов) перетекает в нижнюю полость В рабочего цилиндра. Объем жидкости, вытесняемый из полости А, меньше освободившегося объема полости В под поршнем на величину объема штока, извлеченного из амортизатора. Освободившийся объем заполняется жидкостью, поступающей из полости С через отверстия Р клапана сжатия, приподнимает при этом тарелку впускного клапана, прижатую в плоскости клапана сжатия лапками слабой пружинной звездочки (движение жидкости показано на рисунке б тонкими стрелками).

При ходе отдачи, когда кузов автомобиля подбрасывается на упругих элементах подвесок колес вверх, давление над поршнем в полости А рабочего цилиндра возрастает. Жидкость через отверстия П в поршне давит на диски клапана отдачи и отгибает их. Одновременно сжимается пружина клапана, подпирающая диски, а проходное сечение для перетекания жидкости увеличивается. Требуемое гидравлическое сопротивление для гашения колебаний при ходе отдачи обеспечивается тарированной пружиной клапана отдачи. Полость В при резкой отдаче заполняется так же, как и при плавном движении поршня. Впускной клапан не оказывает существенного влияния на гидравлическое сопротивление при работе амортизатора; он предназначен для свободного впуска жидкости в полость В.

Рис. Схема работы амортизатора:
а — сжатие; б — растяжение

Конструкция и устройство стойки амортизатора авто

Правильный подбор амортизаторов в настройке подвески автомобиля – процесс сложный и компромиссный. Близкая к спортивным характеристикам жесткая подвеска гарантирует минимальные крены и желаемый контакт с дорожным покрытием. И это хорошо.

Думая о настройке подвески, надо временно абстрагироваться от брендов и рекламных кампаний. Прежде всего надо решить, какой тип амортизаторов соответствует персональному концепту вашего драйва. Академические понятия функциональности амортизатора звучат весьма определенно – гасить вертикальные колебания. Кроме того, нельзя забывать и о влиянии амортизаторов на разгонную и тормозную динамику. Так, при разгоне автомобиль «приседает» назад, нагружая задние и разгружая передние колеса, снижая тем самым их сцепление с дорогой. При торможении наблюдается обратная картина. Основная нагрузка ложится на передние колеса, а задние лишь слегка притормаживают. И в той и в другой ситуации идеальным было бы состояние, при котором автомобиль сохранял бы свое нормальное «горизонтальное» положение. Примерно та же картина и при маневрировании, но здесь нагрузка смещается не по осям, а по сторонам автомобиля.
Резюмируя, можно сказать, что главной задачей амортизаторов является удержание колеса в постоянном контакте с дорогой во избежание потери контроля над автомобилем. Для чего колесо должно как можно мягче и четче обогнуть препятствие и так же четко и быстро вернуться на дорогу, обеспечивая необходимое сцепление. Современные тенденции сводятся к тому, что, к примеру, пружины или рессоры лишь поддерживают вес автомобиля. Всю остальную работу берут на себя именно амортизаторы, как более точный инструмент. Вот почему так важен их правильный выбор.
При работе амортизатора необходимо предусмотреть множество различных вариантов и характеристик его функционирования. Ведь дорога имеет куда более сложное покрытие, чем в теории, да и автомобиль едет не всегда по прямой. Нюансов очень много. К примеру, несколько последовательных кочек заставляют его работать прерывисто: не успев толком распрямиться, амортизатор снова должен работать на сжатие. Нужно обеспечить и комфортное обрабатывание мелких неровностей, а на крупных избежать полного сжатия амортизатора, грозящего его пробоем. Здесь, как нигде более, важен компромисс – оптимальный баланс между комфортностью и точной управляемостью.
Следующая большая проблема – теплообразование. И чем выше вязкость жидкости или меньше перепускные отверстия поршня, тем выше жесткость амортизатора и больше выделяется температуры при его работе. Отвод тепла – очень важная задача. Но и минусовая температура доставляет немало проблем. При большом минусе масло, находящееся внутри амортизатора, может загустеть, что сделает амортизатор более жестким. Характеристики могут меняться до нескольких десятков процентов. В данном случае все решает правильный подбор масла.

Далее вопрос – аэрация. Поскольку в современных амортизаторах наряду с маслом присутствует и некий газ, они могут смешиваться в процессе работы, и масло превращается в пену. А поскольку пена, в отличие от масла, может быть сжата, это резко снижает эффективность демпфирования.

Не менее важный вопрос – расположение амортизаторов. Наиболее выгодное, с точки зрения работы, место – как можно ближе к колесу, точно перпендикулярно плоскости подвески. Установка амортизатора под углом (как это часто бывает) снижает его демпфирующую эффективность (отклонение от перпендикуляра подвески +/– 50 О – эффективность амортизатора 68%). Все вышесказанное возводит амортизаторы с позиции банального (с точки зрения простого обывателя) автомобильного узла в сложнейшую и многогранную науку. И как в любой другой области, здесь также существуют различные конструкторские и компоновочные решения поставленных задач. По своей конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По архитектуре их принято делить на одно– и двухтрубные. По наполнению: жидкостные (гидравлические) и газовые (с гидравлическим газовым подпором). Существуют и чисто газовые амортизаторы, в которых используется очень высокое давление газа (порядка 60 атм), но они не столь распространены.

Принципиальная схема двухтрубного гидравлического амортизатора

1. газовая полость
2. компенсационная полость
3. полости рабочего цилиндра
4. донные клапаны
5. поршневые клапаны
6. поршень
7. цилиндр
8. корпус
9. шток поршня

Гидравлические двухтрубные амортизаторы– некогда самый распространенный и дешевый тип демпфирующих стоек. Они довольно просты по конструкции и не столь требовательны к качеству изготовления. Состоит такой амортизатор из двух трубок: рабочей колбы, где и находится поршень, и внешнего корпуса, предназначенного для хранения избыточного масла. Поршень перемещается во внутренней колбе, пропуская масло через собственные каналы и выдавливая часть масла через клапан, находящийся снизу колбы. Этот клапан иногда называют клапаном сжатия, поскольку зачастую он отвечает за перетекание масла именно 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 именно такая конструкция превалировала на рынке амортизаторов. Но годы эксплуатации выявили ряд ее недостатков. Основным минусом является вышеупомянутая аэрация. Особенно при интенсивной работе такого амортизатора. Замена воздуха азотом (азот, будучи инертным газом, не давал деталям амортизатора корродировать, в отличие от воздуха) несколько улучшила его работу, но не решила проблему полностью. Кроме того, такие амортизаторы, имея фактически двойной корпус, хуже охлаждаются, что также отрицательно сказывается на их работе. С другой стороны, если делать их большего диаметра, удается повысить демпфирующие характеристики, одновременно снижая рабочее давление и, как следствие, температуру.

Гидравлика + газ

Такие гидропневматические амортизаторы имеют схожую конструкцию и принцип действия с обычными гидравлическими двухтрубными стойками. Основное отличие в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением находится инертный газ (чаще азот) под некоторым давлением (от 4 до 20 атм и более, в зависимости от назначения). Это и есть так называемый газовый подпор. Значение давления газа может быть различным для разных условий эксплуатации автомобиля. Кстати, чем больше диаметр патрона, тем меньшее необходимо давление газового подпора. Оно может различаться также для передних и задних амортизаторов.

Чем же помогает газовый подпор? Прежде всего – пресловутая аэрация. Будучи под давлением, газ не смешивается с маслом столь сильно, как в предыдущем случае, улучшая работу амортизатора. Но полностью данная проблема не решена и здесь. Кроме снижения аэрации масла, газовый подпор способствует поддержанию автомобиля, выполняя роль дополнительного демпфера. То есть, даже если пружины уже сжались бы, газовый заряд в амортизаторе удерживает правильное положение автомобиля, что положительно влияет на его управляемость. Такой конструктивный подход позволяет инженерам более гибко подходить к настройкам работы амортизатора, делая его более универсальным, чем обычные гидравлические.

Общая проблема всех двухтрубных амортизаторов – невозможность установки «вверх ногами». Этому мешает наполняющий их газ.

Одна труба

1. клапан сжатия
2. разделительный поршень
3. газовая полость
4. клапан отдачи
5. поршень
6. полость с рабочей жидкостью
7. шток поршня

Такие амортизаторы, как следует из названия, имеют лишь одну колбу, которая является и рабочим цилиндром, и корпусом одновременно. Работают они так же, как и двухтрубные, но в данной конструкции газ находится в том же цилиндре и отделен от масла особым плавающим поршнем (так называемая схема De Carbon). Газ (чаще азот) находится в своей камере, отделенной от масла, под высоким давлением (20–30 атм).

Однотрубные амортизаторы не имеют нижнего клапана сжатия, как двухтрубные. Это означает, что всю работу по управлению сопротивлением и при сжатии, и при отбое берет на себя поршень. В этой связи, несмотря на кажущуюся простоту этого узла, подбор его конструкции, размера, формы и количества отверстий является весьма сложной задачей. В целом такие амортизаторы имеют высокие рабочие характеристики. Они еще точнее держат автомобиль, способствуя лучшей управляемости. Кроме того, они эффективнее охлаждаются, поскольку воздухом обдувается непосредственно рабочий цилиндр. Плюс к этому в тех же габаритах, что и двухтрубные амортизаторы, внутренний диаметр рабочей колбы будет больше, равно как и диаметр поршня. Это означает больший объем масла, более стабильные характеристики и, опять же, лучшая теплоотдача.

Но есть и минусы. В отличие от своих двухтрубных «коллег», однотрубные более уязвимы от внешних повреждений. Замятая колба однозначно приводит к замене стойки, тогда как двухтрубные имеют своего рода страховку, или, если можно так назвать, щит в виде внешнего цилиндра. К минусам можно отнести также высокую чувствительность однотрубных амортизаторов к температуре. Чем она выше, тем выше давление газового подпора и жестче работает амортизатор. С другой стороны, однотрубные стойки можно устанавливать как угодно, поскольку газ плотно отделен от масла плавающим поршнем. Кстати, именно это обстоятельство позволяет автопроизводителям, устанавливая такой амортизатор штоком вниз, снижать неподрессоренные массы.

Здесь же нужно сказать и о том, что часто можно встретить амортизаторы с надетой на них пружиной. Этот вариант конструкции не относится исключительно к однотрубным стойкам. Просто так добавляется дополнительный упругий элемент, а порой он и вовсе 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, соответственно поджав либо отпустив пружину.

Своего рода эволюциейоднотрубных амортизаторовявляются «однотрубники» с выносной компенсационной камерой. В них камера с газовым подпором вынесена за пределы самого амортизатора в отдельный резервуар. Такая конструкция позволяет, не увеличивая размеры самого амортизатора, увеличить объем и газа, и масла, что серьезно влияет на температурный баланс (они более эффективно охлаждаются) и стабильность характеристик. Плюс к этому имеют больший рабочий ход. Но еще больший эффект от выносной камеры в том, что на пути масла, перетекающего из основного рабочего цилиндра в доп. 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, например малую, среднюю и большую. И позиций таких регулировок может быть 10 и более. Порой можно встретить и весьма экстравагантную систему с набором перепускных клапанов. Кроме большого внешнего резервуара, амортизатор облеплен несколькими трубками, на концах которых находятся регулировочные головки под гаечный ключ или отвертку. 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 режимах или, если быть точным, положениях поршня. То есть такие амортизаторы чувствительны не только к скорости перемещения поршня, но и к его позиции внутри колбы. Кроме этого, наличие большего числа трубок, по которым проходит масло, способствует лучшему его охлаждению.

Дата публикации: 21. 03.2021 18:08

устройство, виды, особенности и подбор амортизаторов

Амортизатор – это демпфирующее устройство, которое используется на автомобиле для того, чтобы эффективно поглощать толчки и удары, гасить колебания и т.д.  Также амортизатор (стойка автомобиля) позволяет прижимать колесо к дороге при езде по нервностям, тем самым улучшая сцепные свойства, повышая эффективность торможения, устойчивость автомобиля и т.д.

Сегодня существует несколько видов и типов амортизаторов, которые отличаются не только в зависимости от оси, на которой они стоят (амортизаторы передние или задние амортизаторы), но и в конструктивном плане.

Далее мы рассмотрим, что такое амортизатор и какое устройство амортизатора автомобиля. Так в рамках статьи отдельно сделан акцент на том, какие бывают амортизаторы на авто, виды стоек, чем они отличаются, а также рассмотрены преимущества и недостатки различных типов стоек и т.д.

Содержание статьи

Автомобильные амортизаторы задние и передние: что нужно знать

Начнем с того, что сегодня можно выделить несколько типов автомобильных амортизаторов. При этом важно понимать, что они имеют между собой как конструктивные отличия, так и достаточно сильно отличаются в плане эффективности и функциональности. Давайте разбираться.

• Прежде всего, назначение амортизаторов сводится к тому, чтобы гасить удары и колебания, которые передаются при движении автомобиля на кузов. Амортизаторы или стойки работают в связке с другими упругими элементами подвески автомобиля (например, пружины, сайлентблоки, стабилизаторы устойчивости и т.д.).

Так или иначе, благодаря амортизаторам удается заметно улучшить плавность хода авто, избавиться от раскачки (как продольной, так и поперечной), добиться лучшей управляемости и устойчивости автомобиля на дороге.

• Теперь перейдем к устройству. Если просто, любой амортизатор работает на сжатие и отбой. Первыми на авто стали широко использоваться гидравлические амортизаторы. При этом поршневые масляные амортизаторы телескопического типа, основанные на принципе жидкостного трения, используются  и сегодня.

С учетом того, что на машинах повсеместно устанавливается телескопический амортизатор, так что остановимся на данном типе более подробно. В двух словах, работает такой амортизатор за счет того, что жидкость (масло) перетекает из одной полости в другую через специальные калиброванные отверстия. Фактически, телескопические стойки работают за счет вытеснения жидкости поршнем через калиброванные отверстия.

В зависимости от того, какое усилие испытывает поршень и в каком режиме работает стойка, жидкость будет вытесняться через отверстия с разным диаметром. Энергия жидкостного трения при работе стойки преобразуется в тепловую, а общий принцип работы позволяет гасить колебания. Причем стойка работает как на сжатие, так и на отбой.

• Идем далее. Как правило, автолюбители не всегда уделяют внимание типам амортизаторов. При этом важно понимать, что между ними есть существенные отличия. Дело в том, что амортизатор подвески  может быть  не только передним или задним, но и однотрубным, двухтрубным или комбинированным, а также масляным, газовым или газомасляным (стойка газ/масло). 

Получается, если нужно купить задние амортизаторы или передние, а также все 4 стойки на автомобиль, важно учитывать особенности и отличия каждого типа. Более того, если тот или иной тип амортизатора подобран не правильно, это может повлиять на управляемость, а также комфорт при езде на автомобиле.

Виды автомобильных амортизаторов

Как видно, стойка автомобиля является важным элементом в устройстве подвески. Также стойка амортизатора напрямую влияет не только на комфорт, но и на управляемость. По этой причине нужно знать, как правильно подобрать передние амортизаторы или задние стойки с учетом особенностей разных типов подобных устройств.

Итак, телескопические амортизаторы  бывают однотрубными двухтрубными и комбинированными. Также современные версии могут иметь функцию гибкой регулировки амортизатора (адаптивная подвеска).

• Первым вариантом являются однотрубные или монотрубные амортизаторы. Такие стойки имеют всего лишь один цилиндр, выступающий в качестве корпуса для поршня и штока. Чтобы компенсировать объем штока, отдельно выполнена камера, заполненная газом. Плавающий поршень отделяет газ от жидкости.

В такой стойке давление масла в газонаполненных амортизаторах может доходить до 30 атмосфер. Основным плюсом таких стоек является отличное охлаждение,  сохранение свойств на любой дороге, а также возможность ставить амортизатор под любыми углами. Это возможно благодаря тому, что есть физический барьер между камерой с газом и маслом, что не позволяет им смешиваться.

Что касается минусов, то это сложность изготовления и предельно высокая стоимость. С учетом того, что внутри трубы давление очень высокое, корпус должен быть максимально прочным. Еще следует учитывать, что если в однотрубный амортизатор попадет камень, стенка цилиндра становится кривой и поршень может заклинить. В результате  таких особенностей данные стойки зачастую ставят только на спортивные автомобили.

• Двухтрубные амортизаторы отличаются от однотрубных тем, что имеют два цилиндра, которые помещены один в другой (внутренний цилиндр имеет масло и поршень, который связан с подвеской через шток).

Внешний цилиндр отчасти заполнен воздухом и выступает в качестве резервуара для компенсации. Этот резервуар нужен для того, чтобы  него перетекала жидкость, вытесняемая штоком. Такая конструкция получается дешевой, отличается приемлемым сроком службы и эффективностью в обычных условиях.

При этом не обошлось и без минусов. Основная проблема заключается в перегреве и вспенивании масла, так как двойные стенки не позволяют маслу хорошо охлаждаться. В сложных условиях масло просто «кипит» в амортизаторе, машину раскачивает, ухудшается управляемость и устойчивость.

• Газомасляные амортизаторы (комбинированные) являются вариантом, который объединяет в себе плюсы монотрубных и двухтрубных амортизаторов. Конструкция напоминает двухтрубную стойку, а основное отличие состоит в том, что вместо воздуха во внешнем цилиндре закачан газ под давлением.

К преимуществам можно отнести доступную стоимость, компактность, неплохие показатели в разных условиях, эффективное охлаждение и приемлемый срок службы. Что касается минусов, такие комбинированные стойки уступают однотрубным аналогам в плане эффективности, а также хуже по комфорту по сравнению с классическими двухтрубными амортизаторами.

• Регулируемые амортизаторы позволяют водителю настроить стойку под определенный режим эксплуатации. На современных авто это делает электроника в автоматическом или ручном режиме.

Если коротко, можно выделить два типа таких стоек – электромагнитные на основе электромагнитных перепускных клапанов и амортизаторы с использованием особой магнитореологической жидкости. В первом случае электроника изменяет работу клапанов, что влияет на перепускание жидкости и меняет жесткость амортизатора.

Во втором электромагнитное поле оказывает воздействие на частицы масла возле перепускных отверстий. В результате меняется вязкость самого масла,  опять же, это влияет на перепускание и меняет жесткость амортизатора.

Как первый, так и второй тип  регулируемых стоек имеет высокую стоимость. Также, судя по отзывам владельцев авто в СНГ, можно выделить и сравнительно небольшой ресурс данных амортизаторов при активной езде по разбитым дорогам.

• Спортивные амортизаторы или усиленные амортизаторы изначально разработаны для работы в тяжелых условиях и при больших нагрузках. Как правило, эти стойки имеют повышенную жесткость для реализации лучшей управляемости автомобиля.

При этом комфорт в данном случае отодвигается на второй план, так как основной задачей таких стоек является максимальная устойчивость машины на дороге, особенно в режиме высоких скоростей и тяжелых режимов.

Еще добавим, что передний амортизатор при езде испытывает большую нагрузку по сравнению с задними стойками. По этой причине  их также делают несколько усиленными. Однако есть и отдельные усиленные амортизаторы, причем как на переднюю, так и на заднюю ось.

Также следует отметить, что двухтрубную конструкцию могут иметь передние и задние амортизаторы, при этом чаще двухтрубные амортизаторы ставят на заднюю ось с учетом меньших нагрузок, а также в целях повышения комфорта.

Неисправности амортизаторов: признаки и симптомы, проверка

С учетом приведенной выше информации можно понять, какие стойки амортизаторов лучше выбрать в том или ином случае. Далее, определившись с типом, следует подобрать производителя, изучить каталог и купить амортизаторы из имеющихся подходящих вариантов для замены.

При этом далеко не все водители знают, когда именно нужно менять стойки машины. От одних автолюбителей можно услышать, что амортизатор передний ходит 50-60 тыс. км., тогда как задний до 100 тыс. км., амортизатор газовый служит дольше масляного на 30-50% и т.п.

В одних случаях рекомендуется просто следить за стойками, обращать внимание на потеки масла, стуки, раскачку и шумы, тогда как в других настоятельно рекомендуется посетить вибростенд или просто сменить амортизаторы по пробегу.  Давайте рассмотрим эти вопросы более подробно.

Прежде всего, существует несколько признаков, которые указывают на то, что стойки амортизатора вышли из строя:

• раскачка при езде даже по ровной дороге;
• все неровности жестко передаются на кузов, удары ощутимы на руле;
• машина кренится в поворотах, не держит траекторию;
• появились стуки и посторонние шумы при езде в области стоек;
• снижение эффективности торможения, уводы в одну или другую сторону и т.д.

Обратите внимание, такое поведение авто и появление указанных признаков возможно и по другим причинам. Чтобы точно понять, когда амортизаторы  неисправны или полностью/частично вышли из строя,  нужно начать с их визуального осмотра.

Если видны потеки применительно к масляным и газомасляным амортизаторам, это укажет на то, что амортизатор «потеет» или полностью потек, герметичность потеряна. Если есть такая возможность, для проверки стойки лучше снять с авто и прокачать вручную.

Если такой возможности нет, достаточно открыть капот, упереться в области стойки и нажать на кузов автомобиля над стойкой максимально сильно, после чего резко отпустить.

В случае, когда амортизатор рабочий (хотя бы частично), кузов вернется в начальное положение, причем допускается не более одного или двух колебания.  Если же заметна раскачка (несколько колебаний), тогда амортизатор не выполняет своих функций и кузов качается на пружинах.

На деле, течь масла через уплотнительный сальник амортизатора, которая проявляется в виде масляных потеков, свидетельствует о том, что потеряна герметичность в области уплотнительного сальника штока.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое опорный подшипник амортизатора. Из этой статьи вы узнаете о назначении опоры стойки, а также какие признаки указывают на то, что опорный подшипник амортизатора вышел из строя, как заменить опорный подшипник и т.д.

Такое может произойти в результате повреждения пыльника амортизатора, после чего грязь попадает на шток. Также может быть деформирован сам шток после езды по плохим дорогам, от ударов и т.д.

В любом случае, даже если амортизатор еще работает, это ненадолго и нужно готовиться  замене, так как имеет место утечка газа и амортизаторной жидкости, демпфирующие свойства амортизатора заметно ухудшены.

Отметим, что на практике передние амортизаторы на отечественных дорогах  на авто среднего класса обычно  выхаживают не более 60-70 тыс. км., после чего их работоспособность начинает ухудшаться.

Бывает так, что даже если стойки сухие на пробегах около 90-100 тыс. км, все равно к такому пробегу их работоспособность сохраняется не более чем на 30-40%. Что касается задних стоек, обычно они ходят на 30-40 тыс. км больше передних.

Полезные советы

Если проанализировать полученную информацию, становится понятно, что при необходимости подобрать тот или иной амортизатор, цена будет отличаться. На стоимость будет влиять сам тип стойки, а также основное назначение (для передней или задней оси). Как правило, стойки амортизатора задние будут дешевле передних амортизаторов, так как они проще в производстве и не требуют дополнительного усиления по сравнению с более нагруженными передними амортизаторами. 

Однако пытаться сильно экономить на замене не стоит. Первое, амортизаторы меняются парами на одной оси. Также при необходимости заменить амортизатор, купить можно как дорогостоящее оригинальное решение или аналог известного бренда, так и более дешевые стойки. При этом следует быть готовым к тому, что бюджетные амортизаторы могут с самого начала работать весьма посредственно, не соответствовать заявленным характеристикам и быстро выйти из строя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое стойка стабилизатора. Из этой статьи вы узнаете о назначении стоек стаба, признаках их неисправностей, а также способах устранения неполадок.

Не нужно рассчитывать и на слишком большой срок службы дорогих стоек, так как недостаточно амортизаторы купить от известного производителя по высокой цене. Дело в том, что активная езда по плохим дорогам выведет из строя любой амортизатор намного быстрее ожидаемого срока.  С одной стороны, качественная стойка будет отлично работать, но ресурс амортизаторов может быть ниже ожидаемого.

Еще не рекомендуется экономить на задних стойках. В отдельных случаях попытка поставить спереди амортизаторы высокого или среднего класса, а на заднюю ось бюджетные стойки, приводит к ухудшению управляемости и снижению комфорта. Оптимально ставить стойки одной ценовой категории и одного производителя на переднюю и заднюю ось.

Напоследок отметим, что выбор амортизатора  должен быть осознанным, при подборе нужно отдельно учитывать  рассмотренные выше особенности. Также немаловажно принимать во внимание и стиль езды, состояние дорог в регионе, индивидуальные предпочтения, особенности эксплуатации ТС и ряд других параметров. При этом следует приобретать стойки только у проверенных продавцов и правильно устанавливать их на машину.

Причина — на рынке встречается огромное количество низкосортных подделок, а также не все мастера при замене стоек соблюдают обязательные правила и рекомендации (проверка амортизаторов, правильная прокачка амортизаторов перед установкой и т.д.).

Читайте также

Устройство и принцип работы амортизаторов автомобиля

По страницам старых изданий         

То, что амортизатор — одна из важнейших деталей в автомобильной подвеске, конечно же, известно всем. Каковы функции амортизатора и принципы его действия — известно многим. Но только специалисты и узкий круг опытных автомобилистов знают о конструктивных отличиях разных типов амортизаторов. Сегодня на российском рынке уже нет былого безысходного монополизма отечественных производителей, и помимо «родных» амортизаторов, появились фирменные — разные и по цене, и по конструкции. Мы попытаемся пролить свет на конструктивные различия амортизаторов, а заодно рассказать кое-что о том, зачем и когда их нужно менять.

Так работает двухтрубный амортизатор. В гидравлических амортизаторах компенсационный объем заполнен воздухом под атмосферным давлением, в газонаполненных — азотом (2—5 атмосфер)

Схема работы однотрубного газонаполненного амортизатора.
Здесь используется азот под высоким (20—30 атмосфер) давлением

Колебание, затухни!

Как известно, в подвеске автомобиля обязательно есть упругий элемент, воспринимающий вес машины и смягчающий проезд неровностей. Простейший вариант — пневматическая шина, но ее, конечно, недостаточно. Поэтому между колесом и кузовом автомобиля помещают или рессору, как это делалось еще в экипажах на четвероногой тяге, или торсион — металлический стержень, работающий на скручивание, или цилиндрическую пружину, что сегодня наиболее распространено. В роли упругого элемента может выступать и резиновая подушка, как это сделано, например, на малютке Austin Mini, или сжатый газ — он работает в гидропневматических и пневмоподвесках (Rover, Citroen). Но речь сейчас не о них, а потому мы для упрощения будем говорить об обыкновенной пружине.

Установленная в колесную подвеску пружина превращает ее в механический колебательный контур, то есть при движении автомобиль начинает раскачиваться. Понятно, что это отрицательно влияет и на комфорт, и на управляемость, и на безопасность. Вот эти-то колебания и гасят амортизаторы, создавая сопротивление вертикальным перемещением колеса и демпфируя колебания. Подбор характеристик амортизаторов — очень сложное дело: помимо массы автомобиля, кинематики подвески и жесткости пружин, надо учитывать трение в шарнирных соединениях (сайлент-блоках, шаровых опорах), упругость шин, неподрессоренные массы, резонансные частоты кузова… Достичь идеального решения чрезвычайно сложно, но автоконструкторы шаг за шагом движутся в этом направлении. От простейших фрикционных демпферов перешли сначала к гидравлическим рычажным, а потом и к телескопическим амортизаторам.

Принцип действия всех современных амортизаторов одинаков: в замкнутом объеме жидкости (специального масла) перемещается поршень с отверстиями. Шток поршня связан с кузовом автомобиля, а резервуар, то бишь цилиндр, — с подвеской (или наоборот), и при перетекании жидкости через отверстия создается необходимое усилие, препятствующее движению штока.

Как они устроены

Для того, чтобы компенсировать изменения внутреннего объема при в движении штока с поршнем внутрь, в амортизаторе обязательно должна быть емкость со сжимаемым рабочим телом — его нельзя «под завязку» залить маслом. Поэтому гидравлические амортизаторы обычно делают двухтрубными: во внутреннем цилиндре, полностью заполненном маслом, ходит поршень, а излишки жидкости вытесняются наружу — в корпус самого амортизатора, заставляя сжиматься воздушную «подушку» вверху.

Чтобы получить желаемую характеристику сопротивления амортизатора, в поршне и на дне внутреннего цилиндра располагают клапаны, через которые с определенной скоростью, зависящей от усилия на штоке, перетекает масло. Причем, как правило, клапаны делают так, чтобы усилия сопротивления амортизатора при ходе отбоя (растяжения) всегда были больше, чем при сжатии.

У обычного гидравлического «двухтрубника» немало недостатков. При постоянной тряске пузырьки воздуха попадают в рабочую полость, вспенивают масло и снижают эффективность демпфирования, после длительной стоянки масло из внутреннего резервуара часто перетекает во внешний, а при быстрых — ударных — движениях поршня в зоне разрежения возникает кавитация, то есть образование пузырьков низкого давления.

Чтобы добиться улучшения работы «двухтрубника», в компенсационную камеру закачивают азот под небольшим (несколько атмосфер) давлением. Такие двухтрубные амортизаторы называют газонаполненными низкого давления или, как говорят профессионалы, «поддутыми». Но радикального улучшения газовым подпором «двухтрубников» добиться сложно.

Иную конструкцию разработал и запатентовал французский инженер Кристиан Бурсье де Карбон. Он оставил всего один цилиндр и уменьшил таким образом вдвое число клапанов, а масло и компенсационную камеру разделил плавающим поршнем и закачал в компенсационную емкость азот под большим давлением — 20—30 атмосфер.

В 1953 году де Карбон основал компанию, назвал ее своим именем и начал производство однотрубных газонаполненных амортизаторов высокого давления. А потом другие фирмы стали покупать лицензию на производство «однотрубников» у фирмы de Carbon.

Основное достоинство однотрубных амортизаторов — отсутствие вспенивания масла и кавитации. Работают такие амортизаторы бесшумно, эффективно и стабильно.

Этот непростой MCpherson

История разработки «поддутых» двухтрубных амортизаторов, которые появились позже, чем однотрубные, связана с широким распространением подвески типа «качающаяся свеча». Дело в том, что объем компенсационной камеры «однотрубников» ограничен, как и размеры самого амортизатора, и поэтому диаметр штока стараются сделать поменьше, разгрузив его от изгибающих усилий. Но McPherson как раз «на том и стоит», что амортизатор служит самым важным направляющим элементом подвески, и диаметр штока (чтобы не погнулся) здесь должен быть солидным. То есть обычный однотрубный амортизатор для использования в стойке не подходит. А поскольку «поддать газу» хочется, то и был разработан компромиссный вариант — и двухтрубный, и газонаполненный.

Но де Карбон победил и эту проблему. Он поставил однотрубный амортизатор «с ног на голову» и впихнул-таки его в макферсоновскую стойку! «Шток» в такой конструкции — это на самом деле цилиндр амортизатора, который ходит внутри корпуса. А настоящий шток крепится хвостовиком к дну стойки.

Как их различить

Телескопические амортизаторы бывают самых разных конструкций и размеров, но ориентироваться в них легко. Шток обычного гидравлического амортизатора можно утопить внутрь, и он там так и останется, не будет сам «высовываться». На корпусе такого амортизатора есть надпись hydraulic

.

А вот у всех газонаполненных амортизаторов штоки выталкиваются наружу сжатым газом, поэтому их и продают или со стяжкой, или в растянутом состоянии. Дополнительное усилие, которое оказывает на кузов газонаполненный амортизатор, невелико — до 25 кг. Для больших машин это хорошо, а вот для малышек весом до тонны суммарная «надбавочка» усилия до 100 кг может оказаться вредной, и поэтому некоторые фирмы, например, Koni, для маленьких автомобилей выпускают только гидравлические амортизаторы. На корпусе у двухтрубного газонаполненного амортизатора есть надпись: «twin tube low pressure gas hydraulic», a y однотрубного — «monotube» или «high pressure gas hydraulic». И если у переднего амортизатора подвески McPherson шток такой же толщины, как и сам амортизатор, то это, будьте уверены, «однотрубник».

Менять или не менять?

Езда с исправными амортизаторами — одно удовольствие, но чтобы понять это, нужно поездить без них.

Если амортизаторы не работают или отсутствуют вовсе, то автомобиль после проезда каждой кочки начинает раскачиваться вверх—вниз и долго не успокаивается. А если толчок был посильнее, то можно и чиркнуть брюхом об асфальт, высекая при этом сноп искр Бывает и обратная ситуация, когда амортизатор заклинивает, и машина превращается в «табуретку». Причем бывают случаи, когда стойка изношена настолько, что уплотнения штока уже просто нет, и вместо масла внутрь попадает вода. В морозы она замерзает — со всеми вытекающими (хотя как раз и нет!) последствиями, а чуть пригреет, и кажется, что все не так страшно. Но это — два крайних случая. Как правило, амортизаторы изнашиваются постепенно, и водитель, ежедневно пользуясь автомобилем, может этому не придавать значения.

Разрез газонаполненного амортизатора низкого давления. Проточка в рабочем цилиндре — «изюминка» фирмы —позволяет добиться меньшего усилия сопротивления при комфортной езде и большего — при больших ходах подвески

«Перевернутый» однотрубный амортизатор высокого давления de Carbon для подвески McPherson

Мы уже упомянули, что амортизаторы очень сильно влияют на комфорт, управляемость и активную безопасность. TUV Rheinland, известная немецкая независимая исследовательская компания, совместно с фирмой Monroe провела экспертизу влияния состояния амортизаторов на поведение автомобиля. Вот некоторые результаты. При торможении со скорости 50 км/ч с одним «убитым» амортизатором тормозной путь увеличился на 2 метра. Много это или мало? Автолюбители, уже успевшие побывать в переделках, подтвердят, что часто именно этих метров и не хватает, чтобы избежать крупных неприятностей. При установке на автомобиль амортизаторов с 50-процентным износом, аквапланированне, когда на лужах шины «всплывают» над твердым покрытием и автомобиль становится неуправляемым, начиналось при 8! км/ч против 85 с исправными, а срыв в скольжение на сухом покрытии в повороте начинался на скорости на 10% меньше обычной, когда амортизаторы в порядке.

Да и без специальных исследований чувствуется, что слабые амортизаторы преображают поведение автомобиля далеко не в лучшую сторону: больше становятся крены в поворотах, клевки при разгоне и торможении, появляются стук и вибрации при проезде неровностей.

Многие водители заблуждаются, будучи уверенными в том, что амортизатор исправен, пока он сухой: «масло не течет — значит, все в порядке». Меж тем проверить исправность амортизаторов — пара пустяков. Нужно всего лишь «прожать» машину по четырем углам и оценить характер колебаний кузова. Хорошая подвеска должна плавно «просесть» и потом столь же плавно вернуться обратно, не совершая колебаний. Мягкие подвески американских автомобилей ведут себя более «разнузданно» — там допускается небольшой колебательный процесс. Но если после качка автомобиль совершает более одного полного колебания, то дело плохо — амортизаторы уже «не держат», и их надо менять.

Маленькие хитрости

Казалось бы, замена амортизаторов — простое занятие: крути себе гайки! Ан нет — и здесь есть несколько тонкостей, зная и соблюдая которые, можно продлить жизнь «новичков».

Во-первых, нельзя перетягивать резиновые втулки крепления — это сократит срок службы амортизаторов. Во-вторых, нельзя ставить амортизаторы без защитного чехла, прикрывающего шток от летящих из-под колес абразивов — пыли, песка, камней и соли. В-третьих, на шток нужно обязательно надевать полиуретановый отбойник, который, как правило, входит в монтажный комплект.

Двухтрубные амортизаторы (и газонаполненные в том числе) перед установкой рекомендуется «прокачать», то есть удалить воздух или газ из рабочего цилиндра во внешний. Для этого нужно перевернуть амортизатор вытянутым штоком вниз, вдвинуть в таком положении до упора, перевернуть, не давая штоку выдвинуться ни на миллиметр, и вытянуть вверх. Эту операцию можно повторить несколько раз.

И последняя рекомендация — при монтаже в стойки McPherson ремонтных патронов лучше залить в пространство между стенками масло или тосол — для лучшей теплопередачи. Если этого не сделать, при быстрой езде по неровной дороге можно стойки «вскипятить» — ведь без жидкости патроны внутри стойки оказываются словно в термосе.

Что выбрать?

Этот вопрос вправе задать и владельцы отечественных автомобилей, и хозяева иномарок. Тут нужно внимательно присмотреться к ценам, хотя общая закономерность такова. Если «родные» амортизаторы для наших машин дешевле тех, что выпускают для них специализированные зарубежные фирмы, то с иномарками ситуация иная: заводская запчасть «с конвейера» для иномарок часто стоит в полтора-два раза дороже.

Устройство и схема работы двухстороннего тарельчатого клапана амортизатора de Carbon

Сейчас на российском рынке уже много фирм, предлагающих широкий список амортизаторов, в том числе и для тольяттинских автомобилей, и для Волг, а фирма Koni, например, готовит передние амортизаторы даже для Москвича и Оки. В Москве без проблем можно купить амортизаторы Monroe, Sachs, Boge, Bilstein, de Carbon, KYB, появились и отечественные разработки. У каждой фирмы — своя технология, своя политика, свой подход… Мы попытаемся рассказать вам поподробнее и о них, и о наших испытаниях разных амортизаторов.

Л. Голованов

Принцип действия амортизатора

Назначение

Амортизатор нужен для гашения ударов и толчков, которые получает корпус автомобиля через колеса, во время движения. Кроме того, амортизатор обеспечивает надежный контакт колес автомобиля с дорожным покрытием. Так что его назначение – не только комфорт, но и безопасность.

Первые автомобили не были оборудованы амортизаторами. Их функцию выполняли рессоры – вибрации гасились за счет трения стальных листов друг о друга. В связи с тем, что скорость, с которой автомобили могли передвигаться, постоянно росла, для комфорта и безопасности приходилось придумывать новые системы. Так, амортизаторы существовали в виде пакета сжатых фрикционных дисков. Это работало следующим образом: диски поворачивались относительно друг друга с усилием, за счет которого и гасились вибрации. От такой конструкции спустя какое-то время пришлось отказаться, так как диски перегревались и быстро изнашивались.

Выход был найден в 20-е годы XX века. Решением проблемы стало использование жидкости, которая гасила вибрации кузова, перемещаясь под давлением из одной емкости в другую.

Устройство и принцип работы

По своей конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По структуре их обычно делят на одно– и двухтрубные.

Амортизаторы различаются и характером жидкости, которой они наполнены: гидравлические и газовые (с гидравлическим газовым подпором). Существуют и просто газовые амортизаторы, газ в которых находится под очень высоким давлением (порядка 60 атм), но применяются они крайне редко. Принцип же работы у всех типов примерно одинаковый.

Чтобы понять, как работает амортизатор, а точнее – на что эта работа направлена, нужно представлять себе его взаимодействие с другими частями подвески и кузова автомобиля. Итак, амортизатор предназначен для уменьшения амплитуды колебаний кузова автомобиля, вызванных работой упругого элемента. В качестве такого элемента может выступать пружина амортизатора,которая закрепляется на нем.  Такая конструкция называется стойкой амортизатора. Ее верхняя часть соединена с кузовом машины, а нижняя – с рычагом.  Поэтому то, насколько кузов и пружина будут плавно подниматься и опускаться, напрямую зависит от плавности движения деталей самого амортизатора.

Теперь остановимся подробнее на общем устройстве амортизаторов. Работа амортизатора основывается на гидравлическом сопротивлении, или сопротивлении газа. В качестве жидкости выступает масло. Существуют разновидности амортизаторов, в которых помимо масла сопротивление дает сжимающийся и разжимающийся газ.

Сам амортизатор можно условно разделить на цилиндр и поршень. Внутри цилиндра, в зависимости от модификации, находятся камеры либо с маслом и газом, либо с маслом и воздухом. В обоих случаях поршень ходит внутри цилиндра, поднимаясь и опускаясь. В первом случае – поршень перемещается с сопротивлением, которое создается за счет перетекания масла через клапаны в другую камеру. Во втором – поршень сопротивляется давлению, которое оказывает сжимающаяся камера с газом. Важно понимать, что такое сопротивление происходит от того, что газ довольно плохо сжимается и разжимается. Получается, что за счет этих сопротивлений и происходит плавное, размеренное движение поршня, что в результате приводит к гасящему толчки эффекту.

Эксплуатация

Определить неполадки, связанные с работой амортизатора не представляет особого труда: при попадании на кочки автомобиль заметно трясет, слышны характерные постукивания. Основной проблемой, связанной с приходом этого устройства в негодность, является то, что процесс этот происходит постепенно, за исключением газо-масляных амортизаторов, которые за счет своей конструкции могут выйти из строя мгновенно. Таким образом, водитель может приспособиться к изменяющемуся поведению автомобиля и не спешить с ремонтом. Тем временем, увеличивается и тормозной путь и износ покрышек, ухудшается рулевое управление. С одной стороны – мелочи, с другой,  при экстренной ситуации неисправность амортизаторов может значительно повлиять на ее исход.

На автомобилях, которые оборудованы электронными системами торможения (ABS, EBD и т. д.), неисправные амортизаторы часто приводят к сбоям в электронике.

Предназначение и работа газового и пневматического амортизатора, как работает, неисправности • Автосеть

При движении автомобиля главная нагрузка в подвеске ложится на рессору либо винтовую пружину. Пружинистые элементы принимают на себя вертикальную инерцию, которая передается колесу от дороги. Рессора или пружина гасят колебания, предотвращают полное попадание негативного движения на кузов автомобиля.

Пружинистые элементы имеют существенный минус – колебания, образующиеся при изгибании и сжатии пружины или рессоры. Эти колебания раскачивают автомобиль, передаваясь на кузов. Сильные колебания способны привести к потере контакта колеса с покрытием, снизить возможности управления автомашиной.

В этой статье про…

Амортизаторы (стойки, упоры) предназначены для гашения инерционных колебаний в рессорах или винтовых пружинах. Амортизационное устройство создает активное сопротивление колебательному движению и поглощает ненужную энергию.

Амортизатор состоит из герметически запечатанного корпуса-цилиндра со штоком внутри. Снизу находится крепежный элемент, предназначенный для установки амортизатора на ось колеса. Для автомобилей со стойками МакФерсона разработаны амортизаторы, помещаемые в стойку, которая закрепляется на колесной ступице. Верхнее крепление амортизатора предназначено для присоединения устройства к раме автомобиля.

По внутреннему устройству амортизаторы подразделяются на двухтрубные и однотрубные, масляные и газовые. Одной из разновидностей масляных амортизаторов являются газомасляные. Масло – рабочая жидкость амортизатора, поэтому оно присутствует и в газовых моделях.

Особенности двухтрубных амортизаторов

Современная промышленность выпускает масляные и газомасляные двухтрубные амортизаторы. Внутри амортизатора находится рабочий цилиндр с небольшим зазором до корпуса. В цилиндре расположен шток с поршнем. Отверстия в поршне выполняют функции клапанов обратного хода. В рабочую полость цилиндра амортизатора заливается масло.

Двухтрубный амортизатор функционирует следующим образом: после разгибания рессоры шток движется вниз, поршень оказывает давление на масло и часть «рабочей жидкости» сквозь клапан прямого хода просачивается в зазор между корпусом и рабочим цилиндром. В это же время часть масла попадает в пространство над поршнем через клапан обратного хода. Клапаны имеют маленький диаметр и в системе создается давление, противодействующее инерции рессоры или пружины.

Когда пружинистый элемент возвращается к исходному положению, поршень направляется вверх, а масло отправляется из пространства над поршнем в подпоршневой зазор. Часть жидкости втягивается в поршень из пространства между корпусом амортизатора и цилиндром. Так амортизатор гасит инерционные колебания автомобильной рессоры.

Масляные амортизаторы заполнены маслом не на 100% — необходимо пространство для вытеснения «рабочей жидкости». Оставшееся место заполнено воздухом. Это и есть основной минус амортизаторов масляного типа. Масло перегревается, вязкость падает, происходит вспенивание. Двухтрубные амортизаторы не имеют больших возможностей охлаждения, поэтому работа устройства ухудшается.

В газомасляных двухтрубных амортизаторах эту проблему частично удалось решить. Производители заполняют пространство над слоем масла азотом. Газовое давление не дает маслу вспениваться, но проблема перегрева и повышенной вязкости осталась и в газомасляных амортизаторах.

Распродажа

Устройство и работа однотрубных амортизаторов

Однотрубные амортизаторы всегда газовые. Основное отличие амортизаторов этого типа от двухтрубных – отсутствие встроенного цилиндра. Рабочей емкостью является корпус амортизатора. В корпусе-цилиндре находится шток с поршнем, на котором расположены два клапана – обратный и прямой.

Конструкция содержит «поплавок» — не подключенный ни к чему поршень, разделяющий газ и масло. Поправок расположен в нижней части цилиндра.

До поршня в цилиндр заливают масло, снизу закачан газ, находящийся под большим давлением. Амортизатор работает так: движущееся вверх колесо создает в системе давление, поршень начинает движение вниз, направляя масло в пространство под собой. Остатки рабочей жидкости попадают вниз, приводят в движение поплавок. Газ давит на поршень, который, одновременно с двигающимся вниз колесом, совершает обратный ход.

Масло в однотрубных амортизаторах охлаждается быстрее, воспламенение жидкости невозможно из-за высокого давления в полости.

Отрицательная особенность однотрубного амортизатора – чрезмерное давление в результате нагрева газа и его расширения. При больших нагрузках амортизатор становится жестким и плохо гасит внешние колебания.

Неполадки в работе амортизаторов

Амортизатор – надежная и прочная система, которая ломается редко. Ремонту амортизатор не подлежит – необходима его замена.

Разгерметизация – самая распространенная неполадка масляных и газомасляных амортизаторов. В образовавшееся отверстие начинает поступать масло, в амортизаторе падает давление, и он уже не способен правильно функционировать.

Еще одна частая поломка – изгиб штока. Шток западает, движение поршня нарушается.

При сильных нагрузках на корпусе амортизатора возникают вмятины. Двухтрубный амортизатор меньше боится таких ударов, а вот для однотрубного они могут стать роковыми. Вмятина на корпусе однотрубного амортизатора не дает поршню свободно перемещаться по цилиндру.

В однотрубных амортизаторах порой возникает разгерметизация: устройство ремонту не подлежит.

Проверка работоспособности амортизаторов

Диагностику амортизатора способен провести непрофессионал. Сначала внимательно изучаем устройство на подтеки. Если имеются хотя бы маленькие следы сгоревшего масла по периметру – произошла разгерметизация амортизатора.

Вмятины на корпусах амортизаторов газомасляного и масляного типа не нарушат работы устройств. При изгибе штока замена амортизатора необходима.

Полный выход амортизатора из строя выявляют простым раскачиванием автомобиля. Частичную неполадку раскачка выявить не сможет.

Проверку амортизатора осуществляют, сильно надавливая на кузов машины в том месте, где предположительно находится вышедший из строя агрегат. Отпустив кузов, наблюдаем: если амортизатор работает нормально, автомобиль сразу вернется в обычное положение. Если амортизатор сломан, кузов долго не успокоится, раскачиваясь, как потревоженное желе.

Наилучшим методом диагностики является проверка на специальном стенде. Так проверяются и амортизаторы, и подвеска автомашины.

Возможно вас заинтересует:

Конструкции и типы амортизаторов ｜ амортизатор ｜ KYB CLUB

Конструкции и типы амортизаторов

Сегодняшние автомобильные системы подвески включают амортизаторы цилиндрического типа, большинство из которых являются амортизаторами двойного действия, которые создают демпфирующие силы как при увеличении, так и при сокращении хода.
Эти амортизаторы могут быть двухтрубного или однотрубного типа, в зависимости от типа автомобиля и подвески автомобиля.

двухтрубный тип

Двухтрубный тип имеет конфигурацию с двумя трубками. Поршневой клапан создает демпфирующие силы во время хода расширения, в то время как основной клапан создает демпфирующие силы во время хода сжатия.
Этот тип предлагает широкий диапазон регулировки длины и легко выдерживает мелкие сколы от разлетающихся частиц породы. По этой причине он широко используется в автомобильных подвесках.

монотрубный тип

Монотрубный тип имеет линейное расположение с масляной камерой и газовой камерой.Поршневой клапан создает демпфирующие силы как при увеличении, так и при сокращении хода.
Благодаря этим характеристикам демпфирующие силы линейно зависят от движения поршня. Кроме того, этот тип легко настраивается и обеспечивает хороший отвод тепла. Их часто используют в спортивных подвесках.

Что такое демпфирующие силы?

Хотя особая роль амортизатора заключается в ограничении движения пружины и стабилизации кузова автомобиля, демпфирующие силы, упомянутые здесь, относятся к силе, которая как можно быстрее демпфирует движение относительно массивной рамы автомобиля.
Как генерируются демпфирующие силы? Как показано на рисунке ниже и справа, поршень движется внутри цилиндра, заполненного маслом.
В поршне имеется отверстие, проходящее по всей его длине. Когда корпус автомобиля наклоняется или подпрыгивает, перемещая поршень, масло, преодолевая сопротивление, проталкивается через это отверстие. Это сопротивление и есть демпфирующая сила.
ま た 、 車 合 速 さ な ど に よ り が 移動 す る ス ピ ー 変 化 し ま ピ ト Это характеристика демпфирующей силы.(См. Рисунок внизу слева.)

Конструкции и типы амортизаторов

той же формы, что и оригинальные амортизаторы

Основной корпус амортизатора имеет ту же форму, что и оригинальная деталь, что позволяет использовать оригинальные пружины и другие детали, которые в настоящее время установлены на вашем автомобиле. Амортизатор оригинальной формы идеально подходит для клиентов, которые хотят заменить изношенные основные части, или для клиентов, которые хотят использовать комбинацию оригинальной формы основного корпуса и оригинальной спортивной пружины.
Еще одним преимуществом является то, что процедуры обслуживания оригинального амортизатора такие же, как и для оригинальной детали.

катушка по серии

С этим типом амортизатора высота дорожного просвета может регулироваться по всей длине основного кузова.
Поскольку конфигурация использует полную мощность пружины, желаемый дорожный просвет может быть получен, даже когда амортизатор установлен в полностью выдвинутом состоянии.
Амортизаторы с регулировкой по высоте во всю длину широко используются в подвесках, требующих настройки для суровых условий, например, в серьезном автоспорте.

Майсан Мандо

Несмотря на то, что использование амортизатора на транспортном средстве может быть связано со многими аспектами, одним из основных является устранение вибраций. Было проведено множество исследований, чтобы выяснить влияние амплитуды и частоты вибрации на здоровье человека.После того, как возникла необходимость в конструкции транспортных средств, ISO устанавливает стандарт, определяющий и рекомендующий допустимый уровень диапазона частот вибрации от 1 до 80 гц / с для всех типов транспортных средств.

Вес транспортного средства переносится на дорожное покрытие через оси и шины транспортного средства. Когда автомобиль стоит на месте, сила реакции между дорогой и шиной статична. Как только автомобиль начинает движение, эти статические силы становятся динамическими в зависимости от качества и гладкости дорожного покрытия. Когда транспортное средство наезжает на неровность или выезжает из ямы на дороге, сила удара прикладывается с поверхности дороги к шине транспортного средства.Шина частично исключает удар из-за своей природы и передает остаточное усилие на винтовые пружины через ось автомобиля. Затем автомобиль начинает вибрировать на рессорах из-за удара. Вот где нужны амортизаторы, чтобы минимизировать этот эффект вибрации. Цель состоит в том, чтобы ограничить количество вибраций от 1 до 1,5 из-за аспектов комфорта и управляемости.

Некоторые из важных элементов амортизатора с точки зрения его характеристик можно перечислить следующим образом;

1.Поршневое кольцо:
Минимизирует силы трения на внутренней поверхности цилиндра между трубкой цилиндра и поршневой клапанной группой. Это также увеличивает эффективность уплотнения поршневой группы во время хода отбоя. Поршневое кольцо имеет специальное покрытие на внешней поверхности для повышения износостойкости и снижения коэффициента трения.

2. Du-Bush:
Минимизирует повреждающее воздействие боковых нагрузок на шток поршня. Du bush решает эту задачу за счет особого состава материала и покрытия поверхности.

3. Группы клапанов:
Группы клапанов представляют собой комбинации пружин, дисков и деталей из агломерата, собранных вместе, чтобы обеспечить работу амортизатора. Основная идея заключается в создании силы сопротивления для масла, которое должно перемещаться из одного пространства в другое, во время которого кинетическая энергия движущегося штока поршня поглощается силами трения в масле, проходящем через нижнюю клапанную группу. Группа клапанов может быть дискового или пружинного типа, в зависимости от области применения и особенностей конструкции.Те же принципы применяются как к амортизаторам, так и к стойкам. Также доступны конфигурации клапана с регулируемой низкой скоростью

4. Масляное уплотнение:
Масляное уплотнение снижает силы трения и удерживает газ внутри при экстремальных температурах. Доступны одинарные и многоступенчатые уплотнения для различных областей применения.

5. Шток поршня:
Шток поршня — это деталь с самым длинным технологическим маршрутом. После различных этапов резки, механической обработки и нарезания резьбы поверхность штока поршня упрочняется с помощью индукционной закалки и хромируется с помощью полностью автоматической линии нанесения покрытия, чтобы обеспечить идеальное качество поверхности штока поршня с точки зрения гладкости и износостойкости.

В зависимости от типа изделия, размеры амортизаторов могут быть указаны следующим образом;

Для амортизаторов:

• Диаметр пылезащитной трубки (пылезащитная трубка может быть металлической или пластмассовой)
• Диаметр базовой оболочки
• Диаметр поршневого штока
• Тип крепления (проушина или шпилька) и соответствующие размеры.

Для подкосов:

• Диаметр поршневого штока
• Диаметр базовой оболочки
• Форма и размеры монтажных кронштейнов (седло пружины и скоба с кулаком)
• Размер резьбы шпильки

Сейсмические демпферы (амортизаторы) Сейсмостойкие здания

Как здания защищают своих обитателей от землетрясений? Хорошо соблюдаемый строительный кодекс — это первый важный шаг, но технологии также играют важную роль.В первой части этой серии статей мы сосредоточились на одном из самых популярных методов защиты зданий от землетрясений — изоляции основания. В этой статье мы поделимся другими способами защиты зданий от землетрясений, описав инновационные системы защиты и то, как эти технологии помогают зданиям противостоять землетрясениям.

Вы когда-нибудь слышали фразу «плащ сейсмической невидимости» для описания сейсмической технологии для зданий? А как насчет амортизаторов, амортизаторов или качающейся сердцевины стены? Это все типы структурных защитных систем.Итак, что это за технологии и действительно ли они работают?

Сейсмические демпферы или амортизаторы

Амортизатор — это любой материал или устройство, поглощающее вибрации. Сейсмические демпферы рассеивают энергию сейсмических волн, проходящих через конструкцию здания.

Амортизаторы и амортизаторы — это взаимозаменяемые термины для одной и той же базовой технологии. В автомобилях мы называем их амортизаторами или «амортизаторами», а в зданиях — амортизаторами, но в обоих случаях они служат одной цели — уменьшать или «гасить» вибрации.Амортизаторы работают за счет преобразования кинетической энергии отскока или покачивания в тепловую энергию, которая затем (обычно) рассеивается в гидравлической жидкости.

Амортизаторы

очень эффективно поглощают энергию, и их легко установить или заменить. Они также хорошо работают в тандеме с другими технологиями сейсмической защиты, такими как изоляция основания. Инженеры обычно проектируют здание так, чтобы на каждом уровне этажа были амортизаторы.

Источник: установлен амортизатор на здании Lerma 256 Building, Мексика. Цифровое изображение.Карлос Мендес Галиндо. https://www.researchgate.net/figure/Installed-shock-absorber-on-Lerma-256-Building-Mexico_fig9_309205110

Доступен широкий выбор конструкционных амортизаторов. Вот несколько типов:

Вязкостные демпферы

Этот тип демпфера больше всего похож на амортизаторы в автомобилях. Они рассеивают энергию за счет движения поршня, толкающего вязкую жидкость внутри цилиндра. Вязкие демпферы легко установить и адаптировать к конструкции здания. Они также хорошо работают в сочетании с другими мерами защиты от землетрясений.Вязкие демпферы бывают разных размеров и прочности, что делает их пригодными не только для новых зданий, но и для модернизации существующих зданий.

Типичный жидкостный вязкостный демпфер:

Источник: А.К. Агравал, М. Амджадиан, в «Справочнике по инновационному проектированию мостов», 2016 г. Цифровое изображение. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/viscous-dampers

Демпферы трения

Демпферы трения спроектированы так, чтобы скользить до того, как здание потеряет какую-либо структурную целостность или получит значительные повреждения.Они являются «первой линией защиты» для противостояния силам землетрясения. Сейсмическая энергия накапливается до тех пор, пока не преодолеет сопротивление трения скрепленных друг с другом поверхностей. Затем поверхности скользят и царапают друг друга, выделяя тепло для рассеивания энергии. Демпферы трения не нуждаются в замене после землетрясения.

В зданиях по всему миру используются сейсмические гасители трения. Одним из примеров является небоскреб Торре Куарцо в Мексике, в котором используется более 450 фрикционных амортизаторов.

Источник: Торре-Куарцо-Демпферы трения.Цифровое изображение. Приложения Quaketek. https://www.quaketek.com/applications/#

Металлические демпферы

Металлические амортизаторы обычно изготавливаются из стали или свинца и предназначены для деформации во время землетрясения. Это жертвенные «запалы», поглощающие энергию, получая урон. Это похоже на «зону деформации» автомобиля, которая защищает пассажиров, концентрируя повреждения в другом месте. Деформация или «смятие» металлических амортизаторов защищает здание, уменьшая силу, воздействующую на остальную конструкцию здания.Металлические амортизаторы необратимо деформируются в результате землетрясения, поэтому их необходимо заменить.

Типы металлических демпферов включают металлические демпферы с круглым отверстием, металлические демпферы двойной формы и металлические демпферы податливого трения.

Амортизаторы настроенные

Амортизаторы настроенной массы, также известные как амортизаторы активной массы, представляют собой большие массы, установленные с помощью гибких приспособлений, которые часто используются в высоких конструкциях. Они работают за счет уменьшения амплитуды колебаний во время землетрясения.Когда здание качается в одном направлении во время землетрясения, движение амортизатора отстает. После нескольких циклов демпфер перемещается в направлении, противоположном направлению здания, и это снижает общее колебание.
Самый большой настраиваемый массовый демпфер находится в небоскребе Taipei 101, известном на Тайване. Сфера весит 660 тонн, а вся конструкция обошлась в 1,80 миллиарда долларов США.

Источник: Taipei 101 Tuned Mass Damper. Цифровое изображение. Строительный дом гражданского строительства.https://theconstructor.org/earthquake/dampers-for-seismic-resistant-structures/8332/

Стены ядра качания

Здания с несущими стенами имеют железобетонные ядра, проходящие через сердце строения, окружающие лифтовые группы. Для сейсмической защиты можно использовать качающиеся несущие стены. Во время землетрясения здания будут раскачиваться на уровне земли, чтобы предотвратить необратимую деформацию бетона в стене. Защитная часть этой системы состоит из стальных арматурных жил или кабелей, продетых вертикально через углы основных стен, а затем растянутых («натянутых»), которые зажимают углы стен в фундаменте.Затем, когда стены качаются, сухожилия действуют как резиновые ленты, увеличивая прочность стены и центрируя ее.

В этом видео из лекции онлайн-школы сейсмоустойчивого проектирования по сейсмическому анализу, поведению и проектированию зданий с качающимися бетонными стенами с низким уровнем повреждений предлагается сейсмический анализ здания с неподвижным основанием и здания с качающейся центральной стеной:

Плащи-невидимки

Ученые используют термин «сейсмический плащ-невидимка», чтобы описать метод, который инженеры испытывают, чтобы отклонить энергию землетрясения или перенаправить ее по городским районам.

Плащи-невидимки используют метаматериалы, которые представляют собой большие массивы крошечных резонаторов, которые управляют светом и другими электромагнитными волнами. Один из способов работы этой системы — создание «плаща» из концентрических пластиковых колец, закопанных под фундаментом здания. Во время землетрясения сейсмические волны на уровне поверхности могут проникнуть в кольца. Волны будут захвачены плащом и, следовательно, не смогут проникнуть в структуру наверху. Вместо этого волны будут проходить вокруг фундамента здания и выходить на другую сторону, где они возвращаются к своему большему размеру.Чтобы эта система работала, необходимо точно контролировать жесткость и эластичность колец, чтобы любые поверхностные волны плавно проходили в материал, а не отражались или рассеивались на поверхности материала.

Примечательно, что многие древние мегалитические сооружения точно соответствуют метаматериальной архитектуре. Исследователи теперь полагают, что древние строители, возможно, намеренно построили эти сооружения таким уникальным способом, чтобы сделать их устойчивыми к сейсмическим явлениям, таким как землетрясения.Колизей в Риме — типичный пример.

Источник: Abel Yangbo Xie / PNAS

Крупнейший эксперимент с маскировкой сейсмической невидимости был проведен во Франции в 2016 году с немного другим подходом. Математики из Имперского колледжа Лондона с сотрудниками из Франции провели тест с использованием деревьев в качестве резонаторов для перенаправления энергии сейсмических волн глубоко в почву, уменьшая ущерб.

Исследователям еще предстоит испытать маскировки сейсмической невидимости в реальных условиях на предмет противодействия реальным сейсмическим волнам, но смоделированные прототипы продолжают разрабатываться и тестироваться.Большой объем пространства, необходимого для работы системы «плащ-невидимка», делает этот метод непрактичным для плотных городских районов. Но инженеры считают, что эти «плащи» могут стать прорывной технологией для защиты от землетрясений таких зданий, как атомные электростанции и больницы.

Мы обсудили, как здания могут противостоять землетрясениям, но как вы можете подготовиться к следующему землетрясению? Восстановитесь после землетрясения с Jumpstart!

Информация и меры предосторожности Амортизаторы

Амортизаторы

Базовая конструкция и принципы: амортизатор

Амортизаторы имеют два типа конструкции: регулируемый тип, в котором можно регулировать характеристики поглощения, и фиксированный тип, который не регулируется.Каждая структура показана ниже.
Регулируемый тип
При вращении ручки настройки (регулировки) вал, расположенной по направлению к задней части основного корпуса, количество масла, вытекающее из камеры высокого давления может регулироваться, в свою очередь, регулирует характеристики поглощения. Для нескольких типов регулировка может производиться только с помощью окончательной диафрагмы; поэтому диапазон регулировки ограничен. Диапазон регулировки шире у одиночных типов.Поскольку площадь отверстия изменяется аналогично, возможна точная настройка характеристик поглощения.
Фиксированный тип
Поскольку он не имеет механизма регулировки, его общая длина короче, чем у регулируемого типа. Оптимальные характеристики абсорбции можно получить за счет индивидуальной настройки конструкции отверстия. Кроме того, поскольку характеристики достаточно однородны, более двух из них можно использовать параллельно. Для серии FK фиксированного типа обычно доступны высокоскоростные, среднескоростные и низкоскоростные типы для обеспечения различных скоростей.
Принципы поглощения энергии
Как показано ниже, когда предмет ударяется о шток поршня, движение передается маслу в камере давления через шток поршня. В результате масло внутри камеры под давлением вытекает из отверстий, расположенных во внутренней трубе. Это вызывает сжатие в камере давления. Произведение этого гидравлического давления и площади приложенного давления поршня составляет сопротивление, которое действует на сталкивающийся объект.амортизаторы используют это сопротивление, чтобы тормозить сталкивающийся объект, замедляя его. Гидравлическое давление, создаваемое внутри камера давления пропорционально квадратной скорость объекта сталкивающегося, до тех пор, как размер отверстия, вязкость масла и т.д. являются постоянными. Это называется сопротивлением в квадрате скорости.

Что такое амортизатор?

Чтобы повысить производительность промышленных машин, таких как автоматические сборочные машины, различные транспортные машины, станки и т. Д., Их рабочие части были сделаны так, чтобы они работали быстрее.Однако возникающие в результате удары, вибрация и шум отрицательно сказались на производительности машины и на рабочей среде. Амортизатор — это чрезвычайно удобный гидравлический буфер, способный решить такие проблемы. Существуют аналогичные устройства из резины, пружин или устройства, использующие пневматическое давление, но ни одно из них не может сравниться с характеристиками поглощения удара гидравлического типа.

Назначение аккумулятора

Как показано ниже, когда изделие сталкивается с амортизатором, шток поршня инициирует ход, заставляя масло течь на другую сторону поршня через отверстия.Короче говоря, емкость масляной камеры B уменьшается из-за поршневого штока, и не все масло в масляной камере A может течь в масляную камеру B. -пенящийся нитрильный каучук. Давление масла сжимает резину так, что она поглощает емкость, эквивалентную поршневому штоку. Это роль аккумулятора. Хотя в амортизаторах используется силиконовое масло, существуют определенные типы гидравлических масел, которые не работают с определенными типами гидроаккумуляторов.Использование неподходящего гидравлического масла приводит к затвердеванию нитрилового каучука, что снижает срок службы амортизатора.

Предупреждение!

* Не бросать в огонь
Поскольку продукты содержат масло, бросание их в огонь может вызвать возгорание и стать причиной травм.

Внимание!

* Не эксплуатировать без достаточной монтажной прочности
Работа с недостаточной прочностью крепления может привести к повреждению основной машины и травмам.Обеспечьте достаточную монтажную прочность, обеспечивающую максимальное сопротивление x коэффициент безопасности (Относительно максимального сопротивления см. Каталог или свяжитесь с нашим отделом продаж.)
* Не работайте без внешнего стопора
Без внешнего стопора основная машина может выйти из строя из-за дна. Перед использованием продукта убедитесь, что внешний стопор установлен в предписанном месте для каждого типа. (Расположение внешних стопоров см. В каталоге или в руководстве пользователя.)
* Не устанавливайте с неправильным моментом затяжки
Использование неправильного момента затяжки при навешивании может привести к неисправности в работе и повреждению основной машины.

* выбили стопорное кольцо
Несоблюдение спецификаций, указанных в каталоге, может вызвать внутреннее давление внутренней трубы для повышения до опасного уровня, когда стопорное кольцо может смещаться и внутренние части могут стрелять, в результате чего травмы.Не подносите лицо близко к амортизатору, который имеет стопорное кольцо в то время как она работает.
* Не выбрасывайте масла больше, чем необходимо
Утилизация масла, содержащегося в амортизаторах больше, чем необходимо, приведет к загрязнению окружающей среды. Утилизируйте масло в соответствии с законами об утилизации и очистке.
Разлетающиеся части из-за повреждения крышки
Несоблюдение спецификаций, перечисленных в каталоге, может привести к поломке колпачка, что приведет к разбрасыванию частей, которые могут стать причиной травм.Установите крышку, предотвращающую рассеяние.
Эксцентрическая нагрузка и эксцентрический угол
Когда груз сталкивается под эксцентричным углом ± 2,5 ° или больше, может произойти отказ восстановления из-за изогнутого штока поршня и ухудшение характеристик из-за эксцентрического трения на скользящей части, что приведет к повреждение основной машины.
Рабочая температура
При использовании амортизатора убедитесь, что он используется при рабочей температуре.Несоблюдение этого требования окажет неблагоприятное воздействие на упаковку и аккумулятор, что приведет к сокращению срока службы продукта, что может привести к повреждению основной машины. (Подходящую рабочую температуру см. В каталоге или в руководстве пользователя.)
Условия эксплуатации
Этот продукт нельзя использовать в вакууме или под высоким давлением, так как это приведет к повреждению основного станка. Не используйте в среде, где стружка, смазочно-охлаждающая жидкость, вода и т. Д. Могут попадать на шток поршня. .Это приведет к повреждению набивки, что приведет к утечке масла, что приведет к отказу в работе и повреждению основной машины.
Bansbach Easylift of North America не несет ответственности за какие-либо вторичные аварии, вызванные амортизатором. Ниже приведены два примера таких вторичных аварий, вызванных амортизатором: (Пример 1) Перегрузка приводит к поломке штока поршня, что приводит к травме лица. Меры противодействия — установить крышку. (Пример 2) При перетягивании крышка ломается.Затем крышка застревает внутри машины, повреждая ее. Противодействие — установить поддон и т.п. под амортизатор. Пользователь должен принять профилактические меры против таких вторичных аварий.

Как работает подвеска автомобиля | HowStuffWorks

Если не присутствует амортизирующая структура , автомобильная пружина будет выдвигаться и высвобождать энергию, которую она поглощает от неровностей, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать со своей собственной частотой до тех пор, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия.Подвеска, построенная только на рессорах, обеспечила бы чрезвычайно подвижную езду и, в зависимости от местности, неуправляемую машину.

Введите амортизатор или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование . Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.

Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. Е. С подрессоренным весом), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. Е. С неподрессоренным весом). В двухтрубной конструкции , одном из наиболее распространенных типов амортизаторов, верхняя опора соединена со штоком поршня, который, в свою очередь, соединен с поршнем, который, в свою очередь, находится в трубке, заполненной гидравлической жидкостью.Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. Резервная трубка хранит излишки гидравлической жидкости.

Когда автомобильное колесо наталкивается на неровность дороги и заставляет пружину скручиваться и раскручиваться, энергия пружины передается амортизатору через верхнее крепление, вниз через шток поршня в поршень. Отверстия перфорировать поршень и позволить жидкости протекать через, когда поршень перемещается вверх и вниз в трубке высокого давлени. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит только небольшое количество жидкости под большим давлением.Это замедляет поршень, что, в свою очередь, замедляет работу пружины.

Амортизаторы работают в двух циклах — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикла расширения происходит, когда поршень движется по направлению к верхней части трубки давления, сжатия жидкости в камере над поршнем. Типичный легковой автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем во время цикла сжатия.Имея это в виду, цикл сжатия контролирует движение неподрессоренной массы транспортного средства, в то время как растяжение контролирует более тяжелую подрессоренную массу.

Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам адаптироваться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут происходить в движущемся транспортном средстве, в том числе отскок, раскачивание, клевание при торможении и приседание с ускорением.

Что такое амортизаторы и гасители вибрации? Резюме

Motion присутствует практически во всех системах промышленной автоматизации.Остановка или изменение направления этого движения высвобождает кинетическую энергию, которая может вызвать сотрясение и вибрацию. Любой внезапный удар в системе может вызвать немедленное повреждение всей машины и компонентов, которые она может производить или обрабатывать. А постоянная вибрация может со временем вызвать серьезную усталость.

Вот почему необходимо плавно замедлять систему с помощью амортизаторов и гасителей вибрации.

В зависимости от типа входов, присутствующих в приложении, компоненты для гашения вибрации и ударов могут состоять из амортизаторов, линейных амортизаторов, тросовых или пружинных изоляторов, эластомерных изоляторов, пневматических рессор или структурных амортизаторов.Эти устройства помогают производителям сокращать время простоя оборудования и дорогостоящие ограничения времени цикла.

Промышленные амортизаторы доступны в различных размерах и стилях, чтобы помочь предотвратить внезапное высвобождение кинетической энергии в системе, уменьшая потенциальные и катастрофические повреждения машины. Фото любезно предоставлено ACE Controls

Эти продукты могут использоваться в широком спектре приложений, от механизмов контроля скорости, которые замедляют движение верхнего багажного отсека или откидывания сиденья в коммерческих самолетах, до изоляторов, которые не позволяют системам GPS терять сигнал или становиться повреждены сельскохозяйственной и строительной техникой при уборке урожая или дорожном покрытии.

Большинство амортизаторов достигают своих демпфирующих характеристик за счет использования гидравлических жидкостей. Жидкость проталкивается поршнем и штоком через небольшие отверстия для создания демпфирования, и это действие сжимает газ определенного типа. Это, в свою очередь, создает силу пружины, возвращающую шток обратно в исходное положение при снятии нагрузки.

Амортизаторы и демпферы обычно изготавливаются из высокопрочной стали, чтобы выдерживать давление от внутренних гидравлических сил. Эластомерные уплотнения предотвращают утечку жидкости из цилиндра, а специальное покрытие и покрытия защищают агрегаты от суровых условий эксплуатации.

Последние и текущие разработки в технологиях уплотнения и внутренней конструкции амортизаторов и амортизаторов позволили увеличить срок службы и сделать их более компактными. Текущие исследования в области ослабления шума (высокочастотная вибрация с низкой амплитудой) привели к повышению эффективности технологий снижения шума.

Уникальное применение этих типов гидравлических демпфирующих устройств связано с повышенным вниманием к сейсмической защите и защите окружающей среды нашей инфраструктуры (например, зданий и мостов).За счет добавления демпфирования к этим критическим конструкциям энергия поглощается гидравлическими устройствами вместо повреждения конструкции.

Виброизоляционные изделия обычно основаны на механической конструкции для достижения своих изоляционных характеристик. Пружинная функция обеспечивает опору для смонтированного оборудования, отделяя его от источника вибрации. Свойства трения и эластомерного материала придают изоляторам их демпфирующие характеристики.

Компоненты для гашения вибрации и ударов включают амортизаторы, линейные амортизаторы, тросовые или пружинные изоляторы, эластомерные изоляторы, пневматические рессоры или конструкционные амортизаторы.Фото любезно предоставлено ITT Enidine

Изоляторы могут изготавливаться из самых разных материалов. Тросовые и пружинные изоляторы могут быть изготовлены из углеродистой стали, нержавеющей стали или алюминия. Эластомерные изоляторы обычно имеют металлические компоненты, которые функционируют как монтажные кронштейны, разделенные эластомерным материалом, который обеспечивает желаемую жесткость и демпфирование. Обычные эластомерные смеси включают натуральный каучук, неопрен и силикон; тем не менее, можно использовать широкий выбор соединений и смесей соединений для достижения различных характеристик, характерных для конкретного применения.

Пневматические рессоры состоят из металлических концевых фитингов, соединенных композитным баллоном на основе эластомера, который содержит сжатый воздух, используемый для обеспечения изоляции. Эти конструкции одностороннего действия состоят из баллона под давлением и двух концевых пластин. Когда воздух направляется в воздушные пузыри, они линейно расширяются.

Изоляторы троса снижают вибрацию системы, которая со временем может вызвать серьезную усталость. Фото любезно предоставлено ITT Enidine

Все эти многоразовые конструкции являются автономными, предлагая ряд преимуществ по сравнению с любой другой технологией, для которой могут потребоваться внешние компоненты.Например, для гидравлических систем может потребоваться водопровод, а для электрических систем может потребоваться проводка и питание.

Рассеивание энергии или мощности является ключевым моментом при выборе демпфера или амортизирующего устройства. Размер и характеристики устройства основаны на этих входных данных, поэтому, как правило, это первое, что нужно учитывать.

Динамическая жесткость пружины и демпфирование — два важнейших фактора при выборе амортизатора. Эти характеристики будут определять собственную частоту (иногда называемую резонансной частотой) системы изоляции и важны для достижения целевых характеристик.

(PDF) КОНСТРУКЦИЯ И АНАЛИЗ АМОРТИЗАТОРА

IJRET: Международный журнал исследований в области техники и технологий ISSN: 2319-1163

__________________________________________________________________________________________

Том: 01 Выпуск: 04 | Декабрь 2012 г., доступно на сайте http://www.ijret.org 579

1.4 Подвеска автомобиля

В транспортном средстве она снижает эффект движения по неровной поверхности

, что приводит к улучшению качества езды и увеличению на

комфорт за счет существенно уменьшенной амплитуды

возмущений.Без амортизаторов у транспортного средства будет

подпрыгивающего движения, поскольку энергия накапливается в пружине, а затем

передается транспортному средству, что, возможно, превышает допустимый диапазон движения подвески

. Контроль чрезмерного движения подвески

без амортизации требует более жестких (более высокий коэффициент

) пружин, что, в свою очередь, приведет к жесткой поездке. Амортизаторы

позволяют использовать мягкие (более низкие) пружины, а

регулируют скорость движения подвески в ответ на

ударов.Они также, наряду с гистерезисом в самой шине, амортизируют

движение неподрессоренного груза вверх и вниз на упругости шины

. Поскольку шина не такая мягкая, как пружины

, для эффективного демпфирования колебаний колеса могут потребоваться более жесткие удары

, чем было бы идеально для движения автомобиля.

Пружинные амортизаторы обычно используют винтовые пружины или листовые пружины

, хотя торсионы могут использоваться и в натяжных амортизаторах

.Однако сами по себе идеальные пружины не являются амортизаторами

, поскольку пружины только накапливают, а не рассеивают и не поглощают энергию

. В автомобилях обычно используются пружины и торсионы типа

, а также гидравлические амортизаторы. В этой комбинации «амортизатор

» зарезервирован специально для гидравлического поршня, который

поглощает и рассеивает вибрацию.

1.5 Конструкции

Применительно к конструкции, такой как здание или мост, он может быть

частью сейсмической модернизации или частью новой сейсмической конструкции

.В этом приложении он позволяет сдерживать движение

и поглощает резонансную энергию, которая может вызвать чрезмерное движение

и, в конечном итоге, разрушение конструкции.

1,6 Типы амортизаторов

Есть несколько широко используемых подходов к амортизации

амортизации:

 Гистерезис конструкционного материала, например

сжатие резиновых дисков, растяжение резиновых лент

, изгиб стальных пружин, или скручивание

торсионов.Гистерезис — это тенденция для

других эластичных материалов отскакивать с меньшей силой

, чем требовалось для их деформации. Простые автомобили

без отдельных амортизаторов до

в некоторой степени демпфируются гистерезисом их пружин и рамы

.

 Сухое трение, используемое в колесных тормозах, с использованием дисков

(обычно из кожи) на оси рычага,

с трением, вызываемым пружинами.Используется в автомобилях начала

, таких как Ford Model T, вплоть до

некоторых британских автомобилей 1940-х годов. Хотя сейчас

считается устаревшим, преимуществом этой системы является ее механическая простота

; степень демпфирования может быть

, легко отрегулирована путем затягивания или ослабления винта

, зажимающего диски, и его можно легко восстановить с помощью простых ручных инструментов

. Недостатком является то, что демпфирующая сила

имеет тенденцию не увеличиваться со скоростью

вертикального движения.

 Твердотельные амортизаторы с конической цепью, в которых используется одна

или более конических, осевых совмещенных (ых) гранулированных сфер

, обычно изготовленных из таких металлов, как нитинол, в корпусе

. [1], [2]

 Трение жидкости, например поток жидкости через узкое отверстие

(гидравлика), составляет

большинства автомобильных амортизаторов. Преимущество

этого типа заключается в том, что с помощью специальной внутренней клапанной системы

абсорбер может быть сделан относительно мягким для сжатия

(что позволяет мягко реагировать на удар)

и относительно жестким при растяжении, контролируя «толчки»,

что является реакцией транспортного средства на энергию, накопленную в пружинах

; аналогично, серия клапанов, управляемых пружинами

, может изменять степень жесткости в соответствии с

в зависимости от скорости удара или отскока.Специализированные амортизаторы

для гоночных целей могут позволить передней части

драгстера подниматься с минимальным сопротивлением

при ускорении, а затем сильно сопротивляться, давая ему осесть

, тем самым сохраняя желаемое распределение веса сзади

для увеличения тяги. Некоторые амортизаторы

позволяют регулировать ходовую часть с помощью управления

клапана с помощью ручной регулировки, предусмотренной на амортизаторе

.В более дорогих транспортных средствах клапаны

могут регулироваться дистанционно, что позволяет водителю

управлять поездкой по желанию, в то время как транспортное средство управляется

. Максимальный контроль обеспечивается динамическим управлением клапанами

через компьютер в ответ на сигналы датчиков

, обеспечивая плавность хода и жесткую подвеску

при необходимости. Многие амортизаторы

содержат сжатый азот, чтобы снизить склонность масла

к вспениванию при интенсивном использовании.Вспенивание

временно снижает демпфирующую способность агрегата.

В очень тяжелых агрегатах, используемых для гонок и / или бездорожья

, может даже быть вторичный цилиндр

, подключенный к амортизатору, который действует как резервуар

для масла и сжатого газа. Другой вариант — это магнитореологический демпфер

, который изменяет характеристики жидкости

с помощью электромагнита.

 Сжатие газа, например, пневматические амортизаторы

, которые могут действовать как пружины, когда давление воздуха

создается, чтобы противостоять действующей на него силе.Как только давление воздуха

достигнет необходимого максимума, контрольные панели

будут действовать как гидравлические. В самолетах

воздушные стойки шасси могут быть объединены с гидравлическим демпфированием

для уменьшения отскока. Такие стойки

называются олео-стойками (сочетающими масло и воздух) [3].