Демпфер: излишество или необходимость
Вполне возможно, что немалая часть наших читателей даже не догадываются о значении этого слова. Действительно, этот термин в обиходе встречается крайне редко, если не считать такие места, как СТО или автосервисы.
А вот слово амортизатор знакомо все автовладельцам. Разумеется, ассоциируется оно исключительно с ходовой частью машины. Между тем тряска и вибрация вредна не только для деталей и узлов ходовой. Учитывая качество российских дорог, можно представить, каким нагрузкам подвергается силовой агрегат. И хотя у него имеется штатная защита от таких неприятностей, её в некоторых случаях явно недостаточно.
То же самое можно сказать о руле – органе, который для водителя является тем самым местом, посредством которого он непрерывно контактирует со своим автомобилем. И такой контакт далеко не всегда приносит удовлетворение – если руль трясётся, то причиняет шофёру вполне ощутимый дискомфорт.
Специальные демпфера позволяют избежать возникновения таких ситуаций. По существо это миниатюрные амортизатора, позволяющие демпфировать (сглаживать) вертикальные и другие виды колебаний и вибраций.
Что такое демпфер, его функции
Существует немало подобных устройств, но чаще всего используют демпферы, защищающие от ненужных нагрузок силовой агрегат и органы рулевого управления.
Впрочем, на многих спортивных и гоночных автомобилях такие амортизационные устройства устанавливают штатно. Обычные же легковушки такими демпферами не комплектуются, поэтому их нужно приобретать отдельно и устанавливать самостоятельно или с помощью специалистов автосервиса.
Конструктивно, а в некоторой мере и технологически демпфер – устройство универсальное, позволяющее установку на любой тип транспортного средства. Главная задача – обеспечение надёжного крепления, и здесь нужно будет проявить немало смекалки. В некоторых случаях прибегают даже к сварке, прикрепляя таким образом к днищу или кузовным элементам крепёжные детали, требуемые для фиксации демпфера.
В автомагазинах такое амортизирующее оборудование, как правило, продаётся вместе с минимальным комплектом крепёжных деталей, благодаря которым выбор способа монтажа существенно упрощается.
В каких случаях демпфер будет действительно полезным и даже необходимым приобретением? Если в зоне ваших ежедневных поездок дорога идеальная или близка к этому – потребность в этой детали будет минимальной или близкой к нулю. При отсутствии чрезмерных нагрузок на автомобиль с небольшими и редкими выбоинами и горбами будет прекрасно справляться штатный амортизатор. Но если в силу обстоятельств вы вынуждены часто ездить по бездорожью или по дорогам с твёрдым покрытием, но находящимся в ужасном состоянии – амортизационная система будет не в состоянии справляться с гашением постоянно возникающих с разной частотой и амплитудой колебаний. Вот здесь и пригодится дополнительный демпфер, действие которого будет суммироваться с работой подвески.
Демпферы для авто – это устройства, специально разработанные для того, чтобы поглощать те колебания, с которыми не справились амортизаторы. Будь то рулевое управление или корпус двигателя вместе со всем навесным оборудованием.
Поскольку ни один, даже самый дорогой и качественный амортизатор, не в состоянии полностью устранить вертикальные и иные колебания, главная задача, стоящая перед демпфером – максимально погасить амплитуду таких колебаний. Качественное устройство хорошо справляется с этой проблемой, имея при этом компактные габариты. Задача автовладельца – правильно его установить. Крайне желательно, чтобы они при этом был незаметным, а ещё лучше – невидимым.
Демпферы оснащают односторонним (в таких случаях обычно он поставляется вместе с пружиной) и двусторонними амортизаторами. Внешне такое устройство очень похоже на классическую амортизационную стойку, характерную для подвески любого транспортного средства. Принцип работы демпфера тоже аналогичен современным амортизаторам.
В продаже можно встретить и бюджетные версии, у которых роль демпфирующего элемента выполняет жидкость (чаще всего – масло), помещённая в специальном резервуаре с перегородкой.
Конструкция демпфера предусматривает наличие клапанов или разгрузочных отверстий, посредством которых водитель может осуществлять регулировку степени сглаживания колебаний.
Все современные демпферы конструкционно подразделяются на две категории:
Мы уже отмечали, что в автомобилях демпферы чаще всего устанавливаются на рулевой рейке или двигателе, но промышленные устройства активно применяются и в других отраслях – в различных регулирующих приборах и устройствах, в измерительной технике, причём распространены как гидравлические, так и пневматические устройства.
Используются они и для гашения колебаний стационарных двигателей и генераторов, есть модификации, применяемые в музыкальных инструментах, авиационной отрасли, в компьютерной технике. Независимо от сферы применения, основной задачей демпфера является гашение разнонаправленных колебаний, включая низкочастотные вибрации, снижение нагрузки на объект применения, его тонкая балансировка. Демпфер на автомобиле обеспечивает более стабильную и плавную работу защищаемых узлов, увеличивая степень комфорта для водителя и тем самым увеличивая безопасность езды.
Рассмотрим особенности дополнительных амортизационных устройств, применяемых на современных авто.
Демпфер двигателя
Демпфирующее устройство для гашения колебаний силового агрегата впервые появилось в тюнинговых ателье, как один из важных атрибутов спортивных авто. Но, как это часто случается со многими новшествами, используемыми в автоспорте, они постепенно перекочевали в серийные автомобили. Сегодня это всё ещё редкость, а вот встретить двигательный демпфер в самом захудалом автомагазине – уже давно не проблема.
Хорошо известно, что вибрации с максимальной амплитудой на моторе возникают в моменты переключения передач. Особенно характерным является такое поведение на высокооборотистых двигателях, устанавливаемых на элитные и спортивные авто. Этому во многом способствует и агрессивный стиль езды, когда вслед за резким изменением величины крутящего момента следует «острое» вдавливание сцепления и столь же стремительное переключение передачи. Итог в большинстве случаев – весьма ощутимый и как минимум неприятный рывок. На обычном авто в городском режиме такие переключения редки, а вот на гоночной трассе это вполне заурядное явление. Против него бессильны штатные подушки, независимо от их конструкции. К тому же частые рывки, сопровождающиеся тряской, провоцируют ускоренный износ подушек. Избежать всех этих неприятностей и помогает демпфер двигателя.
Так что если вас спросят, что такое демпфер двигателя – можете смело отвечать: это миниатюрный дополнительный амортизатор, функционирующий точь-в-точь как его большой собрат, и заточенный конкретно под силовой агрегат. То есть гашение колебания происходит за счёт того, что шток вместе с верхним креплением передвигается в камере, заполненной маслом под приличным давлением, по обратно экспоненциальной зависимости: вначале быстро, а затем стремительно замедляясь.
Принцип монтажа демпферов двигателя одинаков для всех моделей, хотя размеры и форма креплений несколько различаться. Обычно эти устройства крепятся к шпилькам кузовных чашек, в месте монтажа опорного подшипника. Верхний конец демпфера закрепляется на блоке, чаще всего – в районе подушки.
При покупке такого мини-амортизатора следует учитывать, что они изготовляются, ориентируясь на конкретную модель или серию, что позволяет учесть параметры, форму, размеры и особенности расположения мотора. Но можно встретить и универсальные изделия, оснащаемые регулировочными болтами, позволяющими настраивать демпфер «под себя».
Поскольку монтаж демпферного узла – операция, выполняемая единоразово, лучше всего сделать это на СТО. Но при желании и наличии соответствующих навыков ничто не мешает сделать это самостоятельно. Степень жёсткости настраивается после установки в соответствии с индивидуальными предпочтениями водителя. Задача монтажа упрощается, если в комплекте имеются крепёжные детали – такие наборы не редкость.
Насколько необходима установка демпфирующего устройства на ваш автомобиль – решать только вам. Если проблема вибраций вас практически не беспокоит, если вы не любитель тюнинга ради тюнинга, то и заморачиваться его покупкой и монтажом не стоит. Но когда вы часто совершаете поездки по бездорожью – стоит задуматься.
Важно! Перед установкой демпфера двигателя следует убедиться, что подушки находятся в удовлетворительном состоянии. Если это не так – стоит для начала заменить именно их – возможно, проблема тряски сразу уйдёт, и тогда установка демпфера не принесёт ощутимой пользы.
Рулевой демпфер
А для чего нужен рулевой демпфер? Причины те же: гашение тряски рулевой колонки при проезде неровностей дороги. Такое буферное устройство способно эффективно поглощать и колебания, и удары, которые передаются на рулевое управление благодаря жёсткой привязке к подвеске автомобиля. Чем разболтаннее руль, тем ощутимее предаётся вибрация и удары на пальцы и кисти, удерживающие баранку. Рулевой гаситель в состоянии справиться с этой проблемой.
Второстепенная функция такого устройства – возврат рулевого колеса в нулевое положение, что способствует сохранению прямолинейной траектории движения автотранспортного средства. Именно после попаданий в ямы обычно и происходит сход машины с колеи. Демпфер в этом плане упрощает задачу водителя, но в то же время без наличия рулевого усилителя (вне зависимости от типа) быстро крутить руль станет определённо тяжелее.
Как и в случае демпфирующего устройства для силового агрегата, рулевой гаситель колебаний конструкционно представляет собой уменьшённую копию амортизатора. Если это устройство одностороннего действия, он обычно комплектуется пружиной. В сборе такой комплект напоминает амортизационную стойку, но с намного меньшими габаритами.
Целевая аудитория рулевого демпфера понятна – это автомобили, часто курсирующие по откровенно плохим дорогам (возникает справедливый вопрос, а где у нас хорошие дороги?). Джипы и другие достаточно тяжёлые автомобили характеризуются повышенной утомляемостью рук, поэтому для этих категорий транспортных средств рулевые амортизаторы также будут нелишними.
Преимущества и недостатки автодемпферов
Если вы ещё не определились, нужно ли вам такое устройство или можно обойтись и без него, следует ознакомиться с их достоинствами и недостатками.
Но идеальным этот узел тоже назвать никак нельзя, и вот почему:
Тем не менее, согласно статистическим опросом, свыше 80% водителей, установивших на свои автомобили дополнительные амортизационные узлы, довольны их работой.
В то же время есть риск, что вы попадёте в противоположный лагерь – каждый пятый автовладелец либо не почувствовал разницы до и после монтажа демпфера, либо оказался неудовлетворённым его работой.
Насколько необходим дополнительный демпфер
Сразу отметим, что это оборудование относится к дополнительному, его установка на транспортное средство не обязательна. Оно позиционируется как средство увеличения комфортности нахождения в автомобиле, способствующее уменьшению утомляемости водителя (если это рулевой мини-амортизатор) и уменьшению нагрузки на двигатель (гаситель колебаний двигателя). Можно отметить и более равномерный износ протектора покрышек, и лучшее сцепление с дорожным полотном, но все эти «ништяки» скорее косметические, чем реальные.
Так что вопрос, насколько необходим такой элемент остаётся открытым – каждый автолюбитель должен сам решить, много ли он приобретёт по сравнению с тем, что потеряет.
Рулевой демпфер зачем он нужен и как его установить. Стоимость и критерии выбора.
…Что такое рулевой демпфер знают не многие, скажем больше, многим этого и не надо. Видимо поэтому, это не столь распространенный и обязательный элемент в рулевом управлении автомобиля.
Зачем нужен рулевой демпфер
Если затронуть вопрос о том, зачем нужен рулевой демпфер, то его задачами, прежде всего, являются поглощения резких и незначительных ударов рулевого управления от проезда автомобиля по неровностям дороги. Демпфер это своеобразный буфер, который поглощает удары, передающиеся на рулевое колесо от колес, через рулевое управление. Если помните, то при проезде через неровности, все ямки и камни, «откликаются» перемещением рулевого колеса и дополнительными колебательными усилиями на ваших руках и пальцах, которые держат его. Именно для гашения таких колебаний на рулевом колесе и устанавливается рулевой демпфер.
Второстепенной задачей рулевого демпфера является возвращение руля в 0 градус, то есть удержание прямолинейного движения на автомобиле. Это является отчасти плюсом, отчасти минусом. Да, нам станет легче удержать прямолинейное направление движения машины, но и оперативно управлять рулем, изменять быстро траекторию движения, станет сложнее, особенно если у нас нет электро или гидроусилителя.
Фактически рулевой демпфер представляет из себя амортизатор, одно- или двух- стороннего действия. В случае если амортизатор одностороннего действия, в дополнение к нему идет пружина. Такая сборка очень сильно напоминает по своему исполнению и работе стойку, применяемую в подвеске автомобиля.
На какие машины ставится рулевой демпфер
Из описанного выше можно сделать практический вывод, для каких автомобилей подойдет и даже незаменим этот самый рулевой демпфер.
Прежде всего, это автомобили, которые часто ездят по неровным дорогам. Здесь, большая часть читателей, ехидно усмехнется, и скажет о том, что такой демпфер показан всем автомобилям в нашей стране. Но если говорить серьезно, то это конечно полноценные джипы и тяжелые автомобили, где усилия значительны и утомляемость рук от постоянной тряски повышена. И так, после того как выяснили для чего нужен рулевой демпфер и на какие машины он обычно ставится рассмотрим вариант его установки на машину.
Как установить рулевой демпфер (пример и правила монтажа)
Обычно монтаж рулевого демпфера производится между подвижными рулевыми тягами, идущими от колес и неподвижными элементами, это может быть кузов, рама или мост. В данном случае приведем пример монтажа рулевого демпфера на автомобиль «УАЗ», между тягой и кузовом. Вариант не совсем удачный, так как главным правилом при установке будет, минимальное перемещение деталей друг относительно друга, на которые будет установлен демпфер. Все дело в том, что если мы поставим демпфер между кузовом и тягой в том месте, где ход кузова относительно тяги максимален, то демпфер, за счет своей жесткости, будет подтягивать рулевую тягу и соответственно подруливать машиной, при проезде неровностей в одну из сторон, что недопустимо. Также в случае такой установки возможно будет наблюдаться постоянное изменение угла между осью демпфера и плоскостями деталей к которым он крепится. Еще одно правило, что демпфер не должен ограничивать повороты из стороны в сторону, то есть предельные углы поворота должны остаться без изменений. Ну и конечно должен быть надежно закреплен на своем месте.
Стоимость покупки рулевого демпфера и критерии выбора
Стоимость рулевого демпфера составляет от 70 долларов и выше. В цене может быть заложена поправка на бренд изделия или применяемость для конкретного автомобиля. Также на стоимость повлияет и исполнение, с пружиной или нет. А теперь более подробно об основных операциях установки рулевого демпфера.
Одним из основных критериев при выборе демпфера стоит учитывает его усилие, которое регламентируется для каждого из изделий представленных на рынке. Так если у нас обычный внедорожник порядка 2,5-3 тонн, то эта одна группа демпферов, если машина превышает 3 тонны то другая. Обратим на это внимание, когда будем покупать рулевой демпфер для установки.
Немного о динамических демпферах
В нескольких постах ранее делал упоминания о динамических демпферах, так вот решил посетить этой теме отдельный пост. Итак, что-же такое динамические демпферы и какую роль они могут сыграть в сфере шумоподавления в условиях автомобиля. Будет много буков и слайдов 🙂
Всезнающая Википедия говорит нам следующее: Де́мпфер — устройство для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в машинах, приборах, системах или сооружениях при их работе.
Так вот, если вспомнить курс физики, то шум это и есть колебания распространяющиеся по поверхности на определенных частотах. Вывод: демпфер позволяет гасить шум. Изначально, я слабо верил, что кусок железа прикрученный через резиновую проставку к различным элементам кузова и ходовки может положительно повлиять на шумовую составляющую автомобиля. Почитав интернеты и полазив по автомобильным каталогам, выяснил, что такая технология шумогашения давно применяется в автотранспорте. В большей степени заводской демпферизации подвергались машины из Японии и европейский премиум, в последние годы европейцы стали ставить демпферы на машины так сказать бюджетного сектора, даже китайцы на Chery Tiggo установили демпфер на подушку двигателя. Следовательно — надо было приступать к внедрению «нанотехнологий» в свой пепелац. Основная проблема данной технологии такова, что в большей массе, цена заводских демпферов очень не прилична, но попадаются исключения. Так же, загвоздка заключается в том, что каждый узел автомобиля, (даже в зависимости от марки машины) создает свою шумовую какафонию — частота шума каждого элемента различна, в заводских условиях производится шумовой\вибрационный анализ, вычисляются наиболее вибронагруженные элементы, измеряется их частотная составляющая и уже под этот частотный диапазон делается и устанавливается демпфер. В домашних условиях, как мы понимаем, все эти измерения произвести не возможно. Следовательно данный процесс сводится к методу проб и ошибок 🙂 Демпферизацию, я начал еще на фокусе. Установив на правую опору двигателя самодельный демпфер и заметив «приход», меня было уже не остановить и это перешло в болезнь :))) В итоге, на фокусе, у меня было установлено около 30 демпферов. На нем я тренировался, лепил демпфера где можно и где нельзя 🙂 В большей степени это были самодельные демпферы и при их изготовлении приходилось подбирать упругость демпфирующего элемента (толщину и мягкость резины) между металлической болванкой (телом демпфера) и основанием демпфера, чтобы подобрать его рабочую частоту под определенный элемент. После этих экспериментов, для себя сделал вывод, что основная шумовая вибронагрузка на фокусе приходится на опоры двигателя, конечно же ходовку, подрамники, моторный щит кузова. На С-MAX картина в принципе та-же, кроме подрамников. У нас подрамники и рулевая рейка установлены через мягкие втулки, на фокусе втулки пластмассовые.
На сегодняшний день конфигурация демпферов на C-MAX следующая:
Подвеска/подрамник (установленные демпферы позволяют снизить шумы от щербатого асфальта, стыков, ямок):
1. На передних рычагах установлены демпферы ASVA TEXB011, это аналог демпфера Toyota 17581-50090. У Toyota он устанавливается на выхлопную систему. Подвес очень мягенький. Вес одного 800 гр.
2. На рулевых наконечниках установлены демпферы Hyundai 218233k000. Они достаточно компактны, вес каждого по 250 гр. Больший демпфер туда не поставить т.к. будет цеплять диск при выкрученном руле.
3. На передних амортизаторах, в точке крепления стойки стабилизатора стоят демпферы от Мазды 3. BP4K-34-980C — левый демфер, BP4K-34-970C — правый демпфер. Вес около 350 гр. Так же можно установить эти демпферы от Фокуса 3 или Kuga, у них вес чуть больше.
4. На задних подпружинных рычагах установлены по 3 демпфера General Motors 13 337 450 на каждый рычаг. Масса демпфера 186 гр. Штатно, на подпружинные рычаги демпферы устанавливали на Focus 3 ST и Volvo V40.
5. Такие же демпферы General Motors 13 337 45 установлены на малые поперечные рычаги (косточки, восьмерки и т.д.) При установке надо очень тщательно выбирать место, т.к. если расположить демпфер чуть ближе к подрамнику, то при ходе подвески, он упрется в подрамник и канет в бездну.
6. Так как передний подрамник полый, то он достаточно хорошо резонирует. Для ликвидации этого эффекта, я стянул подрамник металлической втулкой. Демпфера как на передний так и на задний подрамник не устанавливал. Может со временем и поставлю, на задний подрамник подходит демпфер от Мазды 3 C236-28-660C., но буду ставить самоделку. Защиту днища к подрамнику фиксирую через резиновые прокладки.
7. В планах поставить демпферы на задние продольные рычаги.
Опоры двигателя и коробки (замечательно снижают шум двигателя):
1. На правую опору двигателя, со стороны крепления к двигателю, установлен демпфер ТагАз T111001320, под этим же артикулом есть и демпфер Chery. Данный демпфер имеет в основании два лепестка для крепления. Для установки на опору один лепесток нужно срезать. Так же, для установки нужно сделать выемку в декоративной крышке двигателя. Хочу предостеречь тех, кто захочет поставить самодельный демпфер. Я предпринимал 5 попыток установки в это место самодельного демпфера. Во всех случаях демпфер обламывало. В последнем 5 варианте демпфера, основание демпфера было сделано из 5 мм. каленой пластины (вес демпфера был около 500 гр., так вот спустя неделю, пластину переломило, а демпфер успешно упал в приводной ремень. Видимо от двигателя идут высокочастотные вибрации, которые вызывают резонансное разрушение металла. У демпфера T111001320 опора, на сколько я понял, чугунная. Демпфер проехал уже в районе 30 тыс. км. и чувствует себя отлично. У Chery он устанавливается как раз в это же место.
2. В месте крепления правой опоры двигателя к лонжерону, ближе к моторному щиту, установлен самодельный демпфер весом 1 кг.
3. На левой опоре двигателя, та что под аккумулятором установлен самодельный демпфер весом 1 кг. Существует заводской демпфер для установки на это место от Мазды 5, арт. BR9L-39-07YB, но цена его говорит о том, что он сделан из драг. металла 🙂
4. На задней опоре установлен демпфер весом 1 кг. сделанный из двух блинов для гантель 0,5 кг.
Моторный щит:
1. На моторный щит, на шпильку крепления предпускового обогревателя, установлен самодельный демпфер весом 1 кг., На это место хорошо походит демпфер VOLVO 30714071, но опять же видимо полу драг. металл 🙂 Так же верхнюю часть моторного щита, со стороны двигателя, я покрыл войлочным матом с битумной мембраной. Такой же войлочный мат простелен по полу со стороны салона от передних точек крепления передних сидений, до передней панели.
Такая конфигурация у меня прошла 10-30 тыс. км. и на данный момент обеспечивает достаточно высокий уровень комфорта при передвижении по нашим дорогам. Уровень шумов от дорожного полотна снизился где-то на 30 %, от двигателя на все 50%. Но тут все работает в комплексе, дополнительно у меня проклеены виброй передние арки, установлены задние пластиковые подкрылки, протянуты уплотнители всех дверей, обтянуты карпетом боковые панели багажника. Но всегда есть стремление к лучшему, так что на этом я не останавливаюсь…:)
Всем эффектной демпферизации 🙂
Амортизаторы в автомобильной подвеске: как они устроены и как их менять?
Все знают, что амортизатор смягчает удары при проезде неровностей. На самом деле, роль его в автомобильной подвеске несколько более специфическая – это демпфер, он предотвращает раскачивание автомобиля при наезде на препятствия. Сегодня изучим его типичную конструкцию, а заодно поменяем переднюю пару «амортов» на Chevrolet Lanos. Теперь вы будете знать, почему берут относительно немалые деньги за такую, казалось бы, несложную манипуляцию.
Для чего нужен амортизатор?
Д ля начала «отделим мух от котлет», то есть разберемся в ролях разных элементов подвески. На большинстве современных легковых автомобилей главные упругие элементы – это пружины. 30–40 лет назад эту роль, главным образом, выполняли рессоры, работая «по совместительству» и демпферами. Колебания успешно гасились за счет трения между листами рессор. Подробно касаться недостатков рессор и их типичных проблем не будем, посвятим им отдельный материал, а сейчас просто запомним об их существовании и вернемся к пружинам.
Они установлены между подвеской и кузовом автомобиля и предназначены для гашения ударов на кузов, приходящихся от дороги. Когда колесо накатывается на какое-нибудь препятствие, пружина сжимается, а кузов лишь немного и плавно перемещается вверх, колесо скатывается с препятствия – пружина выпрямляется.
Есть, однако, один неприятный момент. Возьмем для примера игрушку попрыгунчик – каучуковый шарик, который тоже можно отнести к упругим элементам. Ударьте его о землю и засеките время, пока он полностью не прекратит прыгать. Приблизительно также будет прыгать и Ваш автомобиль, если в конструкции его подвески будут только рычаги да пружины. И, в зависимости от жесткости пружин, подвеска будет либо каменная, либо мягкая, как вата, но в том и другом случае об управляемости автомобиля можно даже не вспоминать. Самым страшным для такой подвески является резонанс, при вхождении в который колебания могут разрушить отдельные элементы подвески и ее крепежа.
Проблему решили внедрением в конструкцию подвески амортизатора – элемента, который позволял перемещаться колесу относительно кузова, но исключал раскачку автомобиля. Изначально это были амортизаторы рычажного типа, которые, подобно рессорам, выполняли свою функцию за счет трения. Но не станем останавливаться на анахронизмах, рассмотрим только современные конструкции. На данный момент «мейнстрим» для легковых автомобилей – это телескопические гидравлические амортизаторы. Пневматические и гидропневматические системы, а также амортизаторы переменной жесткости в этот раз брать не будем – это темы для отдельных статей.
Работа телескопического амортизатора
Если максимально упростить, то описать работу амортизатора можно так: есть цилиндр, заполненный маслом, внутри цилиндра перемещается шток с поршнем. В этом поршне имеются клапаны, которые открываются только в одном направлении.
Когда поршень перемещается вниз, открываются одни клапаны и пропускают жидкость в полость над поршнем, если же поршень перемещается вверх, открываются другие клапаны, и жидкость перетекает в полость под поршнем. Гашение колебаний происходит за счет того, что масло не сжимается и имеет определенную вязкость.
Кстати, а зачем нужны вообще клапаны? Может, достаточно было бы отверстий? На самом деле, недостаточно. Одной из важных характеристик амортизатора – его величина жесткости на отбой и сжатие. Другими словами, это сопротивление на штоке амортизатора при его вдавливании или вытягивании из корпуса. Клапаны нужны, чтобы регулировать эту жесткость.
За счет разных пропускных характеристик клапанов вдавить шток амортизатора немного легче, чем вытянуть его из амортизатора. Сделано это с расчетом на то, что при наезде на препятствие необходимо не мешать колесу перемещаться вверх, чтобы исключить передачу удара от колеса на кузов. Клапаны в данном случае пропускают больше масла. Но если на пути большая яма, то колесо надо бы попридержать в «поджатом» состоянии, зачем спешить падать в нее? Потому клапаны на «роспуск» амортизатора пропускают меньше масла.
Еще раз: клапаны нужны, чтобы задать определенную жесткость амортизатора в разных направлениях его работы.
Типы конструкций
Конструктивно амортизаторы можно разделить на три основных вида: двухтрубные, двухтрубные с газовым подпором и однотрубные с газовым подпором. Первыми на автомобилях появились двухтрубные гидравлические амортизаторы. В них, как следует из названия, есть две трубы – полости, в одной из них (внутренней) находится поршень с вышеупомянутыми клапанами, другая (наружная) необходима для компенсации объема масла – она заполнена маслом лишь частично, остальное – воздух.
Во время работы амортизатора масло внутри нагревается до высоких температур, от этого расширяется, и, чтобы не выдавило уплотнители штока, жидкость перетекает в наружную полость.
Достоинств у такого типа амортизаторов немного: дешевизна и малое влияние на их работу от вмятин на корпусе. Еще стоит упомянуть хорошую плавность хода автомобиля и относительно малую жесткость таких амортизаторов.
К недостаткам относится перегрев рабочей жидкости, так как корпус – двойной, и охлаждение атмосферным воздухом затруднено. Из-за перегрева велика вероятность вспенивания масла и, как следствие, мгновенная потеря эффективности работы – амортизатор перестает выполнять свою функцию, и автомобиль становится плохо управляемым из-за раскачки.
Следующий минус – это большой вес двухтрубного амортизатора, а также строго определенное расположение при установке – если его перевернуть, вытечет рабочая жидкость. Вес амортизатора влияет на величину неподрессоренной массы (о том, что это такое, расскажем отдельно). Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода и управляемость автомобиля.
Небольшим усовершенствованием двухтрубных амортизаторов стало наполнение наружной полости газом с небольшим избыточным давлением. Таким образом снизили вероятность вспенивания, так как масло в этом случае «опирается» на газовую подушку.
Совсем другое дело – гидравлические однотрубные газонаполненные амортизаторы. Один цилиндр, заполненный маслом, поршень с односторонними клапанами и небольшая полость, заполненная газом и прикрытая поршнем.
Однотрубный амортизатор лишен всех недостатков двухтрубных. При интенсивной работе жидкость не перегревается, так как отделена от окружающей среды только одной стенкой цилиндра и отлично охлаждается. Также он легче и может устанавливаться хоть вверх, хоть вниз корпусом.
Но законы природы никуда не денешь: где-то выигрываешь, где-то проигрываешь. Поэтому достоинства двухтрубных амортизаторов стали недостатками однотрубных. Последние значительно дороже и весьма чувствительнее к механическим повреждениям корпуса, стало быть, эксплуатация с ними автомобиля пусть не так уж значительно, но дороже.
Установка амортизаторов
Способы установки амортизаторов не изменились с момента их внедрения в автомобили. Так, всегда их верхняя часть крепится к кузову автомобиля или раме, а нижняя – к элементу подвески, будь то рычаг или балка неразрезного моста. От этого и замена данного элемента в подавляющем большинстве случаев не доставляла трудностей: выкрутил нижний болт крепления, выкрутил верхний болт крепления, и все, амортизатор в руках.
С амортизаторами задних подвесок так все и осталось, а вот с передними все чуть сложнее. С появлением переднеприводных автомобилей возник вопрос, куда девать амортизатор, который в основном крепился к нижнему рычагу передней подвески и мешал установке приводного вала.
Основных решений этой задачи получилось два. Первый вариант – установка нижней части амортизатора на рычаг через П-образный кронштейн, внутри которого проходил приводной вал. Второй вариант – перенос амортизатора вместе с пружиной в пространство над верхним рычагом подвески. В таком случае нижняя часть амортизатора крепится к верхнему рычагу подвески, и называется вся эта конструкция именем американского инженера Эрла Стили МакФерсона.
МакФерсон разрабатывал этот принципиально новый на тот момент вид подвески для ультрабюджетного концепт-кара Chevrolet Cadet в 1930-е годы. На практике его удалось применить только после войны, уже на Ford Vedette 1948 года для французского рынка. Теперь, когда вы знаете эту короткую захватывающую историю и можете при случае блеснуть эрудицией, переходим к особенностям этой популярной до сих пор конструкции.
МакФерсон объединил амортизатор вместе с пружиной в одну амортизаторную стойку. В этой стойке верхняя часть имеет шарнир с подшипником и опирается на элемент кузова – стакан. Благодаря опорному подшипнику стойка может вращаться вокруг собственной оси. А если установить амортизаторную стойку под определенным углом, то можно задать траекторию перемещения колеса и углы его установки, как, например, развал, угол продольного и поперечного наклона оси поворота (что это, обязательно рассмотрим в будущих публикациях).
Получилось, что при такой установке стойки можно избавиться от направляющего верхнего рычага подвески, тем самым удешевив ее. Поворотный кулак в подвеске крепится к шаровой опоре нижнего рычага и к амортизаторной стойке, вращается вместе с ней же. Стойка стабилизатора поперечной устойчивости в данном случае может крепиться или к нижнему рычагу, или непосредственно к амортизаторной стойке.
Если рассмотреть способы крепления стойки к поворотному кулаку, то их несколько. Поворотный кулак может крепиться к кронштейну на корпусе стойки. Зачастую – двумя эксцентриковыми болтами с гайками, и они же являются элементами регулировки развала колес. Если развал колес заложен конструктивно, то регулировка не нужна, значит и закрепить стойку можно в кронштейне поворотного кулака. Кронштейн крепления в таком варианте представляет из себя проушину с разрезом, которая стягивается одним болтом. Самым простым вариантом является запрессовка корпуса стойки в поворотный кулак (как у нашего подопытного Chevrolet Lanos). Поставляется все это часто как одна деталь – в сборе c кулаком.
В список недостатков амортизаторной стойки типа МакФерсон можно отнести относительно небольшие ходы подвески и, как следствие, такая конструкция – большая редкость, если не исключение, на настоящих внедорожниках (впрочем, таких машин уже почти не осталось). А причина в том, что при максимальном сжатии пружины стойки очень сильно начинают изменяться углы установки колес, что влечет за собой серьезное ухудшение в управляемости автомобиля и приводит к чрезмерному износу шин.
Амортизаторные стойки могут быть с возможностью замены амортизатора и без нее. В первом варианте корпус стойки с опорой под пружину выполнен отдельно от амортизатора. Во втором – корпус амортизатора есть одновременно корпус стойки, и непосредственно на нем смонтирована нижняя опора пружины. Верхняя же опора пружины крепится к штоку амортизатора. Пружина сверху и снизу воздействует на опоры через резиновые подушки. На штоке амортизатора устанавливают упругий отбойник – резиновую или полиуретановую втулку, которая предотвращает удары деталей подвески при полном сжатии пружины.
Пружина в амортизаторной стойке всегда находится под натягом. Изначально сжатие необходимо для исключения люфтов и зазоров в сборке. Замена стойки на автомобиле – всегда маленькая радость для механика, так как по стоимости работ она довольно недешева.
Пример замены амортизаторов
Итак, перейдем в ремзону, где нас ждет Chevrolet Lanos с его передними разборными амортизационными стойками. Пружины мы оставляем старые, а вот амортизаторы – меняем. Хозяин автомобиля решил, что стандартные двухтрубные амортизаторы передней подвески слишком мягкие, и ему не хватает управляемости. Решением стала установка передних однотрубных газонаполненных амортизаторов.
Приступаем. Отворачиванием гайку крепления приводного вала к ступице колеса, после чего выкручиваем болты крепления и снимаем переднее колесо. Далее, для облегчения откручивания элементов крепления распыляем на соединения шаровой опоры рычага и шарнира наконечника рулевой тяги спасительную WD40.