Из чего состоит амортизатор автомобиля?

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.

Читайте также  Что относится к техническому обслуживанию автомобиля?

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.

Амортизатор (амортизаторы автомобиля)

    108 3 162k

Автомобильный амортизатор или так называем «аморт» – специальное устройство в подвеске авто, предназначение которого является, уменьшение механических колебаний (демпфирование) при движении или полное их поглощение.

Роль и предназначение амортизаторов в подвеске автомобиля

Амортизаторы придают мягкий и плавный ход автомобиля, также защищают элементы ходовой машины от нагрузок, возникающие в результате движения по неровной поверхности дорожного полотна. Автомобильные амортизаторы применяются в качестве части элементов упругости в подвеске автомобиля совместно с пружинами, торсионами и рессорами.

Устройство амортизатора

Амортизатор автомобиля состоит из: узла уплотнения, чашки пружины подвески автомобиля, штока с износостойким покрытием и высокой чистотой поверхности, клапана сжатия, уплотнительного кольца из высококачественной резины, разделительного поршня, резинового-металлического цельно вулканизированного шарнира, герметически сваренного дна, амортизирующих жидкости и газа, колбы и поршня.

Разновидности амортизаторов

Типы амортизаторов: A. – однотрубный газовый, B. – двухтрубный масляный, C. – двухтрубный газовый, D, — газовый с выносной камерой

Типы и устройство амортизаторов

По конструктивному решению различают амортизаторы:

  • С двухтрубной рабочей камерой. Принцип работы такого типа амортизатора сводится в том, что поршень находящийся в нутрии колбы при колебании перемещается пропуская амортизирующую жидкость сквозь спец каналы и выдавливает некоторую часть жидкости (масла) через клапан сжатия;
  • Амортизаторы однотрубного типа. Конструкция такого типа состоит из рабочего цилиндра и корпуса одновременно. В таком амортизаторе жидкость и газ находятся в одном цилиндре с поршнем. В данном типе нет клапана сжатия, как в двухтрубном, по этому всю роботу по управлению сопротивлением при сжатии выполняет поршень. Однотрубные амортизаторы более точно держат авто на дорожном покрытии. Амортизаторы с отдельно вынесенной газовой камерой компенсации за пределы амортизатора в отдельный резервуар тоже является под видом однотрубного.

Проблемы с амортизаторами

Стойки амортизаторов автомобиля имеют несколько основных причин по которых выходят из строя — это неправильная установка и нарушение правил эксплуатации. В основном неопытные автовладельцы могут забыть затянуть гайку, поставить съемные чашки вверх ногами, забывают устанавливать пыльники, повреждают шток амортизатора пассатижами и т.п.

Проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться:

  1. Разрыв штока амортизатора;
  2. Разрушается клапан или поршень в результате эксплуатационного износа. Такую поломку трудно выявить, поскольку амортизатор не течет и есть сопротивление на руках, а машину качает;

Если появились потеки на амортизаторе, то стоит как можно быстрее его заменить (лучше оба на одной оси).

Способы определения проблем с амортизаторами и их решение

Разнообразие причин, по которым повреждается амортизатор достаточно много. Так, к примеру, разрыв сальника может быть вызван повреждением хромового покрытия штока или его коррозией. В практике ремонта автомобиля существует несколько способов как происходит диагностика амортизаторов:

  1. Общая оценка характеристик подвески в процессе эксплуатации автомобиля;
  2. Диагностика амортизаторов при помощи раскачивания стоящего на месте автомобиля. Заключается в том, что состояние амортизаторов оценивается по количеству повторов колебательных движений кузова до момента полного спокойствия;

Наиболее точно определить неисправность можно лишь на спец. стенде.

Вышедшие из строя амортизаторы могут послужить причиной для быстрого износа механических узлов автомобиля: пружины подвески, рулевого механизма, кардана, дифференциала, быстрый износ шин, скорый выход из строя резиновых втулок подвески, ступичных подшипников, подвески и ШРУСов.

Узлы на которые пагубно влияют неисправные амортизаторы

Важность амортизатора в подвеске автомобиля

В основном водители мало уделяют внимания амортизаторам и считают их работоспособными до тех пор, пока преодолевая неровности, не слышится металлический удара, а колебания автомобиля быстро успокаиваются. Проверка состояния в основном, проводится лишь грубым методом раскачивая машины руками. Точно же определить характеристики амортизатора авто можно лишь на специальных стендах, в СТО.

  • Задний мост
  • Подвеска

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Передние стойки амортизаторов

Для тех, кто изучает конструкцию автомобиля, должен знать устройство и виды передних стоек амортизаторов. Сегодня рассмотрим, что такое амортизаторные передние стойки, какие у них износы и как их менять.

    1. Устройство передних стоек амортизаторов.
    2. Принцип работы передних стоек.
      • Пружина.
      • Амортизатор.
    3. Для чего нужные передние стойки?
    4. Виды передних стоек.
    5. Срок службы.
    6. Признаки неисправностей.
    7. Замена передних стоек амортизаторов.
    8. Вывод.
    9. Видео.

Устройство передних стоек амортизаторов

Возможно, вы думаете, что стойка — это обычная пружина или все детали амортизатора. Именно так думают многие водители. Но, на самом деле — нет. Стойка это не пружина.

Стойки амортизаторов — это детали, которые соединяют амортизатор и кузова машины.

Основные детали современных автомобильных амортизаторов:

  • пружины;
  • демпферы.

Стойка, она же опора, соединяется с пружиной и демпфером. Здесь для представления общей картины конструкции авто, надо уже знать, что такое рычаги передней подвески. Автоэксперт также сделал материал о проставках под пружины.

Из чего состоит передний амортизатор

В конструкцию входят следующие детали:

  1. Цилиндр. В него устанавливается поршень и спец. гидравлическая жидкость.
  2. Специальная жидкость или газ для передачи гидроэнергии между деталями амортизатора.
  3. Шток. К нему крепится поршень. Является подвижной частью конструкции, выполняет возвратно-поступательные движения.
  4. Поршень с пропускным клапаном. Движется во внутри цилиндра и служит для гашения вибрации.
  5. Сальник, уплотнитель, герметик.
  6. Корпус.
  7. Детали крепления к кузову.

В конструкциях амортизаторов может быть пружина, а может отсутствовать. Срок эксплуатации амортизаторов зависит от манеры вождения и конструкции самих амортизаторов.

Принцип работы передних стоек

Амортизационная конструкция автомобиля состоит из пружины и амортизатора. Пружина

Пружина — это деталь, которая гасит колебания, вибрацию путям сжимания и разжимания длины конструкции.

Материал пружины должен соответствовать значениям определенных допустимых колебаний.

Один конец пружины устанавливают в посадочное место для нее — чаша стойки. Второй конец упирается в пятачок кузова авто. А между кузовов и пружиной устанавливается резиновая проставка.

Амортизатор

Стойка или амортизатор — это сложное устройство, которое состоит из нескольких деталей.

Особенности стойки:
  • двухкамерный цилиндр заполненный жидкостью или газом, в котором ходит шток с закрепленным на нем поршнем;
  • жидкость или газ циркулирует в двух камерах цилиндра.

Амортизатор служит буферным элементом. Он должен гасить удары пружины. В амортизаторе должно быть создано давление, которое может поглощать энергию ударов пружины. Снижение давления происходит за счет клапана на поршне. Клапан автоматический открывается и закрывается в зависимости от частоты и силы колебаний.

Назначение стоек амортизаторов

В строение подвески автомобиля амортизационные стойки — один из главных элементов. Без них машина будет чувствовать каждые кочки и будет ехать как трактор «Беларус». Поэтому водители тракторов прыгают на сидении, потому там нет амортизаторов.

Передняя стойка выполняет следующие функции:
  1. Удерживает вес транспортного средства в равновесии.
  2. Передает силу сцепления с дорожным покрытием на кузов авто.
  3. Удерживает кузов в заданных пределах по отношению к колесам.
  4. Препятствует сильному крену (наклону).
  5. Принимает и гасит боковые нагрузки.

Стойки примерно в 10 раз стоят дороже, чем сами амортизаторы.

Виды передних стоек

Основной элемент, приводящий в действие конструкцию амортизаторов — это жидкость или газ.

Существуют 3 вида стоек амортизаторов:

  1. Гидравлические, они же масляные.
  2. Газовые. Они могут выдерживать сильные нагрузки. Используются в спортивных автомобилях. Для вождения в обычном режиме, они не очень годятся.
  3. Газомасляные. По положительным отзывам такие амортизаторы наиболее оптимальный вариант.

Почему спрашивают отдельно про передние стойки? Потому что конструкция передних и задних стоек амортизаторов отличается.

Отличия передних стоек от задних

Передние выше, но их диаметр меньше. В задних нет поворотных кулаков. Менять задние стойки сложнее.

Срок службы

3 фактора, влияющие на долговечность стоек амортизаторов:

  1. Качество материалов и сборки.
  2. Соответствие стоек к массе автомобиля.
  3. Манера вождения авто (спокойная, агрессивная).

Поэтому, некоторым водителям приходится менять стойки амортизаторов каждый год, а некоторые раз в 10 лет.

Отсюда вывод, ездить аккуратно, что называется, без понтов.

Признаки неисправностей

Выход из строя левой или правой стойки может спровоцировать ДТП.

При обнаружении следующих признаков, следует произвести ремонт или замену:

  1. Появился скрип, хруст на поворотах и при резком торможении.
  2. Машину «колбасит» (покачивает) в разные стороны.
  3. На поворотах авто не слушается, заносит.
  4. Тормозной путь больше, чем при исправных стойках амортизатора.
  5. При резком старте или торможении, ТС сильно садится.
  6. Колеса с поверхностью дороги имеют плохое сцепление.
  7. Износ резины не равномерный и быстрый.
  8. Из система амортизации вытекает масло.
  9. При визуальном осмотре, наблюдается коррозия на опоре и на пружине.
  10. Пружина расположена неправильно.

Для каждой марки и модели авто стойки покупать следует исходя из соответствия к массе автомобиля и конструкции.

Как менять стойки амортизаторов

Появился скрип, хруст, биение, жесткость езды, то пора менять эти элементы подвески. Даже, если износ только у одной стойки, то менять желательно и левую, и правую.

Общий порядок замены стоек амортизаторов схож, но в зависимости от модификации подвески, может несколько отличаться.

Пошаговый порядок замены стоек:

  1. Снять уплотнитель под капотом. Получить доступ к верхней части амортизатора.
  2. Снять заглушку. Открутить гайку крепления штока амортизационной стойки. Для этого используем головку с удлиненным рычагом. Откручивать надо до снятия самой стойки.
  3. Ослабить болты крепления колес. Приподнять домкратом автомобиль. Подложить опоры, под домкратом не работаем. Соблюдаем технику безопасности.
  4. Снять колеса. Побрыгать ВД-40 на места крепления.
  5. Открутить гайку крепления шарнира стабилизатора. Отворачиваем вместе с винтом тормозного шланга. При наличии в конструкции автомобиля антиблокировочной системы (АБС), то сначала надо отсоединить трубку с проводкой от датчика ABS. Датчик располагается на стойке амортизатора.
  6. Откручиваем крепление кулачка. Болты выбить молотком, подкладывая деревяшку, чтобы не испортить резьбу.
  7. После снятия болтов, стойка уже снята.
  8. Отворачиваем гайку крепления верхней опоры к кузову. Передняя стойка демонтируется вместе с пружиной и опорой.
  9. На этом шаге нужны специальные стяжки для снятия пружины. Надо создать зазор между чашечкой и последним витком пружины.
  10. Так как мы заблаговременно ослабили гайку штока стойки, то ее теперь полностью спокойно отворачиваем. Все, опору и пружину с чашкой отделяем.
  11. Осматриваем отбойник и пыльник. Если они изношены, то и их меняем.
  12. Перед установкой новых передних стоек амортизаторов, прокачиваем их. Делается это по инструкции, которая прилагается при покупке новых стоек.
  13. Также меняем сальники и прокладки.
  14. Делаем монтаж новой стойки и всех ранее снятых деталей.

После замены старых стоек на новые, водитель сразу ощутит устойчивость и плавность управления автомобилем.

Вывод

Как мы выяснили, передние стойки стабилизируют машину, удерживают ее, поглощают вибрацию. Прислушиваемся к своей тачке, как она работает, как ведет себя. При обнаружения признаков неисправностей, следует сделать ремонт.

Видео

Замена передней стойки амортизаторов Mitsubishi Lanser X (Митсубиси/Митсубиши Лансер Х).

А в этом видео показывается секрет восстановления стоек амортизаторов.

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

Амортизаторы в подвеске автомобиля — конструкция и принцип работы

История появления амортизатора

Кузова первых «самодвижущихся колясок» изготавливались в каретных мастерских, и рессоры, непременные детали комфортабельного конного экипажа, перекочевали на новый вид транспорта.

Межлистовое трение, ярко выраженное в плоских многолистовых рессорах, препятствует резонансным колебаниям кузова, и при достаточно медленном передвижении этого эффекта вполне хватало для удобства управления и комфорта пассажиров.

По мере увеличения скоростей движения автомобилей появилась необходимость компенсировать быструю реакцию упругих элементов ходовой части, уменьшить ударные нагрузки при обратном ходе колёс и обеспечить их постоянную связь с дорогой.

Простейшим решением было добавление в конструкцию ходовой части коленчатых рычагов с фрикционными дисками в шарнирах.

Фрикционные демпфирующие устройства прослужили вплоть до 50-х годов прошлого века. Быстрый износ и трудности восстановления деталей трения фрикционных демпферов, большие их габариты, сложность совмещения с появившимися взамен рессор пружинами — всё это заставило конструкторов и производителей искать другие способы демпфирования в массовых автомобилях.

К этому времени практически на всех спортивных и гоночных машинах уже использовались гидравлические амортизаторы, перекочевавшие туда из конструкции самолётных шасси.

Назначение амортизаторов

Совместно работая с рессорами, пружинами или другими упругими элементами, демпфирующее устройство решает важные задачи:

  • Замедляет и растягивает во времени резкие деформации упругих элементов.
  • Поглощает часть вертикальных нагрузок, передающихся на раму (кузов) машины.
  • Препятствует появлению резонансных колебаний.
  • Поддерживает постоянный контакт колёс с дорогой.

От исправности амортизаторов непосредственно зависит плавность движения машины и её управляемость на сложных участках дорог.

Принцип действия и конструкция

Вертикальные усилия, возникающие в подвеске, через шток передаются на поршень, продольно перемещающийся в цилиндре, заполненном рабочей средой. Поршень воздействует на рабочую среду и вынуждает её уменьшаться в объёме. После снятия нагрузки, упругие элементы подвески возвращаются в прежнее положение, увлекая за собой шток с поршнем, и рабочая среда принимает прежний объём.

Корпус амортизатора закрыт цилиндрическим кожухом, закреплённым на штоке и служащим для защиты от грязи и механических повреждений.

В ходовой части автомобиля амортизатор штоком соединяется с рамой (кузовом) машины, нижняя часть закрепляется на рычаге подвески или на мосту. В точках крепления установлены резинометаллические шарниры.

Выполняя функции демпфера, амортизатор одновременно служит ограничителем хода подвески, поэтому на штоке устанавливается буфер отбоя.

По типу рабочей жидкости (среды) все конструкции можно разделить на:

  1. Гидравлические (масляные);
  2. Газовые (газонаполненные);
  3. Газогидравлические (газомасляные).

Гидравлические (масляные)

При сжимающих нагрузках на шток масло перетекает из полости под поршнем в штоковую полость через калиброванные отверстия, снабжённые перепускными клапанами прямого и обратного хода. Клапаны замедляют скорость изменения объёма жидкости и соответственно, скорость движения поршня.

Значительная часть сжимающих и растягивающих нагрузок расходуется на перекачивание масла, скорость перемещения поршня ограничивается вязкостью рабочей среды.

Газовые (газонаполненные)

Отличаются от масляных тем, что после заполненной маслом поршневой полости в рабочем цилиндре расположена камера со сжатым газом (азотом), отделённая от масла плавающим поршнем. Давление азота достигает 30 МПа.

Продольные усилия, действующие на шток, маслом передаются на плавающий поршень, который изменяет объём газовой камеры.

Газогидравлические (газомасляные)

Свободный от масла объём заполнен азотом под давлением от 2 до 8 МПа. При ходе сжатия поршень через клапаны вытесняет масло, сжимая азот. При ходе отбоя масло давлением азота возвращается в поршневую полость.

По внутреннему устройству различают

  • Двухтрубные.
  • Однотрубные.

Правильнее было бы называть одно- и двухцилиндровыми, но данная терминология применяется, чтобы избежать двоякого смысла в описаниях конструкций демпфирующих устройств и двигателей внутреннего сгорания.

Двухтрубные

Корпус состоит из двух соосных цилиндров — внутреннего рабочего, в котором размещены шток и поршень и внешнего, называемого резервуаром.

Вытесняемое при ходе сжатия масло перекачивается в штоковую полость рабочего цилиндра и одновременно вытесняется в цилиндр-резервуар.

Все масляные и газомасляные амортизаторы двухтрубной конструкции.

Однотрубные

Все однотрубные амортизаторы — газонаполненные. В общем корпусе, одновременно являющимся рабочим цилиндром, размещены шток с поршнем, масляная и газовая камеры, разделённые плавающим поршнем.

Наиболее массовый на сегодня тип амортизатора.

Достоинства и недостатки

  • простота конструкции и невысокая стоимость;
  • небольшая длина;
  • малое внутреннее давление и небольшие утечки масла.
  • мягкое демпфирование нагрузок;
  • устойчивость к механическим повреждениям.

По законам термодинамики, все жидкости, с большой скоростью протекая через небольшие отверстия, нагреваются и теряют вязкость. Масло, к тому же, способно при нагреве вспениваться.

Потеря рабочих свойств в результате снижения вязкости масла и превращения его после долгой езды в газомасляную пену — главный недостаток двухтрубных конструкций.

  • хорошее демпфирование и стабильность характеристик;
  • более долгий срок службы;
  • улучшенное охлаждение;
  • возможность установки штоком вниз.

Газонаполненные однотрубные устройства более устойчивы к повышению температуры и пенообразованию рабочей жидкости и без ущерба выдерживают длительные нагрузки.

  • большие габариты по длине;
  • малая стойкость к повреждениям корпуса;
  • значительная стоимость.

Регулируемые (адаптивные) устройства

С ручными регулировками.

Оборудованы дополнительными клапанами и набором обводных трубок. Позволяют настраивать характеристики устройства в зависимости от положения поршня.

С управляемыми клапанами.

Устройства с регулировкой демпфирующих свойств и усилий сжатия-отбоя путём изменения сечения клапанов прямого и обратного хода.

Двухтрубные, рабочий цилиндр сообщается с резервуаром через электромагнитные клапаны, управляемые электронным блоком.

Гидравлическое сопротивление перетеканию жидкости и, соответственно, жёсткость устройства зависит от величины открытия-закрытия клапанов.

С магнитореологической жидкостью.

Рабочий цилиндр заполнен суспензией масла и мельчайшего магнитного порошка. Вязкость суспензии изменяется за доли секунды и зависит от напряжённости магнитного поля, создаваемого кольцевыми электромагнитами, встроенными в поршень.

Преимущества адаптивных устройств — возможность изменения свойств подвески в соответствии с условиями движения.

Главный недостаток: высокая стоимость.

Спортивные

Сконструированы для работы с высокими нагрузками. Рабочая жидкость температурно стабильна и не теряет вязкости при нагреве. Для поддержания постоянного сцепления колёс с дорогой имеют повышенное усилие на сжатие и короткое время отбоя, что обеспечивает постоянное сцепление колёс с дорогой и хорошую управляемость на виражах.

Срок службы и неисправности

«Живучесть» амортизаторов, при средних условиях эксплуатации, около 100–125 тыс. км пробега. Передние амортизаторы служат меньше, чем задние.

Признаки неисправностей демпфирующих устройств выделить из комплекса других изъянов изношенной ходовой части затруднительно. Устройства сами по себе достаточно надёжны, с медленным проявлением и возрастанием дефектов, поэтому владелец может долгое время не замечать ухудшения их работы.

Износ и разрушение упругих втулок (вкладышей) и сайлентблоков в узлах крепления — самая распространённая проблема на наших дорогах. Исправляется обычной заменой деталей.

Внезапный выход из строя — явление достаточно редкое, чаще всего это обрыв проушин крепления наружного корпуса.

Скрытые проблемы — износ уплотнений, утечку жидкостей и газов — при общей диагностике автомобиля найти трудно. Необходимо демонтировать «подозрительный» узел и проверить его работоспособность на сжатие и отбой.

В масляных и газомасляных конструкциях утечки и износом уплотнений, выявляются по подтёкам масла на наружной поверхности и появлению свободного хода штока при перемещении его в крайние положения.

В эпоху массового применения масляных амортизаторов их ремонт заключался в замене манжет, пружин и клапанов поршней и обновлении рабочей жидкости.

Ремонт и восстановление современных газовых, газомасляных, регулируемых и адаптивных конструкций практически невозможен. При выходе из строя они заменяются в сборе.

После ремонта (замены) узлов передней подвески необходима проверка и регулировка развала, схождения и других углов установки колёс.