Опишите устройство и принцип действия двухтрубного амортизатора с газом низкого давления

Обновлено: 30.06.2024

Все существующие виды устройств, гасящих колебания, подразделяются на масляные и газовые амортизаторы. Эти колебания возникают от действия подвески во время движения автомобиля, и объект внимания нашей статьи призван компенсировать их. В противном случае автомобиль будет сильно раскачиваться во всех направлениях, даже при небольшой скорости. Нарушается равновесие машины, и становится невозможно передвигаться с большой скоростью.

Принцип работы газового амортизатора и значение его прокачки

Принцип работы газового амортизатора основан на использовании газа в качестве действующего вещества. Газ с трудом проходит через маленькое отверстие между камерами, и шток замедляет свое возвратно-поступательное движение. В отличие от масляного, устройство газового амортизатора включает в свою конструкцию газ, закачиваемый под высоким давлением. Именно с помощью газа, помещенного в цилиндр, компенсируются колебания кузова.

Преимуществом газового агрегата является более высокое давление газа по сравнению с маслом, что обеспечивает ему дополнительную жесткость. Таким образом, происходит обеспечение наиболее надежного и устойчивого сцепления с покрытием дороги при передвижении на высокой скорости. С целью значительного увеличения срока службы необходима прокачка газовых амортизаторов перед установкой.

В результате прокачки ресурс этих агрегатов возрастает приблизительно на 40 %, они становятся способны выдерживать гораздо больший вес, чем масляные амортизаторы. Эта операция должна выполняться в строго вертикальном положении, при этом шток должен быть направлен вверх до того момента, пока он не будет установлен на свое место.

Следует обратить особое внимание, что амортизатор газовый двухтрубный, который не был прокачан, может привести к выходу из строя его поршневой системы. Причиной этому служит воздух, остающийся внутри гильзы.

Какие еще газовые амортизаторы могут быть в автомобиле?

Необходимо учитывать, что прокачка должна проводиться не менее двух или трех раз, некоторые виды амортизаторов требуют до 8 повторов. Таким образом, клапанный механизм предохраняется от заклинивания и других неисправностей. В настоящее время они используются не только в системе подвески автомобиля, но и в механизмах открывания различных частей кузова.

Например, амортизатор капота газовый не предназначен для больших нагрузок, поэтому его конструкция имеет отличия от обычных моделей. Он не должен быть слишком коротким, а в зимнее время следует избегать резких рывков. Теми же свойствами должен обладать газовый амортизатор крышки багажника. Здесь все зависит от того, какова интенсивность его эксплуатации. Данная конструкция как раз и предполагает частое использование багажного отделения. При условии его правильной эксплуатации это вполне долговечный механизм.

Как прокачать газовый амортизатор – полезные советы

Следует отметить и отрицательные свойства газовых амортизаторов, которые могут иметь решающее значение при выборе. Основным недостатком считается высокая цена, которая может превышать стоимость масляных вариантов в несколько раз. В случае выхода из строя газовая конструкция практически не подлежит ремонту и требует полной замены.

При движении по плохой и неровной дороге жесткость газового амортизатора может существенно повлиять на комфорт водителя и пассажиров. Кроме того, не все машины с мягкой подвеской, рассчитанные на масляный вариант, могут выдержать жесткие условия новой подвески, вплоть до получения серьезных повреждений.

Поэтому при выборе этих деталей следует, в первую очередь, учитывать реальные условия эксплуатации автомобиля. В противном случае вместо комфортной и безопасной езды может сложиться аварийная ситуация, с тяжелыми последствиями (как для машины, так и для водителя), которая повлечет за собой значительные материальные затраты. Несмотря на все это, если вы решились на это приобретение, описываем порядок действий, как прокачать газовый амортизатор.

Со времен появления первых автомобилей перед конструкторами стоял вопрос поиска оптимального способа гашения колебаний кузова, возникающих при преодолении неровностей. Наилучшим решением, применяемым и сегодня, стало интегрирование в состав подвески автомобиля специальных устройств – амортизаторов. На данный момент повсеместное распространение получили гидравлические телескопические амортизаторы. Гашение колебаний кузова и колес происходит в них за счет жидкостного трения, возникающего при прохождении жидкости через узкие отверстия в поршне – клапаны. Таким образом, механическая энергия колебаний переводится в тепловую. От характеристик амортизаторов зависят такие важные показатели, как устойчивость, управляемость и плавность хода автомобиля. Современные амортизаторы, имея в своей основе общий принцип работы, отличаются по типам и особенностям конструкции.

История появления амортизатора

Первые автомобили с рессорной подвеской обладали неприятным свойством: при преодолении неровностей их кузов сильно раскачивался. Изначально данная проблема частично решалась сама собой, поскольку в многолистовых рессорах наблюдался эффект межлистового трения, который способствовал гашению колебаний кузова. Но этого было недостаточно.

Поэтому следующим этапом стало добавление в состав подвески отдельного демпфирующего элемента. Одними из первых таких устройств были амортизаторы сухого трения с фрикционными дисками, разработанные в начале прошлого века.

В 1950-х годах стали применяться поршневые масляные амортизаторы телескопического типа, в основе работы которых лежал принцип жидкостного трения. Их устройство, позаимствованное из конструкции авиационных шасси, применяется в подвеске автомобилей и сегодня.

Функции амортизатора

Передние и задние амортизаторы являются демпфирующими элементами подвески автомобиля. Работая в паре с упругими элементами подвески (пружинами или торсионами), амортизаторы выполняют следующие основные функции:

гашение колебаний кузова и колес автомобиля;
сохранение контакта колеса с опорной поверхностью;
обеспечение плавности хода автомобиля.

Конструкция автомобильного амортизатора

Амортизаторы бывают двух типов: однотрубный или двухтрубный. От типа амортизатора зависит и его конструкция. Несмотря на это, основные элементы у обоих типов остаются общими. Амортизатор состоит из цилиндра, заполненного специальной жидкостью (маслом), по которому перемещается поршень. Сам поршень соединен со штоком круглого сечения, который, в свою очередь, своей верхней частью крепится к кузову автомобиля. В поршне сделаны отверстия небольшого диаметра (клапаны), через которые проходит жидкость. Для того, чтобы повысить сопротивление потоку жидкости, их делают подпружиненными. Более детальное описание конструкции амортизаторов приводится далее.

Конструкция гидравлического амортизатора

Амортизатор соединяется с рычагом подвески или балкой моста. Крепление амортизатора производится через упругое соединение – сайлентблок.

Принцип действия амортизатора

Масляные амортизаторы работают по принципу преобразования энергии жидкостного трения в тепловую. Перемещающийся шток с поршнем заставляет масло перетекать через небольшие клапаны, тем самым создавая сопротивление его движению. Максимальный ход штока с поршнем ограничивает отбойник амортизатора. Передние амортизаторы воспринимают достаточно большую нагрузку, поэтому их делают более усиленными по сравнению с задними.

Классификация амортизаторов

Двухтрубный амортизатор

Двухтрубный амортизатор состоит из соосных цилиндров, один из которых помещен внутри другого. Шток с поршнем перемещается во внутренней полости – рабочей камере. Она сообщается с внешней, частично заполненной воздухом либо азотом через донный клапан. Камера, заполненная газом, предназначена для компенсации объема жидкости при погружении штока.

Схема двухтрубного амортизатора

простая конструкция и невысокая стоимость изготовления;
небольшая длина;
малое внутреннее давление (при утечках небольшого количества масла через сальник рабочие характеристики сохраняются);
мягкое демпфирование ударов подвески;
лучшая устойчивость к механическим повреждениям.

вспенивание масла после длительной работы и, как следствие, снижение эффективности демпфирования;
недостаточно эффективное охлаждение;
установка, хранение и транспортировка амортизатора производится только в одном положении – штоком вверх.

Двухтрубную конструкцию могут иметь как передние, так и задние амортизаторы. Но все же в большинстве случаев на современных автомобилях двухтрубные амортизаторы устанавливаются на заднюю ось.

Однотрубный амортизатор

Однотрубные амортизаторы являются газонаполненными. В их конструкции предусмотрен только один цилиндр, в нижней части которого расположена камера, заполненная газом под давлением 2…3 МПа. Данная камера отделена от жидкости специальным плавающим поршнем и предназначена для компенсации объема жидкости при сжатии амортизатора. Благодаря тому, что газ постоянно поджимает жидкость в рабочей камере, при высокочастотном режиме работы амортизатора предотвращается эффект вспенивания масла (эмульсирование), а также появляется возможность его установки в любом положении.

лучшее демпфирование и стабильность;
улучшенное охлаждение по сравнению с двухтрубной системой;
возможность установки амортизатора в любом положении.

большая длина амортизатора;
низкая устойчивость к механическим воздействиям;
высокая стоимость изготовления по причине применения более качественных уплотнений и материалов для корпуса.

Однотрубные газонаполненные амортизаторы способны выдерживать серьезные нагрузки без потери рабочих свойств. В основном, они применяются в качестве передних амортизаторов.

Регулируемые амортизаторы с клапаном переменного сечения

Адаптивные (или регулируемые) амортизаторы предполагают возможность изменения демпфирующих свойств (коэффициента демпфирования). Амортизаторы оснащаются электромагнитным клапаном, сечение которого изменяется под воздействием электрического сигнала. Уменьшение сечения затрудняет прохождение жидкости через клапан, увеличивая жесткость амортизатора. Увеличение же сечения клапана, наоборот, делает его более мягким.

Адаптивные амортизаторы с магнитореологической жидкостью

Регулируемые амортизаторы данного типа заполнены жидкостью с включением металлических частиц. Такое масло меняет структуру под воздействием магнитного поля, которое создается при помощи катушек, встроенных в поршень амортизатора. Благодаря магнитореологической жидкости магнитные амортизаторы изменяют характеристики жесткости за доли секунды. Преимущество адаптивных амортизаторов заключается в возможности изменения характеристики подвески в соответствии с текущими условиями движения: более жесткая подвеска улучшит управляемость и устойчивость автомобиля, а более мягкая повысит комфорт передвижения. Основной недостаток адаптивного амортизатора: высокая стоимость его изготовления.

Спортивные амортизаторы

Спортивные амортизаторы предназначены для работы в условиях экстремальных нагрузок. Их отличает повышенная жесткость и стабильность, обеспечивающие лучшую управляемость автомобиля.

Основные неисправности и срок службы амортизаторов

Наиболее частотная неисправность амортизатора – нарушение герметичности уплотнительного сальника штока. Это происходит в случае повреждения пыльника амортизатора, и, как следствие, попадания грязи на поверхность штока. Повреждение сальника штока ведет к утечке газа и амортизаторной жидкости, из-за чего сам амортизатор утрачивает свои демпфирующие свойства.

При нормальных условиях эксплуатации срок службы амортизаторов может составить 3-5 и более лет. Передние амортизаторы претерпевают большую нагрузку, тем не менее, на новом автомобиле их ресурс составляет примерно 100-125 тысяч километров пробега. Задние же амортизаторы обычно превосходят эти показатели.

Принцип работы двухтрубных амортизаторов

При ходе сжатия подвески происходит укорачивание амортизатора, поршень 1 перемещается вниз и часть масла перетекает из нижней части рабочей полости через клапан II в его верхнюю часть А (см. рисунок 1). Количество жидкости, соответствующее объему погруженного штока, вытесняется при этом в компенсационную полость С через клапан IV, расположенный в донышке 9 цилиндра. За счет этого получаются в основном усилия сопротивления при сжатии, и только в том случае, если этого не достаточно, осуществляется дополнительное включение клапана на поршне (рисунок 2).

Клапан на поршне, называемый в отечественной литературе перепускным, включается всегда. Обычно его сопротивление ничтожно мало и оно не влияет на усилие сжатия. Однако, если его сопротивление предусмотрено конструкцией, оно дополняет сопротивление сжатию донного клапана.

Рисунок 1 — Схема для пояснения работы двухтрубного амортизатора

Как показано на рисунке 2, клапан II состоит лишь из диска 5, нагруженного конической пружиной.

Рисунок 2 — Усиленный перепускной клапан, применяемый фирмой Боге в двухтрубных амортизаторах Т27 и Т32 для повышения усилия сжатия, который устанавливается на верхнем торце поршня вместо обычного перепускного клапана.

При ходе отбоя возникает повышенное давление между перемещающимся вверх поршнем 6 и направляющей 1 штока. При этом основное количество жидкости вытесняется через регулируемый клапан I, который и осуществляет усилия отбоя. Небольшое количество жидкости проникает через зазор между направляющей и штоком, обозначенный S₁ на рисунке 3, а также через показанный там же угловой канал E—G. Выдвигание штока приводит к нехватке жидкости в рабочей полости A, и недостающее количество подсасывается из полости C (см. рисунок 1) через клапан III, представляющий собой простой обратный клапан. Жидкость, пульсирующая между рабочей и компенсационной камерой, охлаждается через резервуар 8.

Компенсация изменения объема

При ходе отбоя над поршнем возникает повышенное давление, которое вызывает, как говорилось выше, вытеснение жидкости вверх через зазор S₁(между штоком и направляющей) и угловые каналы E—G. Это небольшое количество жидкости (осуществляющее, между прочим, смазывание штока) собирается в резервуаре R₂ и через кольцевой зазор S₂, образованный уголковым кольцом 3 и резервуаром 4, стекает в компенсационную полость C. При этом происходит охлаждение жидкости через обдуваемый встречным воздухом резервуар 4. Однако кольцевая щель S₁ а также размеры и количество поперечных каналов G соответствуют постоянному дросселю, так что их сечение должно учитываться при регулировке амортизатора.

При ходе сжатия поршень вдвигается, вытесняет определенный объем и создает тем самым опять-таки повышенное давление в рабочей полости A, т.е. и при сжатии жидкость вытесняется через зазор S₁ а также каналы E и G, и охлаждается, стекая через резервуар 4.

Усиленная конструкция для грузовых автомобилей

Резервуар сверху закрыт крышкой 2, а снизу — днищем 6. На поршне 4 и в донышке 5 цилиндра установлены дисковые клапаны; серийный гидравлический буфер отбоя 3.

Другим преимуществом этого амортизатора является комплект уплотнений 1, рассчитанный на высокие нагрузки и выдерживающий максимальную температуру масла 220 °С, а продолжительное время — 160 °С. Как показано на рисунке 5, этот комплект состоит из двух отдельных уплотнений 2, которые по мере износа поджимаются через шайбы 5 конической или цилиндрической винтовой пружиной 3; последняя имеет опору в направляющей 4 штока.

Кроме того, имеется грязесъемный элемент 1, который (как и остальные элементы уплотнения) изготовлен из фитона и предотвращает проникновение пыли, песка и влаги.

На этой странице рассмотрены особенности устройства и принцип действия телескопических амортизаторов - гидравлического и газонаполненного (газового).

Гидравлический телескопический амортизатор

Гидравлические телескопические амортизаторы отличаются тем, что конструктивно они выполняются в виде двухтрубных, а в качестве рабочего тела используют только жидкости.

На рис. 1 показана типовая конструкция телескопического амортизатора, применяемого на отечественных автомобилях.

Поршень 14 через шток 18 и верхнюю проушину 1 соединен с несущей системой (рамой или кузовом) автомобиля. Труба 16, в которой закреплен цилиндр 17, соединена с колесом через нижнюю проушину 1.
Поршень 14 делит рабочее пространство цилиндра 17 на две полости. В верхней части шток 18 перемещается в направляющей втулке и уплотнен уплотнительной манжетой, расположенной в обойме 3. Уплотнение прижимается специальной гайкой по резьбе трубы 16 к направляющей втулке, а так прижимается к цилиндру 17.
Таким образом, амортизатор имеет три полости: в цилиндре над поршнем, под поршнем, а также между цилиндром 17 и трубой 16.

В нижней части рабочего цилиндра расположен корпус, в котором установлены впускной клапан 9 и клапан сжатия 10, прижатый пружиной 11. Эти клапаны закрывают отверстия 13 и 12, расположенные в корпусе.

Кожух 2 защищает шток 18 от грязи и повреждений.
Во время хода сжатия рессоры (или пружины) поршень амортизатора движется вниз. При этом основная часть рабочей жидкости через перепускной клапан 5 со слабой пружиной перетекает в полость над поршнем, встречая незначительное сопротивление со стороны клапана. Другая часть жидкости переходит в кольцевую компенсационную полость между цилиндром 17 и трубой 16.

При резком сжатии амортизатора дополнительно открывается разгрузочный клапан 10, вследствие чего уменьшается нарастание сопротивления перетеканию жидкости в компенсационную полость.

Усилие пружины 11 клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора, в следствие чего частота и амплитуда колебаний подвески и подрессоренных масс автомобиля снижается.

При перемещении штока рабочая жидкость, частично просачиваясь через зазор между направляющей втулкой и штоком, поступает через отверстие 19 в полость между цилиндром 17 и трубой 16, разгружая тем самым уплотнительную муфту от действия высокого давления рабочей жидкости.

Таким образом, сопротивление сжатию определяется сопротивлением перетекания рабочей жидкости в компенсационную полость.

При ходе отбоя, когда поршень перемещается вверх, рабочая жидкость перетекает в нижнюю полость через каналы в поршне и калиброванное отверстие в клапане 7. В это же время жидкость через отверстия, преодолевая сопротивление впускного клапана 9, поступает в цилиндр 17.

При резком отбое перетекание жидкости дополнительно обеспечивается открытием разгрузочного клапана 7.
Существенную роль в надежной работе амортизатора играет узел уплотнения штока 18.

В качестве рабочей жидкости в гидравлических телескопических амортизаторах применяются амортизаторные жидкости АЖ-12Т, МГП-10, МГП-12 или смеси трансформаторного и турбинного масла.
Основные требования, предъявляемые к амортизаторным жидкостям – хорошие противопенные свойства, и малая зависимость вязкости от температуры.

Газонаполненный амортизатор

Газонаполненные амортизаторы, в отличие от гидравлических, конструктивно выполняются однотрубными. Если в гидравлическом двухтрубном амортизаторе рабочая жидкость находится в непосредственном контакте с воздухом, то в газонаполненном амортизаторе (рис. 2) рабочая жидкость изолирована от воздуха плавающим поршнем 8 с уплотнителем 9. Таким образом, корпус 7 в нижней части заполнен рабочей жидкостью 5, а в верхней части – газом 6.
Давление газа в верхней полости – 0,6…0,8 МПа.

Иногда газонаполненные амортизаторы называют газовыми, что не совсем правильно, поскольку основным рабочим телом в них является не газ, а жидкость. Сжатие газа в таких амортизаторах направлено лишь на компенсацию объема цилиндра, который вытесняется поршневым штоком. В качестве газа для газонаполненных амортизаторов чаще всего используется нейтральный азот, который закачивается под давлением.

Поршень 12 закреплен на штоке гайкой 10. В поршне выполнены каналы 11 переменного сечения, а на его цилиндрической поверхности имеются щели.
Каналы 11 перекрыты дисками 13, соприкасающимися с шайбой 15, образуя клапан.
Герметичность штока и корпуса обеспечивается уплотнительным узлом, в который входят резиновая шайба 3, уплотнительная манжета 1, направляющая 17 штока, фасонная шайба 4 и запорное кольцо 2.

Жидкость под давлением омывает резиновую шайбу 3 и уплотнительную манжету 1 и прижимает их к корпусу 7 и штоку 16.

При ходе сжатия (рис. 2, б) под давлением над поршнем диски 13 отжимаются от шайбы 15, и рабочая жидкость через звездообразные вырезы в дроссельной шайбе перетекает в надпоршневую полость.

При малых скоростях перемещения поршня диски 13 занимают первоначальное положение, и рабочая жидкость проходит в основном через зазор между поршнем и цилиндром. Таким образом, один клапан работает попеременно на сжатие и на отбой.

При резких перемещениях поршня гашение происходит в основном за счет газовой подушки. Так, при ходе сжатия плавающий поршень 8 сжимает газ 6 и компенсирует изменение объема рабочей жидкости в рабочей полости амортизатора из-за входа в нее штока.
При ходе отбоя давление сжатого газа перемещает плавающий поршень 8 вниз, компенсируя изменение объема рабочей жидкости вследствие выхода штока 16 из цилиндра амортизатора.

Рабочие жидкости, применяемые в качестве рабочего тела в газонаполненных амортизаторах, аналогичны жидкостям, применяемым в гидравлических телескопических амортизаторах.

Основные нагрузки при движении авто в подвеске воспринимает на себя пружинистый элемент – рессора или винтовая пружина. За счет возможности изгибаться или сжиматься эти элементы принимают вертикальное движение колеса, которое оно получает от дорожного покрытия, предотвращая полную передачу этого движения на кузов или раму авто.

Однако в работе этих элементов имеется один серьезный недостаток – при работе на изгиб или сжатие, в них образуется инерционные колебательные движения, которые как раз на кузов и передаются, раскачивая его. При этом эти колебательные движения приводят к тому, что колесо теряет постоянный контакт с дорожным полотном, что сказывается на управляемости авто.

Чтобы убрать эти колебательные движения, в конструкцию подвески включены амортизаторы. В их задачу входит снижение инерции в пружинистых элементах за счет создания сопротивления, поглощающего данную энергию.

Внешне все амортизаторы очень схожи и представляют собой цилиндрический продолговатый герметичный корпус, из которого выходит шток, перемещающийся внутри его. В нижней части корпуса имеется крепежный элемент, которым амортизатор крепится к оси колес. В авто, использующих стойки МакФерсона, амортизатор помещен в саму стойку, а вот она уже прикрепляется к ступице колеса. Шток в верхней части тоже имеет крепежные элементы, которым он присоединен к кузову или раме авто.

А внутренняя конструкция отличается. Они бывают двухтрубными и однотрубными. Из-за конструктивных особенностей амортизаторы подразделяются на масляные и газовые. Существуют еще так называемые газомасляные, но они скорее — подвид масляных. Интересно, что в газовых тоже присутствует масло, которая является рабочей жидкостью амортизатора.

Двухтрубные амортизаторы. Конструкция, принцип действия

Двухтрубные амортизаторы производятся как масляные, так и газомасляные. Внутри такого корпуса установлен резервуар, который является рабочим цилиндром. Между корпусом и этим цилиндром имеется небольшое расстояние.

В нижней части цилиндра установлен перепускной клапан, который называется клапаном прямого хода. В этот цилиндр помещен шток с поршнем на конце. В поршне проделаны отверстия, которые являются клапаном обратного хода. Вся внутренняя полость рабочего цилиндра заполнена маслом.

Газовый и масляный амортизаторы

Работает этот амортизатор так: при движении колеса вверх, когда производится разгибание рессоры или сжатие пружины, шток начинает перемещаться вниз – при этом поршень давит на масло, часть его уходит через клапан прямого хода в пространство между стенками корпуса и рабочего цилиндра, а часть через клапан обратного хода переходит в надпоршневое пространство. Поскольку пропускная способность клапанов незначительная, то в подпоршневом пространстве создается избыточное давление, которое является противодействием инерции пружинистых элементов.

При возврате рессоры или пружины в исходное положение – происходит обратное действие – поршень движется вверх, часть масла переходит из надпоршневого пространства в подпоршневое, а часть возвращается из пространства между стенками. Таким образом гасятся все колебательные движения пружинистых элементов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Monroe — двухтрубные амортизаторы.

В масляном амортизаторе все внутренние полости не полностью заполнены маслом, поскольку требуется определенное место для вытеснения масла при работе. То есть часть пространства заполняет воздух. В этом и кроется основной недостаток этих амортизаторов. Масло при работе нагревается, что приводит к снижению его вязкости, а затем и вспениванию масла. Эти эффекты связаны с тем, что охлаждение двухтрубного амортизатора затруднено, и приводят они к ухудшению его работы.

Частично данная проблема устранена в газомасляных амортизаторах. В них свободное пространство заполнено не воздухом, а газом (зачастую использую азот), причем он находится под давлением. Избыточное давление газа приводит к тому, что масло не может вспениться, но нагрев масла и потерю вязкости устранить так и не удалось.

Однотрубные амортизаторы. Конструкция и принцип действия

Конструкция однотрубных амортизаторов несколько отличается, и они все делаются газовыми. Особенностью их является отсутствие внутреннего рабочего цилиндра – корпус амортизатора им и является. Внутри на штоке так же имеется поршень, но на нем уже размещены оба клапана – и прямого и обратного хода.

Также в конструкцию входит еще один поршень-поплавок, ни с чем не связанный, в его задачу входит разделение масла и газа, который находится внизу цилиндра.

Вся верхняя полость до поршня поплавка заполнена маслом, а нижняя – газом, причем с высоким давлением.

Видео: Как определить разборный или нет амортизатор стойка

Работа данного амортизатора такова: при сжатии, когда колесо движется вверх, шток с поршнем движется вниз – часть масла перетекает в надпоршневое пространство, остаток же смещается вниз, толкая поршень-поплавок и газ сжимается. При движении колеса вниз – производится обратное действие.

Из-за отсутствия внутри дополнительного резервуара, в однотрубном амортизаторе охлаждение масла происходит более эффективно, а отсутствие свободного пространства, поскольку все оно до поршня-поплавка заполнено маслом, исключает вспенивание.

Но имеется и отрицательное качество в работе амортизатора такой конструкции – при возвратно-поступательном движении штока с поршнем, с постоянным воздействием масла на газ, которое заставляет его постоянно сжиматься и разжиматься, происходит нагрев газа, сопровождающееся увеличением его объема и как следствие – давления. В итоге при активной работе амортизатора жесткость его возрастает из-за увеличивающегося давления внутри амортизатора.

Основные неисправности амортизаторов

На какие элементы подвески влияют неисправные амортизаторы

Неисправностей амортизаторов не так уж и много, но все они приводят к тому, что данные элементы заменяются, поскольку они не ремонтопригодны.

Что касается масляных и газомасляных амортизаторов, то самой частой неисправностью в них является разгерметизация, вследствие которой часть масла выходит наружу. А из-за недостатка масла нарушается общая работоспособность, амортизатор уже не способен выполнять полностью свою функцию.

Вполне возможен и изгиб штока, в результате чего он заклинивает в одном из положений.

Ударные нагрузки, приводящие к появлению вмятин на корпусе, не всегда оказывает значительное влияние на работу двухтрубного амортизатора. Ведь между ним и рабочим цилиндром имеется расстояние, поэтому вмятина приводит лишь к уменьшению свободного пространства внутри.

А вот в однотрубном амортизаторе вмятина на корпусе является губительной. Она перекроет возможность поршню со штоком перемещаться – амортизатор заклинит и перестанет работать.

Также в однотрубном амортизаторе встречается и разгерметизация корпуса, которая приводит к нарушению работы.

Как проверить амортизатор?

Выявить выход из строя амортизатора вполне возможно и самому. Для начала нужно внимательно проверить его на наличие подтеков. Даже незначительные следы масла на поверхности будут указывать на разгерметизацию.

Если наблюдаются вмятины на корпусе масляного или газомасляного амортизатора, то еще не означает, что он вышел из строя, а вот изгиб штока будет сигнализировать о надобности в замене.

Выявить неработоспособность амортизатора можно и путем раскачивания кузова. Однако таким способом можно выявить только полную неисправность, частичное вытекание масла выявить раскачкой не удастся.

Проверяется амортизатор так: нужно с силой надавить на кузов авто со стороны проверяемого амортизатора, а затем отпустить. При исправном амортизаторе кузов сразу же станет в исходное положение, а вот если он неисправен, то кузов будет раскачиваться.

Самым же достоверным способом проверки состояния амортизатора является диагностика на специализированном стенде. Такая диагностика не только покажет состояние амортизаторов, она полностью оценит состояние подвески авто.

Работа амортизатора автомобиля помогает сохранить управляемость на неровной дороге. Рассказываем подробнее об этой важной детали ходовой части.

Теоретическая часть

Основная задача подвески машины — смягчать удары, возникающие при проезде дорожных неровностей вроде ям и бугорков. Для этого используются эластичные элементы. Изначально ими служили рессоры, которые состояли из множества металлических листов, изгибающихся под нагрузкой. Трение между пластинами частично гасило колебания, но автомобили или конные экипажи всё равно были склонными к раскачке.

Амортизаторы начали устанавливать на автомобиль при переходе на более совершенные типы подвески — пружинные и торсионные. Машины сильно раскачивались, что приводило к потере управляемости на относительно ровной дороге. В худших случаях возникал резонанс — неконтролируемые прыжки приводили к разрушению ходовой части и отрыву кузова.

Слово происходит от французского amortisseur — поглотитель, выравниватель. Его задача — поглощать повторные колебания подвески и останавливать раскачку. Работа амортизатора позволяет автомобилю сохранять управляемость на неровной дороге. Кроме того, она продлевает срок ходовой части и других узлов, защищая их от ударов при прыжках машины.

Принцип действия автомобильного амортизатора

Ещё в эпоху рессорных подвесок появились механические амортизаторы. Это были пакеты из дисков, которые скользили друг относительно друга во время вертикального перемещения колеса. Трение между этими деталями превращало кинетическую энергию (энергию движения) в тепловую. Механические амортизаторы быстро изнашивались, а их эффективность оставляла желать лучшего.

Поэтому в 1930-х годах были изобретены гидравлические амортизаторы. Сначала они представляли собой колёса с лопастями наподобие гребных колёс пароходов. Они вращались в масляной ванне, замедляя раскачку кузова. Устройство такого амортизатора делало подвеску автомобиля дорогой и ненадёжной. Поэтому и такая конструкция осталась в прошлом.

В середине XX века впервые появились двухтрубные гидравлические амортизаторы, которые используются и по сей день. В их основу положен рабочий цилиндр, наполненный маслом с заранее определённой вязкостью. Внутри него ходит поршень, соединённый со штоком — длинным металлическим прутом. Вся конструкция находится внутри другой трубы — корпуса. Принцип работы такого автомобильного амортизатора достаточно прост:

1. Автомобиль наезжает на кочку, колесо резко поднимается вверх за счёт эластичности пружины.

2. Шток амортизатора движется вниз, поршень давит на масло под ним.

3. Клапаны прямого хода открываются и выпускают часть жидкости в наружную часть корпуса.

4. Автомобиль проезжает неровность, колесо опускается на дорогу благодаря пружине.

5. Шток поднимает поршень вверх. Срабатывают клапаны обратного хода, впускающие масло в рабочий цилиндр.

6. Автомобиль продолжает движение.

Интересно, что схема амортизатора автомобиля предполагает установку клапанов с разной чувствительностью. Опустить поршень легче, чем поднять. Это объясняется просто. Когда автомобиль наезжает на кочку, нужно отреагировать как можно быстрее, чтобы защитить кузов от удара. А при проезде ямы на большой скорости желательно задержать колесо в воздухе — вполне возможно, что машина проскочит выбоину без ударов и колебаний.

Какими бывают автомобильные амортизаторы?

Выше мы описали устройство обычного двухтрубного амортизатора. Такая конструкция проще — давление внутри невысоко, масло остаётся в цилиндре при сильной деформации корпуса и даже лёгкая потеря жидкости не может серьёзно изменить характеристики подвески.

Преимущества: двухтрубные модели дешевле в производстве и надёжнее. Кроме того, у них больше ход штока, поэтому они лучше ведут себя на неровном асфальте.

Недостатки: при частых колебаниях подвески жидкость быстро нагревается и медленно охлаждается. При достижении критической температуры масло вспенивается и перестаёт выполнять свою задачу — начинается неконтролируемая раскачка. А ещё двухтрубные амортизаторы нужно хранить и устанавливать строго вертикально — допускается отклонение не более 45°. Из-за этого их сложнее перевозить и монтировать.

Чтобы устранить эти недостатки, инженеры создали двухтрубные амортизаторы с газовым подпором. Наружную часть корпуса герметизировали и наполнили азотом с небольшим давлением — около 6 атмосфер.

Преимущества: вспенивание наступает намного позже, амортизаторы машины работают в штатном режиме даже при динамичной езде.

Недостатки: увеличился вес, снизился срок службы других деталей подвески за счёт утяжеления неподрессоренных масс, повысилась цена.

Совершенно иной подход использовался при создании однотрубных газомасляных амортизаторов. В них есть только один герметичный цилиндр, внутри которого ходит поршень. В нижней части расположена камера, наполненная азотом под высоким давлением — до 15–30 атмосфер. Она отделена плавающим клапаном, способным двигаться вверх-вниз. При колебаниях подвески шток с поршнем опускаются вниз, изменяя объём и степень сжатия газа.

Преимущества: большая стабильность автомобиля, меньшие крены, лучшее охлаждение, минимальная вероятность вспенивания и ухудшения характеристик, больший срок службы, можно устанавливать под любым углом за счёт герметичной конструкции.

Недостатки: высокая цена, сложность производства, заклинивание поршня даже при слабых деформациях рабочего цилиндра, меньший ход штока вызывает повышенную жёсткость подвески и снижает проходимость.

Зная конструкцию амортизатора автомобиля, легко понять, что работа подвески зависит от типа и качества дорожного покрытия. Поэтому в конце XX века инженеры начали работу над регулируемыми амортизаторами, позволяющими выбирать оптимальные характеристики. Существует несколько разновидностей таких конструкций:

дополнительный клапан открывается при частых колебаниях, смягчая удары и улучшая управляемость на неровной дороге;
электромагнитные клапаны меняют свои характеристики по команде водителя или бортового компьютера;
магнитореологическая жидкость меняет свою вязкость и текучесть в зависимости от силы магнитного поля;
выносные камеры позволяют регулировать объём жидкости в амортизаторе.

Преимущества: автомобиль остаётся комфортабельным и сохраняет отличную управляемость независимо от качества дорожного покрытия.

Недостатки: регулируемый амортизатор стоит в 2–3 раза дороже обычного и увеличивает неподрессоренные массы машины. При неправильном выборе режима работа подвески ухудшается.

Какие амортизаторы выбрать?

1. Для размеренного движения по дорогам невысокого качества — гидравлические двухтрубные.

2. Для быстрого перемещения по покрытию умеренного качества — двухтрубные с газовым подпором.

3. Для скоростной езды по хорошим дорогам — однотрубные газомасляные.

4. Регулируемые амортизаторы — универсальный вариант. Но их установка должна предусматриваться конструкцией автомобиля.

Неисправности амортизаторов

Средний срок службы амортизаторов автомобиля — от 50 до 100 тысяч километров в зависимости от типа и конструктивных особенностей. Но быстрая езда по некачественному дорожному полотну или по бездорожью выводит их из строя намного быстрее. Поэтому желательно осматривать подвеску в гараже с ямой или на эстакаде каждые 10–15 тысяч километров. Видимые признаки неисправностей — деформация корпуса, трещины, пробоины и потёки масла.

Но иногда амортизаторы выходят из строя без внешних симптомов. В таком случае нужно присматриваться к поведению автомобиля на дороге. О поломке могут свидетельствовать:

долгая раскачка после проезда неровностей;
резко увеличившиеся крены;
приседание машины во время разгона и торможения;
повышенная жёсткость подвески;
ускоренный износ шин;
ухудшенное управление — автомобиль может тянуть в сторону.

Решение проблемы только одно — замена детали. Амортизатор — сложный элемент, который почти не поддаётся самостоятельному ремонту.

Читайте также: