определение, устройство, принцип работы и лучшие модели

Содержание

• 1 Что такое амортизатор
• 2 История появления амортизатора
• 3 Зачем нужны амортизаторы
• 4 Как работает амортизатор
• 5 Как устроены автомобильные амортизаторы
• 6 Виды амортизаторов
  • 6.1 Однотрубные и двухтрубные амортизаторы
  • 6.2 Масляные и газомасляные
  • 6.3 Регулируемые конструкции
  • 6.4 Пневматический вариант
• 7 Лучшие европейские амортизаторы
  • 7.1 Bilstein
  • 7.2 Koni
  • 7.3 Boge
  • 7.4 Trw
• 8 Лучшие азиатские амортизаторы
  • 8.1 Tokico
  • 8.2 Kayaba
  • 8.3 Sensen
  • 8.4 Miles
  • 8.5 Patron
• 9 Лучшие американские амортизаторы
  • 9.1 Monroe
  • 9.2 Rancho
  • 9.3 Delphi
  • 9.4 ACDelco
• 10 Как выбрать амортизаторы
• 11 Основные неисправности и их признаки
• 12 Как проверить стойки амортизаторов

Амортизаторы выполняют важную функцию в автомобиле, поэтому необходимо следить за их техническим состоянием во избежание серьезных поломок. Кроме того, важно правильно их выбрать, опираясь на некоторые критерии.

Что такое амортизатор

Амортизатор – это важная часть автомобильной подвески (системы подрессоривания), сконструированная таким образом, чтобы при езде по неровной дороге гасить колебания и смягчать толчки и удары прочих относящихся к ней элементов, а также кузова транспорта. Амортизатор должен обеспечивать плавность движения автомобиля, исключать его раскачивание.

Амортизаторы – это детали в машине, которые повышают сцепление шин с дорожным покрытием, что, в свою очередь, обеспечивает послушность транспортного средства рулевому управлению, улучшает устойчивость и своевременность срабатывания системы торможения.

История появления амортизатора

Амортизаторы, называемые также демпферами (смягчающие устройства), в привычном виде появились не сразу. В начале автомобилестроения в конструкциях самоходных машин использовались рессоры, которые вполне справлялись с функцией сглаживания колебаний при низкой скорости передвижения.

Необходимость усовершенствования стала очевидна для водителей первых спортивных кадров, и уже в начале 20 века болиды Mors получили фрикционные амортизаторы.

Устройство амортизатор имел простое, производство дешевое, но детали быстро изнашивались. Однако эксплуатация их продолжалась вплоть до 60-х гг. прошлого столетия.

Первые гидравлические модели стали применяться в 30-х гг. Схема таких амортизаторов имела принцип одностороннего действия (колебания гасятся на моменте отдачи рессор). Позже появились устройства, работающие не только при отбое, но и при сжатии (двойное действие), что значительно повысило эффективность демпферов.

Такой тип моделей назывался рычажным из-за присутствия в конструкции специального рычага, перемещающего пару поршней, которые продавливали жидкость через отверстия. За счет этого гасился импульс.

Постепенно рычажные амортизаторы сменили телескопические, которыми теперь оснащены все легковые машины. Управление этими важными деталями подвески доверено бортовому компьютеру, который регулирует работу и выбирает наилучший режим эксплуатации.

Зачем нужны амортизаторы

Название детали «амортизатор» (amortisseur) в переводе с французского означает «гаситель», «успокоитель», что как нельзя лучше передает его назначение и функцию.

Система подрессоривания (подвески) автомобиля служит для соединения колес с кузовом, но также обеспечивает надежный контакт шин с дорогой и устраняет избыточные колебания, возникающие во время движения, обеспечивает амортизацию.

При жестком соединении подвески с кузовом удары о неровности дороги передаются на корпус почти в полном объеме. Большая амплитуда колебаний и вертикальное ускорение приводят к существенной тряске и подпрыгиванию транспортного средства.

Демпферы призваны поглощать энергию колебаний, сглаживать удары, кроме того, стабилизируют авто, предотвращают раскачивание при разгоне, торможении и на поворотах. Поездка становится более комфортной и безопасной, поскольку повышается устойчивость машины и ее управляемость.

Как работает амортизатор

Несмотря на появление новых разработок, конструкция и принципы работы амортизаторов остаются неизменными. В зависимости от разновидности детали внутри нее содержится жидкость либо газ. Двигаясь под давлением, вязкая амортизирующая составляющая (масло) проходит через отверстия небольшого диаметра. Чем выше нагрузка на подвеску, тем сильнее сопротивление. Происходит преобразование кинетической энергии колебаний в энергию тепловую, при сжатии внутренняя составляющая детали нагревается. В дальнейшем тепло выводится через корпус в окружающую среду. Такой принцип действия амортизаторов.

Как устроены автомобильные амортизаторы

Современные амортизаторы устроены одинаково и имеют:

1. Полый стальной цилиндр. Заглушен с одной стороны и заполняется газом либо жидкостью. С другой стороны плотно закрыт сальником штока, чтобы амортизирующая составляющая не вышла.
2. Шток. Представляет собой стальной стержень разного диаметра (зависит от марки авто), входящий в резервуар с амортизирующей составляющей (масло/газ) и крепящийся к поршню.
3. Поршень. Необходим для создания давления внутри детали.
4. Дросселирующий и обратный клапан. Одна группа срабатывает при сжатии, другая – на обратном ходу. Другие клапаны расположены в днище цилиндра. Однотрубные модели имеют в конструкции плавающий клапан, который разделяет масляную и газовую составляющие демпфера.

Виды амортизаторов

Выделяют несколько видов амортизаторов:

1. Исходя из конструкции: однотрубные и двухтрубные.
2. В зависимости от наполнения: масляные и газомасляные.
3. С использованием возможностей электронного блока управления (ЭБУ): адаптивные (регулируемые) и пневматические.

Следует понимать, что приведенное разделение условно. Модели сочетают в себе два и более видовых признака.

Однотрубные и двухтрубные амортизаторы

Основу конструкции однотрубного демпфера составляет единственная полая труба, в нижней части которой размещается газ под давлением, отделяемый от жидкости плавающим поршнем (клапаном). Такие устройства обладают рядом преимуществ: выдерживают большие нагрузки, работают стабильно, лучше гасят колебания, быстро охлаждаются. Недостатки: удлиненный размер, неустойчивость к механическим воздействиям, высокая цена.

В двухтрубных амортизаторах заполненный маслом рабочий цилиндр находится внутри трубки большего сечения (резервуаре). Помещенный в цилиндр поршень двигается вниз (происходит сжатие) и выдавливает масло в корпус устройства, а на обратном ходу пропускает жидкость в цилиндр через клапаны.

Масляные и газомасляные

Рабочей жидкостью масляных (гидравлических) амортизаторов является масло, которое перетекает из одной секции в другую. Масляные модели считаются более жесткими, поскольку внутренняя составляющая не сжимается и ход поршня возможен только за счет работы клапанов.

Особенность пневматики заключается в том, что корректировка положения автомобиля происходит как во время движения, так и в состоянии покоя. Перегруженная машина не проседает. Водитель также может изменить параметры на свое усмотрение (увеличить просвет, например).

Лучшие европейские амортизаторы

Лучшими производителями демпферов и прочих комплектующих для автомобильного транспорта считаются немецкие и голландские компании. Известные на весь мир фирмы устанавливают планку стандартов, качества и цен. Изделия их долговечны, выполняют свои функции на должном уровне и стоят своих денег.

Bilstein

Bilstein (Бильштайн) – немецкая фирма, основанная еще в 19 веке. С 20-х гг. прошлого столетия компания переориентировалась на производство автомобильных комплектующих (хромированных деталей). Производство амортизаторов фирма начала с 1954 года для Mercedes.

Бильштайн производит все виды демпфирующих устройств, прочие детали подвески. Демпферы Bilstein высокого качества, регулируются под особенности дороги, износоустойчивы, но достаточно жесткие. Цена продукции высокая.

Koni

Лидер рынка – голландская компания Koni. Производит амортизаторы как для спорткаров, так и для машин класса «эконом». В линейке продукции представлено более 2500 моделей для любого автомобиля.

Изделие Koni гарантирует мягкий ход, устойчивость при маневрах, выдерживает значительные нагрузки. Возможна регулировка и адаптация под потребности владельца.

Boge

Немецкий бренд, снабжающий запасными частями не только автосборщиков Европы, но и Азии и Америки. Ресурс эксплуатации деталей от Boge высок благодаря использованию технологий обработки составных частей (микрополировка, хромирование), а также специальных масел и уплотнителей, устойчивых к высоким температурам.

Boge выделяет три линейки демпферов: Automatic (для заводов по сборке авто), Turbo (спортивные автомобили) и Extreme (выдерживающие усиленные нагрузки).

Trw

Еще один производитель из Германии, специализирующийся на комплектующих для легковых и грузовых машин. Как Boge, является поставщиком узлов и механизмов для европейских сборщиков.

Наряду с амортизаторами TRW известен как производитель цилиндров, тормозных жидкостей и смазок, тормозных колодок, тросов и насосов. Качество деталей, по отзывам автолюбителей  среднее, но и цена доступная. Ассортимент фирмы широк, содержит комплектующие для большинства моделей мирового автопрома.

Лучшие азиатские амортизаторы

Продукция японских и китайских брендов заняла прочные позиции на рынке благодаря низкой стоимости изделий, что позволяет устанавливать их на недорогие авто. Качество соответствует цене и устраивает многих покупателей как оптимальный вариант.

Tokico

В то время когда американские и европейские заводы устанавливают различный подход к оценке качества продукции в зависимости от того, идет она на конвейер или на вторичный рынок, Tokico отказывается от подобного разделения. Поэтому изделия японской фирмы всегда высокого качества.

После объединения с Hitachi в 2004 году продукция компании стала доступна российскому потребителю. Отличные качественные характеристики и невысокая стоимость заслужили доверие наших автолюбителей.

К недостаткам смягчающих устройств от Tokico относят возможность выхода из строя ранее заявленного срока.

Kayaba

Компания Kayaba (Япония) считается ведущим мировым производителем гидравлического оборудования. Комплектующими KYB оснащены KIA, Toyota, Chevrolet. Широко они представлены и на рынке запасных частей.

Потребители, сравнивая амортизаторы от Tokico и KYB, находят сходство. Но изделия Kayaba встречаются чаще. На рост популярности комплектующих в России влияет средняя цена, хорошее качество, а также наличие гарантии завода.

Sensen

Китайская фирма-производитель, стремящаяся повторить Kayaba, но с ценами ниже в 1,5-1,8 раза и индивидуальным подходом к клиенту. Достаточно позвонить представителю Sensen в вашем городе, чтобы в тот же день получить информацию о продукции с фотографиями на свою электронную почту. Ассортимент компании невысок, охватывает изделия, предназначенные для легкового авто.

Отзывы об амортизаторах Sensen больше положительные. Устройства снабжены японскими сальниками NOK, втулками с защитным покрытием из тефлона, стальными, хромированными стержнями, содержат масло Eneos (полусинетика). Жесткость устройств оптимальная, устойчивость к коротким сверхнагрузкам высокая. Амортизаторы от Sensen выдерживают примерно 50-100 тыс. км в зависимости от состояния дороги, но быстро ломаются после окончания гарантии.

Miles

Головной офис компании имеет бельгийский адрес, но производства расположены в Азии (КНР, Южная Корея, Тайвань). Фирма поставляет комплектующие на вторичный рынок Европы, с некоторых пор начала осваивать Восточную Европу и Россию.

Miles выпускает запасные части для тормозных систем, подвесок, трансмиссии, а также различные жидкости.

Несмотря на высокую технологичность и роботизированность многих участков производства, качество продукции, в частности амортизаторов, по оценкам потребителей, среднее. Демпферы очень жесткие и быстро выходят из строя.

Patron

Комплектующие бренда производятся на 70 заводах, разбросанных по всему миру (в т.ч. в России). Продукция сертифицирована, соответствует мировым стандартам, входит в каталог TacDoc.

Аналоги от Patron дешевле оригиналов на 20-40%, но качество при этом будет ниже. Производитель дает годовую гарантию (=20 тыс. км) на все изделия, что сравнительно немного.

Patron демонстрирует широкий ассортимент продукции, куда входят как составляющие ходовой части, так и электроника, оптика и расходные материалы. При том что изделия электроники не отличаются высоким качеством, амортизаторы и прочие части подвески достаточно хороши.

Демпферный наполнитель имеет спецприсадки, предотвращающие вспенивание, система охлаждения улучшена, жесткость меняется у адаптивных моделей. При низкой стоимости и качестве, сравнимом с оригинальным, амортизаторы Patron являются неплохим решением для автомобиля.

Лучшие американские амортизаторы

Американские производители не зря имеют высокие оценки от специалистов. Продукция брендов конкурентноспособная, качественная, заслужила доверие годами добросовестной работы.

Monroe

Крупнейший мировой производитель амортизаторов, принадлежащий Tenneco Inc. (Иллиноис). Четыре завода, расположенные в Англии, Бельгии и Испании, ежедневно выпускают 90 тыс. изделий, 2/3 которых идут на конвейеры, 1/3 – на рынок запасных частей.

Товарный ряд компании широк, качество продукции стабильно высокое. Monroe – одна из немногих фирм, которая может произвести амортизатор для автомобиля любой марки.

Потребитель может выбрать запчасть на свой вкус: износоустойчивые и жесткие модели для продолжительной городской езды, варианты для экстремальных условий с высокой устойчивостью и минимальными колебаниями, дорогие модели с пятилетней гарантией. Стоимость запчасти находится в ценовой категории выше среднего, но выглядит привлекательно, учитывая характеристики бренда.

Rancho

Компания Rancho входит в концерн Теннеко, как и Monroe, поэтому производство амортизаторов, деталей подвески и рулевого управления, а также составляющих автотюнинга осуществляется на заводе в Небраске.

Приобрести продукцию Rancho можно в любой точке мира.

Компания специализируется на деталях для внедорожников. Амортизаторы от Rancho имеют двухконтурную конструкцию, датчики, следящие за скоростью штока, пять ступеней жесткости, детали с тефлоновым покрытием. Стоимость высокая.

Delphi

Компания с огромным ассортиментом товаров. Кроме амортизаторов, Delphi производит и реализует датчики, детали рулевого управления, насосы, фильтры и т.д. Компания известна приемлемыми ценами и средне-высоким качеством исполнения.

Прочная конструкция рабочей трубы двухтрубных демпфирующих устройств Delphi призвана защищать цилиндр от повреждений извне. Амортизатор относится к газовым и содержит газ под давлением, также обладает повышенной теплостойкостью и более точной работой клапанов. Однотрубные модели разработаны для авто люкс-класса и машин повышенной проходимости.

ACDelco

Бренд General Motors. Компания занимается производством запчастей для авто GM, их обслуживанием и ремонтом. Ассортимент обширен: фильтры, подшипники, насосы, амортизаторы, элементы ходовки, тормоза, ремни и пр.

Двухтрубные газовые демпферные устройства имеют хромированный (защищенный от коррозии) шток, бесшовный рабочий цилиндр, прочный поршневой клапан. Гарантия на продукцию ACDelco составляет 12 месяцев.

Как выбрать амортизаторы

Выбор амортизаторов зависит от марки автомобиля, поскольку не каждая делать подойдет по техническим характеристикам и параметрам.

В случае если вопрос приобретения демпфера возник впервые, необходимо проконсультироваться у специалистов в магазинах автозапчастей, где помогут подобрать нужную модель по каталогу.

Выбор следует делать исходя из целесообразности использования тех или иных амортизаторов для конкретного автомобиля, потому что неправильно подобранные модели могут принести вред прочим системам транспортного средства. Немаловажно учитывать цену детали, которая должна быть оптимальной.

Основные неисправности и их признаки

Наиболее распространенные дефекты амортизаторов:

1. Разрыв сальника штока.
2. Износ поршня и клапанов.
3. Нарушение целостности корпуса, деформация штока, разрушение частей устройства.
4. Разгерметизация (потеря масла/газа).

Не всегда возможно определить поломку при визуальном осмотре. Об этом могут говорить характерные признаки.Тряска, посторонние шумы, вибрация, машина раскачивается во время торможения и при разгоне. Как правило, исправные демпферные устройства не допускают более 1 колебания даже при резкой остановке. Присутствие дополнительных раскачиваний говорит о поломке.

При маневрировании (перестроении, резком повороте) машина не должна раскаиваться. Увеличение тормозного пути является следствием раскачки кузова при попытке остановить транспортное средство. Передняя часть автомобиля опускается и поднимается, снижая нагрузку на шины, из-за чего замедляется торможение.

Постоянное раскачивание транспорта может привести к проявлению «морской болезни». Чаще всего это свидетельствует о неполадке задних деталей подвески.

Как проверить стойки амортизаторов

Самостоятельная проверка амортизаторов (и стоек) производится 4 способами.

О наличии неисправности подскажут подтеки жидкости на корпусе демпфера. При обнаружении следов следует протереть деталь и произвести повторный осмотр через несколько дней. Если масло появилось вновь, то это говорит о разгерметизации. Визуальный метод проверки поможет установить изношенность сальника, наличие коррозии (обычно на штоке).

Нужны искусственные нагрузки. Способ заключается в раскачивании автомобиля с каждого угла 3-4 раза.

При исправных демпферных элементах кузов совершает однократное обратное движение, если автомобиль продолжает качаться, присутствует стук, кузов «выстреливает» вверх или раскачать вовсе не получилось, устройство неисправно.

Нужно заехать на яму или эстакаду после непродолжительного движения на машине. Амортизаторы ощупать, и если какая-то из деталей холодная, а остальные горячие, то это говорит о поломке.

Профессиональная проверка ходовки на стенде дает информативный, но не всегда корректный результат. Все зависит от настройки стенда. По-разному настроенное оборудование выдаст различные результаты. Многое зависит и от работников сервиса, насколько они квалифицированные и честные, чтобы открыто сказать о неисправности. Чтобы оценка состояния оказалась наиболее достоверной, следует сочетать все перечисленные методы.

Зачем нужен амортизатор?

Как известно, подвеска машины обеспечивает упругую связь между подрессоренными и неподрессоренными массами авто. К первым относится кузов со всем содержимым, рама и двигатель, ко вторым – колеса, мосты и часть элементов самой подвески. Если от упругой связи отказаться, т.

е. лишить автомобиль подвески, то все вертикальные перемещения колеса, катящегося по неровностям дороги, вызовут точно такие же по амплитуде перемещения той или иной части автомобиля и, соответственно, людей, находящихся в нем. Вы когда-нибудь ездили на телеге? Так вот, автомобиль без подвески – то же самое, разве что пневматические шины немного смягчат ход.

Ездить с комфортом люди захотели давно, когда никаких автомобилей не было и в помине. Достаточно вспомнить рессорные экипажи – кареты. Понятно, что при такой организации ходовой части (т.е. с помощью рессор) вертикальное перемещение колеса вызовет сжатие упругого элемента. Таким образом, часть кинетической энергии толчка все же дойдет до кузова, а часть поглотится упругим элементом подвески. Но не бесследно: эта поглощенная энергия вызовет возникновение колебательного процесса в подвеске. Если учесть, что автомобиль продолжает движение, колесо наезжает на все новые препятствия (или проваливается в ямы), то очевидно, что процесс не прекратится никогда.

Более того, возможен вход системы в резонанс, что вызовет дополнительное раскачивание кузова и/или пробой подвески.

Вы когда-нибудь ездили на телеге? Автомобиль без подвески – то же самое.

Поглощенная энергия вызовет возникновение колебательного процесса в подвеске.

Поглощенная энергия вызовет возникновение колебательного процесса в подвеске.

При колебаниях (раскачивании подрессоренных масс) сила тяжести, прижимающая колесо к дороге, оказывается непостоянной, соответственно, меняется и сила сцепления. Таким образом, характеристики движения автомобиля будут меняться с течением времени: как сила тяги при разгоне машины или тормозная сила при его торможении, так и курсовая устойчивость и качество управляемости автомобиля.

Амортизатор призван обуздать возникающий при работе упругого элемента подвески колебательный процесс.

Амортизатор призван обуздать возникающий при работе упругого элемента подвески колебательный процесс.

Амортизатор призван обуздать возникающий при работе упругого элемента подвески колебательный процесс. Мы уже разобрались в том, что помимо уменьшения раскачки кузова, т.е. улучшения плавности хода машины, его наличие позволяет оптимизировать прижатие колеса к дороге. Специальные исследования показали, что автомобиль с неисправными амортизаторами отдельных колес хуже разгоняется и имеет больший тормозной путь, а при маневрировании ухудшается его устойчивость.

Выше, говоря об упругом элементе подвески, мы упоминали рессору. Листовая рессора – это частные случай и далеко не самый худший с точки зрения демпфирования колебаний подвески.

Листовая рессора – это частные случай и далеко не самый худший с точки зрения демпфирования колебаний подвески.

Листы при работе рессоры трутся друг об друга, что обуславливает довольно слабую инерционность колебательного процесса, возникшего в подвеске. Гораздо хуже обстоит дело с витыми пружинами, которые сейчас применяются повсеместно. Будучи сжатой или растянутой после прекращения внешнего воздействия пружина способна колебаться довольно долго, постепенно растрачивая запасенную энергию. Хорошая иллюстрация этого процесса – известная игрушка «чертик на пружинке».

История амортизаторов

Итак, гасить колебания подвески или рассеивать энергию сжатого/растянутого упругого элемента призваны амортизаторы. Появились они на машинах давно. Как они выглядят сейчас, знают, наверное, все – это длинные телескопические стойки.

Но они не всегда были такими. Вначале это были чисто механические устройства.
Например, фрикционные дисковые демпферы гасили колебания за счет силы трения, возникающей между дисками, сжимаемыми болтом с пружиной. Таким образом, энергия колебательного движения подвески переводилась в тепло. Этот основной принцип сохранился и по сей день. Дисковый демпфер, или амортизатор, оказывал сопротивление работе подвески как при ходе сжатия, так и при ходе отбоя.

Причем, это сопротивление было одинаковым. Иначе говоря, амортизатор был двухстороннего действия с симметричной характеристикой. Чтобы гасить сильную раскачку, диски приходилось поджимать, что, в свою очередь, приводило к увеличению жесткости подвески.

Но существуют также амортизаторы одностороннего действия, которые работают только на отбой и не оказывают влияния на работу подвески при ходе сжатия.

Не сразу амортизаторы приняли привычный для нас вид.

Довольно быстро механические фрикционные демпферы уступили место гидравлическим, в которых энергия колебаний преобразуется также в тепло, но только выделяется оно не при сухом трении, а при перетекании жидкости определенной вязкости через отверстия и зазоры калиброванного сечения. Одним словом, не сразу амортизаторы приняли привычный для нас вид. Известны лопастные (крыльчатые) гидравлические амортизаторы, в которых демпфирование колебаний происходит за счет поворота лопастей с калиброванными отверстиями в корпусе, заполненном вязкой жидкостью.

Затем появились рычажные амортизаторы, где цилиндр с двумя поршнями, снабженными клапанами, размещался на раме авто, а поршни перемещались при помощи кулачка, связанного с мостом машины рычагом. Например, такие амортизаторы ставились на ГАЗ-69. Не стоит думать, что подобная конструкция осталась в далеком прошлом: рычажные амортизаторы до сих пор применяются на некоторых образцах военной техники, имеющих независимую подвеску.

Конечно, все мы привыкли к телескопическим амортизаторам. Но в последнее время все только и говорят, что о газовых. Строго говоря, термин не верный, поскольку в этих амортизаторах работает все та же жидкость, а не газ. Но вначале расскажем о классических гидравлических амортизаторах, которые все еще широко применяются на автомобилях.

Гидравлические амортизаторы

Классический гидравлический амортизатор состоит из цилиндра, вставленного в трубу. Зазор между этими деталями образует компенсационную камеру. В цилиндр вставляется поршень, шток которого соединяется с неподвижной частью подрессоренной массы (рама, кузов авто). Низ внешней трубы связан с неподрессоренной массой автомобиля (мостом, рычагом независимой подвески). В поршне и в нижней части цилиндра имеются перепускные и разгрузочные клапаны, а также калиброванные отверстия.

Классические гидравлические амортизаторы все еще широко применяются на автомобилях.

Классические гидравлические амортизаторы все еще широко применяются на автомобилях.

При ходе сжатия (колесо наезжает на выступ дорожного полотна) поршень вдвигается в цилиндр и амортизатор сжимается. При этом рабочая жидкость перетекает через отверстия и клапан в поршне в надпоршневую полость. Поскольку часть объема цилиндра теперь занимает вдвинувшийся шток, излишек жидкости через отверстие в нижней части цилиндра выдавливается в компенсационную камеру. При ходе отбоя (колесо съезжает с выступа или проваливается в яму) процесс развивается в обратном порядке, только жидкость теперь идет через другие клапаны и перепускные отверстия с иной пропускной способностью. Поэтому сопротивление амортизатора при ходе сжатия и отбоя не одинаково: он легче сжимается, чем разжимается, не давая кузову раскачаться. При резких ударах колеса о дорогу сила сопротивления амортизатора ограничивается благодаря открытию разгрузочных клапанов, что снижает воздействие на подрессоренную массу.

A. — однотрубный газовый, B. — двухтрубный масляный, C. — двухтрубный газовый, D. — газовый с выносной камерой

Как видим, все достаточно просто. Характеристики амортизаторов зависят, в первую очередь, от подбора сечений перепускных каналов и клапанов, ну и, разумеется, от вязкости жидкости.

Газовый амортизатор

Казалось бы, вязкость жидкости должна быть постоянной величиной. Однако при интенсивной работе подвески жидкость настолько интенсивно меняет уровень в компенсационной камере, что невольно начинает смешиваться с имеющимся в ней воздухом.

Вместо однородной жидкости определенной вязкости получается пена, имеющая совсем иную плотность. Она попадает в цилиндр, и характеристика амортизатора резко меняется: сила сопротивления на штоке практически исчезает. Конструкторы этот неприятный эффект заметили давно и стали в компенсационную камеру закачивать инертный газ азот под давлением 4-20 атм. Такое решение положено в основу гидравлического амортизатора с газовым подпором, в котором процесс смешивания жидкости на основе минерального масла с газом идет гораздо менее интенсивно, чем в конструкции первого типа. Демпфирование улучшается, но вывести его на качественно новый уровень позволило внедрение в подвеску гидропневматических амортизаторов, именуемых в народе «газовыми».

Гидропневматические амортизаторы именуют в народе «газовыми».

Внешне они такие же, как и гидравлические, но разница заключается в том, что внешняя труба в них является также рабочим цилиндром, т.е. применяется так называемая «однотрубная схема».

Все клапаны и каналы тут находятся на поршне, а изменение объема цилиндра (за счет появления и исчезновения в нем штока) компенсируется перемещением разделительного поршня. Так он называется потому, что делит цилиндр на две полости – гидравлическую и пневматическую. В последней находится инертный газ под давлением 20-30 атм. Поскольку жидкость и газ теперь разделены плавающей перегородкой, их смешивание невозможно, поэтому характеристика амортизатора становится стабильной.

При интенсивной работе амортизатора жидкость, с большой скоростью перетекая туда-сюда, нагревается. При этом гидропневматический амортизатор с одной трубой (цилиндром) охлаждается набегающим воздухом или дождевой водой, летящей из-под колес автомобиля. Такой амортизатор лучше двухтрубного. Есть у этой схемы и другие преимущества, которые обеспечили газовым (гидропневматическим) амортизаторам широкое распространение, хотя они и дороже гидравлических.

Амортизаторы с выносными камерами

В последнее время в моду входят амортизаторы с выносными камерами, а в спорте без них вообще никуда. По сути это гидропневматический амортизатор, только компенсационная газовая полость у него выполнена в виде отдельного цилиндра. В нем и ходит поршень-разделитель.

Амортизатор с выносной камерой по сути — гидропневматический амортизатор, компенсационная газовая полость которого выполнена в виде отдельного цилиндра.

Амортизатор с выносной камерой по сути — гидропневматический амортизатор, компенсационная газовая полость которого выполнена в виде отдельного цилиндра.

С основным цилиндром выносная камера соединяется шлангом. При такой схеме и гидравлическую, и газовую полости амортизатора можно сделать большими при сохранении габаритов амортизаторной стойки. Это благоприятно сказывается на температурном балансе системы – такие амортизаторы менее склонны к перегреву, чем обычные. Кроме того, становится возможным увеличить рабочий ход амортизатора.

Еще одно существенное преимущество амортизаторов с выносной камерой – сравнительно легкая регулировка жесткости амортизатора благодаря размещению регулируемых клапанов на соединительном шланге (штуцере).

Существенное преимущество амортизаторов с выносной камерой – сравнительно легкая регулировка жесткости.

Вообще, идея создать амортизатор, характеристики которого можно менять, занимала умы конструкторов давно. Был предложен вариант со сменой давления газового подпора (характерный пример – амортизаторы с подкачкой). Другой путь – изменение настройки клапанов, для чего создавались сложные механические устройства, встраиваемые в шток поршня. Потом вместо обычных механических клапанов появились электромагнитные, открывая или закрывая которые при помощи электрического импульса, можно менять характеристики работы амортизаторов. Разработаны системы, в которых вообще нет привычных клапанов, и демпфирование происходит за счет изменения вязкости самой жидкости. Она, разумеется, тут не простая, а магнитореологическая. Она способна менять свою вязкость под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными катушками. Конечно, это все сложные, дорогие системы, поэтому такие амортизаторы – удел автомобилей высокого класса, снабженных так называемой активной подвеской.

Что выбрать?

Что касается внедорожников, то разные производители устанавливают различные амортизаторы на разные модели. Если вы хотите настроить подвеску под себя, то нужно учитывать и конструктивные особенности подвески, и ваши пожелания к ней. Как правило, на короткоходных подвесках (а таковыми является большинство независимых подвесок) лучше себя зарекомендовали газонаполненные амортизаторы, т.к. они более стабильны при тех нагрузках, которые выпадают на их долю.

На длинноходных подвесках неплохо работают обычные гидравлические амортизаторы, т.к. их жесткость на отбой как раз позволяет «успокоить» колеблющуюся пружину.

На длинноходных подвесках, где амортизаторы имеют большой объем жидкости и возможность лучшего охлаждения, неплохо работают обычные гидравлические амортизаторы, т.к. их жесткость на сжатие невысока и они не усиливают таким образом и без того мощную длинную пружину, но их жесткость на отбой как раз позволяет «успокоить» колеблющуюся пружину. Таким образом, подвеска получается энергоемкой и комфортной.

Если вы хотите настроить подвеску под себя, то нужно учитывать и конструктивные особенности подвески, и ваши пожелания к ней.

Если позволяют финансы, то можно заказать амортизаторы штучного изготовления, которые используются в автоспорте. Они делаются и настраиваются под конкретный автомобиль и конкретного водителя, что позволяет добиться фантастических результатов по сравнению с любой (даже тюнинговой) подвеской. В любом случае, перед установкой амортизатора лучше получить консультацию у специалистов.

Алексей Фабин
Фото Александра Евдокимова, Auto Seikel и фирм-производителей

Разница между автомобильными и промышленными амортизаторами

Джош Косфорд, ответственный редактор

Ваша первая мысль, услышав термин «амортизатор», наводит на мысль о цилиндрических трубах, закрепленных в четырех углах системы подвески вашего автомобиля. Если не считать неправильного употребления («шок»), ваше правильное мышление применимо и к этому термину. Даже термин «амортизатор» немного вводит в заблуждение, и профессионалы отрасли могут предпочесть, чтобы вы называли их демпферами. Но точно так же, как другой компонент подвески автомобиля — стабилизатор поперечной устойчивости — запятнан словом «поперечная балка», мы научились жить с такими разговорными терминами.

Амортизаторы автомобиля даже не поглощают удары так, как вы предполагаете. Автомобиль только с четырьмя винтовыми пружинами будет прекрасно поглощать удары неровностей — только когда пружина сжимается, чтобы поглотить этот удар, энергия, накопленная при этом сжатии, высвобождается, чтобы растянуть пружину за пределы ее предыдущей точки покоя. Если вам доводилось ездить на автомобиле с «продутыми амортизаторами» или ездить на любом седане американского производства 1980-х годов, вы помните, как валялось после большого удара. Транспортное средство будет продолжать колебаться, пока шасси снова не стабилизируется.

Приведение в действие
Пружины естественным образом колеблются, будучи прикрепленными к массе, приводимой в движение. Частота колебаний зависит от веса груза и постоянной или жесткости пружины. Скорость пружины определяет сжимаемость пружины, обычно описываемую в фунтах на дюйм. Например, если на пружину нагрузить 200 фунтов, заставив ее сжаться на 2 дюйма, жесткость пружины составит 100 фунтов/дюйм. Нагруженная пружина будет бесконечно колебаться в вакууме без трения, но на транспортном средстве трение в конечном итоге укрощает пружину, пока она снова не достигнет баланса.

Миниатюрные промышленные амортизаторы.
Изображение предоставлено ACE Controls. Линейное движение, такое как движение автомобиля вперед, будет продолжаться до тех пор, пока на него не воздействует внешняя сила, если мы игнорируем трение. Например, транспортное средство использует тормоза для преобразования своей инерции в тепло, замедляя транспортное средство до полной остановки. Тот же эффект должен быть применен к пружине — ее инерция должна быть преобразована в тепло, чтобы замедлить колебания.

Большинство интуитивно знает, что амортизаторы замедляют колебания пружины (и, следовательно, подпрыгивание автомобиля), но не подозревают, что они делают это, преобразовывая это движение в тепло. Как профессионал в области гидроэнергетики, вы, вероятно, лучше других знаете, как гидродинамика определяет поведение амортизаторов и что трение колодок о сталь — не единственный способ преобразования движения в тепло.

Ограничение движения жидкости под давлением предлагает удобный и контролируемый метод преобразования энергии. Кинетическая энергия исходит от сообщаемой инерции, создаваемой, когда транспортное средство ныряет, наклоняется, катится или наезжает на кочку или яму. Давление, создаваемое внутри амортизатора, должно куда-то деваться, иначе весь блок просто разнесет на части. Отверстия внутри поршня однотрубных «амортизаторов» ограничивают поток и преобразуют гидравлическую энергию в тепло при прохождении жидкости под давлением.

Обзор конструкции
Амортизаторы представляют собой гидравлические цилиндры малого диаметра, снабженные (или просверленные) отверстиями в поршне. Суммарная площадь поперечного сечения этих отверстий определяет потенциал расхода поршня. «Составное отверстие» отверстий соответствует общему размеру отверстия, который соответствует любой диаграмме, отображающей кривые зависимости давления от потока. Чем меньше размер отверстия, тем меньше поток через поршень амортизатора и тем выше эффект пружинного торможения.

Большие отверстия обеспечивают более мягкое демпфирование колебания пружины, в то время как меньшие отверстия обеспечивают более жесткий контроль над движением подвески. С точки зрения реального мира, вы правильно ожидаете, что роскошный автомобиль воспользуется преимуществом ослабленного демпфирования отверстий большего размера. В то же время спортивные автомобили хотят, чтобы их движение подвески было сильно демпфированным, чтобы быстрее подавлять движение их более жестких пружин. В высокоэффективных амортизаторах используется гораздо более сложная технология, чем в простом примере, описанном выше, без учета современных примеров, таких как магнитореологические амортизаторы.

Первичный высокопроизводительный амортизатор имеет однотрубную конструкцию с заправкой азотом, что делает его сложным гидравлическим компонентом. Представьте себе размещение второго плавающего поршня в пространстве между первичным поршнем и крышкой, а затем азот, заполняющий объем между крышкой и плавающим поршнем, как поршневой аккумулятор. Добавьте фиксированные клапаны управления потоком с каждой стороны поршня, и вы получите высокоэффективный амортизатор.

Поршни более сложны, чем обработанные круглые поршни, используемые в гидравлических цилиндрах, с использованием нескольких слоев, пластин и дисковых клапанов. Их комбинация обеспечивает различную скорость демпфирования сжатия и отбоя, а также допускает многоступенчатое демпфирование. Низкоскоростное отверстие обеспечивает легкий поток жидкости при неглубоких провалах или неровностях, обеспечивая плавную езду. Когда резкий удар приводит к быстрому движению, дисковые клапаны закрываются, чтобы направить жидкость через более ограничительные отверстия, быстрее ослабляя движение подвески.

Двухтрубные амортизаторы ранее доминировали на рынке, прежде всего потому, что они стали популярными быстрее. В ранней технологии демпфирования подвески использовались две обтянутые кожей втулки, установленные одна внутри другой, а зажимные устройства позволяли механикам увеличивать трение по мере износа узла. Не сложный компонент, изменения в его конструкции привели к созданию двухтрубного амортизатора, где к поршню и крышке первичной трубки был добавлен узел клапана.

Двухтрубные амортизаторы также были популярны из-за их низкой стоимости производства. Их ствол не требует точной обработки, как в случае с однотрубной конструкцией. Без прецизионно обработанной трубы плавающий поршень, предназначенный для отделения азота от масла, не имел бы шансов на герметичность. Конструкция с двумя трубками также была более подвержена аэрации, поскольку газообразный азот мог быстро попасть в первичную трубку, хотя в некоторых современных конструкциях теперь используется камера.

Применение амортизаторов, конечно же, не ограничивается автомобилем. Промышленные амортизаторы находят применение в погрузочно-разгрузочных устройствах, тележках, конвейерных системах и даже аттракционах — машинах и устройствах, где движущийся объект должен замедляться быстро и безопасно, не ударяясь и не подпрыгивая.

Идеальная скорость демпфирования амортизатора является линейной и не должна ни отскакивать от конца штока, ни ударяться о упор амортизатора. Скорость замедления должна отображаться на графике в виде наклона вниз под углом 45° с начальной скоростью вверху и полной остановкой внизу. Не используя полный ход амортизатора, вы демпфируете слишком быстро или недостаточно быстро. Амортизатор должен останавливаться около (но не в) нижней части хода.

Конструкция промышленных амортизаторов
Конструкция промышленных амортизаторов немного отличается от используемых в автомобилях. В обеих конструкциях используются отверстия для измерения расхода масла, хотя место измерения расхода масла зависит от конструкции. В более популярном амортизаторе с несколькими отверстиями используется оригинальный, но простой метод для последовательного увеличения отклика демпфирования по мере того, как устройство приближается к своему нижнему положению.

Изображение предоставлено Enidine

Амортизаторная трубка, эквивалентная напорной трубке, используемой в автомобилях, выглядит одинаково, пока вы не обнаружите отверстия в самой ударной трубке. Вместо того, чтобы оснащать дисковыми клапанами и осевыми отверстиями, в промышленных амортизаторах используются отверстия по длине трубы для увеличения силы демпфирования, обратно пропорциональной длине хода. Например, предположим, что трубка имеет четыре отверстия по всей длине, равномерно расположенные между втянутым положением поршня и крышкой. Затем, когда нагрузка сжимает узел амортизатора и поршень перемещается по всей длине амортизаторной трубки, жидкость под давлением выходит из всех четырех отверстий, где происходит относительно легкое демпфирование.

Поршень закрывает отверстие и проходит мимо первого отверстия, уменьшая потенциал потока через объединенные отверстия. В результате амортизатор еще больше замедляется, имея только три отверстия для прохождения жидкости под давлением. Тот же эффект возникает, когда поршень закрывает второе отверстие, оставляя только два отверстия для удаления жидкости, что еще раз снижает скорость поршня. Наконец, когда только последнее отверстие остается открытым, нагрузка должна замедлиться пропорционально длине хода, и в сочетании с увеличенной силой пружины нагрузка остановится.

Поскольку амортизатор представляет собой дифференциальный цилиндр, вы, специалисты по гидроэнергетике, интуитивно задаетесь вопросом, куда делась жидкость со стороны крышки, поскольку вы знаете, что ее больший объем не может заполнить меньший объем, занимающий место вокруг штока. Когда жидкость выходит из ударной трубки, она течет в полость между трубкой и первичным цилиндром. Отверстие в ударной трубе выходит в область штока, поэтому попадание туда жидкости помогает предотвратить кавитацию. Остальное поглощается аккумулятором пены и хранится до тех пор, пока поршень не втянется, втягивая жидкость обратно в амортизаторную трубку.

Промышленные амортизаторы выпускаются в совершенно крошечных версиях с диаметром амортизирующих трубок, возможно, менее 10 мм, растущих в различных размерах и конфигурациях до диаметра 8 дюймов или больше. Самые маленькие экземпляры могут поглощать нагрузки в 250 фунтов со скоростью 50 дюймов в секунду или выше (хотя и не одновременно). Амортизаторы большего диаметра амортизируют движение даже самых огромных грузов, быстро преодолевая усилие в 200 000 фунтов. Помните, что пружина, установленная вместе с амортизатором, выполняет тяжелую работу, чтобы справиться с высокой нагрузкой, а сам амортизатор просто гасит движение пружины.

Должен отметить, что амортизаторы не могут одновременно выдерживать максимальную ударную силу с максимально допустимой скоростью. Если вы не уверены, обсудите свои требования с выбранным производителем амортизаторов.

Автомобильные и промышленные амортизаторы представляют собой динамические отверстия, предназначенные для преобразования кинетической энергии в тепло. Это демпфирование может быть связано с колебательной нагрузкой или просто с одним тактом сжатия поршня. Любой пример предлагает заглянуть в еще один принцип гидродинамики, который очаровывает нашу отрасль.

---

Рубрика: Основы машиностроения, Связанные технологии

 

---

Информация о продукции промышленные амортизаторы

Вероятно, в вашем браузере отключен JavaScript.
Для использования функций этого веб-сайта в вашем браузере должен быть включен JavaScript.

Ваши преимущества при использовании промышленных амортизаторов

Результаты использования обычных амортизаторов

Сравнение различных демпфирующих элементов

Общее назначение напорной камеры

Как правильно отрегулировать амортизатор?

Параллельная установка двух амортизаторов

Установка на вращающихся устройствах

Компания ACE предлагает подходящие амортизаторы для любых промышленных целей. Доступно более 200 различных моделей, от самой маленькой с ходом 4 мм до самой большой с ходом 406 мм.
Будь то самокомпенсирующиеся или регулируемые, с амортизаторами ACE можно поглощать от 0,68 Нм/цикл до 126 500 Нм/цикл, а эффективный вес от 500 г до 204 т можно замедлять с высокой точностью.
Кроме того, демпфирующие решения ACE впечатляют компетентными консультациями, образцовым сервисом и идеально подходящими аксессуарами.

Ваши преимущества при использовании промышленных амортизаторов

• Безопасное, надежное производство
• Долгий срок службы машин
• Простые и недорогие конструкции
• Низкие эксплуатационные расходы
• Бесшумные, экономичные машины
• Прибыль910 Меньшая нагрузка на машину Улучшение

Рисунок: Остановка с помощью промышленных амортизаторов

Results using conventional dampers

• Loss of production
• Machine damage
• Increased maintenance costs
• Increased operating noise
• Higher machine construction costs

Picture: Stopping with Rubber Buffers, Springs, Dashpots or Cylinder Cushions

Сравнение различных демпфирующих элементов

Когда речь идет о замедлении движущихся масс с постоянной силой демпфирования в течение всего хода, промышленный амортизатор является правильным выбором. Сравнение демонстрирует различия демпфирующих элементов.

Промышленные амортизаторы ACE (равномерное тормозное усилие на протяжении всего хода)

Движущаяся нагрузка плавно и мягко останавливается постоянной силой сопротивления на протяжении всего хода амортизатора. Нагрузка тормозится с минимально возможным усилием за минимально возможное время, исключая пики повреждающей силы и ударные повреждения машин и оборудования. Это линейная кривая силы торможения, обеспечиваемая промышленными амортизаторами ACE. Кроме того, они значительно снижают шумовое загрязнение.

Гидравлический демпфер (высокое тормозное усилие в начале хода)

Только с одним дозирующим отверстием подвижный груз резко замедляется в начале хода. Тормозное усилие возрастает до очень высокого пика в начале хода (приводя к высоким ударным нагрузкам), а затем быстро падает.

Пружины и резиновые амортизаторы (высокие тормозные усилия в конце хода)

При полном сжатии. Кроме того, они накапливают энергию, а не рассеивают ее, заставляя нагрузку снова восстанавливаться.

Пневматические амортизаторы, подушки пневматических цилиндров (высокая тормозная сила в конце хода)

Из-за сжимаемости воздуха они имеют характеристику резко возрастающего усилия к концу хода. Большая часть энергии поглощается ближе к концу гребка.

Сравнение

Сравнение показывает разницу в демпфировании при прямом сравнении силы торможения с ходом торможения:

Рисунок: Сила торможения в зависимости от времени

Общие функции напорной камеры

Если движущаяся масса попадает в промышленный амортизатор, поршень приводит в движение масло в напорной камере. Масло продавливается через дозирующие отверстия, в результате чего выделяемая энергия преобразуется в тепло. Дозирующие отверстия расположены на ходу так, что масса тормозится с постоянной демпфирующей силой. Гидравлическое давление поддерживается на протяжении всего процесса торможения практически постоянным.