Назначение, устройство и принцип действия амортизатора
При движении автомобиль преодолевает неровности дорожного покрытия. Чтобы смягчить возможную тряску, конструкция транспортного средства включает особые элементы, которые гасят вибрацию, обеспечивают плавность и мягкость хода.
В предлагаемой статье рассматривается, что такое амортизатор, назначение, принцип действия и конструкция этого узла, прочие сопутствующие моменты.
Объяснение понятия
Амортизатор – устройство, обеспечивающее плавность хода машины. Название этого элемента происходит от французского слова «amortir», в соответствии со значением перевода которого указанный узел притупляет вибрацию при преодолении неровностей дорожного полотна.
Рассматривая, для чего нужны амортизаторы, важно учитывать, что эти устройства гасят раскачивание корпуса автомобиля при различных режимах движения – при наборе скорости, замедлении или удерживании заданного темпа.
Комплектация серийных легковых машин предусматривает применение одного из таких элементов для каждого из колес, с расположением на соответствующем посадочном месте. В некоторых внедорожных моделях количество этих устройств удваивают, чтобы добиться эффективной восприимчивости нагрузок при активном режиме работы в сложных условиях.
Первоначально в технике в дополнение к подвеске на рессорах применяли амортизирующие элементы механического типа. Колебания гасил пакет фрикционных дисков за счет силы трения между фрикционами.
В тридцатых годах стали использовать гидравлические варианты. По мере совершенствования конструкции этих узлов, оборудование становилось все более надежным и удобным в работе. Сегодня на современных автомобилях применяются жидкостные устройства с телескопическим выдвижением. Известны и другие типы амортизирующих элементов, с возможностью регулирования ручным или автоматическим способом.
Назначение
Далее о том, зачем нужен амортизатор. Этот механизм выполняет следующие задачи:
- Смягчает колебания при преодолении колесами дефектов дорожного полотна – выбоин, кочек и пр.
- Поддерживает плавность, мягкость движения для должной степени комфорта, предупреждения поломок агрегатов и узлов от сильной тряски.
- Сохраняет управляемость машины при быстрой езде.
- Обеспечивает комфорт для водителя и пассажиров, сохранность перевозимых грузов.
При амортизации колебаний снижается риск расслабления механических соединений, разрушения деталей от избыточных нагрузок.
Если рассматривать популярную конструкцию подвески McPherson, то в дополнение к непосредственным функциям в этой системе амортизирующие элементы служат верхними рычагами в опорной схеме.
Особенности конструкции
Подробнее о конструкции амортизатора. Этот узел составлен из следующих частей:
- Гидравлического цилиндра, в который залито масло. Используется продукт с заданными параметрами.
- Штока с поршнем, перемещающимся в рабочей камере. Верхняя часть этой детали соединена с кузовом либо, если речь идет об упомянутой выше перевернутой схеме амортизатора, с тягой подвески.
- Калиброванных клапанов, перепускающих гидравлическую жидкость, исходя из эксплуатационной нагрузки.
Крепеж этого механизма осуществляется через верхнюю и нижнюю проушины. К перечисленным деталям можно добавить пружину, возвращающую шток в исходную позицию по завершении амортизационного действия. Разные типы амортизаторов, несмотря на отличия в конструктивном исполнении, содержат перечисленные элементы.
При этом применяются различные конструкторские решения, учитывая особенности определенных моделей.
Принцип действия
Как работает амортизатор, понятно при анализе конструктивного устройства этого механизма. Поршень, удерживаемый штоком, испытывает сопротивление гидравлической жидкости в рабочей камере, с перекачиванием масла между разными частями емкости и рассеиванием тепловой энергии.
Можно рассмотреть принцип работы амортизатора на примере ситуации, когда автомобиль проезжает по «лежачему полицейскому»:
- Колесо приподнимается в верхнем направлении, соответственно вдавливая шток амортизирующего механизма.
- Клапаны открываются, перепуская масло из одного объема рабочей камеры в другой.
- При возврате колеса в исходную позицию, под действием разжимающейся пружины поршень сдвигается в начальное положение.
- Аналогичным образом при открытии клапанов гидравлическая жидкость перекачивается между полостями.
Вязкость масла при таком последовательном перекачивании способствует эффективному гашению вибраций автомобильного кузова.
Разновидности амортизирующих устройств
В автомобилестроении применяют различные виды амортизирующих элементов. При разнице в устройстве амортизаторов, характеристиках и стоимости моделей, работа этого оборудования основана на использовании гидравлической жидкости.
Двухтрубные масляные
Механизм с телескопическим корпусом, образованным двумя цилиндрами, один из которых входит в другой. В камере меньшего диаметра предусмотрено наличие штока с поршнем, проталкивающего излишки жидкости во вторую внешнюю компенсационную полость. Обратно масло возвращается при отработке механизма в другую сторону, после открытия клапанов.
Плюсы этой модели состоят в таких особенностях:
- Низкой себестоимости изготовления.
- Небольших размерах.
- Эффективности амортизации, с обеспечением плавности движения машины.
- Работоспособности при возникновении поломок амортизатора – деформации цилиндров.
Присутствуют и отрицательные качества:
- Сложностям с удалением излишков тепловой энергии применительно к телескопической конструкции.
- Угрозе вспенивания масла при интенсивных нагрузках, что снижает КПД устройства.
- Возможность применения только с выходом штока вверх.
- Сложности перевозки, хранения или установки под наклоном более 45 градусов к вертикали.
Если наклонить корпус излишне сильно, происходит перепускание воздуха между основной и компенсационной полостями, что приводит к полному отказу оборудования в работе.
Применение устройств двухтрубного масляного типа уместно для езды на невысоких скоростях в условиях низкого качества дорожного покрытия.
Двухтрубных газовых
От аналогичных моделей с гидравлической жидкостью, это оборудование отличает использование газа, давление которого в компенсационной полости составляет от 6 до 8 атмосфер. Чаще пользуются азотом. Популярность этих исполнений объясняется предупреждением вспенивания масла за счет газового подпора, что повышает надежность амортизации в сложных дорожных условиях.
В числе недостатков сохраняются минусы масляного механизма за счет рисков отказа при наклоне более чем на 45 градусов. К этому можно прибавить усложнение конструкции, что увеличивает цену, значительную жесткость в работе.
Газовые амортизирующие элементы сохраняют плавность хода при быстром движении по плохим дорогам.
Однотрубных газовых
Конструкция этого амортизатора включает единственный рабочий цилиндр, без телескопического соединения. Газ в камеру закачан под давлением в тридцать атмосфер. Амортизация производится сжатием газовой подушки, с перепусканием клапанами гидравлической жидкости.
Относительная простота конструкции способствует достижению таких преимуществ:
- Улучшению отвода тепла, что ускоряет охлаждение.
- Продлению продолжительности эксплуатации.
- Отсутствию ограничений по степени наклона при эксплуатации и транспортировке.
Из минусов важно отметить наличие следующих особенностей:
- Значительной жесткости.
- Высокой цены, ввиду сложностей механической обработки деталей при изготовлении.
- Серьезных требований к состоянию узлов – при малейших поломках амортизатор выходит из строя; даже незначительные дефекты на стенках рабочей камеры грозят полной утратой работоспособности оборудования.
Эти модели можно применять для динамичной езды по дорогам с покрытием удовлетворительного качества.
Оценка работоспособности
Изучая, как проверить амортизатор, можно использовать такие способы контроля:
- Оценить состояние по итогам осмотра – важно исключить подтеки жидкости, следы коррозии. Метод не подходит для оценки степени износа клапанов.
- Проверкой при езде по неровностям – в числе признаков поломки амортизаторов интенсивное раскачивание кузова.
- Быстро разогнаться и затормозить – машина не должна приседать на передние или задние колеса.
- Рассматривая, как проверить амортизатор, можно изучить степень износа протекторов на шинах. При неравномерном стирании потребуется углубленная ревизия амортизирующих узлов.
- По особенностям функционирования АВS – на проблемы указывает частое срабатывание при движении по простой трассе.
- По характерным симптомам – возникновению стука в цилиндре указывает на неисправность.
Перечисленные способы проверки не дадут полного ответа о состоянии оборудования. Рассматривая, как проверить амортизатор на работоспособность, важно понимать, что разумнее обратиться в сервисный центр. Мастера внимательно осмотрят узлы, выполнят полную ревизию.
Исправность оборудования также можно оценить прогонкой на специализированных вибрационных стендах, на которые устанавливают демонтированные устройства. Этот способ удобен для проверки работоспособности узлов, которые подбираются для замены изношенных элементов.
Опасные факторы
В процессе эксплуатации, амортизирующее устройство изнашивается: стареет гидравлическая жидкость, утрачивают эластичность сальники, в составе масла накапливаются абразивные частицы. Интенсивность износа может быть вызвана такими факторами:
- Повышенными нагрузками от сильных ударов при резком въезде в выбоину. Это особенно опасно при отрицательной температуре воздуха, когда масло густеет при продолжительной остановке.
- Перегрузкой машины, когда подвеска перестает справляться.
- Выработкой подвески, с увеличением нагрузки на амортизационные элементы.
- Длительным простоем, что грозит коррозией клапанов, старением масла.
Регулярная проверка амортизаторов с периодичностью через каждые 10 – 15 тысяч километров, продлит срок службы оборудования. Регламентированный ресурс этих узлов составляет до 75 000 км пробега. За это время механизм совершает до 1 300 циклов сжатия и возврата в исходную позицию.
Но если не соблюдать перечисленные в обзоре рекомендации, следовать агрессивной манере управления автомобилем, устройство может выйти из строя намного раньше.
Амортизаторы – механизмы, эффективно смягчающие вибрацию, обеспечивающие плавность и мягкость движения. Применение этих устройств снижает нагрузку на другие узлы и агрегаты транспортного средства, делает поездку для водителя и пассажиров комфортной.
