Наличие газа под давлением в двухтрубном газонаполненном амортизаторе необходимо для

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Амортизатор можно с уверенностью назвать важнейшим компонентом подвески любого автомобиля. Без этого небольшого узла езда была бы просто невыносимой по причине непрерывной вертикальной раскачки кузова автомобиля. Автомобильный амортизатор играет роль своеобразного демпфера, гасящего колебания пружин, рессор или торсионов. Масса кузова автомобиля распределяется на пружины подвески таким образом, что последние постоянно сжаты на определенную величину в зависимости от веса машины и жесткости пружин. Таким образом, каждое колесо автомобиля имеет возможность перемещаться как вверх, так и вниз относительно кузова. За счет этого достигается постоянный контакт каждого колеса с дорожным покрытием независимо от того попадает колесо на кочку или в яму. Но если бы не было амортизатора, то контакт с дорогой не был бы постоянным из-за колебаний пружин. Многим автолюбителям, наверное, знакомы ощущения, когда колеса машины начинают подпрыгивать на малейшей неровности и даже на скорости от 30 км/ч чувствуется ухудшение контроля над автомобилем. Такие симптомы как раз говорят о вышедшем из строя амортизаторе. Из всего вышесказанного можно понять, что амортизатор служит для гашения излишних колебаний пружин и обеспечения постоянного контакта колес с дорожным покрытием.

Разновидности амортизаторов

Если спросить любого водителя о том, какие типы амортизаторов ему известны, то ответ будет примерно таков: масляные, газо-масляные и газовые. И это в корне неверно, так как абсолютно во всех автомобильных амортизаторах присутствует масло или другая жидкость (об этом позже). Более корректно амортизаторы можно разделить на масляные и газовые. И если не затрагивать всевозможные пневматические и регулируемые подвески, то амортизаторы бывают одно- и двухтрубные.

Двухтрубный масляный (гидравлический) амортизатор

Гидравлический двухтрубный амортизатор является самым простым, самым дешевым и, к сожалению, самым нестабильным. Двухтрубный амортизатор состоит из следующих компонентов:

- цилиндрический корпус (резервуар);

-клапан прямого хода (сжатия) встроенный в рабочий цилиндр;

- поршень; клапан обратного хода (отбоя) встроенный в поршень;

Рабочий цилиндр расположен в корпусе амортизатора, который служит одновременно резервуаром и наполнен определенным количеством масла. Поршень соединен со штоком и располагается в рабочем цилиндре. Принцип работы такого амортизатора весьма прост. При работе на сжатие, поршень со штоком движется вниз и вытесняет масло через клапан прямого хода из рабочего цилиндра в корпус амортизатора. При этом воздух, который находится в верхней части резервуара, немного сжимается. При работе на отбой, поршень движется в обратном направлении и через клапан обратного хода перепускает масло из корпуса в рабочий цилиндр.

Как видно, ни конструкция, ни принцип работы не вызывают вопросов – все предельно просто. Но не может быть все одновременно просто и эффективно. У гидравлического амортизатора имеется ряд серьезных недостатков. Главным недостатком является нагрев. Как известно гашение одной энергии порождает возникновение другой, так и в амортизаторе – компенсированные колебания пружины превращаются в тепловую энергию и масло соответственно нагревается.

Двухтрубный газовый амортизатор

Однотрубный газовый амортизатор

- поршень, соединенный со штоком и оснащенный двумя клапанами – прямого и обратного хода;

- поршень-поплавок, отделяющий масло от газа.

Различия налицо – в этом амортизаторе отсутствует рабочая камера, потому как ее роль исполняет корпус. Однотрубный амортизатор делится на две камеры при помощи поршня-поплавка. В нижней части закачан все тот же азот, но уже под большим давлением, а верхняя часть заполнена маслом, в котором и перемещается основной поршень со штоком. Так как рабочая камера была исключена из конструкции, то клапан прямого хода расположился на поршне рядом с клапаном отбоя.

Однотрубная конструкция позволила значительно увеличить объем масла и газа при этом, не меняя размеров самого амортизатора. Данное усовершенствование помогло избавиться от нагрева, а разделение газа и масла избавило от вспенивания последнего. Но данный тип амортизатора, конечно же, имеет некоторые недостатки. Жесткость амортизатора изменяется в зависимости от нагрева газа – чем горячее газ, тем жестче подвеска. Но главным недостатком является то, что при повреждении корпуса (вмятина), поршень просто заклинит внутри и амортизатор мгновенно придет в негодность. Тем не менее, как показывает практика, такие случаи встречаются крайне редко.

Из последних новинок можно отметить весьма интересный амортизатор представленный концерном General Motors. Конструкция этого амортизатора практически ничем не отличается от стандартного однотрубного, но вместо масла он заполнен особой жидкостью, содержащей магнитные частицы. Уникальность данной жидкости состоит в том, что она под воздействием магнитного поля, генерируемого электромагнитами способна изменять вязкость. Причем вязкость меняется за доли секунды, что позволяет подвеске мгновенно подстраиваться под особенности дорожного покрытия.

Новый амортизатор успешно прошел ряд тестов и уже устанавливается на Chevrolet Corvette и Cadillac Seville. Вполне возможно, что за такими амортизаторами стоит будущее, потому как конструкция предельно проста и одновременно весьма эффективна. Недостатком является лишь слишком высокая стоимость жидкости но, как известно, все новые разработки вначале были недоступны рядовому потребителю.

во-первых, чисто газовых амортизаторов в подвеске автомобилей не бывает.

Амортизатор — это гидравлический тормоз пружины(с)BOGE

Не углубляясь в устройство, просто надо знать, что остановка движения штока происходит за счёт сопротивления масла, сквозь которое он движется. Накачиваемый в амортизаторы газ вовсе не заменяет масла, и даже не меняет характеристики амортизатора -он остаётся в верхней части, и просто не даёт маслу пениться.

Фирма БИЛШТАЙН изготовила специальный демонстрационный амортизатор

стоит несколько раз подвигать штоком вперёд и назад, можно увидеть, как в масле появляются пузырьки.

это пузырьки воздуха, сквозь которые поршень с клапанами проваливается, не встречая прежнего сопротивления

но стоит в полость над маслом подать немного воздуха, как пузырьки на глазах пропадут

и нужно будет очень долго качать за шток, что бы они появились снова. Суть этого явления проста — газ поджимает масло, не давая образоваться пузырькам. И амортизатор остаётся работоспособным.

В переводе на повседневную езду это выглядит примерно так: на масляном амортизаторе вы сможете переехать подряд пять лежачих полицейских, и масло вспенится, дальнейшая езда будет уже без должного гашения движения кузова. На амортизаторах с газовым подпором вы сможете без последствий преодолеть 10 препятствий подряд.

Существуют и другие способы борьбы со вспениванием. Например, более дорогое масло. Как, например, в амортизаторах KONI. Но если рассматривать линейку мало бюджетных изделий, типа Боге ил Билштайна, тот в них газ очень нужен.

Что же касается укоренившегося стереотипа, что масляные амортизаторы нужны для комфорта, а газо-масляные более жесткие, то нужно просто отличать причины от следствий. Например, фирма BOGE предлагает в продаже три линии своей продукции. Серия AVTOMATIC соответствует тому, что ставится на машину с завода. Серия TURBO-GAS для тех, кто хочет изменить характеристики своего автомобиля, сделать езду более спортивной и точной. Ну и серия PRO-GAS — нечто промежуточное, комфорт в средних режимах, ужесточение в крайних.

Так вот для VW первых трёх поколений с завода шли масляные амортизаторы. И по сравнению с ними газо-масляные из серии TURBO-GAS уменьшали ход штока, что многими воспринимается, как жесткость. Но если взять машины следующего поколения, то уже штатно, с конвейера, шли газо-масляные амортизаторы. С различными характеристиками, по желанию клиента.

Нельзя так же забывать о взаимозависимости деталей подвески. например, ресурс сайлентблоков зависит от количества скручиваний. С масляными амортизаторами этот лимит будет выбран раньше, чем с более жесткими характеристиками.

Ни к каким выводам я вас подталкивать не буду, но необходимой информацией для собственного выбора вы уже имеете.

Запись опубликована в рубрике рекомендации с метками амортизатор, газ. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

во-первых, чисто газовых амортизаторов в подвеске автомобилей не бывает.

Амортизатор — это гидравлический тормоз пружины(с)BOGE

Фирма БИЛШТАЙН изготовила специальный демонстрационный амортизатор

стоит несколько раз подвигать штоком вперёд и назад, можно увидеть, как в масле появляются пузырьки.

это пузырьки воздуха, сквозь которые поршень с клапанами проваливается, не встречая прежнего сопротивления

но стоит в полость над маслом подать немного воздуха, как пузырьки на глазах пропадут

Амортизаторы газовые: что нужно знать

Начнем с того, что амортизатор является важным элементом в устройстве автомобиля. Если просто, основная задача амортизатора сводится к гашению колебаний пружин, которые неизбежно возникают при езде, передаются на кузов автомобиля и другие детали подвески.

Далее мы рассмотрим, что такое газовый амортизатор, принцип работы таких амортизаторов, их особенности и отличия, а также как правильно прокачивать газовые амортизаторы перед установкой на машину.

Амортизатор газовый: особенности

Прежде всего, чтобы лучше понимать, что такое газовый амортизатор, необходимо обратить внимание на общий принцип работы этого элемента в целом. Начнем с того, что амортизаторы бывают однотрубными и двухтрубными. Первым на автомобили стали устанавливать двухтрубный масляный амортизатор или амортизатор гидравлический.

Данное решение самое дешевое и простое в плане конструкции. Среди основных компонентов можно выделить:

корпус в форме цилиндра;
рабочий цилиндр;
клапан сжатия, встроенный в рабочий цилиндр;
поршень и клапан обратного хода, интегрированный в поршень;
шток и кожух;

Если коротко, рабочий цилиндр находится в корпусе амортизатора, выступающим резервуаром. Резервуар заполнен маслом. В свою очередь, поршень присоединен к штоку и находится в рабочем цилиндре.

Работает масляный амортизатор на сжатие таким образом, что поршень и шток смещаются вниз, вытесняя масло через клапан прямого хода из рабочего цилиндра. Далее масло попадает в корпус. В свою очередь воздух в верхней части резервуара незначительно сжимается. Если же рассматривать работу на отбой, поршень движется обратно работе на сжатие, пропуская через клапан обратного хода масло из корпуса обратно в рабочий цилиндр.

Чтобы частично решить проблему, был разработан двухтрубный газовый амортизатор. Так вот, на деле это не газовые амортизаторы, как многие ошибочно полагают, а газо-масляные (стойки газомаслянные). При этом в плане конструкции от гидравлической стойки отличий нет. Единственная особенность — в полости корпуса амортизатора закачан газ вместо воздуха. Обычно таким газом является азот.

Теперь перейдем непосредственно к однотрубному газовому амортизатору. На самом деле, именно они по праву могут называться теми самыми газовыми амортизаторами, однако, даже в данной конструкции все равно присутствует масло.

Конечно, масло не имеет контакта с газом, а сама конструкция такой стойки несколько иная. Устройство однотрубного газового амортизатора включает в себя следующие составные компоненты: корпус, шток и поршень, соединенный со штоком. Также поршень имеет два клапана (клапан прямого и обратного хода). Также имеется поплавок-поршень, который отделяет масло от газообразного наполнителя.

Данная конструкция позволяет закачать в тело амортизатора достаточно много масла и газа, при этом сам размер корпуса не меняется. Такая конструкция позволяет избежать нагрева масла, разделение газа и масла исключает его вспенивание, амортизатор стабильно работает на разных режимах.

Если говорить о минусах, как передние амортизаторы, так и задний амортизатор однотрубный отличаются достаточно большой жесткостью изначально. Более того, газ все равно нагревается во время работы стоек, что дополнительно увеличивает жесткость. Также, если корпус будет замят, поршень заклинивает внутри однотрубного амортизатора и стойка перестанет работать.

Какие амортизаторы лучше

Как может показаться на первый взгляд, лучшим решением при выборе амортизаторов для автомобиля однозначно будет газовый амортизатор.

Однако на практике указанные преимущества далеко не всегда способны перекрыть один существенный недостаток газового амортизатора — излишнюю жесткость. На деле, такая жесткость при езде по плохим дорогам может стать основной причиной заметного снижения уровня комфорта при езде.

Полезные советы

Отметим, что любые амортизаторы, причем независимо от их типа, перед установкой на машину нужно прокачать. При этом газовые амортизаторы обязательно следует привести в рабочее состояние перед установкой на авто.

Причина — из внутреннего цилиндра в наружный цилиндр при перевозке стойки может перетечь рабочая жидкость, тогда как во внутренний цилиндр проникает газ подпора.

Если не выполнить прокачку, амортизатор после установки будет стучать, произойдет разрушение клапанов и стойка быстро выйдет из строя. Если коротко, для простой прокачки амортизаторов нужно поставить стойку вертикально штоком вверх, затем аккуратно нажать на шток до упора, после чего удерживать шток около 3 секунд.

Главное, добиться того, чтобы ход штока был плавным, без рывков и провалов. В этом случае можно считать прокачку амортизаторов успешной. Прокачанные стойки следует поставить вертикально и не менять положения (не наклонять, не переворачивать) вплоть до самой установки на авто.

Еще добавим, что если из строя вышел только один амортизатор, замена все равно должна производиться парой, то есть менять нужно оба амортизатора на одной оси. Причина — новая стойка не будет работать точно так же, как и амортизатор с пробегом, при этом такая разница неизбежно скажется на устойчивости и управляемости автомобиля.

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что газовые амортизаторы более надежны, чем аналоги, отличаются конструктивно, при этом имеют не только плюсы, но и минусы.

По этой причине перед выбором амортизаторов следует отдельно принимать во внимание все рассмотренные выше тонкости и нюансы, а также не забывать про особенности газовых амортизаторов. Только грамотный подход при выборе стоек на машину позволит получить оптимальный результат с учетом концертных требований и задач.

Какие амортизаторы лучше (надежнее): газовые, масляные или газомаслянные

Давайте вспомним, а для чего же нужны эти элементы автомобиля?

Амортизатор (применительно к авто) – это элемент подвески, который призван бороться с вертикальными колебательными движениями, которые создаются пружинами. Они не позволяют кузову машины сильно раскачиваться, что улучшает скоростные характеристики, а также безопасность движения, ведь сильные колебания могут способствовать опрокидыванию авто на бок или даже перевороту (например на крутых поворотах) – если хотите то они сдерживают кузов.

Сейчас существуют ошибочные мнения, что именно амортизирующие элементы держат кузов, НО ЭТО НЕ ВЕРНО. Его держат именно пружины, а вот амортизаторы просто гасят вертикальные колебания, и ТОЛЬКО немного поддерживают (газовый вариант).

Как работает (принцип)?

Очень кратко пробежимся по принципу работы. Вначале вам нужно учесть, что каждый амортизатор устанавливается на каждую точку опоры (в нашем случае на колесо), то есть их в современных автомобилях всего 4 штуки. Редко бывает по два на колесо, но в основном это для тяжелых или гоночных авто.

Типы амортизаторов

Существуют всего два типа амортизирующих элементов, это – газовые и масляные. И те и другие используют в своем строении смазку (то есть масло). Все остальное всего лишь подтипы

Масляный амортизатор

Что про него рассказывать, все что я описал сверху подходит под него на все 100%. ТО есть цилиндр, в нем масло, поршень со штоком и на поршне есть несколько обратных клапанов. Стоит лишь отметить — что в нем только масло, и ничего больше, то есть нет ни газа, ничего другого.

Устройство очень прочное, но не такое производительное. Все дело в том, что при частой езде по не качественным дорогам, масло внутри может закипеть, то есть проявится эффект кавитации, начнут образовываться пузырьки (если хотите то оно почти вскипает). Образуются полости внутри, они очень быстро проходят через клапана поршня, чем ухудшают его работу. То есть машина держать будет хуже.

От частого перегрева, вязкость масла также страдает, жидкость теряет свои свойства и опять же быстрее проходит через клапана поршня.

Еще одна особенность масляный вариант работает только в одну сторону, то есть только на сжатие. Например автомобиль его сжал, но шток не выходит обратно, то есть автомобилю (через пружину), его нужно вытащить обратно.

Стоит отметить — что эти варианты являются достаточно комфортными и мягкими, если хотите энергоемкими, зачастую они прекрасно глотают ямы и кочки. НО не любят больших перегрузок и частых кренов, шток не выходит сам, его нужно тянуть, а если автомобиль в повороте? Вот почему для города, для небольших скоростей они реально идеальны (дают просто отличный комфорт), но вот для гонок, или резких разгонов и торможений, они не рассчитаны, хотя бы просто из-за кренов.

Таким образом, можно выявить такие положительные и отрицательные моменты

Плюсы:

Распространен на рынке, на 50% автомобилей ставят именно такие варианты
Простая конструкция
Достаточно дешевый
Достаточно прочный, может ходить от 60 000 км и выше
С ним езда наиболее комфортна. Прекрасно глотает кочки

Минусы:

Более расположен к кренам, шток не выходит назад сам, его нужно вытянуть при помощи пружины, если на небольших скоростях это практически не заметно, то вот при резком торможении или старте, у вас проседает либо перед, либо зад.
Достаточно быстро перегревается, особенно летом и если часто ездите по не ровным дорогам
При нагреве характеристики ухудшаются, внутри проявляется эффект кавитации
От перегрева масло может потерять свои свойства и характеристики ухудшаться
Если попадает воздух внутрь, то работоспособность падает в разы, нужно срочно заменить.

Масляные варианты прочные и неровных дорог это идеальное решение, будь то город или грунтовка, при высоких скоростях и гонках они быстро перегреваются, часто не могут держать крены.

Газовые амортизаторы

Это самый большой подвид, именно он подразделяется на два вида конструкций. И тот и другой называются газовыми амортизаторами, хотя по сути являются газомасляными – то есть там есть и масло и газ.

В наше время также достаточно распространенный – у него также имеется шток, на нем поршень с обратными клапанами, также есть цилиндр и масло закаченное в него. Только под этим маслом есть еще одна камера (в этом же цилиндре), она отделена от камеры с маслом своим не проницаемым корпусом. Именно в этой камере находится газ (зачастую азот), под высоким давлением, обычно бывает от 12 до 30 атмосфер.

В отличие от своего масляного собрата, он намного жестче, камера с газом также может сжиматься и разжиматься. Когда идет нагрузка сверху, (шток идет вниз) камера с газом начинает сжиматься, давлением масла верхней камеры, после того как нагрузка уменьшается, газовая камера расширяется, сама выдавливает шток наверх.

Что нам это дает — колеса автомобиля всегда прижаты к дорожному покрытию, если хотите, то это самые жесткие амортизирующие элементы, управляемость особенно на поворотах будет намного лучше, крены практически вообще отсутствуют, прекрасно отрабатывает торможения, продольных кренов также нет. Вот почему зачастую применяют на спортивных и нагруженных машинах, которые ездят с большими скоростями и нагрузками.

Также положительным моментом является еще и то что – газ не дает маслу закипать, отводя на себя избыточную температуру.

Плюсы:

Прекрасно удерживает дорогу
Нет кренов
Подвеска всегда поджата, то есть работает не только на сжатие, но и на разжатие.
Для спортивных и гоночных авто, где большие скорости и перегрузки идеальны
Использование желательно на ровных дорогах
Нет эффекта кавитации внутри, газ отводит тепло

Дорогие из-за своего строения
Сложная конструкция
Не комфортная езда, во всех режимах
Есть две камеры, и каждая из них может выйти из строя, что повлечет за собой выход из строя полностью амортизирующего элемента

Газомасленный амортизатор

Как я уже писал сверху это всего лишь подтип газовых, но их почему то упорно выводят в отдельный вид, хотя это не правильно.

Здесь конструкция уже значительно отличается от двух первых предшественников – все дело в том, что это так называемый «двухтрубный амортизатор«.

В одной камере располагается также масло и поршень со штоком, он также имеет обратные клапана. Внизу в камере есть еще один похожий на поршень элемент, он также имеет обратные клапана, вот только он соединяет первый контур и второй, в котором закачен воздух под средним давлением, около 3 атмосфер.

На стадии сжатия поршень давит на масло, оно проходит через клапана, а также заходит в резервную камеру с воздухом.

НА стадии разжатия, шток начинает идти вверх, что создает небольшое вакуумное усилие в первой камере, и тогда из второй камеры с воздухом, заходит масло которое туда зашло на такте сжатия. Таким образом, масляная камера всегда остается в масленом пространстве, а весь воздух всегда отводится во вторую камеру.

Стоит отметить — что этот газомасленный амортизатор также выдавливает шток наверх, то есть работает не только на сжатие, но и на разжатие. Однако давление колес к поверхности не такое критическое, как скажем у второго варианта (с отдельной газовой камерой).

Плюсы:

Умеренная комфортность на любой поверхности
Отвод тепла и воздуха из рабочей камеры
Практически не перегреваются

Минусы:

Стоят дороже (если сравнить с масляными вариантами)
Сложнее конструкция
Ресурс меньше чем у собратьев, из-за двух камер

Сейчас небольшое видео, смотрим

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

во-первых, чисто газовых амортизаторов в подвеске автомобилей не бывает.

Амортизатор — это гидравлический тормоз пружины(с)BOGE

Фирма БИЛШТАЙН изготовила специальный демонстрационный амортизатор

стоит несколько раз подвигать штоком вперёд и назад, можно увидеть, как в масле появляются пузырьки.

это пузырьки воздуха, сквозь которые поршень с клапанами проваливается, не встречая прежнего сопротивления

но стоит в полость над маслом подать немного воздуха, как пузырьки на глазах пропадут

Противники колебаний: что представляют собой современные амортизаторы

Напомним, что амортизатор представляет собой специальный компонент ходовой части, предназначенный для гашения колебаний кузова, вызываемых работой упругих элементов подвески — листовых рессор, пружин или пневмобаллонов. Комфортность езды и управляемость автомобиля напрямую зависят от работы и характеристик амортизаторов, что во многом определяется их конструкцией. Попробуем рассмотреть основные виды амортизаторов: от проверенных временем до технологических новшеств.

Гидравлический двухтрубный

При наезде колесом на препятствие происходит процесс сжатия амортизатора — шток с поршнем во внутренней (рабочей) трубе перемещается вниз, выдавливая специальную жидкость определенной вязкости во внешнюю (компенсационную) трубу. При прохождении препятствия можно наблюдать обратный процесс — отбой амортизатора, при котором жидкость возвращается в рабочую полость. Гашение колебаний кузова происходит за счет вязкости жидкости — при перекачивании из одной полости амортизатора в другую она поглощает кинетическую энергию.

Двухтрубный амортизатор в разрезе: 1 — перепускной клапан; 2 — рабочая камера; 3 — поршень; 4 — компенсационная камера

На основе данной конструкции и по тому же принципу к настоящему времени разработано множество других амортизаторов, таких как трехтрубные, регулируемые и адаптивные. Но о них поговорим чуть позже.

Двухтрубный с газовым подпором низкого давления

Рынок амортизаторов: основные игроки

Однотрубный с газовым подпором высокого давления

Конструкция имеет одну трубу, где перемещается поршень с клапаном, через который перекачивается рабочая жидкость. Также в трубе амортизатора находится механически не связанный ни с чем плавающий поршень, разделяющий рабочую жидкость и газ под высоким давлением.

По сравнению с двухтрубной однотрубная конструкция считается более совершенной, обеспечивающей лучшую теплоотдачу и демпфирующие свойства. Единственный серьезный недостаток — полная непереносимость механических воздействий. Если стенку однотрубного амортизатора даже совсем немного замять, его сразу заклинит и он выйдет из строя. При этом гидравлический двухтрубный небольшой вмятины даже не заметит.

Однотрубный амортизатор в разрезе: 1 — газонаполненная область; 2 — плавающий поршень; 3 — область с рабочей жидкостью; 4 — рабочий поршень

Однотрубные амортизаторы считаются самыми жесткими, так как обеспечивают большее усилие сжатия. На практике это означает, что автомобиль с такими амортизаторами меньше кренится при скоростном прохождении поворотов. Но при езде по грунтовке с множеством мелких ям вибрация и толчки на кузов будут передаваться сильнее, чем у двухтрубных амортизаторов.

Амортизаторы с ручной регулировкой

Возможность изменять характеристики амортизатора в зависимости от дорожного покрытия привлекала конструкторов достаточно давно, и уже к 80-м годам прошлого столетия было предложено несколько систем. Так появились амортизаторы с выносной камерой, соединяемой с рабочей полостью через трубку или канал, в котором находится клапан. Поворачивая его в то или иное положение, можно изменять жесткость амортизатора.

Также были разработаны трехтрубные амортизаторы, у которых одна рабочая полость (где перемещается поршень) и две компенсационные (куда выдавливается жидкость). Компенсационные полости соединены между собой через клапан, задав положение которого также можно менять жесткость амортизатора.

Амортизаторы с внешней выносной компенсационной камерой

На практике это выглядит так: нужно остановиться, залезть под машину и повернуть регулировочные болты на каждом из амортизаторов. Поэтому в серийных версиях автомобилей такие амортизаторы не устанавливаются и являются компонентом для тюнинга.

Кроме того, для спорта и тюнинга предназначаются байпасные (от англ. bypass — обводная трубка) амортизаторы и койловеры. В первых перетекание рабочей жидкости происходит не внутри корпуса амортизатора, а по внешним трубкам, снабженным регулируемыми клапанами. При этом здесь можно отдельно настроить характеристики амортизатора на сжатие и отбой.

В свою очередь, койловер ( от англ. сoil-over) представляет собой амортизатор с надетой на него пружиной. Некоторые модели позволяют отрегулировать высоту амортизатора и, соответственно, клиренс автомобиля.

Амортизаторы с внешней пружиной и возможностью ручной регулировки по высоте

Амортизаторы с автоматической регулировкой

Настраивать жесткость амортизатора, не выходя из машины, — вот основной современный тренд разработчиков подвесок. Весьма интересно здесь выглядит гидромеханическая адаптивная система с дополнительным клапаном, предложенная Koni. В зависимости от частоты колебаний подвески клапан открывается, перепуская жидкость и делая амортизатор более мягким. Таким образом, на ровной дороге амортизаторы сохраняют жесткость, не давая кузову крениться в поворотах, а при въезде на разбитую грунтовку, где колеса начинают прыгать, клапаны в амортизаторах открываются, обеспечивая более плавную езду.

Другой вариант — изменение давления газового подпора. Здесь применяются амортизаторы с выносными камерами, в которых установлены вентили и подведены пневматические магистрали. Нагнетая компрессором или сбрасывая давление, можно регулировать жесткость амортизаторов, а в некоторых системах — и клиренс автомобиля. Регулировка давления осуществляется из салона через специальный электронный блок управления компрессором. Используется данная система для тюнинга, в продаже множество комплектов для установки в гаражных условиях.

Элеуктронно-управляемые амортизаторы, в которых жесткость меняется постредством изменения степени пропускания жидкости перепускными клапанами

Свое видение автоматически регулируемого амортизатора предложила компания Monroe. Конструкторы фирмы разработали систему с управляемыми электроникой перепускными клапанами. Получая сигнал, встроенный в клапан соленоид меняет его сечение, делая амортизатор более жестким или мягким. В зависимости от модели система либо управляется вручную, когда водитель может выбрать один из нескольких режимов, либо работает как адаптивная, автоматически меняя жесткость амортизаторов по показаниям датчиков.

Иным путем пошли инженеры Delphi, создав технологию MRC (Magnetic Ride Control). Здесь для амортизаторов была разработана специальная магнитореологическая рабочая жидкость, меняющая вязкость в магнитном поле. В шток амортизатора встроен электромагнит, управляемый отдельным контроллером. В данной системе удалось добиться самой быстрой реакции, когда амортизаторы могут менять жесткость практически мгновенно и бесступенчато, в зависимости от скорости движения, положения руля и работы подвески каждого колеса. Технология выглядит весьма перспективно, однако остаются проблемы со сроком службы рабочей жидкости и стабильности ее свойств при разных температурах.

Каков итог?

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.

Амортизаторы.
Довольно часто в обиходе амортизаторы различают на маслянные, газомасленные и газовые. В случае последних 2-х некоторые используют как синонимы и это не совсем верно… подкинем сюда еще названия газо-гидравлические, гидравлические, поддутые, пневмогидравлические, газо-гидравлические низкого давления, олеопневматические, газонаполненные, газо-гидравлические высокого давления и получается мешанина, хотя все эти названия присущи всего к трем видам амортизаторов. Дело в том, что во всех амортизаторах есть и газ и жидкость, а различаются только конструкцией и некоторыми особенностями.

Чтобы всегда понимать о каком именно амортизаторе идет речь и есть эта статья.

2. Двутрубные газомасленные амортизаторы
Или просто газомасленные (газо-гидравлические, газо-гидравлические низкого давления, пневмогидравлические, олеопневматические). Отличаются от маслянных тем, что свободное пространство во внешней трубе заполняется газом(азотом) под давлением (около 5 атмосфер), тем самым значительно снижают возможность смешивания масла с газом и образование пузырьков. Вместе с тем амортизатор обретает бОльшую жесткость по сравнению с маслянным (за счет того, что на масло, перетекающего во внешний цилиндр, дополнительно оказывается давление газа). Понятно, что газовыми их назвать нельзя, так как по конструкции с маслянными они мало чем отличаются, да и вообще чисто газовыми могут быть пружины но никак не амортизаторы.
Такие амортизаторы уже более применимы в спорте чем маслянные но все-же есть недостаток — нагревание. а при нагревании масло теряет свои свойства вязкости. Двутрубная конструкция только ухудшает теплоотдачу, поэтому…

3. Однотрубные газомасленные амортизаторы
Сравнительно новая конструкция. Используются также такие названия: поддутые, газо-гидравлические высокого давления — но я бы использовал словосочетание однотрубные газомасленные. В них на 100% решена проблема смешивания масла с газом, так как газ и масло разделены специальной пленкой, улучшена теплоотдача за счет однотрубной конструкции. Газ наполнен под высоким давлением (20-30 атмосфер) что делает эти амортизаторы еще жестче чем двухтрубные газомасленные

Перевод 1-3 частей – by Romanoff ака Руслан ака Ryoshirano с моими дополнениями.
Перевод 4-6 частей – by dll ака Александр, тобишь мой.

Липнем к дороге. Часть 5. Аммортизаторы. Основы.

Последняя часть, в нашей серии посвященной конструкции подвески, где вы узнали все от влияния на управляемость до ее настройки. В этой части мы углубимся в мир амортизаторов, о которых все знают, но мало кто понимает как они устроены. Амортизаторы влияют на управляемость как ни один другой компонент подвески. К сожалению, настройка подвески одна из наименее понимаемых и очень часто ошибочных сетапов для машины.

В упрощенном представлении, то что делает амортизатор, это когда амортизационная стойка машины, наезжая на неровность, сжимается, поглощая силу удара. Поглощение ударов влияет на комфорт при езде по неровностям, и самое важное, удерживает колеса прижатыми к земле, поддерживая постоянный контакт с дорогой. Сила удара моментально переносится на пружину, сжимая ее, и сохраняется как потенциальная энергия. Как только колесо проезжает неровность, пружина начинает свой обратный ход, большинство накопленной энергии начинает передаваться на подвеску. Если сжатие и отскок никак не контролируется, то машина начнет колебаться вверх и вниз как мячик после проезда неровности как бабушкин Олдсмобиль. Это не лучший вариант если вы хотите комфортно передвигаться или получить максимальное сцепления с дорогой, нежели если бы шины прижимались к земле с постоянной силой для максимального сцепления. Если колебания станут достаточно серьезными, покрышка может оторваться от земли, соответственно ни о каком сцеплении с дорогой не может идти и речи.

Амортизатор помогает рассеивать энергию отбоя пружины, путем сопротивления движению подвески. При правильном демпфировании, собственные колебания пружины и машины затухают в течении одного цикла вверх или вниз. Это улучшает комфорт, возможности шины поддерживать сцепление с дорогой и контроль над машиной. Это скорее упрощенное объяснение того, какую работу выполняет амортизатор. Несмотря на всю простоту, амортизатор имеет огромное влияние на управляемость, пожалуй больше чем какой либо компонент подвески в отдельности. В этой серии статей мы получим более углубленное понимание того, как амортизаторы влияют на управляемость.

Как амортизатор работает?

Современный амортизатор в основном состоит из цилиндра заполненного маслом и цилиндра закрепленного на штоке. Один конец амортизатора закреплен на кузове, второй к подвеске. Проще говоря, амортизатор это гидравлическое устройство сопротивляющееся движению. Амортизатор состоит из множества клапанов и отверстий для дозирования потока масла проходящего через поршень и корпус, контролируя силу сопротивления качению. Когда поршень и шток двигается вверх-вниз в корпусе амортизатора во время движения по неровностям, вытесняемое масло движется с одной стороны поршня на другую. Единственный путь для масла, чтобы попасть на другую сторону поршня, это пройти через отверстия в нем, что вызывает сопротивление, как при сжатии так и отскоке.

Это сопротивление демпфирует собственные колебания вызванные пружинами. Амортизатор переводит выстреливающую энергию в тепловую, которая рассеивается в воздухе.

В основном, амортизатор имеет большее сопротивление на отскок нежели на сжатие, так как его основное назначение снижать колебания при отскоке, или говоря простым языком, предотвратить отскок подвески с большей силой чем при сжатии.

Сопротивление при сжатии, или демпфирование сжатия, помогает пружине предотвращать резкое проседание машины при наезде на неровность. Процент сжатия и отскока на машинах обычно в районе 70% отскока и 30% сжатия, хотя оно может быть в диапазоне от 50/50 до 90/10 в зависимости от применения амортизаторов.

Чтобы полностью понимать что такое амортизатор, важно знать различные типы амортизаторов и терминологию. Давайте пожалуй начнем с наиболее распространенного представителя в степи производительных подвесок, газовых амортизаторов.

Вы уже возможно слышали о газовых амортизаторах раньше. Большинство думает что подобные амортизаторы заполнены сжатым газом, как амортизаторы установленные на вашей крышке багажника или капота. Попробуйте подумать еще разок. Газовый амортизатор это просто амортизатор в котором масло держится под давлением с помощью газа, в отличии от обычного масляного амортизатора, где внутренности амортизатора находятся в условиях атмосферного давления.

Самая простая и главная причина для использования сжатого газа, это свойство жидкости в сжатом состоянии, при котором возрастает точка ее кипения. Когда давление снижается, точка кипения может снизиться значительно, даже ниже комнатной температуры. Вот почему вода на вершине горы закипает быстрее, а в вакууме может закипеть и при комнатной температуре.

При движениях подвески, масло проходит через отверстия и клапана амортизатора с большой скоростью. Давление масла на входящей стороне клапана увеличивается, в то время на выходящей стороне оно значительно падает. Давление падает на столько, что масло начинает местами закипать, создавая крошечные пузырьки. Локальное закипание вызывает нарушение плотности (кавитация), которое может стать настолько серьезным, что все масло внутри амортизатора начнет пениться. Когда вспененное масло проходит через клапана амортизатора, демпфирующая сила становится непостоянной и демпфирование сильно снижается. Это явление называют провал амортизатора. Провал амортизатора может произойти в любой момент при агрессивном стиле вождения.
Чтобы помочь предотвратить провал, конструкторы амортизаторов сжали масло внутри с помощью инертного газа, такого как Азот. Подобно тому, как скороварка ускоряет приготовление пищи за счет повышения температуры кипения, газонаполненные амортизаторы значительно противостоят нарушению плотности (кавитации) и провалу благодаря использованию высокого внутреннего давления внутри корпуса амортизатора чтобы повысить точку кипения масла.

На рынке производительных амортизаторов вы сможете найти два типа амортизаторов, двух-трубные и одно-трубные. Оба типа амортизаторов могут быть газонаполненными.

Двух-трубные амортизаторы наиболее распространенные на рынке. Их называют так, поскольку они состоят из двух трубок, одна внутри другой. Поршень амортизатора и шток находятся во внутренней трубке. Поток масла при сжатии и отскоке регулируется при помощи клапана в поршне и клапана находящегося между внутреней и наружной трубками, называемого донный клапан. Двух-трубные амортизаторы недороги в изготовлении, поскольку допускают погрешности при производстве. В связи с этим их ставят на большинство автомобилей с завода.

Используя масло внутри амортизатора появляется проблема при его работе, это перемещение объемов масла, она вызвана тем что большинство жидкостей по сути несжимаемы: масло занимает столько же места независимо от давления под котором оно находится. Чтобы создать пространство, которое будет изменяться под давлением, закачивают газ в верхнюю часть наружной трубки. Этот объем газа будет расти и уменьшаться во время изменения давления внутри амортизатора, как масло которое движется вверх и вниз. Без этого амортизатор не смог бы сжаться, поскольку маслу было бы некуда деваться, поскольку больший объем занимает шток. Для обеспечения движения штока, в большинство двух трубных амортизаторов закачивают воздух или газ в наружную трубку. Газ в газонаполненных двухтрубных амортизаторах находится под давлением около 5 бар, такие амортизаторы называются низкого давления.

Очевидно, если есть амортизаторы низкого давления, то есть и высокого, в большинстве своем одно-трубные, в них газ находится под давлением от 10 до 20 бар. Такое давление в амортизаторе создает реакцию, которая действует как преднатяг пружины, но в то же время не влияет на силу необходимую для сжатия подвески в самом начале ее хода.

Большинство твух-трубных амортизаторов контролируют демпфирующую силу при помощи отверстий в поршне и жесткости пружин в клапанах контролирующих поток через поршень и донный клапан. Донный клапан пропускает масло которое перемещается из внутренней трубки под давлением штока, во внешнюю. Клапана на поршне пропускают масло при любом ходе подвески.

Основной недостаток двух-трубной конструкции, это то что сила демпфирования становится слабее при повторяющихся движениях, нежели в одно-трубных. Низкое давление внутри амортизатора означает что масло все же может вспениваться при жесткой манере езды, а также газ смешиваться с маслом. По замыслу конструкции, масло движется через два набора клапанов. Это делает клапаны менее зависимыми от движения штока. Поскольку внутренняя трубка довольно небольшого диаметра, двух-трубный амортизатор также имеет небольшой поршень с небольшой площадью контакта со стенками трубки, что приводит к увеличению износа.

От внутренней и наружной трубки, а также газом окружающим внутреннюю трубку, тепло рассеивается очень долго, делая двух-трубный амортизатор наименее эффективным в плане рассеивания тепла. Горячий амортизатор подразумевает нагретое масло, которое стремиться вспениться, делая демпфирование нелинейным. Высокая температура также делает масло более склонным к кавитации поскольку температура масла становится близкой к точки кипения.

Еще одним недостатком двух-трубных амортизаторов является отсутствие какого либо барьера, отделяющего газ во внешней трубке от масла. Другими словами, масло с газом могут смешиваться, особенно в условиях жесткого вождения, вызывая хаотичные и непредсказуемые изменения в силе демпфирования. Амортизатор должен быть установлен вертикально штоком вверх, донным клапаном вниз, так чтобы клапан оставался погруженным. Если донный клапан подвергнется воздействию газа, он окажется совершенно неэффективным. Иногда газ, помещают в пластиковый контейнер находящийся между внешней и внутренней трубкой, что предотвращает смешивание газа с маслом. Это решение не на долго помогает избежать смешивания, поскольку из за постоянных движений пластик быстро изнашивается, позволяя газу все же смешаться с маслом.

Иногда производители амортизаторов недобросовестно называют свою продукцию “газовые амортизаторы”, и используют куски пены с закрытыми ячейками помещенной между наружной и внутренней трубками вместо газа. Газовыми являются разве что пузырьки внутри пены. При сжатии амортизатора пузырьки пены сжимаются, освобождая место для хода штока. Со временем масло внутри амортизатора атакует пену, разрушая ее, и в конечном итоге масло все равно смешивается с газом. Это к сожалению поршивий (и к сожалению распространенный) пример того как маркетологи используют термин “газовый амортизатор”.

К плюсам двух-трубной конструкции можно отнести меньшую склонность к повреждениям на плохих дорогах. Наружная трубка защищает внутреннюю, в которой находятся поршень, от вмятин. Двух-трубные также проще сделать регулируемыми, из-за того что регулировочному стержню проще добраться до донного клапана с внешней части амортизатора. На большинстве амортизаторов регулировка осуществляется с помощью игольчатого клапана, который влияет на поток масла проходящий к донному клапану, или изменением преднатяга пружины на самом донном клапане. Таким образом большинство недорогих регулируемых амортизаторов являются двух-трубными.

Другая причина дешевизны двух-трубных амортизаторов это то, что они не требуют такой точности при изготовлении как однотрубные высокого давления, это означает что они могут быть собраны с меньшими допусками, что дешевле в производстве. Побочным эффектом является низкая чувствительность таких амортизаторов к высокочастотным движениям, мелким кочкам, стыкам, разметки и прочему. Хотя с точки зрения высокой производительности, это не айс, двух-трубные амортизаторы благодаря низкому давлению или уровню газа внутри как правило имеют более плавных ход на волнистых поверхностях чем одно-трубные.

Некоторые из наиболее известных двух-трубных амортизаторов на рынке: KYB GR2 и AGX, Tokico Illumina, Koni Sport Желтый и Красный, Rancho, большинство Monroe и Gabriel HD, также недорогие линейки TEIN и KW. Не смотря на то, что двух-трубные имеют множество недостатков по сравнению с одно-трубным, недостатки на самом деле не столь страшны, множество двух-трубных амортизаторов не плохо работают как на улице так и на треке. Двух-трубные амортизаторы все же могут оказаться не плохим решением для повышения управляемости благодаря соотношению цена/производительность.

Для того что бы разобраться в том, почему нельзя понижать давление газа в гидропневматическом однотрубном амортизаторе, разберемся, для чего нужна газовая камера.
Демпфирование в амортизаторе достигается за счет прохождения масла через ограниченные сечения отверстий и дроссельных (калиброванных) шайб сжатия и отбоя. Объем масла, вытесняемый штоком, который входит в цилиндр при сжатии, вытесняется в выносной баллон. Газовая камера может находиться как в самом корпусе амортизатора, так и в выносном резервуаре ("Piggiback") или соединенная с корпусом каналом или армированным шлангом ("Remote").

Критические значения параметров потока, при которых начинается объемная кавитация, зависит от формы дросселирующего элемента, поверхностного натяжения жидкости, количества растворенного газа, вязкости масла и других переменных — температуры, давления и скорости. Физический процесс кавитации близок к процессу закипания жидкости. Основное различие между ними заключено в том, что при закипании изменение фазового состояния жидкости происходит при среднем по объёму жидкости давлении равном давлению насыщенного пара, тогда как при кавитации среднее давление жидкости выше давления насыщенного пара, а падение давления носит локальный характер.
Ведущую роль в образовании пузырьков при кавитации играют газы, выделяющиеся внутрь образовывающихся пузырьков. Эти газы всегда содержатся в масле, и при точечном снижении давления начинают интенсивно выделяться внутрь указанных пузырьков. Поскольку под воздействием переменного точечного давления жидкости, пузырьки могут резко сжиматься и расширяться, то температура газа внутри пузырьков колеблется в широких пределах, и может достигать нескольких сот градусов по Цельсию. Следует также учитывать, что в растворённых в масле газах содержится больше кислорода в процентном отношении, чем в воздухе, и поэтому газы в пузырьках при кавитации химически более агрессивны, чем атмосферный воздух — что вызывает в итоге окисление многих, обычно инертных материалов.
Избавиться от негативных явлений кавитации можно двумя способами: повысив давление инертного газа в газовой камере- отодвинув кавитационный порог и уменьшив интенсивность окислительных процессов в масле. Снизив температуру рабочей жидкости, улучшив отвод тепла за счет выносного баллона амортизатора, и увеличив объема масла в корпусе амортизатора. За счет этого давления, температура насыщения жидкости (при которой жидкость переходит из жидкой фазы в газообразную или наоборот) возрастает, а ее склонность к вспениванию многократно снижается. Тем самым обеспечивается стабильная работа поршня и клапанной группы, а следовательно, повышается эффективность работы амортизатора.

Рабочий диапазон давления азота в амортизаторе находится в пределах 75 — 200 psi.
Сервисное обслуживание автомобильных амортизаторов нужно проводить каждые 40000 км или 2 года
При нагрузках 50%-асфальта и 50% бездорожья, каждые 15000 км.
Спортивная езда по грунтовым дорогам, каждые 2000-4000 км.
Если амортизаторы используются в зимнее время (температура -10 и холоднее) то нагрузка на амортизатор растет и обслуживание должно производится чаще. Необходимо использовать коэффициент 1.5 к пробегу.

Читайте также: