Какие бывают автомобильные амортизаторы? виды амортизаторов и особенности устройства

Как заменить амортизаторы

Замена амортизаторов производится в следующей последовательности.

1. Поднять машину на подъемнике. Если она поднимается при помощи домкратов, то, меняя передние амортизаторы, машину нужно поставить на ручник, а при установке задних – включить передачу (в заднеприводных машинах передние колеса нужно заблокировать другим способом, например, использовать противооткатные башмаки).
2. Открутить крепление на поворотном кулаке.
3. В случае замены передних стоек снимается рулевой наконечник.
4. Открутить крепление штока на опорном подшипнике.

Установка стойки производится в обратной последовательности.

На примере ВАЗ 2111 показано, как выполняется процедура:

Замена передних амортизаторов ВАЗ

Watch this video on YouTube

Рекомендации от профессионалов:

• Перед установкой новой стойки (касается двухтрубной модификации) амортизатор нужно прокачать, чтобы воздух ушел из рабочего цилиндра. Если этого не сделать, то во время езды будут появляться «провалы» поршня. Прокачка выполняется следующим образом: амортизатор, перевернутый штоком вниз, плавно сжимают, фиксируют на 2-3 сек., в этом состоянии его переворачивают и спустя 3-5 сек. плавно отпускают. Затем стойку переворачивают штоком вниз, выжидают пару секунд, и повторяют процедуру три-четыре раза. После прокачки амортизатор должен храниться в вертикальном положении, как он будет установлен на авто.
• Для затяжки крепления штока нельзя использовать пневматический гайковерт. Из-за этого шток может провернуться и испортить сальник. Если этого не произойдет, чрезмерная затяжка создаст в стержне амортизатора натяжение, из-за которого на большой кочке он может сломаться.
• Категорически запрещается фиксировать шток пассатижами и другими зажимными инструментами. Это повредит зеркало стержня. Для его фиксации следует использовать специальный ключ.
• Прежде чем выполнить окончательную затяжку гайки штока, автомобиль нужно опустить с подъемника или домкрата. Так стержень будет закручен ровно и во время езды не сломается или не разобьет сайлентблок.

По поводу комплексной замены амортизаторов автомобилисты расходятся во мнении. Одни считают, что менять стойки нужно сразу все, а другие уверены, что достаточно замены испортившейся детали.

Хотя каждый автомобилист сам решает, как ему ремонтировать свой автомобиль, специалисты настаивают на парной замене – даже если вышел из строя один, то менять оба на стороне (либо спереди, либо сзади). Из-за усталостного износа старые детали в связке с новыми могут значительно снижать эффективность всего узла. В любом случае следует помнить: одна неисправная деталь может отрицательно сказаться на других важных узлах подвески или ходовой части.

Когда надо менять

Вот в каких случаях однозначно необходимо менять стойки:

• в результате визуального осмотра на корпусе выявлены следы вытекания жидкости;
• деформация корпуса стойки;
• увеличилась жесткость подвески – на ямках происходят ощутимые удары в кузов;
• машина заметно просела (чаще выходит из строя один амортизатор, поэтому авто просядет на соответствующей стороне).

В следующем видео показан один из вариантов, как самому диагностировать неисправность подвески:

Советы Водителям — Как Диагностировать Амортизаторы (ходовую)

Watch this video on YouTube

При появлении стука в подвеске необходимо сразу же обратиться на СТО. Такие изменения в автомобиле нельзя игнорировать, потому что от них зависит безопасность не только хозяина поврежденного автомобиля, но и других участников движения.

Двухтрубные амортизаторы. Конструкция, принцип действия

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

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

Газовый и масляный амортизаторы

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

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

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Какие амортизаторы лучше — рейтинг фирм-производителей
• Почему стучит амортизатор?
• Замена амортизатора передней стойки

Видео: Monroe — двухтрубные амортизаторы.

https://youtube.com/watch?v=b8QUEcMoKzQ

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

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

Принцип работы и основные типы амортизаторов (масляные, газовые, газомаслянные)

Проиллюстрировать принцип работы амортизатора можно на простом примере (смотрите рисунки выше):

• Нижней частью подпружиненная амортизационная стойка через шток амортизатора соединена с колесом, а верхней – с кузовом машины.
• Воздействие от неровности через колесо передаётся на шток, который перемещает поршень внутри цилиндра.
• В поршне два перепускных клапана (упрощенно – отверстия разного диаметра), пропускающих практически несжимаемое масло с большей скоростью при движении штока (а значит и колеса) вверх, и с меньшей – вниз.

Таким образом, гидравлическая часть амортизатора работает как условно мягкая пружина на сжатие, и жёсткая – на растяжение («отбой» в технической терминологии).

Механическая пружина на рисунке приведена в большей степени для наглядности, а на практике она расширяет возможности настроек и служит своеобразным ограничителем при выходе гидроцилиндра амортизатора из строя.

Схема двухтрубного масляного амортизатора

Определение «масляный амортизатор» подразумевает, что в цилиндре в качестве рабочего материала используется только гидравлическое масло. Динамика работы масляного амортизатора всецело определяется работой (производительностью) перепускных клапанов.

Чтобы расширить динамический диапазон и возможности настроек масляных амортизаторов была придумана своеобразная газовая «подушка». Дело в том, что газы, в отличие от жидкостей, сжимаются, причём нелинейно (не пропорционально перемещению штока). Значит, будучи «приставленными» к «масляной» части цилиндра, сделают динамику такой системы более богатой.

На рисунке ниже упрощённо представлена конструкция однотрубного газового амортизатора.

Схема однотрубного газового амортизатора

Понятно, что без нижней (газовой) части он становится масляным (только выдавливаемый излишек надо куда–то девать, но об этом – ниже).

А поскольку амортизаторов, заполненных исключительно газом, на серийных автомобилях пока не встречается, то такую конструкцию правильнее называть «газомаслянным амортизатором».

У масляных и газомаслянных амортизаторов рабочий цилиндр устройства, как правило, двухтрубный:

1. В масляных амортизаторах во вторую (большего диаметра) трубу через дополнительные клапана выходит при сжатии излишнее масло, «поджимаемое» во второй трубе воздухом.
2. В газомаслянных амортизаторах во вторую трубу вместо воздуха закачивается газовая подушка (обычно это азот под давлением).

Иногда газовую подушку в газомаслянных амортизаторах конструктивно располагают сбоку от цилиндра.

Основные типы амортизаторов

Помимо более узкого диапазона характеристик упругости, подушка из воздуха в масляном амортизаторе не эффективно рассеивает тепловую энергию, выделяющуюся в процессе интенсивной работы, что иногда приводит к закипанию рабочей жидкости. В газомаслянном амортизаторе этот эффект исключен.

Как и любая гидравлическая техника, цилиндры амортизаторов требуют высокоточной (прецизионной) механической обработки, непростой системы клапанов и уплотнений, причем для газомаслянных амортизаторов эта система только усложняется.

Поскольку газонаполненная часть амортизатора значительно расширяет динамический диапазон системы, в целом устройство предполагает более мягкую реакцию на дорожные неровности, чем в «масляном» варианте – это как бы последовательное соединение двух пружин: мягкой и жёсткой, которое суммарно даёт более мягкую реакцию, чем просто жёсткая пружина.

Интересно, что производители поступают ровно наоборот и настраивают газовые амортизаторы в большей степени на агрессивную манеру езды и спортивные автомобили. Точнее, на трассах с хорошим покрытием газовые амортизаторы настроены на более мягкую реакцию от вертикальных воздействий, а на плохих дорогах с этими же настройками становятся более жёсткими.

Необходимо подчеркнуть, что в спортивной езде плавность хода стоит далеко не на первом месте: куда важнее такие параметры, как управляемость и курсовая устойчивость, которые газовые амортизаторы обеспечивают лучше масляных.

Основные неисправности амортизаторов

На какие элементы подвески влияют неисправные амортизаторы

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

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

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

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

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

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

Принцип действия амортизатора

При плавном сжатии амортизатора жидкость, находящаяся под поршнем, испытывает сжатие, однако ввиду практической несжимаемости она вынуждена перетекать из полости В рабочего цилиндра в полость меньшего давления. Жидкость движется в двух направлениях. Большая часть жидкости перетекает через восемь отверстий К, приподнимая при этом тарелку перепускного клапана, прижатую слабой пружинной звездочкой, в полость Л (движение жидкости показано на рисунке а тонкими стрелками). Жидкость, вытесняемая из полости В, не полностью перетекает в полость А; часть ее, равная объему вводимого в амортизатор штока, выходит в полость С через два паза Т в корпусе клапана сжатия.

При резком нажатии на шток давление жидкости под поршнем в полости В возрастает, вследствие чего клапан сжатия открывается и сжимает пружину (движение жидкости показано жирными стрелками). Жидкость перетекает в верхнюю полость А рабочего цилиндра так же, как при плавном ходе сжатия. Перепускной клапан при ходе сжатия практически не влияет на гидравлическое сопротивление, развиваемое амортизатором. Требуемое сопротивление, необходимое при резком сжатии, обеспечивается клапаном сжатия.

При обратном ходе, т.е. при перемещении поршня вверх (ход отдачи), жидкость из верхней полости А рабочего цилиндра через отверстия П в поршне и четыре выреза Н дроссельного диска (дроссельный диск заднего амортизатора имеет шесть вырезов) перетекает в нижнюю полость В рабочего цилиндра. Объем жидкости, вытесняемый из полости А, меньше освободившегося объема полости В под поршнем на величину объема штока, извлеченного из амортизатора. Освободившийся объем заполняется жидкостью, поступающей из полости С через отверстия Р клапана сжатия, приподнимает при этом тарелку впускного клапана, прижатую в плоскости клапана сжатия лапками слабой пружинной звездочки (движение жидкости показано на рисунке б тонкими стрелками).

При ходе отдачи, когда кузов автомобиля подбрасывается на упругих элементах подвесок колес вверх, давление над поршнем в полости А рабочего цилиндра возрастает. Жидкость через отверстия П в поршне давит на диски клапана отдачи и отгибает их. Одновременно сжимается пружина клапана, подпирающая диски, а проходное сечение для перетекания жидкости увеличивается. Требуемое гидравлическое сопротивление для гашения колебаний при ходе отдачи обеспечивается тарированной пружиной клапана отдачи. Полость В при резкой отдаче заполняется так же, как и при плавном движении поршня. Впускной клапан не оказывает существенного влияния на гидравлическое сопротивление при работе амортизатора; он предназначен для свободного впуска жидкости в полость В.

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.

Газомасляные (газовые) устройства лучше гасят колебания, являются более мягкими. Однако газовые модели (не считая тех, где газ отделен от масла специальным поршнем) имеют существенный недостаток. Газ и масло перемешиваются, что нарушает работу детали, понижает ее эффективность и приводит к выходу из строя.

В настоящее время инженеры и механики, меняя настройки клапанов, объем цилиндров и пр., добиваются того, что масляные амортизаторы становятся мягче газовых. Но при сравнении похожих по параметрам экземпляров первоначальное утверждение об их жесткости остается верным.

Регулируемые конструкции

Многие современные модели имеют электронную составляющую, при помощи которой становится возможным менять свойства амортизаторов в ходе эксплуатации.

Если в устройстве использована инновационная жидкость с металлическими частицами, то воздействие магнитного поля мгновенно изменяет структуру вещества и жесткость детали. Использование таких устройств позволяет наилучшим образом приспосабливать автомобиль к меняющимся дорожным условиям, но они достаточно дорогие.

Пневматический вариант

Пневматические модели сложнее по конструкции, но выносливее и не перегреваются. Масло в них заменяет воздух. Для работы таким устройствам необходим компрессор и регистратор воздушной подачи, управление осуществляется электроникой (ЭБУ).

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).

Какие амортизаторы лучше

У каждого типа амортизаторов есть свои преимущества и недостатки. Идеальный вариант – подбирать стойки и пружины в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя машины. «Мягкие» модели обеспечат повышенный комфорт во время поездки, но при этом понизят сцепление колес с дорогой. С «жесткими» наблюдается обратный эффект – стабильность машины улучшается за счет понижения комфорта для водителя и пассажиров.

1. Однотрубные. Достоинством таких демпферных стоек является:

• Высокая точность контроля машины. Они не позволяют раскачиваться автомобилю и уменьшают крен на поворотах.
• Их можно устанавливать «вверх ногами». Газовый подпор и масло не перемешиваются благодаря плавающему поршню.
• Охлаждение рабочего цилиндра происходит эффективней, потому что воздух обдувает непосредственно его стенки. За счет отсутствия корпуса размер поршня и резервуара увеличены, благодаря чему диапазон работы амортизатора расширен по сравнению с двухтрубными аналогами.

Среди недостатков можно выделить следующее:

• Уязвимость от повреждений. Так как они не оснащены оболочкой, даже незначительная деформация колбы приводит к выходу из строя всего механизма – поршень уже не может свободно перемещаться внутри резервуара. Единственное решение такой проблемы – замена стойки.
• Высокая чувствительность к изменению температуры окружающей среды. Чем теплее на улице, тем выше газовый подпор, что увеличивает жесткость подвески.

2. Двухтрубные. Достоинствами такой модификации является:

• Простая конструкция, благодаря чему стоят дешевле предыдущих аналогов.
• Рабочий цилиндр защищен от внешних повреждений. Буфером служит корпус стойки.
• Относятся к категории «мягких» амортизаторов.

К недостаткам относятся такие факторы:

• Высокая аэрация масла. Воздух в газовой полости находится под атмосферным давлением, поэтому жидкости легче с ним перемешаться. Проблема не устраняется даже при замене обычного воздуха на азот.
• Плохое охлаждение. Рабочий цилиндр, по сути, имеет двойную оболочку, из-за чего при трении поршня масло нагревается, увеличивается его текучесть, и амортизатор становится еще мягче.

3. Комбинированные. Так как газомасляные амортизаторы являются улучшенной версией обычных двухтрубных, достоинства и недостатки у них такие же. Основное их отличие – отсутствие аэрации за счет высокого давления в газовом подпоре.

4. Регулируемые. Данная категория демпферов является следующей ступенью эволюции адаптивной подвески машины. Их достоинства:

• Подстройка работы демпфера под соответствующее дорожное покрытие. Это позволит выбрать оптимальное положение между устойчивостью автомобиля и комфортом поездки.
• Бюджетные койловеры легко подстраивать – достаточно провернуть подпорную гайку, чтобы сжать или послабить пружину. Более дорогие автоматические модели обеспечивают точную настройку жесткости подвески. В этом случае достаточно переместить регулятор в соответствующее положение. Некоторые модели позволяют отдельно регулировать передние и задние стойки.

Если с завода автомобиль не был оснащен адаптивной подвеской, ее установка может повредить место крепления стойки. Изменение заводских характеристик машины может улучшить производительность авто, но в то же время заметно снизить рабочий ресурс разных деталей подвески и ходовой части.

При выборе между масляным и газонаполненным видом амортизаторов следует обратить внимание на:

1. стоимость – газовые дороже масляных;
2. комфорт и долговечность – газовый вариант жестче масляного, поэтому не подходит для поездок по проселочным дорогам, однако они служат дольше жидкостных;
3. управляемость машины – газонаполненный вариант идеален для спортивной езды, так как обеспечивает устойчивость авто на поворотах и небольших подъемах, а также сокращает тормозной путь. Маслонаполненные модели предназначены для размеренной езды, так как на большой скорости из-за раскачки и крена ухудшается сцепление с дорогой.

Вот еще одно видео, которое поможет определить, какой амортизатор лучше:

Какие амортизаторы лучше и надежнее — газовые, масляные или газомаслянные. Просто о сложном

Watch this video on YouTube

Устройство

Как уже говорили, амортизатор является одним из важных элементов подвески. Автомобильные амортизаторы – специальные устройства, которые превращают механическую энергию в тепловую. Задача гасить сопротивления и колебания, приходящие на кузов автомобиля.

Амортизаторы автомобиля поглощают толчки и удары, которые приходятся на раму авто. Амортизаторы для машины играют важную роль в конструкции и агрегируют с другими элементами транспортного средства.

Крепление амортизатора выполняется за счёт соединения с рессорами, подушками, пружинами и так далее. Элемент, о котором идёт речь, крепится через сайлентблок и соединяется с балкой моста, либо с рычагом подвески.

Выбор амортизаторов

Технический прогресс неумолимо движется вперед, что сказывается на рынке производства автомобильных деталей, в частности — амортизаторов и других элементов «ходовки». Современные амортизаторы могут иметь определенные вариации исполнения, однако их назначение и принцип работы в целом одинаков.

Давным давно, в качестве демпфера подвески в автомобилях использовались рессоры. Пружинящие элементы рессор за счет трения уменьшали передачу механических нагрузок на кузов машины, тем самым улучшая комфорт пассажиров.

Однако такая конструкция имела множество недостатков, начиная от большого веса и заканчивая весьма посредственной управляемостью, поэтому применения рессор в подвеске легковых автомобилей пришлось отказаться. Так и появились автомобильные амортизаторы.

Коротко вспомним назначении и принципах работы амортизаторов. Назначение амортизационного устройства заключается в гашении колебаний и поглощении толчков, возникших из-за определенных условий (рельеф дороги, наклон дороги и т.п).

При работе амортизационного устройства, механическая энергия преобразовывается в тепловую, тем самым в дальнейшем препятствуя переходу механической энергии на другие узлы, с которыми связан амортизатор.

Стоит помнить, что сам термин «амортизатор» обозначает лишь принцип работы, а вот вариации его исполнения могут быть совершенно разные. Так, в различных сферах, амортизационное устройство может выполнено в совершенно разной форме.

Начиная от простых рессор (которые, кстати, тоже являются амортизаторами) и заканчивая сложными демпферными устройствами, применяемыми в судостроении и авиатехнике. Однако эти сферы нас мало интересуют, поэтому остановимся на амортизационных устройствах, применяемых в автомобилях.

Конструкция и жесткость, есть ли разница

Классический автомобильный амортизатор представляет собой конструкцию состоящую из труб, поршня, клапанов и штока, а во внутренние полости закачивается газ или масло.

Работа амортизирующего устройства происходит за счёт перемещения поршня внутри трубы (цилиндра), тем самым и осуществляется демпфирование между жестким кузовом автомобиля и дорогой. В зависимости от конструкции поршня (количество и сечение отверстий пропускаемые специальную жидкость) характеризуется жесткость амортизатора.

По своим свойствам амортизирующие устройства могут быть:

• жёсткими
• средними
• мягкими

Подвеска автомобиля рассчитана на определенные нагрузки, поэтому жесткость или наоборот — мягкость демпфирующего устройства диктуется заводскими расчетами при производстве транспортного средства. На разных автомобилях устанавливают амортизирующие устройства разных конструкций, это могут быть как однотрубные, так и двухтрубные амортизаторы.

 

В двухтрубных амортизирующая жидкость перетекает из одного цилиндра (трубы) в другой через специальный клапан, а в однотрубных дополнительный резервуар для таковой жидкости отсутствует.

Какие амортизаторы лучше поставить, двухтрубные или однотрубные ? Однозначного ответа на этот вопрос нет, т. к. каждая из этих конструкций имеет свои преимущества и недостатки.

Так, однотрубные стоят больше, чем двухтрубные, имеют небольшой вес, лучшие характеристики жесткости и часто применяются на спортивных автомобилях.

Двухтрубные же — наоборот, более мягкие, стоят дешевле и отлично подходят для гражданских автомобилей, эксплуатируемых, как правило, на ровных дорогах.

Двухтрубные демпферы имеют больший вес, чем однотрубные, а их конструкция сложнее и менее надежная.

Большой вес двухтрубных амортизаторов сказывается на увеличении неподрессоренных масс, что влечет за собой увеличение нагрузки на элементы подвески.

Кроме того, конструкция с двумя резервуарами у двухтрубных амортизаторов с перепускным клапаном негативно отражается на надежности узла, т. к. при возросших нагрузках (неровная дорога, перегруженный автомобиль) специальная жидкость попросту перегревается и перестает выполнять свои основные функции.