Автомобильные Амортизаторы Устройство, Как работает и Схемы|АвтоЦентр

menu
person

Автомобильные Амортизаторы Устройство, Как работает и Схемы

Амортизатор можно назвать важным компонентом подвески автомобиля. Без этого  узла езда была бы просто невыносимой по причине вертикальной раскачки кузова автомобиля. Автомобильный амортизатор это своеобразный демпфер, гасящий колебания пружин, рессор или торсионов.. Рассмотрим назначение,задачи и узнаем как работает система EPS в автомобиле, а также рассмотрим систему стабилизации автомобиля

  1. Функции амортизатора
    1. Разновидности амортизаторов
      1. Двухтрубный масляный (гидравлический) амортизатор
      2. Двухтрубный газовый амортизатор
      3. Однотрубный газовый амортизатор
    2. Принцип действия амортизатора его элементы 

Функции амортизатора

Передние и задние амортизаторы автомобиля являются демпфирующими элементами подвески.

Работая в паре с упругими элементами подвески (пружинами или торсионами), амортизаторы выполняют основные функции:

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

Разновидности амортизаторов

Амортизаторы можно разделить на масляные и газовые. И если не брать 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);
  • рабочий цилиндр;
  • клапан прямого хода (сжатия) встроенный в рабочий цилиндр;
  • поршень;
  • клапан обратного хода (отбоя) встроенный в поршень;
  • шток;
  • кожух.

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.

Из-за двухтрубной конструкции и сравнительно малого объема, масло быстро нагревается, но плохо охлаждается. Данная проблема автоматически порождает следующую – вспенивание масла. Бороться с этим никак нельзя, но бывалые автолюбители очень часто пытаются избавиться от аэрации, путем заполнения нового амортизатора маслом что называется «под завязку». Конечно же, это в корне неправильно и лишнее масло определенно отыщет путь на волю, что приведет к преждевременному выходу из строя амортизатора. Аэрация – это болезнь масляных амортизаторов и с этим остается только смириться.

Двухтрубный газовый амортизатор

Такие амортизаторы, как правило, и называют «газо-масляными». Никаких конструктивных отличий от простого гидравлического амортизатора нет. Разница состоит лишь в том, что в полость корпуса амортизатора закачивается газ (чаще азот) вместо воздуха.

Газ является своеобразным аккумулятором давления и препятствует вспениванию масла. Но проблема нагрева и как следствие – разжижения масла остается неизменной. Покупая в магазине газонаполненный амортизатор, его очень легко отличить от гидравлического. Шток газонаполненного амортизатора постоянно стремится выйти наружу.

Однотрубный газовый амортизатор

Это и есть те самые «газовые» амортизаторы, которые всегда в особом почете у всех водителей. Но и в них имеется все то же масло, которое правда не контактирует с газом. Конструкция однотрубного амортизатора несколько отличается от старшего собрата и включает в себя следующие компоненты:

  • корпус амортизатора;
  • шток;
  • 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.

Принцип действия амортизатора его элементы 

Амортизатор снижает скорость вертикального перемещения колеса относительно кузова. В подвесках первых автомобилей применялись амортизаторы с механическим трением. Обычно такой амортизатор состоял из набора фрикционных дисков, сжатых пружиной, которые терлись друг о друга при перемещениях подвески. Такие амортизаторы быстро изнашивались и ухудшали плавность хода автомобиля.

Им на смену пришли гидравлические рычажные амортизаторы, в которых механическое трение было заменено на трение жидкости, проходящей через калиброванные отверстия. Рычажные амортизаторы были довольно компактны, но работали при высоких давлениях жидкости, сильно нагревались и были недолговечны. В подвесках современных автомобилей применяются телескопические гидравлические амортизаторы (рис. 4.33).

Рис. 4.33. Конструкция (а) телескопического однотрубного амортизатора: 1 — нижняя проушина; 2 — газ; 3 — плавающий поршень; 4 — рабочий цилиндр; 5 — поршень; 6 — корпус; 7 — шток поршня; 8 — сальник штока; 9 — направляющая штока; 10 — верхняя проушина; 

(б) телескопического двухтрубного амортизатора: 1 — нижняя проушина; 2 — донный клапан; 3, 5 — рабочая полость; 4 — поршень; 6 — рабочий цилиндр; 7 — корпус резервуара; 8 — корпус; 9 — шток поршня; 10 — воздух; 11 — направляющая штока; 12 — сальник штока; 13 — верхняя проушина

Действие такого амортизатора основано на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрытые клапанами сжатия и отдачи.

Телескопический амортизатор состоит из герметичного цилиндра, внутри которого перемещается поршень, соединенный со штоком. Цилиндр заполнен жидкостью. В поршне имеются отверстия определенного диаметра, которые закрываются подпружиненными клапанами. Один клапан установлен сверху поршня, другой — снизу. Поскольку жидкость является несжимаемой, то при перемещении поршня в одной из полостей цилиндра повышается давление, которое открывает соответствующий клапан, и жидкость перетекает через отверстия из одной полости цилиндра в другую.

Эффективность действия амортизатора пропорциональна скорости движения поршня в цилиндре. Скорость перетекания жидкости из одной полости цилиндра в другую зависит от диаметров отверстий и разности давлений в полостях. Современные телескопические амортизаторы обычно двухсторонние, т. е. они оказывают сопротивление как при сжатии, так и при растяжении (отдаче). Обычно сопротивление при растяжении больше, чем при сжатии. Любой телескопический амортизатор должен иметь устройство для компенсации изменения объема жидкости.

Дело в том, что при сжатии амортизатора вытесняемый объем больше, чем освобождающийся с другой стороны поршня, потому что здесь часть объема цилиндра занимает шток. В амортизаторе (рис. 4.33) применяется специальная пневмокамера, заполненная сжатым газом, которая изолирована от основной части цилиндра плавающим поршнем. При ходе сжатия амортизатора объем пневмокамеры уменьшается, а при ходе отдачи — увеличивается. Наличие пневмокамеры обеспечивает также компенсацию изменения объема рабочей жидкости при изменении температуры.

Амортизаторы такого типа называют однотрубными, газонаполненными. Двухтрубные амортизаторы отличаются наличием еще одного цилиндра, внутри которого находится рабочий цилиндр (рис. 4.34).

Рис. 4.34. Схема работы двухтрубного амортизатора: 1 — донный клапан; 2 — поршень; 3 — клапан сжатия; 4 — шток; 5 — клапан отбоя

Дополнительная полость, находящаяся между внутренним и наружным цилиндрами, называется компенсационной. Компенсационная полость изолирована от атмосферы, но сообщается с внутренней полостью рабочего цилиндра. При ходе сжатия амортизатора излишки жидкости из рабочего цилиндра перетекают в компенсационную полость и находящийся там воздух сжимается.

При ходе отдачи амортизатора сжатый воздух вытесняет жидкость обратно в рабочий цилиндр. При одинаковых рабочих ходах однотрубный амортизатор рассмотренного типа будет иметь большую длину, чем двухтрубный, из-за наличия в цилиндре пневмокамеры. Несмотря на этот недостаток, в настоящее время большее распространение имеют однотрубные амортизаторы, которые лучше охлаждаются, поскольку не имеют двойных стенок. Двухтрубные амортизаторы также бывают газонаполненными. У таких амортизаторов в компенсационной полости газ находится под давлением. Особенностью газонаполненных амортизаторов является то, что в свободном состоянии шток амортизатора выходит из цилиндра под действием давления газа. Конструкция любого амортизатора должна обеспечивать герметичность.

При нарушении герметичности появляются стуки во время работы подвески и теряется эффективность амортизатора, что требует его замены. Шток амортизатора обработан до высокой степени чистоты поверхности, а между штоком и внутренней частью цилиндра устанавливается специальное надежное уплотнение. Таким же надежным должно быть уплотнение плавающего поршня в однотрубном амортизаторе. При нарушении герметичности газ смешивается с жидкостью, образуется сжимаемая смесь, эффективность работы амортизатора снижается, появляются посторонние стуки. Рабочая поверхность штока предохраняется от повреждений защитным кожухом. На конце штока и на цилиндре имеются крепления для соединения амортизатора с рычагами подвески и кузовом автомобиля. Крепление амортизаторов осуществляется с помощью упругих элементов.

Некоторые производители, например фирма KONI, изготавливает амортизаторы, в которых можно регулировать вручную перепускной клапан. Такую регулировку необходимо производить перед установкой амортизатора на автомобиль для получения необходимой эффективности. Существуют амортизаторы (рис. 4.35), в которые встроены электромагнитные клапаны, изменяющие проходные сечения отверстий, через которые проходит жидкость. При наличии амортизаторов такого типа, водитель может изменять характеристики подвески при движении автомобиля, переключая режимы («спорт», «комфорт» и т. д.).

Рис. 4.35. Регулируемые амортизаторы

Рис. 4.36. Амортизаторы Magneride фирмы Delphi изменяют гасящие свойства при намагничивании специальной жидкости

Совершенно другой принцип был предложен поставщиком автомобильных систем Delphi в его конструкции Magneride. В ней используется свойство некоторых вязких жидкостей быть чувствительными к воздействию электромагнитных полей; вязкость жидкости увеличивается с усилением поля, молекулы выстраиваются в цепочки и создают большее сопротивление. Компания Delphi продемонстрировала автомобили, оборудованные амортизаторами, где обычные отверстия заменены узкими проходами, в которых жидкость протекает между электромагнитными катушками. Система Magneride имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что вязкость жидкости, а следовательно, и степень демпфирования могут изменяться в зависимости от изменения напряженности электромагнитного поля, которая управляется микропроцессором. Подобные амортизаторы (рис. 4.36) уже появились в серийном производстве.

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Рулевое управление и подвеска | Добавил: autodromcar (19.11.2019)
Просмотров: 91 | Теги: Шток, клапан, Полость, цилиндр, жидкость, амортизатор, рабочий, отверстие, Поршень | Рейтинг: 3.0/1

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar