Принцип действия и конструкция
Вертикальные усилия, возникающие в подвеске, через шток передаются на поршень, продольно перемещающийся в цилиндре, заполненном рабочей средой. Поршень воздействует на рабочую среду и вынуждает её уменьшаться в объёме. После снятия нагрузки, упругие элементы подвески возвращаются в прежнее положение, увлекая за собой шток с поршнем, и рабочая среда принимает прежний объём.
Корпус амортизатора закрыт цилиндрическим кожухом, закреплённым на штоке и служащим для защиты от грязи и механических повреждений.
В ходовой части автомобиля амортизатор штоком соединяется с рамой (кузовом) машины, нижняя часть закрепляется на рычаге подвески или на мосту. В точках крепления установлены резинометаллические шарниры.
Выполняя функции демпфера, амортизатор одновременно служит ограничителем хода подвески, поэтому на штоке устанавливается буфер отбоя.
По типу рабочей жидкости (среды) все конструкции можно разделить на:
- Гидравлические (масляные);
- Газовые (газонаполненные);
- Газогидравлические (газомасляные).
Гидравлические (масляные)
При сжимающих нагрузках на шток масло перетекает из полости под поршнем в штоковую полость через калиброванные отверстия, снабжённые перепускными клапанами прямого и обратного хода. Клапаны замедляют скорость изменения объёма жидкости и соответственно, скорость движения поршня.
Значительная часть сжимающих и растягивающих нагрузок расходуется на перекачивание масла, скорость перемещения поршня ограничивается вязкостью рабочей среды.
Газовые (газонаполненные)
Отличаются от масляных тем, что после заполненной маслом поршневой полости в рабочем цилиндре расположена камера со сжатым газом (азотом), отделённая от масла плавающим поршнем. Давление азота достигает 30 МПа.
Продольные усилия, действующие на шток, маслом передаются на плавающий поршень, который изменяет объём газовой камеры.
Газогидравлические (газомасляные)
Свободный от масла объём заполнен азотом под давлением от 2 до 8 МПа. При ходе сжатия поршень через клапаны вытесняет масло, сжимая азот. При ходе отбоя масло давлением азота возвращается в поршневую полость.
По внутреннему устройству различают
- Двухтрубные.
- Однотрубные.
Двухтрубные
Корпус состоит из двух соосных цилиндров — внутреннего рабочего, в котором размещены шток и поршень и внешнего, называемого резервуаром.
Вытесняемое при ходе сжатия масло перекачивается в штоковую полость рабочего цилиндра и одновременно вытесняется в цилиндр-резервуар.
Все масляные и газомасляные амортизаторы двухтрубной конструкции.
Однотрубные
Все однотрубные амортизаторы — газонаполненные. В общем корпусе, одновременно являющимся рабочим цилиндром, размещены шток с поршнем, масляная и газовая камеры, разделённые плавающим поршнем.
Наиболее массовый на сегодня тип амортизатора.
Газо-гидравлический амортизатор
Схема данного амортизатора автомобиля имеет небольшие отличия от предыдущего варианта. Газ под высоким давлением удерживается внутри манжетами, прокладками. Вместо воздуха производители используют азот, либо другие инертные газы. Стойки меньшего диаметра наполнены газом высокого давления, и наоборот. Кроме того, давление газа амортизатора автомобиля в передних, задних узлах так же отличается. На классике ВАЗ пружины устанавливаются отдельно, на других моделях стойки скомпонованы в один узел с наружным расположением пружины, специальным креплением. При этом пружина не всегда является главным элементом узла, а, лишь, дублирует гидравлику.
Высота стойки регулируется гайкой, позволяя менять клиренс автомобиля. Возможно следующее крепление амортизатора автомобиля к кузову, подвеске:
- проушина/проушина
- штырь/штырь
- нижняя проушина/штырь
- нижняя поперечина/верхний штырь
- вставной амортизатор
Наиболее часто используются первые три варианта, как самые удобные в установке.
Принцип работы амортизаторов
Система демпфирования подвергается сжатию и растяжению во время работы. На профессиональном языке эти процессы называются сжатием и рефлексией.
Простейшими примерами являются масляные амортизаторы, в которых явление снижения вибраций путем снижения трения, возникает во время их движения. Поэтому масло используется в амортизаторах. Его движение, вызванное смещением поршня, рассеивает энергию, оказывая явное сопротивление, уменьшая вибрации.
Этот принцип применяется с использованием двух типов амортизаторов — однотрубных и двухтрубных. Оба типа отличаются друг от друга расположением компенсационной камеры. Конструкция однотрубного амортизатора намного проще и состоит из следующих элементов: поршневой шток с постоянно прикрепленным поршнем, в котором есть два клапана, поршень, отделяющий рабочую камеру от компенсационной камеры, и, конечно, корпус.
В этой конструкции нет расширительного бака, потому что рабочая часть камеры имеет переменный объем. Нижняя часть однотрубного амортизатора представляет собой заполненную газом компенсационную камеру. Объем в обеих камер всегда постоянен, в то время как во время работы рабочая часть «занимает» некоторый объем у компенсационной части. Без этого маневра движение поршня было бы невозможным.
Двухтрубный амортизатор уже более сложен, но его работа также основана на идее, описанной выше. В его конструкции все еще находится поршневой шток с прикрепленным поршнем с клапанами, внутренний корпус, а также рабочая и компенсационная камеры. Однако вместо подвижного поршня, разделяющего две перегородки, имеется постоянно прикрепленная нижняя перегородка, в которой, как и в поршне, имеются клапаны.
В однотрубной конструкции компенсационная камера расположена под рабочей камерой, а здесь одна часть находится внутри другой. Компенсационная камера окружает рабочую камеру, и вместо сжатого газа в ней есть масло. Поскольку одна часть находится в другой, нетрудно найти недостаток такого решения. Это конечно охлаждение рабочей камеры, оно здесь хуже.
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:
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.
Казалось бы, решение простое и эффективное, однако на деле во время работы гидравлической стойки масло активно нагревается и плохо остывает. Результат — происходит вспенивание горячего масла, качество работы амортизатора ухудшается, сами такие стойки активно «потеют», масло постепенно вытекает.
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.
Использование газа позволяет уменьшить интенсивность вспенивания масла, при этом газомасляные стойки все равно нагреваются, так как проблема нагрева масла никуда не делась. В свою очередь, шток газонаполненного амортизатора всегда немного «выталкивается» наружу, в отличие от масляного.
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.
Если рассмотреть конструкцию, в таком амортизаторе нет рабочей камеры, вместо нее задачу выполняет сам корпус амортизатора. Фактически, однотрубный амортизатор разделен на две камеры посредством поплавка-поршня. Нижняя часть корпуса заполнена азотом под высоким давлением, тогда как в верхней части находится масло. В этом масле работает шток с поршнем. С учетом того, что рабочая камера отсутствует, клапан прямого хода находится прямо на поршне возле клапана отбоя.
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.
Однотрубные амортизаторы
Данная конструкция является базовой для современных А. Такой амортизатор состоит из одной-единственной колбы, одновременно выполняющей роль и рабочей емкости для поршня, и корпуса. Она может быть гидравлической (масляной) или гидропневматической (газомасляной). Последнюю модификацию также называют комбинированной. Принцип работы масляного А достаточно прост. Имеется рабочий цилиндр, наполненный маслом (гидравлической жидкостью). В нем движется поршень со специальными калиброванными клапанами, точнее с их системой, имеющей характеристики, специально подобранные под подвеску определенной модели автомобиля.
Динамика работы такого амортизатора выглядит следующим образом:
- При закрытых клапанах гидравлическая жидкость проходит только обходным каналом поршня. Гидравлическая характеристика амортизатора при этом становится жесткой.
- Если же открываются клапаны, соседствующие с компенсационной камерой А, то его гидравлическая характеристика становится более мягкой.
Причем для исправности амортизатора клапан, функционирующий на сжатие, должен пропускать больше гидравлической жидкости, чем обратный клапан, срабатывающий на отбой. Таким образом, при открытых клапанах поршня жесткость амортизаторов уменьшается.
Лучшие азиатские амортизаторы
Продукция японских и китайских брендов заняла прочные позиции на рынке благодаря низкой стоимости изделий, что позволяет устанавливать их на недорогие авто. Качество соответствует цене и устраивает многих покупателей как оптимальный вариант.
Tokico
В то время когда американские и европейские заводы устанавливают различный подход к оценке качества продукции в зависимости от того, идет она на конвейер или на вторичный рынок, Tokico отказывается от подобного разделения. Поэтому изделия японской фирмы всегда высокого качества.
После объединения с Hitachi в 2004 году продукция компании стала доступна российскому потребителю. Отличные качественные характеристики и невысокая стоимость заслужили доверие наших автолюбителей.
К недостаткам смягчающих устройств от Tokico относят возможность выхода из строя ранее заявленного срока.
Kayaba
Компания Kayaba (Япония) считается ведущим мировым производителем гидравлического оборудования. Комплектующими KYB оснащены KIA, Toyota, Chevrolet. Широко они представлены и на рынке запасных частей.
Потребители, сравнивая амортизаторы от Tokico и KYB, находят сходство. Но изделия Kayaba встречаются чаще. На рост популярности комплектующих в России влияет средняя цена, хорошее качество, а также наличие гарантии завода.
Sensen
Китайская фирма-производитель, стремящаяся повторить Kayaba, но с ценами ниже в 1,5-1,8 раза и индивидуальным подходом к клиенту. Достаточно позвонить представителю Sensen в вашем городе, чтобы в тот же день получить информацию о продукции с фотографиями на свою электронную почту. Ассортимент компании невысок, охватывает изделия, предназначенные для легкового авто.
Отзывы об амортизаторах Sensen больше положительные. Устройства снабжены японскими сальниками NOK, втулками с защитным покрытием из тефлона, стальными, хромированными стержнями, содержат масло Eneos (полусинетика). Жесткость устройств оптимальная, устойчивость к коротким сверхнагрузкам высокая. Амортизаторы от Sensen выдерживают примерно 50-100 тыс. км в зависимости от состояния дороги, но быстро ломаются после окончания гарантии.
Miles
Головной офис компании имеет бельгийский адрес, но производства расположены в Азии (КНР, Южная Корея, Тайвань). Фирма поставляет комплектующие на вторичный рынок Европы, с некоторых пор начала осваивать Восточную Европу и Россию.
Несмотря на высокую технологичность и роботизированность многих участков производства, качество продукции, в частности амортизаторов, по оценкам потребителей, среднее. Демпферы очень жесткие и быстро выходят из строя.
Patron
Комплектующие бренда производятся на 70 заводах, разбросанных по всему миру (в т.ч. в России). Продукция сертифицирована, соответствует мировым стандартам, входит в каталог TacDoc.
Patron демонстрирует широкий ассортимент продукции, куда входят как составляющие ходовой части, так и электроника, оптика и расходные материалы. При том что изделия электроники не отличаются высоким качеством, амортизаторы и прочие части подвески достаточно хороши.
Демпферный наполнитель имеет спецприсадки, предотвращающие вспенивание, система охлаждения улучшена, жесткость меняется у адаптивных моделей. При низкой стоимости и качестве, сравнимом с оригинальным, амортизаторы Patron являются неплохим решением для автомобиля.
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:
- стоимость – газовые дороже масляных;
- комфорт и долговечность – газовый вариант жестче масляного, поэтому не подходит для поездок по проселочным дорогам, однако они служат дольше жидкостных;
- 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
Однотрубные амортизаторы
Данная конструкция является базовой для современных А. Такой амортизатор состоит из одной-единственной колбы, одновременно выполняющей роль и рабочей емкости для поршня, и корпуса. Она может быть гидравлической (масляной) или гидропневматической (газомасляной). Последнюю модификацию также называют комбинированной. Принцип работы масляного А достаточно прост. Имеется рабочий цилиндр, наполненный маслом (гидравлической жидкостью). В нем движется поршень со специальными калиброванными клапанами, точнее с их системой, имеющей характеристики, специально подобранные под подвеску определенной модели автомобиля.
Динамика работы такого амортизатора выглядит следующим образом:
- При закрытых клапанах гидравлическая жидкость проходит только обходным каналом поршня. Гидравлическая характеристика амортизатора при этом становится жесткой.
- Если же открываются клапаны, соседствующие с компенсационной камерой А, то его гидравлическая характеристика становится более мягкой.
Причем для исправности амортизатора клапан, функционирующий на сжатие, должен пропускать больше гидравлической жидкости, чем обратный клапан, срабатывающий на отбой. Таким образом, при открытых клапанах поршня жесткость амортизаторов уменьшается.
Изучаем устройство и принцип работы амортизатора
Однако все вышеперечисленное – только детали, без которых рассматриваемый нами узел работать не будет, отбойник и шток амортизатора полностью дополняют друг друга. Итак, упругий элемент сам по себе не является достаточным средством для изоляции толчков от пружин подвесок. Напротив, произошло бы усиление тряски, если бы основой всего не являлись разные виды амортизаторов. Конструкция их довольно проста, корпус представляет собой трубку, закрытую с нижнего конца и с двойной стенкой, заполненная воздухом полость которой соединена с центральной емкостью только через клапан сжатия. С верхнего конца трубка открыта, в этом месте в нее погружен шток с поршнем, имеющим клапан отбоя.
Устройство и принцип работы амортизатора зависит только от наполнения. Существует масляный тип, газовый и комбинированный, то есть газомасляный. Начнем с первого. В его центральный резервуар залито масло. Когда поршень движется вниз, во избежание разрыва трубки часть масла выдавливается сквозь клапаны поршня вверх, полностью покинуть камеру не позволяет установленный в верхней части корпуса сальник. Однако большая часть масла при этом переходит сквозь клапан сжатия во внешнюю полость. Воздух в ней сжимается и из-за этого легко выталкивает масло обратно в рабочий резервуар, когда поршень идет в верхнюю позицию.
Газомасляный тип почти не отличается конструкционно, просто он содержит не только масло для амортизаторов, воздух в нем заменен газом, зачастую азотом. Дело в том, что первый вариант, рассмотренный выше, имеет такой недостаток, как быстрый нагрев из-за гашения энергии сжатой пружины. Возникает тепловая энергия, и масло практически закипает, начинает пениться, что ухудшает работу узла. Газ в наружной полости исключает эффект аэрации.
Конструкция газового амортизатора в корне отличается, хотя в нем имеются те же составляющие, что и в предыдущем типе. Отличие в том, что труба корпуса одинарная, вторая камера располагается не в стенках, а в нижней части и отделена от основного резервуара плавающим поршнем-поплавком. Во вторую полость под давлением нагнетен газ (азот). Поршень, на котором помимо клапана отбоя установлен и второй (сжатия), двигаясь вниз, выжимает часть масла вверх, при этом оказывает воздействие на поплавок. Газ поддается давлению в малой степени, тем самым создавая эффект упругости на штифте, однако такой амортизатор тем жестче, чем сильнее нагрет азот. Кроме того, при возникновении вмятины на стенке узел обязательно заклинит.
Как выбрать амортизаторы?
Какие жёстче, а какие мягче? Мягче всего гидравлические двухтрубные амортизаторы, но и их реакция не такая большая. Поэтому они могут эффективно обрабатывать плохое дорожное полотно.
Газовые устройства более жёстче, они быстро реагируют на все неровности на дороге даже при езде на высокой скорости. Их чаще всего выбирает большинство водителей.
Двухтрубные амортизаторы стоят дешевле, они более мягче и больше всего подходят для обычной городской езды. Эти устройства менее надёжные, чем однотрубные.
Таблица: какой тип лучше?
| Тип амортизатора | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|
| Гидравлические (масляные или жидкостные) |
|
|
| Газовые |
|
|
Видео: Чем отличаются амортизаторы масляные и газомаслянные
Перейдём к рейтингу лучших амортизаторов для автомобилей. Рассмотрим самые лучшие модели демпферов производства Японии, Китая, США и Европы на основе анализа, отзывов автомехаников и реальных водителей.
Конструкция автомобильного амортизатора
Амортизаторы бывают двух типов: однотрубный или двухтрубный. От типа амортизатора зависит и его конструкция. Несмотря на это, основные элементы у обоих типов остаются общими. Амортизатор состоит из цилиндра, заполненного специальной жидкостью (маслом), по которому перемещается поршень. Сам поршень соединен со штоком круглого сечения, который, в свою очередь, своей верхней частью крепится к кузову автомобиля. В поршне сделаны отверстия небольшого диаметра (клапаны), через которые проходит жидкость. Для того, чтобы повысить сопротивление потоку жидкости, их делают подпружиненными. Более детальное описание конструкции амортизаторов приводится далее.
Конструкция гидравлического амортизатора
Амортизатор соединяется с рычагом подвески или балкой моста. Крепление амортизатора производится через упругое соединение – сайлентблок.
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.
