Виды амортизаторов, принцип их работы. достоинства и недостатки эксплуатации

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:

1. Гидравлические (масляные);
2. Газовые (газонаполненные);
3. 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.

Delphi

Компания с огромным ассортиментом товаров. Кроме амортизаторов, Delphi производит и реализует датчики, детали рулевого управления, насосы, фильтры и т.д. Компания известна приемлемыми ценами и средне-высоким качеством исполнения.

Прочная конструкция рабочей трубы двухтрубных демпфирующих устройств Delphi призвана защищать цилиндр от повреждений извне. Амортизатор относится к газовым и содержит газ под давлением, также обладает повышенной теплостойкостью и более точной работой клапанов. Однотрубные модели разработаны для авто люкс-класса и машин повышенной проходимости.

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.

ACDelco

Самые надежные стойки
Страна: США
Рейтинг (2020): 4.7

Продукция этой американской фирмы у многих владельцев ассоциируется с качеством и надежностью – именно такие амортизаторы устанавливаются на автомобили Kadillac, GMC, HUMMER. Многие пользователи считают это основной причиной несколько завышенной стоимости на стойки ACDelco, хотя нареканий оригинальный продукт не вызывает. Правда, на рынке можно приобрести китайский аналог в такой же упаковке, поэтому при выборе следует отдавать предпочтение проверенным поставщикам.

Амортизаторы устанавливают в автомобили не только американского и европейского производителя (тот же Рено). Передние и задние стойки, а также другую продукцию фирмы поставляют на сборочные конвейеры Toyota, Daewoo, Saab, и Opel, а автомобили данных марок имеют репутацию самых надежных. В отзывах владельцев новых моделей ВАЗ, а также отечественного внедорожника Нива присутствуют положительные оценки работы амортизаторов ACDelco. К тому же, покупая стойки у сертифицированного продавца, в течение года имеется возможность воспользоваться гарантийными обязательствами фирмы-изготовителя.

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.

Стойка и амортизатор — в чём разница?

Не знаем, как так получилось, но в головах многих автомобилистов засела мысль о том, что стойка и амортизатор – синонимы. Известно, что ошибочное мнение часто порождают продавцы специализированных магазинов. А также различные автомобильные форумы, где авто «знатоки» уверяют: «стойка и амортизатор – одно и то же». Спешим вас заверить – это не так, впрочем, сейчас все сами поймете.Что такое амортизатор?

Амортизатор – это масляный насос (если говорить простым языком). В небольших количествах (в процессе вертикального движения подвески) гидравлическая жидкость под давлением перетекает через отверстия. За счет того, что эти отверстия имеют небольшой диаметр, масло не может перетекать быстро. В связи с этим, пружине и подвеске передается замедление движения. Амортизатор усиливает свое сопротивление с увеличением скорости движения подвески. В результате такой взаимосвязи к минимуму сводятся: подпрыгивания кузова на кочках, поперечная раскачка при маневрировании, а также «клевки» машины во время разгона, либо торможения. А вся кинетическая энергия, которою накапливает амортизатор, преобразуется в тепло и просто выводится наружу.

Если амортизатор неисправен…

К слову, такая неисправность чувствуется сразу. Так как значительно снижается эффективность рулевого управления. Кроме этого, при поломке амортизаторов автомобиль плохо «держит» контакт с дорожным полотном, а также утрачивает стабильность во время движения.

Что такое стойка?

Стойка – силовой элемент автомобильной подвески, представляющий целый узел (устройство), соединяющий колеса и кузов. В стойке опора, как правило, совмещается с демпфером (функциональной частью амортизатора) и пружиной.

Главная задача стойки – удерживать вес автомобиля, поддерживать нужную ориентацию колес по отношению к кузову, передавать кузову силы сцепления покрышек с дорожным покрытием. Благодаря прочному корпусу и усиленному штоку, стойка способна принимать значительные боковые нагрузки.

Отличие стойки и амортизатора

Стойка и амортизатор имеют разный способ крепления. Так, стойка заменяет собой верхнюю шаровую и рычаг. Поэтому она крепко фиксируется в нижней части, а вот наверху — в поворотное устройство. Примечательно, что стойка оснащена штоком большого диаметра.

Если говорить об амортизаторах, то их крепление осуществляется через сайлентблоки без поворотного устройства. И в отличие от стойки, амортизатор снабжен штоком малого диаметра.

Кроме этого, стойка и амортизатор получают различные воздействия нагрузок. Так, стойка подвергается разнонаправленным нагрузкам, а вот амортизаторы получают воздействие вдоль его оси.

Примечательно, что амортизатор вполне может выступать в качестве части стойки (но не наоборот).

Также стойка значительно дороже амортизатора.

Если неисправен амортизатор, продолжать движение можно, зачастую это только придаст некоторые неудобства при вождении, но лучше не затягивать и заглянуть в автосервис. А вот если из строя вышла стойка, то продолжать управление автомобилем невозможно.

И совет на будущее: если вдруг в специализированном магазине или в сервисе вас уверяют в том, что стойка и амортизатор – синонимы, задумайтесь – стоит ли доверять свой автомобиль таким «профессионалам».

Классификация амортизаторов

Двухтрубный амортизатор

Двухтрубный амортизатор состоит из соосных цилиндров, один из которых помещен внутри другого. Шток с поршнем перемещается во внутренней полости – рабочей камере. Она сообщается с внешней, частично заполненной воздухом либо азотом через донный клапан. Камера, заполненная газом, предназначена для компенсации объема жидкости при погружении штока.

Схема двухтрубного амортизатора

Преимущества:

• простая конструкция и невысокая стоимость изготовления;
• небольшая длина;
• малое внутреннее давление (при утечках небольшого количества масла через сальник рабочие характеристики сохраняются);
• мягкое демпфирование ударов подвески;
• лучшая устойчивость к механическим повреждениям.

Недостатки:

• вспенивание масла после длительной работы и, как следствие, снижение эффективности демпфирования;
• недостаточно эффективное охлаждение;
• установка, хранение и транспортировка амортизатора производится только в одном положении – штоком вверх.

Двухтрубную конструкцию могут иметь как передние, так и задние амортизаторы. Но все же в большинстве случаев на современных автомобилях двухтрубные амортизаторы устанавливаются на заднюю ось.

Однотрубный амортизатор

Схема однотрубного амортизатора Однотрубные амортизаторы являются газонаполненными. В их конструкции предусмотрен только один цилиндр, в нижней части которого расположена камера, заполненная газом под давлением 2…3 МПа. Данная камера отделена от жидкости специальным плавающим поршнем и предназначена для компенсации объема жидкости при сжатии амортизатора. Благодаря тому, что газ постоянно поджимает жидкость в рабочей камере, при высокочастотном режиме работы амортизатора предотвращается эффект вспенивания масла (эмульсирование), а также появляется возможность его установки в любом положении.

Преимущества:

• лучшее демпфирование и стабильность;
• улучшенное охлаждение по сравнению с двухтрубной системой;
• возможность установки амортизатора в любом положении.

Недостатки:

• большая длина амортизатора;
• низкая устойчивость к механическим воздействиям;
• высокая стоимость изготовления по причине применения более качественных уплотнений и материалов для корпуса.

Однотрубные газонаполненные амортизаторы способны выдерживать серьезные нагрузки без потери рабочих свойств. В основном, они применяются в качестве передних амортизаторов.

Регулируемые амортизаторы с клапаном переменного сечения

Адаптивные (или регулируемые) амортизаторы предполагают возможность изменения демпфирующих свойств (коэффициента демпфирования). Амортизаторы оснащаются электромагнитным клапаном, сечение которого изменяется под воздействием электрического сигнала. Уменьшение сечения затрудняет прохождение жидкости через клапан, увеличивая жесткость амортизатора. Увеличение же сечения клапана, наоборот, делает его более мягким.

Адаптивные амортизаторы с магнитореологической жидкостью

Схема действия магнитореологической жидкости Регулируемые амортизаторы данного типа заполнены жидкостью с включением металлических частиц. Такое масло меняет структуру под воздействием магнитного поля, которое создается при помощи катушек, встроенных в поршень амортизатора. Благодаря магнитореологической жидкости магнитные амортизаторы изменяют характеристики жесткости за доли секунды. Преимущество адаптивных амортизаторов заключается в возможности изменения характеристики подвески в соответствии с текущими условиями движения: более жесткая подвеска улучшит управляемость и устойчивость автомобиля, а более мягкая повысит комфорт передвижения. Основной недостаток адаптивного амортизатора: высокая стоимость его изготовления.

Спортивные амортизаторы

Спортивные амортизаторы предназначены для работы в условиях экстремальных нагрузок. Их отличает повышенная жесткость и стабильность, обеспечивающие лучшую управляемость автомобиля.

Гидравлические амортизаторы

В таких амортизаторах наблюдается зависимость силы сопротивления от скорости движения штока. В своей работе гидравлические амортизаторы превращают механическую энергию в тепло. Степень жесткости таких узлов может устанавливаться размеров клапанов на поршне, а также вязкостью рабочего масла.

По конструктивным особенностям гидравлические амортизаторы бывают: {typography list_number_bullet_blue}1. Рычажные;||2. Двухтрубные;||3. Однотрубные.{/typography} Первые уже вошли в историю, так как применялись в основном до 60-х годов прошлого столетия. Такие амортизаторы характеризовались необычайной надежностью. Они практически вечные. Однако в середине 50-х появились компактные трубчатые детали. В результате они полностью вытеснили рычажные.

Двухтрубные амортизаторы появились первыми. В их конструкцию входит две соосных трубы. Во внутренней размещается рабочее масло и находится поршень. Внешняя же выполняет роль корпуса. Между трубами находится воздух для компенсации объема. Такие амортизаторы достаточно просты в производстве и ремонте, имеют достаточную надежность и долговечность. Такие амортизаторы должны монтироваться лишь корпусом вниз, что несколько увеличивает неподрессоренные массы. Кроме того, масло в таких узлах при интенсивной работе сильно нагревается и может вспениться. А это провоцирует резкое ухудшение демпфирующих характеристик узла.

Развитием двухтрубных амортизаторов стали гидропневматические узлы. Вместо воздуха у них между трубами закачан инертный газ. Обычно это азот. В результате обеспечивается газовый подпор. Преимущества такой технологии очевидны. Газ не подвержен смешиванию с жидкостью, в отличие от воздуха. Потому амортизатор работает лучше. Кроме того, газовый подпор играет роль дополнительного демпфирующего элемента. Потому такие амортизаторы являются более универсальными.

Однотрубные амортизаторы являются более прогрессивными узлами. Они состоят из трубы, в которой находится рабочая жидкость и поршень. В нижней части трубы также закачан газ под давлением. От рабочей жидкости его отделяет подвижный поршень. В отличие от двухтрубных, однотрубные амортизаторы лишены нижнего клапана сжатия. Потому и при отбое, и при сжимании, все управление сопротивлением осуществляет поршень.

Как видим, однотрубные амортизаторы также являются гидропневматическими. Одна лишь разница – у двухтрубных газ закачивается под давлением 5-20 атм., а у однотрубных – 20-30 атм.

Однотрубные узлы имеют более стабильные показатели. Они намного эффективнее охлаждаются. Потому не происходит перегрева и вспенивания масла. Кроме того, при тех же характеристиках, однотрубные амортизаторы более компактны. Также они не боятся перевернутого положения, потому их можно монтировать штоком вниз.

Однотрубные амортизаторы. Конструкция и принцип действия

Конструкция однотрубных амортизаторов несколько отличается, и они все делаются газовыми. Особенностью их является отсутствие внутреннего рабочего цилиндра – корпус амортизатора им и является. Внутри на штоке так же имеется поршень, но на нем уже размещены оба клапана – и прямого и обратного хода.

Также в конструкцию входит еще один поршень-поплавок, ни с чем не связанный, в его задачу входит разделение масла и газа, который находится внизу цилиндра.

Вся верхняя полость до поршня поплавка заполнена маслом, а нижняя – газом, причем с высоким давлением.

Видео: Как определить разборный или нет амортизатор стойка

Работа данного амортизатора такова: при сжатии, когда колесо движется вверх, шток с поршнем движется вниз – часть масла перетекает в надпоршневое пространство, остаток же смещается вниз, толкая поршень-поплавок и газ сжимается. При движении колеса вниз – производится обратное действие.

Из-за отсутствия внутри дополнительного резервуара, в однотрубном амортизаторе охлаждение масла происходит более эффективно, а отсутствие свободного пространства, поскольку все оно до поршня-поплавка заполнено маслом, исключает вспенивание.

Но имеется и отрицательное качество в работе амортизатора такой конструкции – при возвратно-поступательном движении штока с поршнем, с постоянным воздействием масла на газ, которое заставляет его постоянно сжиматься и разжиматься, происходит нагрев газа, сопровождающееся увеличением его объема и как следствие – давления. В итоге при активной работе амортизатора жесткость его возрастает из-за увеличивающегося давления внутри амортизатора.

Какие выбрать амортизаторы для автомобиля?

И всё же, какие амортизаторы выбрать? Учитывая разнообразие конструкций, широкий спектр нагрузок и существенные различия в характеристиках разных моделей машин, а также индивидуальные особенности манеры вождения, односложных ответов на этот вопрос ожидать не приходится.

Опираться необходимо, прежде всего, на рекомендации производителя автомобиля, как по части характеристик, так и по части фирм–производителей амортизаторов. Если же владелец хочет за счёт амортизаторов изменить динамику машины (либо нет возможности точно выполнить рекомендации производителя), общие соображения по поводу того, как выбрать амортизаторы для автомобиля можно сформулировать следующим образом:

Выбор по типу (масляные, газовые, газомаслянные):

• Предпочитающим комфорт, спокойную езду, надежность и демократические цены подойдут двухтрубные масляные амортизаторы;
• Если желательно, чтобы требования к комфорту сочетались с улучшенной динамикой прохождения поворота, а стоимость и надежность детали были в разумном диапазоне, тогда правильный выбор – это двухтрубные газомаслянные амортизаторы;
• Однотрубные газовые амортизаторы предназначены для любителей агрессивной манеры езды, предпочитающим управляемость машины плавности хода.

Кстати, возраст машины тоже немаловажный фактор при принятии решения. Устанавливать дорогие газовые амортизаторы на авто почтенного возраста с большим пробегом вряд ли целесообразно: упругие характеристики подвески и показатели прочности кузова со временем ухудшаются, и вместо ожидаемого можно получить обратный эффект.

Выбор по производителю (какой фирмы амортизаторы лучше):

Если автомобиль принадлежит к бюджетному сегменту, и нет необходимости испытывать его на спортивных режимах, а средства на содержание ограничены, вполне могут подойти амортизаторы российской фирмы СААЗ или белорусской Fenox;
Тем, кто ценит качество и готов за это заплатить (пусть даже машина не принадлежит к дорогим иномаркам) стоит обратить внимание на продукцию фирм KYB, Monroe и Boge (Sachs);
Продукцию Bilstein и KONI (аристократов в мире амортизаторов) эксперты советуют как любителям спортивной езды, так и владельцам машин премиум-сегмента.

И, конечно, необходимо остерегаться подделок: если в магазине цена на продукцию Bilstein такая же, как и на белорусский Fenox, значит у такого продавца что-то не так (и не в отношении Fenox). А рецепт для проверки – это наличие сертификата соответствия, гарантийного талона и соответствие уникального заводского номера данным на официальном сайте производителя.

Что нелишне знать при покупке

         
Что же нужно знать рядовому потребителю при покупке амортизаторов? Ну, во-первых, если у покупателя возникла непреодолимая тяга к импортному (ну хоть убей ты его, но только это для него есть синоним фирменного и одновременно качественного), то здесь можно дать несколько советов.

         
Прежде всего, желательно покупать импортные амортизаторы в специализированных магазинах у официальных дилеров. При этом нелишне сверить номер, выбитый на амортизаторе, с номером по каталогу и убедиться, что он (выбранный Вами амортизатор) предназначен для Вашей модели автомобиля (каталоги должны иметься у официальных дилеров).

         
Попробуем отметить и ряд фирм, которые длительное время специализируются на производстве данных узлов и имеют высокую репутацию и необходимый опыт и стремятся их не терять. Это:

• «Кони» (Голландия)
• «Закс» (Германия)
• «Боге» (Германия)
• «Бильштейн» (Германия)
• «Монро» (Бельгия)
• «Габриэль» (США)
• «Токио» (Япония)
• «Каяба» (Япония)

         
При покупке обратите внимание на комплектность. В нее могут входить оригинальные детали крепления, буфера сжатия, защитные кожуха и т.п

Внимательно изучите инструкцию по установке, т.к. в ней содержатся указания, без выполнения которых Вы можете свести на нет преимущества импортных амортизаторов, во многом обусловленные их высоким качеством изготовления. Для стоек типа «Мак-Ферсон» зарубежные производители поставляют, как правило, только патроны — узел в сборе, за исключением собственно корпуса (корпус подойдет и наш родной — СААЗовский). При установке патрона стойки в корпус следует обязательно заливать рекомендуемую жидкость в нужном количестве для оптимального охлаждения стойки при работе. Амортизаторы фирмы «Кони» выпускаются в регулируемом исполнении, благодаря чему Вы можете подобрать характеристику, соответствующую Вашему стилю вождения. При этом, в зависимости от типа амортизатора регулировка может производиться как до его установки на автомобиль, так и после.

         
В последнее время получили распространение амортизаторы с дополнительной дроссельной канавкой на цилиндре около среднего положения поршня. Такая конструкция теоретически позволяет улучшить комфорт без ухудшения устойчивости — управляемости. Подобные амортизаторы выпускаются под следующими коммерческими названиями:

• «Варио» — фирма «Закс»
• «Про-газ» — фирма «Боге»
• «Сенса-Трак» — фирма «Монро»

Если есть большое желание, попробуйте — почувствуйте разницу! Однако наш совет — при покупке подобных амортизаторов стоит задуматься — есть ли смысл, а также лишние деньги для того, чтобы оплачивать подобные улучшения, учитывая, что потребительские качества, которые они способны дать Вашему автомобилю, Вы можете просто не ощутить.

         
Для одних и тех же автомобилей фирмы могут выпускать разные исполнения амортизаторов для различных дорожных условий (при этом они, естественно, будут различаться в цене). Для российских дорог мы бы рекомендовали исполнение «Heavy Duty» (или сокращенно HD) — для тяжелых дорожных условий. По этим же соображениям мы не рекомендовали бы установку в переднюю подвеску переднеприводных автомобилей патронов со штоками диаметром 20 мм (напомним, что стойки производства СААЗ имеют диаметр 22 мм). Также резинометаллический шарнир импортного амортизатора, предназначенного для установки на автомобили ВАЗ-2108 — 2110 должен иметь размеры, достаточно близкие к шарниру производства СААЗ для обеспечения требуемого ресурса исходя из нагрузки, передаваемой на шарнир пружиной подвески.

Лучшие отечественные производители амортизаторов

СААЗ

Рейтинг: 5.0

Крайне бюджетный производитель амортизаторов под отечественные автомобили во всём многообразии, медленно, но верно поднимающий планку качества на уровень знатных представителей европейского сегмента. Примечательно, что на текущий момент в ассортименте Скопинского автоагрегатного завода значатся преимущественно стойки двухтрубного типа, рассчитанные на восприятие заведомо больших нагрузок. Их преимущества: повышенные сроки эксплуатации и низкая стоимость, а также некоторые выгодные конструктивные отличия. В частности, наличие гидробуфера отбоя, компенсирующего ударную нагрузку при езде по сплошным неровностям. В то же время этот компонент негативно отражается на восприятии ряда других препятствий, таких как дорожные стыки или поперечные усадочные выбоины, что отражается на стабильности ходовых параметров.

Уникальная черта завода СААЗ заключается и в том, что по прошествии десятилетий работы на конвейер, они решили проявить лояльность к потребителям. Причём довольно оригинальным образом: посредством сбора стоек с учётом индивидуальных предпочтений клиентов. Кроме того, каждый амортизатор выходит ремонтопригодным, но насколько эта мера оправдана (ввиду и без того низкой стоимости покупки) – решать самому пользователю.