Устройство двухтрубного гидравлического амортизатора

Со времен появления первых автомобилей перед конструкторами стоял вопрос поиска оптимального способа гашения колебаний кузова, возникающих при преодолении неровностей. Наилучшим решением, применяемым и сегодня, стало интегрирование в состав подвески автомобиля специальных устройств – амортизаторов. На данный момент повсеместное распространение получили гидравлические телескопические амортизаторы. Гашение колебаний кузова и колес происходит в них за счет жидкостного трения, возникающего при прохождении жидкости через узкие отверстия в поршне – клапаны. Таким образом, механическая энергия колебаний переводится в тепловую. От характеристик амортизаторов зависят такие важные показатели, как устойчивость, управляемость и плавность хода автомобиля. Современные амортизаторы, имея в своей основе общий принцип работы, отличаются по типам и особенностям конструкции.

Видео:Устройство двухтрубного амортизатораСкачать

История появления амортизатора

Первые автомобили с рессорной подвеской обладали неприятным свойством: при преодолении неровностей их кузов сильно раскачивался. Изначально данная проблема частично решалась сама собой, поскольку в многолистовых рессорах наблюдался эффект межлистового трения, который способствовал гашению колебаний кузова. Но этого было недостаточно.

Поэтому следующим этапом стало добавление в состав подвески отдельного демпфирующего элемента. Одними из первых таких устройств были амортизаторы сухого трения с фрикционными дисками, разработанные в начале прошлого века.

В 1950-х годах стали применяться поршневые масляные амортизаторы телескопического типа, в основе работы которых лежал принцип жидкостного трения. Их устройство, позаимствованное из конструкции авиационных шасси, применяется в подвеске автомобилей и сегодня.

Видео:Работа Газомаслянного и газового амортизатора KYBСкачать

Функции амортизатора

Передние и задние амортизаторы являются демпфирующими элементами подвески автомобиля. Работая в паре с упругими элементами подвески (пружинами или торсионами), амортизаторы выполняют следующие основные функции:

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

Видео:Двухтрубные амортизаторы принцип работыСкачать

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.

Видео:ДВУХТРУБНЫЙ АМОРТИЗАТОР KYB В РАЗРЕЗЕСкачать

Принцип действия амортизатора

Масляные амортизаторы работают по принципу преобразования энергии жидкостного трения в тепловую. Перемещающийся шток с поршнем заставляет масло перетекать через небольшие клапаны, тем самым создавая сопротивление его движению. Максимальный ход штока с поршнем ограничивает отбойник амортизатора. Передние амортизаторы воспринимают достаточно большую нагрузку, поэтому их делают более усиленными по сравнению с задними.

Видео:Амортизаторы | Двухтрубные, однотрубные, комбинированные - амортизаторы | Устройство амортизаторовСкачать

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

• 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.

• 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

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.

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

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

Читайте также: Передние амортизаторы киа оптима 2013

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

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.

Видео:принцип работы двух трубные амортизаторовСкачать

Основные неисправности и срок службы амортизаторов

Наиболее частотная неисправность амортизатора – нарушение герметичности уплотнительного сальника штока. Это происходит в случае повреждения пыльника амортизатора, и, как следствие, попадания грязи на поверхность штока. Повреждение сальника штока ведет к утечке газа и амортизаторной жидкости, из-за чего сам амортизатор утрачивает свои демпфирующие свойства.

При нормальных условиях эксплуатации срок службы амортизаторов может составить 3-5 и более лет. Передние амортизаторы претерпевают большую нагрузку, тем не менее, на новом автомобиле их ресурс составляет примерно 100-125 тысяч километров пробега. Задние же амортизаторы обычно превосходят эти показатели.

Видео:Сравнение работы однотрубного (слева) и двухтрубного (справа) амортизаторовСкачать

Двухтрубный гидравлический амортизатор

Амортизатор – крайне важное устройство, которое гасит колебания, поглощает удары и столкновения деталей подвески и колес, а еще снижает вероятность раскачки всего автомобиля.

Телескопические амортизаторы функционируют в комплексе с упругими рессорами или пружинами, подушками, торсионами, и другими аналогичными приспособлениями.

Стабильная деятельность данных механизмов обеспечивает безопасный уровень координированности автомобиля.

Видео:Амортизатор: устройство и неисправности. Курсы ИЦ СМАРТ ecSmartСкачать

Однотрубные и двухтрубные типы амортизаторов

Однотрубный телескопический (иначе газонаполненный, газовый, или гидропневматичесикий) амортизатор способен создавать легкое сопротивление в процессе езды, вбирая в себя энергию при обратном ходе штока. Посредством такой работы он гарантирует более гладкое движение, но с увеличением скорости и ухудшением поверхности дороги механизмы не всегда успевают вернуться в исходное положение для очередного срабатывания. А уже в 30-е года ХХ века, когда появился двухтрубный вариант, постепенно стали вытесняться однотрубные устройства.

Двухтрубный амортизатор телескопический (еще называемый масляным или гидравлическим) отличается от однотрубного наличием 2-х труб: цилиндра и резервуара, которые разъединены клапаном сжатия. Цилиндр является рабочей трубой, а резервуар выполняет функцию компенсационной. В резервуар наполовину залита жидкость и в случае ее нагрева (а значит и преумножения ее объема), в свободную его область поступают все излишки масла, которые выдавливаются штоком в процессе сжатия. В свою очередь, функцию определения мощности сопротивления, возникающей в момент работы, выполняют клапан сжатия (донный клапан) и клапан отбоя, размещенный на поршне.

Двухтрубное устройство действует в 2-х направлениях, а именно, устраняет энергию во время перемещения штока в одну и другую стороны, передавая некую доли силы колебаний на весь автомобиль при езде.

По мнению некоторых автовладельцев, данный вариант устройства лучше, чем однотрубный, поскольку двухтрубный устроен так, чтобы достичь нужного взаимодействия среди плавности движения и стабильной координированности автомобиля. Масляные амортизаторы на спортивных или скоростных машинах настроены более жестче, а на комфортабельных – лучше и мягче (большая доля работы производится в момент движения штока в обратном направлении).

Читайте также: Как поменять втулки амортизатора ваз 2110

Рабочий ход (момент соприкосновения колеса с неровностью), как правило, действует с меньшей эффективностью, нежели отбой. Так, при сжатии пружины кузову передается наименьшая сила толчков от колес, а при растяжении как бы придерживает колесо от удара об основание углублений дороги.

Видео:Как устроены лучшие в мире амортизаторыСкачать

Так какой же вид конструкции амортизации лучше?

Недостатки двухтрубных амортизаторов относительно однотрубных.

Двухтрубные амортизаторы требуют как установки, так и перевозки, и даже хранения, строго под углом не менее 45˚ к вертикали, чтобы исключить попадание воздуха из свободной части резервуара в рабочую полость. В противном случае наличие воздуха в амортизаторной жидкости приведет к полной неисправности устройства. К однотрубным – это правило не применяется, так как «свободного» воздуха в них нет.

Интенсивная работа приводит к смешиванию масла с воздухом, присутствующим в амортизаторе, Вследствие чего происходит эффект кавитации, то есть вспенивания масла, что стремительно снижает эффективность работоспособности конструкции. Таким образом, активная работа в сочетании с очень плохой дорогой, ухудшает эксплуатационные качества двухтрубника, следовательно, управляемость транспортного средства: устойчивость на поворотах, торможение и т.п.

Так как двухтрубный амортизатор подразумевает использование 2-х полостей, амортизаторное масло быстро нагревается, а охлаждение его требует большего времени, чем в однотрубных. Перегретая жидкость теряет необходимую вязкость, из-за чего усиливается процесс образования пены. А значит, эффект смягчения столкновений и колебаний становится менее ощутим.

Большая вероятность перегрева жидкости и пенообразования влечет за собой перебои демпфирования (устранения ударов), что подталкивает водителя продолжить движение с меньшей скоростью и предельно осторожно. Иначе некоторые детали быстро придут в негодность и потребуют ремонта, а лучше полноценной замены.

Видео:Чем Отличаются Амортизаторы Масляные и Газомасляные.Скачать

Преимущества

Две полости, из которых сделаны двухтрубные амортизаторы, а еще клапан отбоя на поршне и клапан сжатия исключают наличие газа под высоким давлением. Отсюда следует, что посредством низкого давления газа колебания становятся более мягкими. Стало быть, плавность движения смягчается, и делает комфортные ощущения, во время езды, лучше.

Даже при большем количестве составляющих устройство деталей, гидравлические масляные двухтрубники по цене доступнее однотрубников. Поскольку изготовлены детали из менее дорогих материалов и просты в производстве.

Видео:Регулировка двухтрубного амортизатора KONI (со снятием с автомобиля)Скачать

Заключение

Если представить, что в автомобиле нет амортизаторов, то будет не трудно догадаться, что контакт с поверхностью дороги был бы нарушен из-за регулярных ударов, колеса машины скакали бы на малейшей кочке или ямке и на самой минимальной скорости.

Отсутствие этого механизма делает езду на машине мучительной из-за непрекращающейся раскачки автомобиля.

Поэтому качество, тип, функционирование конструкций амортизации и их выбор – весьма острый вопрос в плане безопасности автомобиля и того, кто в нем находится.

Видео:Какие амортизаторы лучше и надежнее - газовые, масляные или газомаслянные. Просто о сложномСкачать

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.

Читайте также: Не разжимается задний амортизатор

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.

Рисунок 3 — Уплотнение, применяемое фирмой «Боге» для двухтрубных амортизаторов крупносерийного производства. Готовый амортизатор закрывается путем закатки резервуара 4 по кромке U направляющей 5 штока

Видео:Как работает Однотрубный "газовый" амортизаторСкачать

Компенсация изменения объема

Это явление получило название «утренней болезни». Необходимо конструктивно обеспечить, чтобы жидкость, заполняющая доверху рабочую полость, на стоящем автомобиле не могла стечь обратно в компенсационную полость, а также чтобы жидкость заполняла объем, освобождающийся при ее сжатии.

Фирма «Boge» решает эту проблему за счет кольца 3 уголкового сечения, которое показано на рисунке 3, и нескольких, отформованных по наружной поверхности направляющей штока канала E и G, расположенных под прямым углом друг к другу. Кольцо 3 образует резервуар R₂, из которого осуществляется подпитка через оба указанных канала при охлаждении. Другое преимущество этого решения состоит в том, что воздух, попавший в рабочую полость при неправильном хранении или проверке от руки (при горизонтальном положении амортизатора), можно удалить оттуда. Каналы E и G служат в таких случаях для выпуска воздуха: за счет ходов подвески воздушная подушка быстро удаляется. Кроме того, уголковое кольцо предотвращает прямое соударение со стенкой резервуара 4 струй, «выстреливающих» из канала Е при движении поршня вверх, что привело бы к вспениванию жидкости.

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.

Видео:прокачка газомасляного двухтрубного амортизатора YITСкачать

Усиленная конструкция для грузовых автомобилей

Рисунок 4 — Амортизатор для грузового автомобиля Т36-D2V + hA фирмы «Fichtel & Sachs» с двойным фитоновым уплотнением (D2V), гидравлическим буфером отбоя (hA) и резьбовой крышкой (T)

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.

Рисунок 5 — Самоподжимной комплект уплотнений, выдерживающий высокие температуры, устанавливаемый фирмой «Fichtel & Sachs» в амортизаторы для грузовых автомобилей, с диаметром поршня 30—70 мм и диаметром штока 15—25 мм; пружина 3 в зависимости от размера выполняется цилиндрической или конической. Здесь показан еще одни вариант закрывания амортизатора — сваркой

Кроме того, имеется грязесъемный элемент 1, который (как и остальные элементы уплотнения) изготовлен из фитона и предотвращает проникновение пыли, песка и влаги.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  💥 Видео

  Технологии KWСкачать

  

  Амортизаторы двухтрубныеСкачать

  

  Амортизатор. Устройство, отличие, назначение, газовые, масляные.Скачать

  

  Прокачка и проверка двухтрубных амортизаторовСкачать

  

  Всё о подвеске TOUGH DOG #2: Амортизаторы, в чём их различие и какой выбрать под вашу задачуСкачать

  

  Обучение, как установить инструмент и заправить амортизаторСкачать