Устройство гидравлического амортизатора автомобиля

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

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:Как работают амортизаторыСкачать

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:Амортизатор: устройство и неисправности. Курсы ИЦ СМАРТ ecSmartСкачать

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:Работа Газомаслянного и газового амортизатора KYBСкачать

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

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.

Читайте также: Амортизатор для дверцы шкафа кухни

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.

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.

Читайте также: Задние амортизаторы пассат б5 универсал какие лучше

Видео:Всё про стойки! Часть 1Скачать

Гидравлические амортизаторы

Амортизатор — это устройство предназначенное для гашения и поглощения поперечных колебаний рамы или кузова, возникающих в результате деформации рессор и пружин при движении автомобиля, путем превращения механической энергии движения в тепловую. В связи с повышенными требованиями к плавности хода амортизаторы стали одним из основных элементов подвески современных автомобилей.

На автомобилях и автобусах наиболее широко применяют гидравли­ческие амортизаторы, в которых используют сопротивление (внутреннее трение) сравнительно вязкой жидкости, проходящей через калиброванные отверстия малых диаметров и ограниченные сечения в клапанах. Полный цикл колебаний рамы кузова) относительно моста и колес включает в себя два периода:

• ход сжатия рессоры (пружины), когда под­рессоренная часть (рама с платформой сближается с неподрессоренной частью (мостами и колесами)
• ход отдачи рессоры (пружины), когда под­рессоренная часть удаляется от не­подрессоренной

Видео:Принцип работы и устройство амортизатора автомобиля, как это работает!!!Скачать

2 группы амортизаторов

• амортизаторы двустороннего действия
• амортизаторы одностороннего действия (гасят колебания только при ходе отдачи рессоры)

Амортизаторы двустороннего действия способствуют более плавной работе подвески, поэтому они почти полностью вытеснили амортизаторы одностороннего действия.

Схематично устройство гидравлического амортизатора двухстороннего действия показано на рисунок. Амортизатор состоит из уравновешивающего резервуара С, рабочего цилиндра 2, штока 6 с поршнем 1 и клапанов перепускного IΙ, отдачи I, впускного IΙI, сжатия IV. В верхней части шток поршня перемещается в направляющей втулке 8 которая служит вместе с уплотнением 5 для предохранения штока амортизатора от возникающих изгибающих моментов и поперечных сил.

Рис. Схема гидравлического амортизатора двухстороннего действия:
1 – поршень; 2 – рабочий цилиндр; 3 – корпус; 4 – корпус клапанов; 5 – уплотнение; 6 – шток; 7 – защитный кожух; 8 – направляющая втулка; 9 – разгрузочное отверстие; А – рабочая полость; С – уравновешивающий резервуар; I – клапан отдачи; IΙ – перепускной клапан; IΙI – впускной клапан; IV – клапан сжатия

В рабочем цилиндре 2 вместе со штоком 6 перемещается поршень 1, в котором имеются сквозные отверстия, равномерно расположенные в два ряда по окружностям различных диаметров. Отверстия, находящиеся на большой окружности, закрыты сверху перепускным клапаном I, к которому прижимается пружинная шайба. Отверстия на меньшей окружности перекрыва­ются снизу дроссельным диском клапана отдачи IΙ .

В нижней части рабочего цилиндра расположен корпус, в котором установлены впускной клапан IΙ I и клапан сжатия IV, прижимаемый пружиной. Эти клапаны закрывают отверстия, расположенные в корпусе.

Между цилиндром 2 и кожухом 7 находится уравновешивающий резервуар С, заполненный маслом примерно на половину объема. Оставшийся незаполненным объем уравновешивающегося резервуара служит для заполнения маслом при изменении его температуры, которая может колебаться от -20° до +200°С. Уровень жидкости в уравновешивающем резервуаре рассчитан таким образом, чтобы воздух не попадал в рабочую полость амортизатора через клапан сжатия при снижении уровня в наклонном положении амортизатора (до 45°).

К штоку и резервуару приварены проушины. Нижней про­ушиной амортизатор крепится к балке или к нижним рычагам переднего моста при независимой подвеске, а верхней – к кронштейну рамы или основания кузова. От повреждений и попадания грязи шток защищен ко­жухом 7.

Читайте также: Ремонт амортизаторов в вао

Во время хода сжатия (пружины) рессоры (наезд колеса на выпуклость) поршень амортизатора движется вниз, перепускной клапан I Ι открывается и жидкость перетекает через отверстия поршня в рабочую полость А. Под давлением жидкости клапан сжатия I V преодолевает усилие пру­жины и открывается, при этом жидкость в объеме, равном вводимой части штока, вытесняется из рабочего цилиндра в уравновешивающий резервуар С. Усилие пружины клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора, в результате чего частота колебаний подвески и под­рессоренных масс автомобиля уменьшается. При перемещениях штока жидкость, частично просачиваясь через зазор между направляющей втулкой и штоком, через разгрузочное отверстие 9 поступает в полость уравновешивающего резервуара, разгружая тем самым сальники от действия рабочего давления жидкости.

Во время хода отдачи (попадание колеса во впадину) поршень движется вверх, вытесняя жидкость из верхней рабочей полости А в нижнюю. Перепускной клапан IΙ, расположен­ный со стороны надпоршневого пространства, закрывается, и жидкость через отверстия поршня поступает к клапану I отдачи и открывает его. При этом жидкость в объеме, равном выводимой части штока, поступает из уравновешивающего резервуара в рабочий цилиндр через отверстия, предварительно преодолев сопротивление впускного клапана IΙI.

Жесткость дисков клапана отдачи I и усилие его пружины создают необходимое сопротивление амортизатора которое пропорционально квадрату скорости перетекания жидкости.

При движении автомобиля необходимо, чтобы амортизатор гасил в основном свободные колебания подвески при ходе отдачи (распрям­ления рессоры или пружины) и не увеличивал их жесткость при сжатии. Поэтому сопротивление хода сжатия составляет 25…30 % сопротивления хода отдачи.

Недостатком двухстороннего амортизатора является наличие уравновешивающего резервуара, который охватывает рабочий цилиндр и усложняет охлаждение его. Между тем, гашение колебаний сводится к тому, что их механическую энергию амортизатор преобразует в тепловую энергию, что в свою очередь приводит к повышению температуры масла, а значит и снижению его вязкости. Вследствие этого снижаются усилия сжатия и отбоя.

Усилие отбоя в одних случаях оборачивает­ся раскачиванием автомобиля как целого (на плавных, волнообразных неровностях дороги), в других – возникновением сильных вертикальных колебаний подвески с «отскакиванием» колес от покрытия. И тогда устойчивость, управляемость, тормозные свойства автомобиля на неровной дороге становятся неудовлетво­рительными.

К тому же в амортизаторах этого типа даже специально подобранное маловспени­вающееся масло при больших скоростях колебаний (пропорциональных произведению хода на частоту колебаний) порой вспенивается. Причина в том, что масло проходит через узкие проходы (зазоры в клапанах, каналы, сверления) с очень большими скоростями и при пониженных давлениях, в результате чего возникает кавитация (образование пузырьков разрежения). Этому способствует и повышение температуры амортизатора при интенсивной работе. Все это препятствует нормальной работе амортизатора, так как сопротивление вспененного масла во много раз меньше сопротивления нераз­рывного объема масла. Амортизатор перестает гасить колебания. Это одна из причин того, что некоторые амортизаторы, вполне приемлемые для езды с комфортом по обычным дорогам, непригодны для спортивного типа езды.

• 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

  ЧТО ТАКОЕ ПНЕВМОПОДВЕСКА В АВТОМОБИЛЕ И КАК ОНА УСТРОЕНАСкачать

  

  НОВАЯ ПОДВЕСКА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ | Даже мягче Крузака!Скачать

  

  Чем Отличаются Амортизаторы Масляные и Газомасляные.Скачать

  

  Гидроцилиндр - устройство и принцип работыСкачать

  

  В чем смысл пневматической подвески на автомобилях? | Плюсы и минусы пневмыСкачать

  

  Шикарное применение старых амортизаторов! Hydraulic press from old car shock absorbers!Скачать

  

  Устройство двухтрубного амортизатораСкачать

  

  Объяснение технологии двухтрубных амортизаторовСкачать

  

  ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ подвеска, в ЧЁМ ёё крутость и чем она УНИКАЛЬНАСкачать

  

  Влияние состояния амортизаторов на динамику автомобиляСкачать

  

  Общее устройство подвески автомобиля. 3D анимация.Скачать

  

  Отличие амортизаторов и пружин ВАЗ 1117 1118 1119 (Калина)Скачать