Как устроен амортизатор автомобиля

Автомобильный амортизатор или так называем «аморт» – специальное устройство в подвеске авто, предназначение которого является, уменьшение механических колебаний (демпфирование) при движении или полное их поглощение.

Роль и предназначение амортизаторов в подвеске автомобиля

Амортизаторы придают мягкий и плавный ход автомобиля, также защищают элементы ходовой машины от нагрузок, возникающие в результате движения по неровной поверхности дорожного полотна. Автомобильные амортизаторы применяются в качестве части элементов упругости в подвеске автомобиля совместно с пружинами, торсионами и рессорами.

Устройство амортизатора

Амортизатор автомобиля состоит из: узла уплотнения, чашки пружины подвески автомобиля, штока с износостойким покрытием и высокой чистотой поверхности, клапана сжатия, уплотнительного кольца из высококачественной резины, разделительного поршня, резинового-металлического цельно вулканизированного шарнира, герметически сваренного дна, амортизирующих жидкости и газа, колбы и поршня.

Разновидности амортизаторов

Типы амортизаторов: A. – однотрубный газовый, B. – двухтрубный масляный, C. – двухтрубный газовый, D, — газовый с выносной камерой

Типы и устройство амортизаторов

По конструктивному решению различают амортизаторы:

• С двухтрубной рабочей камерой. Принцип работы такого типа амортизатора сводится в том, что поршень находящийся в нутрии колбы при колебании перемещается пропуская амортизирующую жидкость сквозь спец каналы и выдавливает некоторую часть жидкости (масла) через клапан сжатия;
• Амортизаторы однотрубного типа. Конструкция такого типа состоит из рабочего цилиндра и корпуса одновременно. В таком амортизаторе жидкость и газ находятся в одном цилиндре с поршнем. В данном типе нет клапана сжатия, как в двухтрубном, по этому всю роботу по управлению сопротивлением при сжатии выполняет поршень. Однотрубные амортизаторы более точно держат авто на дорожном покрытии. Амортизаторы с отдельно вынесенной газовой камерой компенсации за пределы амортизатора в отдельный резервуар тоже является под видом однотрубного.

Проблемы с амортизаторами

Стойки амортизаторов автомобиля имеют несколько основных причин по которых выходят из строя — это неправильная установка и нарушение правил эксплуатации. В основном неопытные автовладельцы могут забыть затянуть гайку, поставить съемные чашки вверх ногами, забывают устанавливать пыльники, повреждают шток амортизатора пассатижами и т.п.

Проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться:

1. Разрыв штока амортизатора;
2. Разрушается клапан или поршень в результате эксплуатационного износа. Такую поломку трудно выявить, поскольку амортизатор не течет и есть сопротивление на руках, а машину качает;

Если появились потеки на амортизаторе, то стоит как можно быстрее его заменить (лучше оба на одной оси).

Способы определения проблем с амортизаторами и их решение

Разнообразие причин, по которым повреждается амортизатор достаточно много. Так, к примеру, разрыв сальника может быть вызван повреждением хромового покрытия штока или его коррозией. В практике ремонта автомобиля существует несколько способов как происходит диагностика амортизаторов:

1. Общая оценка характеристик подвески в процессе эксплуатации автомобиля;
2. Диагностика амортизаторов при помощи раскачивания стоящего на месте автомобиля. Заключается в том, что состояние амортизаторов оценивается по количеству повторов колебательных движений кузова до момента полного спокойствия;

Наиболее точно определить неисправность можно лишь на спец. стенде.

Вышедшие из строя амортизаторы могут послужить причиной для быстрого износа механических узлов автомобиля: пружины подвески, рулевого механизма, кардана, дифференциала, быстрый износ шин, скорый выход из строя резиновых втулок подвески, ступичных подшипников, подвески и ШРУСов.

Узлы на которые пагубно влияют неисправные амортизаторы

Важность амортизатора в подвеске автомобиля

В основном водители мало уделяют внимания амортизаторам и считают их работоспособными до тех пор, пока преодолевая неровности, не слышится металлический удара, а колебания автомобиля быстро успокаиваются. Проверка состояния в основном, проводится лишь грубым методом раскачивая машины руками. Точно же определить характеристики амортизатора авто можно лишь на специальных стендах, в СТО.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Для быстрого гашения колебаний кузова, возникающих в результате деформации рессор или пружин подвески, применяются амортизаторы. Кроме того, амортизатор снижает скорость вертикального перемещения колеса относительно кузова.

Конструкция телескопического однотрубного амортизатора (а):
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; и телескопического двухтрубного амортизатора (б):
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

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.
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.

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

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 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.
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, 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.).
Совершенно другой принцип был предложен поставщиком автомобильных систем Delphi в его конструкции Magner />

В автомобильные подвески сегодня наиболее часто устанавливаются классические масляные амортизаторы — они просты, надежны, эффективны и недороги. Все о масляных амортизаторах, их конструкции и принципах работы, преимуществах и недостатках, а также об их обслуживании и ремонте читайте в данной статье.

Что такое масляный амортизатор

В подвеске любого современного автомобиля можно найти амортизатор — это демпфирующий элемент, который поглощает удары и толчки, а также предотвращает раскачивание автомобиля при преодолении неровностей. Без амортизаторов одни упругие элементы (рессоры и пружины) не могли бы обеспечивать необходимую плавность хода, при этом автомобиль раскачивался бы при наезде на препятствия (так как колебания рессор или пружин не гасились бы), что могло приводить даже к опрокидыванию.

В настоящее время наибольшее распространение имеют классические телескопические амортизаторы, которые принято называть масляными. В действительности все используемые в автотранспорте амортизаторы так или иначе являются масляными (а если точнее — гидравлическими), так как в качестве рабочего тела в них используется масло. Однако исторически так сложилось, что однотрубные газонаполненные амортизаторы (с компенсационной камерой, в которой находится газ под высоким давлением до 25 атмосфер) называются просто газовыми. А масляными (или газо-масляными) называются двухтрубные амортизаторы, в которых также присутствует компенсационная камера, однако она заполнена воздухом или азотом под низким давлением (не более 5 атмосфер).

В дальнейшем мы будем говорить именно о двухтрубных газо-масляных амортизаторах, не вдаваясь в подробности об их многочисленных модификациях.

Конструкция и принцип работы масляных амортизаторов

В общем случае двухтрубный масляный амортизатор имеет не слишком сложное устройство. Его основу составляет корпус, изготовленный из двух соосных труб, установленных одна в другой. Со стороны выхода штока трубы закрыты сальниковым узлом, который обеспечивает герметизацию и одновременно выступает в качестве направляющей для штока. С противоположной стороны внутренняя труба несколько короче, она закрыта донным клапаном. Внешняя труба при этом закрыта просто герметичным днищем. Таким образом, образуется полость, разделенная на две сообщающиеся части донным клапаном: одна часть — это внутренний цилиндр (труба), вторая часть — это полость между внешними стенками внутренней и наружной трубами, она часто называется компенсационной камерой.

Во внутренней трубе находится поршень, соединенный со штоком. В поршне расположен поршневой клапан, который обеспечивает перетекание масла из надпоршневого пространства в подпоршневое пространство во время работы амортизатора. Вся внутренняя труба заполнена маслом, также частично масло занимает и межтрубное пространство. В верхней части компенсационной камеры (со стороны выхода штока) находится воздух или азот под невысоким давлением (обычно от 2,5 до 5 атмосфер).

В донной части амортизатора и на конце штока расположены крепежные элементы — проушины или штоки, которые дополнительно комплектуются резиновыми втулками, шайбами или сайлентблоками. На штоке также обычно устанавливается кожух (или пыльник), обеспечивающий защиту сальникового узла от попадания пыли и воды. Кожух может быть металлическим или пластиковым.

Работает двухтрубный масляный амортизатор следующим образом. При наезде на неровность дороги колесо поднимается или опускается, вследствие чего поршень амортизатора движется вверх или вниз. При этом часть масла перетекает через поршневой клапан, а часть масла поступает из основной камеры в компенсационную камеру (или наоборот) через донный клапан. Так как масло имеет высокую вязкость, то энергия движения поршня переходит в тепловую энергию (в нагрев масла), и поршень затормаживается — происходит демпфирование, колебания, толчки или удары гасятся (их амплитуда и сила снижается).

Так как масло, как и любая другая жидкость, плохо сжимается, во время работы амортизатора необходимо предусмотреть возможность удаления его избытков из основной камеры и быстрого возврата назад. Эту задачу решает компенсационная камера, частично заполненная воздухом. Газы, в отличие от жидкостей, сжимаются легко, поэтому масло без труда вытесняется в компенсационную камеру. При сжатии воздуха его давление возрастает, и в дальнейшем, при падении давления масла в основной камере, этот воздух выдавливает излишки масла из компенсационной камеры.

Во время работы амортизатора масло нагревается, тепло от него частично отводится через контактирующую с окружающим воздухом компенсационную камеру. Также компенсационная камера решает и проблему расширения масла при нагреве.

Таким образом, двухтрубная конструкция с компенсационной камерой обеспечивает нормальную работу амортизатора в любых условиях, компенсирует изменение характеристик масла при нагреве, а также позволяет добиться большого хода поршня. Однако масляные амортизаторы имеют не только преимущества, но и ряд недостатков, о которых нужно сказать особо.

Особенности, преимущества и недостатки масляных амортизаторов

Ключевое преимущество масляных амортизаторов заключается в их простой и надежной конструкции. Амортизаторы данного типа могут исправно работать несколько лет, обеспечивая нормальные ходовые характеристики автомобиля, а при необходимости могут быть без особо труда отремонтированы или просто заменены в сборе.

Однако у двухтрубных амортизаторов есть и существенные недостатки. Главный из них — ухудшение характеристик при высоких нагрузках вплоть до полной потери работоспособности. При слишком активном движении поршня в масле образуются пузырьки воздуха, также масло смешивается с воздухом в компенсационной камере — в результате образуется суспензия, которая имеет значительно меньшую плотность и вязкость, чем у исходного масла. Конечно, в суспензию переходит не весь объем масла, но даже заполнение ею компенсационной камеры и частично основной камеры может привести к потере амортизатором демпфирующих качеств со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.

С другой стороны, износ масляных амортизаторов происходит медленно и их характеристики ухудшаются плавно — водитель этого даже и не замечает. Поэтому в какой-то момент автомобиль может просто потерять управляемость из-за того, что амортизатор «неожиданно» перестал нормально выполнять свои функции.

Масляные амортизаторы чувствительны к ориентации в пространстве (а точнее — к направлению вектора силы тяжести). Транспортировать и хранить их следует только в вертикальном положении, а при эксплуатации наклон амортизатора не должен превышать 45°. А кроме того, перед установкой на автомобиль они нуждаются в специальной подготовке — прокачке.

Наконец, масляные двухтрубные амортизаторы лучше всего подходят для эксплуатации по ровным дорогам на умеренных скоростных режимах. На бездорожье они быстро выходят из строя, а на скоростных трассах не могут обеспечить необходимые ходовые характеристики и управляемость автомобиля. Однако большинство автомобиле на нашей планете эксплуатируются по более или менее хорошим дорогам на невысоких скоростях, поэтому масляные амортизаторы остаются вне конкуренции и, наверняка, еще многие десятилетия будут занимать наибольшую долю рынка.

Подготовка к эксплуатации, эксплуатация обслуживание и ремонт масляных амортизаторов

Современные масляные амортизаторы далеко ушли от своих предшественников — они более надежны и долговечны, и практически не требуют какого-либо специального технического обслуживания. Достаточно лишь периодически осматривать амортизаторы на предмет их деформаций, поломок, подтеков масла и т.д. При обнаружении неисправностей, либо при появлении признаков поломок («пробои» ходовой при наезде на неровности, чрезмерное раскачивание авто на неровностях и т.д.) амортизатор подлежит замене, при этом рекомендуется заменять амортизаторы в паре (то есть, ставить оба передних или оба задних амортизатора).

Перед установкой новый амортизатор обязательно следует прокачать. Это необходимо для устранения тех негативных явлений, которые могли возникнуть при долгой транспортировке и хранении амортизаторов в горизонтальном положении. Если амортизатор долго лежит и при этом подвергается колебаниям и вибрациям, в нем происходит перемешивание масла и воздуха, а после установки в компенсационной камере может вовсе не оказаться воздуха — это приведет к ухудшению работы амортизатора, и не факт, что со временем все придет в норму.

В общем случае прокачка проводится следующим образом:

1. Поставить амортизатор штоком вниз, сжать его плавно и без рывков;
2. Удерживать амортизатор в сжатом положении несколько секунд;
3. Перевернуть сжатый амортизатор штоком вверх, удерживать в таком положении 3-6 секунд;
4. Медленно и без рывков вытянуть шток вверх до упора;
5. Перевернуть амортизатор штоком вниз, подождать 2-3 секунды;
6. Повторить пункты 1-5 не менее 5 раз (лучше 6 или даже 8);
7. Последний цикл прокачки завершить на пункте 4.

После прокачки следует сделать несколько резких движений штоком, и если движения штока плавные, ровные, без провалов на всем участке, то амортизатор можно ставить в подвеску. Прокачанный амортизатор нельзя наклонять и класть, он должен находиться в вертикальном положении вплоть до монтажа на машину. А монтаж выполняется только в положении «штоком вверх».

При правильной прокачке и установке амортизатор будет служить долго и надежно, обеспечивая необходимые ходовые характеристики и безопасность автомобиля в течение всего своего срока службы.