Амортизатори – процес правильного підбору

Чим спортивніша підвіска встановлена на вашому автомобілі, тим краще він тримається дороги, тим менший “крін” автомобіля та краща його управляємість. Тому може скластись враження, що чим спортивніші характеристики мають елементи підвіски – амортизатори, то краще. Але… не все так просто.

Правильний процес підбору амортизаторів саме для вашого автомобіля є складним та компромісним. Для того щоб правильно визначитись із амортизаторами, які найкраще підійдуть для Вас та Вашого автомобіля, потрібно трохи забути про рекламу, торгові марки та інші маркетингові нюанси сьогодення. Основний критерій підбору автомобільних амортизаторів повинен бути Ваш особистий концепт чи стиль маневрування, керування автом, особистий стиль драйву. Згідно з академічним визначенням властивостей та характеристик амортизаторів, основною є – погашення вертикальних коливаль автомобіля. Проте процес керуванням автомобіля відбувається далеко не в ідеальному середовищі: при поганих дорогах, різноманітній погоді, та не по прямій лінії. При розгоні, автомобіля чи гальмуванні, навантаження здійснюється на задню та передню осі відповідно, і амортизатори відповідають за нормальний контакт коліс автомобіля ненавантажених осей, та рівне горизонтальне положення автомобіля. А при здійснення маневру головна задача амортизаторів мягко оминути перешкоду, та швидко забезпечити надійний контакт із дорожним покриттям, для збереження керованості автомобілем. При цьому навантеження ідуть на по осях автомобіля а з його сторін. Тому можна сказати що основна задача амортизаторів є впевнений контакт з проїзджою частиною, для забезпечення надійного управління автомобіля під час експлуатації. Новітні тенденції диктують умови за якими пружини та ресори автомобіля здійснюють його підтримку, а все навантаження припадає на амортизатори.

Нюанси.

Нюансів при експлуатації амортизаторів безліч. Наприклад декілька підряд горбків, розміщених на дорозі, змушують стискуватись амортизатор, підряд декілька раз, коли він не встиг толком розтиснутись. Робота амортизатора в даному випадку повинна забезпечити комфортне сприйняття невеликих перешкод, і він не повинен зжатись до крайньої межі, оскільки, це загрожує його пробиттям, поломкою. Саме в такі чи похожі ситуації і змушують нас шукати компроміс між спротивними якостями підвіски та забезпечення комфорту амортизаторами. Інший нюанс – температура робочої ріжини. Чим більшу вязкість має рідина у амортизаторі, чи навпаки чим менші отвори у пропускних отворах, тим жорсткіші будуть амортизатори і тим більше вони будуть нагріватись. Тепловідвідність – є актуальної проблемою, яка потребує сучасного методу вирішення, але в той же час при низьких температурах масло, що у амортизаторі, збільшує свою вязкість, що впливає на жорсткість та керованість роботи амортизатора. Характеристики роботи можуть коливатись у межех декількох десятків відсотків. В даному випадку велику роль грає підбір масла. Наступне питання – аерація. Оскільки в багатьох сучасних моделях амортизаторів разом із маслом використовуються і газові речовини, то виникає проблема, що при суміші іх може утворюватись піна, яка на відміну від масла має властивість стиснення, що впливає на роботу амортизатора та керованість автомобілем. Ще один важливий нюанс – розміщення амортизатора. Оптимальний варіант, коли його кріплення знаходиться якнайблище до колеса та пенпердикулярно до повехні підвіски. Розміщення стійки амортизатора під кутом до підвіски знижує її демпферну ефективності роботи. Зниження ефективності може досягити і до 68%.

Все вище написане та інші моменти показують нам конструкцію амортизаторів не як простого вузла автомобіля, як думають більшість автолюбителів, а як складну та багатогранну науку, яка має свої концептуальні конструкторські та концептуальні рішення поставлених цілей. Загалом амортизатори різняться за будовою: на одно трубні амортизатори та двотрубні амортизатори; за наповненням на: гідравлічні(масляні) амортизатори та газові(із гідравлічним газовим підпором). Існують і чисто газові амортизатори, де тиск стисненого газу може досягати до 60 Атм., проте вони поширені досить небагато.

Гідравлічні амортизатори…

Гідравлічні двохтрубні амортизатори є самим моширеним видом амортизаторів на ринку. Вони складаються із двох трубок, по внітрішній – робочій колбі рухається поршень, а в зовнішій зберігається залишок масла. Поршень при русі пропускає масло через власні канали, та видавлює його частину через клапан, що знаходиться внизу колби. І ноді цей клапан називають клапаном зжаття, оскільки він відповідає за масло в даному окремому такті. Отже ця частина рідини переходить у камеру між робочою колбою та зовнішньою стійнкою амортизатора. Там вона стискує повітря, що знаходиться у верхній частині камери. При русі назад використовуються клапани самого поршня, регулюючи роботу на відбій. Довший час саме така конструкція переважала на ринку амортизаторів. Проте час показав ряд її недоліків. В першу чергу слід згадати вищеописану аерацію. Заміна повітря на інертний газ азот дещо згладила проблему, проте не вирішила її. Також двохтрубчаста будова знижує характеристики охолодження таких амортизаторів. З іншої сторони збільшення діаметру амортизатора покращує демпферні характеристики а також процес їх охолодження.

Плюс газ…

Такі гідропневматичні амризатори мають схожу конструкцію та схожий принцим роботи, що і в масляних стійках. Основна відмінність полягає в тому, що повітря замінюється інертним газом (найчастіше азот) під деяким тиском (від 4 до 20 Атм.) в залежності від необхідності. Це утворює так званий газовий підпір. Тиск газу може відрізнятись в залежності від умов експлуатації, також різниться, зазвичай, у передніх і задніх стійок. До речі чим більший діаметр патрона, тим менший тиск необхідний. Для чого ж потрібний газовий підпір? В першу чергу – аерація. Газ, будучи під тиском, змішується із маслом не так сильно як звичайне повітря. Окрім того зтиснутий газ має додаткові демпферні властивості – навіть коли пружина б повністю стиснулась, газ допомагає амртизатору щільніше триматись дороги.Це покращує властивості контрою за автомобілем. Проте і через покращення характеристик аморизаторів, усі проблеми таким чином не вирішились. Одна загальна проблема для усі двотрубних амортизаторів – неможливість їх установки “догори ногами”. Цьому заважає розміщення газу у стійці.

Однотрубний амортизатор.

Такі амортизатори, як бачимо із назви мають лише одну трубу, яка водночас є корпусом та робочим циліндром. Принцип роботи тут подібний до двохтрубного, проте тут відсутній клапан стиснення. Також тут газ знаходиться в дній камері із маслом і відділений від нього особливим плаваючим поршнем (так звана технологія De Carbon ). Газ знаходиться під тиском 20-30 Атм. Оскільки у однотрубному амортизаторі відсутній клапан стиснення то всі його функції взяв на себе робочий клапан. В звязку з цим правильний підбір величини, форми, розміру конструкції, кількості отоврів є важливим та складним процесом. В цілому такі амортизатори мають більш високі робочі характеристики, краще працюють під час їзди з погляду керованості. Окрім того за рахунок будови вони мають властивість швидше охолоджуватись. Також за рахунок будови є можливість збільшити діаметр робочого циліндра, а це впливає на покращення характеристик. Проте є в однотрубних амортизаторах і “мінуси”. Зокрема, якщо буде пошкоджена зовнішня стінка, то амортизатор підлягає заміні. В двохтрубних зовнішня камера, як би страхує від механічних пошкоджень і вони і далі працюють нормально.

До негативних характеристик також можна віднести високу чуткість амортизаторів до зміни температури. Чим вища температура, тим жосткіші стають амортизатори. З іншої сторони, те що газ і масло розділені за допомогою спеціального клапана, дає можливість перевернути амортизатор штоком вниз. Це дає можливість автовиробникам зменшити “непідресорену” масу автомобіля. Також можна побачити аморизатор, який знаходиться в середині пружини. Таким чином добавляється додатковий пружинний елемент. Такі амортизатори мають можливість регулювання кліренса автомобіля.

Свого роду революцією, можна назвати амортизатори із виносною компенсанційною камерою. Це дало можливість не збільшуючи розміри амортизатора, збільшити об’єм рідини, що вплинуло на збільшення робочого ходу амортизатора, покращення робочих характеристик, покращення термодинамічних характеристик. Однак основний момент в тому, що винесення масла та газу в окрему камеру дає можливість поставити систему поршнів, які будуть працювати по схемі клапану стиснення, як у двохтрубному амортизаторі. Це позволяє відокремити клапани які працюють на стиснення та відбій, що дає можливість задавати різні діапазони регулювання. Можна наприклад міняти жосрсткість роботи в залежності від швидкості руху поршня. Таких варіантів регулювання є більше 10.

Hi-Tech

Крім випадків вирішення проблем із явищем аерації, снують й інші схеми вдосконалення конструкції амортизаторів. Так, наприклад, компанія Monroe, використовуючи особливі загострені борозни на стінах робочої колби, змогла точного налаштувати характеристики амортизатора як для спокійної, так і для активної їзди. Потрібно згадати регульовані амортизатори, побудовані за двотрубною газонаповненою схемою. Стандартні амортизатори також володіють можливістю регулювання, але для цього їх необхідно розбирати. А є варіанти конструкцій, що пропонують зовнішню можлиівсть регулювання жорсткості. Так, фірма Koni застосовує особливий регулювальний штир, що проходить через шток. Загнутий кінець цього штиря, повертаючи шайбу, яка має ексцентрикову особливість, створює додаткове навантаження на нижні пластини, дозволяючи налаштувати зусилля ходу відбою. Деякі виробники здійснюють регулювання жорсткості роботи амортизатора схожим чином, але з використанням системи перепускних каналів в штоку, що відповідають за протікання масла, минаючи дросель. Цікавий варіант регулювання жорсткості пропонує фірма Kayaba. На її амортизаторах серії AGX використовується клапан, розташований збоку амортизатора в нижній частині стойки, який регулює пропуск масла в обхід поршня. У конструкціях з виносними резервуарами можливостей налаштування, як було сказано вище, куди більше, але все це механічні системи, що вимагають зупинки і ручного коректування. Такий варіант не дуже підходить сучасним серійним автомобілям, виробники яких прагнуть створити водієві та пасажирам максимальний комфорт і зручності. Для цих цілей розробляються нові варіанти амортизаторів, що мають можлиість автоматичного регулювання жорсткості. Перші такі амортизатори являли собою складні гідравлічні системи, що працюють під високим тиском і регулювання характеристик роботи амортизаторів яких здійснюється за допомогою зміни тиску масла в робочому циліндрі. В даний час їм на зміну прийшли інші пристрої, що дозволяють змінювати характеристики роботи амортизаторів за допомогою електричних клапанів, причому як в ручному, так і в автоматичному режимі. Як приклад можна навести систему CDC (Continuous Damping Control – безперервний контроль демпфування) фірми ZF, використану на автомобілі Opel Astra. Тут застосована схема звичайного двотрубного амортизатора з газовим підпором. Регулювання зусилля на стиснення і відбій здійснюється за допомогою двох електромагнітних клапанів, встановлених збоку в нижній частині амортизатора і всередині самого поршня. Процесорне управління відстежує безліч параметрів (швидкість, вертикальне прискорення кожного колеса, кут повороту керма і т. д.) і регулює жорсткість по кожному з амортизаторів окремо. У недавньому минулому компанія General Motors представила магнітні амортизатори на моделях Cadillac Seville і Chevrolet Corvette. Спільно з корпорацією Delphi була розроблена система MRC (Magnetic Ride Control – магнітний контроль переміщення). У даній системі відсутні звичні способи регулювання зусилля. Всю роботу бере на себе магніто-реологічна рідина. Ця рідина працює як і в звичайних амортизаторах, але при цьому під впливом електромагнітного поля, що генерується спеціальними електромагнітними котушками, вона здатна змінювати свою в’язкість. Причому міняти з частотою 1000 разів/сек, і регулювання відбувається фактично миттєво. Реакція системи займає всього одну мілісекунду. Такий магнітний амортизатор простіше своїх класичних «колег», але, на жаль, поки не дешевше. Виною тому все ще висока вартість стійких до розшарування магніто-реологічних рідин з досить широким температурним діапазоном роботи. Але дуже схоже, що майбутнє за подібною схемою, оскільки вона має багато переваг. Спрощуються сам амортизатор і підвіска. Виключається необхідність у стабілізаторах поперечної стійкості. Приголомшливі можливості контролю жорсткості підвіски. Проте слід додати, що всі інноваційні винаходи на свої початках, і до масового впровадження у виробництво завжди будуть дорощі по ціні. Тому основний підхід для при виборі амортизатора має свідповідати компромісу між вашими вимогами по комфорту а також ціною та якістю. Вдалих покупок.

Ще із рубрики Статті

Обговорення закрито.