Амортизатори - це що таке в автомобілі? Принцип роботи та особливості амортизаторів

У нинішній інформаційний і автомобільний століття будь-якій людині відомо, що ергономічність машини багато в чому визначають амортизатори. Це неодмінна частина підвіски сучасного автомобіля. Як же конкурують на авторинку різні виробники амортизаторів? Відгуки автолюбителів в якійсь мірі відображають це явище. Адже картина цього змагання за споживача вельми цікава: американські, німецькі, японські компанії задають тон йому. Як результат, однотрубні амортизатори домінують над двотрубними.

Коротко про сучасному ринку амортизаторів

Щорічна російська премія «Автокомпонент року» дозволяє визначити найбільш успішні бренди в кожній номінації. Так, у 2016 році з російських амортизаторів провідним брендом став «ДЕМФИ», що представив стійки і амортизатори бюджетного класу серії «Комфорт» поліпшеної якості «Преміум» і «Драйв». Продукція компанії - передні і задні амортизатори ВАЗ, ІЖ, Lada, Ford Focus2 Renault Logan. Сьогодні «ДЕМФИ» - підприємство невелике (на ньому працює менш 60 чоловік), але і наукоємне високотехнологічне, здатне розширити виробництво за умови належного попиту. Високої оцінки заслуговують також амортизатори УАЗ «Хантер» від Петербурзького підприємства «Плаза». Вони можливі в трьох модифікаціях: «стандарт», «спорт» та «екстрим». Серед зарубіжних перше-четверте місця завоювали марки Monroe (США/Бельгія), TRW (Німеччина), KYB (Японія) і EGT (Литва) відповідно.


Як розібратися новачкові-любителю, які амортизатори краще? Адже провідні світові виробники демонструють всі більш витончені розробки міжнародного класу. Наприклад, тільки Monroe сьогодні виходить на ринок з різними марками амортизаторів «рефлекс», «сенса-трек», «ориджионал», «едвенче», «ван-магнум». Саме вони в даний час домінують на сучасному авторинку. Ознакою високого реноме компанії Monroe є комплектація її амортизаторами, відтвореними прямо на конвеєрі автомобілів Ford, Nissan, Renault, Mitsubishi, Volvo, Porsche. Німецький автопром використовує переважно вітчизняні амортизатори. Відгуки автолюбителів свідчать, що Opel, Mersedes, Audi традиційно користуються продукцією концерну ZF (якій належать бренди Sachs, Boge, TRW). Оригінальний амортизатор «Тойота», «Міцубісі» - це продукція японської компанії KYB (бренду KAYABA). Втім, цей бренд стає все популярнішою і в Новому, і в Старому Світі. В даний час імпортуються наступні серії А: масляні Premium, газо-масляні Excel-G, газові Gas-A-Just, спортивні Ultra-SR, регульовані AGX, позашляхові Monomax. Які амортизатори «Хендай» (корейська компанія ставить на свої авто на конвеєрі? Логічно, що від іншої корейської компанії, що виробляє автокомпоненти. Причому (це особливість Кореї) керують обома фірмами родичі. Називається виробник амортизаторів під брендом MANDO компанією Halla Group. Його заводи працюють в Кореї, Індії, Туреччині, Китаї, Польщі, США. За рік виготовляються десятки мільйонів демпферів. Встановлюють на своїх конвеєрах MANDO-амортизатори «Форд», Peugeot, Nissan, BMW, Suzuki, Renault, ГАЗ. Показово, що амортизатори КІА (інший корейської автокорпорації) також поставляються від компанії Halla Group.

Конкуренція брендів

Конкуренція виробників настільки істотна, що імпортуються бренди успішно опонують місцевим. Зокрема деякі водії японські автомобілі воліють європейським. Так, за відгуками власників транспортних засобів, в поточний час вельми затребуваний газомасляний амортизатор «Рено», вироблений компанією Kayaba. Він кращий для більшості актуальних моделей цієї марки: «Кенго», «Меган», «Трафік», «Преміум», «Майстер», «Кліо», «Лагуна», «Магнум» і т. д. Його ціна на 30% вище вартості мастильного пристрою, але він помітно ефективніше при водінні на нерівній дорозі. Тому газомасляний амортизатор «Рено» водії воліють масляного, більш дешевого. Відзначимо, що моделі «Рено», призначені для екстремального водіння по добротним трасах, споряджаються особливими амортизаторами - Kayaba Ultra SR. Адже швидкісне подолання поворотів визначає велике навантаження на такі вироби, причому як стиснення, так і відбою. Однак для повсякденного міського трафіку вони не оптимальні, оскільки володіють підвищеною жорсткістю, а для доріг недосконалих, як відомо, потрібні більш м'які ресори. Втім, в даній статті ми не будемо обмежуватися оглядом ринку амортизаторів. Наша мета ширше розкрити секрети їхньої успішної експлуатації. Як відомо, амортизатори забезпечують є елементами підвіски, відповідно, уявімо собі ідеальну підвіску. Як відомо, цей елемент виконує дві завдання:

По-перше, з'єднує автомобільні колеса з кузовом. Завдяки їй забезпечується необхідне для повноцінного руху зчеплення коліс з дорогою.

По-друге, нейтралізує (амортизує) виникли під час руху коливання.

Амортизація - це

При більш пильному розгляді елементів підвіски стає зрозумілим, що амортизатори – це демпфуючі (гасять коливання) пристрою. На зорі автомобілебудування (XIX - початок XX століття) згаданих деталей зовсім не існувало. На малих швидкостях перших автомобілів для балансу підвіски цілком вистачало одних лише ресор. Втім, сучасний динамічний час швидкостей в підвісці не тільки присутні вдосконалені пружини (ресори), які нині часто називають кілька абстрактно - пружним елементом. Цього вже мало. Для ілюстрації сказаного розглянемо типовий випадок подолання автомобілем ухаба дороги. При цьому задача пружного елемента очевидна - при ударі коліс об нерівності дороги він повинен пом'якшити цей удар. Однак сучасний автомобіль при русі володіє величезною кінетичною енергією, з «позаштатними викидами» якої на вибоїнах дороги пружний елемент справляється зовсім не моментально. Тому інерція кузова змушує ресори і після зіткнення коливатися. Це вкрай небажаний ефект. Адже він може призвести до резонансу, здатного призвести до аварії автомобіля (згадайте фізику і вектори сили). Подібне трапляється, коли коливання ресори від чергової нерівності дороги складається з попереднім її коливанням, яке, на жаль, не погасилось. Автоинженери належним чином відреагували на це явище, винайшовши спеціальне демпфіруючі пристрій. На початку XX століття для погашення коливань пружного елемента був створений демпфер (амортизатор). Ідея його роботи виявилася досить простий і витонченою. Після того як нерівність дороги змусить пружину стиснутися, її подальше розширення і, відповідно, коливання погасить спеціальний пристрій - амортизатор. Втім, не будемо розглядати його як єдину деталь, що охороняє від вібрацій, адже для ідеального поведінки машини на дорозі одних лише амортизатора і пружного елемента мало.

Не амортизаторами єдиними

Вищезгадані нами амортизатори - це спеціальні елементи для збереження максимально можливого горизонтального і стабільного положення підвіски в просторі. Але для по-справжньому працездатною підвіски цього недостатньо. Для максимального комфорту пасажирів і водія, щоб автомобіль не вважав вибоїни, а плавно ширяв уздовж траси, необхідна узгоджена робота амортизаторів та інших пристроїв, таких як:

шини з відмінною гуми, що забезпечують належне зчеплення з трасою;

незношеного пружини і ресори підвіски (крім вже згаданих нами функцій) повинні зберігати зазначений в технічних характеристиках кліренс і утримувати машину на одному рівні;

додаткові гумотехнічні елементи (шарніри буфери стиснення), гасять коливання від дотику металевих деталей один до одного;

напрямні пристрої, що визначають потрібний кут обертання коліс.

Втім, як би там не було, основним демпфуючим пристроєм автомобіля є саме амортизатори - предмет опису даної статті. З їх допомогою досягається гармонія постійного контакту коліс з дорожнім полотном (машина йде, ніби прив'язана до дороги), і, в принципі, стає можливим по-справжньому комфортне водіння.

Який амортизатор на вигляд?

Зовні він виглядає як циліндричний пристрій, прикріплений з одного боку до автомобільної рамі, а з іншого - до підвісці. Усередині амортизатора рухається поршень. Це стрижень, що рухається в порожнини, наповненої газом, маслом або гальмівною рідиною. Через стискання масла поршнем зменшується швидкість його руху. Коливання підвіски визначають коливання поршня амортизатора. Чим активніше рухається підвіска (що буває на нерівній дорозі), тим більший опір демонструє амортизатор. Різні удари, одержувані при їзді автомобіля по нерівній дорозі, а також коливання при різкому гальмуванні або на початку руху демпфіруються (пом'якшуються) амортизатором. При цьому кінетична енергія коливання переходить в теплову, що отримується при стисканні поршнем олії. Отримане ж тепло розсіюється.

Процес амортизації

Як реагує амортизатор, коли колесо стикається з дорожньої вибоїною? Він стискається, гасячи удар, при цьому його поршень працює узгоджено з пружинами підвіски. Однак на цьому цикл роботи пристрою не закінчується, оскільки відбувається його розширення, тобто поршень висувається з амортизатора. Не будь його, пружини підвіски підкинули б корпус автомобіля вгору з тією ж силою, з якою вони стиснулися при зіткненні з вибоїною. Однак рух поршня амортизатора автомобіля, працює на розширення, також гальмується маслом.

Конструкція амортизаторів

Технічно пристрій в ході своєї експлуатації перетворює механічні коливання пружного елемента в теплові. Заміна амортизаторів, що вичерпали свій ресурс ефективного користування, - справа відповідальна. Адже встановив «обновку» відразу помічає зміни в поведінці автомобіля. Тому для знаючої водія критично важливий правильний підбір амортизаторів. А вибирати, повірте, є з чого. Авторинок насичений відповідними виробами іменитих виробників (брендових) і не дуже. Ми до висвітлення цього аспекту ще повернемося. Але спочатку буде логічним відволіктися від принципу «чиїх будете» і спробувати «дивитися в корінь», тобто зрозуміти принципові відмінності різних типів амортизаторів (А). Якщо судити по конструктивних відмінностей, А підрозділяються на одно - та двотрубні. Якщо ж класифікувати за типом робочого речовини, що розсіює тепло, отримане після перетворення кінематичної енергії, то бувають масляні амортизатори, газо-масляні і газові.

Двотрубні вироби

Які амортизатори можна рекомендувати для спокійного, так званого сімейного водіння? Відносно недорогі, прості по конструкції, які не витримують екстриму. Двотрубні А більш інертні і мають велику масу. Крім того, подвійний корпус гірше охолоджується. При цьому ефективність демпфування двотрубних пристроїв залежить від правильності установки. Як відомо, на 100% виконує свої функції амортизатор, закріплений строго перпендикулярно підвісці, але якщо цей кут збільшується до 50°, то його результативність знижується до 68%. Конструкція таких елементів включає в себе робочу колбу, всередині якої розташований поршень, а також зовнішній корпус, призначений для зберігання надлишкового олії. В ході свого робочого циклу поршень пропускає частину масла через свої канали, а також видавлює його крізь знаходиться внизу колби клапан стиснення. При покупці виробів слід звернути особливу увагу на олію, яка має не закипати при температурі нижче 150 °С. При цьому, незважаючи на вигідну ціну, їх не варто встановлювати на автомобілі останнього покоління.

Однотрубні амортизатори

Дана конструкція є базовою для сучасних А. Такий амортизатор складається з однієї-єдиної колби, одночасно виконує роль і робочої ємності для поршня, і корпусу. Вона може бути гідравлічної (масляної) або гідропневматичної (газомасляной). Останню модифікацію також називають комбінованою. Принцип роботи масляного А досить простий. Є робочий циліндр, наповнений маслом (гідравлічної рідиною). В ньому рухається поршень зі спеціальними каліброваними клапанами, точніше з їх системою, що має характеристики, спеціально підібрані під підвіску певної моделі автомобіля. Динаміка роботи такого амортизатора виглядає наступним чином:

При закритих клапанах гідравлічна рідина проходить лише обхідним каналом поршня. Гідравлічна характеристика амортизатора при цьому стає жорсткою.

Якщо ж відкриваються клапани, що сусідять з компенсаційною камерою А, то його гідравлічна характеристика стає більш м'якою.

Причому для справності амортизатора клапан, що функціонує на стиск, повинен пропускати більше гідравлічної рідини, ніж зворотний клапан, що спрацьовує на відбій. Таким чином, при відкритих клапанах поршня жорсткість амортизаторів зменшується.

Об'єднані амортизатори

У гидропневматических (газомасляних) амортизаторах замість повітря використовують стиснений газ під тиском 4-20 атмосфер. Його автомобілісти називають по-своєму - «газовим підпором». Причому тиск газу - це не примха, а спосіб зменшити аерацію (змішування повітря з маслом), а також додатковий елемент пружності підвіски. В однотрубних А немає нижнього клапана стиску. Поршень повністю управляє опором як при стиску, так і при відбої. У них можна розмістити більше масла, ніж у двотрубних того ж об'єму, а отже, з їх допомогою можна досягти краще демпфірування.

Керовані і магнітні амортизатори

Провідні виробники амортизаторів досить оригінально намагаються вирішити технічну задачу регульованості таких пристроїв. Американо-бельгійська компанія MONROE виготовила на стінках робочого циліндра однотрубного А спеціальні регулювальні борозенки, що використовуються для налаштування на спокійну або активну їзду. Японська компанія OSOBENNAYA в нижній частині однотрубного з виносним резервуаром А в обхід поршня вмонтировала окремий регулювальний клапан. Німецький концерн ZF створив свій керований амортизатор «Опель-Астра», використовуючи двотрубну газо-масляний конструкцію. Два електромагнітних клапана в нижній частині амортизатора і в поршні регулюються спеціальним процесором, що відстежує параметри коліс, керма і підвіски. Ще більш перспективним є новий, так званий магнітний амортизатор «Шевроле», встановлений в минулому році на моделі Chevrolet Corvette. Це спільна перспективна розробка автоконцерну і корпорації Delphi. Використовувана в них замість масла магнитореологическая рідина здатна з високою частотою (до 1000 разів в секунду) змінювати свою в'язкість під дією електромагнітного поля. При цьому принципово не використовується клапанна система: демпфірування проводиться виключно за рахунок магнитореологического ефекту. Подібна конструкція дуже перспективна: немає потреби в поперечних стабілізаторах, спрощується пристрій самого А, а також з'являються вражаючі можливості для контролю і управління жорсткістю підвіски.

Відповідність гідравлічної характеристики амортизатора рельєфу дороги

У конструкції амортизатора повинні бути враховані різні аспекти його експлуатації. Адже неякісне дорожнє покриття визначає різні режими його роботи. З одного боку, повторювані дрібні нерівності не дозволяють А розпрямитися. В такому випадку актуальна м'яка гідравлічна характеристика. Великі ж вибоїни загрожують повним форсованим його стисненням, що часто викликає поломку амортизатора. При цьому затребувана жорстка гідравлічна характеристика пристрою. Тому безглуздо запитувати: «Які амортизатори краще - м'які або жорсткі?» Адже актуальною в плані тривалої експлуатації А стає не тільки їх м'якість, але і керованість. Ще одна характеристика - відвід тепла амортизатора - є важливою для його коректної роботи. Адже в умовах жорсткого режиму тепла виділяється більше, і його слід відводити. З іншого боку, взимку масло в амортизаторі густіє, і його гідравлічна характеристика стає більш жорсткою. При цьому для автолюбителя важливим стає правильний вибір масла. Небажано використовувати рідини з високим вмістом присадок, адже останні мають властивість пом'якшувати гуму. Найчастіше фахівці рекомендують застосовувати фірмові масла ГРЖ-12 AFT. Проте в морози слід вибирати рідина з в'язкістю 75Wt. Для масел, що містять силікон, ступінь в'язкості визначається в інших одиницях - cPs, які приблизно в 10 разів більше, ніж Wt.

Діагностика амортизаторів

Оскільки вічного не буває нічого, схильні до зносу і амортизатори. Це явище водієві слід вчасно діагностувати. Як відомо, заміну втратили належну функціональність амортизаторів потрібно проводити відразу ж після виявлення. Причому найбільш ефективною є комплексна заміна А: попарно на кожній осі - і на передній і на задній. Адже наївно очікувати після неповної заміни амортизаторів ідеального демпфування. Втім, одного лише цього також недостатньо. Слід діагностувати весь комплекс пристроїв автомобіля, задіяних при демпфировании. Адже нормальна експлуатація амортизаторів можлива при справних гумометалевих елементів (шарнірах і буферах стиснення), незношених пружинах і ресорах. Техобслуговування всіх вищезазначених частин і механізмів призведе до зниження навантаження на амортизатори.

Коли слід проводити заміну

Для водія існують перші ознаки, що вказують на знос амортизаторів. Назвемо їх:

збільшення гальмівного шляху внаслідок погіршення керованості;

зниження комфортної швидкості для входу в поворот;

зменшення безпечної швидкості аквапланування (зчеплення з трасою, якщо поверх льоду є вода);

зношені А починають видавати звуки при входженні автомобіля в поворот або подоланні нерівності.

Коли амортизатори ламаються

Сучасні автокорпорації виготовляють все більш і більш ефективні А, максимально привносять комфорт в поїздку. Втім, якщо на бетонних трасах вони служать покладені 80 тисяч і більше кілометрів шляху, то неякісне дорожнє покриття з вибоїнами призводить до непрогнозованою поломки згаданих пристроїв набагато раніше. Поломки виникають найчастіше усередині амортизатора, коли колесо автомобіля потрапляє у вибоїну. З них починає просочуватися масло. Від ударів деформується шток, а в м'яких амортизаторах вибивається клапан в робочій камері. Подібні поломки означають вихід з ладу А і вимагають безумовної його заміни. Тому автолюбителі зважують всі «за» і «проти», купуючи амортизатори. Відгуки водіїв при цьому, розміщені на спеціальних форумах, також слід враховувати. Зіпсувати А може також пил і бруд, що потрапила в них. Дрібні частинки, потрапивши в робочу камеру, залишають подряпини на штоку. Як результат, сальник перестає бути герметичним, і внаслідок цього відбувається витік масла. Ще більш досконалим однотрубним є А з виносною компенсаційної камерою. Покращена конструкція дозволяє використовувати більший обсяг стисненого газу й олії. При ще більш просунутому удосконалення на шляху масла, що перетікає з основного циліндра в виносну камеру, встановлюють систему клапанів, що регулюють жорсткість амортизатора. Існують модифікації А, де над зовнішньою поверхнею проходять трубки для перетікання масла.

Висновок

Сьогоднішнього автолюбителю досить просто підібрати для своєї машини потрібні амортизатори. При цьому можна скористатися послугами як спеціалізованого традиційного, так і інтернет-магазину. Для зручності покупців вибір потрібних саме їм амортизаторів починається на сайті інтернет-магазину з вказівки моделі автомобіля. Після цієї нескладної маніпуляції покупець бачить, яких брендів і марок йому підходять амортизатори. Якщо ж він далі сумнівається у виборі між альтернативними брендами, то йому допоможуть скласти думку численні відгуки автолюбителів на спеціалізованих форумах і всілякі рейтинги.