Когда-то здесь была МТС, машинно-тракторная станция. Но в 1958 году волей Совмина СССР цех передали Скопинскому машиностроительному заводу для производства запчастей к грузовикам, потом переименовали в Автодеталь, затем — в СААЗ, Скопинский автоагрегатный завод... А теперь мы с Диваковым и местными испытателями ездим по дорожкам вокруг деревни Чулково, что в Рязанской области близ города Скопин. Идет процесс настройки: амортизаторы СААЗ на Весте, Гранте и Ладе 4х4 должны быть не хуже импортных!

Н астройками шасси на СААЗе начали заниматься по историческим меркам буквально вчера: с 2009 года. Да, завод с 1962 года делал рычажные амортизаторы для грузовиков и автобусов, с 1968 года — телескопические (сперва для Волги -ГАЗ-24, потом для Жигулей), но был просто производственной площадкой. Например, из Тольятти в Скопин присылали техническое задание, под него саазовцы калибровали характеристики изделий и отправляли амортизаторы на ВАЗ. Тольяттинские спецы проверяли-ездили, пересчитывали — и в директивном порядке требовали поменять тот или иной параметр. Такие итерации длились годами!

Неудивительно, что амортизаторы СААЗ не блистали ни в одном из наших сравнительных тестов (АР №№15, 1996 и 19, 2006).

Все изменилось только с приходом альянса Renault-Nissan. Ведь в мировом автопроме принята иная схема: поставщик компонентов разрабатывает изделие «под ключ». И неслучайно все лидеры амортизаторного рынка — например, Tenneco, ZF Sachs или Continental — имеют собственные команды ездовых экспертов-настройщиков.

На скопинских амортизаторах можно смело ставить клеймо «Hand made»: сборка преимущественно ручная, причем руки по большей части женские

Первой машиной, над амортизаторами которой спецы из Скопина работали вместе с вазовцами, стала Гранта. Потом был проект Datsun — в 2011 году ВАЗ уже перешел с СААЗом на паритетную схему доводочных работ, когда команды инженеров и испытателей с обеих сторон трудятся вместе.

Что изменилось?

Современный стенд Schenck появился на СААЗе в 1999 году и 12 лет спустя был серьезно модернизирован. Тогда же, в 2011 году, в Скопине смонтировали более чуткий стенд IST

Во-первых, на СААЗе наконец-то осознали, что экономия на масле (дешевом минеральном — хотя специалисты называют его амортизаторной жидкостью вне зависимости от природы происхождения) не стоит тех проблем, которые из нее вытекают в буквальном смысле слова. Новая синтетическая жидкость, производителя и состав которой скопинцы не раскрывают, позволила в несколько раз снизить внутреннее трение при нагружении стойки боковыми силами.

Во-вторых, измерительное оборудование. Допуск на разброс характеристик амортизаторов на СААЗе формально был очень жестким — вдвое меньше, чем по нынешним требованиям альянса Renault-Nissan. Но погрешность регистрирующей аппаратуры старых итальянских стендов (фиатовское наследие) была такова, что при желании вписать в заводской допуск можно было даже откровенную некондицию!

Только с 2011 года, когда на СААЗе модернизировали стенд немецкой фирмы Schenck, стало возможным измерять усилие демпфирования с точностью до 25 ньютонов во всем диапазоне скоростей и частот качания штока. И теперь все наоборот: вольницы формально больше, поле допуска шире, но укладываться в него нужно обязательно.

А в-третьих, инженеры ВАЗа и СААЗа очень многому научились, сотрудничая со специалистами немецкой фирмы ZF при работе сперва над Калиной/Датсунами, а затем и над Вестой.

— До работы с Марксом мы «слишком широко шагали», — признаются вазовские инженеры. — А теперь все калибровки меняем куда более мелким шагом...

Николай Маркс — это тот самый «русский немец», инженер ZF, с которым Подорожанский познакомился на полигоне IDIADA во время доводки Весты (АР №4, 2015). Сотрудничество с ZF было очень продуктивным и должно было получить свое продолжение в виде сов-местного предприятия. Уже выделили площади в цехах, но... С конца марта СААЗ вместе с остальными заводами группы ОАТ (туда входят ОСВАР, ДААЗ и другие вазовские поставщики) возглавил Василий Лапотько, бывший заместителем гендиректора ОПК Оборонпром. В свете известных событий развитие СП с ZF оказалось заморожено, и каким будет новый курс, заводчане пока толком не знают.

Вся сварка - в автоматическом режиме, с помощью 125 роботов Kuka, Saldobraz и Motoman. Каждую смену по три амортизатора отправляются в разрывную машину для проверки прочности сварных швов. Если хоть один их них не укладывается в норматив, бракуется вся партия

Однако от инженеров ZF скопинские специалисты переняли главное — ноу-хау по настройке. Как с помощью небольших изменений клапанного узла амортизаторов можно скорректировать поведение автомобиля?

Мы с Диваковым прокатились на модернизированной Гранте — с обычными «старыми» амортизаторами СААЗ, но настроенными по новой технологии. Машину не узнать! Оказывается, Гранта может стать плотной, собранной, крепко сбитой и обрести игривую склонность если не к заносу, то к недвусмысленному намеку на него. Дивакову такой вариант понравился куда больше нынешнего конвейерного, когда реакции Гранты размазаны и усугублены склонностью к раскачке и сильному сносу.

Тест на морозостойкость: четырехминутная «прокачка» амортизатора, выдержанного в холодильной камере при –42°С. Так на СААЗе проверяется качество резиновых уплотнений (манжеты не должны задубеть) и амортизаторной жидкости (критическое увеличение вязкости отслеживают по усилию на штоке)

Более того, оказалось, что в рамках допусков Renault и с технологиями ездовой настройки ZF можно частично избавить от эффекта «козления» даже короткобазную Ниву! Сохранив при этом приемлемый уровень управляемости — я в этом убедился лично. Поговаривают, что доработку Нивы — то бишь Лады 4х4 — инициировал сам Бу Андерссон в рамках проекта «Lada глазами потребителей». Работа с подвес-кой была начата в апреле, и прогресс налицо. Правда, малой кровью в итоге не обошлось: в ходе доводки передние пружины сделали жестче, а амортизаторы пришлось переделать полнос-тью, увеличив диаметр поршня на 2 мм. Обещают, что нововведения будут внед-рены уже к концу года.

Причем — и это еще одно ноу-хау ZF, перенятое на СААЗе, — подвеску Нивы сейчас настраивают с учетом конкретных шин: конкретного производителя и конкретной модели. Кстати, вместо прежних покрышек размерности 185/75 R16 появятся более широкие и цепкие: 195/80 R15.

А еще от ZF саазовцы получили новые клапаны сжатия, с которыми наконец-то удалось сделать собственные газонаполненные амортизаторы.Ведь закачанный в полость над маслом азот под давлением в несколько атмосфер не только предотвращает вспенивание жидкости, увеличивая стабильность работы амортизатора и приглушая характерные шумы и стуки при ходе отбоя, но и служит дополнительной «пружиной».

Попытки перейти на газонаполнение в Скопине предпринимали еще с 2000 года, но со старыми клапанами, применявшимися на СААЗе более 40 лет (заводчане гордо называют их «простыми и надежными, как автомат Калашникова»), это не получалось.

Первым серийным изделием марки СААЗ с клапаном сжатия ZF стал в 2013 году газонаполненный амортизатор для Датсунов и рестайлинговых Калин. Подвеска (ее на ВАЗе называют «вариант 928») неплоха, но сейчас инженеры ведут подбор новых настроек. А прокатившись на Гранте с модернизированными амортизаторами с клапанами ZF, но без газонаполнения, мы приятно удивились: почти Веста, если не считать малоинформативный электро-усилитель руля! При этом вазовцы лукаво улыбнулись: у них была еще неделя, дабы улучшить и этот вариант. Выходит, рестайлинговая Гранта, что должна увидеть свет в следующем году, поедет лучше более дорогих Калин и Датсунов? Ведь другим машинам с «подвеской 928» обновления в ближайшие год-полтора не положены.

Мощности двух гальваноавтоматов Atotech избыточны для СААЗа, поэтому хромированные на них штоки поставляются в том числе и корпорации Tenneco (ей принадлежат бренды Monroe и Rancho)

Но одно дело опытные образцы. И совсем другое — серийные амортизаторы. Какова будет стабильность характеристик?

Поэтому и проводят то, что на вазовском новоязе называют словечком «валидация». Оценка ездовых свойств машин с конвейера — и сверка их с эталоном, полученным во время доводки. Причем эталон окончательно формируют не в Сочи и не в Испании, а здесь, на дорогах близ Скопина. Впоследствии «подтверждению достигнутого результата», по словам вазовцев, должны подвергать первые сто собранных автомобилей, а затем выборочные проверки будут делать не реже одного раза в полгода.

В двухтрубном амортизаторе рабочий цилиндр находится внутри, поскольку корпус служит резервуаром для жидкости, вытесняемой штоком при ходе сжатия. Клапаны и дроссели расположены и в поршне, и на дне рабочего цилиндра. А в газонаполненных двухтрубниках в компенсационный объем накачивают азот под давлением до трех бар

Мировой уровень? Но пока что и Renault, и Nissan не пускают СААЗ в поставщики своих заводов в России, предпочитая амортизаторы Tenneco. Хотя с прошлого года штоки для европейских заводов Tenneco поставляют в том числе из… Скопина. Качество хромирования обеспечивает современный немецкий гальваноавтомат Atotech, приобретенный скопинцами в 2013 году.

СААЗ освоил производство амортизаторов для Логана и Сандеро, но только для запчастей. Чтобы пробиться на конвейеры альянса, надо либо дальше развивать сотрудничество с Tenneco, либо с помощью вазовцев убеждать Renault, что в России есть система контроля качества и за четыре года наработаны инженерные компетенции.

Получится ли это у СААЗа? В какой-то мере это будет зависеть и от того, как поедет модернизированная Нива, станет ли приятнее в управлении обновленная Гранта — и продолжит ли Веста при недурственной плавности хода радовать породистой, отточенной управляемостью.

Самый эффективный инструмент

Что такое гидравлический амортизатор? Трубка с поршнем внутри, заполненная маслом. При перемещении в масле поршень пропускает его через себя — сквозь дроссельные отверстия и клапанный узел с подпружиненными шайбами.

Почему нельзя обойтись только дроссельными отверстиями? Можно, но при этом невозможно обеспечить правильную, так называемую дегрессивную, характеристику, когда усилие демпфирования растет медленнее скорости поршня. Без клапанов оно, наоборот, прогрессивное — согласно законам гидродинамики, растет пропорционально квадрату скорости поршня.

Почему амортизатор так важен для настройки шасси? Потому что от того, как он сопротивляется на ходе сжатия или отбоя, зависит не только плавность хода, но и скорость перераспределения веса машины, когда вы отклоняете руль и автомобиль начинает крениться. Иными словами, амортизаторы, наряду с шинами и другими элементами шасси, определяют скорость и характер переходного процесса, формирующего то, что мы называем управляемос-тью: реактивное усилие на руле, чувствительность к отклонению баранки, скорость и точность этого отклика, степень избыточной или недостаточной поворачиваемости...

Изменить характеристики амортизаторов просто. В «инженерных» разборных стойках-прототипах, которые используют для настройки, достаточно перекалибровать клапаны заменой соответствующих шайб или «поиграть» диаметром дроссельных отверстий — делается это за считанные минуты. А когда найден оптимальный вариант, не требуется дорогостоящей переналадки оборудования — достаточно поменять пару копеечных деталей. Поэтому в тщательной работе с амортизаторами есть и прямой экономический резон: изменение их характеристик автозаводам обходится в несколько раз дешевле замены пружин или стабилизаторов поперечной устойчивости.

Слева - клапан сжатия ZF (внизу) и новый поршень 2190 (вверху), применяемый в амортизаторах Гранты, рестайлинговой Калины и Датсунов. Справа - старый клапан СААЗ и «восьмерочный» поршень. Обратите внимание, что в новом поршне дроссельных отверстий больше, но сечение их куда скромнее. Кроме того, клапан ZF позволяет точнее регулировать усилие сжатия - в более широком диапазоне, не влияя на характеристики отбоя

Толщина шайб в клапане - меньше миллиметра. Но именно шириной шайбы в первую очередь «играют» во время настройки амортизаторов, так как изменение жесткости пружинок клапана дает слишком большой шаг регулировки

0 / 0

Каким бы «навороченным» ни был современный автомобиль, комфорт и удобство его эксплуатации, прежде всего, зависят от работы подвески, что особенно ощутимо в процессе передвижения по отечественным дорогам. Конструкция подвески состоит из разных деталей, среди которых почетное место занимает амортизатор, и если он подобран неправильно, то рассчитывать на особый комфорт во время поездки все-таки не стоит.

Правда, автомобильный амортизатор – это не только средство повышения комфорта, но и гарантия безопасности , хотя многие автовладельцы не всегда считаются с этим фактом. Конечно, неисправность, к примеру, тормозной системы куда серьезнее, однако не стоит забывать и о том, что функционирование амортизатора напрямую связано с обеспечением контакта колеса и дороги, то есть, с управляемостью транспортного средства.

1. Общее устройство амортизатора

С конструктивной точки зрения, амортизатор состоит из набора основных узлов, вне зависимости от вида самого устройства. В любом случае, основным элементом описанного механизма, установленного на легковом автомобиле, является рабочий цилиндр, заключенный в корпус с имеющимися на нем ушками для соединения. В цилиндре амортизатора находится гидравлическая жидкость (смесь газа или жидкости и газа) и присоединенный к штоку поршень.

На поршне размещены специальные перепускные клапаны и уплотнительные кольца, которые при сжатии в цилиндре жидкости позволяют перемещать ее в свободную полость цилиндра с помощью поршня. Зачастую, фиксация амортизатора к кузову автомобиля выполняется посредством штока, а к подвеске – посредством цилиндра.

Для этого на концах деталей имеются специальные крепежные опоры. Чтобы защитить внутреннюю полость цилиндра (в том числе и самого штока), сверху на амортизаторы устанавливают защитный кожух (), а в верхней части цилиндра располагается манжета с направляющей втулкой, которая предотвращает выплескивание жидкости из цилиндра.

Описанные элементы входят в конструкцию как самого простого гидравлического устройства, так и более сложных механизмов, которые могут отличаться друг от друга еще целым набором дополнительных деталей. Рассмотрим несколько видов таких амортизаторов.

Двухтрубный амортизатор считается историческим предком современных конструкций и включает в себя цилиндр-резервуар, рабочий цилиндр, клапан сжатия, направляющий и уплотняющий узел штока, поршень и клапан отбоя, шток и кожух. Внутреннюю полость цилиндра-резервуара занимает рабочий цилиндр, внутри которого установлен клапан сжатия и поршень с отбойным клапаном.

На первый взгляд может показаться, что достаточно было бы и одного рабочего резервуара, но все дело в том, что при движении поршня вниз часть жидкости проходит сквозь его клапан, а вторая часть должна вытесняться, так как шток тоже занимает некоторый объем. Поскольку жидкость не поддается сжатию, то ее излишек вытесняется в резервуар через клапан сжатия, причем воздух в пространстве резервуара несколько «поджимается».

Главным недостатком подобной конструкции считается изменение формы масла, которое при больших колебаниях вспенивается и перемещается во второй резервуар. Кроме того, охватывание резервуаром рабочего цилиндра приводит к ухудшению охлаждения последнего.

Не лишним будет вспомнить о двухтрубных амортизаторах, в резервуаре которых место воздуха занимает газ, который закачан туда под определенным давлением. Эта особенность немного расширяет диапазон рабочих возможностей амортизатора, ведь сжатый газ играет роль «аккумулятора давления» и поджимает рабочую жидкость, предотвращая ее вспенивание. Чтобы определить, относится ли Ваш амортизатор к газонаполненному виду или нет, достаточно просто понаблюдать за поведением штока, который под воздействием внутреннего давления сразу после освобождения выдвигается наружу. Правда, это усилие не слишком большое (всего пару килограмм), из-за чего основное сопротивление хода сжатия создается соответствующим клапаном.

Следующим этапом на пути развития автомобильных амортизаторов стала разработка однотрубных конструкций, главное отличие которых выражается в отсутствии резервуара цилиндра, то есть корпус устройства – это и есть рабочий цилиндр. Кроме того, такая конструкция дополнена раздельным клапаном, отделяющим масло от газа, который находится под большим давлением даже в холодном состоянии (в среднем 2,5 мпа или 25 атмосфер).

Преимуществами однотрубных устройств есть улучшение системы охлаждения (так как у них только один корпус), улучшение демпфирующих качеств и повышенный уровень теплоотдачи. Кроме того, однотрубный амортизатор несколько легче своего двухтрубного собрата, и его можно разместить в перевернутом состоянии, то есть существует возможность прикрепить шток к .

Благодаря этой особенности устройство получило название «амортизатор перевернутого типа». Правда, есть и некоторые минусы его использования. К примеру, в случае замятия корпуса однотрубная конструкция сразу выйдет из строя (вмятина будет мешать движению поршня, и амортизатор просто заклинит), чего не скажешь о двухтрубном механизме.

Прошло еще немного времени, и в нашей жизни появились амортизаторы с возможностью изменения их характеристик. Изначально предлагалось несколько вариантов подобных конструкций. Например, система перепускных каналов, размещенных в штоке, которые отвечали за протекание масла, обходя поршневой клапан, или использовали проходящий через шток регулировочный штырь. Загнутый конец этого штыря воздействовал на эксцентриковую шайбу и создавал дополнительную нагрузку на нижние пластины, тем самым позволяя настроить усилие отбоя.

Помимо этого, предлагался вариант с использованием клапана, расположенного в нижней части стойки, который также отвечал за регулировку процесса перетекания масла во внешний резервуар, в обход поршня. Выполнению указанной регулировки способствовало вращение регулировочной шайбы, расположенной сверху .

Немного позже была разработана еще одна конструкция, которая была нацелена на регулировку клиренса машины. Она имеет вид пружины, размещенной на штоке, сжатие/распрямление которой регулирует высоту автомобиля над дорожным полотном. В результате, такие амортизаторы получили название «регулируемых» и стали использоваться в сфере автомобильного тюнинга.

2. Особенности работы и настройки амортизаторов

На большинстве выпускаемых сегодня серийных автомобилей установлена мягкая и удобная подвеска, больше настроенная на обеспечение комфортности, нежели на повышение уровня управляемости. На гоночных машинах, наоборот, подвеску каждый раз подстраивают под водителя и вид гонки. Другими словами, грамотная настройка принимает во внимание не только модель транспортного средства, но и условия его передвижения.

Цель оптимально подходящей настройки заключается в том, чтобы удерживать шины под нужным углом, то есть под таким, который будет обеспечивать самое большое пятно контакта колеса и дороги. При этом, крен кузова должен быть минимальным, а центр тяжести максимально низким.

Предназначение любого амортизатора основывается на гашении колебаний пружин, а его сопротивление обусловлено либо сжатием, которое его укорачивает, либо удлиняющим растяжением. В случае, когда пружины подвески сжимаются, сжимается и сам амортизатор («ход сжатия»), но когда пружина возвращает вес обратно, она становится длиннее, и амортизатор разжимается («ход отдачи»).

Общий принцип работы такой, что чем выше скорость движения штока амортизатора, тем большим будет его сопротивление. У большого количества гоночных машин оба хода амортизатора могут регулироваться как по скорости передачи веса, так и по величине сопротивления.

Если установленный на автомобиле амортизатор очень мягкий (имеет малое сопротивление сжатию), то дополнительный вес передается на шину очень медленно, почти так же, как и при полном отсутствии амортизатора. При жестком амортизаторе, когда он сильно сопротивляется сжатию, дополнительный вес доходит до шины намного быстрее, причем некоторая его часть будет перемещаться к шине непосредственно через шток амортизатора.

Регулировка амортизатора не влияет на нагрузку, передающуюся на шину или на величину хода подвески, но отображается на скорости, с которой дополнительная нагрузка доходит до пятна контакта шины и дороги, а также на скорости сжатия/разжатия подвески, на которую действует дополнительный вес. Однако, для настройки амортизатора важна не столько конструкция, сколько устройство и параметры его клапанов. Даже геометрические показатели амортизаторов по большому счету определяют только общую нагрузку, которую он способен выдержать, и его рабочий ход. Не зря ведь все видовое разнообразие амортизаторов, выпускаемых сегодня разными фирмами, имеют всего несколько стандартных диаметров поршня.

Для лучшего понимания влияния параметров клапанов на общие характеристики амортизатора проще всего разобраться в принципах их работы. В целом, все клапаны делятся на две группы: дроссели и клапаны , нагруженные пружинами. Первые представлены в виде каналов определенной формы и сечений, в которых протекание масла ограничивается только лишь гидравлическим сопротивлением. Для того чтобы в режимах сжатия и отбоя жидкость перемещалась по разным каналам, их перекрывают специальными перепускными клапанами, которые пропускают жидкость только в одном направлении, не оказывая существенного сопротивления.

Подпружиненный клапан обладает заведомо большим сечением канала, благодаря чему основное сопротивление создается за счет усилия перекрывающих канал пружин. В современных устройствах такого рода пружины заменены на пакет пружинных шайб, которые надеваются на шток вместе с поршнем. Регулируя диаметр, толщину и количество шайб в упаковке, можно настраивать работу клапана в нужном направлении.

Также, все амортизаторы условно можно разделить на те, у которых скорость движения поршня низкая и те, у которых этот показатель находится на высоком уровне. Быстрое сжатие/растяжение амортизатора происходит при гашении вибраций в случае наезда на дорожные ямы и неровности. Медленное движение поршня обусловлено амортизацией колебаний кузова, появляющихся в результате разгона, торможения или вхождения автомобиля в поворот.

С целью лучшего гашения высокоскоростных колебаний более предпочтительным будет регрессивный характер амортизатора, поскольку при том же развиваемом усилии общий объем поглощаемой энергии у такого амортизатора будет несколько высшим. Если же характеристику сделать прогрессивной, то при езде по неровностям амортизатор «встанет колом», тем самым вызывая удары в подвеске, что в конечном счете приведет к разрушению кузова.

3. Как настроить амортизатор?

Разные виды амортизаторов могут иметь индивидуальные особенности регулировки, что в особенности касается изделий, предназначенных для конкретных моделей машин. Однако уровень жесткости большинства таких механизмов можно выставить следующим путем:

1. Сначала амортизатор фиксируют в тисках, причем допускается только захват за крепление;

3. Зачастую амортизатор имеет три положения для регулировки: два крайних и одно промежуточное (учитывая и начальное, заводское);

4. Затем необходимо полностью нажать на кнопку и удерживать ее на протяжении всего времени регулировки (тут лучше воспользоваться помощью друга);

5. Держа кнопку в зажатом положении, надо провернуть по часовой стрелке шток амортизатора относительно корпуса, что поможет увеличить жесткость амортизатора. Если же ее, наоборот, нужно уменьшить, шток следует провернуть против часовой стрелки. Все действия нужно выполнять аккуратно, не прикладывая серьезных физических усилий, так как можно просто сломать механизм;

6. Выполнив регулировку, не забудьте убедиться, что регулировочная кнопка заняла свое изначальное место и полностью вышла наружу;

7. Теперь защелкиваем крышку на корпусе амортизатора (если она предусмотрена конструкцией) и закрепляем защитный пыльник на держателе. На этом настройку можно считать завершенной.

Устройство амортизатора полностью соответствует функционалу подвески, обеспечивая комфортное передвижение по дорогам с различным покрытием и состоянием. Основным узлом является цилиндр с поршнем, перепускными клапанами. От состава смеси, наполняющей цилиндр, зависит надежность контакта колес с дорогой . Существуют гидравлические, гидропневматические модификации, дублирующие механическую пружину, которая присутствует в некоторых моделях. «Мягкая» подвеска необходима для неровных дорог, «жесткая» лучше держит автомобиль на дороге в городском цикле.

Двухтрубный амортизатор

Устройство стойки двухтрубного типа преобладает на рынке. Гидравлическая смесь при сжатии перетекает из цилиндра меньшего диаметра в больший, сжимает находящийся там воздух. При отбое открывается клапан, жидкость возвращается во внутреннюю колбу. Основными характеристиками масла/газа, использующихся для наполнения колбы, являются несжимаемость, вязкость.

Недостатком схемы является излишнее насыщение смеси воздухом, поскольку, она перетекает из цилиндра в цилиндр через разные клапаны (явление аэрации). При движении машины механическая энергия (колебания корпуса на неровностях дороги) преобразуется в тепловую (расширение/сжатие гидравлической смеси). Двойной корпус хуже охлаждается, поэтому, данное устройство амортизатора недостаточно эффективно. Двухтрубные модели не могут устанавливаться с нижним положением штока, поскольку это гарантирует неправильную работу.

Однотрубная стойка

Устройство амортизатора однотрубного типа отличается от предыдущего варианта встроенными в поршень клапанами (система De Carbon). При использовании гидропневматической смеси газ отделяется от жидкости плавающим поршнем. Охлаждение данной конструкции происходит эффективнее, однако, усложняется конструкция клапанов. В определенных модификациях используются отверстия, канавки. Автомобиль, использующий данное устройство амортизатора, увереннее «держит дорогу». При одинаковых габаритах однотрубная модель имеет больший объем рабочей камеры. Отделение газа поршнем позволяет использовать любые варианты установки (шток вверх/шток вниз). При этом неподрессоренная масса автомобиля снижается.

Недостатками такой стойки являются:

1. уязвимость – узел чувствителен к механическим повреждениям, любая вмятина корпуса гарантирует необходимость замены
2. интенсивный теплообмен – однотрубные стойки зависимы от окружающей температуры, в разную погоду характеристики меняются, подвеска становится мягче в мороз, жестче в жару

Для улучшения характеристик амортизатора производители используют вынос гидравлической, газовой камер за пределы цилиндра. Таким образом, не изменяя размеров, увеличивается объем рабочей смеси, исчезает зависимость от погоды, увеличивается ход штока. Клапаны сжатия, установленные в каналах движения масла, позволяют изменять/настраивать режимы работы (скорость, длина хода штока, жесткость).

Гидравлический амортизатор

Несмотря на простую схему амортизатора, он может изменять характеристики за счет дополнительных встроенных узлов. Каждой марке автомобиля присущи индивидуальные особенности, поэтому, стойки должны учитывать амплитуды колебаний, режимы езды, манеру вождения. При закрытых клапанах, при движении жидкости по обводному каналу, получается абсолютно жесткая система. Открытый клапан компенсационной камеры добавляет системе «гибкости». Разные сечения впускного, выпускного клапанов создают несимметричную систему. Центровые клапана на поршне создают нелинейную «мягкую» систему стойки.

Газо-гидравлический амортизатор

Схема данного амортизатора автомобиля имеет небольшие отличия от предыдущего варианта. Газ под высоким давлением удерживается внутри манжетами, прокладками. Вместо воздуха производители используют азот, либо другие инертные газы. Стойки меньшего диаметра наполнены газом высокого давления, и наоборот. Кроме того, давление газа амортизатора автомобиля в передних, задних узлах так же отличается. На классике ВАЗ пружины устанавливаются отдельно, на других моделях стойки скомпонованы в один узел с наружным расположением пружины, специальным креплением. При этом пружина не всегда является главным элементом узла, а, лишь, дублирует гидравлику.

Высота стойки регулируется гайкой, позволяя менять клиренс автомобиля . Возможно следующее крепление амортизатора автомобиля к кузову, подвеске:

• проушина/проушина
• штырь/штырь
• нижняя проушина/штырь
• нижняя поперечина/верхний штырь
• вставной амортизатор

Наиболее часто используются первые три варианта, как самые удобные в установке.

Роль амортизатора в подвеске авто

Узел предназначен для гашения колебаний кузова автомобиля (вертикальных). Они возникают при поездках по неровной дороге, динамичном наборе скорости, резком торможении. Вхождение на скорости в поворот снижает сцепление колес с дорогой. Разнообразие конструкций, составов смесей обусловлено различными условиями эксплуатации автомобиля. Увеличение вязкости используемой жидкости приводит к повышению «жесткости», повышенному выделению тепла.

Амортизаторы передней и задней подвесок колес автомобиля предназначены для гашения колебаний кузова на упругих элементах при движении по неровностям дороги.

Принцип действия гидравлического амортизатора основан на перетекании жидкости из одной полости амортизатора в другую через малые проходные сечения, в результате чего амортизатор развивает сопротивление, поглощающее энергию колебательного движения. Сопротивление, развиваемое в переднем амортизаторе, при растяжении примерно в 3 раза больше сопротивления при его сжатии. Эти амортизаторы являются амортизаторами двухстороннего действия. Они гасят колебания как при ходе сжатия подвески (когда колесо приближается к кузову), так и при ходе отдачи (колесо отдаляется от кузова).

Гидравлические амортизаторы обеих подвесок телескопического типа, по принципу работы совершенно одинаковые и отличаются габаритными размерами, рабочей характеристикой клапанов отдачи (усилие растяжения в переднем амортизаторе в 2 раза больше), способом крепления (верхний конец заднего амортизатора имеет ушко) и отсутствием кожуха па переднем амортизаторе.

На рисунке показаны совмещенные разрезы переднего и заднего амортизаторов. В дальнейшем, при описании конструкции амортизаторов и их работы, иногда после порядкового номера детали в тексте будет помещен в скобках другой номер. Это будет повторяться лишь в тех случаях, когда одноименные детали переднего и заднего амортизаторов различные.

Устройство амортизатора

Амортизатор состоит из стального резервуара 4 (29), соединенного сваркой с нижней монтажной проушиной 1; внутри резервуара свободно помещен рабочий цилиндр 13 (30), изготовленный из стальной трубы. Снизу в рабочий цилиндр запрессован (до упора в торец) клапан сжатия, который состоит из корпуса 2, вставленного в него клапана 39 с пружиной 40 и седла 3 клапана. Седло клапана ввертывается в корпус; его положение подбирается заранее по заданной гидравлической характеристике клапана сжатия, а затем контрится ограничительной гайкой 38, которая, в свою очередь, имеет буртик, служащий упором пружинной звездочки 6, поджимающей к плоскости клапана сжатия тарелку 5 впускного клапана.

Рис. Амортизаторы подвесок колес автомобиля:
а - передний; б - задний; 1 - нижняя монтажная проушина; 2 - корпус клапана сжатии; 3 - седло клапана сжатия; 4 - резервуар переднего амортизатора; 5 - тарелка впускного клапана; 6 - звездочка впускного клапана; 7 - регулировочная шайба; 6 - пружина клапана отдачи переднего амортизатора; 9 - диск клапана отдачи; 10 - дроссельный диск клапана отдачи переднего амортизатора; 11 - звездочка перепускного клапана; 12 - ограничительная тарелка; 13 - рабочий цилиндр переднего амортизатора; 14 - шток переднего амортизатора; 15 - направляющая штока; 16 - пружина сальника; 17 - сальник резервуара; 18 - обойма сальника; 19 - обойма сальников; 20 - замочное кольцо переднего амортизатора; 21 - упорное кольцо переднего амортизатора; 22 - верхняя монтажная проушина; 23 - шток заднего амортизатора; 24 - гайка резервуара; 25 - нажимная шайба; 26 - войлочный сальник штока; 27 - резиновый сальник штока; 28 - кожух заднего амортизатора; 29 - резервуар заднего амортизатора; 30 - рабочий цилиндр заднего амортизатора; 31 - тарелка перепускного клапана; 32 - поршень; 33 - дроссельный диск клапана отдачи заднего амортизатора; 34 - тарелка клапана отдачи; 35 - регулировочная шайба клапана отдачи; 36 - пружина клапана отдачи заднего амортизатора; 37 - гайка клапана отдачи; 38 - ограничительная гайка впускного клапана; 39 - клапан сжатия; 40 - пружина клапана сжатия

Шток 14 (23) изготовлен из углеродистой стали. Рабочая поверхность штока 14 переднего амортизатора покрыта слоем хрома и отполирована. Шток 23 заднего амортизатора отполирован без покрытия слоем хрома. На верхнем конце штока 14 переднего амортизатора прорезана выточка под замковое кольцо 20, которое фиксирует упорное кольцо 21.

Верхний конец штока 23 заднего амортизатора приварен контактной сваркой к верхней монтажной проушине 22, а к фланцу проушины приварен кожух 28, защищающий шток и сальники от прямого попадания грязи и влаги. На нижнем конце штока гайкой 37 укреплен поршень 32 с деталями клапана отдачи и перепускного клапана.

Клапан отдачи включает дроссельный диск 10 (33), перекрывающий восемь отверстии поршня, расположенных по окружности ближе к его оси, диск 9, набор тонких регулировочных шайб 35, тарелку 31, тарированную пружину 8 (36), гайку 37, завернутую До упора, и комплект регулировочных шайб 7.

Перепускной клапан состоит из ограничительной тарелки 12 с шайбой, пружинной звездочки 11 и тарелки 31, закрывающей перепускные отверстия поршня, расположенные по окружности дальше от его оси.

Сверху рабочий цилиндр закрыт направляющей 15 штока, изготовленной из цинкового сплава. Внутри направляющей помещена металлокерамическая втулка, по которой перемещается шток. Войлочный сальник 26, расположенный под гайкой резервуара, защищает внутреннюю полость от проникновения грязи, а внутренний резиновый сальник 27, установленный в обойме 19 и поджимаемый пружиной 16 через обойму 18, препятствует выходу жидкости из амортизатора. Для уплотнения резервуара между обоймой и направляющей штока размещен уплотняющий сальник 17, который сжимается через фибровую шайбу 25 при завертывании гайки 24.

Принцип действия амортизатора

При плавном сжатии амортизатора жидкость, находящаяся под поршнем, испытывает сжатие, однако ввиду практической несжимаемости она вынуждена перетекать из полости В рабочего цилиндра в полость меньшего давления. Жидкость движется в двух направлениях. Большая часть жидкости перетекает через восемь отверстий К, приподнимая при этом тарелку перепускного клапана, прижатую слабой пружинной звездочкой, в полость Л (движение жидкости показано на рисунке а тонкими стрелками). Жидкость, вытесняемая из полости В, не полностью перетекает в полость А; часть ее, равная объему вводимого в амортизатор штока, выходит в полость С через два паза Т в корпусе клапана сжатия.

При резком нажатии на шток давление жидкости под поршнем в полости В возрастает, вследствие чего клапан сжатия открывается и сжимает пружину (движение жидкости показано жирными стрелками). Жидкость перетекает в верхнюю полость А рабочего цилиндра так же, как при плавном ходе сжатия. Перепускной клапан при ходе сжатия практически не влияет на гидравлическое сопротивление, развиваемое амортизатором. Требуемое сопротивление, необходимое при резком сжатии, обеспечивается клапаном сжатия.

При обратном ходе, т.е. при перемещении поршня вверх (ход отдачи), жидкость из верхней полости А рабочего цилиндра через отверстия П в поршне и четыре выреза Н дроссельного диска (дроссельный диск заднего амортизатора имеет шесть вырезов) перетекает в нижнюю полость В рабочего цилиндра. Объем жидкости, вытесняемый из полости А, меньше освободившегося объема полости В под поршнем на величину объема штока, извлеченного из амортизатора. Освободившийся объем заполняется жидкостью, поступающей из полости С через отверстия Р клапана сжатия, приподнимает при этом тарелку впускного клапана, прижатую в плоскости клапана сжатия лапками слабой пружинной звездочки (движение жидкости показано на рисунке б тонкими стрелками).

При ходе отдачи, когда кузов автомобиля подбрасывается на упругих элементах подвесок колес вверх, давление над поршнем в полости А рабочего цилиндра возрастает. Жидкость через отверстия П в поршне давит на диски клапана отдачи и отгибает их. Одновременно сжимается пружина клапана, подпирающая диски, а проходное сечение для перетекания жидкости увеличивается. Требуемое гидравлическое сопротивление для гашения колебаний при ходе отдачи обеспечивается тарированной пружиной клапана отдачи. Полость В при резкой отдаче заполняется так же, как и при плавном движении поршня. Впускной клапан не оказывает существенного влияния на гидравлическое сопротивление при работе амортизатора; он предназначен для свободного впуска жидкости в полость В.

Рис. Схема работы амортизатора:
а - сжатие; б - растяжение

Правильный подбор амортизаторов в настройке подвески автомобиля - процесс сложный и компромиссный. Близкая к спортивным характеристикам жесткая подвеска гарантирует минимальные крены и желаемый контакт с дорожным покрытием. И это хорошо.

Думая о настройке подвески, надо временно абстрагироваться от брендов и рекламных кампаний. Прежде всего надо решить, какой тип амортизаторов соответствует персональному концепту вашего драйва. Академические понятия функциональности амортизатора звучат весьма определенно - гасить вертикальные колебания. Кроме того, нельзя забывать и о влиянии амортизаторов на разгонную и тормозную динамику. Так, при разгоне автомобиль «приседает» назад, нагружая задние и разгружая передние колеса, снижая тем самым их сцепление с дорогой. При торможении наблюдается обратная картина. Основная нагрузка ложится на передние колеса, а задние лишь слегка притормаживают. И в той и в другой ситуации идеальным было бы состояние, при котором автомобиль сохранял бы свое нормальное «горизонтальное» положение. Примерно та же картина и при маневрировании, но здесь нагрузка смещается не по осям, а по сторонам автомобиля.
Резюмируя, можно сказать, что главной задачей амортизаторов является удержание колеса в постоянном контакте с дорогой во избежание потери контроля над автомобилем. Для чего колесо должно как можно мягче и четче обогнуть препятствие и так же четко и быстро вернуться на дорогу, обеспечивая необходимое сцепление. Современные тенденции сводятся к тому, что, к примеру, пружины или рессоры лишь поддерживают вес автомобиля. Всю остальную работу берут на себя именно амортизаторы, как более точный инструмент. Вот почему так важен их правильный выбор.
При работе амортизатора необходимо предусмотреть множество различных вариантов и характеристик его функционирования. Ведь дорога имеет куда более сложное покрытие, чем в теории, да и автомобиль едет не всегда по прямой. Нюансов очень много. К примеру, несколько последовательных кочек заставляют его работать прерывисто: не успев толком распрямиться, амортизатор снова должен работать на сжатие. Нужно обеспечить и комфортное обрабатывание мелких неровностей, а на крупных избежать полного сжатия амортизатора, грозящего его пробоем. Здесь, как нигде более, важен компромисс - оптимальный баланс между комфортностью и точной управляемостью.
Следующая большая проблема - теплообразование. И чем выше вязкость жидкости или меньше перепускные отверстия поршня, тем выше жесткость амортизатора и больше выделяется температуры при его работе. Отвод тепла - очень важная задача. Но и минусовая температура доставляет немало проблем. При большом минусе масло, находящееся внутри амортизатора, может загустеть, что сделает амортизатор более жестким. Характеристики могут меняться до нескольких десятков процентов. В данном случае все решает правильный подбор масла.

Далее вопрос - аэрация. Поскольку в современных амортизаторах наряду с маслом присутствует и некий газ, они могут смешиваться в процессе работы, и масло превращается в пену. А поскольку пена, в отличие от масла, может быть сжата, это резко снижает эффективность демпфирования.

Не менее важный вопрос - расположение амортизаторов. Наиболее выгодное, с точки зрения работы, место - как можно ближе к колесу, точно перпендикулярно плоскости подвески. Установка амортизатора под углом (как это часто бывает) снижает его демпфирующую эффективность (отклонение от перпендикуляра подвески +/- 50 О - эффективность амортизатора 68%). Все вышесказанное возводит амортизаторы с позиции банального (с точки зрения простого обывателя) автомобильного узла в сложнейшую и многогранную науку. И как в любой другой области, здесь также существуют различные конструкторские и компоновочные решения поставленных задач. По своей конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По архитектуре их принято делить на одно- и двухтрубные. По наполнению: жидкостные (гидравлические) и газовые (с гидравлическим газовым подпором). Существуют и чисто газовые амортизаторы, в которых используется очень высокое давление газа (порядка 60 атм), но они не столь распространены.

Принципиальная схема двухтрубного гидравлического амортизатора

Гидравлические двухтрубные амортизаторы - некогда самый распространенный и дешевый тип демпфирующих стоек. Они довольно просты по конструкции и не столь требовательны к качеству изготовления. Состоит такой амортизатор из двух трубок: рабочей колбы, где и находится поршень, и внешнего корпуса, предназначенного для хранения избыточного масла. Поршень перемещается во внутренней колбе, пропуская масло через собственные каналы и выдавливая часть масла через клапан, находящийся снизу колбы. Этот клапан иногда называют клапаном сжатия, поскольку зачастую он отвечает за перетекание масла именно в данном такте. Эта часть жидкости просачивается в полость между колбой и внешним корпусом, где сжимает воздух, находящийся при атмосферном давлении в верхней части амортизатора. При движении назад задействуются клапана самого поршня, регулируя усилие на отбой.

Читайте также

Длительное время именно такая конструкция превалировала на рынке амортизаторов. Но годы эксплуатации выявили ряд ее недостатков. Основным минусом является вышеупомянутая аэрация. Особенно при интенсивной работе такого амортизатора. Замена воздуха азотом (азот, будучи инертным газом, не давал деталям амортизатора корродировать, в отличие от воздуха) несколько улучшила его работу, но не решила проблему полностью. Кроме того, такие амортизаторы, имея фактически двойной корпус, хуже охлаждаются, что также отрицательно сказывается на их работе. С другой стороны, если делать их большего диаметра, удается повысить демпфирующие характеристики, одновременно снижая рабочее давление и, как следствие, температуру.

Гидравлика + газ

Такие гидропневматические амортизаторы имеют схожую конструкцию и принцип действия с обычными гидравлическими двухтрубными стойками. Основное отличие в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением находится инертный газ (чаще азот) под некоторым давлением (от 4 до 20 атм и более, в зависимости от назначения). Это и есть так называемый газовый подпор. Значение давления газа может быть различным для разных условий эксплуатации автомобиля. Кстати, чем больше диаметр патрона, тем меньшее необходимо давление газового подпора. Оно может различаться также для передних и задних амортизаторов.

Чем же помогает газовый подпор? Прежде всего - пресловутая аэрация. Будучи под давлением, газ не смешивается с маслом столь сильно, как в предыдущем случае, улучшая работу амортизатора. Но полностью данная проблема не решена и здесь. Кроме снижения аэрации масла, газовый подпор способствует поддержанию автомобиля, выполняя роль дополнительного демпфера. То есть, даже если пружины уже сжались бы, газовый заряд в амортизаторе удерживает правильное положение автомобиля, что положительно влияет на его управляемость. Такой конструктивный подход позволяет инженерам более гибко подходить к настройкам работы амортизатора, делая его более универсальным, чем обычные гидравлические.

Общая проблема всех двухтрубных амортизаторов - невозможность установки «вверх ногами». Этому мешает наполняющий их газ.

Одна труба

Такие амортизаторы, как следует из названия, имеют лишь одну колбу, которая является и рабочим цилиндром, и корпусом одновременно. Работают они так же, как и двухтрубные, но в данной конструкции газ находится в том же цилиндре и отделен от масла особым плавающим поршнем (так называемая схема De Carbon). Газ (чаще азот) находится в своей камере, отделенной от масла, под высоким давлением (20-30 атм).

Однотрубные амортизаторы не имеют нижнего клапана сжатия, как двухтрубные. Это означает, что всю работу по управлению сопротивлением и при сжатии, и при отбое берет на себя поршень. В этой связи, несмотря на кажущуюся простоту этого узла, подбор его конструкции, размера, формы и количества отверстий является весьма сложной задачей. В целом такие амортизаторы имеют высокие рабочие характеристики. Они еще точнее держат автомобиль, способствуя лучшей управляемости. Кроме того, они эффективнее охлаждаются, поскольку воздухом обдувается непосредственно рабочий цилиндр. Плюс к этому в тех же габаритах, что и двухтрубные амортизаторы, внутренний диаметр рабочей колбы будет больше, равно как и диаметр поршня. Это означает больший объем масла, более стабильные характеристики и, опять же, лучшая теплоотдача.

Но есть и минусы. В отличие от своих двухтрубных «коллег», однотрубные более уязвимы от внешних повреждений. Замятая колба однозначно приводит к замене стойки, тогда как двухтрубные имеют своего рода страховку, или, если можно так назвать, щит в виде внешнего цилиндра. К минусам можно отнести также высокую чувствительность однотрубных амортизаторов к температуре. Чем она выше, тем выше давление газового подпора и жестче работает амортизатор. С другой стороны, однотрубные стойки можно устанавливать как угодно, поскольку газ плотно отделен от масла плавающим поршнем. Кстати, именно это обстоятельство позволяет автопроизводителям, устанавливая такой амортизатор штоком вниз, снижать неподрессоренные массы.

Здесь же нужно сказать и о том, что часто можно встретить амортизаторы с надетой на них пружиной. Этот вариант конструкции не относится исключительно к однотрубным стойкам. Просто так добавляется дополнительный упругий элемент, а порой он и вовсе заменяет основную пружину. Такие конструкции часто имеют возможность регулировки клиренса автомобиля. Подкручивая особую винтовую гайку на корпусе амортизатора, поддерживающую пружину снизу, можно поднять или опустить автомобиль, соответственно поджав либо отпустив пружину.

Своего рода эволюциейоднотрубных амортизаторов являются «однотрубники» с выносной компенсационной камерой. В них камера с газовым подпором вынесена за пределы самого амортизатора в отдельный резервуар. Такая конструкция позволяет, не увеличивая размеры самого амортизатора, увеличить объем и газа, и масла, что серьезно влияет на температурный баланс (они более эффективно охлаждаются) и стабильность характеристик. Плюс к этому имеют больший рабочий ход. Но еще больший эффект от выносной камеры в том, что на пути масла, перетекающего из основного рабочего цилиндра в доп. камеру, можно установить систему клапанов, которые будут играть роль клапана сжатия, как в двухтрубной конструкции. Отделив друг от друга клапана, работающие на сжатие и отбой, можно заложить много диапазонов регулировки. Можно менять жесткость работы амортизатора для различных скоростей движения поршня, например малую, среднюю и большую. И позиций таких регулировок может быть 10 и более. Порой можно встретить и весьма экстравагантную систему с набором перепускных клапанов. Кроме большого внешнего резервуара, амортизатор облеплен несколькими трубками, на концах которых находятся регулировочные головки под гаечный ключ или отвертку. По этим трубкам масло перепускается из над- и подпоршневых камер друг в друга. Регулируя эти перепускные каналы, можно получить нужные характеристики работы амортизатора на определенных режимах или, если быть точным, положениях поршня. То есть такие амортизаторы чувствительны не только к скорости перемещения поршня, но и к его позиции внутри колбы. Кроме этого, наличие большего числа трубок, по которым проходит масло, способствует лучшему его охлаждению.