Амортизатор – это демпфирующее устройство, которое используется на автомобиле для того, чтобы эффективно поглощать толчки и удары, гасить колебания и т.д. Также амортизатор (стойка автомобиля) позволяет прижимать колесо к дороге при езде по нервностям, тем самым улучшая сцепные свойства, повышая эффективность торможения, устойчивость автомобиля и т.д.
Сегодня существует несколько видов и типов амортизаторов, которые отличаются не только в зависимости от оси, на которой они стоят (амортизаторы передние или задние амортизаторы), но и в конструктивном плане.
Далее мы рассмотрим, что такое амортизатор и какое устройство амортизатора автомобиля. Так в рамках статьи отдельно сделан акцент на том, какие бывают амортизаторы на авто, виды стоек, чем они отличаются, а также рассмотрены преимущества и недостатки различных типов стоек и т.д.
Что такое амортизатор
Современный амортизатор это сложный механизм, который гасит колебания, поглощает толчки и обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным покрытием при движении авто. Он устанавливается рядом с колесом. При помощи рычажной системы механические нагрузки (толчки и колебания) передаются от вращающегося колеса на механизм.
Данная деталь оснащается пружиной, которая обеспечивает быстрый возврат штока после сжатия при наезде на кочку. Если этот процесс не будет происходить быстро, то на бездорожье автомобиль станет неуправляемым.
Спортивные
Сконструированы для работы с высокими нагрузками. Рабочая жидкость температурно стабильна и не теряет вязкости при нагреве. Для поддержания постоянного сцепления колёс с дорогой имеют повышенное усилие на сжатие и короткое время отбоя, что обеспечивает постоянное сцепление колёс с дорогой и хорошую управляемость на виражах.
История появления амортизатора
По мере эволюции транспорта конструкторы пришли к выводу, что помимо мощного и эффективного силового агрегата с прочным кузовом машина нуждается в хорошей подвеске, которая смягчала бы удары из-за неровностей на дороге. Первые амортизаторы обладали неприятным эффектом – в процессе езды они сильно раскачивали транспорт, из-за чего сильно страдало управление.
Рессорные амортизаторы частично гасили колебания кузова за счет силы трения между листами, но полностью этот эффект не устранялся, особенно при внушительной загрузке транспорта. Это побудило конструкторов разработать два отдельных элемента. Один отвечал за смягчение ударов от колеса, поступающие на кузов, а другой восстанавливал пятно контакта колеса, подпружинивая его, быстро приводя демпферный элемент в исходное положение.
В начале прошлого века был разработан отдельный демпфирующий элемент подвески. Это был амортизатор сухого трения, в состав которого входили фрикционные диски. Первые поршневые масляные телескопические амортизаторы появились в 50-х годах прошлого века. Основой их работы был принцип жидкостного трения.
Конструкция таких амортизаторов была позаимствована у конструкции авиационного шасси. Такой тип конструкции амортизаторов используется до наших дней.
Последствия износа
При наличии заноса, можно сделать вывод, что амортизатор пришел в негодность.
Последствия Поломка амортизаторной системы, может привести к следующим неприятностям:
- потеря контроля над управлением.
- большой проход пути с последующим врезанием во время резкого торможения.
- снижение курсовой устойчивости.
- уменьшение грузоподьемности.
- поломка иных деталей подвески.
- ощущение каждой неровности, ямы, во время езды.
Конструкция амортизатора
Большинство амортизаторов состоят из таких узлов:
- Стальная полая трубка (цилиндр). С одной стороны она заглушена. К этой части приварена проушина, которая позволяет закрепить стойку на ступице колеса. Резервуар заполнен жидкостью (смесью газа и жидкости или же только газом), обеспечивающей компенсацию нагрузки при сжатии поршня. На открытой стороне установлен сальник штока, предотвращающий вытекание жидкости из полости.
- Шток амортизатора. Это стальной прут, сечение которого зависит от модели механизма. Он помещается в резервуар. С одной стороны шток крепится к опорному подшипнику, а с другой к нему прикреплен поршень, помещенный внутрь цилиндра.
- Поршень. Этот элемент перемещается внутри цилиндра, создавая давление на жидкость или газ внутри трубки.
- Перепускной клапан. Устанавливается на поршне, и имеет несколько отверстий с подпружиненными клапанами. При движении поршня срабатывает одна группа клапанов, обеспечивающая перетекание из полости под поршнем в часть над ним. Плавность хода обеспечивается сопротивлением из-за небольших отверстий (жидкость не успевает быстро перемещаться между полостями). Подобный процесс происходит при ходе отдачи (когда поршень поднимается), только в этом случае срабатывают клапаны другой группы.
Устройство современных демпферных механизмов постоянно совершенствуется, что повышает их эффективность и надежность. Конструкция амортизаторов может существенно отличаться в зависимости от модификации механизма. Однако принцип работы остается неизменным. При толчке шток перемещает поршень внутри цилиндра, в котором сжимается жидкость или газ.
Иногда амортизаторы путают с газовыми пружинами, которые устанавливаются на ляду багажника или на капот. Хотя они внешне похожи, каждый из них выполняет свою функцию. Демпферы гасят толчки, а газовые пружины обеспечивают плавное открывание и удержание в таком положении тяжелых крышек.
Чем отличаются амортизаторы от стоек
Амортизатор и стойка по-разному крепятся. Конструкция стойки исключает необходимость использования верхней шаровой опоры и рычага. Она крепится на рычаг и шаровую только внизу, а вверху устанавливается в опорный подшипник.
Сам амортизатор крепится при помощи сайлентблоков без опорного подшипника. У стойки шток имеет большой диаметр, а у амортизатора – маленький. Благодаря такому способу крепления стойка способна воспринимать разнонаправленные нагрузки, а амортизатор – только вдоль его оси. Амортизатор может быть частью стойки.
Применение
В автомобилестроении
Подход к назначению амортизатора в различных школах автомобилестроения в некоторой степени можно определить по названию, которое ему даётся. Например, нем. Dämpfer — гаситель колебаний (демпфер), англ. Shock-absorber — поглотитель ударов.
См. также: Подвеска автомобиля
В танкостроении
В танкостроении принцип действия немецких телескопических амортизаторов времён Второй мировой войны (танки Pz.III, Pz.V, Pz.VI) и фрикционного амортизатора современного «Леопард-2» не предусматривает поглощение ими ударов. Первые — одностороннего действия на обратном ходе катка, то есть при ударе во время прямого хода катка практически не работают, сопротивление вторых не зависит от скорости перемещения катка, поэтому при ударе амортизатор поглотит примерно столько же энергии, сколько при медленном перемещении катка на такую же величину. Англичане применяли в основном гидравлические амортизаторы двустороннего действия (танки «Крусайдер», «Кромвель», «Валентайн»), сопротивление которых зависит от скорости перемещения катка и при ударе возрастает многократно, отсюда и название «поглотитель ударов».
В авиатехнике
В авиатехнике мощные амортизаторы используются на шасси самолётов. Их задача (как и задача всей конструкции шасси) схожа с амортизаторами в автомобилях — смягчить перегрузки при контакте с покрытием взлётно-посадочной полосы на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых при выполнении штатной посадки, а также чтобы можно было в экстренных случаях совершить безопасную для людей посадку при превышении максимальной посадочной массы вплоть до максимальной взлётной.
Амортизаторы на стойках шасси почти всех современных самолётов построены по принципу газовой пружины — упругим элементом в таком амортизаторе служит не механическая пружина, а технический азот, заряжаемый (закачиваемый в полости амортизатора) от наземного аэродромного азотозаправщика, под строго определённым давлением, зависящим от взлётного веса самолёта на данный вылет и температуры окружающей среды. Применяются однокамерные, двух- и даже трёхкамерные амортизаторы.
На железнодорожном транспорте
На железнодорожном транспорте гашение энергии необходимо производить как в вертикальном, горизонтальном поперечном, так и в горизонтальном продольном по отношению к движению направлениях. Амортизаторы в первых двух направлениях обычно используются масляные и устанавливаются под углом 45 градусов между вертикальной и горизонтальной поперечной движению плоскостями. То есть один амортизатор гасит энергии в двух направлениях. Продольные амортизаторы железнодорожного подвижного состава называют — поглощающий аппарат автосцепного устройства. Поглощающие аппараты различают грузового типа и пассажирского. Поглощающие аппараты грузового типа различают по классам Т0, Т1, Т2, Т3 — в зависимости от энергии, которую он поглощает (50 кДж — первый и 190 кДж — последний) и других его технических характеристик, описанных в ОСТ-32-175-2001.
В судостроении
В судостроении для защиты от вибрации и ударных нагрузок оборудования используются резинометаллические амортизаторы АКСС (амортизаторы корабельные сварные со страховкой). Амортизатор АКСС представляет собой резинометаллическое изделие, состоящее из металлической скобы, планки несущей и планки опорной, которые соединены между собой привулканизованным резиновым массивом. Для защиты от вибрации и ударных нагрузок электрических щитов и пультов в судостроении находят применение тросовые амортизаторы.
Зачем нужны амортизаторы
Создавая транспортные средства, первые разработчики столкнулись с серьезной проблемой. Во время езды по дороге водитель испытывал жуткий дискомфорт от постоянной тряски. Помимо этого из-за нагрузок детали ходовой части быстро выходили из строя.
Для устранения проблемы на колеса стали надевать распущенные вдоль резиновые шланги. Затем появились рессоры, которые гасили неровности, но транспорту при этом не хватало устойчивости. на кочках машина сильно раскачивалась.
Первые амортизаторы появились в 1903 году, и были выполнены в виде пружин, закрепленных к рычагам возле каждого колеса. В основном их устанавливали на спортивные автомобили, так как гужевой транспорт не нуждался в такой системе из-за небольших скоростей. С годами эта разработка совершенствовалась, и на смену фрикционным амортизаторам пришли гидравлические аналоги.
