«Амортизатор - приспособление для поглощения энергии ударной нагрузки.
Применяется в автомобилях и в аэропланах
для предотвращения чрезмерных прогибов рессор
и для торможения их колебания...»
(Малая Советская Энциклопедия, 1937 г.)
«...включается между телом, передающим ударную нагрузку, и телом,
защищаемым - например, между колесом, движущимся по неровностям дороги, и
корпусом повозки»
(Большая Советская Энциклопедия, 1977 г.)
История
Жизнь автомобильного
амортизатора похожа на жизнь преданного раба: она внешне незаметна, но полна тяжелой
работы во имя хозяина. Километр за километром он обеспечивает наши безопасность и комфорт, как
телохранитель, гася и не подпуская к нам
волнения толпы...
Первые автомобили,
как и конные экипажи, обходились без амортизаторов – рессоры сами гасили
свои колебания благодаря трению листов друг о друга. Пожалуй, это единственный
в технике случай, когда старая, грязная и ржавая деталь (рессора) лучше новой –
трение больше!
Первые амортизаторы появились в 1904 году - слабые и
недолговечные резиновые детали и
дополнительные рессоры, ограничивающие ход основных, но это уже были настоящие
амортизаторы! Позже (в частности, на шикарных «Испано-Сюиза») колебания гасили
фрикционные диски, еще позже – ленточные амортизаторы, не позволяющие сжатой
рессоре резко «расслабиться». Потом появились масляные амортизаторы, но
рычажные - загляните в подвеску
автомобилей 40-50-х...
Постепенно (с 50-х годов) на смену рычажным пришли амортизаторы
телескопические. У нас в стране они появились в 1956 году - сначала на
"Москвиче-402", а потом и на «21-й» «Волге».
Принцип работы
Основной функцией амортизатора является гашение колебаний в
подвеске и обеспечение надёжного контакта колеса с дорогой. Для выполнения этой
функции амортизатор поглощает энергию колебаний, преобразовывая её в тепловую. Демпфирование
(гашение) колебаний осуществляется за
счет гидравлического сопротивления, оказываемого сдавливаемой вязкой жидкостью (маслом)
при проходе через клапанную систему. На этих свойствах жидкости - несжимаемости и вязкости
– и основана работа амортизатора. Все
просто. Но только - в принципе...
Требования к
амортизаторам: одни противоречия!
1. Нужно обеспечить одновременно и комфортное обрабатывание
мелких неровностей, и избежать полного
сжатия на крупных. Сложность – в поиске баланса между комфортностью и
управляемостью. Его ищут и по сей день...
2. Отвод тепла – главная задача (см. абзацем выше). Но и мороз
доставляет немало проблем: при большом минусе масло внутри амортизатора загустевает,
что делает амортизатор жестким. Характеристики его (а, значит, и наш комфорт и
безопасность) меняются при этом очень заметно...
3. Далее – надо что-то делать с аэрацией. Проще говоря – с
пенообразованием: в амортизаторах наряду с маслом присутствует и газ; в
процессе работы они смешиваются и масло
превращается в пену. А пена, в отличие от масла, сжимаема, что резко снижает
эффективность работы амортизатора. Проблема...
4. Расположение амортизаторов. Наиболее эффективное, с точки
зрения их работы - как можно ближе к точке возникновения ударной нагрузки (к
колесу) и перпендикулярно направлению ударов. Установка амортизатора под углом
(как это часто бывает) «всего» на 30-45 градусов снижает его эффективность на
две трети!..
Удовлетворение перечисленным требованиям делает амортизатор уже
не банальным агрегатом типа «труба в трубе», а сложным и наукоемким узлом.
Устройство
По своей конструкции амортизаторы делятся на две основные
группы - гидравлические (или - масляные) и гидропневматические (или
газонаполненные), а по «архитектуре» - на одно– и двухтрубные.
Гидравлические амортизаторы до недавних пор - самый
распространенный и дешевый тип стоек. Они более просты и не столь требовательны
к качеству изготовления. Но у масляных амортизаторов есть серьезный минус -
вышеупомянутая аэрация. Особенно при интенсивной работе амортизатора. Этого
недостатка почти лишены газонаполненные амортизаторы. Основное отличие их от
«просто» масляных в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением в них
находится инертный газ (чаще азот) под
давлением от 4 до 20 атм. и более - в зависимости от назначения. Это - так
называемый газовый подпор. Для чего он нужен? Будучи под давлением, газ меньше смешивается
с маслом, улучшая работу амортизатора (хотя полностью проблема пенообразования
не решена и здесь...) Далее, газовый подпор, пусть чуть-чуть, но способствует
поддержанию автомобиля, выполняя роль помощника пружин, что положительно влияет
на управляемость. Да и возможность настроек работы газонаполненных стоек выше,
что делает их и более универсальными. Правда, у газонаполненных амортизаторов
есть и своя проблема – они не могут работать «вверх ногами». Но, слава богу,
машины вверх колесами еще не ездят... Первые серийные амортизаторы газового
давления появились, кстати, 1 июля 1954 г. Это был «Бильштайн».
Спорт или комфорт?
Большинство фирм-производителей выпускает две линейки
амортизаторов – для комфортной езды и для активной. Чем одни отличаются?
Главное отличие – жёсткость.
Амортизаторы для комфортной езды - типа Special (по классификации фирмы Koni) -
более мягкие, с плавной характеристикой сжатия и отбоя. Это лучший вариант для
города. «Sport» - более
жёсткие, т.е. реакция на сжатие и отбой максимально быстра. Ездить на них не
очень комфортно: ощутишь все «прелести» даже мелких кочек и выбоин, но для
лихачей («спортсменов») - то, что нужно! Машину не так кренит в повороте, при быстрой
езде автомобиль более предсказуем, ибо не раскачивается, как океанский лайнер...
Это, кстати, не значит, что если вы ездите быстро, то вам обязательно нужны
жёсткие «стойки». Спортсмены (настоящие!) говорят - «чем мягче покрытие – тем
«мягче» должен быть амортизатор, и – наоборот!»
День сегодняшний
Конструкторская мысль не стоит на месте: амортизаторы, как и
любой агрегат, постоянно совершенствуются.
Направление главного удара здесь – в создании регулируемых амортизаторов, с
возможностью регулировки их характеристик как для спокойной, так и для активной
езды. Так, фирма Koni, например, применяет в конструкции особую эксцентриковую
шайбу, позволяющую, поворачиваясь, изменять усилия хода отбоя. Другие фирмы
используют системы перепускных каналов в штоке, отвечающих за протекание масла,
минуя дроссель. Так, Kayaba на амортизаторах серии AGX предлагает вариант
регулировки жесткости с помощью клапана, регулирующего перепускание масла в
обход поршня. Компания Monroe, добиваясь точной настройки характеристик
амортизатора, использует особую конструкцию колбы. И так далее...
Но все это механические системы, требующие ручной
корректировки. Такой вариант не устраивает желающих получать комфорт, не
регулируя что-то там самому. Поэтому появились амортизаторы с автоматической
регулировкой жесткости - характеристики
работы меняются здесь посредством электрических клапанов. Например, система CDC
(Continuous Damping Control – непрерывный контроль демпфирования) фирмы ZF: процессорное
управление, отслеживая множество параметров (скорость, вертикальное ускорение
каждого колеса, угол поворота руля и т. д.), регулирует жесткость каждого из
амортизаторов. Еще дальше пошла компания General Motors, представив совместно с
корпорацией Delphi на некоторых моделях Cadillac и Chevrolet магнитные
амортизаторы MRC (Magnetic Ride Control – магнитный контроль перемещения). Здесь
вообще отсутствуют привычные способы регулировки усилия – всю работу берет на
себя некая магнито-реологическая
жидкость. Под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными
электромагнитными катушками, она способна менять свою вязкость с частотой 1000
раз/сек! Понятно, что при реакции системы всего в одну миллисекунду регулировка
жесткости происходит мгновенно! Такой магнитный амортизатор проще своих
классических «коллег» (нет сложных клапанных систем), но из-за «недетской» стоимости
магнито-реологических жидкостей с широким температурным диапазоном работы - куда
как не дешевле!.. Зато среди плюсов таких амортизаторов, кроме простоты –
отсутствие необходимости в стабилизаторах поперечной устойчивости и потрясающие
возможности контроля жесткости подвески! За кем будущее? Посмотрим...
Мини-обзор рынка
Тюмени
Ну, нам пока не до «Кадиллаков» (хотя таковые в Тюмени есть
и именно с такими «умными» амортизаторами!) – нам бы узнать: как обстоят дела,
например, с ценами на «обычные» стойки, для «бюджетных», народных
автомобилей?..
Чтобы получить ответ на этот вопрос, мы обзвонили некоторые
тюменские автомагазины и столы заказов. Для примера выбрали первое, что на ум
пришло - Toyota Corolla,
1998 года выпуска («европеец», объём двигателя - 1,4 л, кузов Е110, совершенно
обычный седан). Что предложили нам в городе для этого автомобиля в качестве
замены штатным, слегка «убитым» стойкам?
...Увы и ах! Выбор оказался довольно скудным, несмотря на
то, что такая машина - не редкость в нашем городе. Нам предложили всего несколько
вариантов:
Tokico (этот бренд устанавливается
на данный автомобиль с завода) - цена на эти амортизаторы колеблется в Тюмени в пределах
2000-2200 рублей за штуку.
Kayaba (газо-маслянные) – 1800-2400
руб. за переднюю стойку и 2000-3500 руб. - за заднюю. Однако разброс!
Monroe (газо-маслянные) – передний 2160-2220
руб./шт., задний 2100-2270 руб./шт.
Bilstein (предложили лишь два
магазина) - стоимостью 2100 за переднюю стойку и 2520-2800 рублей, соответственно
- за заднюю.
Оригинальные
амортизаторы предложили в наличии 2 магазина. В одном - б/у за 2200 руб. (стойка
в сборе с пружиной), во втором - 2800 руб. (новая).
Практически везде интересующая нас деталь имеется в наличии.
Текст: Юрий Новиков
*Амортизатор – убивающий
колебания (от лат. morte – смерть).
|
.jpg)
