Амортизаторы типа кас
Амортизатор
Изобретение относится к средствам виброизоляции и может быть использовано в судостроении и машиностроении для снижения шума и вибрации в широком диапазоне статических нагрузок при изоляции систем с развитыми конструктивными связями и с малой осадкой. Амортизатор содержит пластины, между которыми размещен упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала. Элемент предварительно сжат на величину 0,2 - 0,8 осадки амортизатора при номинальной нагрузке с помощью болтов. Болты пропущены через отверстия в одной из пластин, ввинчены концами в крепежные элементы, жестко связанные с другой пластиной, и затянуты с регулируемым усилием. Использование амортизатора позволяет монтировать на нем сложное оборудование с развитыми конструктивными связями без опасности их поломки как в процессе монтажа, так и при эксплуатации, поскольку устройство обладает малой осадкой при больших статических нагрузках. 2 ил.
Изобретение относится к средствам виброизоляции и может быть использовано в судостроении и машиностроении для снижения шума и вибраций в широком диапазоне статических нагрузок при изоляции систем с развитыми конструктивными связями и с малой осадкой.
Сборные резинометаллические амортизаторы изготавливают запрессовкой резиновой части в металлическую с нерегулируемым натягом (Вибрации в технике, т.4. М.: Машиностроение, 1978, с. 209). Такие амортизаторы недостаточно прочны при действии больших статических и динамических нагрузок, а натяг не может быть использован как средство регулировки их характеристик.
Известны многочисленные резиноармированные виброизолирующие устройства сварного типа, в которых резина имеет размеры, соответствующие размерам металлической арматуры и крепится к металлу клеями или привулканизацией, например амортизаторы АКСС, КАС и др. (см. там же, т.6, с. 206, и Р.З. Штыкин Альбом конструкций, применяемых для амортизации механизмов и оборудования судов. ЛКИ, Л., 1972, с. 10).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является амортизатор КАС (корабельный амортизатор сварной), содержащий крепежные элементы в виде пластин с размещенным между ними упругодиссипативным элементом из резиноподобного материала цилиндрической или прямоугольной формы. Однако данная конструкция не позволяет изменять (регулировать) одну из важнейших характеристик амортизатора - его осадку.
Задачей настоящего изобретения является такое конструктивное решение, которое позволило бы изменять осадку амортизатора при фиксированной статической нагрузке при сохранении высокой эффективности предложения. Это требуется, например в тех случаях, когда осадка амортизатора под номинальной нагрузкой должна быть минимальной, в частности для систем, связанных с соседними агрегатами недеформируемыми конструктивными связями.
Поставленная цель решается тем, что в амортизаторе, содержащем пластины, между которыми жестко закреплен упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала, согласно изобретению упругодиссипативный элемент предварительно сжат на величину 0,2-0,8 осадки амортизатора при номинальной нагрузке с помощью болтов, пропущенных через отверстия в одной из пластин, ввинченных концами в крепежные элементы, жестко связанные с другой пластиной, и затянутых с регулируемым усилием.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью отличительных признаков позволяет регулировать сжатие упругодиссипативного элемента из резиноподобного материала в необходимых пределах за счет болтов, которые пропущены в отверстия одной из пластин, а их концы ввинчены в крепежные элементы, жестко связанные с другой пластиной, что не наблюдается в известных аналогичных устройствах.
В патентах и научно-технической информации авторы не обнаружили предлагаемую совокупность существенных отличительных признаков. Им неизвестно также применение отдельных признаков в другой совокупности признаков. Поэтому предлагаемое решение можно считать новым.
Предлагаемое техническое решение можно признать обладающим изобретательским уровнем, так как оно логически не следует из известных решений.
Промышленная применимость настоящего изобретения доказана материалами заявки и, особенно, пояснительными чертежами. Поэтому данное изобретение, по мнению авторов, патентноспособно.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где показаны: на фиг. 1 - предлагаемый амортизатор, продольный разрез; на фиг. 2 - деформационные характеристики амортизатора-прототипа и предлагаемого устройства.
Амортизатор содержит крепежные элементы в виде пластин 1, 2, между которыми жестко закреплен упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала 3. Этот элемент предварительно сжат на величину в пределах 0,2-0,8 осадки амортизатора при номинальной нагрузке с помощью болтов 4. Болты 4 вставлены в отверстия 5 пластины 1 и своими концами ввинчены в крепежные элементы 7, жестко связанные с другой пластиной 2. 6 - головка болта.
Возможность обеспечения регулирования осадки, в том числе и получения малой осадки амортизатора при высокой виброизолирующей эффективности объясняется следующим.
Деформационная характеристика устройства при действии на крепежные элементы сжимающей силы в виде пластин 1, 2 без предварительной деформации упругодиссипативного элемента в направлении действия силы, что соответствует устройству-прототипу, представлена прямой ОСА 8 на фиг. 2.
При этом AA2 = ho - номинальная осадка, а деформационная характеристика не содержит горизонтального участка. Деформационная характеристика предлагаемого устройства 9 в силу особенности работы болтов имеет вид горизонтальной прямой на уровне осадки с длиной Po, равной величине предварительного напряжения и далее прямой СА, совпадающей с характеристикой устройства без предварительной деформации.
При этом видно, что для нагрузки под механизмом, превышающим величину создаваемой болтами 4 предварительной нагрузки Po, осадка A1C1 = h существенно меньше, чем осадка hо AA2 амортизатора-прототипа и регулируется с помощью указанных болтов.
Динамическая жесткость при той же нагрузке, определяемая тангенсом угла касательной 10 к деформационной кривой в точке А, остается неизменной. Таким образом, определяемая динамической жесткостью устройства эффективность остается неизменной при регулировке осадки в широких пределах, обеспечиваемых затяжкой болтов 4, пропущенных через отверстие 5 пластины 1 и ввинченных в элемент 7 пластины 2. Оговоренный диапазон изменения величины предварительного сжатия объясняется следующим: уменьшение нижней границы диапазона против названной приводит к потере эффекта из-за малой величины предварительной деформации, а ее увеличение приводит к потере эффекта из-за резкого возрастания жесткости амортизатора, определяемой жесткостью болтов.
Технико-экономический эффект от применения данного амортизатора в промышленности и на транспорте заключается в обеспечении различной (регулируемой) осадки с помощью только одного устройства, в частности, экстремально малой осадки при высокой эффективности, что важно, в частности, при установке на амортизаторы оборудования с развитыми конструктивными связями.
Амортизатор, содержащий пластины, между которыми жестко закреплен упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала, отличающийся тем, что упругодиссипативный элемент предварительно сжат на величину 0,2 - 0,8 осадки амортизатора при номинальной нагрузке с помощью болтов, пропущенных через отверстия в одной из пластин, ввинченных концами в крепежные элементы, жестко связанные с другой пластиной, и затянутых с регулируемым усилием.
Рисунок 1, Рисунок 2
www.findpatent.ru
Установка главного двигателя на амортизаторах в машинном отделении
Опорные амортизаторы устанавливают на фундамент после центровки главного двигателя на отжимных приспособлениях (проверяют отсутствие трения между телом крепежного болта и стенкой отверстия в лапе главного двигателя). Перед установкой на судне двух пластинчатых наклонных амортизаторов типа КАС необходимо замерить прогибы и непаралельность опорных поверхностей; прогиб не должен превышать 0,1 мм, а статическая деформация каждого из амортизаторов должна быть не больше 20 % ее среднего значения. По значениям деформаций амортизаторы расставляют в убывающем или возрастающем порядке в направлении оси главного двигателя. При этом более жесткие амортизаторы (с наименьшей деформацией) устанавливают под более тяжелую часть дизеля. При определении толщины пригоночных подкладок, устанавливаемых между опорными поверхностями амортизаторов и опорными поверхностями лап дизелей или фундамента, разность высот амортизаторов не должна превышать 1 мм для амортизаторов типа АПС и амортизаторов арочного типа и 0,1 мм для амортизаторов типов КАС и АКСС. Отклонение толщин пригоночных подкладок от расчетных допускается не более 0,05 мм. После установки амортизаторов проверяется центровка главного двигателя. Прилегание пригоночных подкладок проверяют до крепления главного двигателя на амортизаторах.
Для амортизаторов типов АКСС и АПС зазоры между подошвой амортизатора и фундаментом не должны превышать 0,5 мм. Качество их прилегания оценивается щупом толщиной 0,1 мм, который не должен проходить в зазоре между ними на 0,66 длины окружности выравнивающей шайбы при незажатых болтах. Окончательную установку и крепление упорных амортизаторов производят не ранее чем через 2 сут после окончания монтажа опорных амортизаторов. Раскеп кривошипа кормового цилиндра при этом не должен изменяться более чем на 0,05 мм и выходить за допускаемые пределы. В настоящее время разработана технология окончательного монтажа дизелей на стапеле, исключающая их перецентровку после спуска на воду.
Монтаж главных среднеоборотный дизель (на примере MAN14V 52/55А) начинается с установки клиньев под фундамент главного двигателя. Центровка начинается с кормы, вначале центруются линии вала и редуктора, затем КВ. Клинья подгоняются под лапы фундамента (шабером, вручную, с помощью синьки) и зажимаются фундаментными болтами. Чугунных клиньев под главного двигателя требуется: 90 шт. размером 190? 180?65 мм, 10 шт. — 190?180?80 мм, 4 шт. — 190?250?65 мм, 4 шт. — 190?250?80 мм; под подшипники валопровода: 8 шт. размером 160?160?35 мм, 4 шт. — 160?160?50 мм, 4 шт. — 80?120?30 мм, 4 шт. — 80?120?50 мм, 4 шт. — 70?70?35 мм, 4 шт, —70?70?30мм, 4 шт. — 180?160?50 мм, 4 шт. —180?160?80 мм; под редуктор 8 шт. размером 180?530?50 мм, 16 шт. — 180?240?50 мм, 16 шт. — 180?240?80 мм. Поверхность прилегания клиньев с обеих сторон на краску должна быть не менее 60—70 % всей площади ее с точностью прилегания 0,03—0,04 мм. Клинья нельзя прикреплять сваркой.
При установке пригонных болтов поверхность под гайками обрабатывают после вертикального просверливания фундамента, при установке фундаментных болтов клинья зажимаются при нахождении главного двигателя в прогретом состоянии. Через 2500 ч работы главного двигателя проверяется крепление всех фундаментных болтов во избежание деформаций фундамента и их отрицательных последствий на главного двигателя. После столкновений судов, капитального ремонта или крупной аварии энергетических установок необходимо проверить положение фундаментных болтов и картера, при необходимости — подтянуть болтовые соединения фундамента.
Контроль натяжения фундаментных болтов включает тщательную очистку фундаментной рамы, картера и масляной ванны; осмотр внутри и снаружи фундаментной рамы и картера для возможного обнаружения трещин, посторонних предметов и деталей; регулярную проверку стопоров простукиванием.
vdvizhke.ru
буклет2.indd
%PDF-1.3 % 1 0 obj >]/Pages 3 0 R/Type/Catalog/ViewerPreferences>>> endobj 2 0 obj >stream 2015-09-14T16:11:18+03:002015-09-14T16:11:19+03:002015-09-14T16:11:19+03:00Adobe InDesign CS5 (7.0)
inmor.pro
Как это работает: система амортизации автомобиля: МашиноМания
Современный автомобиль – сложнейшее устройство, вершина технической мысли, состоящее из нескольких сотен компонентов и более 10 000 элементов. Одной из важнейших систем автомобиля является система амортизации. В этой статье мы хотели бы рассказать о системе амортизации более подробно.
О такой детали как амортизатор знает, пожалуй, каждый водитель и даже пассажир транспортного средства. Амортизатор был изобретен более сотни лет тому. Не углубляясь в историю можно сказать, что широкое распространение гидравлические амортизаторы на транспортных средствах получили во время Второй Мировой войны.
Основная задача амортизатора – гашение колебаний и поглощение ударов. Таким образом, для современного автотранспорта - обеспечение комфорта и безопасности передвижения. Таким образом, амортизатор должен одновременно выполнять две обратнозависимые задачи. Чем жестче амортизатор, тем точнее управляемость автомобилем, но хуже комфорт водителя и пассажиров и наоборот.
Амортизаторы обеспечивают постоянный контакт шин с дорогой, что в наше время высоких скоростей –залог безопасности. Ведь по статистике основная причина большинства автомобильных аварий – потеря управляемости автомобиля. И один из важнейших факторов, отвечающих за управляемость автомобиля – это исправные амортизаторы.
При неисправных амортизаторах даже исправная тормозная система и новые шины не смогут обеспечить должный контакт автомобиля с дорожным покрытием. Именно амортизаторы отвечают за функцию обеспечения постоянного контакта шин автомобиля с дорожным покрытием, управляя работой пружины и контролируя раскачивание кузова.
Однако, не существует универсального типа амортизаторов для всех автомобилей и типов дорог. Поскольку, несмотря на внешнюю простоту конструкции, это весьма точный механизм, который настраивается производителем под подвеску конкретной модели и, зачастую, с учётом состояния дорог региона, где этот автомобиль будет эксплуатироваться.
Именно поэтому, перед современными производителями амортизаторов стоит достаточно сложная задача – обеспечивать гармоничное соотношение безопасности и комфорта, с учётом технических характеристик каждого автомобиля и особенностей дорог. И решается она благодаря нескольким конструктивно различным видам амортизаторов.
В современном автомобилестроении применяются исключительно гидравлические амортизаторы, использующие принцип вязкостного трения. Конструктивно – это телескопические, двухтрубные и однотрубные с газовым подпором, или без него.
Следует отметить, что в этом вопросе существует ряд заблуждений. Например, в распространенной среди потребителей классификации амортизаторов по видам – масляные, газо-масляные и газовые. Верная классификация подвидов амортизаторов выглядит следующим образом:• Амортизаторы без газового подпора (масляные)• Амортизаторы с газовым подпором низкого давления (газо-масляные)• Амортизаторы с газовым подпором высокого давления (газовые)
Таким образом, «газовый» амортизатор также является гидравлическим газо-масляным амортизатором! Исключительно газовым амортизатором является газовая пружина. Но она не применяется в системе амортизации автомобиля. А используется, например, для амортизации крышки багажника, или капота.
Газовый подпор в газо-масляном амортизаторе, как правило, слабо влияет на жесткость амортизатора, но значительно увеличивает стабильность характеристик в условиях сильных нагрузок. При повседневной езде разница в работе практически незаметна.Итак, если пользоваться народной классификацией, и на автоконвейеры и на вторичный рынок поставляются масляные, газомасляные, и газовые амортизаторы. По конструкции распространенные современные «масляный» и «газомасляный» амортизаторы –двухтрубные. Они отличаются между собою настройками клапанного механизма. По потребительским свойствам «масляный» считается более мягким, а «газомасляный» более жестким.
Масляный амортизатор - комфортный и более универсальный: он подходит и для проселочных дорог, и для асфальта с ямами, и для перевозки тяжёлого груза. Но уступает газовому амортизатору в «цепкости», при езде автомобиля по асфальту, особенно при скоростной езде с резкими поворотами. При этом цена газомасляных амортизаторов несколько выше, чем масляных.
На конвейеры автопроизводителей поставляется три базовых типа амортизаторов - гидравлический двухтрубный (его часто называют масляный), гидравлический двухтрубный с газовым подпором низкого давления (газо-масляный) и третий тип – однотрубный с газовым подпором высокого давления (газовый).
На сегодняшний день самый распространённый вид амортизаторов а автомобилестроении – газомасляные однотрубные и двухтрубные.От теории к практике: рассмотрим основные разновидности на примере серий амортизаторов японской компании KYB – лидера в производстве гидравлических систем. Предлагаемый этой компанией ассортимент покрывает 99% потребностей современного автопарка и поставляется на конвейеры ведущих автопроизводителей, как азиатских, так и европейских.
Интересный факт - каждый четвёртый автомобиль в мире с конвейера оснащён амортизаторами компании KYB.
Серия масляных амортизаторов KYB называется PREMIUM, а газомасляных – EXСEL-G. Здесь важно учесть, что если подвеска вашего автомобиля с конвейера настроена на жёсткий режим и автомобиль оборудован газомасляным амортизатором, то не рекомендуется заменять его на масляный. Производителем для каждой модели автомобиля предусмотрен либо амортизатор с такими же характеристиками, как оригинальный, либо ещё более жёсткий. И, как правило, если вы выбираете комфорт – рекомендуется устанавливать такую же модель, какая была в оригинале, если для вас важнее управляемость – нужно заменить амортизатор на более жесткий.
Серия однотрубных газовых амортизаторов у KYB называется GAS-A-JUST , и поставляется на конвейеры большинства известных автопроизводителей. О его конструкции говорит само название. Однотрубный газовый амортизатор часто еще называют саморегулируемым, так как, благодаря техническим особенностям своей конструкции, он настраивается как на жесткий режим для трассы, так и на более плавный ход при движении по пересеченной местности. Амортизатор сам подстраивается под дорожные условия, под влиянием выбранной скорости и силы возникающих колебаний. Естественно, что из-за сложной технологии исполнения однотрубная конструкция амортизаторов дороже, чем двухтрубная.
Помимо трёх перечисленных основных типов, есть ряд других, разработанных для вторичного рынка специально для целей тюнинга. У KYB эти спецсерии называются SKORCHED 4's, ULTRA SR и MonoMax.
У KYB есть также очень интересный тип амортизаторов - регулируемый амортизатор серии AGX. Данный тип позволяет водителю самостоятельно выбирать и настраивать уровень жёсткости подвески своего автомобиля для движения в определённых условиях. 
Процесс создания амортизаторов
Учитывая важность этого узла, особенно учитывая состояние наших дорог, одно из главных требований к амортизаторам – долговечность. Амортизатор – высокотехнологичное изделие и собирается минимум из 20 компонентов. От качества каждого его компонента, от точности их обработки, соединения и сборки зависит срок службы амортизатора в целом.
От первых чертежей до запуска амортизатора в серийное производство проходит около трех лет – для новой модели автомобиля, и до полутора лет для уже существующей.
Вначале создается конструкция с геометрией и характеристиками, которые определены техническим заданием. Проводится компьютерное моделирование с точным расчётом нагрузки на каждую точку детали. Потом наступает стадия тестирования опытных образцов, когда в течение двух-трёх месяцев экспериментальные изделия испытывают в лаборатории на выносливость и прочность. Проверяются и регулируются технические характеристики амортизатора в условиях разных температур (от минус пятидесяти до плюс восьмидесяти), проверяется устойчивость к различным механическим воздействиям и даже уровень производимого шума. Амортизатор тестируется срабатыванием до двух миллионов раз, имитируя движение автомобиля на различных скоростях. На специальных испытательных полигонах проверяется работа амортизатора на 150 тысячах километров. Затем испытываются на механическую прочность крепёжные элементы, для чего прилагаются усилия для отрыва их от корпуса.Тонкости замены амортизаторов
Как известно, любые амортизаторы рано или поздно приходится менять. Тут и возникает мучительная проблема выбора, ведь на рынке представлено огромное количество вариантов от различных производителей, различных как по цене, так и по конструктивному исполнению. Какой же подойдёт именно для Вашего автомобиля? Попробуем разобраться.
Выбор типа амортизаторов: 1) Прежде всего, обращаем Ваше внимание на то, что амортизаторы заменяются исключительно попарно – два передних, или два задних. Это крайне важно - амортизаторы должны быть одной серии одного производителя и должны обеспечивать идентичные характеристики. Не экономьте на своей безопасности! 2) Выбирайте амортизаторы, соответствующие по типу и характеристикам амортизаторам, установленным производителем на Вашем автомобиле. 3) Выбирайте серию амортизаторов с учётом Вашей манеры вождения и качества дорог, по которым в основном ездите. Так, если ваш автомобиль часто колесит по просёлочным дорогам, с плохим покрытием или с ямами, и зачастую груженный, то вам подойдёт масляный двухтрубный амортизатор. Кроме всего прочего, эта версия более доступная по цене. У KYB данная серия называется Premium. Её отличительная особенность - большой запас прочности: после 60 тысяч километров пробега жесткость сохраняется на уровне новых оригинальных амортизаторов. Если вы предпочитаете городской асфальт, вам нравится «выжимать» все возможное из Вашего автомобиля – быстрый разгон и резкое торможение, вождение в крутых поворотах и т.п., – оптимальным будет выбор газомасляных амортизаторов. В большинстве современных автомобилей амортизаторы этой серии установлены в качестве оригинальных. У KYB серия газомасляных амортизаторов называется EXСEL-G .
Что касается так называемых газовых однотрубных амортизаторов, их особенность в том, что их характеристики подстраиваются под дорожные условия с учётом выбранной скорости и силы возникающих колебаний. Монотрубная конструкция часто установлена в оригинале на многих европейских моделях, и выбор амортизаторов такого типа может быть достойной альтернативой при замене для тех, кто много ездит по дорогам с разным покрытием (читайте – по нашим дорогам) и полному бездорожью. 4) Выбор специальных амортизаторов должен быть произведен профессионалами. Для любителей автомобильного тюнинга компанией KYB предлагаются специальные серии амортизаторов. Например, в серии KYB Ultra SR усилия отбоя и сжатия увеличены на 130% по сравнению с обычными, что делает автомобиль гораздо устойчивее на высоких скоростях и при агрессивном стиле вождения.Выбор места покупки и установки амортизатора: Одна из основных опасностей при покупке автозапчастей – это не выбор производителя, а приобретение подделки! Кроме того, качественные амортизаторы, установленные в гараже без соблюдения технологии, с большой долей вероятности не смогут обеспечить заявленных характеристик и гарантированно вызовут проблемы с заменой в случае заводского брака. Поэтому: 1) Прежде всего, выбирайте надёжные источники продаж. Это сертифицированные торговые точки и станции технического обслуживания. Например, компания Автоклад – сертифицированный продавец амортизаторов компании KYB, что подтверждено соответствующим сертификатом.В этом случае, высока вероятность того, что вам подберут амортизатор: а) правильно; б) оригинального качества, в) с гарантией. Следует отметить, что гарантия на амортизаторы предоставляется, только если амортизаторы были установлены на сертифицированных станциях сети KYB-Сервис. Именно поэтому, избегайте покупки на рыночных раскладках, или в безымянных интернет-магазинах с подозрительно привлекательной ценой.
2) обращайтесь в профессиональный сервис. Сертифицированная станция техобслуживания не только правильно установит амортизаторы, но и будет отвечать за свою работу и гарантию заявленной длительности службы. Что касается гаражных и самостоятельных ремонтов, их экономика, вообще, спорна. То, что мастер на сертифицированной СТО сделает за один час, причем правильно и с гарантией, может занять у вас целый день. В результате, и качество под вопросом, и длительную гарантию Вы не получите. Данная статья предназначена не для рекламы сертифицированных продавцов и техстанций и носит рекомендательный характер. Но мы надеемся, что представленная в ней информация позволит Вам сделать правильный выбор и избежать распространенных ошибок. Источник: autoportal.uawww.mashinomania.ru
Телескопический амортизатор. Нюансы конструкции | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис
Они одинаковые только с виду. На самом деле внутри у амортизаторов разных поколений и фирм содержится много интересного, необычного и даже уникального. Того, что определяет главный параметр амортизаторов – его динамическую характеристику.
В легковых автомобилях наибольшее распространение получили телескопические амортизаторы. Собственно, это гидравлический поршневой насос. Его цилиндр, заполненный жидкостью (маслом), крепят к одному концу пружины подвески, а шток поршня – к другому. Растягиваясь и сжимаясь, пружина заставляет проходить поршень через жидкость, перекачивая ее с одной стороны на другую через маленькие калиброванные отверстия – жиклеры. Чтобы продавить масло через жиклеры, нужно приложить достаточно большое усилие. Это усилие замедляет ход пружины, поскольку всегда направлено в сторону, противоположную движению штока поршня.
В реальной жизни конструкция амортизатора намного сложнее. Например, объем масла, вытесняемый поршнем при ходе вверх и вниз, не может быть одинаков из-за того, что часть пространства с одной стороны занимает шток поршня. Для компенсации этой разницы, а также для нивелирования температурных расширений конструкции требуется некий запасной объем гидравлической жидкости. Этот компенсационный объем может быть размещен в разных местах.
Если компенсационный объем масла располагают снаружи в зазоре между трубой корпуса рабочего цилиндра и второй трубой несколько большего диаметра, то такой амортизатор называют гидравлическим двухтрубным (в быту просто «гидравлическим»). Эту конструкцию давно считают классической, и такие амортизаторы устанавливают на большинство легковых автомобилей.
Кроме жидкости в любом амортизаторе есть газ. В том же классическом двухтрубном компенсационная полость, соединенная с рабочим цилиндром через «донный» клапан, заполнена гидравлической жидкостью только наполовину. Остальное занимает газ (воздух или азот). И, тем не менее, со словом «газ» связано несколько мифов.
Для того чтобы газ при работе амортизатора не попал в рабочий цилиндр, приходится принимать дополнительные меры. В большинстве случаев требуется, чтобы расположение двухтрубных амортизаторов было близким к вертикали. Это ограничение может быть снято, если расположить компенсационную полость как-то иначе, чем в двухтрубном амортизаторе. Например, в том же рабочем цилиндре можно отделить вторым «плавающим» поршнем (не имеющим штока, а только ограничивающим полость переменного объема) некоторую часть и заполнить ее сжатым под давлением газом. Этот газ, расширяясь и сжимаясь, будет компенсировать как объем, занимаемый штоком (штоки в таких амортизаторах делают очень тонкие), так и температурные расширения. Но поскольку газ находится в самом рабочем цилиндре, а не в полости, соединенной с ним через дренажный клапан, то во избежание схлопывания газа под действием рабочих усилий сжимать его приходится до давления 25–30 и более атмосфер. Таким образом, внутри амортизатора появляется газовая пружина, которая выталкивает шток с усилием порядка 25 кг. Такая конструкция названа однотрубной (однотрубный газогидравлический амортизатор, если точнее, а в быту просто «газовый»). Однотрубный амортизатор имеет массу достоинств, он по заслугам оценен, скажем, спортсменами. Монтировать такой амортизатор можно в любом положении, перегреть его, а тем более заставить масло в нем закипеть практически невозможно из-за повышенного давления внутри корпуса и значительно лучших, чем у двухтрубного амортизатора, условий охлаждения. Разработчики спортивных автомобилей с успехом размещают газовые амортизаторы внутри кокпита, где условия охлаждения хуже, чем около колес.
Газовый однотрубный амортизатор в свое время был очень сильно разрекламирован и преподносился как панацея, способная избавить подвеску любого автомобиля от всех ее бед. В жизни панацеи не бывает. Но последствия рекламного давления остались, и многие водители продолжают считать, что «газовый» амортизатор лучше «гидравлического».
Однотрубный газогидравлический амортизатор нашел свою нишу применения, где оказался очень полезен. Кроме спорта его успешно используют на больших тяжело нагруженных машинах, эксплуатируемых далеко не на самых идеальных дорогах. Но чем автомобиль меньше, тем вреднее те самые 100 килограммов, которые добавляет сжатый газ к усилию пружин. Поэтому однотрубные газогидравлические амортизаторы на маленьких машинах не используются, да и на средних редко.
Одна из рекламных страшилок, которыми пользовались продавцы газовых амортизаторов лет десять назад, гласила, что из-за недостаточного теплоотвода двухтрубный гидравлический амортизатор можно перегреть до такого состояния, что масло закипит. Миллионам автовладельцев «вскипятить» масло в амортизаторе пока не удавалось, но теоретическая возможность образования кавитационных пузырьков на некоторых режимах в двухтрубных амортизаторах, которые заправлены маслом с низкой температурой кипения, действительно имелась. Устранить эту возможность можно двумя способами: заправить амортизатор жидкостью, не склонной к кавитации, или несколько увеличить давление в компенсационной камере.
На практике пошли как тем, так и другим путем. Гидравлическая жидкость всех «приличных» амортизаторов последних поколений кавитационных пузырьков при любых мыслимых условиях работы не образует. Кроме того, появился новый тип амортизаторов – двухтрубный газогидравлический низкого давления. Собственно, это классический двухтрубный, в компенсационную камеру которого закачан газ под небольшим (2–3 атм) давлением. Профессионалы называют такие амортизаторы «поддутыми», а для торговли они все равно «газовые». Считается, что эта конструкция решила все задачи современного массового автомобилестроения, устранив недостатки (реальные и мнимые) обычных гидравлических двухтрубных амортизаторов. Она позволила, не меняя кардинально технологию производства, выпускать компоненты, отвечающие современным требованиям, и успешно продавать их даже тем, кто ничего не хочет знать об амортизаторах без приставки «газовый».
На этом обзор конструкций амортизаторов заканчивать еще рано, поскольку для подвески типа МакФексон делают амортизаторы особого типа, которые играют роль направляющего элемента самой подвески (это называют «стойка»). Традиционно для подвесок МакФексон используют гидравлические двухтрубные амортизаторы с измененной (усиленной) направляющей штока, а сам шток делают толще, чтобы он мог воспринимать изгибающие нагрузки. Газогидравлический амортизатор высокого давления в подвеске такого типа сначала использовать не удавалось. Но поскольку очень хотелось, то придумали симбиоз двухтрубного и газогидравлического. Для этого перевернули однотрубный амортизатор штоком вниз, а компенсационную камеру высокого давления разместили так, как в двухтрубном. Так родился двухтрубный амортизатор высокого давления, который применяют сейчас в подвесках типа МакФерсон.
На спортивных амортизаторах компенсационную камеру размещают вообще в другом устройстве, соединив ее рабочим цилиндром амортизатора гибкой трубкой высокого давления. Дорого и ненадежно. Но круто.
Кроме всего прочего, для правильной работы подвески усилия сжатия и растяжения амортизатора не должны быть одинаковы. Поэтому делают две группы жиклеров, одна работает на сжатие, другая на растяжение. Выбор осуществляют клапаны, открывающие только ту группу жиклеров, которая нужна.
Параллельно с «газовой» историей развивается второе направление развития конструкции амортизаторов – эволюция клапанной системы. Этот процесс идет тихо, без рекламных фанфар, но именно здесь проявились главные достижения, позволившие сначала в широких пределах изменить характеристики амортизаторов под задачи подвески различных автомобилей, а затем сделать амортизатор частью общей системы управления автомобилем.
Как только в амортизаторах появились клапаны, так сразу дал о себе знать самый главный недостаток клапанных систем – инерция их срабатывания. При короткоходовых высокочастотных колебаниях колеса (подвески) клапаны просто не успевали срабатывать, и характеристика амортизатора в этой зоне работы оказывалась далеко не оптимальной. Малоинерционные (легкие и тонкие) клапаны не обладали достаточной прочностью, чтобы выдержать напор жидкости во время полного хода штока с большой скоростью. Чтобы исправить сложившееся положение, пришлось установить две группы клапанов: одна работает во время малых ходов и справляется с большой частотой колебания поршня, другая берет на себя поток масла при значительных перемещениях штока с большой скоростью. Существует рабочий диапазон, где обе группы клапанов работают совместно. Установка двух групп клапанов не только устранила инерционные провалы, но и позволила создать амортизаторы, характеристика которых значительно отличается от линейной. В начале движения штока срабатывают только малоинерционные клапаны, и масло идет через их жиклеры, затем постепенно включаются основные, а при больших ходах объем жидкости, проходящий через основные жиклеры, столь велик, что группа, вступившая в работу первой, уже не оказывает влияния на характеристику амортизатора в целом.
Несколько групп клапанов, которые могли работать как по отдельности, так и вместе, стали очень значительным шагом в развитии конструкции амортизаторов. Поначалу, да и сейчас в более простых вариантах конструкции (читай: на подавляющем большинстве эксплуатируемых автомобилей), клапаны «откликались» на свои ходы и частоты движения поршня, и характеристиками амортизатора управляют дорожные условия по алгоритму, жестко заложенному разработчиками. Следующим логическим шагом развития конструкции стали амортизаторы с клапанами, вступающими в работу по внешней команде (водителя или системы управления), – так появились амортизаторы с регулируемой жесткостью. Однако, поскольку для грамотного обеспечения всех требований, как условий комфорта, так и безопасности, следует учитывать множество факторов, то регулирование характеристик амортизатора было переложено на плечи электронной системы управления.
За примерами далеко ходить не нужно.
Технология частотно-селективного демпфирования (FSD) амортизаторов компании KONI – это пример работы нескольких групп клапанов. FSD позволяет амортизатору стать «мягче» при ходе отбоя и во время вибрации колеса (небольшой ход колеса при частоте не менее 1 Гц). Однако при начале движения автомобиля и во время прохождения им поворотов амортизатор остается «жестким». Такая конструкция амортизаторов повышает как комфорт автомобиля, так и его устойчивость на очень скользкой дороге. Это пример «жесткого» алгоритма настройки амортизаторов.
А примером амортизаторов с электронным регулированием жесткости могут быть амортизаторы серии CDC компании ZF. Еще недавно эту разработку можно было видеть только на машинах премиум-класса, сейчас она пришла на машины среднего и даже гольф-класса. Блок управления CDC рассчитывает оптимальные величины демпфирования, получая информацию от множества датчиков. За изменение жесткости отвечают клапаны, регулирующие поток масла. На машинах, оснащенных амортизаторами с электронной регулировкой жесткости, рулевое управление быстрее реагирует на действия водителя, а амплитуды колебаний вертикальных, поперечно-угловых колебаний значительно ниже. За счет надежности сцепления с дорожным покрытием сокращается тормозной путь.
Разрабатывая конструкцию, алгоритм работы и механизм обеспечения требуемой характеристики амортизаторов (собственно, разрабатывая их клапанно-жиклерную систему), специалисты многих производителей идут своим путем. При этом они не только не рекламируют свои достижения, но по возможности стараются скрыть как можно дольше от посторонних глаз новинки, используемые в этом самом главном узле амортизатора, чтобы хоть как-то затруднить возможность прямого копирования своих изделий конкурентами.
Итак, современные амортизаторы – это весьма сложные агрегаты, которые из автономного когда-то узла все больше и больше становятся компонентом глобальной системы управления и активной безопасности автомобиля и, значит, требуют к себе серьезного системного отношения.
Посмотрите похожие материалы:
a-kt.ru
