Амортизатор-Газ Или Масло?

[ROLF 5]

Рано или поздно, каждый автолюбитель сталкивается с проблемой, — какие амортизаторы поставить взамен отработавших старых. Отечественный рынок амортизаторов настолько разнообразен, что легко и запутаться в изобилии производителей. А ездить на автомобиле с неисправными стойками не только не приятно, а даже рискованно — машина становится неуправляемой, плохо держится на дорожном полотне, постоянно уводит в сторону, заметно снижается эффективность тормозной системы.

Да и как быть, раньше стояли обычные гидравлические (масляные) амортизаторы, а коллеги по работе рекомендуют поставить современные — газовые. Некоторые отечественные автолюбители предпочитают менять амортизаторы сразу после покупки нового автомобиля. Насколько это целесообразно, какие амортизаторы лучше — газовые или масляные, а может быть, есть альтернатива и тем и другим — сегодня мы с вами в этом разберемся, опираясь на собственный водительский опыт и советы специалистов.

А зачем они вообще нужны…

Такого мнения придерживаются некоторые отечественные автолюбители, утверждая, что амортизаторы не нужны, главное пружины. Именно они, по их мнению, поддерживают кузов автомобиля во время движения, смягчают действие на автомобиль всех неровностей дорог. Да, действительно, поддержание кузова это прерогатива пружин, а амортизаторы служат для того, чтобы уменьшить количество колебаний пружин и сделать их ход плавным. Если бы на автомобиль устанавливали только пружины, то вы б чувствовали себя в салоне такого автомобиля во время даже медленного движения, как игрушка на пружине. В таком случае о безопасности и хорошем сцеплении колес автомобиля с поверхностью дорожного полотна пришлось бы попросту забыть.

Гидравлические (масляные) амортизаторы

Почти все легковые автомобили отечественные автопроизводители комплектуют гидравлическими (масляными) амортизаторами. Напомню, раньше на легковушки устанавливали либо фрикционные, либо ленточные амортизаторы.

Современные гидравлические стойки представляют собой систему двустороннего действия. Она уменьшает амплитуду колебаний подвески, как при полном ее сжатии, так и во время ее расслаблении. Достигается это за счет масла, которое, двигаясь из одной части амортизатора в другую, принимает на себя сопротивление пружин, тем самым, гася их разрушительную силу. Состоит гидравлический амортизатор из рабочего цилиндра, штока с поршнем, компенсационной камеры, направляющей втулки и амортизационной жидкости — масла.

Главным недостатком гидравлических стоек является наличие воздушной смеси в компенсационной камере. В случае, когда в камере низкий уровень воздуха или он вообще отсутствует, эффективность работы амортизаторов равна нулю. В обратном случае, когда воздуха слишком много, амортизатор тоже не будет справляться со своими обязанностями — он будет просто проваливаться (сжиматься и разжиматься без сопротивления).

Также отрицательной чертой масляных амортизаторов является их плохая теплоотдача. Во время длительной езды, из-за плохих условий охлаждения масляная жидкость в амортизаторах перегревается, тем самым, теряя свои связующие свойства, а значит, снижается и эффективность работы стоек. При движении по не качественным дорогам даже на небольшой скорости кузов автомобиля начинает немного раскачивать — это ни сколько не опасно, в большей мере неприятно.

Не рекомендуется быстро ездить по плохим дорогам на автомобиле, который оборудован гидравлическими стойками. Из-за частого и резкого перемещения поршня на его рабочей поверхности создается напряженное поле, которое способствует образовыванию кавитационных пузырьков — одним словом может стать причиной вспенивания масла.

В таком случае, масло, смешиваясь с пузырьками воздуха, превращается в эмульсию, что приводит к снижению вязкости масла, вследствие чего амортизатор вообще выходит из строя и прекращает справляться с положенными на него обязанностями.

К преимуществам данного вида амортизаторов, можно, бесспорно отнести их стоимость — самые доступные на рынке амортизаторов, довольно небольшие по габаритам, устойчивые к внешним негативным факторам.

Газовые амортизаторы

Несколько лет назад, на смену мягкой гидравлике пришли современные — газонаполненные. Они работают жестче, но отличаются более стабильной работой и большим сроком эксплуатации.

В отличие от своих собратьев, компенсационную камеру данных амортизаторов заполняет не обычный воздух, а газ, который в нее закачивают под очень большим давлением-до 28 атмосфер. Дополнительно к этому, чтобы изолировать газ от масла, камеру разделили специальной мембраной. Применение такой технологии, свело вероятность вспенивания масляной жидкости к минимуме — ведь чем выше давление в масле, тем выше его связующие свойства и температура его кипения.

Благодаря высокому давлению, поршень амортизатора всегда находится в поджатом состоянии. Это дает возможность намного быстрее реагировать на недостатки отечественных дорог. Мало того, однотрубный амортизатор, в отличие от гидравлического двухтрубного, лучше охлаждается, следовательно, стабильнее работает и лучше справляется с возложенными на него обязанностями.

Газонаполненные амортизаторы более жесткие по сравнению с масляными. В основном, ними комплектуются автомобили спортсменов и тех автолюбителей, для которых спокойная езда не по душе.

Еще одним преимуществом газовых амортизаторов является возможность устанавливать их в разном направлении (как горизонтально и вертикально, так и под разным углом наклона). Напомним, что гидравлические устанавливать в такие положения категорически запрещено.

К недостаткам газозаполненных амортизаторов можно отнести их довольно высокую стоимость, сложность производства, меньший комфорт и достаточно большие нагрузки на кузов автомобиля. Последняя особенность негативно сказывается на состоянии кузова, уменьшает прочность всех металлических деталей, быстрее выходят из строя подшипники, шаровые опоры.

Газ или масло?

Начнем с того, что плохими и хорошими амортизаторы не бывают. Все зависит от профессиональных навыков водителя, умения обслуживать автомобиль, его состояния. Да и от состояния дорожного покрытия много чего зависит.

Как говорят бывалые автолюбители — для каждой дороги свои амортизаторы.

Каждый автолюбитель, ставя ту или иную модель амортизаторов, стремится увеличить комфорт и управляемость автомобилем. Но как бы там ни было, эти два показатели противоположны друг другу — улучшая один из них, мы автоматически ухудшаем другой. Каждый автолюбитель имеет собственный стиль управления и мнение об уровне комфорта и жесткости подвески — уровень жесткости подвески, который устраивает одного водителя, может вызвать негодование у другого.

Поэтому, если знакомые автолюбители упорно советуют те или иные амортизаторы, говоря, что газонаполненные стойки лучше масляных, не стоит с ними соглашаться. Да, действительно, они неплохо справляются со своими обязанностями, но показать свои преимущества газовые амортизаторы могут только во время спортивных соревнований. Глядя на стиль езды «рядовых» автолюбителей и состояние наших дорог — гидравлические амортизаторы то, что нужно.

На стороне гидравлики находится и их стоимость — масляные амортизаторы стоят на порядок ниже газонаполненных. Что касается газовых амортизаторов, то на их стороне, безусловно, лучший уровень управления.

Представьте себе картину — вы едите и спереди вашего автомобиля, перебегает дорогу пешеход. Вы, конечно же, тормозите — автомобиль останавливается в считанных сантиметрах от него. Если бы на вашем авто стояли гидравлические стойки, то пешеход сейчас находился где-то в районе заднего моста. В отличие от гидравлики, автомобили с газонаполненными амортизаторами имеют меньший тормозной путь. Не стоит ставить газовые амортизаторы на старые автомобили, в частности на отечественные модели — год езды на таких амортизаторах разрушит ее окончательно.

Так что выбор за вами!

Выбираем амортизаторы

Амортизаторы, как демпфирующий элемент современной подвески, получили наибольшее распространение в силу сочетания эффективности в работе, надёжности и технологичности изготовления. Основной функцией амортизатора является обеспечение надёжного контакта колеса с дорогой, комфорта и безопасности.

Для выполнения своей функции амортизатор должен поглощать определённое количество энергии колебаний, и если точнее, то не поглощать, а преобразовывать её в тепловую. Количество поглощаемой энергии зависит от массы автомобиля, жёсткости пружины и частоты колебаний.

Думая о настройке подвески, нужно временно абстрагироваться от брендов и рекламных кампаний. Прежде всего нужно 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.

Нюансы 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 +/– 50О – 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.

Гидравлика 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. 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.

…плюс 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 эволюцией однотрубных 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 допкамеру, 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.

Hi-Tech

Кроме примеров борьбы с явлением аэрации, были и другие варианты совершенствования конструкции таких амортизаторов. Так, например, компания Monroe, используя особые заостренные бороздки на стенках рабочей колбы, добивалась точной настройки характеристик амортизатора, как для спокойной, так и для активной езды. Нужно отметить и примеры регулируемых амортизаторов, построенных по двухтрубной газонаполненной схеме. Стандартные амортизаторы также обладают возможностью регулировки, но для этого их необходимо разбирать. А есть варианты конструкций, предлагающие внешнюю регулировку жесткости. Так, фирма Koni применяет особый регулировочный штырь, проходящий через шток. Загнутый конец этого штыря, поворачивая особую эксцентриковую шайбу, создает дополнительную нагрузку на нижние пластины, позволяя настроить усилия хода отбоя. Ряд фирм осуществляют регулировку жесткости работы амортизатора схожим образом, но с использованием системы перепускных каналов в штоке, отвечающих за протекание масла, минуя дроссель. Интересный вариант регулировки жесткости предлагает фирма Kayaba. На ее амортизаторах серии AGX используется клапан, расположенный сбоку амортизатора в нижней части стойки, также регулирующий перепускание масла в обход поршня. У конструкций с выносными резервуарами возможностей настройки, как было сказано выше, куда больше, но все это механические системы, требующие остановки и ручной корректировки. Такой вариант мало подходит к современным серийным автомобилям, производители которых стремятся создать водителю и пассажирам максимальный комфорт и удобства. Для этих целей разрабатываются новые варианты амортизаторов, имеющих автоматические регулировки жесткости. Первые такие устройства представляли собой сложнейшие гидравлические системы, работающие под высоким давлением и регулирующие характеристики работы амортизаторов посредством изменения давления масла в рабочем цилиндре. В настоящее время им на смену пришли иные устройства, позволяющие изменять характеристики работы амортизаторов посредством электрических клапанов, причем как в ручном, так и в автоматическом режиме. В качестве примера можно привести систему CDC (Continuous Damping Control – непрерывный контроль демпфирования) фирмы ZF, использованную на автомобиле Opel Astra. Здесь применена схема обычного двухтрубного амортизатора с газовым подпором. Регулировка усилия на сжатие и отбой осуществляется посредством двух электромагнитных клапанов, установленных сбоку в нижней части амортизатора и внутри самого поршня. Процессорное управление отслеживает множество параметров (скорость, вертикальное ускорение каждого колеса, угол поворота руля и т. д.) и регулирует жесткость по каждому из амортизаторов в отдельности. Есть и куда более изящная разработка, имеющая весьма радужные перспективы. Компания General Motors представила магнитные амортизаторы на моделях Cadillac Seville и Chevrolet Corvette. Совместно с корпорацией Delphi была разработана система MRC (Magnetic Ride Control – магнитный контроль перемещения). В данной системе отсутствуют привычные способы регулировки усилия. Всю работу берет на себя магнито-реологическая жидкость. Эта жидкость работает как и в обычных амортизаторах, но при этом под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными электромагнитными катушками, она способна менять свою вязкость. Причем менять с частотой 1000 раз/сек, и регулировка происходит фактически мгновенно. Реакция системы занимает всего одну миллисекунду. Нет ни двигателей, ни соленоидов, ни каких бы то ни было сложных клапанных систем. Такой магнитный амортизатор проще своих классических «коллег», но, к сожалению, пока не дешевле. Виной тому все еще высокая стоимость устойчивых к расслоению магнито-реологических жидкостей с достаточно широким температурным диапазоном работы. Но очень похоже, что будущее за подобной схемой. Уж очень много преимуществ. Упрощаются сам амортизатор и подвеска. Исключается необходимость в стабилизаторах поперечной устойчивости. Потрясающие возможности контроля жесткости подвески. Много плюсов.

[Svin 132]

много букв . не читал... отвечу на вопрос- газ!

[ROLF 5]

много букв . не читал... отвечу на вопрос- газ!

подтвердю