АМОРТИЗАТОРИ

Рух автомобіля по не рівній поверхні дороги супроводжується коливанням підресорених (рами, кузова, кабіни, двигуна тощо) та не підресорених мас, які можуть продовжуватися деякий час. Під час руху з великою швидкістю по нерівній дорозі можуть виникнути резонансні коливання, які приводять до некерованості автомобіля. Для уникнення цього та забезпечення швидкого затухання коливань, використовують спеціальні пристрої - гідравлічні або пневматичні амортизатори. Найбільш повно задовольняють вимоги до підвісок телескопічні амортизатори.

Рис. 73. Стійки амортизаторів та амортизатори підвісок

Рис. 74. Амортизатор автомобіля Тойота

Призначення

Слугують як гасильний пристрій коливань автомобіля та допомагають зменшити боковий крен, змінити висоту розташування підресорених частин автомобіля тобто дозволяють автомобілю адаптуватися до умов руху, а також допомагають зменшити та регулювати швидкість переміщення колеса відносно кузова.

Вимоги

Простота та технологічність виготовлення, надійність та довговічність, простота обслуговування, можливість використання в автоматичних системах керування рухом, збільшення затухання коливань зі збільшенням швидкості, малі затухання коливань під час руху по нерівностях малих розмірів, невеликі навантаження від амортизатора на несучу систему, стабільність дії в любих кліматичних та дорожніх умовах.

Класифікація

За способом дії: одно або двох сторонньої дії;

За конструкцією: телескопічні однотрубні та двотрубні або важільні;

За робочим тілом: рідинні або рідинно-газові;

За зміною густини рідини для амортизаторів (з електромагнітними котушками або без);

За зміною площі перепускних отворів: з електричним регулюванням зміни площі перепускних отворів або без;

За способом керування: з автоматичним керуванням або без.

На сучасних автомобілях широко застосовують гідравлічні телескопічні амортизатори, які прості у виготовлені, мають велику довговічність і забезпечують стабільність характеристики у діапазоні частот коливань до

20 Гц.

Конструкція

Амортизатор складається, як правило, з трьох основних вузлів:

1 - циліндра з днищем та клапанами днища;

2 - поршня з клапанами та штоком;

3 - направляючої втулки з ущільненням.

Амортизатор включає дві групи рухомих деталей:

Перша група - робочий циліндр та резервуар, які з’єднується через вушко з балкою моста (маточинами коліс) і переміщуються разом з ними.

Друга група – захисний кожух та шток на кінці котрого установлений поршень, які через верхнє вушко поєднані з несучою системою і переміщуються разом з нею. Телескопічний амортизатор складається з герметичного циліндра з рідиною для амортизаторів, всередині котрого переміщується поршень зі штоком. У поршні по зовнішньому та внутрішньому колах розташовані отвори, які закриваються або відкриваються перепускним клапаном зверху поршня та клапаном віддачі з пружиною знизу поршня. Ефективність дії амортизатора пропорційна швидкості руху поршня.

Зверху у циліндрі установлюються сальники резервуара та штока та закручується гайка. Прохід штока в робочий циліндр ущільнюється кільцем і гумовими сальниками, які утримуються в обоймі сальників гайкою. Для ущільнення стику між обоймою й стінкою резервуара поставлені ущільнювальні кільця, які також підтискаються гайкою. При попаданні рідини в порожнину обойми через ущільнювальне кільце з цієї порожнини вона зливається через отвори.

У нижній частині робочого циліндра установлено клапан стиску і перепускний клапан, який перекриває отвір в днище циліндра. У зв’язку з тим що при стисканні витісняється більше рідини, ніж при розтягуванні (відбою), любий амортизатор має резервну порожнину з стисненим повітрям, або резервуар зі стисненим газом у нижній частині циліндра амортизатора, відокремлений поршнем від основної частини .

Дія амортизатора основана на використанні гідравлічного опору при перетіканні рідини для амортизаторів з однієї порожнини над поршнем при віддачі до порожнини під поршнем та камери між циліндрами, або перетіканні рідини з порожнини під поршнем до порожнини над поршнем при віддачі, які перекриті клапанами стискання та віддачі. Сучасні амортизатори, як правило виготовляються двохсторонньої дії, тобто вони працюють на стискання та розтягування (віддачу). При стисканні опір амортизатора менший ніж при розтягуванні (віддачі). Останнім часом на автомобілях все більше використовується адаптивна підвіска та амортизатори з електроклапанами, які можуть змінювати площу прохідних отворів для проходження рідини для амортизаторів, що дозволяє змінювати жорсткість амортизатора та здійснювати водіння у різноманітних режимах (Амортизатори СDC). Використовуються амортизатори, які змінюють свої гасячі властивості шляхом намагнічування рідини для амортизаторів, що проходить через електромагнітні котушки (Magneride фірми Delphi) і збільшує або зменшує у автоматичному режимі швидкість протікання рідини через отвори.

Успішно використовується гідропневматична система регулювання висоти дорожнього просвіту Nivomat.

Рис. 75. Перші важільні амортизатори

Корпус амортизатора закріплений на несучій системі, а рухомі лопаті амортизатора поєднані через важелі з мостом. В порожнинах між лопатями амортизатора знаходиться рідина для амортизаторів.

Рис. 76. Перші важільні амортизатори у розтину

Під час наїзду на нерівність дороги колесо з важелем опускається, або піднімається. Важіль повертаючись навколо осі стискає рідину амортизатора, яка перетікає в іншу порожнину амортизатора, що приводить до гасіння коливань.

Рис. 77. Однотрубний газонаповнений амортизатор

У однотрубному амортизаторі порожнина з газом відокремлена від порожнини з рідиною для амортизаторів розмежувальним поршнем з ущільненням. Порожнина у нижній частині амортизатора під розмежувальним поршнем заповнена стиснутим газом. Порожнина над розмежувальним поршнем заповнена рідиною для амортизаторів. У робочому циліндрі знаходиться шток, який верхнім кінцем кріпиться до несучої системи, а на другому кінці кріпиться гайкою поршень з перепускними клапанами. У верхній частині робочого циліндра знаходиться напрямна штока з ущільнюючим сальником. Однотрубний амортизатор простий за конструкцією з невеликою кількістю деталей та масою, менший у діаметрі в порівнянні з двотрубним. Разом з тим він довший у порівнянні з двотрубним і має складне ущільнення робочої порожнини.

Рис. 78. Робота однотрубного амортизатора

Під час наїзду колеса на нерівність дороги (стисканні) поршень штока стискає рідину під поршнем, яка тисне на розмежувальний поршень та газ під поршнем. Тиск рідини під поршнем піднімає диски (клапани) над поршнем і рідина перетікає через отвори з нижньої порожнини до верхньої.

Під час опускання колеса (відбою) поршень штока стискає рідину над поршнем зменшує тиск рідини під поршнем. Тиск рідини над поршнем опускає диски (клапани) під поршнем і рідина перетікає через отвори з верхньої порожнини до нижньої. При невеликих швидкостях переміщення поршня штоку диски (клапани) займають вихідне положення і рідина для амортизаторів перетікає з одного простору робочого циліндра до іншого крізь зазор між поршнем та циліндром.

Рис. 79. Конструкція двотрубного амортизатора

Найбільш розповсюджені двотрубні телескопічні амортизатори двосторонньої дії з несиметричною характеристикою, де сила стискання є меншою ніж сили розтискання. Двотрубний амортизатор складається з трубчатого корпуса всередині якого встановлений робочий циліндр з штоком та поршнем. До верхньої та нижньої частин корпуса приварені вушка у які вставлені гумові втулки (сайлент-блоки). Вушка забезпечують кріплення до несучої системи та мостів. У верхній частині робочого циліндра знаходиться напрямна втулка штока з ущільнюючим сальником. У нижній частині робочого циліндра розташовані донні клапани для перепускання рідини до компенсаційної камери. Внутрішній простір амортизатора заповнений певною кількістю спеціальної рідини. Компенсаційна камера призначена для компенсації зміни об’єму рідини в робочому циліндрі, яка виникає внаслідок переміщення підвіски. Частина компенсаційної камери заповнена повітрям, частина рідиною.

У поршні зроблені наскрізні отвори, які закриваються зверху клапаном стискання з слабою пружинною дією, а знизу клапаном віддачі з сильною пружинною дією. Аналогічні клапани є у донній частині робочого циліндра.

В клапанному механізмі можуть бути використані виті пружини або пружні диски.

Рис. 80. Конструкція телескопічного гідравлічного двохтрубного амортизатора двосторонньої дії автомобіля ЗИЛ-131

Рис. 81. Робота двотрубного амортизатора

У двотрубному амортизатору, під час руху поршня, рідина перетікає з однієї порожнини до іншої через отвори поршня і отвори у нижній частині внутрішнього циліндра під час відкриття відповідних клапанів.