На первый взгляд, амортизаторы — это что-то типа пятого колеса у телеги. Рядовой водитель толком и не знает, для чего этот узел вообще нужен. В ходу какие-то нелепые определения, из которых может показаться, что всё это придумано ради улучшения комфорта.
Однако, амортизаторы — это важнейший элемент обеспечения безопасности автомобиля! Они, поглощая колебания кузова, предотвращают отрыв колеса от поверхности дороги на неровностях и тем самым обеспечивают максимальное сцепление с дорогой. Насколько это важно в движении на высокой скорости, на поворотах, а также при торможении, комментариев не требует.
Кстати! Если работу пружинной подвески автомобиля представить в виде прыгающего мячика, то амортизатор — это тормоз, предотвращающий отскоки колеса от поверхности.
Проведём анализ по такому плану:
1. Устройство амортизатора и его типы по конструкции.
2. Неисправности амортизаторов и их проявления.
3. Как правильно определить состояние механизма. Какое оборудование используется.
4. Как правильно хранить амортизаторы и подготовить их перед установкой.
5. Подведём итоги.
Устройство амортизатора и его типы по конструкции
Обычный и всем привычный амортизатор, не считая специфических конструкций для отдельного применения, представляет собой стальной цилиндр с помещённым в него поршнем. Поршень имеет встроенные гидравлические дроссельные клапаны, которые создают сопротивление перемещению поршня при перетекании специальной жидкости из верхней полости в нижнюю и наоборот. Гидравлическое сопротивление на поршне обеспечивает поглощение колебаний подвески автомобиля. В свою очередь поршень крепится к штоку, который имеет специальные манжетные уплотнения для удержания жидкости в полости цилиндра амортизатора. Уплотнение сопряжения поршень-цилиндр обеспечивается чугунными разрезными кольцами на поршне.
Рис. 1 Классификация амортизаторов по конструкции и принципу действия
Таким образом, принцип действия гидравлического амортизатора основан на гидравлическом сопротивлении движению поршня в цилиндре. Оно создаётся специальной амортизаторной жидкостью при её протекании сквозь дроссельные каналы в поршне.
Рис. 2 Общее устройство и принцип действия газо-масляного амортизатора
На современных легковых автомобилях самое широкое распространение нашли так называемые газо-масляные амортизаторы со специальной газовой пружиной, создающей избыточное давление жидкости в цилиндре. Ее применение вызвано необходимостью снизить/предотвратить кавитацию при интенсивной работе амортизатора.
Справка: кавитация — это процесс образования микропузырьков, заполненных паром или газом, внутри жидкости при резком локальном падении давления.
При резком перемещении поршня амортизатора жидкость как бы вскипает, выделяя растворенный воздух. В результате снижается её плотность и эффективность работы амортизатора.
Внимание! Газовая пружина лишь снижает/предотвращает кавитацию и совершенно не влияет на жесткость амортизатора. Мнение о том, что газовые амортизаторы более жесткие относительно простейших масляных — это заблуждение из-за непонимания принципа работы этого узла.
Рис. 3 Гидродинамическая кавитация. Схема процесса
Кроме снижения поглощающих свойств амортизатора, кавитация сопровождается микро-гидроударами, которые постепенно разрушают рабочие детали амортизатора и приводят к выходу его из строя.
Газовая пружина, заполненная азотом под высоким давлением, создаёт повышенное давление в амортизаторной жидкости, предотвращая её вскипание при быстром перемещении поршня. Кавитация существенно снижается или предотвращается.
Таким образом мы имеем два основных типа автомобильных амортизаторов: масляный и газо-масляный.
Рис. 4 Типы амортизаторов по наличию и устройству газовой пружины
На всех современных легковых автомобилях применяются амортизаторы газо-масляного типа.
Неисправности амортизаторов и их признаки
Из вышеописанного можно сделать выводы относительно наиболее характерных неисправностей амортизаторов:
1. Фрикционный износ сопряжения поршень-цилиндр, приводящий к внутренним перетечкам жидкости и снижению эффективности амортизатора.
2. Износ уплотнения штока поршня и вытекание амортизаторной жидкости. Сопровождается стуками от ударов поршня о поверхность жидкости и масляными потёками на поверхности амортизатора.
3. Разбивание соединения поршень-шток от ударов поршня о поверхность жидкости вследствие падения её уровня в цилиндре. Сопровождается стуками в амортизаторах.
4. Утечка газа из газовой пружины. Приводит к кавитации и стукам в амортизаторе, а также к общему снижению эффективности узла.
5. Износ и разбивание резинометаллических втулок крепления амортизатора. Сопровождается стуками в подвеске.
6. Износ и разбивание опор и подшипников передних амортизаторных стоек с подвеской типа McPherson. Вызывает стуки в подвеске и нарушение “развала” колёс.
На первый взгляд перечисленные неисправности настолько очевидны, что не требуют сложной диагностики и оборудования. Однако всё, что мы перечислили, — это уже внешние проявления крайне запущенных неисправностей, когда амортизаторы давно утратили свои свойства и не выполняли функцию.
Как определить состояние амортизаторов?
Чтобы своевременно выявить потерю свойств амортизаторов на ранних стадиях, необходима объективная диагностика с помощью специального диагностического оборудования. Это специальный вибрационных стенд, который по анализу гармонических колебаний подвески выявляет вибропоглощающие свойства амортизаторов задолго до появления в них стуков.
Рис. 5 Вибростенд для диагностики поглощающих свойств амортизаторов
Рис. 6 Результаты диагностики амортизаторов на дисплее вибростенда
Как правильно хранить амортизаторы и подготовить их к установке
Сложно организовать длительное хранение амортизаторов на складах и при транспортировке в правильном вертикальном положении, поэтому хранятся они обычно горизонтально. Однако при подготовке к установке на автомобиль его следует выдержать некоторое время вертикально в том же положении, в котором амортизатор будет установлен. Это обеспечит вытеснение воздуха в полость над жидкостью и предотвратит гидроудары в амортизаторе при работе подвески сразу после ремонта.
Внимание! Перед непосредственной установкой амортизатора на автомобиль следует дополнительно совершить несколько вертикальных движений штока от упора до упора, чтобы “прокачать” узел для вытеснения воздуха в верхнюю полость цилиндра над жидкостью.
Подведём итоги
1. Мы узнали, что амортизаторы подвески автомобиля — это важнейший элемент безопасности, так как обеспечивают максимально возможное сцепление колёс с дорогой на скорости, в движении на повороте и торможении.
2. Мы изучили принцип работы гидравлического амортизатора и выяснили, какие неисправности характерны для него.
3. Наконец, мы узнали, что для выявления потери поглощающих свойств амортизатора на ранних стадиях необходима объективная диагностика на специальном вибростенде. Стуки в амортизаторах — это слишком запоздалый признак, не способный выявить их состояние вовремя.
На этом завершим рассмотрение темы “Замена амортизаторов. Как и когда она производится. Что важно знать”.
Павел Долгий – автомобильный технический эксперт.
До новых встреч на страницах Интернет-портала ЕвроАвто!