Амортизатори

Вимоги

- Забезпечення плавності руху, зменшення та виключення впливу негативних

явищ (резонансів, кренів, галопування, присідання, при розганянні та клювків при гальмуванні, “пробоїв” підвіски тощо) на перевезення вантажів та забезпечення безпечного і комфортного перевезення пасажирів шляхом застосування адаптивних підвісок з автоматичними системами керування.

- Забезпечення постійного і надійного контакту всіх коліс автомобіля з поверхнею дороги шляхом застосування автоматичних систем передачі та перерозподілу крутного моменту між колесами автомобіля.

- Забезпечення найменшої зміни колії і кутів установлення керованих коліс при їх переміщенні відносно несучої системи.

- Забезпечення заданої частоти власних коливань у всьому діапазоні навантажень і оптимального згасання вимушених коливань.

- Передача всіх сил і моментів від коліс до несучої системи.

- Узгодженість кінематики підвіски з кінематикою функціональних елементів автомобіля, здатних переміщатися відносно несучої системи (рульового керування, карданної передачі, тощо).

- Протидія надмірним кренам підресорених частин під дією бокових сил.

- Виключення “прoбоїв“ підвіски.

Класифікація

- За типом напрямних пристроїв та переміщенням коліс відносно рами або кузова (залежна автономна та балансирна, незалежна).

- За типом і матеріалом пружного елемента (Металеві – пружинні, торсіонні, ресорні. Неметалеві – пневматичні, гідропневматичні, резинові, комбіновані).

- За способом передачі сил і моментів до коліс або від коліс (Ресорні, штангові, одно або дво важільні рівної та нерівної довжини, з розташуванням важелів вертикально, поперек та подовж автомобіля, комбіновані).

- За способом утримання автомобіля в горизонтальній площині (Адаптивні з електронним керуванням та звичайні).

- За типом пристрою гасіння коливань.

Конструкція підвіски

Пружний елемент, направляючий пристрій та стабілізатори поперечної стійкості, пристрої гасіння коливань, компресор, автоматичні електронні системи керування.

Пружні елементи можуть бути металеві та неметалеві і складатися з одного або декількох пружних елементів.

До металевих пружних елементів відносяться ресори, спіральні пружини та торсіони.

До неметалевих пружних елементів - гума або полімерний матеріал та повітря або інертний газ.

Направляючий пристрій слугує для забезпечення заданої кінематики коліс (мостів) відносно несучої системи та передачі сил, що діють між колесами і несучою системою.

До напрямних пристроїв відносяться ресори, шарнірні штанги, важелі, балки.

Пристроєм для зменшення (гасіння) коливань найчастіше служать гідравлічні, гідропневматичні або пневматичні амортизатори.

До стабілізаторів поперечної стійкості відносяться торсіонні стрижні, які закручуються при нахилах автомобіля, амортизатори адаптивних підвісок, а також деякі елементи напрямних пристроїв (наприклад: балка заднього моста автомобіля ВАЗ-2108).

2.1. Схеми підвісок з пружинним пружним елементом

Пружні пружинні елементи підвісок, завдяки малій масі та забезпеченні необхідності плавності руху, найбільше розповсюдження отримали у легкових автомобілях. Під час стискання пружини її витки зближуються та закручуються. У той же час пружина не передає зусилля у горизонтальній площині і потребує застосування складних направляючих елементів, які як правило складаються з двох подовжніх штанг, двох реактивних і однієї поперечної штанги.

Рис. 21. Пружний елемент-пружина

Залежні підвіски - це такі, у яких коливання одного з коліс пов’язане з коливанням іншого і використовуються у вантажних автомобілях, автобусах і деяких легкових автомобілях. Залежні підвіски можуть бути автономними або балансирними.

Рис. 22. Схема положення коліс та моста залежної підвіски, під час наїзду одного з коліс на нерівність поверхні дороги

Рис. 23.Схема переміщення елементів залежної підвіски, моста та коліс при руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Незалежні підвіски – це такі підвіски, де коливання одного з коліс однієї осі автомобіля не залежить від коливань іншого колеса. Незалежні підвіски використовують в основному для легкових автомобілів, а також для вантажних автомобілів високої прохідності.

Рис. 24. Схема положення елементів незалежної підвіски та коліс під час руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Рис. 25. Схема переміщення елементів незалежної одно важільної (ліворуч) та двоважільної рівної довжини (праворуч) підвіски і коліс при руху автомобіля по нерівностях дороги

Рис. 26. Схема положення незалежної двоважільної з важелями різної довжини підвіски, коліс при руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Рис. 27. Незалежна підвіска ГАЗ-24 з пружинним пружним елементом, важелями різної довжини та шворнем:

1-стійка; 2-нижній важіль; 3-буфер стискання; 4-підшипник; 5-шкворень; 6-кришка; 7-верхній важіль; 8-буфер віддачі; 9-амортизатор; 10-пружина підвіски; 11-верхня опора пружини.

Рис. 28. Важільно – телескопічна підвіска ВАЗ-2109:

1-куловий палець; 2-маточина; 3-гальмівний диск; 4-захисний кожух;

6-нижня опорна чашка; 7-пружина; 8-захисний чохол; 9-буфер стискання;

10-верхня опорна чашка; 11-гумова опора; 12-кришка; 13-підшипник;

14-шток; 15-гайка; 16-амортизаторна стійка; 17-ексцентричний болт;

18-гайка; 19-поворотний кулак; 20-приводний вал; 21-захисний чохол;

22-шарніри рівних кутових швидкостей; 23-поперечний важіль.

Таку підвіску інколи називають “свічка, що коливається” або “типу Мак-Ферсон”, використовують переважно для передніх коліс легкових втомобілів. Така підвіска забезпечує незначні зміни колії та кутів встановлення коліс, зменшуючи завдяки цьому зношення шин та покращуючи стійкість автомобіля. Підвіска має один поперечний важіль знизу і амортизаторну стійку з пружиною. На стійці вверху встановлена опора з підшипником і шарнірно закріплена у верхній частині колісної ніші під переднім крилом автомобіля. Перевагами такої підвіски є мала маса та габарити і великий вертикальний хід, що привело до широкого застосування її на легкових автомобілях.

Рис. 29. Схема положення елементів незалежної важільно – телескопічної підвіски типу Мак – Ферсон під час руху автомобіля по нерівностях поверхні дороги

Рис. 30. Незалежна пружинна підвіска типу Мак Ферсон з кульовою опорою вертикальної стійки поворотного кулака

В підвісці використані важелі різної довжини. Нижні важелі одним кінцем закріплені до підрамника, а другим кінцем через шарові шарніри до поворотного кулака. Верхні важелі одним кінцем через гумові втулки шарнірно з’єднані з несучою системою, а другим кінцем шарнірно через кульову опору з вертикальною стійкою поворотного кулака.

Рис. 31. Задня незалежна підвіска автомобіля VW Passat B6 4MOTION з пружинним пружним елементом

Важелі підвіски зроблені зі сталі. Нижній трапецієподібний важіль у двох точках кріпиться через гумові шарнірні з’єднання до підрамника, а другою стороною також через шарнірні гумові з’єднання до кронштейна маточини колеса. Верхні важелі однією стороною шарнірно через гумові з’єднання кріпляться до підрамника, а другою стороною також шарнірно через гумові з’єднання до кронштейна маточини колеса. Двотрубний амортизатор верхнім кінцем закріплений до несучої системи, а нижнім до нижнього важеля підвіски.

2.2. Схеми підвісок з торсіонним пружним елементом

Торсіон представляє собою круглий металевий стрижень, що працює на скручування і на кінцях якого нарізані шліци. Один кінець стрижня кріпиться до кузова, а інший до направляючого пристрою. Під час опускання, або піднімання коліс торсіони скручуються. Торсіони можуть мати подовжнє, або поперечне розташування. Торсіонні пружні елементи легкі, компактні і дають можливість проводити регулювати жорсткість підвіски шляхом попереднього закручування торсіону.

Завдяки цьому торсіонні підвіски останнім часом почали широко використовувати у підвісці легкових автомобілів.

Рис. 32. Пружний елемент - торсіон

Рис. 33. Схема незалежної двоважільної торсіонної підвіски

Така схема підвіски з важелями різної довжини зводить до мінімуму переміщення в зоні контакту колеса з дорогою.

Торсіон розташований вздовж подовжньої осі автомобіля і зв’язаний з нижнім довгим важелем направляючого пристрою підвіски. Верхній короткий важіль одним кінцем закріплений до несучої системи.

Рис. 34. Незалежна пружинно-торсіонна підвіска на повздовжніх важелях

Один кінець торсіону закріплений у несучій системі, а другий у балансирі. Нижній кінець пружини встановлений у кронштейні балансира, верхній закріплений до несучої системи.

Рис. 35. Задня незалежна торсіонна підвіска на подовжніх важелях

автомобіля Пежо 206

У направляючому пристрої підвіски використовуються трубчаті важелі встановлені під кутом до подовжньої осі автомобіля. Торсіони розташовані поперек автомобіля.

Рис. 36. Торсіонна незалежна підвіска з важелями різної довжини:

1-верхній важіль; 2-нижній важіль; 3-поворотна стійка; 4-верхній важіль;

5-торсіон.

Торсіонна підвіска з подовжнім розташуванням торсіона 5, закріпленим одним переднім кінцем у нижньому важелі підвіски 2, а другим кінцем до кузова.

Рис. 37. Повздовжнє розташування торсіонів підвіски

2.3. Підвіски з ресорним пружним елементом

Залежні підвіски з листовими ресорами широко використовуються у вантажних автомобілях, причепах та частково у легкових. Ресори забезпечують пружний зв'язок між несучою системою та колесами, напрямлення та передачу до несучої системи штовхального і гальмівного зусилля, а також моментів, які діють на колеса. Типова листова ресора являє собою пружну балку, що зібрана з окремих сталевих пружинних листів напівеліптичної форми різної довжини. Чим менше довжина листа тим більше повинна бути його кривизна. З допомогою стрем’янок вверху ресори кріпиться гумовий буфер. Передній кінець ресори може з’єднуватись з несучою системою кріпленням з пальцем, упорною гумовою подушкою у кронштейні. Середня частина кріпиться до моста стрем’янками. Задня частина ресори кріпиться до несучої системи сергою, упорною гумовою подушкою у кронштейні, з накладним вушком на слизькій опорі. Один передній кінець ресори повинен мати можливість повертатися, а другий - повертатися та пересуватися. Більш досконалою є конструкція, коли кінці ресор закріплені у кронштейнах на гумових подушках. Оскільки листи ресор під дією навантаження прогинаються та ковзають один відносно іншого, що потребує їх мащення графітним мастилом.

Ресорна підвіска проста за конструкцією, але має велику масу.

Рис. 38. Пружний елемент-ресора

Рис. 39. Схеми ресорних підвісок:

а). З додатковою ресорою та шарнірним нерухомим з’єднанням переднього кінця ресори з балкою і ковзаючим заднім кінцем ресори, що забезпечує зміну пружності при динамічному навантаженні більшому ніж 40% від максимального.

б). Без підресорника та з кріпленням заднього кінця ресори сергою.

в). З сервопружинами та кріпленням до несучої системи через гумові опори.

Додаткова ресора має менше число листів ніж основна ресора, кріпиться до балки моста тільки у середній частині і передає навантаження до рами через приклепані до рами кронштейни. При невеликому навантаженні працює тільки основна ресора. При значному навантаженні основна ресора прогинається і кінці додаткової ресори притискаються до кронштейнів. Ресори починають працювати разом і жорсткість підвіски підвищується.

Сервопружини, що розташовані горизонтально розтягуються або стискаються при прогинанні основної ресори, забезпечуючи таким чином сталий прогин основної ресори при різних навантаженнях.

Рис. 40. Задня підвіска легкового автомобіля ГАЗ-24 з несиметричною ресорою

Рис. 41. Передня ресорна підвіска автомобіля ЗИЛ-131

У передній підвісці автомобіля ЗИЛ-131 застосовані листові ресори. Ресора складається із 17 листів (для автомобілів без лебідки - 15) різної довжини (від 1350 до 300 мм). Передній кінець ресори з’єднаний з кронштейном через палець за допомогою зйомного вушка, яке кріпиться до ресори через підкладку двома болтами й стрем’янкою. Від зміщення ресора утримується спеціальними виступами на корінному листі й підкладці. У вушко напресована втулка з термічно обробленого ковкого чавуна. Задній кінець ресори спирається на закалений сталевий сухар, який установлений у задньому кронштейні. Ресора середньою частиною прикріплена стрем’янками до балки моста. Гумовий буфер пом’якшує удари ресори об раму. Верхній упор зменшує переміщення моста уперед при гальмуванні і збільшує жорсткість ресори, так як робоча довжина ресори зменшується.

В підвіску включений гідравлічний амортизатор телескопічного типу. Нижній кінець його з’єднаний з накладкою стрем’янки ресори, а верхній – із кронштейном, який закріплений на повздовжньому лонжероні несівної системи.

Рис.42. Елементи кріплення передніх ресор:

А- кріплення корінних листів у гумових подушках; Б-кріплення передніх кінців на зйомник вушках з пальцями, задніх кінців в кронштейнах з вільним подовжнім ковзанням по опорі; В- кріплення з витими вушками.

Балансирні підвіски

Балансирні підвіски (Рис.4.43.) застосовують на тривісних автомобілях, або причепах при близькому розташуванні задніх мостів.

Підвіска з двома напівеліптичними ресорами своєю середньою частиною стрем’янками прикріплена до балансирної осі, що закріплена до рами. Кінці ресор вільно вставлені в вушка опор мостів. Кожен міст з’єднаний з рамою однією верхньою та двома нижніми подовжніми шарнірними реактивними штангами. Кожен шарнір ущільнений захисним чохлом і складається з кульового пальця, обойми і спеціальної вставки. Хід мостів вверх обмежений гумовими буферами встановленими на лонжеронах рами.

Рис. 43. Балансирна ресорна підвіска вантажного автомобіля

Рис. 44. Балансирна ресорна підвіска ЗИЛ-131

Задня підвіска автомобіля ЗИЛ-131 – залежна, балансирного типу для середнього й заднього мостів. Вона забезпечує рівність вертикальних навантажень, які приходяться на середні й задні колеса однієї сторони. В підвісці використовуються дві ресори. Кожна ресора складається із 15 листів, які скріплені хомутами, і установлюються середньою частиною на маточину балансирної осі та кріпляться до неї стрем’янками. Кінці ресори входять в отвори опор мостів і можуть ковзати у них при прогинанні. Переміщення мостів вверх обмежуються гумовими буферами, а переміщення вниз – ресорою. В маточину балансирної осі запресовані дві втулки з антифрикційного сплаву. Для запобігання виникненню осьових переміщень маточина кріпиться спеціальною розрізною гайкою, яка стягується стопорним болтом. Бокові зусилля, які діють на маточину, сприймаються упорними шайбами. В маточині є заливний отвір для мастила, який закривається пробкою, зливний отвір, сальники й ущільнювальні кільця.

Ресори балансирної підвіски передають несівній системі вертикальні і бокові зусилля від коліс. Штовхаючі (горизонтальні) зусилля і реактивні момени передаються через дві верхні і чотири нижні реактивні штанги. Реактивні штанги шарнірно з’єднані з кронштейнами мостів і балансирною віссю. Шарніри штанг нерозбірні, при пошкодженні потребують заміни. Вони складаються з кульових пальців, обойм і вставок.

Рис. 45. Балансирна ресорна підвіска КАМАЗ-5320

2.4. Гідропневматичні та пневматичні підвіски

Гідропневматичні підвіски все частіше встановлюють на легкових автомобілях та автобусах. Гідропневматичний пружний елемент представляє собою камеру розділену мембраною або поршнем на дві порожнини, одна з яких заповнена повітрям або азот, а друга рідиною(маслом). Корпус кожного пружного елемента прикріплений до кузова автомобіля, а робочий поршень через шток з’єднаний з важелем підвіски. Підчас ходу колеса вверх поршень витісняє рідину з циліндра в камеру і стискає мембрану та газ. Для підтримання оптимального тиску в системі використовується масляний насос та акумулятор тиску. При підвищенні тиску вище заданого, масло через редукційний клапан направляється в бак. З акумулятора масло надходить до регуляторів коліс, які по сигналам бортового комп’ютера забезпечують задане постійне положення кузова по висоті та по вертикальному положенню. Стиснутий газ є робочим тілом, що забезпечує пружні властивості підвіски. Змінюючи тиск масла, що надходить під діафрагму пружного елемента, можна змінювати пружність підвіски. Підвіска забезпечує високу плавність ходу, гасить коливання, клювки, присідання. На сучасних автомобілях в основному використовуються електронні системи керування гідропневматичною підвіскою, яка адаптує автомобіль до умов руху та забезпечує комфорт та безпеку керування.

До недоліків підвіски відноситься складність та велика собівартість.

Підвіска використовується в основному на легкових автомобілях.

Рис. 46. Гідропневматична адаптивна підвіска Мерседес Е классу:

1-повітря під тиском; 2-корпус акумулятора тиску; 3-спеціальна амортизаторна рідина; 4-трубопровод підведення рідини від насоса;

5-трубопровод з’єднання порожнини акумулятора з регулятором тиску та робочим циліндром.

Нижні та верхні важелі передньої та задньої підвісок закріплені гумовими шарнірами до підрамників. Амортизатори нижньою частиною кріпляться до нижніх важелів, а верхньою частиною до чашки амортизатора, яка кріпиться до несучої системи. Насос підвіски розташований рядом з насосом підсилювача руля і розрахований на максимальний тиск до 200 бар.

За допомогою регуляторів тиску механічним способом або у автоматичному режимі підтримується задане по висоті положення кузова.

Пневматичні підвіски застосовуються на сучасних вантажних автомобілях, причепах і автобусах. У пневматичних підвісках використовуються пружні властивості стиснутого повітря. Пружним елементом є гумовий армований капроновим або нейлоновим кордом балон зі стиснутим повітрям, яке подається від компресора. Частіше у підвісках використовуються подвійні балони. Вантажопідйомність подвійних круглих балонів складає 2…3 т при внутрішньому тиску повітря 0,3…0,5 МПа. Балони розташовуються вертикально. До позитивної сторони пневматичних підвісок відноситься висока плавність ходу, мала маса, постійна висота долу незалежно від навантаження. Підвіски потребують направляючого пристрою та амортизаторів. Пневматичні підвіски сучасних автомобілів мають електронні системи керування, які забезпечують рух без кренів, клювків, що підвищує комфортабельність та безпеку руху.

Рис. 47. Пневматичний (газовий) пружний мембранний елемент підвіски легкового автомобіля

Рис. 48. Пневматична підвіска Мерседес Е класу

Нижній кінець пневматичної стійки шарнірно кріпиться до нижніх важелів, а верхній до чашки, яка кріпиться до несучої системи.

Рис. 49. Схема залежної задньої пневматичної підвіски автобуса ЛАЗ-699А

Направляючий пристрій складається з реактивних штанг 1. Пневматичні балони 2 (4штуки) встановлені попарно з двох сторін кузова між кузовом і кронштейном 6. Регулятори 3 висоти кузова через тяги з’єднані кронштейнами 6 кріплення пневматичних балонів. По два телескопічні амортизатора 5, а також буфера стискання та відбою 7 розташовано з кожної сторони підвіски.

Рис. 50. Схема незалежної передньої пневматичної підвіски з мембранним пружним елементом:

1-мембрана; 2-поршень закріплений на нижньому важелі підвіски; 3- кожух зв’язаний з підресореною частиною автомобіля; 4-обмежувач розширення мембрани.

Стиснуте повітря подається в простір між кожухом та мембраною під тиском 500…700 КПа.

Мембранні пружні елементи в порівнянні з балонними дозволяють зменшити власну частоту коливань автомобіля до двох разів. Пружні елементи мембранного типу мають низьку частоту власних коливань, дозволяють змінювати жорсткість, але вантажопідйомність та довговічність їх мала.

Рис. 51. Адаптивна незалежна пневматична підвіска автомобіля Touareg

Підвіска складається з поперечних важелів різної довжини. Важелі передньої підвіски та нижній задній суцільні. Всередині пневматичних стійок розташовані двотрубні амортизатори з електромагнітними клапанами зміни потоку рідини. Компресор з електричним приводом підтримує тиск 11…16,5 бар у системі та двох ресиверах об’ємом 4,8 і 5,2 л. Система автоматичного електронного керування жорсткістю підвіски включає датчик прискорення колеса та три датчика прискорення кузова. Дорожній просвіт в залежності від швидкості руху змінюється.

Рис. 52. Пневматична передня підвіска автобуса

Пружні елементи виконані у вигляді круглих балонів з еластичної гумокордової оболонки з кільцями.

Рис. 53. Незалежна пневматична адаптивна підвіска Range Rover

Рис. 54. Передня незалежна важільна пневматична підвіска автомобіля

Ауді А8

Рис. 55. Задня незалежна адаптивна важільна пневматична

підвіска автомобіля Ауді А8

Підвіска розташована на підрамнику трубчатої форми.

Рис. 56. Конструкція задньої незалежної важільної

пневмопідвіски автомобіля Ауді А8.

Поперечні важелі підвіски ковані з алюмінієвого сплаву на кінцях шарнірно закріплені до підрамника та цапфи колеса.

Рис. 57. Елементи незалежної важільної підвіски автомобіля Ауді А8

Рис. 58. Незалежна адаптивна пневматична підвіска Audi Allroad

Рис. 59. Компресор підвіски з електроприводом автомобіля VW Touareg

Опорні стійки підвіски

Рис. 60. Конструкція пневмостійки автомобіля Ауді А8 зі змінною жорстістю

Рис. 61. Пружинна та пневматична амортизаторні стійки підвіски

Стійки з системою регулювання жорсткості підвіски. Роздвоєння нижньої частини стійки призначено для розташування приводних валів коліс.

Рис. 62. Стійка підвіски автомобіля Тойота типу Мак Ферсон

Рис. 63. Стійка підвіски автомобіля Ферарі з електромагнітним амортизатором

Важелі підвіски

Рис. 64. Важелі передньої незалежної підвіски з кульовими опорами та гумовими втулками

Рис. 65. Важелі передньої підвіски автомобіля Тойота

Рис. 66. Важелі передньої підвіски різної довжини

Стабілізатори поперечної стійкості

Під час руху автомобіля на повороті дороги його кузов нахиляється на деякий кут, що називається креном. Величина крену залежить від швидкості руху та типу підвіски. Стабілізатори поперечної стійкості зменшують кут крену та перерозподіляють навантаження на колеса під час руху на повороті дороги.

Стабілізатор поперечної стійкості представляє собою пружну стальну штангу круглого перерізу у формі букви П. Штанга середньою частиною у двох точках кріпиться до кузова або підрамника, а кінці до елементів підвіски. Пружні якості стабілізатора проявляються при закручуванні, як у торсіона. Під час руху на повороті колесо, що рухається по великому колу за рахунок перерозподілу мас отримує більше навантаження ніж колесо, що рухається по внутрішньому колу. Кінці стабілізатора, при цьому починають закручуватись у різні сторони. Крутний момент правого кінця стабілізатора піднімає кузов, зменшуючи навантаження на пружину, а лівий кінець збільшує навантаження на ліву пружину і опускає кузов, що дозволяє стабілізувати положення кузова на повороті дороги. Стабілізатори поперечної стійкості можуть бути застосовані на передніх та задніх осях.

Рис. 67. Стабілізатори поперечної стійкості автомобіля Pontiac Grand Pri (прикріплені до підрамника та стійки підвіски через тягу)

Рис. 68. Стабілізатор поперечної стійкості автомобіля Тойота

Рис. 69. Стабілізатор поперечної стійкості та підрамник автомобіля VW

Рис. 70. Робота стабілізатора поперечної стійкості

Рис. 71. Розташування стабілізаторів поперечної стійкості у автомобілі Тойота

Рис. 72. Поперечна штанга зв’язку балки заднього моста з кузовом

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.

Дата добавления: 2014-01-04