Автомобильные амортизаторы: взгляд изнутри

Первые устройства, призванные обеспечить мягкость и плавность хода транспортных средств (карет, экипажей, вагонов), стали использовать задолго до появления автомобилей. Наиболее распространенным упругим элементом подвески была рессора, которая сочетала в себе функцию и пружины и демпфера. Одними из немногих деталей автомобиля (если не единственными), влияющими не только на технические и эксплуатационные характеристики, но и на комфорт пассажиров при движении, являются амортизаторы.

Амортизатор – это устройство, выполняющее функции упругого промежуточного звена (демпфера) между колесной базой и кузовом автомобиля (подрессоренной массой). Основное его предназначение заключается в защите элементов конструкции машины от воздействия колебательных и ударных нагрузок, порождаемых неровностями дорожного покрытия. Наряду с амортизаторами, выполнение демпфирующих функций осуществляется и другими упругими деталями и узлами подвески (рессоры, пружины, торсионы, подушки). Стоит помнить, что амортизаторы оказывают влияние на динамические характеристики автомобиля (разгон, торможение, изменение траектории движения). Система амортизаторов (демпферов) является составной частью подвески и имеет огромное значение в обеспечении активной безопасности транспортного средства.

Принцип действия амортизатора заключается в следующем: при возвратно-поступательном перемещении штока, находящееся в цилиндре амортизатора масло, перетекает через калиброванные специальным образом каналы и отверстия в поршне, замедляя тем самым скорость его движения. Масло является практически несжимаемой жидкостью и, при резкой нагрузке на шток, не успевает быстро сжаться или просочиться через отводные каналы в поршне. Поэтому, в конструкции амортизатора предусмотрены газовые (воздушные) компенсаторы (подпоры), которые гасят избыточную нагрузку.

В зависимости от конструкции корпуса амортизаторы могут быть двухтрубными и однотрубными.

Конструкция двухтрубного гидравлического амортизатора состоит из двух цилиндров разного диаметра, один из которых расположен внутри другого. Шток с поршнем перемещается во внутреннем цилиндре, выдавливая масло как через отверстия в поршне, так и через клапан, расположенный внизу рабочего цилиндра. Некоторый объем рабочего тела (масла) перетекает в пространство, образованное стенками внутреннего (рабочего) и внешнего цилиндрами, сжимая воздух в верхней части амортизатора.

Газогидравлические двухтрубные амортизаторы имеют аналогичную конструкцию, только вместо воздуха в компенсаторе (газовом подпоре) используется сжатый азот. Применение газа позволяет уменьшить эффект аэрации масла (образование газовых или воздушных пузырьков), тем самым улучшить рабочие характеристики амортизатора. К тому же, находящийся под давлением газ играет функцию дополнительного, упругого элемента, что благоприятно сказывается на устойчивости и управляемости автомобиля.

Однотрубные газогидравлические амортизаторы состоят из одного цилиндра, в котором движется поршень. Перетекание масла из одной зоны цилиндра в другую осуществляется только через отверстия в поршне, а газовый подпор находится в этом же цилиндре и отделен от масла специальной подвижной перегородкой (поршнем). Такие амортизаторы характеризуются высокими эксплуатационными характеристиками, но они очень чувствительны к повреждениям корпуса (вмятины) и температуре (при повышении температуры увеличивается жесткость).