Вопрос 31
Назначение амортизаторов. Типы применяемых амортизаторов, дайте их характеристику. Опишите принцип действия и основные элементы телескопического амортизатора двухстороннего действия.
Амортизаторы предназначены для гашения колебаний кузова и колес автомобиля путем превращения механической энергии колебаний в тепловую.
Амортизаторы различаются по соотношению коэффициентов сопротивления при ходах сжатия Кс и отдачи Ко и по наличию или отсутствию разгруженных клапанов. Амортизаторы бывают двухстороннего действия с симметричной (Кс=Ко) и несимметричной (Кс<Ко) характеристиками и одностороннего действия (Ко≈0).
В настоящее время наибольшее распространение получили амортизаторы двухстороннего действия с несимметричной характеристикой и разгрузочными клапанами, у которых сила сопротивления во время хода сжатия растет медленнее, чем при ходе отдачи. Точки 1 и 2 соответствуют открытию разгрузочных клапанов. У существующих амортизаторов Ко=(2/5)Кс.
По конструктивным признакам амортизаторы делятся на рычажные и телескопические.
Наиболее широко в автомобилестроение применяются телескопические амортизаторы. Их преимуществами по сравнению с рычажными являются работа при меньших давлениях жидкости (6-8 МПа, а рычажных 25-40 МПа) вдвое меньшая масса, простота изготовления, достаточно высокая долговечность.
Гидравлические амортизаторы они рассеивают энергию благодаря перекачиванию масла через небольшие отверстия. Сопротивление гидравлического амортизатора возрастает при увеличении скрорости деформации пружины, тогда как фрикционный амортизатор обеспечивает постоянное сопротивление. Сопротивление перемещению пружины может иметь место или только при обратном ходе (однократного действия), или как при прямом ходе, так и при обратно ходе (двойного действия), или же сопротивление может возникать как при прямом, так при обратном ходе, но при обратном ходе оно больше.
Однотрубный амортизатор
Рабочий цилиндр состоит из одной трубки, закрытой в нижней части крышкой, к которой присоединяется проушина или стержень для соединения с движущейся деталью подвески. В этой трубке скользит поршень, соединенный с двухходовыми пластинчатыми клапанами, которые закрывают ряды отверстий, через которые проходит масло. Поршень соединен со штоком, который проходит через направляющую, закрепленную в верхней части трубки. Шток прикреплен к кузову автомобиля, и резиновые втулки в месте крепления поглощают удары от дороги и позволяют небольшое угловое перемещение корпуса амортизатора. Резиновое уплотнение, удерживаемое на месте давлением жидкости, располагается вблизи направляющей и служит для предотвращения вытекания жидкости. Упорная пластина, устанавливаемая для ограничения хода поршня, обеспечивает плоскую поверхность для контакта с верхним уплотнением, когда амортизатор полностью растянут. Трубчатый кожух, прикрепленный к штоку, служит для защиты штока от грязи и повреждений.
Камера в основании амортизатора, уплотненная с помощью свободного поршня, содержит некоторое количество инертного газа. Когда амортизатор полностью заполнен жидким минеральным маслом, этот газ находится в сжатом состоянии.
При прямом ходе внутреннее перемещение поршня вытесняет масло из нижней камеры в верхнюю. Энергия, расходуемая для нагнетания масла через отверстия и открывания клапанов, обеспечивает демпфирующее действие.
Двухтрубный амортизатор
В амортизаторе этого типа используется дополнительная трубка, для образования емкости для жидкости и «расширительного бачка» для приема жидкости, вытесняемой штоком.
Клапан у основания рабочей камеры выполняет три задачи: он контролирует поток жидкости в емкость (резервуар) при «прямом» ходе (то есть при сжатии — прим. ред.), возврат жидкости при «обратном» ходе, а также утечки для уменьшения сопротивления амортизатора при перемещении подвески при движении автомобиля с малой скоростью.
Срок службы амортизатора прямого действия зависит от его непроницаемости для жидкости, поэтому большое значение уделяется конструкции подшипника и уплотнения. Твердый шток поршня с покрытием из хрома движется в направляющем подшипнике из спеченного чугуна, который смазывается небольшим количеством жидкости, выдавливаемой через подшипник при каждом ходе. Резиновое уплотнение с несколькими кромками располагается с внешней стороны подшипника и не пропускает воду через шток, возвращая ее в резервуар.
Разделительные перегородки в резервуаре предотвращают слишком быстрое перемещение жидкости, в результате которого может произойти ее аэрация. Если насыщенная воздухом жидкость попадет в рабочую камеру, работа амортизатора станет неэффективной, поэтому для дополнительной защиты жидкости в нее добавляются специальные анти-вспенивающие присадки.
Большой ход амортизатора прямого действия позволяет использовать значительно меньшее рабочее давление, чем в рычажном амортизаторе. Вследствие этого амортизатор прямого действия получил большее распространение, вдобавок он еще и дешевле в изготовлении.
Телескопического амортизатора двухстороннего действия
Работа амортизатора. Принцип действия амортизатора основан на создании повышенного сопротивления раскачиванию кузова за счет принудительного перетекания жидкости через малые проходные сечения в клапанах.
Ход сжатия. При этом ходе, когда колеса автомобиля перемещаются вверх, амортизатор сжимается, т. е. поршень идет вниз и вытесняет из нижней части цилиндра жидкость, часть которой,
преодолевая сопротивление плоской пружины перепускного клапана, перетекает из подпоршневого пространства в надпоршневое. Вся вытесняемая жидкость таким путем пройти не может, так как вдвигаемый шток занимает часть освобождаемого поршнем объема, поэтому часть жидкости, отгибая внутренние края дисков клапана сжатия, перетекает из цилиндра в резервуар.
При плавном ходе штока усилие от давления жидкости будет недостаточным, чтобы отжать внутренние края дисков от тарелки, и жидкость будет проходить в резервуар через вырез дроссельного диска 4.
Ход отдачи. При этом ходе колеса автомобиля под действием упругих элементов подвески опускаются вниз, и амортизатор растягивается, т. е. поршень перемещается вверх. При этом над поршнем создается давление жидкости, а под поршнем разрежение. Жидкость из надпоршневого пространства, преодолевая сопротивление пружины, отгибает наружные края дисков клапана отдачи и перетекает в нижнюю часть цилиндра. Кроме того, за счет разрежения часть жидкости из резервуара, отгибая наружные края дисков клапана сжатия от корпуса клапана, заполняет нижнюю часть цилиндра.