Амортизатори

Рух автомобіля по нерівностях дороги супроводжується коливаннями остова автомобіля (рами, кузова, кабіни тощо). Ці коливання тривають деякий проміжок часу після переїзду колеса (коліс) через перешкоду. Для того, щоб зробити такі коливання швидко затухаючими, звичайно використовують гідравлічні або пневматичні амортизатори. Найбільше сучасним вимогам, що їх пред'являють до конструкції підвісок, відповідають телескопічні амортизатори. Найчастіше застосовують двотрубні телескопічні амортизатори двосторонньої дії з несиметричною характеристикою: сила, з якою амортизатор стискається, є меншою сили при віддачі - розтисканні амортизатора.

До амортизаторів пред’являють наступні вимоги:

- збільшення загасання з ростом швидкості коливань, щоб уникнути розгойдування кузова й коліс;

- малі загасання коливань при русі автомобіля по нерівностях малих розмірів;

- мінімальне навантаження від амортизатора на кузов;

- стабільність дії при русі в різних умовах і при різній температурі повітря;

Будова телескопічного амортизатора показана на рис. 6.11. Амортизатор складається з трьох частин: циліндра 2 з днищем 1, поршня 3 із штоком 5 і напрямної втулки 4 з ущільненням. Циліндр з'єднаний з важелем підвіски або з кожухом моста. Шток прикріплений до остова (рами, кузова) автомобіля. Внутрішній простір амортизатора заповнений певною кількістю спеціальної рідини заданої в'язкості.

У поршні 3 зроблені два ряди наскрізних отворів, один з яких закритий зверху клапаном 6 стискання з відносно слабкою пружиною, а знизу клапаном 7 віддачі з більш сильною пружиною. У днищі 1 також розташовані подібні клапани 10 стискання і 9 віддачі. Особливістю телескопічного амортизатора є наявність компенсаційної камери, виконаної у формі другого циліндра, який охоплює робочий циліндр 2. Додатковий простір цієї камери призначений для компенсації зміни об'єму рідини в робочому циліндрі з обох боків поршня. Ця зміна виникає внаслідок переміщення підвіски.

При коливаннях остова автомобіля відносно коліс (мостів) поршень 3 переміщується всередині циліндра 2. При плавному ходу стискання підвіски поршень переміщується донизу з невеликою швидкістю, і рідина з нижньої порожнини перетікає через перепускний клапан 6 і простір над поршнем. Оскільки в цьому просторі розміщений шток 5, що займає певний об'єм, уся рідина з нижньої порожнини робочого циліндра 2 не може розміститись у верхній порожнині. Тому частина рідини з нижньої порожнини перетікає через калібрований отвір клапана 10 стискання у компенсаційну камеру. При цьому клапан стискання залишається закритим і амортизатор чинить необхідний опір переміщенню підвіски.

При плавній віддачі (розтисканні) підвіски поршень 3 переміщується вгору. При цьому тиск рідини над поршнем зростає, клапан 6 закривається і рідина починає перетікати через внутрішній ряд отворів у поршні і через кільцевий зазор між закритим клапаном 7 віддачі і його напрямною втулкою у простір під поршнем. Водночас відкривається клапан 9 у днищі, і рідина перетікає з компенсаційної камери у робочий циліндр. Загальний опір амортизатора переміщенню підвіски при цьому буде більшим, ніж при стисканні.

Під час різкого ходу стискання підвіски поршень 3 переміщується донизу з більшою швидкістю, тиск рідини під ним різко зростає, внаслідок чого клапан 10 стискання відкривається, і рідина перетікає через відкритий великий переріз клапана у компенсаційну камеру. Опір переміщенню підвіски при цьому дещо зменшується, захищаючи деталі амортизатора і підвіски від перевантаження під час руху автомобіля по нерівній дорозі з великою швидкістю.

При різкій віддачі підвіски швидкість руху поршня 3 зростає, що створює значний тиск рідини над поршнем. Під дією цього тиску клапан 7 віддачі відкривається і рідина з відносно меншим опором перетікає у надпоршневий простір. Другий потік надходження рідини до робочого циліндра через впускний клапан 9 при різкій віддачі зберігається.

Отже, клапан віддачі також захищає підвіску і амортизатор від перевантаження при різких ходах віддачі, а також при зростанні в'язкості рідини внаслідок зниження температури.

Добираючи перетин отворів клапанів і жорсткість їх пружин, характеристику амортизатора (рис. 6.12) вибирають з таким розрахунком, щоб забезпечити зусилля Р _д переміщення підвіски при ходу віддачі у 2-3 рази більшим, ніж сила Р _ст при ходу стискання.

Останнім часом на автомобілях щораз більше розповсюдження мають однотрубні амортизатори (рис. 6.13) з пневматичною порожниною 6, заповненою повітрям або інертним газом (завдяки цій порожнині такі амортизатори інколи називають пневматичними).

Рідина у робочій порожнині амортизатора ізольована від пневматичної порожнини гумовою мембраною або ж поршнем 8 з ущільнювачем 9. Поршень 11, закріплений на штоці гайкою 10, має канали К змінного перетину, а на циліндричній поверхні - щілини. Канали перекриті дисками 13, що дотикаються до шайби 14. Гумова шайба 3 і сальник 1 штока, що спираються на направляючу штока 17, захищені фасонною шайбою 4, яка при висуванні штока 16 впирається у обмежуючу шайбу. Всі деталі утримує запірне кільце 2. Рідина 5 під тиском омиває гумову шайбу 3 і сальник 1, притискаючи їх до корпуса 7 і до штока 16.

Під час ходу стискання (рис. 6.13, б) диски 13 під тиском.рідини над поршнем відходять від нього і рідина перетікає до порожнини під поршнем. Під час ходу віддачі диски 13 під тиском рідини під поршнем відходять від шайби 14, і рідина крізь вирізи зірочки 12 перетікає до порожнини над поршнем.

При невеликих швидкостях переміщення поршня диски 13 займають вихідне положення, і рідина проходить, в основному, крізь зазор між поршнем і циліндром. Отже, один і той самий клапан працює поперемінно на стискання та віддачу.

У порівнянні з двотрубним амортизатором діаметр циліндра і поршня однотрубного амортизатора менший. Перевагами однотрубного амортизатора є простота конструкції, невелика кількість деталей і мала маса. До недоліків належать утруднене ущільнення робочої порожнини і більша довжина.