Что такое амортизатор и как работает

Амортизатор – ключевой элемент подвески автомобиля, предназначенный для компенсации нагрузок на ходовую часть при езде по неровным дорогам. Рассмотрим, что собой представляет амортизатор, как он работает, какие бывают виды и как производить замену.

Что такое амортизатор

Современный амортизатор это сложный механизм, который гасит колебания, поглощает толчки и обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным покрытием при движении авто. Он устанавливается рядом с колесом. При помощи рычажной системы механические нагрузки (толчки и колебания) передаются от вращающегося колеса на механизм.

Данная деталь оснащается пружиной, которая обеспечивает быстрый возврат штока после сжатия при наезде на кочку. Если этот процесс не будет происходить быстро, то на бездорожье автомобиль станет неуправляемым.

История появления амортизатора

По мере эволюции транспорта конструкторы пришли к выводу, что помимо мощного и эффективного силового агрегата с прочным кузовом машина нуждается в хорошей подвеске, которая смягчала бы удары из-за неровностей на дороге. Первые амортизаторы обладали неприятным эффектом – в процессе езды они сильно раскачивали транспорт, из-за чего сильно страдало управление.

Рессорные амортизаторы частично гасили колебания кузова за счет силы трения между листами, но полностью этот эффект не устранялся, особенно при внушительной загрузке транспорта. Это побудило конструкторов разработать два отдельных элемента. Один отвечал за смягчение ударов от колеса, поступающие на кузов, а другой восстанавливал пятно контакта колеса, подпружинивая его, быстро приводя демпферный элемент в исходное положение.

В начале прошлого века был разработан отдельный демпфирующий элемент подвески. Это был амортизатор сухого трения, в состав которого входили фрикционные диски. Первые поршневые масляные телескопические амортизаторы появились в 50-х годах прошлого века. Основой их работы был принцип жидкостного трения.

Конструкция таких амортизаторов была позаимствована у конструкции авиационного шасси. Такой тип конструкции амортизаторов используется до наших дней.

Конструкция амортизатора

Большинство амортизаторов состоят из таких узлов:

• Стальная полая трубка (цилиндр). С одной стороны она заглушена. К этой части приварена проушина, которая позволяет закрепить стойку на ступице колеса. Резервуар заполнен жидкостью (смесью газа и жидкости или же только газом), обеспечивающей компенсацию нагрузки при сжатии поршня. На открытой стороне установлен сальник штока, предотвращающий вытекание жидкости из полости.
• Шток амортизатора. Это стальной прут, сечение которого зависит от модели механизма. Он помещается в резервуар. С одной стороны шток крепится к опорному подшипнику, а с другой к нему прикреплен поршень, помещенный внутрь цилиндра.
• Поршень. Этот элемент перемещается внутри цилиндра, создавая давление на жидкость или газ внутри трубки.
• Перепускной клапан. Устанавливается на поршне, и имеет несколько отверстий с подпружиненными клапанами. При движении поршня срабатывает одна группа клапанов, обеспечивающая перетекание из полости под поршнем в часть над ним. Плавность хода обеспечивается сопротивлением из-за небольших отверстий (жидкость не успевает быстро перемещаться между полостями). Подобный процесс происходит при ходе отдачи (когда поршень поднимается), только в этом случае срабатывают клапаны другой группы.

Устройство современных демпферных механизмов постоянно совершенствуется, что повышает их эффективность и надежность. Конструкция амортизаторов может существенно отличаться в зависимости от модификации механизма. Однако принцип работы остается неизменным. При толчке шток перемещает поршень внутри цилиндра, в котором сжимается жидкость или газ.

Иногда амортизаторы путают с газовыми пружинами, которые устанавливаются на ляду багажника или на капот. Хотя они внешне похожи, каждый из них выполняет свою функцию. Демпферы гасят толчки, а газовые пружины обеспечивают плавное открывание и удержание в таком положении тяжелых крышек.

Чем отличаются амортизаторы от стоек

Амортизатор и стойка по-разному крепятся. Конструкция стойки исключает необходимость использования верхней шаровой опоры и рычага. Она крепится на рычаг и шаровую только внизу, а вверху устанавливается в опорный подшипник.

Сам амортизатор крепится при помощи сайлентблоков без опорного подшипника. У стойки шток имеет большой диаметр, а у амортизатора – маленький. Благодаря такому способу крепления стойка способна воспринимать разнонаправленные нагрузки, а амортизатор – только вдоль его оси. Амортизатор может быть частью стойки.

Зачем нужны амортизаторы

Создавая транспортные средства, первые разработчики столкнулись с серьезной проблемой. Во время езды по дороге водитель испытывал жуткий дискомфорт от постоянной тряски. Помимо этого из-за нагрузок детали ходовой части быстро выходили из строя.

Для устранения проблемы на колеса стали надевать распущенные вдоль резиновые шланги. Затем появились рессоры, которые гасили неровности, но транспорту при этом не хватало устойчивости. на кочках машина сильно раскачивалась.

Первые амортизаторы появились в 1903 году, и были выполнены в виде пружин, закрепленных к рычагам возле каждого колеса. В основном их устанавливали на спортивные автомобили, так как гужевой транспорт не нуждался в такой системе из-за небольших скоростей. С годами эта разработка совершенствовалась, и на смену фрикционным амортизаторам пришли гидравлические аналоги.

При езде по неровностям колеса машины должны быть в постоянном контакте с покрытием. От качества амортизатора будет зависеть и управляемость транспортного средства.

В момент разгона машины кузов наклоняется назад. Из-за этого передняя часть авто разгружается, что снижает сцепление передних колес с дорогой. Во время торможения происходит обратный процесс – корпус наклоняется вперед, и теперь контакт задних колес с землей нарушается. При повороте нагрузка перемещается на противоположную сторону автомобиля.

Задача амортизаторов – не только гасить толчки, обеспечивая максимальный комфорт для водителя, но и поддерживать кузов авто в стабильном горизонтальном положении, предотвращая его раскачивание (как это было в автомобилях с пружинной подвеской) что повышает управляемость ТС.

Виды и типы автомобильных амортизаторов

Все амортизаторы делятся на три вида:

1. Гидравлические. В резервуаре находится масло, которое под действием поршня перетекает из одной плоскости резервуара в другую.
2. Газогидравлические (или газомасляные). В их конструкции компенсационная камера заполнена газом, что уменьшает вероятность пробоя дна из-за чрезмерной нагрузки.
3. Газовые. В такой модификации в качестве демпфера используется газ, находящийся в рабочем цилиндре под давлением.

Помимо этого демпферные механизмы делятся на:

• однотрубные;
• двухтрубные;
• регулируемые.

Каждая модификация имеет свою конструкцию и принцип срабатывания.

Однотрубные (монотрубные) амортизаторы

Однотрубные модификации это новое поколение демпфирующих механизмов. Они имеют простую конструкцию, и состоят из:

• колба, заполненная частично маслом и газом (среди однотрубных моделей встречаются полностью газовые);
• шток, который перемещает основной поршень внутри цилиндра;
• поршень, закрепленный на штоке, оснащен перепускными клапанами, через которые масло перетекает из одной полости в другую;
• разделительный поршень, отделяющий масляную камеру от газовой (в случае газонаполненных моделей данный элемент отсутствует).

Работают такие модификации по следующему принципу. Во время сжимания масла в резервуаре открываются клапана поршня. Давление в нижней части цилиндра уменьшается за счет перетекания жидкости через небольшие отверстия в поршне. Шток постепенно опускается, компенсируя толчки во время движения автомобиля.

Газовая полость заполнена азотом. Благодаря большому давлению (свыше 20 атм.) поршень не доходит до дна цилиндра, что уменьшает вероятность пробивания амортизатора на больших ухабах.

Двухтрубные виды амортизаторов

На сегодняшний день это самая распространенная категория амортизаторов. Они состоят из таких элементов:

• Корпус, внутрь которого помещается еще одна колба. В пространстве между стенками сосудов находится газовая и компенсационная полости.
• Колба (или рабочий цилиндр) полностью заполнена амортизирующей жидкостью. На дне сделаны впускные и выпускные клапаны.
• Шток, толкающий поршень, такой же, как и в устройстве однотрубного варианта.
• Поршень, оснащенный пропускными клапанами. Одни открываются, когда поршень перемещается вниз, а другие – когда возвращается вверх.

Такие механизмы работают по следующему принципу. Шток давит на поршень, из-за чего масло перетекает в верхнюю часть рабочего цилиндра. Если давление резко увеличивается (машина наехала на кочку – происходит сильный толчок), то срабатывают донные клапаны рабочей колбы.

Просочившееся масло в компенсационную полость (пространство между стенками рабочего цилиндра и корпуса), сжимает воздух, находящийся в верхней части камеры. Стабилизация усилий на отбой происходит благодаря работе поршневых и донных клапанов, через которые масло перемещается обратно в рабочую камеру.

Комбинированные (газомасляные) амортизаторы

Эта разновидность амортизаторов пришла на замену предыдущему типу. Конструкция механизмов идентична гидравлическим модификациям. Их единственное отличие в том, что в комбинированных демпферных стойках  газ находится под давлением 4-20 атмосфер, а в гидравлических – под обычным атмосферным.

Это называется газовым подпором. Такая модернизация позволяет автопроизводителям улучшить управляемость машин. Газовый подпор выполняет функцию дополнительного компенсатора, увеличивающего эффективность стойки. Для передних и задних демпферных стоек может требоваться разное давление газа в компенсационной полости.

Регулируемые амортизаторы

Данный тип амортизаторов устанавливается на дорогие автомобили, оснащенные функцией выбора дорожного покрытия. Такие механизмы идентичны двухтрубным модификациям, только в них присутствует дополнительный резервуар. Он может находиться рядом со стойкой, либо выполнен в форме еще одной трубки, помещенной внутри корпуса (образует дополнительную отбойную полость).

Такие амортизаторы работают в паре с насосной станцией, которая меняет давление в газовой полости, придавая подвеске желаемых характеристик. За изменением параметров следит электроника. Регулировка производится из салона машины при помощи соответствующих ручек управления. Вот самые распространенные типы настроек:

• Стандарт. Амортизатор работает в штатном режиме. Подвеска при такой настройке мягкая, что придает поездке повышенного комфорта. В этом случае ход амортизаторов значительно больше, чем при других настройках. Ямки на дороге в салоне практически не чувствуются.
• Комфорт. Давление газа в компенсационной камере немного увеличивается, обеспечивая повышение жесткости отбоя. Большинство водителей используют именно эту функцию. Она считается «золотой серединой» между комфортом поездки и управляемостью машины.

• Шоссе. Ход штока в этом режиме становится еще короче. Его включают для езды по ровным дорогам. На этой настройке проявляются недостатки в четкости рулевого управления (если они имеются). Машина мягче себя будет вести при значительной загрузке.
• Спорт. Если на этом режиме ездить по обычным дорогам, то водителю скоро может потребоваться мануальный терапевт. Кузов машины в точности передает каждый бугорок дороги, будто в автомобиле вообще отсутствует подвеска. Однако наличие этого режима позволяет проверить, насколько качественным сделано авто. Ощущается отзывчивость рулевого управления. Благодаря минимальному раскачиванию кузова обеспечивается максимальное сцепление с дорогой.

Такими амортизаторами оснащают дорогие модели автомобилей. Их также используют для профессионального тюнинга. С помощью такой подвески можно не только менять жесткость отбоя, но и изменять клиренс машины.

Более примитивные регулируемые амортизаторы выглядят, как обычный двухтрубный комбинированный вариант. На корпусе стойки нарезана резьба, на которой накручен упор для пружины. Такая модификация называется койловер. Регулировка производится вручную при помощи гаечного ключа (проворачивая опорную гайку, перемещая ее либо вверх, либо вниз).

Посмотрите также видео об устройстве и классификации амортизаторов:

Амортизатор. Устройство, отличие, назначение, газовые, масляные.

Какие амортизаторы лучше

У каждого типа амортизаторов есть свои преимущества и недостатки. Идеальный вариант – подбирать стойки и пружины в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя машины. «Мягкие» модели обеспечат повышенный комфорт во время поездки, но при этом понизят сцепление колес с дорогой. С «жесткими» наблюдается обратный эффект – стабильность машины улучшается за счет понижения комфорта для водителя и пассажиров.

1. Однотрубные. Достоинством таких демпферных стоек является:

• Высокая точность контроля машины. Они не позволяют раскачиваться автомобилю и уменьшают крен на поворотах.
• Их можно устанавливать «вверх ногами». Газовый подпор и масло не перемешиваются благодаря плавающему поршню.
• Охлаждение рабочего цилиндра происходит эффективней, потому что воздух обдувает непосредственно его стенки. За счет отсутствия корпуса размер поршня и резервуара увеличены, благодаря чему диапазон работы амортизатора расширен по сравнению с двухтрубными аналогами.

Среди недостатков можно выделить следующее:

• Уязвимость от повреждений. Так как они не оснащены оболочкой, даже незначительная деформация колбы приводит к выходу из строя всего механизма – поршень уже не может свободно перемещаться внутри резервуара. Единственное решение такой проблемы – замена стойки.
• Высокая чувствительность к изменению температуры окружающей среды. Чем теплее на улице, тем выше газовый подпор, что увеличивает жесткость подвески.

2. Двухтрубные. Достоинствами такой модификации является:

• Простая конструкция, благодаря чему стоят дешевле предыдущих аналогов.
• Рабочий цилиндр защищен от внешних повреждений. Буфером служит корпус стойки.
• Относятся к категории «мягких» амортизаторов.

К недостаткам относятся такие факторы:

• Высокая аэрация масла. Воздух в газовой полости находится под атмосферным давлением, поэтому жидкости легче с ним перемешаться. Проблема не устраняется даже при замене обычного воздуха на азот.
• Плохое охлаждение. Рабочий цилиндр, по сути, имеет двойную оболочку, из-за чего при трении поршня масло нагревается, увеличивается его текучесть, и амортизатор становится еще мягче.

3. Комбинированные. Так как газомасляные амортизаторы являются улучшенной версией обычных двухтрубных, достоинства и недостатки у них такие же. Основное их отличие – отсутствие аэрации за счет высокого давления в газовом подпоре.

4. Регулируемые. Данная категория демпферов является следующей ступенью эволюции адаптивной подвески машины. Их достоинства:

• Подстройка работы демпфера под соответствующее дорожное покрытие. Это позволит выбрать оптимальное положение между устойчивостью автомобиля и комфортом поездки.
• Бюджетные койловеры легко подстраивать – достаточно провернуть подпорную гайку, чтобы сжать или послабить пружину. Более дорогие автоматические модели обеспечивают точную настройку жесткости подвески. В этом случае достаточно переместить регулятор в соответствующее положение. Некоторые модели позволяют отдельно регулировать передние и задние стойки.

Если с завода автомобиль не был оснащен адаптивной подвеской, ее установка может повредить место крепления стойки. Изменение заводских характеристик машины может улучшить производительность авто, но в то же время заметно снизить рабочий ресурс разных деталей подвески и ходовой части.

При выборе между масляным и газонаполненным видом амортизаторов следует обратить внимание на:

1. стоимость – газовые дороже масляных;
2. комфорт и долговечность – газовый вариант жестче масляного, поэтому не подходит для поездок по проселочным дорогам, однако они служат дольше жидкостных;
3. управляемость машины – газонаполненный вариант идеален для спортивной езды, так как обеспечивает устойчивость авто на поворотах и небольших подъемах, а также сокращает тормозной путь. Маслонаполненные модели предназначены для размеренной езды, так как на большой скорости из-за раскачки и крена ухудшается сцепление с дорогой.

Вот еще одно видео, которое поможет определить, какой амортизатор лучше:

Какие амортизаторы лучше и надежнее - газовые, масляные или газомаслянные. Просто о сложном

Как проверить стойки амортизаторов

Чтобы определить неисправность стоек, необходимо выполнить несложную процедуру. На скорости в пределах 20-30 км/ч. резко нажать на тормоз. Если амортизаторы отработали свой ресурс, то машина «клюнет» вперед, или ощутимо подскочит задняя часть.

Проверить подвеску также можно на ухабистой и извилистой дороге. Если машина стала сильнее обычного раскачиваться, то срок службы стоек истек, и их необходимо заменить.

Еще один способ проверки амортизаторов – на вибростенде. Такая процедура поможет определить, в каком состоянии находятся механизмы, и как срочно их нужно поменять.

Необходимость в замене появляется в результате естественного износа деталей, а также из-за чрезмерных нагрузок на демпферный механизм (частые перегрузки и быстрая езда по ухабам).

Ресурс амортизаторов

У каждой детали автомобиля или мотоцикла есть свой рабочий ресурс. Особенно это касается механизмов, регулярно подвергающихся большим нагрузкам. Срок службы амортизаторов напрямую зависит от аккуратности водителя (объезжает он ухабы или проносится по ним на большой скорости), состояния дорог и веса автомобиля.

Среднестатистический автомобиль, эксплуатируемый на территории СНГ, нуждается в замене амортизаторов приблизительно через 60-70 тысяч километров пробега. При этом диагностику рекомендуется проводить через каждые 20 тысяч.

Неисправности и как их выявить?

Визуально неисправность амортизаторов можно выявить по характеру демпфирования во время езды. Если машина стала неестественно раскачиваться при движении по неровным дорогам, то следует провести диагностику амортизаторов. Для этого в первую очередь нужно провести осмотр состояния амортизаторов и их пыльников.

Вышедший из строя демпфер будет замазан маслом (рабочая жидкость вытекла из емкости). Потеки масла на корпусе или пыльниках – причина для замены амортизатора. Работоспособность этой детали проверяется попыткой раскачать кузов машины в вертикальном направлении (несколько раз надавить и отпустить, попытавшись увеличить амплитуду колебания, прилагая с каждым разом больше усилий). Исправный амортизатор не даст машине раскачиваться, а практически сразу же остановит колебание.

Как заменить амортизаторы

Замена амортизаторов производится в следующей последовательности.

1. Поднять машину на подъемнике. Если она поднимается при помощи домкратов, то, меняя передние амортизаторы, машину нужно поставить на ручник, а при установке задних – включить передачу (в заднеприводных машинах передние колеса нужно заблокировать другим способом, например, использовать противооткатные башмаки).
2. Открутить крепление на поворотном кулаке.
3. В случае замены передних стоек снимается рулевой наконечник.
4. Открутить крепление штока на опорном подшипнике.

Установка стойки производится в обратной последовательности.

На примере ВАЗ 2111 показано, как выполняется процедура:

Замена передних амортизаторов ВАЗ

Рекомендации от профессионалов:

• Перед установкой новой стойки (касается двухтрубной модификации) амортизатор нужно прокачать, чтобы воздух ушел из рабочего цилиндра. Если этого не сделать, то во время езды будут появляться «провалы» поршня. Прокачка выполняется следующим образом: амортизатор, перевернутый штоком вниз, плавно сжимают, фиксируют на 2-3 сек., в этом состоянии его переворачивают и спустя 3-5 сек. плавно отпускают. Затем стойку переворачивают штоком вниз, выжидают пару секунд, и повторяют процедуру три-четыре раза. После прокачки амортизатор должен храниться в вертикальном положении, как он будет установлен на авто.
• Для затяжки крепления штока нельзя использовать пневматический гайковерт. Из-за этого шток может провернуться и испортить сальник. Если этого не произойдет, чрезмерная затяжка создаст в стержне амортизатора натяжение, из-за которого на большой кочке он может сломаться.
• Категорически запрещается фиксировать шток пассатижами и другими зажимными инструментами. Это повредит зеркало стержня. Для его фиксации следует использовать специальный ключ.
• Прежде чем выполнить окончательную затяжку гайки штока, автомобиль нужно опустить с подъемника или домкрата. Так стержень будет закручен ровно и во время езды не сломается или не разобьет сайлентблок.

По поводу комплексной замены амортизаторов автомобилисты расходятся во мнении. Одни считают, что менять стойки нужно сразу все, а другие уверены, что достаточно замены испортившейся детали.

Хотя каждый автомобилист сам решает, как ему ремонтировать свой автомобиль, специалисты настаивают на парной замене – даже если вышел из строя один, то менять оба на стороне (либо спереди, либо сзади). Из-за усталостного износа старые детали в связке с новыми могут значительно снижать эффективность всего узла. В любом случае следует помнить: одна неисправная деталь может отрицательно сказаться на других важных узлах подвески или ходовой части.

Когда надо менять

Вот в каких случаях однозначно необходимо менять стойки:

• в результате визуального осмотра на корпусе выявлены следы вытекания жидкости;
• деформация корпуса стойки;
• увеличилась жесткость подвески – на ямках происходят ощутимые удары в кузов;
• машина заметно просела (чаще выходит из строя один амортизатор, поэтому авто просядет на соответствующей стороне).

В следующем видео показан один из вариантов, как самому диагностировать неисправность подвески:

Советы Водителям - Как Диагностировать Амортизаторы (ходовую)

При появлении стука в подвеске необходимо сразу же обратиться на СТО. Такие изменения в автомобиле нельзя игнорировать, потому что от них зависит безопасность не только хозяина поврежденного автомобиля, но и других участников движения.

Видео – как работают амортизаторы

Вот небольшое видео о том, как работают современные амортизаторы, а также рассматривается их устройство:

Как работают амортизаторы

Видео – как отличить плохой амортизатор от хорошего

В следующем видео показано, как можно самостоятельно определить, хорошие еще в машине амортизаторы или уже плохие, и их нужно заменить:

Как отличить плохой амортизатор от хорошего

Видео «Как отрегулировать амортизатор»

На некоторых автомобилях устанавливаются регулируемые амортизаторы. Вот как их можно регулировать (на примере воздушно-масляного амортизатора CITYCOCO для электроскутера Skyboard):

Как отрегулировать воздушно-масляные амортизаторы CITYCOCO Электроскутеры 2020 SKYBOARD ситикоко

Вопросы и ответы:

Что такое амортизатор в автомобиле? Это толстотелая труба, запаянная с одной стороны, а с другой стороны в нее вставлен металлический поршень. Полость в трубе заполнена веществом, смягчающим удар от колеса, передающийся на кузов.

Какие типы амортизаторов бывают? Основных модификаций бывает три: масляные, газовые и газо-масляные. Экспериментальным вариантом является магнитный вариант. Деталь может состоять из одной или двух труб. Также может быть выносной резервуар.

Как определить неисправность амортизаторов? Неисправность амортизатора выявляется по гашению колебаний. Нужно надавить на соответствующую часть кузова – при исправном амортизаторе машина не будет раскачиваться.