5             Амортизатор

 

5.1          Основные сведения

 

Обеспечение надлежащего подрессоривания транспортного средства немыслимо без применения амортизаторов, поскольку амортизаторы предназначены для уменьшения амплитуды колебаний колес по отношению к кузову автомобиля. Возбужденные колебания без их демпфирования могли бы существовать продолжительное время. Амортизаторы, как правило, устанавливают параллельно пружинам подвески осей транспортного средства (см. рис. 5.1)

Дополнительное демпфирование колебаний происходит в сайлент-блоках рычагов подвески колес, а также в результате трения между отдельными листами рессор.

poyasneniya_pkio41_01

Рис 5.1: Варианты установки упругих элементов и амортизаторов

Амортизаторы устанавливаются между колесом и кузовом транспортного средства. Они предназначены для снижения колебаний конструкции, обеспечивая надлежащий комфорт. Кроме того, амортизаторы предназначены для обеспечения постоянного контакта колес транспортного средства с дорожным полотном, обеспечивая надлежащую безопасность движения.

poyasneniya_pkio41_02

Рис. 5.2: Однотрубный амортизатор двустороннего действия.

В ходе сжатия поршень вытесняет жидкость из полости B в полость A, в которой часть объема занимает шток. При обратном ходе (растяжение) поршень будет вытеснять жидкость из полости A в полость B, но жидкости поступившей из полости A будет не хватать для заполнения объема полости B. Так как объем полости B больше объема A на объем штока, «лишняя жидкость», не поместившаяся в полости A, должна поступать из компенсационного объема. Для хранения недостающего (или лишнего) объема жидкости был установлен дополнительный поршень, который обеспечивает подпор жидкости за счет давления сжатого газа, находящегося по другую сторону поршня.

 

Как правило, в качестве демпфирующих элементов подвески колес автомобилей применяются гидравлическими амортизаторами (см. рис 5.2). При движении поршня внутри амортизатора необходимо обеспечить перетекание жидкости из одной полости в другую. Перетекание жидкости обеспечивается клапанами, установленными в поршне. Механическая энергия за счет жидкостного трения преобразуется в тепловую энергию. Способность к утилизации механической энергии тем выше, чем больше скорость перетекания, и чем больше вязкость амортизаторной жидкости. Количество утилизированной энергии пропорционально квадрату скорости перетекания жидкости. Вместе с тем, сила, необходимая для перемещения поршня, возрастает пропорционально скорости его перемещения (силовая характеристика амортизатора, см. рис. 5.3).

poyasneniya_pkio41_03

Рис. 5.3: Силовая характеристика амортизатора – это функция скорости перемещения поршня.

Если амплитуду колебаний оставить постоянной, то сила, необходимая для перемещения поршня, будет зависеть от частоты колебаний (большая скорость поршня будет при большей частоте колебаний).

 

Слишком большое демпфирование приводит к уменьшению частоты собственных колебаний. При амортизации подвески колеса собственные колебания станут происходить медленнее, вместе с тем возрастает время восстановления контакта колеса с дорогой после спрыгивания с препятствия (влияние на безопасность движения; см. рис. 3.6). Поэтому демпфирование должно быть умеренным, то есть не должно оказывать отрицательного влияния на безопасность движения.

По направлению демпфирования амортизаторы делятся на амортизаторы односторонне го действия и двухстороннего действия (см. рис 5.4).

poyasneniya_pkio41_04

Рис. 5.4: Характеристические кривые амортизаторов двухстороннего и одностороннего действия

При двустороннем действии амортизатора характеристики возможностей амортизатора по гашению колебаний в ходе растяжения и ходе сжатия равны. При одностороннем действии амортизатора способность к гашению колебаний в ходе растяжения и ходе сжатия различна, так как к силе демпфирования добавляется сила давления сжатых газов. Однако это снижает комфортность поездки.

Чтобы уменьшить усилия, передаваемые на кузов в ходе сжатия, применяют односторонне действующие амортизаторы. Правда, подобные амортизаторы обладают в ходе сжатия меньшей силой, необходимой для перемещения поршня, чем в ходе растяжения. Однако, для гашения колебаний нагрузки на колесе, возникающих при движении по волнистой поверхности, применение двусторонне действующих амортизаторов предпочтительней (См. рис. 5.5).

poyasneniya_pkio41_05

Рис. 5.5

Если произвести замену амортизаторов с двусторонним действием на амортизаторы с односторонним действием, то колебательные нагрузки на колесе возрастут примерно на 25%, в то время как при односторонне действующем демпфировании колебательные нагрузки на колесе составляли около 15%.

 

На рисунке 5.6 приведены возможные характеристические кривые амортизаторов. Дигрессивная кривая отражает самое лучшее затухание колебаний. Так как около нулевой точки подобные амортизаторы имеют очень большую силу, необходимую для перемещения поршня (силовую характеристику демпфирования), вибрации от маленьких неровностей плохо гасятся, однако хорошо гасятся колебания, возникающие при боковой раскачке и продольной раскачке кузова.

Амортизаторы с прогрессивной характеристической кривой имеет преимущество в том, что сила необходимая для перемещения поршня (силовая характеристика демпфирования), около нулевой точки маленькая. Большая крутизна характеристической кривой, отображающей силу, необходимую для перемещения поршня при более высоких скоростях, вызывают лучшее прилегание опорной поверхности колеса при большой амплитуде волнистой неровности дорожного полотна.

Промежуточное демпфирование менее активно, чем при дигрессивной характеристике амортизатора, но более активно производит гашение колебаний, чем при прогрессивной характеристике амортизатора.

В сайлент-блоках рычагов и направляющих элементах подвески необходимо обеспечить наименьшую силу сопротивления их малых перемещениях, так как эти силы суммируются с силой, необходимой для перемещения поршня амортизатора (силовой характеристики демпфирования), что может приводить при малых отклонениях подвески к заметным толчкам, передаваемым на кузов автомобиля.

poyasneniya_pkio41_06

Рис. 5.6: Характеристические кривые амортизаторов различной жесткости

 

 

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о