К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ НЕИСПРАВНЫЕ АМОРТИЗАТОРЫ.
Безопасность на дороге складывается из многих факторов, например, от опыта водителя, качества дорожного покрытия и исправности самого автомобиля. Компания Mando произвела тест амортизаторов, которые уже отслужили свой срок и опубликовали свои результаты.
Как работает амортизатор:
Чтобы понимать, как неисправный амортизатор может повлиять на безопасность следует понимать принцип работы амортизатора. Он заключается в возвратно-поступательном движении поршня амортизатора, поршень через небольшое отверстие перепускает масло из одной камеры в другую, превращая механическую энергию в тепловую. Другими словами амортизаторы гасят вертикальные колебания.
Представим, что амортизатор в подвеске не используется, тогда проезжая по неровной дороге колесо будет подпрыгивать, а сжавшаяся пружина будет возвращать его на землю, которое после удара снова будет отскакивать, т.к. успокоить колебания нечему. Таким образом после преодоления ямки колесо будет еще долгое время прыгать и на всем этом промежутке сцепление с дорогой будет минимально.
Тест неисправных амортизаторов компании Mando:
Специалисты компании Mando утверждают, что «убитые» амортизаторы могут привести к серъездным последствиям. После исследований нерабочих амортизаторов были опубликованы следующие заключения:
1. При торможении на скорости 80 км/ч неисправные амортизаторы прибавляют 5-10 метров тормозного пути (с ABS), и 3-5 метров (без ABS);
2. На старых амортизаторах аквапланирование начинается на 10-15 км/ч раньше;
3. Машина со старыми амортизаторами в поворотах ощутимо кренится и плохо держит траекторию (особенно на неровной поверхности);
4. Вышедший из строя амортизатор даёт повышенную нагрузку на остальные элементы подвески и покрышки, срок службы которых сократится.
5. Если амортизатор не работает, то даже незаметная взгляду кочка заставит машину долго раскачиваться, что потребует постоянного подруливания, что сказывается на усталости водителя.
Когда менять амортизаторы:
Компания Mando рекомендует менять амортизаторы каждые 70-80 тысяч километров, а каждые 20 тысяч выполнять их осмотр. Данная статья опубликована в паблике МАШИНЫ. Если вы видите эту статью в другом сообществе, значит ленивые администраторы других сообществ нагло копируют материал у нас и даже не читают его. Было замечено, что возраст практически не влияет на состояние амортизаторов, а главные причины старения амортизаторов — это большие пробеги, перегруз (особенно — при перевозке багажа на крыше машины), «холодные старты» (первые 0,5км. зимой нужно проезжать аккуратно, чтобы «разогреть» подвеску) и высокие скорости на плохих дорогах.
Если Вы заметили, что машина начала рыскать по дороге и требует постоянных корректировок движения рулем, при разгоне и торможении появились клевки, а на неровностях кузов автомобиля качается как холодец — это признаки «уставшей» подвески. Перед тем, как менять амортизаторы следует определить неисправность других элементов подвески.
Об амортизаторах – элементарно
Влияние подвески на безопасность движения я в полной мере оценил много лет назад, когда перегонял в Москву старенькую машину с «убитыми» амортизаторами. Поступку этому нет оправдания – ремонт можно было сделать на месте, но что было, то было…
Трасса проходила через лесистые холмы Владимирской области, которые называли «владимирскими горками» по аналогии с горками «американскими» – аттракционом захватывающим и жутковатым. Так и на упомянутом участке дорога устремляется то вверх, то вниз. Место азартное, возникает желание, хорошенько разогнавшись на спуске, взлететь на очередной холм…
Нельзя сказать, что я особенно разогнался под уклон – скорость была километров 90, когда асфальтовые заплатки, вечные спутники наших дорог, раскачали кузов так, что дорожное полотно впереди замелькало вперемешку с небом.
Конечно, будь амортизаторы исправными, колебания тут же прекратились бы. А сейчас проклятый кузов никак не хотел успокаиваться – тем более, что толчки от асфальтовых бляшек продолжались. Пришлось не спеша тормозить и педалью, и двигателем, постепенно гася инерцию. Счастье, что асфальт был сухим, – обошлось без кювета и вылета на «встречку»… После этого до места назначения добирался не торопясь, «накат» не использовал, под горку не газовал.
Разбор «полетов»
Что же произошло? Рассмотрим две массы, изображенные на рис. 1. Обозначим М1 ведущий мост и колеса, М2 – корпус автомобиля с водителем, пассажирами и грузом.
Как ведут себя эти массы во время движения? Толчки от неровностей дороги смягчаются за счет пружин (или рессор). Но пружины после сжатия начинают отталкивать массы М1 и М2 друг от друга. Это приводит к колебательному процессу – в идеале к затухающему, а в реальной жизни (кто сказал, что ухабы кончились?) к дальнейшему раскачиванию массы М2. Тут-то и приходят на помощь амортизаторы, назначение которых – гасить колебания кузова.
Колебательный процесс без участия амортизаторов на рисунке показан синим цветом, а с участием амортизаторов – красным. Собственно, моя ситуация на «владимирских горках» была «синей»…
В чем ее опасность? В момент «подскакивания» автомобиль давит на дорогу с меньшей силой. Нормальная реакция на автомобиль со стороны дороги в соответствии с третьим законом Ньютона также уменьшается – автомобиль перестает «держать дорогу». Вдобавок эта реакция по четырем колесам распределяется неравномерно из-за кренов и изношенности подвески.
Ясно, что все это отрицательно сказывается на управляемости. При подбрасывании кузова у водителя возникает естественное желание притормозить. Но условия торможения для каждого колеса будут различными – тут-то и можно закрутиться и «улететь» с трассы, особенно на мокрой дороге.
С тех пор, когда слышу «амортизаторы – это комфорт», всегда уточняю: «нет, амортизаторы – это прежде всего безопасность…». К счастью, так считает все больше и больше водителей. Да и реклама ведущих производителей этих компонентов все чаще ставит человеческую жизнь на первое место.
Кроме снижения эффективности торможения и риска увода автомобиля в сторону, езда с неисправными амортизаторами влечет ускоренный износ шин, подвески, рулевого управления, а также возникновение и развитие усталостных трещин в кузове. Как же противостоят этим напастям «правильные» амортизаторы?
Была команда «отбой»
В советские времена амортизаторы оценивали очень просто: «вытекли – не вытекли». Не будем обвинять водителей тех лет в дремучести. Ведь особого выбора у них не было…
С тех пор все изменилось. Опубликовано множество статей, связывающих конструкцию и качество амортизаторов с комфортностью и безопасностью движения. И это закономерно: появился предмет для обсуждения. После десятков лет монополии советских автоагрегатных заводов заблистали у нас такие имена, как Sachs, Monroe, Koni, Boge, Bilstein и др.
Итак, амортизаторы (от французского amortir – ослаблять, смягчать) гасят колебания кузова, обеспечивая постоянное сцепление колес с дорогой.
Говоря формально, гашение колебаний в амортизаторах происходит благодаря превращению механической энергии в тепловую. А реализуется оно перекачкой вязкой жидкости из одного рабочего объема в другой. При этом львиная доля механической энергии затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления в клапанах с выделением теплоты, о которой мы еще поговорим.
Совсем недавно амортизаторы классифицировали по соотношению коэффициентов сопротивления при ходе сжатия и отбоя (отдачи), а также по наличию или отсутствию разгрузочных клапанов. Кроме того, на автомобили устанавливали амортизаторы двухстороннего или одностороннего действия. А двусторонние конструкции имели симметричную либо несимметричную характеристику. Кстати, что она собой представляет – характеристика амортизатора?
Посмотрим на рис. 2. Изображенные на нем кривые легко узнают даже школьники. Первая из них напоминает повернутую на 90° параболу. Гидравлическое сопротивление амортизатора здесь пропорционально корню квадратному от скорости жидкости. О таких амортизаторах говорят, что они имеют регрессивную характеристику. В начале перекачки жидкости сопротивление растет быстро, а потом – значительно медленнее. Значит, амортизаторы с регрессивной характеристикой хорошо противостоят боковому крену при резких поворотах и «клевкам» при внезапном торможении. Правда, мелкие дорожные неровности они гасят похуже, чем амортизаторы с прогрессивной характеристикой.
Что ж, давайте познакомимся и с ней. Прогрессивная характеристика близка к классической параболе, поэтому сопротивление здесь растет пропорционально квадрату скорости поршня. При малой скорости перетекания жидкости развиваются небольшие усилия, а при ее увеличении – уже значительные.
«Прогрессивные» амортизаторы ненавязчиво сглаживают мелкие огрехи дорожного покрытия, активно предотвращают отрыв колес на плохих дорогах, но с боковым и продольным креном борются хуже «регрессивных». Что касается амортизаторов с линейной характеристикой, они являют собой компромисс между вышеописанными вариантами.
Сегодня на абсолютном большинстве легковых автомобилей стоят телескопические гидравлические амортизаторы двухстороннего действия с разгруженными клапанами. Все они имеют несимметричные характеристики: сопротивление во время хода сжатия у них растет медленнее, чем при ходе отдачи. А соотношение коэффициентов сопротивления обычно выдерживается в пределах от двух до пяти.
Масло, газ и трубы
По виду рабочего тела современные телескопические амортизаторы подразделяют на гидравлические и газонаполненные. А по типу конструкции – на однотрубные и двухтрубные.
Конструкция и принцип действия обычного двухтрубного гидравлического амортизатора (их часто называют масляными) хорошо известны большинству автомобилистов. Поэтому, чтобы не терять время, остановимся на его особенностях.
Одна из них – возможное вспенивание жидкости при колебаниях поршня. Причиной вспенивания является кавитация, т.е. образование и схлопывание пузырьков пара при локальном снижении давления в потоке жидкости при ее прохождении через клапан.
Вероятность образования пузырьков повышается с увеличением скорости поршня и с ростом температуры жидкости. При нормальном тепловом режиме образовавшиеся пузырьки тут же схлопываются. А вот наличие компенсационного резервуара, охватывающего рабочий цилиндр в двухтрубном амортизаторе как раз и мешает отводу теплоты.
Если температура жидкости приближается к температуре кипения при данном давлении, обилие пузырьков образует пену. Теперь, чтобы открылся клапан, поршень нужно переместить на большее расстояние. В результате появляются характерные «провалы» подвески, иными словами – амортизатор перестает гасить колебания.
Избавиться от этого можно двумя способами: повысить давление в амортизаторе и отодвинуть кавитационный порог либо снизить ее температуру жидкости, улучшив отвод теплоты.
Первый способ реализуется в двухтрубных газонаполненных амортизаторах низкого давления. Они отличаются от обычных масляных тем, что во внешний цилиндр закачан инертный газ (азот) под давлением от 2 до 5 атмосфер. За счет этого давления температура насыщения масла увеличивается, и его вспенивание снижается многократно. Тем самым обеспечивается стабильная работа клапанов. Правда, такие амортизаторы стоят дороже чистой «гидравлики», но это полностью себя оправдывает.
Существуют конструкции, в которых реализованы оба способа снижения вспенивания масла. Это – однотрубные газонаполненные амортизаторы. Как видно из названия, корпус такого амортизатора одновременно является и его рабочим цилиндром. Однако проблема компенсации объема здесь решена иначе, нежели в двухтрубной конструкции: в свободной части рабочего цилиндра «однотрубника» помещен плавающий поршень, разделяющий две среды – масло и азот, сжатый до 25–30 атмосфер.
При возвратно-поступательном движении рабочего поршня одновременно с ним движется и разделительный, постоянно компенсируя изменение объема. Такой амортизатор чутко «слушает» дорогу, а высокое давление газа, а также отличный отвод теплоты от рабочего цилиндра позволяют полностью избавиться от пенообразования и делают работу амортизатора стабильной, не подверженной «провалам».
В будущее без раскачки
Амортизатор можно сделать «мягким» или «жестким». Первые хороши для магистралей, вторые – для сельских дорог. А можно ли сделать жесткость изменяемой, приспособив амортизатор для любой дороги? Можно, и таких решений немало. В их основе – поршень с каналами, сечение которых можно изменять по ходу поездки.
Есть, например, такая конструкция. В зоне рабочего цилиндра делается дополнительный паз, снижающий сопротивление перемещению поршня. В этом интервале амортизатор будет «мягким». При ухудшении рельефа полотна амплитуда перемещений поршня увеличивается. Он выходит за пределы паза, и амортизатор становится «жестким». Правда, изменение жесткости здесь происходит ступенчато.
Существует еще несколько интересных решений, но настоящим прорывом в создании «интеллектуальных» амортизаторов стало объединение механики, гидравлики, микропроцессора, датчиков и исполнительных механизмов. Такие конструкции мгновенно меняют свою жесткость в соответствии с манерой вождения и состоянием дорожного полотна, обеспечивая комфортную и безопасную езду.
Датчики фиксируют вертикальные колебания относительно уровня дороги на передней и задней оси, давление в тормозной системе и загрузку автомобиля, а также характер движения транспорта при ускорении, торможении и на поворотах. Блок управления за миллисекунды обрабатывает информацию и выдает команды, регулирующие жесткость амортизации с помощью особого клапана. Ему-то и подчиняется перемещение амортизаторной жидкости.
Автомобильные концерны и производители автокомпонентов уделяют большое внимание «зеленым технологиям», чтобы снизить вред, наносимый окружающей среде. Новые модели автомобилей потребляют меньше топлива, а конструкторы все чаще используют более легкие материалы, по сравнению с традиционными.
Нововведения затрагивают и конструкцию подвески. Например, рост числа электромобилей требует от производителей амортизаторов новых решений – ведь системы, установленные в обычных автомобилях, не всегда подходят для транспортных средств с электроприводом. Так что компаниям будет где развернуться.
Эпилог
Листая каталоги производителей, понимаешь, что современными амортизаторами могут обзавестись не только владельцы комфортабельных современных автомобилей, но и фанаты спортивных моделей, приверженцы полного привода, и даже обладатели машин, снятых с производства.
Предлагаются изделия на любой вкус: «спортивные» и «спокойные»; предназначенные для хороших дорог и усиленные «внедорожные»; подороже и подешевле. Неизменным остается лишь одно – качество. Если, разумеется, это настоящий бренд.
Как влияют неисправные амортизаторы на работу абс
Находясь в своем автомобиле, в любых дорожных ситуациях вы должны полностью доверять подвеске. Амортизаторы выполняют самую трудную работу — они поддерживают жизненно важный контакт колес с дорожным покрытием, необходимый для отличной устойчивости автомобиля в движении, высокого комфорта и повышенной безопасности.
Изношенный амортизатор больше не может справиться с этим. При каждой неровности на дороге колесо подпрыгивает вверх и теряет контакт с дорожным покрытием. Автомобиль демонстрирует плавающие нестабильные динамические свойства. Как водитель, вы должны постоянно подруливать автомобиль на неровной дороге. Постепенно это утомляет и ваша реакция значительно замедляется.
Амортизатор с небольшим демпфирующим усилием при наезде на яму может даже повредить отбойник. К тому же неисправный амортизатор ускоряет износ других деталей подвески. Это создает дополнительный риск вашей безопасности.
Изношенные амортизаторы снижают пробег шин до 20%. Причина: шины подпрыгивают, теряя временами контакт с дорогой, и не раномерно изнашиваются. Избавьте себя от ненужного и опасного износа шин.
Только исправные амортизаторы имеют достаточные резервы безопасности, так необходимые на каждом метре движения. Изношеность амортизаторов также оказывает большое влияние на тормозной путь. При изношенных амортизаторах тормозной путь увеличивается при скорости в 80 км/ч на 2-3 метра.
С системой ABS тормозной путь увеличивается еще более значительно. При скорости в 80 км/ч более чем на 5 метров. Это связано с тем что ABS расчитана на оптимальный контакт колеса с дорогой. Для того, чтобы колесо не блокировалось и автомобиль был управляемым система ABS использует прерывистое торможение. При этом сила торможения всегда снижается тогда, когда колесо может быть заблокировано. Таким образом в любое время должно достигаться оптимальное тормозное усилие.
При неисправных амортизаторах колеса периодически теряют контакт с дорогой. Они подпрыгивают. ABS срабатывает в пустоту. Тормозной путь автоматически увеличивается.
Проверка состояния амортизаторов автомобиля
Диагностика неисправных (дефектных) амортизаторов
Одним из неэффективных методов распознавания дефектных амортизаторов является ручная прокачка снятого амортизатора. Этим методом можно выявить только полностью неисправный амортизатор. Раскачивание автомобиля тоже ни о чем не может сказать, т.к. таким методом нельзя достичь необходимых усилий сжатия и отбоя.
Одним из важных методов является внешний осмотр. Эти способом можно выявить грубые неисправности и механические повреждения амортизатора и деталей вокруг него. Внешний осмотр также позволит проверить износ профиля протектора шин, пыльников, отбойников, прокладок, проушин, креплений, опорных подшипников, износ и люфт подшипников ступицы и деталей подвески колес.
Следы или пленка масла на штоке или корпусе амортизатора однозначно указывают на его повреждение. Оптимальным контролем является диагностика подвески на испытательном стенде совместно с внешним осмотром. Для диагностики системы подвески на атомобиле, Sachs рекомендует проверочные амортизаторные стенды, разработанные по признанным TÜV и DECRA-методикам резонансного измерения амплитуды колебаний. Этот метод рекомендуется к применению концернами BMW и Daimler Chrysler, им же пользуются независимые сертификационные организации DECRA и ADAC.
Амортизаторы
Исправные амортизаторы играют очень важную роль в обеспечении безопасности, поскольку они отвечают за постоянное сцепление с дорогой, то есть непрерывный контакт колес с дорожным покрытием в любых повседневных дорожных ситуациях (при разгоне, маневрировании и торможении). Они сглаживают колебания кузова, возникающие при проезде через неровности дороги, обеспечивают стабилизацию кузова и распределение сил в ходовой части при разгоне, маневрировании и торможении С изношенными амортизаторами значительно увеличивается тормозной путь при экстренном торможении. В неисправном состоянии они также отрицательно влияют на работу ABS и ESP, повышая риск опрокидывания автомобиля при крутом маневре. Проблемы с амортизаторами ведут и к усилению восприимчивости автомобиля к боковому ветру и неровностям дороги, повышению риска аквапланирования, угловому колебанию колес и более быстрому износу шин.
Преимущества
- Отлично реагируют на любые неровности дороги. Быстро гасят колебания и тем самым улучшают сцепление колес с дорогой.
- Выравнивают нагрузку на ходовую часть при поворотах и повышают четкость реакции при рулении и устойчивость автомобиля в поворотах.
- Обеспечивают корректную работу узлов ходовой части, например тормозной системы, и вспомогательных систем безопасности (ABS, ESP) благодаря адаптации для каждой модели Audi.
- Гарантируют продольную устойчивость автомобиля при экстренном торможении, независимо от массы багажа, наличия прицепа или количества пассажиров, и улучшают сцепление с дорогой.
- Защищают различные узлы и детали ходовой части от перегрузки. Это помогает избежать, например, преждевременного износа шин и, следовательно, ненужных расходов.
Дополнительная информация
Последствия неисправности амортизаторов часто недооцениваются. Амортизаторы автомобиля необходимо проверять при достижении пробега от 60 000 до 80 000 км. Износ происходит медленно и поэтому часто остается незамеченным.
