Мексика Амортизатор типа «подушка для ступни»

Амортизаторы обеспечивают контроль колебаний пружин после поглощения ударов и воздействий со стороны дорожного покрытия. Широко применяясь в автомобилях, они ускоряют затухание вибраций шасси и кузова, повышая комфорт езды. При движении по неровным дорогам, хотя амортизирующие пружины способны смягчать дорожные вибрации, сами пружины продолжают совершать возвратно‑поступательное движение; для ограничения этого «пружинного подскока» и используются амортизаторы.

В системе подвески вибрации возникают вследствие воздействия на упругие элементы. Для повышения комфортности езды в подвеске параллельно упругим элементам устанавливаются амортизаторы, гасящие эти колебания. В автомобильных подвесках преимущественно применяются гидравлические амортизаторы. Их принцип действия заключается в том, что при вибрации шасси (или кузова) и моста, обусловленной их относительным движением, поршень амортизатора перемещается вверх‑вниз, а масло из одной камеры амортизатора через различные отверстия периодически перетекает в другую камеру. При этом трение между стенками отверстий и маслом, а также внутреннее трение между молекулами масла создают демпфирующую силу, преобразующую энергию вибраций автомобиля в тепловую энергию масла; эта энергия поглощается амортизатором и рассеивается в окружающую среду. При неизменных сечениях каналов для масла и других параметрах демпфирующая сила возрастает или уменьшается в зависимости от относительной скорости движения шасси и моста (или колеса) и зависит от вязкости масла.

Амортизаторы и упругие элементы обеспечивают смягчение ударов и гашение вибраций. Избыточная демпфирующая сила снижает упругость подвески и даже может повредить соединительные детали амортизатора. Поэтому необходимо регулировать баланс между упругими элементами и амортизатором.
(1) Во время такта сжатия (когда мост и шасси сближаются), демпфирующая сила амортизатора снижается, что позволяет в полной мере использовать упругость упругих элементов для смягчения ударов. В этот момент основную роль играют именно упругие элементы.
(2) Во время удлинения хода подвески (когда мост и шасси отдаляются друг от друга) демпфирующая сила амортизатора должна быть велика, чтобы быстро гасить колебания.
(3) При слишком высокой относительной скорости между осью (или колесом) и осью требуется, чтобы амортизатор автоматически увеличивал расход масла, обеспечивая постоянное поддержание демпфирующей силы в пределах определённого значения и тем самым предотвращая чрезмерные ударные нагрузки.

Широко применяемым амортизатором в автомобильных подвесках является телескопический амортизатор, который способен обеспечивать демпфирование как на ходе сжатия, так и на ходе растяжения; такой амортизатор называется двухходовым. Кроме того, существуют и новые типы амортизаторов, включая пневматические амортизаторы и амортизаторы с регулируемым сопротивлением.

Принцип работы двухходового телескопического амортизатора: во время такта сжатия колесо автомобиля приближается к кузову, и амортизатор сжимается. В этот момент поршень амортизатора движется вниз. Объём нижней камеры поршня уменьшается, давление масла возрастает, и масло через перепускной клапан поступает в верхнюю камеру (верхнюю полость) над поршнем. Поскольку верхняя камера занята штоком поршня, увеличение объёма верхней камеры оказывается меньше уменьшения объёма нижней камеры, и часть масла вытесняет компрессионный клапан и возвращается в масляный резервуар. Дросселирование этих клапанов создаёт демпфирующую силу при сжатии подвески. Во время такта отбоя колесо, наоборот, отдаляется от кузова, и амортизатор растягивается. В этот момент поршень амортизатора движется вверх. Давление масла в верхней камере поршня повышается, перепускной клапан закрывается, и масло из верхней камеры вытесняет расширительный клапан в нижнюю камеру. Из‑за наличия штока поршня масло, поступающее из верхней камеры, не успевает полностью заполнить увеличившийся объём нижней камеры, что приводит к образованию разрежения в нижней камере. В этот момент масло из масляного резервуара открывает компенсационный клапан 7, и оно поступает в нижнюю камеру для пополнения. Благодаря дросселирующему действию этих клапанов подвеска при движении на отбой также демпфируется.

Поскольку жёсткость и предварительная нагрузка пружины клапана расширения заданы выше, чем у клапана сжатия, при одном и том же давлении суммарная площадь проходного сечения клапана расширения и соответствующих каналов нормально открытого зазора оказывается меньше, чем суммарная площадь проходного сечения клапана сжатия и соответствующих каналов нормально открытого зазора. Это обеспечивает большее демпфирующее усилие на ходе расширения амортизатора по сравнению с демпфирующим усилием на ходе сжатия, что отвечает требованию быстрого демпфирования.