Что такое амортизатор автомобиля, для чего он нужен и как работает

Амортизатор автомобиля — обычно незаметный снаружи, но очень важный элемент подвески. Без него машина будет раскачиваться на неровностях, что кардинально ухудшит её ходовые качества: сцепление колёс с дорогой, управляемость, тормозной путь. Чтобы избежать этого, важно понимать устройство и принцип работы амортизатора автомобиля, какие бывают амортизаторы и как установлен амортизатор в машине. Кроме того, давайте разберём возможные неисправности этого элемента.

Из чего состоит амортизатор

Устройство амортизатора автомобиля относительно несложное. В современных машинах применяется телескопический амортизатор, а его самая заметная деталь — корпус. Он же рабочий цилиндр, внутри которого находится специальное масло. В цилиндре перемещается шток с поршнем, а масло выступает основным гасителем колебаний. На поршне располагается набор дросселирующих (прямых) и обратных клапанов, через которые масло прокачивается при движении штока — то есть при работе подвески на неровностях. Поскольку масло вязкое, оно создаёт сопротивление движению поршня, которое и определяет жёсткость амортизатора в целом. В зависимости от конструкции амортизатор имеет ещё и полость, заполненную воздухом, — для компенсации изменения объёма жидкости в цилиндре. Эта полость либо сообщается с атмосферой, либо герметична и заполнена сжатым газом.

Как работает амортизатор автомобиля

Принцип работы амортизатора автомобиля следующий. Шток амортизатора обычно соединен с кузовом автомобиля, а корпус — с подвижным элементом подвески (например, рычагом). При наезде автомобиля на неровность пружина подвески сжимается, и шток амортизатора задвигается внутрь — это так называемый ход сжатия. При этом часть масла через дросселирующий клапан перетекает в зону над поршнем. А после того, как машина съезжает с неровности, шток амортизатора выталкивается вверх разжимающейся пружиной подвески. В это время активируется уже обратный клапан, пропускающий масло обратно под поршень.

Эффект гашения колебаний достигается, во-первых, нелинейностью сопротивления амортизатора — чем быстрее движется в нём поршень, тем больше усилие, которое нужно для его перемещения. А во-вторых, сопротивление амортизатора на сжатие и отбой тоже разное.

Каждый клапан имеет свои характеристики (сечение канала, усилие, при котором он открывается) и поэтому по-разному влияет на скорость перемещения штока. Прямые клапаны должны быть настроены так, чтобы обеспечить свободное перемещение колеса вверх при столкновении с препятствием, но при этом предотвратить передачу удара от колеса к кузову. А при сильно сжатой подвеске (например, после проезда большой неровности) нужно удержать колесо от слишком интенсивного «отстрела» при распрямлении пружины — это уже задача обратных клапанов.

Какие бывают амортизаторы

Современные амортизаторы в машине можно разделить на 3 основных типа:

• двухтрубный масляный;
• двухтрубный газовый;
• однотрубный газовый.

Двухтрубный масляный амортизатор — это самый простой вид с атмосферной компенсационной камерой. Её образует вторая, большая по диаметру труба, в которую вставлен основной цилиндр с маслом. Во внутренней трубе располагается шток с поршнем, который при сжатии перемещается вниз. При этом лишняя жидкость, замещаемая в цилиндре штоком амортизатора, выдавливается в пространство между внутренней и внешней трубой. При этом гашение колебаний кузова происходит только за счёт вязкости жидкости.

Благодаря двойным стенкам такая конструкция не боится механических повреждений, но из-за малого объёма основной камеры нагрев жидкости в ней часто происходит интенсивнее, чем охлаждение амортизатора наружным воздухом. Это приводит к вспениванию масла, снижению его вязкости и потере эффективности работы амортизатора. Ещё одним недостатком считается большая масса двухтрубной конструкции. Ведь вес амортизатора влияет на неподрессоренную массу в подвеске, что негативно сказывается на комфорте движения и управляемости автомобиля.

Конструкция двухтрубного газового (или газонаполненного) амортизатора аналогична обычной двухтрубной, за исключением того, что во внешней трубе у такого амортизатора закачан под небольшим давлением газ (обычно азот), который, в отличие от масла, может сжиматься при ходе штока амортизатора. За счёт давления снижается возможность вспенивания масла, однако склонность к перегреву амортизатора при интенсивной работе (например, на плохой дороге) остаётся — как и остальные недостатки стандартной конструкции.

Как устроен однотрубный газовый амортизатор? Его конструкция имеет всего одну трубу — она и корпус, и рабочий цилиндр, где перемещается поршень с клапанами, через которые перекачивается масло. Но также в трубе амортизатора есть ещё один, «плавающий» (ни с чем не связанный механически) поршень, разделяющий рабочую жидкость и газ под высоким давлением.

Принцип действия амортизатора однотрубной конструкции достаточно прост. При сжатии подвески поршень смещается вниз, а небольшой объём масла переходит в область над поршнем. Оставшаяся жидкость, на которую давит основной поршень, тоже перемещается вниз, заставляя поршень-«поплавок» сжимать газ. Когда колесо движется вниз, процесс происходит в обратном порядке. В такую конструкцию можно закачать значительно больше жидкости и газа по сравнению с двухтрубной, а наличие всего одной стенки позволяет эффективно охлаждать амортизатор. Эти конструктивные особенности исключают перегрев и вспенивание масла. Однако даже при незначительном механическом повреждении корпуса поршень может заклинить, нормальная работа «стойки» будет уже невозможна. А между штоком и корпусом нужно очень надёжное уплотнение, способное выдержать высокое давление внутри узла. Поэтому стоимость однотрубного амортизатора значительно выше, чем у двухтрубных конструкций.

Причины и признаки поломки амортизаторов

В среднем за 1 км пробега амортизатор совершает более 1000 циклов сжатия и отбоя. Интенсивная работа ведёт к старению масла, клапанов и других деталей, из-за чего амортизатор постепенно теряет эффективность. Кроме того, со временем внутри амортизатора накапливаются абразивные продукты износа, на выдвигающийся наружу шток попадает грязь — и всё это вместе изнашивает нежные уплотнения и мелкие детали клапанов.

Помимо естественного износа ускорить поломку амортизаторов могут:

• Сильные удары при попадании колёс в большие ямы, что особенно критично для замёрзших в мороз и не успевших прогреться на ходу амортизаторов со слишком густым маслом.
• Изношенные элементы подвески, такие как втулки крепления или опоры амортизаторов, провоцирующие перекос штока.
• Езда на перегруженном автомобиле, заставляющая амортизатор срабатывать до упоров. Тот же эффект будет из-за изношенных (просевших) пружин или рессор.

Понять, что амортизатор изношен или вовсе неисправен, помогут характерные признаки:

• Следы протечки масла на корпусе амортизатора.
• Раскачка кузова при езде.
• Ухудшение устойчивости и управляемости автомобиля.
• Явное «приседание» автомобиля при разгоне или «клевки» при торможении.
• Посторонние звуки при работе (скрипы, стуки).
• Неравномерный износ шин.

Проверку амортизаторов можно провести на специальных стендах, которых есть в техцентрах (но не во всех). Это может быть как вибростенд, который искусственно создаёт колебания колёс, так и стенд для контроля работы уже снятого с автомобиля амортизатора.