что такое амортизационная стойка
Небольшой ликбез по амортизаторам/стойкам
Всем доброго времени суток! На данную запись меня натолкнули вопросы, которые я часто слышу на работе:
— А это односторонний амортизатор или двухсторонний?
— А что лучше? масляный, газовый или газо-масляный?
— А как добавить авто плавность хода?
— Я хотел управляемость картинга, поставил самые жесткие амортизаторы, а получил шляпу! Почему?
и т.д. Узнали себя в одном из этих вопросов? тогда читаем дальше…
Мне кажется, эта тема могла бы подойти и для БЖ, но не будем нарушать правил Д2)
Чтобы Вы понимали: я работаю в одной из отечественных фирм по производству автокомпонентов подвески как для отечественных авто, так и для иномарок. Занимаюсь 50/50 как инженеринговыми разработками, так и непосредственным внедрением разработок в производство и на авто, в частности, в рамках натурных испытаний, а также стендовыми испытаниями опытных и предсерийных образцов. В своей работе, в основном, руководствуюсь вот таким толмутом:
Да, не совсем современный, но до сих пор актуальный труд) Есть в открытом доступе в сети, кому интересно. Большинство из того, что будет в этом посте-это упрощенное изложение книги.
Итак. Что такое амортизатор и с чем его едят?
Амортизатор(стойка) — это демпфирующий элемент подвески. Относится к неподрессоренным массам. Необходим для гашения колебаний пружины. Стойка отличается от амортизатора своей несущей способностью. Иными словами: если можно ее выкинуть и при этом авто сможет ехать(задний амортизатор ФФ2, классика ВАЗ и т.д.) — это амортизатор, если нет — стойка. Помимо демпфирования колебаний пружины и несущей способности (для стоек) у амортизатора нет других функций.
Конструктивно амортизаторы делятся на однотрубные и двухтрубные.
Сильно углубляться в конструктив не будем. Основное: двухтрубные-наиболее распространенный вид из-за простоты проектирования и сборки, допускает повреждения основного корпуса(при условии сохранности внутреннего рабочего цилиндра), дешевле в производстве. Однотрубные-применяются в условиях ограниченного монтажного пространства, более стабильные характеристики, не имеет значения угол установки(двухтрубные устанавливаются строго вертикально).
Друхтрубные (далее речь пойдет только о них) могут быть с газовым подпором и без него. Все! Нет никаких чисто зазовых амортизаторов. Это упоры капота/багажника, но не амортизаторы и стойки!) Газовый подпор обеспечивает более стабильную работу клапанной системы амортизатора и заметно снижает вспениваемость гидрожидкости, используемой в амортизаторах/стойках.
Ход штока наверх — ход отбоя, вниз — сжатия. Качественной характеристикой амортизаторов является их сопротивляемость перемещениям штока. Т.е. усилия которые возникают на штоке при его движении с определенной скоростью.
В зависимости от скорости перемещения штока различают дроссельный и клапанный режимы работы. Дроссельный соответствует небольшой скорости перемещения штока(вхождение в поворот на небольшой скорости), клапанный соответствует попаданию в ямы и быстрому передвижению по пересеченной местности.
Визуальная характеристика амортизатора представлена на диаграмме Монро:
Думаю, на ней все понятно без пояснений.
Любой амортизатор имеет клапан отбоя, клапан сжатия и перепускной клапан. Каждый из которых имеет свои дроссельные и клапанные усилия, а соответственно не бывает односторонних амортизаторов. Все амортизаторы сопротивляются как на отбой, так и на сжатие, только усилия на отбой значительно выше чем усилия на сжатие.
А вот так выглядят клапанные системы изнутри:
Амортизационные стойки подвески
Амортизационные стойки подвески
Амортизационная стойка – это узел подвески автомобиля, состоящий из упругого элемента и амортизатора. В качестве упругого элемента обычно используется стальная винтовая пружина. Амортизатор располагается внутри винтовой пружины. Хотя можно сказать, что пружина надевается на амортизатор. Нижним краем пружина опирается на чашку, жестко закрепленную на корпусе амортизатора. Своим верхним краем пружина в кузов автомобиля – в специально предназначенную для него «чашку». Конечно, пружина не контактирует непосредственно с металлом кузова. Между ними находятся резиновые буферы или, если речь идет о стойке передней подвески типа МакФерсон, опорный подшипник, который при повороте колес рулем обеспечивает вращение всей стойки вокруг ее вертикальной оси. Нижний конец всей стойки опирается на поворотный кулак (в передней подвеске) или на один из рычагов подвески. Движение пружины и амортизатора на сжатие и отбой проходит в одном направлении, за счет чего обеспечивается комфортная езда.
Характерные неисправности амортизационных стоек
Некорректная работа амортизационной стойки ощущается во время движения автомобиля. При проезде неровностей и возникновении раскачки кузова колебания продолжаются несколько раз. Ощущается некоторая «расхлябанность»: подвеска с неисправной амортизационной стойкой совершает лишние раскачивания. Также при неисправности амортизатора кузов машины «приседает» на него на несколько сантиметров. Это видно со стороны. Также в ходе продолжительной эксплуатации просаживаются пружины или даже ломаются. Эти механические повреждения можно обнаружить при диагностике подвески или во время езды по характерному грохоту. А вот самая точная и правильная диагностика состояния амортизатора проводится на специальном испытательном стенде.
Ремонт амортизационных стоек
Ремонт стойки подразумевает собой замену вышедших из строя компонентов. Можно отдельно поменять сам амортизатор, пружину, опорный подшипник и мелкие детали, такие как пыльник или буфер-отбойник. Надо учитывать, что при замене амортизатора в передней подвеске типа МакФерсон обязательно нужно менять и опорный подшипник, иначе гарантия на амортизатор не будет предоставляться.
Покупая новые детали для ремонта амортизационных стоек нужно покупать все детали по отдельности, точно подбирая их для автомобиля. Для одной модели машины может существовать до 10 вариантов пружин, амортизаторов и сопутствующих деталей.
Комплект деталей для амортизационной стойки передней подвески обойдется в 240-350 рублей, из которых стоимость амортизатора составит около 80-120 рублей, стоимость пружины – 80-100 рублей, опорного подшипника 50-80 рублей. Расчет предоставлен на детали для распространенных автомобилей.
На разборках амортизационные стойки предлагаются в сборе: в том виде, в котором их сняли с автомобиля. Стоимость «б/ушных» стоек ниже: от 70 до 150 рублей за штуку. Однако тут главное не спешить: можно купить стойку с износом, эксплуатация которой будет бесполезной. При этом при покупке можно будет оценить лишь состояние резиновых элементов и отсутствие подтекания масла из амортизатора. Работоспособность амортизатора вряд ли удастся оценить народным способом, вытянув шток и проконтролировав качество его обратного втягивания. Этому помешает пружина. Поэтому покупка «б/ушной» амортизационной стойки – это лотерея, результаты которой можно узнать только после установки детали на автомобиль.
Пневматические стойки
К отдельной категории амортизационных стоек относятся пневматические стойки. Как правило они представляют собой цельную конструкцию, в которой стальная пружина заменена на пневматический баллон, сделанный из толстой резины. Баллон с находящимся в нем под давлением воздухом выполняет роль пружины. К тому же пневмобаллон может изменять свою длину в зависимости от количества закачанного в него воздуха. Как вы уже догадались, при этом изменяется клиренс автомобиля.
Пневмостойки выделяются не только своей конструкцией, но и стоимостью. «Б/ушная» стойка обойдется в 400-500 рублей и даже более того. Новая стоит от 1400 до 2000 бел. рублей. Однако специализированные мастерские предлагают ремонт пневматических стоек, что обойдется в сумму от 400 до 1000 рублей (за полное восстановление). В пневмостойке помимо баллона изнашиваются его уплотнения (манжеты), клапаны и сальники. Выходит из строя сам амортизатор, обладающий, как правило, адаптивными функциями – его упругость регулируется электроникой. Поэтому при ремонте пневмоподвески предпочтительнее выполнить ремонт стойки с заменой изношенных компонентов: так дешевле и долговечнее.
Стойки подвески вы сможете приобрести на нашем сайте
Амортизационная стойка
История изобретения амортизационной стойки
Принято считать, что изобретателем амортизационной стойки был американский автомобильный инженер Эрл МакФерсон, однако есть также версия, что при работе он опирался на разработки итальянца Гвидо Форнаци, строившего подвеску автомобилей Fiat еще в середине двадцатых годов, и, частично, на конструкцию подвески французских автомобилей начала века, выпускавшихся под брендом Cottin-Desgouttes. Конструируя подвеску для Cottin-Desgouttes, французские инженеры ориентировались на разработки Уолтера Кристи, разработавшего схожую конструкцию еще в 1904-м году.
Однако подвеска на амортизационных стойках современной нам конструкции впервые была использована на модели Vedette американского концерна Ford, в котором работал Эрл МакФерсон.
Массовое распространение амортизационные стойки получили в семидесятые, когда удалось улучшить общий конструктив подвески и решить проблему с малым ресурсом самих стоек. В дальнейшем амортизационные стойки стали активно внедрять все производители, так как благодаря их применению конструкция подвески стала значительно проще и дешевле.
В восьмидесятые годы амортизационными стойками оснащались многие автомобили, в том числе, топовых или близких к топовым моделей, такие как Audi 100, Mercedes W124, Opel Senator, все модели BMW. Однако впоследствии потолок возможностей амортизационных стоек был достигнут, и с целью дальнейшего улучшения
управляемости многие фирмы вернулись к подвеске на двойных поперечных рычагах, которыми оснащены, в частности, Audi A4 и A6, Mercedes W210, автомобили BMW начала нового столетия.
Что такое амортизационная стойка
Амортизационная стойка – конструкция, играющая роль одновременно упругого элемента и амортизатора. Верхняя часть стойки крепится к брызговику крыла через подвижный элемент – опорный подшипник, а нижняя – к поворотному кулаку через сайлентблок. Работа верхнего и нижнего подвижных креплений обеспечивают амортизационной стойке подвижность в горизонтальной плоскости, а в вертикальной движение обеспечено телескопическим амортизатором и сжимающейся/разжимающейся пружиной.
Конструкция амортизационной стойки
Центральная часть стойки – автомобильный телескопический амортизатор, газовый или масляный, в зависимости от спецификации завода-изготовителя.
От обычного амортизатора отличается наличием на корпусе площадки, служащей опорой для нижней части упругого элемента – пружины.
Как работает амортизационная стойка
Амортизационная стойка – часть конструкции подвески на поперечных рычагах. Она выполняет роль ограниченно жесткого связующего элемента между кузовом и колесом. Жесткости стойки, в сочетании с удерживающей силой соединенных с ней рычагов, достаточно, чтобы колеса не смещались относительно кузова в горизонтальной плоскости. При этом стойка, имеющая телескопическую конструкцию, позволяет в нужных пределах колесу двигаться вверх и вниз, что дает возможность гасить удары, которые получает колесо.
Плюсы и минусы амортизационной стойки
Безусловный плюс конструкции – ее простота и ремонтопригодность. Для производителя простота означает малые расходы на производство, а для водителя – легкое и своевременное распознание неисправностей и их ограниченное количество. При разрушении опорного подшипника появившиеся звуки легко различимы, поэтому опытный водитель в состоянии определить проблему вскоре после ее возникновения.
Кроме того, между верхней и нижней опорами, к которым крепятся концы стойки, обеспечивает снижение ударных нагрузок на кузов, насколько это возможно при такой конструкции. Это означает, что опорные элементы, особенно, верхний подшипник, разгружены и, при условии качества изготовления, имеют большой ресурс.
Использование подвески на амортизационных стойках подразумевает небольшое количество элементов, остающихся неподрессоренными.
В силу конструкции амортизационная стойка обладает рядом недостатков. Будучи единственным силовым элементом, она принимает на себя всю нагрузку и достаточно часто выходит из строя.
Даже в рабочем состоянии стойка передает немалое усилие на брызговик крыла, выполненный из листовой стали посредством штамповки. Для надежности брызговик приходится усиливать, а значит, усложнять конструкцию и увеличивать вес. При езде по плохим дорогам стойка малодолговечна, так как постоянная вибрация и удары нарушают герметичность амортизатора. Проблема частично решается покупкой «усиленных» (по сути, более качественных амортизаторов), однако они стоят ощутимо дороже.
Интересные факты об амортизационных стойках
Оригинальная разработка Эрла МакФерсона была предназначена для использования как на передней, так и на задней оси автомобиля. Автомобили со стойками Макферсон действительно существовали (к примеру, купе Starion японского концерна Mistubishi), однако гораздо чаще подвеска на стойках ставится только на переднюю ось автомобиля, так как одно из ее основных достоинств – крепление нижней части к поворотному кулаку, что позволяет организовать простое и надежное рулевое управление.
Вскоре после появления амортизационной стойки сотрудники выпускавшего модель Ford Vedette завода во французском городе Пуасси жаловались на сложности, возникшие в процессе освоения новой конструкции и даже пытались отказаться от ее использования.
Стойки автомобиля. Что надо знать!
Пообщавшись со знакомыми и посмотрев после этого форумы понял, что многие даже не подозревают как работает стойка и какие детали необходимо менять. Меняют тупо амортизаторы. Давайте попробуем разобраться.
Пост скорее для новичков. Если вы профессионал и все это знаете не нужно писать в комментариях «Зачем пишешь прописные истины». Просто не читайте.
Начнем с понятия стойка и амортизатор. Люди зачастую считают, что это одно и тоже, но это не так. Стойка представляет из себя комплекс узлов: Амортизатор, пружина, отбойник, чашка(опора) амортизатора. Амортизатор это амортизатор как он выглядит думаю все знают.
Разобравшись мы подходим к сути вопроса: если стойка это комплекс узлов, то какие узлы когда нужно менять.
Амортизатор и пружина всегда работают в паре, выполняя две части одной большой задачи – обеспечения плавности хода и управляемости машины. Пружина – это упругий элемент подвески, которая смягчает толчки и удары от езды по неровной дороге. После наезда на препятствие колесо отрывается от земли и становится неуправляемым.
Задача пружины – как можно скорее вернуть его на место, но после удара о дорогу колесо отскакивает назад, и чем более мягкая пружина – тем сильнее она может сжаться и поглотить больше энергии. Т.к. эта энергия расходуется очень медленно, то колебания долго не будут затухать, подпитываясь новыми толчками от неровностей на дороге. Для решения этой проблемы на помощь приходит амортизатор, который предназначен для быстрого гашения колебаний колеса путём преобразования в тепло колебаний кузова и подвески.
Нормальная работа подвески возможна только при правильном взаимодействии и полном выполнении своих функций амортизатором и пружиной. В то время как пружины удерживают массу машины, их движения контролируются амортизаторами – соответственно они зависят друг от друга. Если какой-то из компонентов «не дорабатывает», то он перекладывает часть работы на «партнёра». Если проседает пружина, то перегруженный дополнительной работой амортизатор гораздо быстрее выходит из строя, а плохой амортизатор не может нормально ограничивать движения пружины и раскачивает автомобиль.
Почему теряет свои свойства такое сложное устройство как амортизатор, более-менее понятно, но почему теряет свои свойства пружина? Это происходит из-за:
-Усталости металла в зависимости от её естественного износа;
-Повреждений поверхности пружины (трение, камни, полное сжатие пружины);
-Частой перегрузки автомобиля или преодоления на скорости неровных участков дороги;
-Коррозии метала (повышенная влажность, влияние дорожной соли).
От состояния пружины зависит и удерживание дороги, и степень отрицательного влияния на амортизаторы и наконечники, и тормозные показатели автомобиля — просевшие пружины не могут в достаточной степени нейтрализовать силу, возникающую при его торможении.
Наиболее оптимально при замене амортизатора также поменять пружины, но это дорого и не так обязательно, учитывая что визуально невозможно определить некоторые характеристики пружин, к примеру степень усталости металла.
Установка новых амортизаторов в комплекс со старыми, иногда начинающими ржаветь пружинами – это ремонт подвески наполовину при укорачивании срока службы амортизаторов. При одновременной замене амортизатора и пружины, подвеска восстановится до оригинального состояния, и как дополнительный бонус, часть затрат возместится за счёт экономии на двойной оплате трудозатрат.
Выбор всегда за Вами, тем не менее, пружины ВСЕГДА меняются при:
-Поломке пружины (обычно они ломаются в самом верхнем или нижнем витках);
-Видимой коррозии или повреждении металла;
-Снижения высоты автомобиля (необходимо измерить и сравнить расстояние между центром колеса и краем колёсной арки на всех четырёх колёсах);
-Неравномерность горизонта машины (разница в высоте передней и задней части машины);
Если всё нормально, то допускается менять пружины при каждой второй замене амортизаторов.
Подведем итог: Пружина очень важная деталь стойки и ждать пока машина просядет полностью и только потом менять не только не эффективно, но и не безопасно т.к. от пружины зависит управляемость автомобиля.
Идем дальше.
Отбойник амортизатора:
Несмотря на рекомендации производителя по обязательной замене всех элементов защитного комплекта, довольно часто замена отбойников не производится. Особенно это касается случаев, когда пыльник и отбойник представляют собой раздельную конструкцию. При этом вместо замены отбойников производится только визуальная диагностика их состояния – обычный осмотр и субъективная оценка жесткости.
Чем это чревато в дальнейшем?
В процессе эксплуатации отбойник подвергается значительным механическим и тепловым нагрузкам. Материал, из которого изготовлен отбойник (резина, полиуретан и т.д.) стареет, в теле отбойника появляются трещины, микротрещины – всё это сильно влияет на эластичность отбойника, демпфирующие свойства и способность сопротивляться ударным нагрузкам, и, в итоге, снижает его защитную функцию.
Довольно часто отбойники производятся из пористых материалов, поэтому в процессе работы накапливают мелкий абразив, который в изобилии присутствует на любом дорожном покрытии и даже просто в воздухе. Также абразив неплохо фиксируется в микротрещинах отбойника, что крайне негативно может отражаться на состоянии поверхности штока – со временем на штоке могут появляться царапины, которые будут изнашивать кромки сальника.
Помимо этого со временем происходит изменение посадочного размера отбойника – внутренний диаметр отверстия старого отбойника немного увеличивается, из-за чего отбойник на штоке амортизатора фиксируется не так плотно, как нужно. При дальнейшей эксплуатации это приводит к практически свободному перемещению отбойника и пыльника относительно штока амортизатора, оголению штока, повреждению его поверхности, износу сальника и быстрому выходу амортизатора из строя.
Подведем итог: Отбойник выполняет довольно важную роль в работе стойки, грубо говоря спасает ваш амортизатор от повреждений и пробитий на серьезных ямах, тем самым увеличивая срок службы амортизатора.
Идем дальше: Опора амортизатора.
Опора амортизатора или подушка амортизатора, а иногда ее еще называют — подушка амортизаторной стойки — это механизм при помощи которого шток амортизатора крепится к кузову автомобиля. Так как автомобиль при движении постоянно подвергается действию ударных нагрузок со стороны неровностей дорожного покрытия, очень важно все эти толчки погасить, не передавая их кузову и другим частям.
Поэтому, амортизатор, даже не смотря на то, что он сам предназначен для гашения ударов, крепится не напрямую к металлическому кузову, а к промежуточному элементу — опоре амортизатора.
Основная действующая часть опоры амортизатора — толстая резиновая прокладка, именно она гасит удары. Также в опоре присутствует подшипник, обычно скольжения, который представляет собой пластиковое кольцо. Он нужен для уменьшения трения при поворотах штока амортизатора.
Неисправность опор амортизаторов выявляется по глухим ударам в кузов при проезде по сильным неровностям дороги. Также, износ можно определить визуально. Для этого откройте капот, и осмотрите опоры амортизаторов. Бывает, что они закрыты заглушками, тогда заглушки нужно снять. Осмотрите резиновую прокладку, если она деформирована, или вылезает из своего посадочного места — опоры нужно менять.
Подведем итог: Незамененные вовремя опоры амортизаторов могут стать причиной уменьшения срока службы или поломки самих амортизаторов.
Остался пыльник амортизатора: Тут думаю нет смысла что-то расписывать и так все понятно, что если ваш пыльник порван, то шток амортизатора забивается грязью, начинается коррозия, что приводит к быстрому износу амортизатора.
Итак Мы разобрали все узлы стойки автомобиля, знаем для чего они нужны и почему требуют замены. Но что же делать? Менять стойку в сборе каждый раз довольно накладно. Давайте рассмотрим несколько решений.
1. Самое идеальное решение Это замена амортизатора при выходе его из строя, вместе с ним чашки и отбойника, при условии, что пыльник визуально без трещин и повреждений, пружина визуально без серьезных следов коррозии, трещин и повреждений. При второй замене меняются амортизаторы, пружины, пыльник. При условии, что чашка и отбойник без визуальных повреждений.
2. Если «Финансы поют романсы», а стойки требуют замены можно ограничиться заменой стоек на одной оси. Т.е. Меняете например задние стойки автомобиля в сборе, передние меняете через время, когда появляются средства. Комбинирование по замене узлов стойки рассматриваем из первого варианта. Но данный способ работает только если стойки на второй оси(Перед или зад) подустали, но еще работают.
Примерный пробег при котором необходима замена узлов:
— Амортизатор. Примерно 50-60 тысяч.
— Пыльник, отбойник. Примерно 50-60 тысяч.
— Опора(чашка) амортизатора. Примерно 50-60 тысяч.
— Пружина. Примерно 80-100 тысяч.
Но нужно понимать что все это очень примерно, все будет зависеть от дорожного покрытия, манеры езды, времени затраченного на данный пробег.
Общий итог:
Первый немаловажный факт, который необходимо учитывать: Для замены например чашки амортизатора стойку необходимо разбирать. Если вы пожалели денег, поменяли только амортизатор, через время необходимо поменять чашку, стойку нужно разбирать. В сервисе вы заплатите опять ту же сумму за разбор стойки. Т. е. вместо экономии заплатите двойную цену.
Второй важный факт: каждый из узлов стойки влияет на срок службы других узлов стойки и части узлов подвески. Т.е. опять же вместо экономии вы попадаете на скорый ремонт других узлов и серьезные затраты.
Третий наверное самый важный факт: БЕЗОПАСНОСТЬ. Стойка является очень важным элементом управляемости и сцепления колес при неровном покрытие. Чем чревато плохое сцепление и управляемость думаю знают все.
Четвертый факт. Если вы берете аналог амортизаторов, стоит искать и пружины этого же производителя, т.к. даже при одинаковом кол-ве витков и высоте пружина может иметь разную жесткость. Что опять же влияет на срок службы остальных узлов.
Пятый факт: Из опыта. Мой знакомый поменял пружины вкруг, передние пыльники с отбойниками и задние чашки. Стойки вроде нормальные, не текут, работают более менее. Через короткий промежуток времени стойки застучали. Разбор 4 стоек вкруг стоит примерно 6000 рублей, стойки аналог тайвань стоят примерно столько же. т.е. вместо экономии получилась двойная работа и переплата. т.к. теперь необходимо купить стойки и опять заплатить за разборку\сборку.
Я не утверждаю что все необходимо делать и менять т.к. как я написал. Я всего лишь собрал информацию из разных источников и добавил свое мнение основанное на личном опыте и знаниях. Все остается на ваше усмотрение и квалификацию мастеров в сервисах. Я попытался объяснить зачем нужен каждый узел и его замена. Все решения остаются за вами))