Відмінності між версіями «Гідравлічний амортизатор»
| (Не показано 9 проміжних версій цього користувача) | |||
| Рядок 1: | Рядок 1: | ||
| − | + | = Визначення = | |
| − | [[Файл:182-300x225.jpg| | + | [[Файл:182-300x225.jpg|right|thumb|Газомасляний амортизатор]] |
| + | '''Амортизатор''' - пристрій для гасіння коливань (демпферування) і поглинання поштовхів і ударів рухомих елементів (підвіски, коліс), а також корпусу самого транспортного засобу, за допомогою перетворення механічної енергії руху (коливань) в теплову. | ||
| − | + | Амортизатори застосовуються спільно з пружними елементами пружинами або ресорами, подушками і т. д., для гасіння вільних коливань великих мас і запобігання коливань з високою швидкістю менших мас, пов'язаних пружними елементами. | |
| − | |||
| − | + | Не слід плутати зовні схожі гідравлічний трубний амортизатор і газову пружину. Останні також часто зустрічаються в автотехніці та побуті, але мають інше призначення (а саме - створення штовхаючого зусилля на штоку). Все таки треба відзначити, що чистих гідравлічних амортизаторів майже не зустрічається, вони завжди трохи підпружинені надлишковим тиском газу в бустері. Проте газові пружини, навпаки, зустрічаються досить часто. | |
| − | + | = Класифікація = | |
| − | |||
| − | |||
| − | + | Амортизатори діляться на такі типи: | |
| − | *'' | + | [[Файл:1._Амортизатор.jpg|right|thumb|Амортизатор]] |
| − | * | + | *''за характером дії сил тертя'' - на амортизатори одностороннього та двостороннього дії (з опором на прямому і зворотному ходах); |
| − | *'' | + | *''за принципом дії'' - на фрикційні або механічні (сухого тертя), гідравлічні, електромагнітні; |
| + | *''конструктивно гідравлічні амортизатори'' діляться на важільно-лопатеві, важільно-поршневі й телескопічні (двох- і однотрубні) з газовим підпором або без нього; | ||
| + | *за характером ''зміни сили опору'', в залежності від переміщення штока, швидкості і прискорення цього переміщення амортизатори підрозділяються на: | ||
| + | **амортизатори з приблизно постійною силою тертя (наприклад, простий механічний амортизатор танка «Ландсверк»); | ||
| + | **амортизатори з силою тертя, що залежить від переміщення («релаксаційні», переважно встановлюються на швидкохідну гусеничну техніку), при цьому сила тертя може бути як пропорційна переміщенню, так і мати нелінійну залежність; | ||
| + | **амортизатори з силою тертя пропорційної швидкості переміщення штока (переважна більшість сучасних гідравлічних амортизаторів); | ||
| + | **амортизатор, опір якого змінюється пропорційно прискоренню. | ||
| − | |||
| − | + | == Односторонній та двосторонній амортизатори == | |
| − | = = | ||
| − | |||
| − | + | '''Односторонній амортизатор''' | |
| + | У амортизатора такого типу опір при ході, відповідному стиску підвіски, є незначним, а основне поглинання енергії відбувається при відбої. Завдяки цьому вони забезпечують більш плавний хід, однак з ростом нерівностей дороги і швидкості підвіска не встигає зайняти вихідне положення до наступного спрацьовування. Це призводить до «пробоїв» і змушує водія знизити швидкість. З появою близько 1930-го року амортизаторів подвійної дії одноходовой конструкція поступово вийшла з ужитку. | ||
| + | '''Двосторонній амортизатор''' | ||
| + | Амортизатор, який діє (працює) в двох напрямках, тобто амортизатор поглинає енергію при русі штока в обидві сторони, проте передає при цьому і деяку частину поштовхів на кузов при прямому ході. Така конструкція амортизатора є ефективнішою, ніж амортизатор односторонній, в тому сенсі, що може бути побудована з урахуванням необхідного компромісу між плавністю ходу і стабільністю автомобіля на дорозі. Для швидкісних автомобілів характерні більш «жорсткі» настройки, для комфортабельних пасажирських - більш «м'які», де більша частина роботи амортизатора доводиться на «відбій». | ||
| + | На автотранспорті, як правило, ефективність «робочого ходу» амортизатора (стиснення, наїзд колесом на перешкоду) роблять менше, ніж ефективність «відбою» (зворотного руху). У цьому випадку (при стисканні) амортизатор менше передає поштовхи від нерівностей на кузов, і (при розтягуванні) «притримує» колесо від ударів його пружиною в дно вибоїн дороги. | ||
| + | == Фрикційний амортизатор == | ||
| + | [[Файл:2. Фрикційний.jpg|right|thumb|Фрикційний амортизатор]] | ||
| + | [[Файл:3._Ресора.jpeg|left|thumb|Ресора]] | ||
| + | Фрикційні (механічні) амортизатори в найпростішому випадку являють собою пару елементів що труться з фіксованим зусиллям стиснення. Очевидним властивістю фрикційних амортизаторів є те, що їх опір не залежить від швидкості переміщення важеля. Тому вони в прямому сенсі слова є демпферами, так як виконують тільки одну із зазначених у визначенні амортизатора функцій - гасіння коливань. Переваги - простота і відносна ремонтопридатність, знижені вимоги до механічної обробки деталей, умов експлуатації, стійкість до дрібних пошкоджень. Принципові недоліки - невідновний знос поверхонь через тертя. Як результат - на автомобілях даний тип амортизаторів давно не застосовується, зберігаючись лише на окремих зразках військової техніки. | ||
| + | Одна з наймасовіших фрикційних амортизаційних конструкцій в старих автомобілях - листова ресора, яка поєднувала в собі функції пружного елемента і демпфера, що працює за рахунок взаємного тертя листів ресори. | ||
| + | == Гідравлічні амортизатори == | ||
| + | Гідравлічні амортизатори набули найбільшого поширення. У гідравлічних амортизаторах сила опору залежить від швидкості переміщення штока. Робоче тіло - масло. Принцип амортизатора полягає в зворотньо-поступальному русі поршня амортизатора, поршень через невеликий отвір перепускає масло з однієї камери в іншу, перетворюючи механічну енергію в теплову. | ||
| + | Жорсткість амортизаторів залежить від початкової настройки перепускних клапанів, початкової в'язкості рідини (масла) і температури навколишнього середовища яка впливає на в'язкість амортизаційної рідини (масла). | ||
| + | Гідравлічні амортизатори діляться на кілька підвидів: | ||
| + | 1. За будовою: | ||
| + | * важільні | ||
| + | * двотрубні | ||
| + | * однотрубні | ||
| + | 2. За тиском всередині амортизатора: | ||
| + | * без газового підпору | ||
| + | * з газовим підпором низького тиску | ||
| + | * з газовим підпором високого тиску | ||
| + | Газовий підпір, як правило, слабо впливає на жорсткість амортизатора, але значно збільшує стабільність характеристик в умовах сильних навантажень. | ||
| + | === Гідравлічні важільні амортизатори === | ||
| + | До 50-х - 60-х років як правило використовувалися важельні амортизатори. Вони були дуже ефективні і практично вічні (єдина зношується деталь такого амортизатора - гумові сальники на осі важеля, які з часом починають підтікати - легко замінюється, після чого амортизатор може пропрацювати ще кілька десятиліть), але дорогі у виробництві. | ||
| + | У 50-х роках набули поширення трубчасті амортизатори, так званого «авіаційного типу», які поступово витіснили важільні. | ||
| + | === Гідравлічні двотрубні амортизатори === | ||
| + | [[Файл:4._Двохтрубний.gif|legt|thumb|Двотрубний гідравлічний амортизатор]] | ||
| + | Двотрубний амортизатор складається з двох співвісних (одна в одній) труб, зовнішня з яких є корпусом, внутрішня заповнена робочою рідиною і в ній переміщається поршень з клапанами. Простір між трубами заповнене запасом рідини для охолодження і компенсації витоків, а також повітрям - для компенсації зміни об'єму (температурне розширення рідини і вхід-вихід штока). | ||
| + | Застосовуються в підвісці автомобілів для спокійного і розміреного руху без різких поворотів і гальмувань. Призначені для роботи в умовах хороших доріг. | ||
| + | В автоспорті амортизатори двотрубної конструкції не застосовуються, оскільки не відповідають вимогам зниження безпружинних мас, стабільності, надійності і робочого ресурсу в умовах проведення спортивних заходів. Винятком є, мабуть, тільки дрифтинг, де можуть застосовуватися двотрубні амортизатори з підвищеним тиском компенсаційного газу (близько 6-8 атмосфер), оскільки змагання проходять тільки на дуже рівному дорожньому покритті і невисоких швидкостях. | ||
| + | Переваги: | ||
| + | * Відносна простота виготовлення і ремонту. | ||
| + | * Підходящі робочі характеристики (в тому числі надійність) для більшості застосувань в транспорті | ||
| + | * Відсутність деталей що виступають. | ||
| + | * Малий тиск всередині і відповідно вимоги до ущільнення штока. В основному саме це доводить їх низьку вартість і більш дешеві матеріали для виготовлення. | ||
| + | * При невеликій втраті запасу масла в амортизаторі, його може вистачити на кілька років при повному збереженні працездатності амортизатора | ||
| + | Недоліки: | ||
| + | * При високих навантаженнях (погані дороги, бездоріжжя або спортивні заїзди) масло і компенсаційний газ в порожнині С перемішуються і утворюють піну, що перешкоджає охолодженню амортизатора. Перегрітий амортизатор втрачає свої характеристики і автомобіль стає менш. | ||
| + | * При русі в складних умовах в даній конструкції амортизаторів (погані дороги, бездоріжжя) встановлена висока ймовірність виникнення кавітації, причому, чим нижче тиск компенсаційного газу, тим вище ця вірогідність. Виникнення даного явища призводить до швидкого виходу з ладу амортизаторів, а також пошкодження інших деталей підвіски - як наслідок виходу з ладу перших. | ||
| + | * Характеристики даних амортизаторів погіршуються дуже плавно і непомітно для водія, внаслідок чого необхідно більш ретельно контролювати їх працездатність. | ||
| + | * На високих швидкостях через недостатню швидкість реакції амортизатора на нерівності, керованість автомобіля різко впаде. | ||
| + | * При установці в підвіску автомобіля максимальний кут нахилу без різкого зниження працездатності 45 ° до вертикалі. Перед установкою обов'язково "прокачувати" - для видалення бульбашок газу з робочої порожнини. | ||
| + | * Зберігати і перевозити необхідно тільки у вертикальному положенні. | ||
| + | === Гідравлічні однотрубні амортизатори === | ||
| + | [[Файл:5._Однотрубний.gif|legt|thumb|Однотрубний гідравлічний амортизатор]] | ||
| + | Являють собою трубу, заповнену робочою рідиною, в якій переміщається поршень з клапанами. Для компенсації зміни обсягу робочої рідини (температурний вплив) «дно» циліндра заповнено газом, відділеним від робочої рідини плаваючим поршнем-перегородкою. Тиск газу, як правило близько 18-25 атмосфер (для поліпшення характеристик робочої рідини при нагріванні і усунення ймовірності виникнення кавітації). | ||
| + | Переваги: | ||
| + | * Дана конструкція є практично найефективнішою | ||
| + | * Стабільні показники в самих різних дорожніх умовах, при високих навантаженнях (розбиті дороги, повне бездоріжжя, спортивна їзда і т.д.), а також найбільш високу швидкість реакції на раптові нерівності дорожнього покриття навіть на високих швидкостях. | ||
| − | + | Недоліки: | |
| + | * Якщо компенсаційна камера "F" знаходиться прямо в робочому циліндрі, то даний амортизатор має менший хід в порівнянні з двухтрубною конструкцією при однакових зовнішніх розмірах, проте зменшення габаритів клапанних наборів і поршня значно знижує цю величину. | ||
| + | * Винесення компенсаційної камери в окремий елемент застосовується тільки для окремо взятих автомобілях в основному орієнтованих на спортивну їзду і в серійному виробництві не використовується. | ||
| + | * Високий тиск в амортизаторі створює значну виштовхуючу силу на шток (десятки кілограм), що може вимагати заміни пружин підвіски на більш слабкі; | ||
| + | * Даний амортизатор дуже критичний до пошкодження (вм'ятин) на зовнішній стінці циліндра, це призведе до заклинювання поршня і повного виходу з ладу, в той час як двотрубний амортизатор навіть не помітить вм'ятини | ||
| + | * Однотрубний амортизатор складніший у виготовленні ніж двох трубний, оскільки високий тиск компенсаційного газу накладає значно більші вимоги до якості ущільнень, матеріалами і покриттям деталей. Це призводить до підвищення вартості амортизатора. | ||
| − | + | == Комбінований амортизатор == | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | + | Газомасляний амортизатор, діючою речовиною якого є як масло, так і газ. Робочою рідиною є масло, газ усуває утворення піни. | |
| − | + | = Список використаної літератури = | |
| − | |||
| − | + | * Амортизатор - стаття з "Большой советской энциклопедии" | |
| − | + | * Книга "Автомобільний амортизатор - основні несправності та способи їх рішення" | |
| − | + | * Вікіпедія | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
Поточна версія на 13:59, 24 травня 2016
Визначення
Амортизатор - пристрій для гасіння коливань (демпферування) і поглинання поштовхів і ударів рухомих елементів (підвіски, коліс), а також корпусу самого транспортного засобу, за допомогою перетворення механічної енергії руху (коливань) в теплову.
Амортизатори застосовуються спільно з пружними елементами пружинами або ресорами, подушками і т. д., для гасіння вільних коливань великих мас і запобігання коливань з високою швидкістю менших мас, пов'язаних пружними елементами.
Не слід плутати зовні схожі гідравлічний трубний амортизатор і газову пружину. Останні також часто зустрічаються в автотехніці та побуті, але мають інше призначення (а саме - створення штовхаючого зусилля на штоку). Все таки треба відзначити, що чистих гідравлічних амортизаторів майже не зустрічається, вони завжди трохи підпружинені надлишковим тиском газу в бустері. Проте газові пружини, навпаки, зустрічаються досить часто.
Класифікація
Амортизатори діляться на такі типи:
- за характером дії сил тертя - на амортизатори одностороннього та двостороннього дії (з опором на прямому і зворотному ходах);
- за принципом дії - на фрикційні або механічні (сухого тертя), гідравлічні, електромагнітні;
- конструктивно гідравлічні амортизатори діляться на важільно-лопатеві, важільно-поршневі й телескопічні (двох- і однотрубні) з газовим підпором або без нього;
- за характером зміни сили опору, в залежності від переміщення штока, швидкості і прискорення цього переміщення амортизатори підрозділяються на:
- амортизатори з приблизно постійною силою тертя (наприклад, простий механічний амортизатор танка «Ландсверк»);
- амортизатори з силою тертя, що залежить від переміщення («релаксаційні», переважно встановлюються на швидкохідну гусеничну техніку), при цьому сила тертя може бути як пропорційна переміщенню, так і мати нелінійну залежність;
- амортизатори з силою тертя пропорційної швидкості переміщення штока (переважна більшість сучасних гідравлічних амортизаторів);
- амортизатор, опір якого змінюється пропорційно прискоренню.
Односторонній та двосторонній амортизатори
Односторонній амортизатор
У амортизатора такого типу опір при ході, відповідному стиску підвіски, є незначним, а основне поглинання енергії відбувається при відбої. Завдяки цьому вони забезпечують більш плавний хід, однак з ростом нерівностей дороги і швидкості підвіска не встигає зайняти вихідне положення до наступного спрацьовування. Це призводить до «пробоїв» і змушує водія знизити швидкість. З появою близько 1930-го року амортизаторів подвійної дії одноходовой конструкція поступово вийшла з ужитку.
Двосторонній амортизатор
Амортизатор, який діє (працює) в двох напрямках, тобто амортизатор поглинає енергію при русі штока в обидві сторони, проте передає при цьому і деяку частину поштовхів на кузов при прямому ході. Така конструкція амортизатора є ефективнішою, ніж амортизатор односторонній, в тому сенсі, що може бути побудована з урахуванням необхідного компромісу між плавністю ходу і стабільністю автомобіля на дорозі. Для швидкісних автомобілів характерні більш «жорсткі» настройки, для комфортабельних пасажирських - більш «м'які», де більша частина роботи амортизатора доводиться на «відбій». На автотранспорті, як правило, ефективність «робочого ходу» амортизатора (стиснення, наїзд колесом на перешкоду) роблять менше, ніж ефективність «відбою» (зворотного руху). У цьому випадку (при стисканні) амортизатор менше передає поштовхи від нерівностей на кузов, і (при розтягуванні) «притримує» колесо від ударів його пружиною в дно вибоїн дороги.
Фрикційний амортизатор
Фрикційні (механічні) амортизатори в найпростішому випадку являють собою пару елементів що труться з фіксованим зусиллям стиснення. Очевидним властивістю фрикційних амортизаторів є те, що їх опір не залежить від швидкості переміщення важеля. Тому вони в прямому сенсі слова є демпферами, так як виконують тільки одну із зазначених у визначенні амортизатора функцій - гасіння коливань. Переваги - простота і відносна ремонтопридатність, знижені вимоги до механічної обробки деталей, умов експлуатації, стійкість до дрібних пошкоджень. Принципові недоліки - невідновний знос поверхонь через тертя. Як результат - на автомобілях даний тип амортизаторів давно не застосовується, зберігаючись лише на окремих зразках військової техніки.
Одна з наймасовіших фрикційних амортизаційних конструкцій в старих автомобілях - листова ресора, яка поєднувала в собі функції пружного елемента і демпфера, що працює за рахунок взаємного тертя листів ресори.
Гідравлічні амортизатори
Гідравлічні амортизатори набули найбільшого поширення. У гідравлічних амортизаторах сила опору залежить від швидкості переміщення штока. Робоче тіло - масло. Принцип амортизатора полягає в зворотньо-поступальному русі поршня амортизатора, поршень через невеликий отвір перепускає масло з однієї камери в іншу, перетворюючи механічну енергію в теплову.
Жорсткість амортизаторів залежить від початкової настройки перепускних клапанів, початкової в'язкості рідини (масла) і температури навколишнього середовища яка впливає на в'язкість амортизаційної рідини (масла).
Гідравлічні амортизатори діляться на кілька підвидів:
1. За будовою:
- важільні
- двотрубні
- однотрубні
2. За тиском всередині амортизатора:
- без газового підпору
- з газовим підпором низького тиску
- з газовим підпором високого тиску
Газовий підпір, як правило, слабо впливає на жорсткість амортизатора, але значно збільшує стабільність характеристик в умовах сильних навантажень.
Гідравлічні важільні амортизатори
До 50-х - 60-х років як правило використовувалися важельні амортизатори. Вони були дуже ефективні і практично вічні (єдина зношується деталь такого амортизатора - гумові сальники на осі важеля, які з часом починають підтікати - легко замінюється, після чого амортизатор може пропрацювати ще кілька десятиліть), але дорогі у виробництві.
У 50-х роках набули поширення трубчасті амортизатори, так званого «авіаційного типу», які поступово витіснили важільні.
Гідравлічні двотрубні амортизатори
Двотрубний амортизатор складається з двох співвісних (одна в одній) труб, зовнішня з яких є корпусом, внутрішня заповнена робочою рідиною і в ній переміщається поршень з клапанами. Простір між трубами заповнене запасом рідини для охолодження і компенсації витоків, а також повітрям - для компенсації зміни об'єму (температурне розширення рідини і вхід-вихід штока).
Застосовуються в підвісці автомобілів для спокійного і розміреного руху без різких поворотів і гальмувань. Призначені для роботи в умовах хороших доріг. В автоспорті амортизатори двотрубної конструкції не застосовуються, оскільки не відповідають вимогам зниження безпружинних мас, стабільності, надійності і робочого ресурсу в умовах проведення спортивних заходів. Винятком є, мабуть, тільки дрифтинг, де можуть застосовуватися двотрубні амортизатори з підвищеним тиском компенсаційного газу (близько 6-8 атмосфер), оскільки змагання проходять тільки на дуже рівному дорожньому покритті і невисоких швидкостях.
Переваги:
- Відносна простота виготовлення і ремонту.
- Підходящі робочі характеристики (в тому числі надійність) для більшості застосувань в транспорті
- Відсутність деталей що виступають.
- Малий тиск всередині і відповідно вимоги до ущільнення штока. В основному саме це доводить їх низьку вартість і більш дешеві матеріали для виготовлення.
- При невеликій втраті запасу масла в амортизаторі, його може вистачити на кілька років при повному збереженні працездатності амортизатора
Недоліки:
- При високих навантаженнях (погані дороги, бездоріжжя або спортивні заїзди) масло і компенсаційний газ в порожнині С перемішуються і утворюють піну, що перешкоджає охолодженню амортизатора. Перегрітий амортизатор втрачає свої характеристики і автомобіль стає менш.
- При русі в складних умовах в даній конструкції амортизаторів (погані дороги, бездоріжжя) встановлена висока ймовірність виникнення кавітації, причому, чим нижче тиск компенсаційного газу, тим вище ця вірогідність. Виникнення даного явища призводить до швидкого виходу з ладу амортизаторів, а також пошкодження інших деталей підвіски - як наслідок виходу з ладу перших.
- Характеристики даних амортизаторів погіршуються дуже плавно і непомітно для водія, внаслідок чого необхідно більш ретельно контролювати їх працездатність.
- На високих швидкостях через недостатню швидкість реакції амортизатора на нерівності, керованість автомобіля різко впаде.
- При установці в підвіску автомобіля максимальний кут нахилу без різкого зниження працездатності 45 ° до вертикалі. Перед установкою обов'язково "прокачувати" - для видалення бульбашок газу з робочої порожнини.
- Зберігати і перевозити необхідно тільки у вертикальному положенні.
Гідравлічні однотрубні амортизатори
Являють собою трубу, заповнену робочою рідиною, в якій переміщається поршень з клапанами. Для компенсації зміни обсягу робочої рідини (температурний вплив) «дно» циліндра заповнено газом, відділеним від робочої рідини плаваючим поршнем-перегородкою. Тиск газу, як правило близько 18-25 атмосфер (для поліпшення характеристик робочої рідини при нагріванні і усунення ймовірності виникнення кавітації).
Переваги:
- Дана конструкція є практично найефективнішою
- Стабільні показники в самих різних дорожніх умовах, при високих навантаженнях (розбиті дороги, повне бездоріжжя, спортивна їзда і т.д.), а також найбільш високу швидкість реакції на раптові нерівності дорожнього покриття навіть на високих швидкостях.
Недоліки:
- Якщо компенсаційна камера "F" знаходиться прямо в робочому циліндрі, то даний амортизатор має менший хід в порівнянні з двухтрубною конструкцією при однакових зовнішніх розмірах, проте зменшення габаритів клапанних наборів і поршня значно знижує цю величину.
- Винесення компенсаційної камери в окремий елемент застосовується тільки для окремо взятих автомобілях в основному орієнтованих на спортивну їзду і в серійному виробництві не використовується.
- Високий тиск в амортизаторі створює значну виштовхуючу силу на шток (десятки кілограм), що може вимагати заміни пружин підвіски на більш слабкі;
- Даний амортизатор дуже критичний до пошкодження (вм'ятин) на зовнішній стінці циліндра, це призведе до заклинювання поршня і повного виходу з ладу, в той час як двотрубний амортизатор навіть не помітить вм'ятини
- Однотрубний амортизатор складніший у виготовленні ніж двох трубний, оскільки високий тиск компенсаційного газу накладає значно більші вимоги до якості ущільнень, матеріалами і покриттям деталей. Це призводить до підвищення вартості амортизатора.
Комбінований амортизатор
Газомасляний амортизатор, діючою речовиною якого є як масло, так і газ. Робочою рідиною є масло, газ усуває утворення піни.
Список використаної літератури
- Амортизатор - стаття з "Большой советской энциклопедии"
- Книга "Автомобільний амортизатор - основні несправності та способи їх рішення"
- Вікіпедія
