Амортизаторы
Неотъемлемой частью доработок подвески, связанных с заменой пружин, является их согласование с амортизаторами. Если упругий элемент стал жестче, обязательно меняется усилие демпфирования амортизатора. Иначе более жесткая пружина с прежними настройками демпфирующего элемента будет плохо реагировать на мелкие неровности: она начнет долго раскачиваться, успокаиваясь слишком медленно. А чересчур зажатый амортизатор (больше, чем нужно для данной жесткости пружин) приведет к «дубовости» подвески. Упругий элемент перестанет работать, вместо него всю вибрационную нагрузку начнут воспринимать клапана внутри амортизаторов. Такое усилие жидкость в амортизаторе воспринимает линейно, то есть ударно, передавая всю тряску на кузов без какого-либо смягчения на ходе сжатия. А на отбое не позволит пружине быстро распрямиться, вывесив тем самым колесо над дорогой. Кроме этого, если пружину еще и зажать коротким ходом амортизатора, то она теряет прогрессию в своей жесткостной характеристике.
Любая несогласованность упругого и демпфирующего элементов в подвеске колес чревата потерей сцепления между покрышками и дорожным полотном.
Проектирование и настройка амортизатора – поиск баланса между усилием отбоя и сжатия. Идеального варианта на все случаи жизни не существует. Есть лишь логика процесса работы подвески и предполагаемые задачи в преодолении трассы с определенным покрытием. Общее правило здесь такое: усилие отбоя должно превышать усилие сжатия, потому что при сжатии происходит перемещение веса неподрессоренных масс, а на ходе отбоя – подрессоренных, который куда больше и к тому же склонен увеличиваться из-за динамического перемещения. Сопротивление сжатию лучше держать на необходимом минимуме, зависящем от жесткости пружин. Чем жестче пружина, тем сильней должно быть сопротивление амортизатора.
«Успокаивание» инерционных колебаний только неподрессоренных масс происходит и при гашении вибраций от мелких неровностей. С этим прекрасно справляются заводские настройки усилия сжатия-отбоя. В режимах, когда автомобиль маневрирует на высокой скорости, к этому виду колебаний добавляется нагрузка от перемещения веса всего автомобиля. Что требует ужесточения характеристик упругих и демпфирующих характеристик подвески. Но перебор с жесткостью амортизаторов, например, не позволяет колесу отработать все неровности на покрытии, особенно плохом или гравийном. Машину может буквально переставлять в виражах.
Малые амплитуды колебаний (3-5 мм) при средних и высоких частотах наиболее критичны для масляных амортизаторов из-за вероятности возникновения эмульсии. В таких условиях лучше проявляют себя изделия с газовым подпором жидкости. Он быстрее реагирует на изменение профиля (жидкость более инерционна) − колесо четче отслеживает микропрофиль полотна дороги, и шина не зависает над асфальтом сразу за ходом сжатия. Часто встречающийся рассказ о преимуществах газовых амортизаторов − меньшее эмульгирование, лучшее охлаждение, забор части нагрузки у пружины за счет сжатого газового подпора – скорее, приятное дополнение, а не причина, побудившая конструкторов к их проектированию. Главным является скорость срабатывания на ходе отбоя из-за сжатого газа, без увеличения усилия отбоя, который может привести к ухудшению гашения колебаний подвески после хода сжатия.
Вроде бы все просто: ставим пружины с прогрессивной характеристикой, амортизаторы с газовым подпором, и автомобиль начнет беспрекословно слушаться команд водителя. Но на самом деле выбор довольно труден. Судите сами. На малых скоростях движения автомобиля предпочтительнее мягкие пружины. На высоких лучше работают жесткие. На дорогах с частыми неровностями, способными вызвать резонансные колебания подрессоренных масс, от амортизаторов требуется максимальная эффективность демпфирования, чтобы сохранять контакт колес с дорогой. Когда же неровности редки, но значительны, для меньшей передачи толчков на кузов демпфирование должно быть минимальным.