Архив WinRAR_1 / 1 - Автомобили / 14 - дэмпферы

Де́мпфер (нем. Dämpfer — глушитель, от dämpfen — заглушать) — устройство для гашения (демпфирования) колебаний или предотвращения механических колебаний, возникающих в автомобилях при их работе.

Различают такие демпфирующие устройства, как амортизаторы, рессоры, пружины.

Амортиза́тор (от фр. amortisseur) — устройство, превращающее механическую энергию в тепловую. Служит для гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и ударов, действующих на корпус (раму). Амортизаторы применяются совместно с упругими элементами пружинами или рессорами, торсионами, подушками и т.п.

Не следует путать амортизатор и газовую пружину. Последние также часто встречаются в автотехнике и быту но имеют другое назначение. Справедливости ради надо отметить что чистых амортизаторов почти не встречается, они всегда подпружинены избыточным давлением газа в бустере. Чистые газовые пружины (без дополнительного сопротивления движению) наоборот, встречаются довольно часто.

Применение

В автостроении

Подход к назначению амортизатора в различных школах автомобилестроения в некоторой степени можно определить по названию, которое ему даётся. Например, нем. Dämpfer — гаситель колебаний (демпфер), англ. Shock-absorber — поглотитель ударов. В самом деле, принцип действия немецких телескопических амортизаторов времён второй мировой войны (танки Pz.III, Pz.V, Pz.VI) и фрикционного амортизатора современного «Леопард-2» не предусматривает поглощение ими ударов. Первые — одностороннего действия на обратном ходе катка, то есть при ударе во время прямого хода катка практически не работают, сопротивление вторых не зависит от скорости перемещения катка, поэтому при ударе амортизатор поглотит примерно столько же энергии, сколько при медленном перемещении катка на такую же величину. Англичане применяли в основном гидравлические амортизаторы двустороннего действия (танки «Крусайдер», «Кромвель», «Валентайн»), сопротивление которых зависит от скорости перемещения катка и при ударе возрастает многократно, отсюда и название «поглотитель ударов».

В авиатехнике

В авиатехнике мощные амортизаторы используются на шасси самолётов. Их задача (как и задача всей конструкции шасси) схожа с амортизаторами в автомобилях - смягчить перегрузки при контакте с покрытием взлётно-посадочной полосы на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых при выполнении штатной посадки, а также чтобы можно было в экстренных случаях совершить безопасную для людей посадку при превышении максимальной посадочной массы вплоть до максимальной взлётной. В Ту-154, например, на стойках шасси используются газовые амортизаторы, накачанные азотом.

Классификация амортизаторов

по принципу действия — на фрикционные или механические (сухого трения), гидравлические (вязкостного трения) и реласакционные;

по характеру действия сил трения — на амортизаторы одностороннего и двустороннего действия (с сопротивлением на прямом и обратном ходах);

конструктивно гидравлические амортизаторы делятся на рычажно-лопастные, рычажно-поршневые и телескопические (двух- и однотрубные)с газовым подпором или без него;

по характеру изменения силы сопротивления, в зависимости от перемещения катков, скорости и ускорения этого перемещения амортизаторы подразделяются на:

амортизаторы с примерно постоянной силой трения (например, простой механический амортизатор танка «Ландсверк»);

амортизаторы с силой трения, зависящей от перемещения («Леопард-2»), при этом сила трения может быть как пропорциональна перемещению, так и иметь нелинейную зависимость;

амортизаторы с силой трения пропорциональной скорости перемещения катка (подавляющее большинство современных гидравлических амортизаторов);

амортизатор, сопротивление которого меняется пропорционально ускорению.

Фрикционные

Фрикционные (механические) — это амортизаторы с сопротивлением пропорциональным перемещению. Главной особенностью фрикционных амортизаторов является то, что их сопротивление не зависит от скорости перемещения катка. Поэтому они в прямом смысле слова являются демпферами, так как выполняют только одну из указанных в определении амортизатора функций — гашение колебаний.

Гидравлические амортизаторы

Гидравлические амортизаторы получили наибольшее распространение. В гидравлических амортизаторах сила сопротивления зависит от скорости перемещения штока. Рабочее тело-масло(оно еще является смазкой). Принцип амортизатора заключается в возвратно-поступательном движении поршня амортизатора, поршень через небольшое отверстие перепускает масло из одной камеры в другую, превращая механическую энергию в тепловую. Жесткость амортизаторов зависит от начальной настройки перепускных клапанов (для амортизаторов массового предназначения начальную настройку задает производитель на заводе однократно на все время эксплуатации; в амортизаторах спортивного назначения жесткость может регулировать пользователь), изначальной вязкости жидкости (масла) и температуры окружающей среды которая влияет на вязкость амортизаторной жидкости (масла).

Гидравлические амортизаторы делятся на несколько подвидов: однотрубные, двухтрубные, с газовым подпором или без него (в простонародье их называют просто газовыми или масляными), с газовым подпором высокого или низкого давления. Газовый подпор, как правило, влияет очень незначительно на жесткость амортизатора, но значительно увеличивает стабильность характеристик; при повседневной езде разница совершенно незаметна.

Амортизаторы с газовым подпором высокого давления как правило однотрубные, данная конструкция является практически самой эффективной. Т.к. такие амортизаторы не боятся наклонов и могут устанавливаться штоком вниз, что улучшает характеристики подвески за счет снижения неподрессоренных масс. Его характеристики очень стабильны (при работе жидкость сильно греется и может вспенится или смешаться с компенсационным газом, что сильно ухудшит демпфирование, а это опасно) за счет того, что компенсационный газ отделен от жидкости плавающим поршнем; за счет высокого давления газа и как следствие жидкости которое значительно отсрочивает момент вспенивания жидкости; за счет того, что стенка рабочего цилиндра имеет непосредственный контакт с воздухом это улучшает охлаждение жидкости; за счет того, что поршень и цилиндр имеет большой диаметр, а жидкость большой объем это увеличивает теплоемкость системы.

Недостатки: если компенсационная камера находится прямо в рабочем цилиндре то данный амортизатор имеет меньший ход по сравнению с двух трубной конструкцией при одинаковых внешних размерах; данный амортизатор очень критичен к повреждению-вмятинам на внешней стенке цилиндра, это приведет к заклиниванию поршня и полному выходу из строя в то время как двухтрубный амортизатор даже не заметит вмятины; однотрубник сложней в изготовлении чем двух трубный и как следствие дороже.

Газовый амортизатор

Амортизатор, действующим веществом которого является газ. Возвратно-поступательное движение штока амортизатора затрудняется работой по перепусканию через небольшое отверстие газа из одной камеры в другую. Но по технологии производства и по логике они все являются газомасляными.

Комбинированный амортизатор

(газомасляный или олеопневматический) Амортизатор, действующим веществом которого является как масло, так и газ.

Односторонний амортизатор

Амортизатор, который действует (работает) в одном направлении, т.е., когда шток амортизатора идет в одну сторону - он работает (амортизирует), в другую - не работает (холостой ход).

У двухтрубных амортизаторов нет холостого хода. При сжатии заполняется маслом надпоршневая полость для следующего такта отбоя.

Двусторонний амортизатор

Амортизатор, который действует (работает) в двух направлениях. т.е., амортизатор работает при движении штока в обе стороны. Такая конструкция амортизатора позволяет амортизировать в два раза эффективнее, чем амортизатор односторонний.

Рессо́ра (фр. ressort — пружина) — упругий элемент подвески транспортного средства. Рессора передаёт нагрузку с рамы или кузова на ходовую часть (колёса, опорные катки гусеницы и т. д.) и смягчает удары и толчки при прохождении по неровностям пути.

Виды рессор

Листовая рессора

Листовая рессора представляет собой пакет листов различной длины, изготовленных из закалённой стали и соединённых хомутами. В наиболее распространённом варианте рессорной подвески средняя часть пакета закреплена на ходовой части машины и опирается на неё, а концы закреплены на кузове с помощью подвижных соединений (серьги, резинометаллические шарниры). Встречаются и иные конструкции. Листовая рессора работает на изгиб как упругая балка. В последнее время наблюдается тенденция к переходу от многолистовых к малолистовым и даже монолистовым рессорам, иногда — изготовленным из неметаллических материалов (композитов).

Достоинство многолистовых рессор - совмещение в одной простой конструкции функций упругого элемента (пружины) и амортизатора (поглотителя колебаний подвески). Последняя функция выполняется за счет взаимного трения листов рессоры.

В подвесках современных легковых автомобилей рессоры практически не применяются, так как за счёт своей гибкости они допускают непредсказуемое продольное смещение прикреплённого к ним моста — сравнительно небольшое, но достаточное для нарушения управляемости на больших скоростях. Частично решает проблему введение в подвеску реактивных тяг, но наиболее предпочтительна подвеска с жёстко заданной геометрией, вроде пружинной или торсионной. Единственные случаи применения рессор в современных легковых автомобилях, например, в подвесках автомобиля Chevrolet Corvette и некоторых Volvo, связаны именно с их использованием исключительно в качестве упругого элемента, геометрию же подвески при этом задают рычаги, аналогичные используемым в пружинной подвеске. Современные рессоры часто для уменьшения массы делают не из металла, а из композитных материалов.

Разновидности

Эллиптическая — в плане имеет форму, близкую к эллипсу; использовались в подвеске конных экипажей и ранних автомобилей; преимущество — большая мягкость и как следствие плавный ход; минус — технологическая сложность, малая прочность, большая чувствительность к продольным, поперечным и боковым силам, вызывающая огромный «увод» моста при работе подвески и S-образный изгиб при разгоне и торможении — соответственно, нарушение управляемости, громоздкость;

3/4-эллиптическая: имеет форму трёх четвертей эллиса; использовалась на экипажах и ранних автомобилях благодаря своей мягкости, к двадцатым годам вышла из употребления по тем же причинам, что и эллиптическая;

Полуэллиптическая — в виде полуэллипса; наиболее распространённый тип; представляет собой компромисс между комфортабельностью, компактностью и технологичностью, широко распространена на грузовых автомобилях — до сих пор, на легковых — до середины 1970-х годов, исключительно на заднем мосту; «увод» моста при работе подвески и S-образный изгиб при разгоне и торможении присутствуют, но в меньшей степени, чем у предыдущих вариантов, и могут быть частично или даже полностью компенсированы введением в конструкцию дополнительных реактивных штанг;

Четверть-эллиптическая — конструктивно это половина полуэллиптической; как упругий элемент, достаточно жёсткая; применялась как правило для создания независимой подвески, реже — зависимой; находила применение в подвесках таких автомобилей, как ГАЗ-67 (в передней, по две рессоры на борт, располагались продольно), Alvis F-Series (в передней, восемь рессор по четыре на борт, расположены поперечно) или Татра Т77 (в задней, по рессоре на борт, располагались диагонально).

Торсионная рессора

Основным рабочим элементом торсионной рессоры является торсион — упругий стержень, работающий на скручивание. Торсионные рессоры применяются, в основном, для подвесок бронемашин.

Пружинная рессора

В пружинной рессоре в качестве рабочего упругого элемента используется пружина. Могут использоваться цилиндрические, конические, параболоидные или тарельчатые пружины.