1.4 Виды характеристик амортизаторов

Характеристика амортизатора - зависимость, описывающая, как изменяется сила сопротивления перемещению штока при разных его скоростях. Необходимые характеристики закладываются при конструировании, испытании, доводке автомобиля и зависят от конструкции амортизатора: размеров его поршня, цилиндра, отверстий клапанов, а также свойств амортизаторной жидкости. /6/

Как правило, она несимметрична - сопротивление при сжатии меньше, чем при растяжении. Это ограничивает нагрузку, передающуюся кузову при наезде колеса на неровность.

Характеристику записывают на специальных стендах при максимальных скоростях поршня до 1,0 м/с. Однако ее можно нарисовать самостоятельно. Для этого нужно знать хотя бы одно значение силы сопротивления при соответствующей скорости поршня на каждом режиме. Соединив три точки (центр координат и значения сил) плавной линией, получают приблизительную характеристику амортизатора. Это упрощает его выбор. Ведь у разных фирм скорость поршня, при которой определяют силы сопротивления, неодинакова, и без графика сопоставить их значения трудно.

Скоростная характеристика может быть дегрессивной, прогрессивной либо линейной. Каждая придает разные свойства одному и тому же автомобилю. Но амортизаторы с однотипными характеристиками могут отличаться друг от друга величинами сил сопротивления, тоже влияющими на поведение машины. Поэтому специалисты сравнивают принципиальные (качественные, ярко выраженные) особенности характеристик разных типов.

Подвески российских автомобилей рассчитаны на применение амортизаторов с дегрессивной характеристикой, при которой небольшой подъем характеристики при повышенной скорости поршня соответствует ограничению максимальных сил, развиваемых амортизатором и воздействующих на подвеску и кузов. Дегрессивная характеристика (рисунок 1.8), в отличие от прогрессивной (рисунок 1.9) и линейной характеристики  (рисунок 1.10) имеет большую площадь S1>S2>S3, а следовательно более высокое среднее усилие сопротивления.

V, м/с

F, кг·с

Рисунок 1.8 – Дегрессивная характеристика

F, кг·с

Р

V, м/с

исунок 1.9 - Прогрессивная характеристика

Амортизатор с дегрессивной характеристикой уже при небольшом ходе колеса и малой скорости поршня развивает усилие определенной величины, что, однако связано с худшим поглощением мелких дорожных неровностей подвеской.

Преимуществом является повышенное сопротивление боковым угловым колебаниям при смене полосы движения и при входе в поворот: кузов кренится медленнее и совершает меньше колебаний вокруг оси Х, чем при прогрессивном демпфировании.

То же касается продольных колебаний: при внезапном торможении неприятный продольный крен проявляется в меньшей степени.

F, кг·с

V, м/с

Рисунок 1.10 - Линейная характеристика

В случае если ходовая часть автомобиля рассчитана по прочности на амортизаторы с дегрессивной характеристикой, то при замене их на непредусмотренные изготовителем амортизаторы с прогрессивной характеристикой могут появиться трещины и поломки.

При соответствующей подготовке кузова и подвески (тюнинг) можно устанавливать амортизаторы с прогрессивной характеристикой, преимущество которой заключается в том, что около нулевой точки силы имеют небольшое значение, что обеспечивает более мягкое качение даже относительно жестких шин. Резкое нарастание сил при повышенной скорости поршня приводит к повышению демпфирования, как кузова, так и колеса.

Следовательно, основной рабочей характеристикой амортизатора служит зависимость силы сопротивления перемещению штока от скорости перемещения штока. Для пассивного амортизатора эта кривая имеет фиксированную форму.

Для магнито-жидкостного амортизатора рабочая характеристика имеет вид семейства кривых, задача системы управления сводится к определению рабочей точки на одной из кривых в каждый момент времени. Семейство кривых для идеализированного МЖ амортизатора в условных единицах измерения приведено на рисунке 1.11. Характеристика имеет область насыщения, которая определяется максимально допустимыми усилиями, приемлемыми для передачи на кузов. /5/

Таким образом, преимущества магнито-жидкостных амортизаторов, такие как: широкий диапазон развиваемых усилий, отсутствие подвижных частей в поршне, низкое энергопотребление, позволяют применять их в качестве основных исполнительных элементов полуактивной подвески.

I=0

I=2

I=1.5

I=0.5

I- сила тока в обмотке возбуждения

₆₀₀

₅₀₀

₄₀₀

₃₀₀

₂₀₀

₁₀₀

₀

_-100

_-200

_-300

_-400

_-500

_-600

_-700

Р

V, м/с

F, Н

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

исунок 1.11 – Семейство рабочих характеристик МЖ амортизатора