Главная
Статьи
Форум
О качестве амортизаторов




СКОК-СКОК - И ПОД МОСТОК!

Можно ли, не прибегая к услугам специалистов, по внешним признакам убедиться в работоспособности амортизаторов? Не давая прямых рецептов (вы поймете причину), беседу об этом проведет Виктор СЛЕСАРЕВ.

Нашему автомобилисту, как известно, закон не писан. Неустрашимо привинтив амортизаторы ЗАЗа к "Тойоте", он "рассекает" на ней так, что японцам не снилось… И все же тех, кто понимает, насколько важно автомобилю цепко держаться на дороге, становится все больше. Неустойчивость на высокой скорости недопустима, поэтому исправность амортизаторов – и соответствие их конкретной модели автомобиля! – приобретает особое значение. Уважающий себя автомобилист должен уметь вовремя замечать симптомы их "болезней", о чем мы здесь и поговорим.

Не вдаваясь в тонкости, вспомним, что жидкость в цилиндре амортизатора препятствует свободному перемещению поршня, который вытесняет ее из одной полости в другую через гидравлические устройства, создающие сопротивление. Последнее тем больше, чем выше скорость движения поршня, то есть чем крупнее неровность на дороге или больше скорость, с которой вы ее преодолеваете. Энергия колебаний переходит в тепло (амортизатор нагревается) – оно рассеивается в окружающей среде.

 

Рис. 1. Сопротивление амортизатора на ходе отбоя и сжатия: 1 - "мягкий" амортизатор; 2 - "жесткий".

Амортизатор работает как при единичном воздействии на машину, так и при колебаниях. Сопротивление возникает и при сжатии, и при отбое, но сжатию противится и пружина подвески, поэтому сопротивление сжатию обычно делают меньшим, чем сопротивление отбою (рис. 1). Конструкция амортизатора "задает" форму кривых 1 или 2, то есть его назначение. Амортизаторы повышенного сопротивления называют жесткими (хотя у них мало общего с работой пружины). С ними автомобиль лучше приспособлен для плохих дорог, но менее комфортабелен.

"Народный" метод проверки амортизаторов бесхитростен: раскачивая кузов автомобиля, наблюдают за его движением вниз–вверх. Кузов не должен легко поддаваться вашим усилиям (рис. 2, а, б, в). Затухание процесса видно на рис. 2, г. При "слабых" амортизаторах автомобиль может совершить два и более циклов колебаний, относящихся к числу самых низкочастотных – 1–2 Гц для различных автомобилей. Такие колебания бывают спровоцированы длинными "волнами" на поверхности дороги при некоторых скоростях движения (рис. 3). Совпадение частоты вынужденных и собственных колебаний – не что иное, как резонанс. Это опасное явление: если колебаниям не воспрепятствовать, они быстро нарастают. (Малый ребенок легко раскачает большие качели!) Автомобиль сильно раскачивается, может ударяться о дорогу картером двигателя, коробкой передач и т. д. – даже опрокидываться.

 
а б

Рис. 2. Общепринятый способ "проверки" амортизаторов: а, б, в - формы колебаний кузова; г - характер движения кузова: 1 - при исправных амортизаторах; 2 - при неисправных.

г
в

Однако амортизаторы должны гасить не только низкочастотные колебания, но и ряд других. Так, "неподрессоренная масса" (колесо и непосредственно связанные с ним элементы подвески, рулевого управления и т. д.) может колебаться относительно кузова и дороги с резонансом при частоте около 12–15 Гц.

 

Рис. 3. "Галопирование" автомобиля на длинных волнах покрытия.

Когда колеса, преодолевая сопротивление пружин, начинают отскакивать от дороги, боковым силам легко нарушить курсовую устойчивость автомобиля – например, вызвать занос (см. ЗР, 1996, № 1). Классические примеры таких сил – инерция на повороте, боковой ветер, поперечный наклон дорожного полотна. Но и на прямом шоссе со старым, бугристым покрытием машина рыскает в стороны, ее приходится "ловить", даже если резонанса и нет. Крайне неустойчивым автомобиль может оказаться и в других ситуациях. Вот примеры.

Представьте колесо с окружностью протектора 1,8 м. При скорости 18 м/с и большом статическом дисбалансе оно трясет машину с частотой 10 Гц, при 36 м/с – 20 Гц и т. д. Неуравновешенная инерционная сила тяжелого места колеса пропорциональна квадрату его скорости – и в системе без резонанса вибрации от такого колеса нарастали бы по такому же закону (рис. 4, кривая 1). А в случае резонанса при частоте 12 Гц тряска при соответствующей скорости (21,6 м/с) бывает ощутима даже при исправных амортизаторах (кривая 2). Кривые 3 и 4 показывают "эффект" от посредственного и совсем не работающего амортизаторов. Часто встречающееся у нас сочетание неотбалансированных колес и неполадок в амортизаторах недопустимо: устойчивость и управляемость автомобиля резко ухудшаются. Другим же результатом тряски (об этом немало говорилось) становятся усталостные повреждения машины.

 

Рис. 4. Колебания статически неотбалансированного колеса при изменении скорости движения (резонанс при частоте 12 Гц): 1 - зависимость амплитуды от скорости при условном отсутствии резонанса; 2 - при исправном амортизаторе; 3 - с частичной потерей эффективности; 4 - с неисправным.

А если колесо после удара уже не круглое? На ходу оно вызывает колебания, даже если вполне отбалансировано. Не следует упрощать связь формы колеса с его уравновешенностью – это разные вещи. А результат отклонений один и тот же.

 

Рис. 5. Возбуждение колебаний плитами покрытий.

Следующий пример. На дорожном покрытии из двухметровых плит (рис. 5) та же резонансная частота 12 Гц будет возбуждена уже при скорости 24 м/с. Значит, колебания с этой частотой могут возбуждаться при разных скоростях и дорогой, и колесами – но всегда они тем сильнее, чем хуже работают амортизаторы.

Дефекты наших дорог славятся своим разнообразием, здесь водителю скучать не приходится. Добавим сюда их сезонные изменения – и станет ясно, что российский шофер – истинный герой… Так, во многих случаях опасен дефект в виде "стиральной доски". (Само ее появление на вчера еще ровном асфальте достойно специальных исследований! Ведь это – одно из следствий эксплуатации тысяч автомобилей с неполадками в подвесках.) Если "стиральная доска" короткая, а скорость машины далека от резонансной, ее лишь встряхнет (рис. 6). А на длинной "доске" при резонансной скорости тряска быстро нарастает, машина теряет устойчивость, сползая в сторону даже от небольшой боковой силы. Лучше здесь сбавить скорость. Почему не увеличить? Чем она выше, тем сильнее колесо бьется о неровности – и может отскакивать от покрытия даже за "пределами" резонанса. (Внимание: если автомобиль оснащен АБС, здесь тормозите особенно осторожно! Система, "логично" реагируя на подскоки колеса, может свести торможение к нулю.)

 

Рис. 6. Движение автомобиля с неисправным амортизатором по "стиральной доске".

Рис. 7. Затухающие колебания колеса после прыжка с выступа.

Отметим и другие дефекты наших дорог. На рис. 7 – одиночный ухаб. После наезда на него, как от любого сильного толчка извне, наблюдаются сложные затухающие колебания – кузова на подвеске, показанные на рис. 2, и одновременно неподрессоренной массы – между дорогой и кузовом (рис. 4, 5, 6…). Даже без резонансных явлений колесо после "прыжка" может сделать несколько сильных отскоков, провоцируя неустойчивость машины и уже упоминавшееся рыскание в стороны.

 

Рис. 8. Так возникает поперечная сила, дестабилизирующая автомобиль.

Наивный автолюбитель как-то спросил: почему от вертикального толчка машину бросает в сторону? Причины тому разные, объединяет же их одно: в момент "приземления" действующие на машину реакции дороги могут быть несимметричными. Так, на "Жигулях" поперечная штанга задней подвески заставляет задний мост при прыжке смещаться в сторону… Но даже строго "симметричный" автомобиль, подпрыгивая на ухабах, испытывал бы толчки в стороны. Поясним это (рис. 8).

Вообразите мгновенный "фотоснимок" сил, действующих при отскоке правого колеса (имеющего неисправный амортизатор), и наезде левого на край бугра. Поперечная реакция дороги Z – в зависимости от скорости движения, силы удара и наклона покрытия – достигает сотен килограммов! И хотя она действует долю секунды, толчок в сторону вполне ощутим. Словом, при плохих амортизаторах даже после единичного ухаба машина может опасно отклониться от курса.

А с хорошими? В этом случае правое колесо (рис. 8) не стало бы порхать в воздухе, а катилось по дороге. Его реакция полностью или частично уравновесила бы силу Z, упрощая водителю его задачу.

 

Рис. 9. Картина колебаний неподрессоренных масс и подвески на разбитой дороге.

На наших дорогах возможны любые сочетания неровностей. Наезд на каждую сопровождают колебания неподрессоренных масс, часто не успевающие затухнуть до наезда на следующую (рис. 9). Тут даже отсутствие резонанса – слабое утешение: при неэффективных амортизаторах постоянные отскоки колес от покрытия делают вождение автомобиля неприятным и небезопасным. Зная это, иной автолюбитель тотчас покупает и устанавливает "жесткие" амортизаторы – но, избавившись от раскачивания машины, приобретает "комфорт", как у телеги. А в придачу – повышенные динамические нагрузки на многие узлы автомобиля. Более того, в этом случае при ходе отбоя колесо, "задерживаясь" в воздухе, плохо отслеживает впадины покрытия (рис. 10, а). Чрезмерное сопротивление отбоя оборачивается отрывом колеса – оно как бы повторяет общую "баллистику" автомобиля в прыжке. При правильном подборе сопротивления отбоя колесо в большинстве случаев следует профилю впадины. Но не всегда. При соскоке с выступа (рис. 10, б) даже при идеальном амортизаторе короткий отрыв неизбежен. Но сравните его с амортизатором чрезмерного сопротивления! Иными словами, поиск подходящих амортизаторов – в зависимости от назначения автомобиля, характера дорог, характера владельца и т.д. – дело тонкое… Чем нам и приходится иногда заниматься (например, ЗР, 1998, № 1).

 

Рис. 10. Поведение колеса при прохождении плавной волны (а) и выступа покрытия (б): 1 - правильная работа амортизатора при проходе отбоя; 2 - чрезмерное сопротивление отбоя.

Итак, насколько достоверны результаты проверки методом "качнул – глянул"? Они дают лишь примерное представление о "способностях" амортизатора – на самых низких частотах. Оценить его пригодность для любых режимов движения можно лишь на специальном диагностическом оборудовании. Чаще, увы, на собственном (иногда печальном) опыте.

По материалам сайта http://zr.ru/



Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 









Рейтинг@Mail.ru