Гасители колебаний
Гасители колебаний служат для гашения колебаний упругого элемента.
При движении автомобиля в результате наезда колес на неровности
дороги возникают колебания кузова и колес, которые гасятся с помощью
устройства, называемого амортизатором. Его принцип действия сводится к
превращению механической энергии колебаний путем трения жидкости в
тепловую энергию с последующим ее рассеиванием. Применяемые на
автомобилях амортизаторы делятся на телескопические (двухтрубные и
однотрубные) и рычажные. Телескопические амортизаторы легче, чем
рычажные, имеют развитую поверхность охлаждения, вследствие большого
хода поршня при одинаковой энергоемкости работают при сравнительно
невысоких давлениях рабочей жидкости (2,5—5 МПа), поэтому менее
чувствительны к изнашиванию, утечкам, технологичны в производстве и
хорошо компонуются на автомобиле.
Двухтрубный телескопический амортизатор. Сопротивление колебаниям
в нем создается в результате перекачивания жидкости через калиброванные
отверстия в его клапанах. При увеличении скорости относительных
перемещений моста и несущей конструкции автомобиля резко возрастает
сопротивление амортизатора. Амортизаторы заполняют специальной жидкостью,
вязкость которой мало зависит от температуры окружающей среды.
Колебания несущей конструкции состоят из хода сжатия, когда несущая
конструкция и мост сближаются, и хода отдачи, когда несущая конструкция и мост
расходятся. Сопротивление амортизатора имеет двухстороннее действие.
Ходы сжатия и отдачи неодинаковы. Так, сопротивление при ходе сжатия
составляет 20—25 % сопротивления хода отдачи, так как необходимо, чтобы
амортизатор гасил в основном свободные колебания подвески при ходе
отдачи и не увеличивал жесткость упругого элемента при ходе сжатия.
Рабочий цилиндр амортизатора и часть
окружающего его корпуса резервуара заполнены жидкостью. Внутри цилиндра
помещен поршень со штоком, к концу которого приварена проушина
крепления с балкой моста или рычагами колеса. Сверху рабочий цилиндр
закрыт направляющей штока, а снизу днищем, являющимся
одновременно корпусом клапана сжатия. В поршне по окружностям разного
диаметра равномерно расположены два ряда отверстий. Отверстия на
большом диаметре закрыты сверху перепускным клапаном отдачи.
Отверстия на малом диаметре закрыты снизу дисками клапана отдачи,
поджатого пружиной.
В нижней части цилиндра запрессован корпус клапана сжатия,
состоящий из перепускного клапана сжатия, дисков клапана и пружины. В
корпусе клапана сжатия, аналогично клапану отдачи, имеются два ряда отвер-
стий, расположенных по окружностям большого и малого диаметра.
Отверстия на большом диаметре закрыты сверху перепускным клапаном, а
отверстия на малом диаметре закрыты снизу дисками клапана сжатия.
Во время плавного хода сжатия подвески шток и поршень, опускаясь
вниз, вытесняют основную часть жидкости из подпоршневого
пространства в надпоршневое через перепускной клапан отдачи, имеющий слабую
пружину и незначительное сопротивление. При этом часть жидкости, рав-
ная объему штока, вводимого в рабочий цилиндр через отверстия клапана
сжатия, перетекает в полость резервуара.
При резком ходе сжатия и большой скорости движения поршня от
большого давления жидкости клапан сжатия открывается на большую
величину, преодолевая сопротивление пружины, вследствие чего
уменьшается сопротивление протеканию жидкости.
Во время хода отдачи поршень движется вверх и сжимает жидкость,
находящуюся под поршнем. Перепускной клапан отдачи закрывается, и
жидкость через внутренний ряд отверстий и клапан отдачи перетекает в
пространство под поршнем. Необходимое сопротивление амортизатора
создается жесткостью пружины дискового клапана отдачи. При этом часть
жидкости, равная объему штока, выводимого из цилиндра, через отверстия
наружного ряда и перепускной клапан сжатия из резервуара перетекает в
рабочий цилиндр.
При резком ходе отдачи жидкость открывает клапан отдачи на
большую величину, преодолевая сопротивление своей пружины.
Сопротивление амортизатора определяется размерами отверстий в корпусах клапанов
отдачи и сжатия и усилиями их пружин.
Однотрубный амортизатор. В отличие от двухтрубного однотрубный
амортизатор не имеет отдельного цилиндрического корпуса, его функции
выполняет рабочий цилиндр. Поскольку шток, перемещающий поршень,
вдвигаясь в цилиндр при ходе сжатия и выдвигаясь из него при отбое,
изменяет объем пространства, предназначенный для жидкости, для
компенсации изменения этого объема в однотрубном амортизаторе имеется
специальная камера, заполненная сжатым газом (давление до 3 МПа),
расположенная в глухом конце рабочего цилиндра. Данные амортизаторы также
называют газонаполненными. Для того чтобы газ не смешивался с
жидкостью, его изолируют от жидкости поршнем либо мембраной (реже).
При конструкции, когда вся используемая жидкость постоянно
находится в рабочем цилиндре и не сообщается с внешним резервуаром, как в
двухтрубных амортизаторах, все отверстия и клапаны, через которые
происходит прокачивание жидкости, выполняются в основном поршне
амортизатора. В поршне имеется два ряда сквозных косо расположенных
отверстий. Внутренние отверстия закрыты сверху клапаном сжатия, а снизу
клапаном отбоя. Клапаны имеют одинаковые конструкции, но могут
отличаться характеристиками открытия. Они состоят из нескольких
стальных дисков одинаковой толщины, собранных в пакет, и прижаты к
торцам поршня с помощью гайки на конце штока под поршнем. В
прилегающих к поршню дисках в местах выхода отверстий внутреннего ряда
выполнены калиброванные просечки, благодаря которым, между торцом
поршня и вторым цельным диском клапана образуются калиброванные
щели, через которые прокачивается жидкость в дроссельном режиме
работы амортизатора. По мере увеличения скорости протекания жидкости
через отверстия в поршне, которая пропорциональна скорости
перемещения штока амортизатора, давление жидкости на клапан увеличивается,
диски клапана плавно изгибаются, постепенно увеличивая проходные
сечения отверстий. В однотрубных амортизаторах весь объем жидкости,
перетекающей из одной рабочей полости в другую, подвергается
дросселированию.
Однотрубные амортизаторы имеют следующие преимущества перед
двухтрубными:
• лучшее охлаждение жидкости, так как обдуву подвергается
непосредственно рабочий цилиндр;
• при хорошем уплотнении газовой камеры не возникает
эмульсирование жидкости, следовательно, характеристики амортизатора более
стабильные;
• однотрубные амортизаторы можно устанавливать на автомобиле под
любым углом, в том числе и штоком вниз, в последнем случае
уменьшается величина массы неподрессоренных частей.
К недостаткам однотрубных амортизаторов можно отнести:
• их относительно высокую стоимость из-за более сложной технологии
изготовления;
• большая длина из-за наличия газовой камеры при одинаковом ходе
штока (в сравнении с двухтрубным амортизатором).
|
