Амортизатори: конструкція, діагностика і вибір

Автор матеріалу: Олег Тимошенко

Амортизатори бувають двотрубні гідравлічні (оливні) та однотрубні газонаповнені високого тиску: перші м'якші, другі швидше реагують на нерівності й краще переносять інтенсивну роботу. Стан амортизатора оцінюють за поведінкою автомобіля, розгойдуванням кузова, візуальним оглядом, на шок-тестері або на діагностичному стенді, і що складніший метод, то точніший результат. Нижче розібрано конструкцію, типові дефекти, їхні причини та основних виробників амортизаторів.

Конструкція амортизаторів

Гідравлічні амортизатори демпфують м'якше, тому що мають дві системи клапанів, тоді як однотрубні газові мають лише одну, розташовану на штоку, а газ у гідравлічних амортизаторах перебуває під нижчим тиском. Водночас вони інертніші й повільніше реагують на переміщення колеса, особливо за низькочастотних коливань невеликої амплітуди. Що вищий тиск газу, який підпирає оливу, то швидша реакція амортизатора. В амортизаторах високого тиску олива і газ розташовані послідовно в одному циліндрі й розділені плаваючим поршнем. Газ (зазвичай азот) перебуває під тиском близько 25 атмосфер, тому клапан штока весь час перебуває в «підтиснутому» стані й значно швидше реагує на вибоїни та нерівності дороги.

Гідравлічні двотрубні амортизатори мають ще кілька особливостей, які за певних режимів експлуатації стають недоліками. Під час різкого переміщення поршня на зворотному боці клапана створюється розрідження і можуть утворюватися кавітаційні бульбашки, що різко змінює характеристики демпфування. За частих різких переміщень, наприклад на ралійній трасі, амортизатор «закипає»: кавітаційні бульбашки і газ компенсаційного об'єму змішуються з оливою в подобу емульсії, і демпфування майже зникає.

Газонаповнені амортизатори високого тиску з'явилися здебільшого як відповідь на цю проблему. Олива під тиском практично не спінюється, а відокремлення компенсаційного об'єму плаваючим поршнем виключає змішування газу з оливою. Саме тому амортизатори високого тиску можна встановлювати «догори дриґом», наприклад у стійках Макферсон, а гідравлічні двотрубні - ні.

Двотрубні амортизатори важчі за однотрубні. Їх встановлення збільшує непідресорену масу підвіски і, як наслідок, її інертність. За частих переміщень угору-вниз на складних ділянках дороги інерція змушує підвіску ніби «запізнюватися» то у верхній, то в нижній точці й пропускати чергову перешкоду чи яму. Це ще одна причина, чому спортсмени віддають перевагу однотрубним газонаповненим амортизаторам.

Чому амортизатори виходять з ладу

Амортизатор - технічно доволі складна деталь. Якщо діагностику більшості елементів підвіски можна провести «за допомогою монтування», то для визначення несправностей амортизаторів і тим паче їхніх причин часто потрібне тестування на спеціальних стендах.

За досвідом великих продавців амортизаторів, на який посилається джерело, основною причиною виходу амортизаторів з ладу є непрофесійне встановлення або порушення умов експлуатації, а заводський брак, за даними джерела, рідко перевищує 0,5%. Проте навіть якщо дефект виник з вини встановлювача, у покупця часто складається негативне враження і про магазин, і про марку амортизаторів, тому важливо мінімізувати ризик передчасного виходу амортизаторів з ладу.

Можливі місця виникнення дефектів в амортизаторі:

1. Розрив сальника штока амортизатора.
2. Внутрішні пошкодження: руйнування, вихід з ладу або природний знос клапанного вузла чи поршня.
3. Механічне пошкодження: тріщина, вм'ятина на корпусі, викривлення штока.
4. Руйнування амортизатора: злам штока, відрив кріпильної проушини, деградація або руйнування сайлентблоків.
5. Невідповідність властивостей або деградація амортизаторної рідини.
6. Відсутність газу в амортизаторі.

Причини тих чи інших дефектів можуть бути різними. Наприклад, розрив сальника штока може бути спричинений і порушенням технології встановлення (пошкодженням хромового покриття штока), і зносом пильовика (корозією штока через потрапляння вологи).

Способи діагностики амортизаторів

Існує кілька способів оцінити працездатність амортизаторів. Вони різняться складністю і, відповідно, точністю: зазвичай що простіший метод, то менш точний результат. Нижче наведено найпоширеніші способи діагностики, упорядковані за точністю, дефекти, які можна виявити з їхньою допомогою, та причини цих дефектів.

Діагностика за зміною стійкості, керованості та жорсткості підвіски

Характеристики амортизатора погіршуються поступово, і водій не завжди одразу це помічає, бо підлаштовує стиль водіння під можливості автомобіля. Цей метод передбачає суб'єктивну оцінку ступеня зносу амортизаторів фахівцем за погіршенням експлуатаційних характеристик автомобіля.

Автомобілі різних марок і моделей мають різні параметри стійкості, керованості й жорсткості підвіски, закладені ще на етапі конструювання. Кожен водій також має власний стиль водіння і уявлення про потрібну жорсткість підвіски, тому ці поняття завжди відносні.

Отже, метод дає змогу оцінити основні проблеми, пов'язані з амортизаторами, але є доволі суб'єктивним. Більшість виробників амортизаторів радять порівнювати «поведінку» автомобіля з еталоном, тобто з ідентичним автомобілем зі справними амортизаторами, що на практиці можливо далеко не завжди. Зазвичай цей метод доповнюють візуальним оглядом амортизаторів.

Дефекти, які можна діагностувати цим методом:

Діагностика розгойдуванням нерухомого автомобіля

Метод полягає в розгойдуванні кузова нерухомого автомобіля й оцінці стану амортизаторів за кількістю коливань до повної зупинки.

Він дає змогу визначити лише два «крайні» стани: амортизатор повністю вийшов з ладу (зламана проушина або шток, зношений клапанний вузол, немає амортизаторної рідини в робочій камері) або амортизатор «підклинює» чи повністю «заклинило». Визначити ступінь зносу так не вдасться, адже зусилля амортизатора залежить від швидкості руху штока, а під час руху автомобіля ця швидкість значно вища, ніж під час розгойдування вручну. Крім того, різні автомобілі мають різну жорсткість підвіски, і в деяких моделях вона від початку доволі «м'яка».

Слід також враховувати, що існують амортизатори з регресивною і прогресивною характеристиками гасіння коливань. За даними джерела, регресивні добре гасять бічні (у поворотах) і поздовжні (під час гальмування) крени, але гірше поглинають дрібні нерівності, а прогресивні - навпаки. Тому під час заміни варто вибирати амортизатори з характеристикою, передбаченою для конкретного автомобіля: невідповідний тип може негативно позначитися на роботі підвіски.

Перевірка розгойдуванням малоефективна ще й тому, що шарніри підвіски після тривалої експлуатації можуть переміщатися з великим опором, достатнім для швидкого гасіння коливань. І навпаки, амортизатори з прогресивною характеристикою через малий опір на невеликих швидкостях переміщення кузова повільно гаситимуть коливання навіть у справному стані.

Візуальний метод діагностики

Це найпоширеніший метод, який разом із двома попередніми здебільшого дає змогу з'ясувати справжні причини виходу амортизатора з ладу. Не можна точно встановити лише причини пошкоджень внутрішніх частин амортизатора; один із найчастіших дефектів внутрішніх частин - їхній природний знос.

Для візуальної діагностики часто доводиться знімати амортизатор з автомобіля, що зазвичай потребує значних трудовитрат. Під час роботи амортизатора оливний «туман» на корпусі та штоку вважається нормою, але крапель і патьоків оливи бути не повинно.

Дефекти, які можна визначити візуальним методом:

Діагностика на шок-тестері

Шок-тестер - стенд, на якому одна з осей автомобіля розгойдується з певною частотою й амплітудою, після чого визначається швидкість згасання коливань. Метод дає змогу визначити ступінь зносу амортизаторів відносно еталона - закладених у комп'ютер стенда значень згасання, що відповідають новому амортизатору, встановленому на конвеєрі. Недолік методу в тому, що стенд діагностує не так стан амортизаторів, як загальний стан підвіски, тому деякі виробники амортизаторів не визнають результати такого тестування діагностикою амортизаторів.

Перевірка амортизатора на діагностичному стенді

Це найточніший і найдорожчий спосіб діагностики. Його застосовують переважно під час експертизи, щоб визначити причини виходу амортизатора з ладу, коли пошкодження стосуються внутрішньої будови. Максимальна точність досягається тим, що тестується саме амортизатор, а не вся підвіска, як на шок-тестері.

Знятий з автомобіля амортизатор встановлюють на спеціальний стенд, визначають його характеристики і порівнюють із зазначеними в технічній документації на цю модель. За невідповідністю характеристик визначають причини несправності.

За даними джерела на момент публікації, таку послугу надавали більшість представництв виробників амортизаторів в Україні, але процедура могла тривати до трьох місяців, оскільки тести проводять у лабораторії заводу-виробника або в дослідницьких центрах, здебільшого розташованих за кордоном. Тому в спірних випадках представництва часто ухвалювали рішення на користь клієнта, щоб уникнути тривалої пересилки амортизаторів на завод.

Дефекти нових і щойно встановлених амортизаторів

Практика показує, що переважна більшість дефектів амортизаторів проявляється вже під час встановлення або в перші дні експлуатації. Тому важливо розуміти, які дефекти виникають через непрофесійне встановлення, а які можуть бути заводськими.

Основні дефекти, що можуть виникати під час встановлення нових амортизаторів, а також види заводського браку:

Основні виробники амортизаторів

На ринку представлено широкий вибір амортизаторів різних виробників. Виробники прагнуть мати в асортименті амортизатори для якомога більшої кількості популярних моделей автомобілів і навіть для різних стилів їзди, розрізняючи, наприклад, «спортивний» і «комфортний» стиль водіння, хоча кожна марка має свою специфіку. Нижче наведено опис основних марок за даними джерела на момент публікації.

KYB

За даними джерела, клієнтами японського концерну KYB (Kayaba) в Європі є, зокрема, Ford, Renault, Peugeot і Seat, а штат концерну налічував понад сім тисяч працівників на різних континентах. Завдяки експлуатаційним характеристикам і відносно невисокій ціні амортизатори KYB популярні в Україні. Серед газогідравлічних моделей джерело виділяє серію Ultra SR, яка, за даними виробника, має:

• підвищені демпферні властивості, що стабілізують зчеплення з дорогою і керованість;
• добрі показники з низькопрофільними шинами зі сталевим брекером;
• стабільні характеристики без втрати ефективності під час інтенсивної роботи.

Серія розрахована на водіїв зі спортивним стилем їзди, які висувають високі вимоги до керованості автомобіля.

KONI

За даними джерела, виробництво автомобільних амортизаторів - основна спеціалізація KONI, і ці амортизатори в багатьох деталях відрізняються від продукції інших виробників. Головна відмінність - можливість регулювання характеристик: різниця між «нульовим» заводським положенням і положенням «max», за даними джерела, становить 100%. Цей запас можна використати, щоб пристосувати амортизатор до дорожніх умов і вимог власника. За даними джерела, KONI випускає понад 2500 моделей амортизаторів і підбирає тип конструкції залежно від підвіски й умов експлуатації автомобіля.

MONROE

MONROE - один із найвідоміших брендів амортизаторів на ринку; за даними джерела, європейський підрозділ бренду розташований у Бельгії, а амортизатори MONROE щороку постачаються для мільйонів автомобілів. За даними джерела, MONROE пропонує амортизатори для 99% автомобілів - від Alfa Romeo до Zastava. Серія Sensatrac розроблена на основі перевіреної технології використання тиску газу, реалізованої в моделі Gas-Matic, і, за даними виробника, додає такі переваги:

• пристосованість до всіх умов руху;
• покращена керованість автомобіля;
• швидша реакція під час різких маневрів.

SACHS

SACHS - один із найбільших у світі виробників амортизаторів з багаторічною історією. За даними джерела, амортизатори SACHS встановлюють на конвеєрах Alfa Romeo, Audi, BMW, Mercedes, Jaguar, Lancia, Peugeot, Saab, Skoda та інших виробників. За даними виробника, у стандартних амортизаторах зі зростанням навантаження пропорційно зростає швидкість руху штока, а в амортизаторах SACHS вона плавно зростає до певного моменту, а потім стабілізується, що сприяє довговічності, комфорту й безпеці. Умови гарантії на амортизатори варто уточнювати під час покупки.

BOGE

За даними джерела, амортизатори BOGE виробляються в Німеччині й встановлюються переважно на німецькі автомобілі, тому їхні продажі за межами Європи доволі обмежені. Водночас серед фахівців вони мають добру репутацію.

GABRIEL

За даними джерела на момент публікації, амортизатори GABRIEL вироблялися в США і Франції, але в менших обсягах, ніж у інших фірм, тому на ринку вони менш поширені.

Що ще почитати на цю тему

• Коли міняти амортизатори: ознаки зносу, перевірка і вибір
• Як працюють амортизатори KYB: конструкція та діагностика
• KYB чи MONROE: як вибрати амортизатори для автомобіля
• Амортизатори SACHS: серії, точний підбір і правильна заміна
• Система курсової стійкості ESC: як працює, чим відрізняється від ABS і TCS і чому важливі амортизатори

Статті у Базі знань

• Амортизатори і стійки передньої підвіски
• Амортизатори і стійки задньої підвіски

Товарні групи TESMA

• KYB
• MONROE
• SACHS
• BOGE