Час читання: ~8 хв

Автомобільні амортизатори: історія, амортизатори зі змінною жорсткістю CDC, діагностика, купівля і встановлення

Амортизатор гасить коливання підвіски, перетворюючи їхню енергію на тепло під час перетікання робочої рідини через клапани; від його стану залежать гальмівний шлях, стійкість у поворотах і знос шин та інших деталей ходової. Нижче - коротка історія амортизаторів, принцип роботи гідравлічного амортизатора, амортизатори зі змінною жорсткістю (на прикладі CDC від ZF Sachs), ознаки зносу, діагностика, поради з купівлі і встановлення.

Історія амортизаторів

До Першої світової війни більшість автомобілів обходилися без амортизаторів: швидкості були невеликі, а частину функцій амортизаторів виконували ресори, які гасили коливання за рахунок тертя між листами. Перші амортизатори з'явилися в 1910-х роках і встановлювалися лише на дорогі автомобілі. Вони одразу поділилися на дві групи - гідравлічні і механічні.

Телескопічні гідравлічні амортизатори працювали за видозміненим принципом накатників швидкострільних польових гармат, але застосовувалися обмежено: гідравліка була дуже дорогою, а великі розміри не дозволяли розмістити її під тодішніми окремими крилами.

Механічні амортизатори були здебільшого двох типів - стрічкові і фрикційні. Стрічкові (ремінні) працювали за рахунок переміщення ременя, натягнутого на підпружинений барабан і ролик. Фрикційні складалися з пакета дисків, стиснутих пружиною, які терлися один об одний під час роботи підвіски. Ресурс у них був невеликий, а дрібні нерівності вони майже «не помічали», але завдяки дешевизні й компактності до середини 1930-х років фрикційні амортизатори використовували майже всі автовиробники.

З кінця 1920-х років почалася епоха компактних гідравлічних важільних амортизаторів, зручних за компонуванням; деякі виробники, наприклад Ford на початку 1930-х, застосовували лопатеві гідравлічні амортизатори. Важільна гідравліка швидко перегрівалася і погано підходила для швидкісних автомобілів, тож приблизно до початку 1960-х років вона остаточно поступилася телескопічним амортизаторам, які значно подешевшали і застосовуються донині.

Як працює гідравлічний амортизатор

Гідравлічний амортизатор гасить коливання за рахунок перетікання робочої рідини через спеціальні клапани. Розрізняють хід стискання, коли шток із поршнем входить у циліндр, і хід відбою за зворотного руху поршня. Амортизатор має два основні режими: за плавного руху і малої швидкості поршня рідина перетікає через калібровані отвори, створюючи потрібний опір, а за різкого зростання швидкості, наприклад під час удару, спрацьовують розвантажувальні клапани, які відкривають додаткові канали, і опір зменшується.

Амортизатори зі змінною жорсткістю

Крім амортизаторів із фіксованими характеристиками, існують амортизатори, у яких клапани можна відрегулювати перед встановленням, роблячи підвіску жорсткішою або м'якшою, а також амортизатори з електромагнітними клапанами, які змінюють переріз каналів для рідини і регулюють жорсткість прямо в русі. Інший принцип застосовано в амортизаторах MagneRide (Magnetic Ride Control), розроблених Delphi для GM: їхня робоча рідина підвищує в'язкість у магнітному полі, а замість звичайних клапанів і отворів використано кільцеві канали між електромагнітами.

За даними джерела, до середини 2000-х років амортизатори з електронним регулюванням жорсткості ставили лише на дорогі автомобілі, як-от Audi A8 чи Cadillac STS, а Opel Astra 2005 року став першим автомобілем класу C з електронним регулюванням амортизаторів CDC (Continuous Damping Control) від ZF Sachs.

Як працює система CDC

Електронні амортизатори працюють у складі системи IDS+ (Interactive Driving System), до якої, за даними джерела, входять система стабілізації ESP+ з регулюванням тяги TC+, удосконалена ABS із контролем гальмування в повороті CBC (Cornering Brake Control), рульове керування з електрогідравлічним підсилювачем і амортизатори CDC. Завдяки спільній роботі компонентів поліпшуються керованість і гальмування без шкоди для комфорту. Наприклад, якщо в швидкому повороті автомобіль наближається до межі спрацьовування ESP, система спершу індивідуально змінює жорсткість амортизаторів кожного колеса, а вже потім, за потреби, ESP підгальмовує колеса. CDC також зменшує «клювки» кузова під час різкого розгону і гальмування.

За даними джерела, система CDC містить чотири амортизатори і датчики прискорення: два на амортизаторах вимірюють прискорення коліс, тобто фіксують нерівності дороги, а три - прискорення кузова (два біля передніх колісних арок і один біля ніші правого заднього колеса). Крім того, блок керування враховує сигнали ABS/ESP - швидкість рискання, поперечне прискорення і кут повороту передніх коліс; обмін даними відбувається через шину CAN.

Амортизатори CDC ZF Sachs випускаються у двох виконаннях: із внутрішнім електромагнітним клапаном у поршні (дроти проходять через порожнистий шток) і з зовнішнім клапаном (такий варіант, за даними джерела, застосовано в Opel Astra). Жорсткість регулюється силою струму: за даними джерела, обмотка клапана потребує 1,8 А в першому виконанні і 1,6 А в другому (близько 15 Вт), блок керування кожні 2 мс розраховує потрібний струм, а час реакції клапана - до 50 мс. Знеструмлений амортизатор працює як максимально жорсткий: що більший струм, то м'якший амортизатор. Тому за серйозної несправності, наприклад падіння напруги, система вимикає керування, і амортизатор працює в найжорсткішому режимі; на незначні помилки блок реагує звуженням діапазону регулювання в бік жорсткості і вмикає сигнальну лампу на панелі приладів.

Чим небезпечні зношені амортизатори

Несправні амортизатори серйозно погіршують керованість. Найнебезпечніше - помітне збільшення гальмівного шляху. Крім того, з'являються різкі «клювки» під час гальмування і розгону, сильні крени в поворотах, пробої, надто м'яка або надто жорстка робота підвіски. На мокрій дорозі автомобіль раніше входить в аквапланування, а некомфортна робота підвіски втомлює водія і погіршує його реакцію.

Якщо вийшов з ладу один амортизатор, автомобіль схильний до заносу. Зношені амортизатори прискорюють знос інших деталей ходової, зокрема маточинних підшипників і шин; надмірно жорсткі амортизатори теж можуть прискорити знос ходової. Якщо не зважати на перші ознаки, можливі аварійні відмови: руйнування амортизатора, витікання рідини, змішування газу з рідиною, заклинювання. Тоді автомобіль розгойдується і відводить убік, і що вища швидкість, то це помітніше.

За даними джерела, середній ресурс амортизаторів в умовах українських доріг становить від 30-50 до 120 тис. км (верхня межа - для акуратних водіїв), а перевіряти амортизатори на діагностичному стенді бажано приблизно кожні 20 тис. км. Щоб подовжити ресурс, обирайте швидкість відповідно до стану дороги, а за температури нижче -20 °C після тривалої стоянки перші 5-10 хвилин їдьте повільно, щоб рідина в амортизаторах прогрілася.

Діагностика амортизаторів

Найпростіша перевірка - розгойдати передню і задню частини автомобіля: за даними джерела, якщо після поштовху кузов робить більше одного коливання, амортизатори, можливо, пора міняти. Ще одна ознака зносу - нерівномірний (плямистий) знос шин. Надійну діагностику дає стенд для перевірки амортизаторів і підвіски, наприклад Beissbarth SA 600 (за даними джерела, два електродвигуни з ексцентриками розгойдують платформу під колесом з амплітудою 12 мм) або стенди MAHA. Сучасні стенди містять базу даних оптимальних і граничних характеристик амортизаторів.

Як купити амортизатор

Купуйте амортизатори в надійних магазинах з офіційною гарантією; гарантія зазвичай діє, якщо амортизатор встановлено правильно і решта підвіски справна.
Перевірте відсутність дефектів і комплектність (інструкція, кріплення тощо).
Шток газового амортизатора під тиском прагне висунутися, тому під час транспортування його фіксують у втопленому положенні.
Типові дефекти нових амортизаторів - пошкодження штока, корпусу і різьби штирьового кріплення (різьбу можна перевірити, накрутивши гайку). Вм'ятини на корпусі можуть спричинити заклинювання поршня, подряпини на штоку - пошкодити сальник.
Газові амортизатори однієї осі мають бути накачані однаково, інакше автомобіль стоятиме з креном і його зноситиме вбік. Для перевірки амортизатори у вертикальному положенні кілька разів утоплюють до упору і відпускають, а потім одночасно утоплюють і відпускають штоки пари: вони мають виходити з однаковою швидкістю.

Як правильно встановити амортизатори

Міняйте амортизатори парами на одній осі, однаковими моделями; виняток - заміна одного амортизатора після поломки, аварії чи за гарантією на точно такий самий.
Двотрубний амортизатор перед встановленням прокачують кілька разів у тому положенні, в якому його встановлять: під час зберігання рідина може перетекти з робочої камери в компенсаційну, і без прокачування амортизатор шумітиме, а клапани швидко зноситимуться.
Пневматичний гайковерт можна використовувати лише для зняття амортизаторів: затягування ним гайок і болтів може спричинити серйозні пошкодження.
Не затискайте полірований шток плоскогубцями чи іншим інструментом, щоб не подряпати його.
Використовуйте надійну стяжку пружин: неправильно стиснута пружина може травмувати механіка.
Верхнє кріплення амортизатора затягують лише після того, як автомобіль стане на колеса і підвіска займе нормальне положення - так гумові втулки не будуть надмірно закручені.
Затягуйте кріплення динамометричним ключем з моментом за інструкцією виробника: перетягування може пошкодити кріпильні вузли.
Після встановлення перевірте і за потреби відрегулюйте кути розвалу-сходження.

Гідравлічні або газові амортизатори для вашого автомобіля TESMA підбере за VIN або оригінальним номером; звернутися до фахівців можна через сторінку контактів.