Время чтения: ~8 мин

Автомобильные амортизаторы: история, амортизаторы с переменной жесткостью CDC, диагностика, покупка и установка

Амортизатор гасит колебания подвески, превращая их энергию в тепло при перетекании рабочей жидкости через клапаны; от его состояния зависят тормозной путь, устойчивость в поворотах и износ шин и других деталей ходовой. Ниже - краткая история амортизаторов, принцип работы гидравлического амортизатора, амортизаторы с переменной жесткостью (на примере CDC от ZF Sachs), признаки износа, диагностика, советы по покупке и установке.

История амортизаторов

До Первой мировой войны большинство автомобилей обходились без амортизаторов: скорости были небольшими, а часть функций амортизаторов выполняли рессоры, которые гасили колебания за счет трения между листами. Первые амортизаторы появились в 1910-х годах и устанавливались только на дорогие автомобили. Они сразу разделились на две группы - гидравлические и механические.

Телескопические гидравлические амортизаторы работали по видоизмененному принципу накатников скорострельных полевых пушек, но применялись ограниченно: гидравлика была очень дорогой, а большие размеры не позволяли разместить ее под тогдашними отдельными крыльями.

Механические амортизаторы были в основном двух типов - ленточные и фрикционные. Ленточные (ременные) работали за счет перемещения ремня, натянутого на подпружиненный барабан и ролик. Фрикционные состояли из пакета дисков, сжатых пружиной, которые терлись друг о друга при работе подвески. Ресурс у них был небольшим, а мелкие неровности они почти «не замечали», но благодаря дешевизне и компактности до середины 1930-х годов фрикционные амортизаторы использовали почти все автопроизводители.

С конца 1920-х годов началась эпоха компактных гидравлических рычажных амортизаторов, удобных по компоновке; некоторые производители, например Ford в начале 1930-х, применяли лопастные гидравлические амортизаторы. Рычажная гидравлика быстро перегревалась и плохо подходила для скоростных автомобилей, поэтому примерно к началу 1960-х годов она окончательно уступила телескопическим амортизаторам, которые значительно подешевели и применяются до сих пор.

Как работает гидравлический амортизатор

Гидравлический амортизатор гасит колебания за счет перетекания рабочей жидкости через специальные клапаны. Различают ход сжатия, когда шток с поршнем входит в цилиндр, и ход отбоя при обратном движении поршня. Амортизатор имеет два основных режима: при плавном движении и малой скорости поршня жидкость перетекает через калиброванные отверстия, создавая нужное сопротивление, а при резком росте скорости, например при ударе, срабатывают разгрузочные клапаны, которые открывают дополнительные каналы, и сопротивление уменьшается.

Амортизаторы с переменной жесткостью

Кроме амортизаторов с фиксированными характеристиками, существуют амортизаторы, у которых клапаны можно отрегулировать перед установкой, делая подвеску жестче или мягче, а также амортизаторы с электромагнитными клапанами, которые изменяют сечение каналов для жидкости и регулируют жесткость прямо в движении. Другой принцип применен в амортизаторах MagneRide (Magnetic Ride Control), разработанных Delphi для GM: их рабочая жидкость повышает вязкость в магнитном поле, а вместо обычных клапанов и отверстий использованы кольцевые каналы между электромагнитами.

По данным источника, до середины 2000-х годов амортизаторы с электронной регулировкой жесткости ставили только на дорогие автомобили, такие как Audi A8 или Cadillac STS, а Opel Astra 2005 года стал первым автомобилем класса C с электронной регулировкой амортизаторов CDC (Continuous Damping Control) от ZF Sachs.

Как работает система CDC

Электронные амортизаторы работают в составе системы IDS+ (Interactive Driving System), в которую, по данным источника, входят система стабилизации ESP+ с регулировкой тяги TC+, усовершенствованная ABS с контролем торможения в повороте CBC (Cornering Brake Control), рулевое управление с электрогидравлическим усилителем и амортизаторы CDC. Благодаря совместной работе компонентов улучшаются управляемость и торможение без ущерба для комфорта. Например, если в быстром повороте автомобиль приближается к границе срабатывания ESP, система сначала индивидуально меняет жесткость амортизаторов каждого колеса, а уже затем, при необходимости, ESP подтормаживает колеса. CDC также уменьшает «клевки» кузова при резком разгоне и торможении.

По данным источника, система CDC содержит четыре амортизатора и датчики ускорения: два на амортизаторах измеряют ускорение колес, то есть фиксируют неровности дороги, а три - ускорение кузова (два у передних колесных арок и один у ниши правого заднего колеса). Кроме того, блок управления учитывает сигналы ABS/ESP - скорость рыскания, поперечное ускорение и угол поворота передних колес; обмен данными происходит по шине CAN.

Амортизаторы CDC ZF Sachs выпускаются в двух исполнениях: с внутренним электромагнитным клапаном в поршне (провода проходят через полый шток) и с наружным клапаном (такой вариант, по данным источника, применен в Opel Astra). Жесткость регулируется силой тока: по данным источника, обмотка клапана требует 1,8 А в первом исполнении и 1,6 А во втором (около 15 Вт), блок управления каждые 2 мс рассчитывает нужный ток, а время реакции клапана - до 50 мс. Обесточенный амортизатор работает как максимально жесткий: чем больше ток, тем мягче амортизатор. Поэтому при серьезной неисправности, например падении напряжения, система отключает управление, и амортизатор работает в самом жестком режиме; на незначительные ошибки блок реагирует сужением диапазона регулировки в сторону жесткости и включает сигнальную лампу на панели приборов.

Чем опасны изношенные амортизаторы

Неисправные амортизаторы серьезно ухудшают управляемость. Самое опасное - заметное увеличение тормозного пути. Кроме того, появляются резкие «клевки» при торможении и разгоне, сильные крены в поворотах, пробои, слишком мягкая или слишком жесткая работа подвески. На мокрой дороге автомобиль раньше входит в аквапланирование, а некомфортная работа подвески утомляет водителя и ухудшает его реакцию.

Если вышел из строя один амортизатор, автомобиль склонен к заносу. Изношенные амортизаторы ускоряют износ других деталей ходовой, в частности ступичных подшипников и шин; излишне жесткие амортизаторы тоже могут ускорить износ ходовой. Если не обращать внимания на первые признаки, возможны аварийные отказы: разрушение амортизатора, вытекание жидкости, смешивание газа с жидкостью, заклинивание. Тогда автомобиль раскачивается и уводит в сторону, и чем выше скорость, тем это заметнее.

По данным источника, средний ресурс амортизаторов в условиях украинских дорог составляет от 30-50 до 120 тыс. км (верхняя граница - для аккуратных водителей), а проверять амортизаторы на диагностическом стенде желательно примерно каждые 20 тыс. км. Чтобы продлить ресурс, выбирайте скорость в соответствии с состоянием дороги, а при температуре ниже -20 °C после длительной стоянки первые 5-10 минут двигайтесь медленно, чтобы жидкость в амортизаторах прогрелась.

Диагностика амортизаторов

Самая простая проверка - раскачать переднюю и заднюю части автомобиля: по данным источника, если после толчка кузов совершает больше одного колебания, амортизаторы, возможно, пора менять. Еще один признак износа - неравномерный (пятнистый) износ шин. Надежную диагностику дает стенд для проверки амортизаторов и подвески, например Beissbarth SA 600 (по данным источника, два электродвигателя с эксцентриками раскачивают платформу под колесом с амплитудой 12 мм) или стенды MAHA. Современные стенды содержат базу данных оптимальных и предельных характеристик амортизаторов.

Как купить амортизатор

Покупайте амортизаторы в надежных магазинах с официальной гарантией; гарантия обычно действует, если амортизатор установлен правильно и остальная подвеска исправна.
Проверьте отсутствие дефектов и комплектность (инструкция, крепеж и т. п.).
Шток газового амортизатора под давлением стремится выдвинуться, поэтому при транспортировке его фиксируют в утопленном положении.
Типичные дефекты новых амортизаторов - повреждения штока, корпуса и резьбы штыревого крепления (резьбу можно проверить, навинтив гайку). Вмятины на корпусе могут вызвать заклинивание поршня, царапины на штоке - повредить сальник.
Газовые амортизаторы одной оси должны быть накачаны одинаково, иначе автомобиль будет стоять с креном и его будет уводить в сторону. Для проверки амортизаторы в вертикальном положении несколько раз утапливают до упора и отпускают, а затем одновременно утапливают и отпускают штоки пары: они должны выходить с одинаковой скоростью.

Как правильно установить амортизаторы

Меняйте амортизаторы парами на одной оси, одинаковыми моделями; исключение - замена одного амортизатора после поломки, аварии или по гарантии на точно такой же.
Двухтрубный амортизатор перед установкой прокачивают несколько раз в том положении, в котором его установят: при хранении жидкость может перетечь из рабочей камеры в компенсационную, и без прокачки амортизатор будет шуметь, а клапаны быстро износятся.
Пневматический гайковерт можно использовать только для снятия амортизаторов: затяжка им гаек и болтов может вызвать серьезные повреждения.
Не зажимайте полированный шток плоскогубцами или другим инструментом, чтобы не поцарапать его.
Используйте надежную стяжку пружин: неправильно сжатая пружина может травмировать механика.
Верхнее крепление амортизатора затягивают только после того, как автомобиль встанет на колеса и подвеска займет нормальное положение - так резиновые втулки не будут чрезмерно закручены.
Затягивайте крепления динамометрическим ключом с моментом по инструкции производителя: перетяжка может повредить крепежные узлы.
После установки проверьте и при необходимости отрегулируйте углы развала-схождения.

Гидравлические или газовые амортизаторы для вашего автомобиля TESMA подберет по VIN или оригинальному номеру; обратиться к специалистам можно через страницу контактов.