Отбой амортизатора что это

Небольшой ликбез по амортизаторам/стойкам

Всем доброго времени суток! На данную запись меня натолкнули вопросы, которые я часто слышу на работе:
— А это односторонний амортизатор или двухсторонний?
— А что лучше? масляный, газовый или газо-масляный?
— А как добавить авто плавность хода?
— Я хотел управляемость картинга, поставил самые жесткие амортизаторы, а получил шляпу! Почему?
и т.д. Узнали себя в одном из этих вопросов? тогда читаем дальше…
Мне кажется, эта тема могла бы подойти и для БЖ, но не будем нарушать правил Д2)
Чтобы Вы понимали: я работаю в одной из отечественных фирм по производству автокомпонентов подвески как для отечественных авто, так и для иномарок. Занимаюсь 50/50 как инженеринговыми разработками, так и непосредственным внедрением разработок в производство и на авто, в частности, в рамках натурных испытаний, а также стендовыми испытаниями опытных и предсерийных образцов. В своей работе, в основном, руководствуюсь вот таким толмутом:

Да, не совсем современный, но до сих пор актуальный труд) Есть в открытом доступе в сети, кому интересно. Большинство из того, что будет в этом посте-это упрощенное изложение книги.
Итак. Что такое амортизатор и с чем его едят?
Амортизатор(стойка) — это демпфирующий элемент подвески. Относится к неподрессоренным массам. Необходим для гашения колебаний пружины. Стойка отличается от амортизатора своей несущей способностью. Иными словами: если можно ее выкинуть и при этом авто сможет ехать(задний амортизатор ФФ2, классика ВАЗ и т.д.) — это амортизатор, если нет — стойка. Помимо демпфирования колебаний пружины и несущей способности (для стоек) у амортизатора нет других функций.
Конструктивно амортизаторы делятся на однотрубные и двухтрубные.

Сильно углубляться в конструктив не будем. Основное: двухтрубные-наиболее распространенный вид из-за простоты проектирования и сборки, допускает повреждения основного корпуса(при условии сохранности внутреннего рабочего цилиндра), дешевле в производстве. Однотрубные-применяются в условиях ограниченного монтажного пространства, более стабильные характеристики, не имеет значения угол установки(двухтрубные устанавливаются строго вертикально).
Друхтрубные (далее речь пойдет только о них) могут быть с газовым подпором и без него. Все! Нет никаких чисто зазовых амортизаторов. Это упоры капота/багажника, но не амортизаторы и стойки!) Газовый подпор обеспечивает более стабильную работу клапанной системы амортизатора и заметно снижает вспениваемость гидрожидкости, используемой в амортизаторах/стойках.
Ход штока наверх — ход отбоя, вниз — сжатия. Качественной характеристикой амортизаторов является их сопротивляемость перемещениям штока. Т.е. усилия которые возникают на штоке при его движении с определенной скоростью.
В зависимости от скорости перемещения штока различают дроссельный и клапанный режимы работы. Дроссельный соответствует небольшой скорости перемещения штока(вхождение в поворот на небольшой скорости), клапанный соответствует попаданию в ямы и быстрому передвижению по пересеченной местности.
Визуальная характеристика амортизатора представлена на диаграмме Монро:

Думаю, на ней все понятно без пояснений.
Любой амортизатор имеет клапан отбоя, клапан сжатия и перепускной клапан. Каждый из которых имеет свои дроссельные и клапанные усилия, а соответственно не бывает односторонних амортизаторов. Все амортизаторы сопротивляются как на отбой, так и на сжатие, только усилия на отбой значительно выше чем усилия на сжатие.
А вот так выглядят клапанные системы изнутри:

Абсолютно все амортизаторы/стойки имеют примерно одинаковое внутреннее строение, с небольшими конструктивными различиями, но принципиальная схема у всех одинаковая.
Теперь немного о доработках подвески
На каждом автоконцерне почти самый главный человек — дизайнер. Дизайнер создает направление, формы и концепцию будущей модели. Под нее инженера стараются подогнать техническую начинку авто. Это же относится и к подвеске. Подвеска авто, ее принципиальная схема разрабатываются в соответствии с целевым назначением авто, требованиям к управляемости, весом авто, ну и экономической целесообразностью тех или иных решений. Понятно, что никто не будет будет проектировать ВАЗ 2114 на пневмоподвеске или треугольных рычагах на 2х шаровых опорах и гидроопорах или ожидать от WV Phaeton супер управляемости)
Основной элемент подвески(по мнению Дербаремдикера и моему) это пружина. Пружины расчитываются из соответствия весу авто. Под пружины подбираются соответствующие амортизаторы, усилия демпфирования которых соответствуют типу и весу авто. Под все это дело конструируются силовые элементы подвески: рычаги, сайлентблоки, шаровые и т.д.
В итоге с завода получается полностью просчитанная и испытанная подвеска для именно этого авто и именно его целевого назначения!
Тюнинг подвески Вашего авто стоит начинать с просчета всех элементов и соответствия их друг другу. Иными словами: нельзя поменять амортизаторы и на штатных пружинах(ну или на штатных амортизаторах и жестких пружинах) ждать чуда.
На самом деле эта тема настолько обширна, что невозможно более менее внятно описать хотя бы один ее раздел, уже пальцы устали печатать) Я бы с удовольствием продолжил, если кому то действительно интересно. Но уже более детально и по темам. Накидывайте интересные Вам темы и все обсудим)
Всем спасибо за внимание.
Удачи на дорогах и в тюнинге подвески!

Отбой амортизатора что это

Рассмотрим топовые амортизаторы со всеми регулировками.
Мы имеем три регулировки (бывает и больше, но для понимания этого достаточно):
— Отбой
— Быстрое сжатие / HSC Adjustment Range
— Медленное сжатие/ LSC Adjustment Range

Запомните — все регулировки по часовой — жестче, против часовой — мягче.

Отбой.

Это жестк ость амортизатора при распрямлении после сжатия. Когда подвеска сжимается, пружина накапливает энергию, которую она отдаст обратно сразу после того, как сила, сжавшая ее пропадет.
Вы настроили поджатие, например на 70%. Это равновесная точка, Соответственно после сжатия, когда пропадет сила, давящая на пружину — пружина будет стараться вернуться в эту точку. Чем жестче мы закрутим регулировку отбоя (по часовой) — тем медленнее амортизатор будет распрямляться, соответственно, чем мягче — тем быстрее.

Проще понять работу системы, когда знаешь ее устройство.

В штоке сделано отверстие, через которое масло может проходить в обход поршня, внутри него ходит штифт, который при закручивании отбоя закрывает отверстие сильнее, уменьшая его пропускную способность и тем самым увеличивает силу демпфирования.
Тут нужно помнить, что часто это отверстие не имеет обратного клапана (зависит от модели амортизатора) и когда Вы закручиваете отбой Вы увеличиваете жесткость и на отбой и немного на медленное сжатие.

Как настроить?
Отбой должен быть как можно мягче, но чтобы подвеска не отпрыгивала вверх после сжатия (выше точки посадки). Идеально — это когда после сжатия подвеска очень быстро распрямляется и встает в высоту посадки (ключевое слово ОЧЕНЬ БЫСТРО).
Есть мнение, что для получения спортивной подвески надо закрутить отбой. Это в корне не верно. Жесткий отбой — это категорически неправильно. Подвеска начинает «забиваться».
Что это значит? Подвеска должна выбирать максимум своего хода. Когда Вы едете серию неровностей (представим череду волн). Идеально, если на первой волне подвеска сжалась, проехала ее — полностью распрямилась обратно, до той же высоты и встретила следующую, имея хороший запас хода. Если отбой слишком жесткий, то после первой волны подвеска не успеет распрямиться и приедет к следующей с меньшим ходом, чем было и так далее, в результате четвертую волну Вы едете на сжатой подвеске.
Естественно тут есть личные предпочтения. Я, например, люблю, когда спереди отбой чуть мягче, чем должно быть — это позволяет работать тормоз/газ перед кочками — когда перед кочкой тормозишь коротко, заставляя подвеску сжаться и сразу распрямиться чуть выше, чем было. Сзади наоборот делаю немного жестче, чтобы после длинных нырков зад не подлетал выше головы. Но это сильно субъективно и зависит от стиля езды каждого человека.

Еще одна хитрость, которая поможет выставить на новых амортизаторах отправную точку для регулировки отбоя под себя: если амортизаторы поставляются запружиненные на заводе с предварительными настройками на гидравлике, то если Вы увеличивали поджатие пружин при настройке под себя — можно смело увеличить отбой на пару кликов, если ослабляли — то уменьшить.

Сжатие.

Регулировка быстрого/медленного сжатия всегда где-то в районе соединения корпуса и баллона.

Теория.

Как работает регулировка быстрого/медленного сжатия (называют ее так для простоты, правильно — высокоскоростное и низкоскоростное сжатие)

Условно механизм регулировки можно назвать вторым поршнем.
Основной поршень (по сути — сердце амортизатора) формирует работу амортизатора в наибольшей степени. Его можно настроить, только разобрав амортизатор. Поршень пропускает масло сквозь себя через клапанную систему, представляющую собой шайбы из пружинной стали, разной толщины и диаметра. Порядок расположения шайб разной толщины и задает сопротивление поршня на разных скоростях работы. Через него проходит бОльшая часть потока.
Механизм регулировки пропускает через себя поток масла, который возникает из-за того, что шток заходит в амортизатор и вытесняет объем масла равный объему зашедшего внутрь штока. Этот объем масла должен куда-то деваться. Он направляется из корпуса амортизатора в выносной баллон через систему регулировки сжатия. Будем называть ее DSC (у FOX она называется так Dual Speed Compression)

Представьте себе стадион, на выходе стоят ворота шириной 20 метров, которые держат закрытыми две огромных торсионных пружины (торсионных — по принципу прищепки для белья). Их можно открыть, подавив сопротивление пружины, но нужна толпа.
В центре ворот есть проем с раздвижной дверью шириной 3 метра.
Когда толпа покидает футбольный матч она идет через этот проем в спокойном режиме. А раздвижной дверью можно регулировать ширину этого проема и соответственно пропускную его способность. Нормальные люди не способны открыть огромные ворота, даже если договорятся, потому что пружина очень жесткая. Это медленное сжатие, а проем — это как раз регулировка медленного сжатия (в центре амортизатора под отвертку)
Но вдруг начинается пожар распродажа в соседнем торговом центре и многотысячная толпа людей движется, создает давку и напирает на ворота так, что усилия уже хватает открыть даже огромные ворота. Это быстрое сжатие, а регулировка его как раз меняет упругость пружины на этих воротах, то есть меняет усилие, которое нужно для открытия этих ворот.

По сути система DSC меняет характеристику амортизатора от базовой кривой, которая по большей части задается поршнем. В нем заложено базовое поведение амортизатора, а DSC помогает настроить под себя, потому что все ездят по разному, с разной скоростью, на разной местности.
Настройка сжатия сводится к тому, чтобы заставить амортизатор вырабатывать ВЕСЬ СВОЙ ХОД. ЭТО ВАЖНО!. Если у вас есть 10 см хода амортизатора, а вы зажали его на полную, думая, что слишком быстро ездите, то он будет вырабатывать свои 5 см, а все остальное передавать на кузов, подбрасывая его над дорогой. Если вы считаете, что ваш амортизатор настроен правильно, потому что его ни разу не пробило его — это ошибочно.
Если брать любую трассу (спортивную, покатушечную — не важно) и проанализировать ее профиль, то вы увидите, что бОльшая часть трасс состоит из однотипных неровностей, и лишь незначительная часть имеет огромные ямы, кочки и т.д., на которых подвеску может сложить. Так вот, если амортизатор настроен так, чтобы не пробивало, то он настроен на езду по этому небольшому количеству серьезных неровностей, а всю остальную дорогу он слишком жесткий и вы теряете скорость. Если вы настроите его под бОльшую часть трассы, но будете внимательнее относиться к тем местам, где вас пробьет, то увидите увеличение средней скорости.
Даже в инструкции Fox написано: Если подвеску никогда не пробивает, то амортизаторы настроены неправильно.

Медленное сжатие

В центре DSC под шлицевую ответку (у FOX).
Не связано со скоростью езды (только опосредованно).

Здесь все достаточно просто. Эта регулировка влияет на крены, кивок мордой на торможении, присед на зад на разгоне, длинная волна, прыжки на небольшую высоту. Это режим работы, когда амортизатор не получает огромного ускорения, а работает на более менее низких скоростях. Если не устраивает крен при резкой рулежке — добавляйте медленного, не устраивает, что в длинной волне вниз в нижней точке садится в отбойники зад — добавляйте.

Есть нюансы. Если перед слишком зажат по медленному сжатию, то при проезде неострых трамплинов передняя часть не будет сжиматься и после резкого подъема на входе попытает воткнуть зад в этот трамплин. Ровного полета не будет. Если зад слишком зажат, то на пологих подбросах он будет подлетать выше головы.
Обратите внимание, амортизатор не работает как пружина. Если вы перестраиваетесь на дороге с коротким движением рулем, то почувствуете, что при увеличении медленного сжатия крен пропадает, но если вы едете по кругу, то крен будет одинаковым при любой регулировке. Крениться техника будет медленнее при жесткой настройке, но все равно достигнет той точки, куда ее приведет центробежная сила.

Быстрое сжатие

Гайка под ключ на 17 вокруг медленного сжатия (у FOX)

Тут сложнее всего почувствовать. Необходимо добиться того, чтобы на резких кочках амортизатор вырабатывал максимум своего хода и пробивал только при ошибке пилотирования.
Если сильно зажать, то не будет ни комфорта, ни управляемости. Если слишком мягко — будет пробивать.
Здесь самое правильное (если не чувствуете по технике) — наблюдать за штоком. Проехали какое-то время, шток запылился. Наскочили на резкую кочку, остановились, посмотрели, на сколько шток очистило. Чистая часть покажет, на сколько он зашел и сколько еще осталось хода.
Другой вариант, можно настроить от противного. Катаемся — не пробивает. Ослабляем — не пробивает, и так далее, пока не начнет пробивать. После этого затягиваем чуть-чуть.
Не боимся того, что амортизатор пробивает. Если его пробьет несколько раз за всю поездку, с ним ничего не случится. Если его пробивает постоянно — это не нормально, отбойники скоро разлетятся.

Ну и пара советов — не меняйте за раз больше одной регулировки, если нет опыта. Если не чувствуете обратную связь хорошо — регулируйте сразу по 4-6 кликов. Это позволит ощутить, что именно поменялось и приобрести опыт.
На самом деле нет четкой границы между быстрым и медленным сжатием, есть переходные режимы. Нужно настраивать и экспериментировать. И внимательно прислушиваться к подвеске, можно снять видео с большим числом кадров со стороны, потом посидеть и подумать, что не так.

Всегда надо помнить: основная задача — реализовать весь доступный ход амортизатора.

P.S. Посмотрите видео ниже. Очень хорошо настроенная подвеска, работает во весь ход. Машина «валит» , и при этом жесткими амортизаторы не назвать.

Автор Сергей Евстратов

Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория

Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.

У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.

У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.

1. Амортизатор

В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.

В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.

Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.

Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.

Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.

Размеры и варианты исполнения

В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.

Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.

Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:

• на шток нет изгибающих нагрузок;
• на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.

То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.

Алгоритмы работы амортизаторов

Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.

Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.

В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.

В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.

В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.

На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.
Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.

Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.

Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.

Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.

Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».

Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».

Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.

Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.

На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.

Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.

Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.

В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.

Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.

Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.

А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.

Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.

Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.

В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.

Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.

При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.

В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.

Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.

Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.

В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.

Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!

Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).

Быстрый отбой

На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.

Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.

Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).

Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.

Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.

Гидробуфер

Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.

Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.

2. Пружина

Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.

Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.

Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.

Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.

В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.

Helper или подпружинник

Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.

3. Стабилизатор поперечной устойчивости

Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.

При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.

Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.

Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.

Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.

Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.

Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.

4. Верхняя опора стойки амортизатора

На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.

В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.

Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.

5. Параметры схождения и углы развала колес

Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.

Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.

В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.

Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.

Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.

Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.

Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».

Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.

Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.

Автор: Михаил Скрипников
Графика: Никита Абрамов

Амортизаторы «CROSS»

Теория и практика использования стоек и амортизаторов «CROSS» от «АВТОПРОДУКТ».

Двухтрубные стойки передние и амортизаторы «АВТОПРОДУКТ»

Теория

Общее описание.

Амортизатор работает в двух направлениях – сжатие или отбой. При низкой скорости перемещения амортизатора, амортизатор работает в дроссельном режиме, при высокой – в клапанном режиме. Скорость работы амортизатора зависит от сочетания скорости автомобиля и характеристик дорожного полотна. Характеристики отбоя – расчетная величина, зависящая от массы автомобиля и жесткости пружин. Режимы работы амортизатора в отбое – дроссельный или клапанный. Оптимальное пятно контакта с дорогой и гашение колебаний. Характеристики сжатия подбираются из условий эксплуатации автомобиля. Дроссельный режим (низкая скорость) – обеспечивает оптимальное пятно контакта, создавая режим работы, исключающий скачки колеса, которые могут возникать из-за собственной упругости шины. Максимально снизить вероятность возникновения ситуации, когда в работе подвески участвует только шина. Клапанный режим (высокая скорость) – подбор усилия сжатия обеспечивает управляемость, информативность.

Передние стойки.

Отбой – дроссельный режим (низкоскоростной) занижен по усилиям, для обеспечения постоянного пятна контакта колеса с дорогой, исключает отрыв колеса при воздействии на колесо микропрофиля дороги. Это обеспечивает постоянную передачу тяговых (исключение пробуксовок, улучшение динамики автомобиля, снижение расхода топлива), тормозных сил (сокращение тормозного пути), сил, возникающих при повороте колеса (четкая реакция на поворот рулевого колеса). Колесо, не отрываясь, как по копиру повторяет профиль дороги.

Отбой – клапанный режим (высокоскоростной) завышенные усилия, относительно серийного амортизатора для быстрого гашения колебаний, вызванных проездом макронеровностей на высокой скорости и стабилизации усилия, прижимающего колесо к дороге.

Сжатие – дроссельный режим (низкоскоростной) заниженные усилия обеспечивают качение колеса по неровностям, поглощая энергию колебаний от взаимодействия колеса с неровностями дороги на низкой скорости, исключая эффект отскакивания колеса в виду собственной упругости.

Сжатие – клапанный режим (высокоскоростной) увеличены усилия для повторения профиля дороги, обеспечения гашения колебаний, возмущаемых на высоких скоростях.

Задние амортизаторы.

Отбой – дроссельный режим (низкоскоростной) усилия аналогичны усилиям в серийном исполнении, но слегка занижены, что исключает отрывание колеса, обеспечивает максимальное пятно контакта с дорогой, точка перехода в клапанный режим смещена по усилиям вверх.

Отбой – клапанный режим (высокоскоростной) усилия выше и нарастание данных усилий выше – это для гашения колебаний на высокой скорости.

Сжатие – дроссельный режим (низкоскоростной) завышен для обеспечения контакта колеса с дорогой в повороте, когда внешнее заднее колесо является опорным, значения отличаются не сильно, но нарастание более интенсивное. Становится понятно, когда вы представите автомобиль в повороте, вес которого переносится на внешнее колесо. Уменьшает крен кузова.

Сжатие – клапанный режим (высокоскоростной) завышен для обеспечения контакта колеса с дорогой в повороте, когда внешнее заднее колесо является опорным, при этом нарастание усилия снижается для исключения жесткого контакта с неровностями дороги. Становится понятно, когда вы представите автомобиль в повороте, вес которого переносится на внешнее колесо.

Простой пример совместной работы всех четырех амортизаторов – поворот автомобиля. Оптимальное сочетание характеристик передних стоек, задних амортизаторов и режимов их работы (отбой низкоскоростной, отбой высокоскоростной, сжатие низкоскоростное, сжатие высокоскоростное) приводит к уменьшению крена.

Снижение крена – исключение потери тяговых сил при движении в повороте на внутреннем колесе.

Все переднеприводные автомобили имеют недостаточную поворачиваемость. Цель – изменить характеристики в сторону нейтральной поворачиваемости.

Баланс между управляемостью и плавностью хода.

Основным преимуществом амортизаторов «АВТОПРОДУКТ» является баланс как между режимами отдельно взятого амортизатора, так и баланс в совместной работе обоих передних амортизаторов и обоих задних.

Практика

В сравнении с серийными амортизаторами амплитуда колебаний меньше, затухание колебаний более интенсивное, пятно контакта колеса с дорогой максимальное, без ощущений потери комфорта, чем страдают некоторые тюнинговые амортизаторы. Пробои подвески исключены.

Завышение 15 мм позволяет увеличить клиренс для увеличения проходимости. Размер 15 мм обусловлен оптимальным сочетанием проходимости и управляемости.

Пройдемся по режимам, ощущения от которых знакомы каждому водителю, да и пассажиру тоже:

• Движение по прямой – прямая дорога.
  Возникают незначительные колебания от профиля дороги, амортизаторы работают на низкой скорости, вы имеете абсолютно комфортное движение без раскачивания автомобиля – колеса повторяют профиль дороги, обеспечивая максимальный контакт с дорогой.
  
  
• Движение по прямой – с ускорением, разгон.
  При таком движении возникает эффект приседания за счет инерции массы автомобиля при этом задние амортизаторы работают на сжатие, передние на отбой. Нарастание усилия на сжатие задних амортизаторов прогрессивное, фактически автомобиль упирается в задние амортизаторы, уменьшая приседание, а передние, пока движение штока происходит на высокой скорости, интенсивно гасят отскок, который создает пружина на отбое, дальше колесо быстрее, но мягче восстанавливает равновесное состояние контакта с дорогой.
  
• Движение по прямой – с замедлением, торможение.
  При таком движении возникает эффект клевка за счет инерции массы автомобиля (неподрессоренные массы уже снизили скорость, подрессоренные – кузов еще продолжают двигаться с прежней скоростью) при этом передние амортизаторы работают на сжатие, задние на отбой. Нарастание усилия на сжатие передних амортизаторов выше серийных, фактически автомобиль упирается в передние амортизаторы, уменьшая клевок, а задние, пока движение штока происходит на высокой скорости, интенсивно гасят отскок, который создает пружина на отбое, дальше колесо быстрее, но мягче восстанавливает равновесное состояние контакта с дорогой. Разгон и торможение – подобные процессы, но ускорения, возникающие при торможении выше.
  
• Криволинейное движение – поворот.
  В повороте внешняя сторона загружается, а внутренняя сторона разгружается (влияние центробежной силы). Амортизаторы внешней стороны сжимаются – сжатие, а внутренней разжимаются – отбой. При этом опорными являются амортизаторы внешней стороны. Нарастание усилия на них происходит интенсивнее, чем на серийном – крен автомобиля меньше. Внутренние, работая на отбой – интенсивно гасят скорость и мягко восстанавливают равновесное состояние контакта. Дальше при выходе из поворота влияние центробежной силы снижается, амортизаторы с обеих сторон интенсивно загасив колебания на большой скорости, мягко восстанавливают равновесное состояние. Пятна контакта колеса с дорогой во всех четырех точках имеют максимальное значение в виду того, что исключен как отрыв колес, так и резкий возврат колеса на отбое.
  
• Движение «переставка» представляет собой двойной поворот в разных направлениях – амортизаторы работают по алгоритму, описанному при криволинейном движении.
  

Неровности дороги

Выпуклости – при встрече колеса с препятствием, начальная фаза движения (разгон амортизатора) мягче, за счет чего исключается жесткий «удар», за этим следует быстрое нарастание усилия – гашение колебаний, при скатывании с выступа – интенсивное гашение скорости и дальше мягкий возврат в первоначальное положение.

Впадины – здесь, как и других режимах, важно с одной стороны обеспечить максимальный контакт колеса с дорогой, с другой исключить ударные нагрузки. На это и направлено сочетание режимов отбоя и сжатия, когда при возникновении впадины перед колесом, колесо начинает движение и стремится повторять профиль дороги, пока впадины небольшие и скорость перемещения штока невелика. При значительных перемещениях, если впадина больше, усилие отбоя выше, что не позволяет колесу сваливаться во впадину, а проскочить ее.

Мы не говорим о выступах и ямах, размеры которых сравнимы с размером колеса – это нештатные ситуации, которые лучше избежать, чем искать способы их нивелирования.

Конструктивные особенности

Стойка передняя.

Завышение (лифт) автомобиля на 15 мм.

Шток – точность обработки поверхности штока, покрытого твердым хромом по 12 классу точности, технология изготовления штока обеспечивает повышенную стойкость поверхности в соляном тумане.

Рычаг поворотный – оригинальное положение по высоте и по положению относительно клеммы с целью улучшения кинематики рулевого управления.

Гайка с отверстиями для выхода воздуха. Выход воздуха снижает нагрузку на буфер, выполненный из пористого материала, исключает раскрашивание буфера, как следствие — изнашивание поверхности штока.

Амортизаторная жидкость «ADDINOL» от немецкого производителя мирового уровня. Стабильность характеристик – устойчивость к изменениям температуры, устойчивость к «старению» (потере свойств с течением времени), наличие присадок, снижающих эмульсацию (кипение).

Амортизатор задний.

Завышение (лифт) автомобиля на 15 мм.

Шток – точность изготовления штока по 12 классу точности. технология изготовления штока обеспечивает повышенную стойкость поверхности в соляном тумане. Диаметр штока 14 мм (в серийном 12 мм).

Цилиндр диаметром 30 мм (в серийном цилиндр 27 мм).

Амортизаторная жидкость «ADDINOL» от немецкого производителя мирового уровня. Стабильность характеристик – устойчивость к изменениям температуры, устойчивость к «старению» (потере свойств с течением времени), наличие присадок, снижающих эмульсацию (кипение).