НЕ ВСЕ АМОРТИЗАТОРЫ СДЕЛАНЫ ОДИНАКОВО

СТРОЕНИЕ ТРУБКИ

Однотрубные амортизаторы

Изначально у всех амортизаторов есть главная труба, окружающая поршень и вал, что сходно со строением цилиндра двигателя. У однотрубных амортизаторов эта трубка находится у внутреннего поршня, что не позволяет создать полость между ней и внешней трубкой, которая является основной частью амортизатора.

Помимо поршня на конце вала амортизатора, есть второй поршень, который находится в нижней части амортизатора. Этот поршень разделяет гидравлическое масло и газ, создавая таким образом отдельную секцию для газа, что не позволяет газу и маслу смешиваться, т.е. препятствует аэрированию.

Наличие одной трубки дает однотрубным амортизатором некоторое преимущество, когда необходимо снизить температуру окружающего его воздуха. В жесткий условиях бездорожья единственным недостатком однотрубных амортизаторов является риск повреждения от поверхности трассы. Любое повреждение амортизатора при ударе сразу приводит к нарушению поверхности внутренней трубки и наносит ущерб поршню, потенциально блокируя его полный ход.

Однотрубные амортизаторы считаются высокоэффективными и обычно работают с газом под высоким давлением, чтобы избежать сбоя при работе амортизатора на ухабах. Из представленных на испытании амортизаторов однотрубная модель у марки Bilstein.

 

Двухтрубные амортизаторы 

 

 

Большинство амортизаторов на рынке являются двухтрубными. У таких моделей есть внешний отсек для масла, который опоясывает основную трубку. Поршень работает аналогично однотрубной модели, только здесь появляется еще и дополнительный клапан в основании амортизатора, который позволяет жидкости проходить во внешнюю масляную трубку.

Гидравлическое масло и газ находятся в одном внешнем отсеке, что при запуске амортизатора может вызвать аэрирование или пенообразование. Чтобы справиться с этим некоторые производители устанавливают перегородку для ограничения смешивания масла и газа.

Пена чаще всего используется в верхней части полости внешней трубки. Пенистая клетка должна поглощать случайные пузырьки газа и не давать им попасть в масло.

Амортизаторы Tough Dog, представленные в нашем испытании, - как раз двухтрубные с пенистой клеткой. Небольшие газопоглощающие емкости, называемые газовыми элементами, также используются производителями и предназначены для поглощения красных частиц газа во внешней трубке, чтобы отделить их от масла. Такие газовые элементы есть у двухтрубных амортизаторов Raw Nitro Max

КЛАПАНЫ

 

Этот вид клапанов сделан из небольших дискообразных прокладок, которые находятся по обе стороны поршня. Пока поршень совершает ход, масло подается через небольшие жиклеры в поршне, проходя по задней стенке шайб. По мере возрастания силы движения поршня, шайбы начинают растягиваться, позволяя проход масла на скорости.

 

Производитель может менять толщину и количество шайб для получения необходимого давления разгрузки по мере прохождения поршня в масле. Ниже изображена регулировочная шайба в однотрубном амортизаторе, но они используются и в двухтрубных моделях. Такие шайбы применяются в  моделях Old Man Emu, TJM, Koni, Ultimate Suspension, Bilstein и Terrain Tamer.

 

Игольчатый клапан встречается не так часто, в нашем случае он есть в Rancho RS9000XL. Помимо пружинного и плоского клапанов поршня, в основании у амортизатора Rancho есть маленький игольчатый клапан с пружиной для контроля поступления масла. Борозды вдоль этой небольшой иглы позволяют маслу проходить вдоль гнезда клапана с определенной скоростью потока.

 

 

 

 

Игольчатый клапан играет большую роль в регулировке работы амортизатора, поскольку он контролирует поток гидравлического масла, циркулирующего в амортизаторе в момент хода поршня. Регулирующий выступ, установленный в основании амортизатора, проходит через этот игольчатый клапан с пружиной и изменяет глубину захода иголки, а также определяет, сколько борозд остаётся открытыми. Игольчатое строение клапана показывает разницу между мягкой и жесткой установкой и самим клапаном.

Пружинный и плоский клапан состоит из маленькой, специально изготовленной цилиндрической пружины, которая устанавливается на головке поршня. Пружина поддерживает одинаковый уровень давления на диск, покрывающий небольшие жиклеры в головке поршня. Эта пружина позволяет диску подниматься с головки поршня, открывая жиклеры и пропуская масло.

Когда диск поднимается с поршня, гидравлическое масло поступает с одной стороны поршня в другую. Сжатие пружины, установленное инженерами, определяет насколько мягкой или жесткой будет работа амортизатора. Есть и другие факторы, например, размер жиклеров или марка используемого масла, от которой зависит, сколько усилия требуется для сжатия и расширения амортизатора. В нашем испытании такие клапаны были у моделей Tough Dog и  Raw 4x4.

 

 

КОНТРОЛЬ СКАЧКОВ НА ДОРОГЕ

 

Амортизаторы нужны для  контроля движения подвески при езде на разных скоростях и поверхностях. Они преобразуют кинетическую энергию, или движение, подвески автомобиля, когда она реагирует на дорожные ухабы, в термическую энергию, или тепло. Чем больше работает амортизатор над контролем подвески, тем больше он производит тепла. Для надежного контроля подвески существуют несколько факторов, которые учитываются в процессе разработки, еще до того, как амортизатор станет пригоден для использования в конкретном автомобиле. 

Столкновение и отскок – это те два вида движения, с которыми работает амортизатор. Столкновение (или сжатие) – это любое движение, когда колесо поднимается к кожуху, закрывая амортизатор. Отскок – это название движения колеса, направленного от кожуха, что открывает амортизатор. Также отскок вызывает реакцию пружины, которая после столкновения пытается вернуться на нормальную высоту.

 

То, как хорошо амортизатор контролирует эти два движения, - только половина его работы. Амортизаторы реагируют на высокие и низкие скорости в обоих направлениях, что совсем не зависит от скорости движения автомобиля. Высокая скорость движения амортизатора возникает при любом резком движении на дороге, на которое ему приходится реагировать, например, если попадаются корни деревьев или выбоины. Амортизатор должен контролировать быстрое движение пружины, не позволяя при этом машине перевернуться на дороге. Низкая скорость движения амортизатора возникает при его медленном движении, например, на выпуклостях и прогибах. Если амортизатор недостаточно жесток в контроле низкой скорости, автомобиль может крениться после большого ухаба.

Разные виды пружин, будь то цилиндр, пластина, торсионный вал или даже воздушная подушка, реагируют на столкновение по-разному. Например, цилиндр после сжимания будет продолжать колебания, а пластинчатая пружина белее устойчива при возвращении в исходное положение. Таким образом, разные типы подвески нуждаются в особом виде клапана для лучшего контроля во время езды.

Один и тот же амортизатор нельзя ставить на разные машины только потому, что длина подходит. Давление, необходимое для работы амортизатора на каждое из отписанных четырех типов движения, зависит от строения клапана, который производитель подбирает к конкретному автомобилю.

 

Зачем обновлять?

Каждая часть автомобилей массового производства оценивается отдельно. Замена даже самых недорогих частей может принести большую экономию для производителя, когда речь идет о таком масштабном производстве. Поэтому есть большая вероятность, что качество фабричных амортизаторов может не выдержать поставленных задач.

Также не стоит забывать, что стандартные амортизаторы в вашем полном приводе предназначены для автомобиля без дополнительных запчастей. А добавьте обычный внедорожный привод, который мы так любим, и амортизатор уже не сможет стабилизировать машину. Часто качественные амортизаторы вторичного рынка производятся как раз для полного привода. Они сконструированы так, что могут выдержать разный грунт и разную нагрузку по весу.

 

КАК  МЫ  ИХ  ПРОВЕРЯЛИ

 Полевые испытания

Многие владельцы полного привода имеют свое представление о том, что такое комфорт. Нельзя отрицать, что мнение водителя о качестве работы амортизатора как на трассе, так и на бездорожье, - самое ценное. Ключ к успеху хорошего амортизатора – баланс контроля и комфорта, что в конечном итоге гарантирует безопасность вождения.

Помня об этом, мы решили подвергнуть каждый амортизатор ряду испытаний, которые сразу выявят все сильные и слабые стороны каждого из них. В течение недели проведения испытаний единственным неподконтрольным нам фактором была температура окружающей среды. Наверное, боги погоды были на нашей стороне, потому что средняя температура днем колебалась от 22 до 26^оС с начала и до конца.

Для максимальной объективности испытаний Брюс не видел, как Уэйн Мерфи из Mad Fab устанавливал амортизаторы. Таким образом, каждое полевое испытание проводилось своего рода вслепую, исключая какие-либо преждевременные ожидания от конкретной марки. Мы выбрали трассу для испытаний, усадили Брюса за руль, я сел рядом с ружьем, и вот так нам удалось провести самую полную проверку  из  существующих.

Результаты, показанные амортизаторами, мы привели в этой статье немного ниже. А сейчас давайте посмотрим на трассу испытания и те условия, с которыми столкнулся каждый амортизатор, установленный  на  наш  Cruiser.

На дороге 

Найти как можно больше видов покрытия в пределах досягаемости было самым сложным для проведения этого теста. Для того чтобы максимально увеличить разнообразие покрытия на целую неделю мы обосновались на гоночной трассе без покрытия. В результате мы создали 15-километровую трассу с покрытием, наиболее характерным для бездорожной местности. В нашей трассе было все – от выбоин и возвышений для быстрой езды до скалистых холмов, требующих медленного заезда, что действительно позволяет проверить подвеску.

К этой бездорожной трассе мы добавили участок 25-километровой асфальтированной дороги, где было много крутых поворотов и высокоскоростных участков, чтобы проверить, как амортизаторы поведут себя на дорожном покрытии. И наконец, мы потратили много времени на перемещение между этими участками по асфальтобетону.

Целью проведения испытаний на бездорожье было создание одинаковых условий для каждого тестируемого амортизатора. Только так мы могли сравнить, как каждый из них справляется с конкретными участками трассы и препятствиями на пути. Т.к. наш автомобиль был единственным на этой трассе, мы могли ехать по своим же следам, не имея препятствий в виде других машин. 

Машина делала два круга по трассе для испытания на бездорожье для оценки работы каждого амортизатора, а затем четыре самых лучших проходили отдельное соревнование. Первый круг заезда проходил на обычной скорости. Время пробега – 10 минут с постоянной скоростью. Целью этого этапа было проехать так, как ездит водитель сразу после покупки полноприводного автомобиля.

На втором круге мы попросили Брюса прибавить газу. Целью этого этапа было проверить предельные возможности амортизаторов в более жестких условиях вождения. Время этого пробега – восемь минут. 

Оба круга проводились друг за другом, причем после каждого заезда мы измеряли температуру всех амортизаторов. По результатам проверки на бездорожье и на асфальте мы смогли сделать выводы о работе каждого амортизатора и его влиянии на поведение автомобиля во время езды, что было выражено в отчете по каждой марке.

 

ИСПЫТАНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЙ СРЕДЕ

 Проверка амортизаторов на динамометре

Полевые испытания выявили существенные различия в работе каждого амортизатора, которые можно было увидеть внутри автомобиля. Для полноты данного анализа мы решили проверить, каково было влияние тепла, полученного в ходе полевых испытаний, на амортизаторы.

Для этого мы посмотрели показания высокоточного динамометра амортизаторов, который может записать и точно воспроизвести поверхность, которую мы использовали для полевых испытаний. Присоединив к одному из амортизаторов датчик перемещения во время испытаний на трассе, мы смогли записать два круга заездов. Первый более медленный круг и второй с большей скоростью записывались друг за другом. Затем собранные данные мы смогли воспроизвести на динамометре, когда вернулись в мастерскую.

Задние амортизаторы каждой марки проверялись на динамометре друг за другом и проходили испытание эффективности работы при низкой температуре для определения основных параметров амортизаторов. Затем на динамометре воспроизводился первый круг бездорожья, после которого шел более быстрый второй круг.

После окончания пыток этими двумя пробегами, мы повторяли стандартный тест на эксплуатацию, чтобы проверить изменилось ли качество работы амортизаторов после нагревания. Одно дело находится внутри автомобиля во время проведения полевых испытаний, и совсем другое – смотреть чему подвергаются амортизаторы при проверке на динамометре, что способно испугать любого уважающего себя водителя.

 

На что обращать внимание

Смотря на графики показателей каждого амортизатора, вам стоит обратить внимание на несколько вещей. Во время эксплуатационного теста динамометр прогоняет амортизатор через серию девяти разных скоростей – от 0,05 м/с (метров в секунду) до 1 м/с. Колонка вдоль нижней части каждого графика выделяет все скоростные режимы, 0,05 м/с, 0,1 м/с, 0,2 м/с и так далее. Измеренная сила отмечена точками на графике над каждой колонкой. Верхняя половина графика отражает силу отскока, а нижняя половина силу сжатия. Голубой цвет относится к проверке при холодной температуре, красный – к проверке нагреванием.

В целом, вы увидите низкие показатели в пределах от 0,05 м/с до 0,2 м/с, что означает приемлемую работу амортизатора на низких скоростях. Начиная с 0,25 м/с, показатели увеличиваются, что позволяет контролировать автомобиль на стандартных скоростях. Сила сжатия всегда меньше силы отскока, поскольку последняя должна контролировать стремление пружины вернуться на изначальную позицию после встречи с дорожным ухабом.

 

Мы также измерили температуру амортизатора после прохождения испытаний при холодной температуре и оценки влияния нагревания. Хотя разница отражена в процентном соотношении изменений от старта до финиша, такие показатели как объем масла, однотрубное и двухтрубное строение и плотность клапана оказали существенное влияние на воздействие температуры на амортизатор.

 

Что такое пробой амортизатора? 

Пробой амортизатора - это термин, обозначающий состояние амортизатора после долгого пробега по очень грубому покрытию. Не все амортизаторы имеют одинаковое строение, и некоторые склонны к пробоям больше, чем другие.

Пробой возникает, когда газ начинает перегреваться, и крохотные пузырьки смешиваются с гидравлическим маслом внутри амортизатора. Как только эти пузырьки попадают в поршневую камеру, они начинают просачиваться через клапан гораздо легче, чем гидравлическое масло. Это снижает способность амортизатора контролировать быстроту движения подвески. В результате водитель чувствует мягкое покачивание автомобиля с его значительным креном на ухабах.

Если вы заметили нечто подобное у своего автомобиля, лучше притормозить и дать амортизатору время остыть. По возвращении домой его нужно проверить и, возможно, заменить.

 

КАК ОНИ СЕБЯ ПОКАЗАЛИ

Прежде чем перейти к финальному зачету амортизаторов, давайте быстро посмотрим, что происходило внутри каждого из них.

Читать дальше