Совершенные амортизаторы – это то, к чему стремятся производители - Отзывы об автомобильных амортизаторах
Выбор автомобильных амортизаторов. Отзывы. Рекомендации.



Последние статьи

Рейтинг амортизаторов для KIA RIO и KIA CEED
Какие амортизаторы выбирают отечественные автолюбители (исследование)
Как устроена, как работает, и как выглядит изнутри автомобильная подвеска

Совершенные амортизаторы – это то, к чему стремятся производители

Процесс проектирования каждой детали автомобиля основывается на применении высоких технологий и стремлении достижения совершенства, и амортизаторы здесь не являются исключением. На первый взгляд, изобретенную более сотни лет назад трубу со штоком, наполненную маслом, вряд ли еще как-то можно усовершенствовать. Но разработчики и в этой сфере сумели найти себе занятие на целые десятилетия.

Примером всему вышесказанному является тот факт, что еще в 80-годах прошлого века специалистам из исследовательского отдела фирмы Bose – производителю акустических систем премиум-класса, устанавливаемых на дорогие автомобили, пришла в голову идея изменить принцип работы амортизатора. Вместо жидкости они решили заставить работать электричество. Учитывая то, что амортизатор, по сути, представляет собой систему, призванную успокаивать колебания, а акустическая головка (динамик) – это система, которая воспроизводит колебания, то, сменив “направление” работы, удастся получить демпфирующую систему, то есть амортизатор.

Основываясь на принципах линейного двигателя, Bose в 2004 г. представила общественности электрический амортизатор (разработки велись более 20 лет). Шток снабжен мощным магнитом, и воспринимая колебания от подвески автомобиля, перемещается не в цилиндре с жидкостью, а в поле создаваемом электрической катушкой – статоре. Каждому такому амортизатору нужен контроллер с мощным электрическим усилителем, т.к. при работе нужно ускорять и замедлять перемещение штока. В свою очередь, каждый контроллер будет подчиняться командам центрального компьютера, воспринимающего сигналы датчиков о положении кузова над дорогой.

После установки экспериментальных амортизаторов на реальный автомобиль Lexus LS 400 специалистам удалось получить практически идеальное транспортное средство с точки зрения плавности движения. Не было ни малейшего намека на раскачку, крены, а также продольную раскачку в процессе набора скорости и торможения. Электроамортизатор проглатывает все неровности дорожного полотна. Можно сказать, что достижение действительно гениально. Да, но не в наше время.

Тогда в 2004 г. разработчики Bose пообещали журналистам, что в течение нескольких лет новинка пойдет на конвейер. Планировалось, что амортизаторы Bose будут устанавливаться на автомобили премиум-класса ценой свыше 100 тыс. долларов. Но что-то не сладилось и на сегодняшний день об этой технологии никто не упоминает. Все дело в том, что данные амортизаторы при всей своей инновационности имеют ряд проблем, первая из которых – это вес. Амортизаторы Bose в два раза тяжелее классических амортизаторов. Учитывая то, что сейчас все автомобильные технологии направлены на снижение веса ради снижения расхода топлива и борются за каждый килограмм, то лишних 100 кг (вес амортизаторов Bose около 200 кг) веса даже для уникальных амортизаторов – дорогого стоит. Второй не менее важной проблемой является электричество, а точнее, вопрос его источника. Сейчас разработчики предлагают использовать заряды аккумуляторов гибридных автомобилей или генерировать энергию самими амортизаторами, когда разгружается колесо, и ход штока – свободный. Наверное, данная проблема решаема. Но есть еще две проблемы. Так, при работе амортизаторы нагреваются. С теплом до сих пор борются производители классических амортизаторов, увеличивая или вынося наружу масляные камеры. А тут безжидкостная система.

Специалисты Bose установили на амортизаторы радиаторы, но те с охлаждением полностью не справляются. Последняя проблема, связанная с безопасностью: автопроизводители предполагают, что из-за отсутствия кренов в поворотах, водители не смогут почувствовать грань сцепления колес с дорогой, что приведет к сносу автомобиля.

Как видно, высокие технологии должны идти в ногу со временем, а не пытаться его опередить, как это произошло с амортизаторами Bose, которые не сумели “прижиться” в автомобилестроительной области.

Судя по той гонке технологий, которую сегодня устроили производители амортизаторов, разрабатывая новые системы, управляющие работой амортизаторов, лучшие времена, все же, наступили. Сейчас борьба идет в нескольких направлениях – усовершенствовании уже имеющейся конструкции классических амортизаторов и проектировании и производстве новых “умных” систем, завязанных на электронику автомобиля. В новых системах упор делается не только на стандартные усовершенствования, характерные для классических амортизаторов, но и на синхронизацию работы амортизаторов с другими системами автомобиля – электронными блоками управления.

Уменьшение массы

Конструктивное разнообразие амортизаторов представлено двумя основными группами – одно- и двухтрубными газо-гидравлическими или сугубо гидравлическими системами. Описание их устройства здесь будет лишним, поэтому лучше сразу перейти к некоторым компонентам амортизатора, над которыми особенно трудятся инженеры ведущих фирм-производителей.

Например, корпуса амортизаторов Monroe делают из более прочной стали, что позволило уменьшить толщину стенок на 0,5 мм. С целью снижения веса ведутся эксперименты с алюминиевыми сплавами. Также надежнее стали уплотнения штоков – в них вместо обычного нитрил-бутадиена теперь применяется нитрил-бутадиен гидрогенизированный с менее зависимыми от температуры свойствами.

Концерн ZF под торговой маркой Sachs предлагает помимо стали и алюминия, как основных материалов для изготовления корпуса амортизатора, еще и углепластик. Два года назад ZF заявил о том, что имеет технологию и готов изготавливать такие амортизаторы для серийного производства. Производители автомобилей пока думают, но это дело времени. Такие амортизаторы существенно облегчат подвеску без потери качества. Прогнозируемая область применения – автомобили малого класса и электромобили – те, кому вес наиболее критичен. Кроме того, для уменьшения веса Sachs делает шток амортизатора полым, что в совокупности с алюминиевым корпусом позволяет уменьшить вес одного амортизатора на 1,25 кг по сравнению со стальными амортизаторами и стандартным штоком.

“Умная” система клапанов

Основной элемент амортизатора, над которым колдуют разработчики - клапан. Конструкция и комбинация частей клапана позволяют реализовать множество вариантов, чтобы в каждом конкретном случае обеспечить оптимальные характеристики работы амортизатора (дегрессивные, прогрессивные и линейные). Рост усилия амортизатора пропорционален увеличению скорости движения поршня и наоборот. Клапаны и клапанные пластины изготавливаются из нержавеющей стали и сохраняют они свои характеристики в течении более чем 10 миллионов циклов.

Наличие амортизатора с линейной характеристикой не позволяет добиться желаемого комфорта при минимальной скорости движения автомобиля: он остается слишком мягким, но его усилие амортизации возрастает прямо пропорционально скорости движения. Это приводит к ухудшению потребительских характеристик автомобиля - его надо делать изначально более "жестким" и менее комфортным за счет того, что характеристика прямой амортизации устанавливается круче, чем того хотелось бы инженерам.

Рассматривая амортизатор, обладающий регрессивной характеристикой, можно сделать вывод, что с ним дела обстоят несколько лучше. Однако для решения задачи этого крайне недостаточно. Дело в том, что его усилие амортизации не зависит прямо пропорционально от скорости движения, но при минимальной скорости он будет слишком жестким, то есть его минимальное усилие амортизации будет избыточным для данной скорости движения. Таким образом, компромисс состоит в поиске конструкции, которая сможет моментально стать жесткой при уходе колеса вверх или вниз и будет увеличивать усилие амортизации прямо пропорционально увеличению скорости.

В амортизаторах Koni с клапанами системы FSD заложена возможность автоматической гидравлико-механической регулировки. За контроль над вибрациями отвечают клапаны с набором пружинных шайб. Инновационная система клапанов не вступает в работу до тех пор, пока под колесами ровное покрытие, пока подвеска совершает не более одного колебания в секунду (1 Гц). Это режимы кренов в виражах, клевки при торможениях и разгонах. Но когда дорожное покрытие ухудшается и колесо колеблется с большей частотой (4 Гц, 7 Гц, 10 Гц), тогда клапан FSD автоматически снижает жесткость амортизатора, приоткрываясь при каждом ходе отбоя. Вследствие этого амортизаторы Koni FSD остаются жесткими на хорошей дороге и мягкими - на плохой.

При движении автомобиля по ровной дороге давление жидкости в амортизаторе устоявшееся и при каких-то незначительных неровностях работает только верхний клапан, который обеспечивает высокую управляемость и устойчивость автомобиля. Как только неровности или их частота увеличиваются, например, при наезде на брущатку, давление внутри амортизатора повышается. Это провоцирует открывание нижнего клапана, вследствие чего подвеска автомобиля становится более "мягкой". Таким образом, достигается практически мгновенная реакция амортизатора на различные условия движения. По сути, серия FSD - это спортивные амортизаторы, но с высокой степенью комфорта. Сегодня ничего подобного нет ни у одного производителя. Это, можно сказать, небольшая революция в амортизаторах.

Автомобили с покрышками Run Flat, рассчитанными на относительно надежную езду при проколе, еще до недавнего времени серьезно ограничивали комфорт при передвижении. Понятное, казалось бы, дело - не до комфорта здесь, доехать бы. Однако уже на актуальной версии BMW 3-й серии устанавливаются специальные газогидравлические амортизаторы Sachs с новым "линейным" клапаном, обеспечивающим различные характеристики при потере давления в шине: линейную в усилии отбоя и дегрессивную на усилии сжатия. Данное решение позволяет подвеске адаптироваться под потерю шиной давления и вызывает значительно меньший шум при езде, что отличает автомобиль премиум-класса сегодняшнего и завтрашнего дня от своих конкурентов.

На клапан производители амортизаторов возлагают и функцию снижения уровня вспенивания масла. Таким способом производители борются с ухудшением рабочих характеристик амортизатора и с акустическими проблемами, связанными с их работой.

Амортизаторы с “мозгами”

На сегодняшний день актуальной является эра автоматически регулируемых амортизаторов. Эта тема не нова, но именно в ней будут сосредоточены умы конструкторов ближайшие годы. Каждый производитель разрабатывает свои системы, так или иначе завязанные на работу электроники автомобиля. Например, у Sachs за работу амортизаторов отвечает система CDC (Continuous Damping Control) - система переменной жесткости. Амортизаторы CDC оснащены электромагнитным клапаном (устанавливается внешне на амортизатор или внутри него с подключением через шток). В зависимости от положения клапана отверстие для подачи масла попеременно расширяется (мягкий ход) и сужается (жесткий ход). CDC получает информацию от различных датчиков, в том числе и от системы ABS. Обработка данных выполняется блоком управления. Каждые две сотые доли секунды он рассчитывает необходимые амортизационные усилия и передает эти данные в виде силы тока определенной величины на управляющий амортизационный клапан. При помощи него и производится автоматическая бесступенчатая адаптация амортизационных усилий к соответствующей дорожной ситуации и состоянию дорожного полотна. Таким образом, настройка характеристик подвески происходит непрерывно в режиме реального времени.

Что ждет амортизаторы в будущем

Если верить утверждениям производителей, дальнейшее развитие автомобильных амортизаторов подразумевает повсеместное применение электронных технологий и новые решения в конструкции самих демпферов. При этом с течением времени доля электроники будет только расти. Мировая тенденция наглядно демонстрирует популярность небольших городских автомобилей. Производители стремятся создавать “маленькие” автомобили, которые по комфорту не уступали бы своим крупным собратьям. Мало того, рынок заставляет создавать экономичные автомобили, а эта составляющая также зависит и от настроек подвески, которые не в последнюю очередь определяются амортизаторами.


Дата публикации: 12.02.2015