Современное автомобилестроение постоянно ужесточает требования к системам и деталям, призванным обеспечивать безопасность нового поколения скоростных автомобилей. Отличные тормоза, прекрасный протектор, современнейшая система управления выполнят свои функции настолько хорошо, насколько им позволит это сделать амортизатор.
От состояния амортизатора и эффективности технологий его изготовления зависит обеспечение надежного контакта колеса с дорогой: комфорт, тормозной путь и управляемость автомобиля в изменяющихся дорожных условиях и при увеличивающейся скорости, ресурс других элементов подвески. Разумеется, амортизаторы должны быть исправны, не изношены и профессионально установлены. То же касается и других элементов подвески, в противном случае это отразится на ресурсе работы амортизатора.
В современных условиях, то есть при наличии широкого спектра предлагаемых автозапчастей на рынке, перед автолюбителем стоит проблема выбора не только производителя, но и определенного типа амортизатора, который удовлетворил бы его потребности, исходя из условий эксплуатации, характеристик автомобиля, стиля вождения и прочих параметров. Для упрощения выбора следует понимать основные особенности «поведения» амортизатора в зависимости от конструкции и технологий, использованных при его производстве.
На сегодняшний день распространены двухтрубные и однотрубные конструкции амортизаторов. Двухтрубные амортизаторы бывают гидравлическими, их еще называют масляными, и гидропневматическими – газовыми.
Двухтрубные масляные и газовые амортизаторы состоят из наружной трубы (корпуса) и внутренней трубы, наполненной маслом. Компенсационная камера, образующаяся между наружной и внутренней трубой, принимает масло, вытолкнутое движением штока и поршня (на ходе сжатия) из внутренней трубы через клапан сжатия, расположенный у ее основания. В двухтрубной конструкции характеристики демпфирования хода сжатия определяются клапаном сжатия, а характеристики хода отбоя – клапанной системой, интегрированной в поршне.
Двухтрубные гидравлические амортизаторы имеют основной недостаток – нестабильность эксплуатационных характеристик демпфирования. В гидравлическом масле, которым наполнен амортизатор, находится до 10% молекулярно связанного газа. При перемещении поршня в рабочей камере создаются перепады давления масла, что впоследствии приводит к эффекту кавитации – вспениванию масла. При длительной езде по плохим дорогам вспенивание усиливается, и демпфирующие характеристики амортизатора могут упасть на 35% от первоначальных показателей.
Двухтрубные гидропневматические амортизаторы наполнены газом, азотом, под давлением 5–8 бар. Газовый подпор компенсирует перепады давления масла и не допускает вспенивания, благодаря чему обеспечиваются стабильные характеристики демпфирования и предсказуемое поведение автомобиля при движении по дороге или в условиях бездорожья.
Однотрубная конструкция состоит из одной трубы, которая одновременно является и корпусом, и рабочей камерой, где масло и газ разделены плавающим поршнем, при этом газ находится под высоким давлением в 25–35 бар. Характеристики демпфирования (и сжатия, и отбоя) определяются настройкой сложной клапанной системы рабочего поршня. Эта конструкция допускает больший диаметр рабочего поршня и исключает возможность вспенивания, а значит, способна обеспечить стабильность характеристик и точность демпфирования в любых режимах эксплуатации. Однотрубная конструкция быстрее охлаждается, она легче, позволяет установку в любом, даже перевёрнутом, положении. Все это делает однотрубную конструкцию незаменимой для автоспорта и очень перспективной в развитии. Мощность таких амортизаторов и их ресурс эксплуатации значительно превосходят амортизаторы двухтрубные. Они считаются лучшим решением при эксплуатации в режиме бездорожья. Единственный релевантный недостаток – дороговизна производства, которое предполагает высококачественные и дорогостоящие материалы, идеальную обработку деталей, очень жесткие допуски – своего рода ювелирную работу.
Зачастую перед автолюбителями встает вопрос: лучше «масло» или «газ», одна или две трубы?
И те и другие конструкции и технологии находят свое применение в современном автомобилестроении, и выбор зависит от предназначения автомобиля и предполагаемых режимов его эксплуатации.
Гидравлическая масляная двухтрубная конструкция, как первичная и более простая, активно применялась в прошлом. Это родная конструкция для огромного парка старых автомобилей. Многие автопроизводители по сей день применяют ее в бюджетных автомобилях, что оправдано невысокой стоимостью производства и оптимальными рабочими характеристиками для режима эксплуатации, продиктованного назначением гражданского бюджетного автомобиля. Поэтому многие производители амортизаторов продолжают выпускать гидравлические амортизаторы в основном для автомобилей, которые были укомплектованы ими с конвейера.
Двухтрубная газовая конструкция популярна на современных автомобильных конвейерах мира. Это более прогрессивная технология, способная обеспечить большую стабильность характеристик демпфирования.
Однотрубная технология была разработана компанией Bilstein еще в 1954 году, и, спустя три года, амортизаторами данной конструкции стали оснащать автомобили Mercedes Benz на конвейере.
Применение однотрубной технологии ограничено, главным образом, из-за ее дороговизны, поэтому она господствует в гоночном, раллийном автоспорте. Но все чаще применяется и на конвейерах в производстве автомобилей класса «люкс», высококомфортабельных и скоростных, для производства эксклюзивных и спортивных серий и спортивных версий, а также для тюнинга.
В условиях неидеального дорожного покрытия, преобладающей спортивной манере вождения у большинства автолюбителей, немалом количестве мощных автомобилей и большом числе внедорожников тоже, пожалуй, показан именно амортизатор однотрубной конструкции. Не изменяя дорожный просвет автомобиля (что в наших условиях немаловажно!), он способен существенно расширить режим эксплуатации автомобиля. Его ресурс намного больше, а рабочие характеристики значительно выше, чем у оригинала. Этот амортизатор может выдержать то, что двухтрубному оригиналу не под силу, при этом сохранить комфорт и обеспечить безопасность – стабильность и управляемость автомобиля при скоростном маневрировании и прохождении сложных, с точки зрения покрытия, участков дорог.
Текст: по материалам Bilstein
Фотоматериал: Bilstein и журнал Pitstop