Багато амортизаторів від різних виробників зовні можуть виглядати дуже подібними. Але нас цікавить те, що знаходиться всередині — під кожухом. Внутрішні відмінності та особливості функціонування, що відрізняють один тип осьових амортизаторів від іншого, насправді можуть призвести до різноманітних вартісних проблем і втрати ефективності автомобіля.
Щоб висвітлити ці відмінності, розглянемо осьові амортизатори Monroe Magnum, які є найпопулярнішим вибором для вантажних автомобілів по всьому світу. Характерною особливістю амортизаторів Monroe Magnum є система клапанів подвійної дії, які працюють під час компресії та відбою для того, щоб забезпечити точні, безпечні характеристики. Крім того, конструкція цих амортизаторів забезпечує визначну довговічність і найвищий у цьому класі рівень повернення інвестицій.
По-перше, базові принципи
Більшість амортизаторів для вантажних автомобілів мають двотрубну конструкцію. Це означає, що вони мають внутрішню, напірну або «робочу», трубку і зовнішню трубку, між якими утворюється резервна камера, до якої надходить надлишок гідравлічної рідини.
Шток поршня всередині двотрубного амортизатора рухається крізь напрямну штока та сальник на верхньому кінці напірної трубки. Напрямна штока забезпечує рівне положення штока всередині напірної трубки та дозволяє поршню вільно рухатися. Ущільнення (сальник) утримує гідравлічну оливу й запобігає потраплянню всередину інших речовин, таких як бруд і вода.
Внутрішній клапан, що міститься в нижній частині напірної трубки, називається компресійним клапаном (див. поз. 1 на рисунку). Він контролює рух рідини, коли амортизатор знаходиться в стані компресії. Під час циклу компресії деяка кількість оливи у нижній частині напірної трубки перетікає через впускний клапан в поршні.
Залишки оливи примусово видавлюються через отвори компресійного клапана внизу трубки та перетікають до резервної камери. Ключовий момент: сила опору, або сила демпфірування, що створюється амортизатором, визначається швидкістю, з якою притискається поршень, а також конструкцією нижнього клапана.
Тепер розглянемо цикл відбою, коли шток поршня виходить із напірної трубки, а амортизатор розтягується. При цьому впускний клапан поршня закривається, і олива у верхній частині напірної камери видавлюється через систему клапанів всередині поршня.
Для компенсації об’єму штока, що виходить з напірної трубки, олива перетікає із зовнішнього оливного резервуара до нижньої частини робочої камери через перепускну систему компресійного клапана. Швидкість руху поршня і робота клапанів (див. поз. 2 на рисунку) визначають силу опору, що створюється амортизатором під час циклу відбою.
Амортизатор також має дренажний отвір трохи нижче сальника, що дозволяє оливі перетікати до резервної трубки. Це дозволяє повітрю виходити з напірної трубки, що запобігає піноутворенню в рідині.
Чим більше розмір, тим краще контроль
Розмір отвору, за визначеної довжини ходу — це діаметр поршня і площа внутрішньої поверхні напірної трубки. Як правило — чим більше деталь, тим вищий потенційний рівень контролю через більше зміщення поршня та більші площі тиску. Крім того, оскільки площа поршня збільшується, внутрішній робочий тиск і температура в амортизаторі в цілому знижуються. Це також підвищує можливості демпфірування амортизатора.
Отже, яким чином амортизатори настроюються відповідно до вимог конкретного автомобіля? Інженери-конструктори підбирають коди клапанів або значення сили демпфірування для кожної моделі для досягнення оптимального балансу й стабільності в різноманітних умовах водіння. Вибір розміру дренажних отворів, дисків клапанної системи, жорсткості пружин та конфігурації отворів допомагає контролювати потік рідини всередині пристрою, що в кінцевому підсумку визначає стійкість та керованість автомобіля.
Ще одним ключовим моментом є спосіб кріплення амортизатора до осі та рами автомобіля. Для фільтрування шуму від дороги й вібрації підвіски більшість якісних амортизаторів оснащуються гумовими втулками, що встановлюються всередині кріплення. Ці втулки мають бути гнучкими, щоб забезпечувати певну рухливість під час переміщення підвіски. При цьому вони також мають бути дуже міцними й довговічними, оскільки піддаються високим навантаженням, типовим для більшості комерційних вантажівок.