Амортизаторы и демпфирование. Применяемые жидкости. Что такое вязкость?

Эффективное гашение продольных и вертикальных колебаний мотоцикла, предотвращение "пробоев" подвески и поломок ходовой части немыслимы без специальных демпфирующих элементов. В технике существуют разнообразные конструкции и системы демпферов - сухие фрикционы, гидравлические дроссели, магнитные вихретоковые гасители и т.д.

В отличие от пружинных и пневматических элементов подвески демпферы неспособны возвращать полученную энергию. Задача демпферов - сопротивляться быстрым движениям подвески, всегда действуя "против движения". Если сжатая пружина готова разжаться, вернуть воспринятые усилия, то демпфер в любом положении готов мешать какому-бы то ни было движению, независимо от направления его.

В рамках этой статьи будут рассмотрены исключительно гидравлические дроссельные демпферы. Принцип их действия несложен: поршень движется в камере (цилиндре), заполненном жидкостью. При этом жидкость не свободна, она вынужденно перетекает через специальные отверстия и щели, и оказывает некоторое сопротивление движению поршня - как в прямом, так и в обратном направлении.

Требования к жидкости. Невязкая и вязкая жидкость. Ламинарное и турбулентное дросселирование.

Итак, под давлением поршня жидкость вынужденно протекает по узким каналам и отверстиям. От чего же зависит сопротивление, которое при этом она оказывает? И куда уходит поглощенная жидкостью энергия?

- Очевидно, вся энергия переходит в тепло, за счет внутреннего трения в слоях и вихрях потока жидкости. Не будем пренебрегать этой стороной дела, напротив, рассмотрим ее подробно.

В случае невязкой жидкости картина такова: поток в отверстии сужается, приобретает скорость. Разумеется, на это затрачивается некоторая энергия. Однако на выходе из отверстия поток снова замедляется, и энергия движения переходит обратно в давление и напор. Таким образом, никакого сопротивления в таком потоке не возникает, и демпфер не работает.

Однако в обычных условиях ничего подобного не наблюдается. Даже маловязкая жидкость (вода, бензин) оказывает значительное сопротивление при попытке прокачать ее через малое отверстие.

Причина лежит в особенностях потока на выходе из дроссельного отверстия.

При малых скоростях жидкость течет почти идеально. Но при более высоких - неизбежно возникают вихри и даже отрыв потока от стенок. Затраты энергии на придание скорости струе велики, а возврат этой энергии на выходе из сопла становится невозможен из-за нарушения плавности потока, ставшего довольно беспорядочным.

Турбулентный дроссель с "прогрессивной характеристикой". (В данном случае термин "прогрессия" не относится к степени совершенства конструкции.)

Итак, в маловязкой жидкости рассеяние энергии происходит в вихрях после дросселя. Вязкость при этом играет незначительную роль, и параметры "торможения" определяются размером отверстия и плотностью жидкости.

Важный вывод из вышесказанного: давление при дросселировании маловязкой жидкости прямо зависит от квадрата скорости. Это, собственно, главный и действительно очень важный вывод !

Вязкая жидкость. Особенности дросселирования.

Вязкая жидкость замечательна тем, что ее частицы оказывают заметное сопротивление при попытке их смещать, деформировать, "перетирать". Это не сопротивление эластичной резины - это скорее похоже на кусочек пластилина в руках - мягок, податлив, но требуются усилия как для изменения его формы, так и для восстановления прежнего вида.

(Кстати, при этом пластилин нагревается. Затраченные на деформацию усилия прямо обращаются в тепло.)

Ламинарный дроссель с "линейной характеристикой".

Нетрудно представить картину дросселирования вязкой жидкости. Вихри и струи нам теперь неинтересны, основное сопротивление частицы жидкости оказывают уже при "проталкивании" через отверстие - поскольку каждая микроскопическая порция в потоке вынужденно сужается, вытягивается в длину, а пройдя отверстие - с трудом принимает прежнюю форму. По недолгом размышлении становится ясно:

Давление при дросселировании вязкой жидкости прямо зависит от скорости.

(Это важное отличие вязких жидкостей от невязких. В самом деле, даже если мы снабдим гидродемпфер очень малыми отверстиями, невязкая рабочая жидкость не будет вести себя сходно с вязкой. При малых скоростях невязкая жидкость окажет лишь незначительное сопротивление, а при высоких - чрезмерно большое.)

Требования к демпферу.

Демпфер в технике вообще имеет простое свойство: сила сопротивления пропорциональна скорости воздействия. Это так называемый демпфер с линейной характеристикой.

(Из вышесказанного следует, что гидравлический демпфер может быть близок по свойствам к линейному, если он заправлен вязкой рабочей жидкостью, и притом в расчетном диапазоне скоростей вихревые потери составляют меньшую долю, чем вязкостные.)

На транспорте линейный демпфер недостаточно пригоден, и тому есть несколько причин. Во-первых, при слишком быстром сжатии подвески сила сопротивления амортизатора может оказаться чрезмерно велика, что приведет к увеличенной нагрузке на ходовую часть, ее быстрому износу или поломке. В самом деле, если ход подвески достаточно большой, то нет нужды сильно сопротивляться наезду на препятствие: подпружиненная подвеска и без того легко "поглотит" неровность.

С этой точки зрения, следовало бы сделать тормозное усилие демпфера менее зависимым от скорости. Например, сухие фрикционы обладают именно таким, ярко выраженным свойством: сила противодействия не зависит от скорости перемещения.

На практике гидроамортизаторам стараются придать так называемую "регрессивную" характеристику. То есть сила противодействия увеличивается при возрастании скорости, но не пропорционально, а в меньшей степени. При очень быстром сжатии сила сопротивления вообще перестает расти, оставаясь на некотором предельно заданном уровне.

Сжатие и отбой.

При сжатии подвески (наезд на неровность) сила сопротивления, очевидно, не должна быть вообще слишком велика, ее характеристика предпочтительна регрессивная. При отбое полезны некоторые дополнительные свойства.

Прежде всего, именно при отбое целесообразно осуществлять основное демпфирование. При жестком сжатии имеется риск повреждения шасси или травмирования экипажа, при отбое этой опасности нет, и амортизаторы делают более "тугими на расжатие".

При быстром движении по неровностям появляется другая опасность: так называемое "зависание" колес. Слишком "тугой" амортизатор не позволяет колесам скатываться с неровности без отрыва от дорожного полотна. Разумеется, вслед за отрывом колеса от дороги последует их встреча, с ударом и тряской. Колесо "частит", ведущее колесо при этом прокручивается вхолостую. Очевидно, зависание колес означает потерю тяговых свойств, ухудшение управляемости до опасного порога, снижение тормозных качеств.

В определенной степени опасность зависания подвески избегается заданием гидравлической характеристики отбоя "с регрессией", аналогично характеристике сжатия. Тогда при быстрых движениях подвески сопротивление отбою несколько занижено, и колесо успевает отследить профиль дороги.

Как подтверждает практика и опыт транспортного машиностроения, наибольший комфорт и плавность хода обеспечиваются при слабо-несимметричной рабочей характеристике амортизаторов: сопротивление сжатия мало отличается от сопротивления отбоя. Однако при быстрых ходах должна действовать регрессия, и сопротивление сжатию обязано оставаться на невысоком уровне.

В связи с широким распространением на автомобилях и мотоциклах "газовых" (однотрубных) амортизаторов следует упомянуть особенности их рабочих характеристик. Наиболее распространенные, технологичные и дешевые амортизаторы "низкого давления" не способны создавать сколько-нибудь существенного сопротивления "на сжатие". С одной стороны, это означает невысокий уровень комфорта и недостаточную плавность хода. Подвеска становится более "жесткой", на неровной дороге шасси больше "приседает", опускается к дороге во время быстрого движения. Возрастают нагрузки на всю ходовую часть, подвески и кузов. Частично это искупается хорошим "держанием дороги", вследствие более нагруженного состояния пружин подвески. Тем не менее, газонаполненные однотрубные амортизаторы низкого давления не способны обеспечить оптимальные рабочие характеристики для разнообразных задач и условий движения.

Сравнивая однотрубные и двухтрубные амортизаторы, необходимо отметить важное преимущество первых: способность работать в любом положении. Классические же двухтрубные амортизаторы не работают при значительном (свыше 60 градусов) наклоне.

Поршень. Клапаны поршня.

Не будет лишним заметить, что рабочая характеристика амортизатора полностью определяется устройством поршня и его клапанов. (Здесь не рассматриваются сложные регулируемые системы, все сказанное относится к традиционным массовым конструкциям.) В настоящее время получили распространение два типа клапанов: тарельчатый с пружиной, и относительно недавно вошедший в практику лепестковый клапан со стальной тонкой пружинной шайбой. Устройство тарельчатого клапана хорошо известно и понятно. Подпружиненное кольцо закрывает дроссельные отверстия поршня с одной стороны. Слабо-регрессивная характеристика достигается некоторым увеличением свободного хода кольца: при медленном ходе клапан открыт незначительно, при быстром же движении он поднимется до упора, и сопротивление протоку жидкости снизится. Известным недостатком такого клапана является жесткость и шумность работы, что приводит к снижению комфортности на ровных дорогах. Некоторые технические приемы смягчения переходных режимов, уменьшения шума и "шлепанья", известны. О них будет сказано отдельно. Лепестковый клапан сильно отличается по принципу действия от тарельчатого. Широкая пружинная пластина из тонкой стали закреплена на основании неподвижно. Она не может, в отличие от тарельчатого клапана, двигаться как единое целое. При возникновении давления снизу, со стороны дроссельных отверстий, кромки пластины отгибаются с трех сторон, как три лепестка. Для повышения прочности и долговечности лепестковый клапан выполняется из набора пластин различного диаметра. Подобно рессорной пружине подвески, средняя часть этого набора оказывается более жесткой и прочной, обеспечивая плавный изгиб лепестков. Такой клапан обладает ярко выраженными регрессивными свойствами. При малых скоростях потока жидкости он открывается лишь немного. При повышении скорости и давления пружинные лепестки поднимаются достаточно высоко и не создают большого сопротивления потоку. В этом режиме характеристика амортизатора определяется в основном диаметром и количеством дроссельных отверстий в поршне.

// Заметим, что во избежание входа в "турбулентные" режимы (при которых начинает все больше сказываться динамическое сопротивление жидкости, переводящее амортизатор в нежелательный режим с "прогрессивной характеристикой"), правильнее выполнять дроссельные отверстия достаточно мелкими, а их число увеличивать. Амортизатор с одним большим отверстием в поршне заведомо хуже, чем с несколькими малыми. Отчасти по этой же причине отверстия делают вытянутого, прямоугольного сечения.

Амортизационная жидкость.

Жидкость в амортизаторе работает весьма интенсивно. Она рассеивает в своей толще все тепло, полученное в результате поглощения колебаний подвески. Кроме того, как было показано выше, в хорошем амортизаторе жидкость работает как вязкая среда, которая поглощает энергию за счет внутреннего трения в малом пространстве дросселя. (В неправильно сконструированном амортизаторе энергия поглощается в обширной вихревой области за дросселем). Таким образом, жидкость при работе испытывает нагрев и постоянное вязкостное "перетирание", что неизбежно приводит к так называемому "утомлению" жидкости. Конструкторы вынуждены отыскивать компромисс: вязкая жидкость работает хорошо, но недолго. Кроме того, вязкая жидкость больше склонна к перегреву из-за ухудшения теплопередачи от дроссельной зоны к корпусу амортизатора. С другой стороны, маловязкая жидкость не способна оказать должного сопротивления при перетекании, а это неизбежно означает переход в режим турбулентного потока и ненормальный вид рабочей характеристики, теряющей регрессию и становящейся нежелательно-прогрессивной.

// Специалист по подвеске должен помнить об особенностях применения жидкостей различной вязкости и не допускать использования маловязких масел. (Иногда такие попытки происходят, дроссельные отверстия уменьшают, а масло применяют более жидкое. В основном это бывает при замене штатных амортизаторов на другие, от более крупных и тяжелых машин и мотоциклов.)

Итак, общие свойства амортизационной жидкости: стабильность вязкости при изменении температуры, стойкость к утомлению (потере вязкости со временем). Есть и другие важные свойства, потребность в которых будет показана далее. Это малая склонность к разрыву слоя, хорошее гашение пены, низкая растворимость газов, воздуха, хорошие смазывающие свойства, стойкость к старению, отстутствие выпадения труднорастворимых осадков и прочее.

Однотрубные амортизаторы

Чтобы компенсировать изменение объема жидкости при ходе штока, в однотрубных амортизаторах предусмотрена специальная газовая (пневматическая) полость. Эта своеобразная газовая подушка позволяет излишку жидкости оставаться в корпусе. Во избежание аэрации жидкости, чтобы не образовавались пена и эмульсия, газовая полость отделяется перегородкой. (Известны различные решения: эластичный резиновый "мешок"-капсула для газа, подвижный разделительный поршень, эластичная мембрана).

При видимой простоте, в однотрубном амортизаторе возникают специфические проблемы. Если в двухтрубном амортизаторе защитные манжеты разгружены, а их техническое состояние не влияет на работу устройства (см. ниже), то в газонаполненных однотрубных амортизаторах манжеты несут значительную нагрузку. Перепад давлений на резиновых уплотнительных манжетах оказывается весьма велик и составляет десятки атмосфер. Это означает повышенный износ и невысокую долговечность узла, особенно при работе в условиях загрязнения и абразивной пыли.

Однотрубные амортизаторы делятся на два подкласса: высокого и низкого давления.

В устройствах с низким (единицы атмосфер) избыточным давлением требования к уплотнениям, их долговечности снижены. Сборка и ремонт такого амортизатора облегчены.

Однако простота и дешевизна ведут к потере одного из важных свойств подвески: демпфирования сжатия.

( Вообще подвеска может не обладать сопротивлением сжатию. Достаточно демпфирования только отбоя. Такие амортизаторы с резко несимметричной характеристикой обеспечивают весьма неплохое "держание дороги". Однако если нужен сколько-нибудь приемлемый уровень комфорта и плавности хода, подобные амортизаторы становятся непригодны. Таким образом, без демпфирования сжатия о комфорте говорить не приходится.)

Почему же однотрубный амортизатор низкого давления не в силах обеспечить демпфирование сжатия? Казалось бы, можно отрегулировать соотвествующий клапан, уменьшить дроссельные отверстия и т.п.?
- Если ввести заметное дросселирование при ходе сжатия, давление под поршнем будет повышенным. Газовый компенсатор низкого давления не сможет сопротивляться такому давлению и сожмется. При этом над поршнем давление окажется ниже атмосферного, что приведет к ряду проблем. Так, манжета уплотения штока "разожмется" и пропустит внутрь порцию воздуха и грязи. Вместо амортизационной жидкости внутри окажется смесь воздуха, пены, воды и грязи. Работа амортизатора быстро нарушится, а его детали придут в полную негодность.

Даже если установить чрезвычайно тугую манжету, это не решит проблему. Амортизационная жидкость не сможет работать при давлении ниже атмосферного: происходит выделение растворенных газов и паров, разрыв слоя жидкости, образование пузырей и пены. Возможна и разрушительная кавитация.

Именно поэтому в однотрубных амортизаторах низкого давления никогда не делают демпфер сжатия. Более высокий уровень комфорта и качества, сравнимый с двухтрубными классическими устройствами, обеспечивает однотрубный амортизатор высокого давления

.................

.................

.................

.................

Двухтрубные амортизаторы

Донный клапан двухтрубного амортизатора.
(Существует некоторый разнобой в терминологии, в названиях клапанов. Это объясняется многофункциональностью, сложностью клапанов амортизатора. Доходит до того, что один и тот же клапан называется по-разному, в зависимости от описания прямого или обратного хода, или различных функций.)

Классический двухтрубный амортизатор без сомнения можно отнести к выдающимся техническим изобретениям. Этот амортизатор, при должном исполнении, обеспечивает превосходные плавность хода и комфорт. Недостатки двухтрубной схемы во многом искупаются ее немалыми достоинствами. К удивительным особенностям двухтрубных амортизаторов можно отнести их способность работать без уплотнительных резиновых деталей. Это свойство, не слишком интересное в обычной эксплуатации, приобретает неоценимое значение при экстремально низких (или наоборот, высоких) температурах, а также в агрессивной среде. (Представьте себе амортизатор, работающий на далекой планете в атмосфере сероводорода, и при этом в качестве рабочей жидкости применена серная кислота!) Там, где резина становится хрупкой, непрочной, в Антарктике или на Марсе - двухтрубный амортизатор прекрасно справляется со своей работой. (Об этом свойстве пришлось упомянуть не для красного словца. Это нужно для уяснения принципа работы амортизатора, его конструкции.)

Схема работы клапанов на примере амортизатора ВАЗ 2101-2107

При вынужденном, силовом подъеме штока с поршнем возникает перепад давлений между верхней (надпоршневой) полостью внутренней трубы и атмосферой. Этот ход - основной ход демпфирования, и давление весьма велико (десятки атмосфер). Масло неизбежно просачивается сквозь щели между штоком и втулкой.

Однако, вместо того, чтобы пытаться задерживать этот поток при помощи манжет и сальников, конструкторы... сделали сливное (дренажное) отверстие в верхней части втулки. Все масло, попавшее наружу, собирается в углублении втулки и сливается в наружную трубу (корпус) амортизатора.

Количество просочившегося масла не настолько велико, чтобы нарушить характеристики амортизатора. Более того, постоянный небольшой поток масла через пару шток-втулка полезен: масло очищает и смазывает этот узел, обеспечивая ему долговечность.

Постепенно масла в наружной трубе становится слишком много, а во внутренней - мало. Этот очевидный факт требует решения задачи постоянной перекачки масла снаружи вовнутрь. И остроумные инженеры снова, вместо того чтобы изобретать для этого специальный насосный узел, воспользовались готовым узлом - донным клапаном.

Рассмотрим подробнее узел донного клапана. Его первоначальная и основная роль заключается в выполнении важной задачи: сброса избыточного давления в цилиндре.

Общеизвестная проблема вытеснения гидрожидкости при рабочих ходах штока заключается в следующем. Шток занимает некоторый объем внутри рабочей трубы. Вдвинутый до упора шток вытесняет несколько дополнительных см.куб. масла по сравнению с прежним, выдвинутым положением. Это масло не может быть оставлено "на произвол судьбы", его необходимо отводить за пределы рабочего цилиндра амортизатора. В противном случае при вдвигании штока давление возрастет настолько, что даже может разрушиться (раздаться, лопнуть) внутренняя труба амортизатора.

В двухтрубных классических амортизаторах внизу рабочей трубы устанавливается заглушка с клапаном. Этот клапан стравливает лишнее масло при повышении давления сверх заданного предела.

(Конструктор должен обратить внимание: природа этого давления иная, нежели давления демпфирования. Давление на поршень при сжатии всегда задается не слишком большим, и клапан обязан выдерживать это давление и не сбрасывать жидкость в слив. Клапан должен открыться лишь при намного большем давлении, которое возникнет под воздействием входящего внутрь цилиндра тонкого штока. Таким образом, при ходе сжатия донный клапан работает как типичный аварийно-защитный, перегрузочный клапан. )

Инженеры, конечно же, придумали, как совместить две функции в одном клапане. При ходе сжатия клапан поддерживает давление на заданном высоком уровня, стравливая излишки жидкости по мере вдвигания штока в корпус. При обратном ходе жидкость, как рассматривалось выше, испытывает давление в надпоршевом пространстве и отчасти утекает в зазоры между втулкой и штоком. Кроме того, выходящий наружу шток освобождает объем, который необходимо заполнять гидрожидкостью. Порция жидкости берется из запаса в наружном корпусе амортизатора, и поступает она через тот же самый донный клапан. Этот клапан конструируется так, чтобы в одном направлении он был закрыт и лишь при высоком давлении приоткрывался. В другом же направлении тарелка этого клапана свободно поднимается и впускает жидкость из резервуара в рабочий цилиндр.

Некоторое усложнение клапанного узла позволило, таким образом, отлично решить все задачи по обеспечению работы гидроамортизатора, поддержания нормального давления в системе, отвода излишка масла при рабочем ходе и обратной перекачки масла при ходе отбоя.

Двухтрубные амортизаторы с газовым подпором ................. ................. ................. Сравнение однотрубных и двухтрубных амортизаторов ................. ................. ................. Моноамортизаторы. Особенности конструкции Моноамортизатор, установленный в сложнорычажной подвеске, имеет как правило, небольшой рабочий ход: 30..50 мм. Соответственно усилия, развиваемые им при работе подвески, повышены в 2-3 раза. Эти особенности означают недопустимость применения в точках крепления резиновых буферов (подушек, сайлент-блоков и т.п.). Упругие элементы в подвеске рассматриваемого типа оказывают резко отрицательное влияние на ее рабочие характеристики. Появляются такие нежелательные явления, как раскачка шасси и "дробление" заднего колеса. Можно сказать, что установка резиновых сайлент-блоков полностью испортила бы все дело. Следовательно, все буферы, демпферы и "подушки" должны монтироваться исключительно внутри самого амортизатора. По тем же самым причинам крепление верхней и нижней головок к шасси необходимо выполнять через подшипники. Обычно в головках моноамортизаторов предусмотрены гнезда под игольчатые подшипники и пылезащитные манжеты. (При техническом обслуживании мотоцикла с моноподвеской необходима регулярная чистка и смазка этих узлов крепления.) Ходовая втулка

// Нередко в рекламах амортизаторов пишут о "металлокерамических поршнях и клапанах". Для работы устройства этот факт безразличен: металлокерамика - это просто технология изготовления. Спекание в особой газовой атмосфере заготовки, заранее спрессованной из порошка. Технология безусловно прогрессивная, современная. Сложные детали получаются легко, а точность и чистота поверхности оказываются высокими и не требуется какая-либо дополнительная обработка (доводка, шлифовка, снятие облоя или заусенцев). Порошковые детали могут быть разного вида и свойств. Поршни амортизаторов похожи на чугун, несколько хрупки, при обработке резанием ведут себя также подобно серому чугуну. При работе с деталями, изготовленными методом порошковой металлургии, необходимо проявлять осторожность, помня об относительно невысокой прочности и известной хрупкости их.

=========================================

Моноамортизатор мотоцикла ЗиД-200 "Курьер": всерьез и надолго

( Лашманов А.Е (alash) специально для www.zid200.ru )

Моноамортизатор мотоцикла ЗиД-200 "Курьер" относительно легко поддается доработке и модернизации. Этому способствует, прежде всего, его "единичность". Гораздо сложнее обстоит дело с парными амортизаторами - трудоемкость всех работ и стоимость деталей увеличиваются вдвое. Усложняется контроль характеристик, значительно повышаются требования к точности и полноте измерений.

Читателю предлагается два варианта переделки. Как уже отмечалось, наиболее полный набор требуемых характеристик "сжатия/отбоя", отличную плавность и мягкость хода, наивысшую комфортабельность,- обеспечивает классический двухтрубный амортизатор. Однако, при всех его достоинствах, для наиболее жестких условий эксплуатации может оказаться целесообразной установка однотрубного "газового" амортизатора с давлением в камере не ниже 15-30 атм. Такой амортизатор обеспечивает лучшую стабильность характеристик при быстром движении по неровным, каменистым трассам, особенно при высоких температурах окружающего воздуха. Но следует учитывать естественные ограничения прочности экипажной части, подвесок и колес целевого мотоцикла ЗиД-200, который лишь весьма условно может считаться внедорожным "эндуро".

Для многодневных дальних туристических поездок и маршей автор рекомендует именно первый вариант амортизатора (двухтрубный). Его детали отлично унифицированы с автомобильными, а техническое обслуживание и ремонт возможны в дорожных условиях, чего нельзя сказать о газонаполненном втором варианте.

Моноамортизатор гидравлический двухтрубный

В качестве основы берутся амортизатор ЗиД-200 и внутренняя часть от переднего или заднего амортизатора классического автомобиля ВАЗ (линейка 2101..2107). Размеры позволяют хорошо скомпоновать весь гидроузел в корпусе штатного амортизатора ЗиД-200. Диаметр штока одинаков и составляет 12 мм. Передний или задний амортизатор? По конструкции они почти одинаковы и разнятся лишь характеристиками и длиной. Кроме того, в переднем амортизаторе ВАЗ установлен эластичный буфер отбоя, который можно использовать как заготовку для изготовления подобного же буфера. Верхняя часть переднего амортизатора не имеет проушины на штоке. По характеристикам задний амортизатор отличается несколько большим усилием прямого хода и соответственно большими плавностью хода и комфортом на хороших дорогах.

Амортизаторы для ВАЗ изготавливает Скопинский Автоагрегатный завод "СААЗ" www.z-saaz.ru Следует убедиться, что приобретен именно типовой амортизатор для классических "Жигулей" - дело в том, что другие производители могут предлагать отличающиеся по конструкции изделия, например, диаметр штока может оказаться не 12 мм, а 11 и даже 10 мм. Кроме того, и СААЗ может вносить некоторые модернизации в конструкцию - например, установить лепестковые клапаны вместо тарельчатых. Необходимо выбирать именно амортизаторы типовой конструкции в точном соответствии с "Каталогом деталей ВАЗ".

Верхняя втулка, вместе со штоком, извлекаются с помощью легких ударов при вытягивании штока.
Внутренняя труба остается в сборе с донным клапаном. (Он слегка запрессован в трубу, вместе с чашеобразным корпусом пружинно-тарельчатого узла. Нужно выбить его легкими ударами, желательно трубчатой оправкой, чтобы не смять колпачек)

Для стыковки торца клапана и гнезда корпуса необходимо сделать проточку указанного на рисунке размера. Трубу обрезать до нужной длины.
(В торцевых выемках придется сделать канавки для свободного протока жидкости, как показано на фото. Эта работа аккуратно выполняется круглым напильником.)

Ходовую направляющую втулку (металлокерамика!) необходимо проточить до размеров, показанных на рисунке. Аналогично делается подрезка фигурной стальной чашки, служащей обоймой для манжет и пыльников.

Наиболее сложная часть работы - это укорачивание штока и нарезка на его конце резьбы М12х1,5. Сложность заключается в невозможности применить плашку (из-за высокой твердости глубоко цементированной поверхности штока), отчего токарь вынужден делать резьбу твердосплавным резцом, хорошо и точно заправленным. Разумеется, закреплять шток в патроне необходимо в специальной трубчатой оправке, чтобы не повредить зеркальную поверхность.
__Шток:_эскиз_для__токарной_обработки_

После токарных работ со штоком необходимо оформить участки для монтажно-сборочного инструмента. Полезной будет прорезь-шлиц под отвертку на торцевом срезе штока. После нарезания резьбы там останется фаска, и слой цементированной стали будет снят. Выполнить пропил глубиной 1,5 мм и шириной 1,2..1,8 мм подручным слесарным инструментом не составляет проблемы.

Берегите красивый зеркальный шток! Зажимайте его осторожно, через прокладки! От чистоты поверхности штока будет зависеть качество и долговечность амортизатора.

Также можно (необязательно) выполнить лыски под ключ х10 на другом окончании резьбового участка, как это сделано на старом штоке.

Гидравлический буфер отбоя

Особенностью мотоциклетной подвески является отсутствие буферов-ограничителей в маятниковом узле. Таким образом, все буферы (отбоя и сжатия) должны находиться в амортизаторе. И если с буфером сжатия затруднений не возникает (он устанавливается в виде резиновой подушки непосредственно на шток в его наружной части), то с буфером отбоя ситуация более сложная.

В штатном моноамортизаторе ЗиД-200 "Курьер" предусмотрена буферная прокладка - шайба из эластичного материала над поршнем. Энергоемкость этой прокладки микроскопическая, запас прочности тоже мал. Нередки случаи разрушения этой прокладки и попадания ее частиц в клапаны и каналы поршня.

В двухтрубном амортизаторе описываемой конструкции имеется значительный запас свободного хода, что позволяет установить более емкий буфер в пространстве над поршнем. Это может быть обычная спиральная пружина или пружина особой формы, набор пружин, полиуретановая подушка и т.п. Однако из соображений надежности и долговечности в рассматриваемой конструкции установлен буфер отбоя гидравлического типа.

Работа буфера основана на принудительном закрывании дроссельных отверстий с помощью дополнительной тарелки, установленной над пластинчатой пружиной обратного клапана. Внутренняя часть пружинной пластины имеет вырезы для свободного прохода гидравлической жидкости в отверстия поршня. Тарелка, упираясь в конце хода отбоя в неподвижную втулку, сдавливает пластинчатую пружину. Просвет между тарелкой и поверхностью пружины, по мере деформации пластины уменьшается вплоть до исчезновения. Поступление жидкости оказывается сначала затруднено, а затем и прекращается полностью. Протяженность участка демпфирования составляет 0,5..1 мм в зависимости от требований.


Втулка____Тарелка___Сталь__30...45

Гидробуфер отбоя состоит из двух деталей, устанавливаемых вместо упорной тарелки. Одна деталь является одновременно дистанционной и ограничительной втулкой. Вторая деталь, собственно тарелка, подвижная, свободно надета на втулку.

В широкой части втулки следует выполнить каналы либо отверстия для свободного прохода жидкости.

В конструкции гидробуфера исключен эффект "подлипания" в начале прямого хода амортизатора. Этот эффект наблюдается в некоторых гидравлических устройствах и состоит в том, что дополнительное буферное демпфирование не прекращается при смене направления движения, и некоторое расстояние в направлении сжатия поршневой узел проходит с недопустимым затруднением. Как правило, этот момент сопровождается разрывом толщи жидкости, вспениванием и даже кавитацией.

// Пример гидробуфера с "подлипанием" - передняя вилка мотоциклов ЗиД. Буфер сжатия там выполнен в виде утолщения типа "конус-цилиндр", входящего в цилиндрическое отверстие. Отрицательный эффект можно устранить, дополнив гидробуферы вилки простейшими пластинчатыми обратными клапанами.

Доработка корпуса штатного амортизатора

На фото показан доработанный корпус амортизатора. Удален лиший металл на нескольких участках. В результате масса корпуса снижена с 800 до 590 граммов.

Такое снижение неподрессоренной массы желательно, но не обязательно. Дело в том, что фактически масса верхней головки амортизатора в сборе с поршнем, штоком и упорной тарелкой пружины не намного меньше, чем масса корпуса. Поэтому "перевернутая" установка амортизатора не вносит заметной разницы в неподрессоренную массу.

Для справки: В новом амортизаторе масса частей со стороны штока в сборе = 800 гр. Масса корпуса в сборе с втулками и фланцами = 970 гр (без жидкости).
Масса пружины подвески не учитывается.

Целесообразно приобрести ремкомплект резиновых деталей для амортизаторов (ВАЗ-2101..2107). В него входят по 2 штуки основных манжет и уплотнителей. Стоимость ремкомплекта пренебрежимо мала (15..30 руб.). При окончательной сборке амортизатора следует установить все новые детали.

В приготовленный к окончательной сборке амортизатор заливается 60 мл. амортизационной жидкости. Пригодны обычные автомобильные жидкости для амортизаторов вязкостью 10..12, например, МГП-10, АЖ-12.

Хорошо подходит для использования в амортизаторах жидкость ATF (для автоматических коробок передач и гидроусилителей руля) типа Dexron-II, Dexron-III. Вязкость этих жидкостей (30) достаточно стабильна в широком диапазоне температур. Пеногасящие и прочие важные свойства также на высоте. При необходимости снизить вязкость можно составить смесь с жидким маслом (веретенным, трансформаторным, и даже соляровым) - такая смесь в основном сохраняет все положительные качества ATF.

P.S. После опытов по переделке штатного амортизатора в двухтрубный автор ознакомился с работой инженера Сергея Янкина по изготовлению моноподвески для мотоцикла Ява. Сходство технических решений подтверждает верность выбора схемы амортизатора и целесообразность описанной здесь переделки.

( Лашманов А.Е (alash) специально для www.zid200.ru )