Un amortizor (prin franceză amortir - „slăbiți, înmuiați”, din latină amortisatio - „slăbire” [1] [2] ), sau moderator de tracțiune [3] - un dispozitiv pentru amortizarea vibrațiilor ( amortizare ) și absorbția șocurilor și șocurilor de elemente în mișcare (suspensie, roți), precum și caroseria vehiculului în sine, prin transformarea energiei mecanice de mișcare (vibrații) în căldură.
Amortizoarele sunt utilizate în combinație cu elemente elastice arcuri sau arcuri , bare de torsiune , perne pentru a amortiza vibrațiile libere ale maselor mari și pentru a preveni viteze relative mari ale maselor mai mici conectate prin elemente elastice.
Amortizorul cu tub hidraulic similar în exterior și arcul cu gaz nu trebuie confundate . Acestea din urmă se găsesc adesea în tehnologia auto și în viața de zi cu zi, dar au un scop diferit (și anume, crearea unei forțe de împingere pe tijă, de exemplu, pentru a ține capota sau capacul portbagajului unei mașini în poziția deschisă) .
Cu un amortizor de acest tip, rezistența în timpul cursului corespunzătoare comprimării suspensiei este neglijabilă, iar absorbția principală a energiei are loc în timpul revenirii. Datorită acestui lucru, ele oferă o călătorie puțin mai lină, însă, pe măsură ce denivelările de pe drum și viteza cresc, suspensia nu are timp să revină la poziția inițială înainte de următoarea acționare. Acest lucru duce la avarii și forțează șoferul să încetinească. Odată cu apariția amortizoarelor cu dublă acțiune în jurul anului 1930, designul cu o singură cursă a căzut treptat în neutilizare.
Amortizor reversibilUn amortizor care acționează (funcționează) în două direcții, adică amortizorul absoarbe energie atunci când tija se mișcă în ambele direcții, transferând totuși o parte din forța de șoc către corp în timpul unei curse drepte. Un astfel de design de amortizor este mai eficient decât un amortizor cu o singură față, în sensul că poate fi construit ținând cont de compromisul necesar între rulare și stabilitatea vehiculului pe șosea. Pentru mașinile de mare viteză, setările mai „grele” sunt tipice, pentru mașinile confortabile - mai „moale”, unde cea mai mare parte a muncii amortizorului cade pe „rebound”.
La autovehicule, de regulă, eficiența cursei de compresie a amortizorului (compresie, ciocnirea roților cu un obstacol) este mai mică decât eficacitatea cursei de retragere (mișcare inversă). În acest caz, atunci când este comprimat, amortizorul transmite mai puține șocuri de la denivelări către caroserie, iar atunci când este întins, „ține” roata să nu o lovească pe drum.
Amortizoarele de frecare (mecanice) în cel mai simplu caz sunt o pereche de frecare cu o forță de compresie fixă. Este posibilă o construcție cu rezistență proporțională cu mișcarea, cu o forță reglabilă operațional etc.. O proprietate evidentă a amortizoarelor de frecare este că rezistența lor nu depinde de viteza de deplasare a pârghiei. Prin urmare, sunt literalmente amortizoare , deoarece îndeplinesc doar una dintre funcțiile indicate în definiția unui amortizor - amortizarea vibrațiilor. Avantaje - simplitate și întreținere relativă, cerințe reduse pentru prelucrarea pieselor, condiții de funcționare, rezistență la deteriorări minore. Dezavantajele fundamentale sunt uzura ireparabila a suprafetelor de frecare si prezenta unei anumite forte de rupere , care nu poate fi eliminata fara a complica mecanica. Ca urmare, acest tip de amortizoare nu a fost folosit pe mașini de mult timp, rămânând doar pe mostre individuale de echipament militar. Tot la vehiculele ușoare și/sau cu viteză redusă (mopede, tractoare etc.), rolul unui amortizor de frecare poate fi jucat de frecarea între piesele suspensiei.
Una dintre cele mai populare structuri de absorbție a șocurilor de frecare din mașinile vechi este un arc cu lamelă , care a combinat funcțiile unui element elastic și ale unui amortizor, care funcționează datorită frecării reciproce a foilor de arc.
Amortizoarele hidraulice sunt cele mai utilizate. La amortizoarele hidraulice, forța de rezistență depinde de viteza tijei. Lichidul de lucru este uleiul (este, de asemenea, un lubrifiant). Principiul amortizorului este în mișcarea alternativă a pistonului amortizorului, pistonul deplasează uleiul prin supapa de bypass dintr-o cameră în alta, transformând energia mecanică în energie termică.
Rigiditatea amortizoarelor depinde de setarea inițială a supapelor de bypass (pentru amortizoarele pentru utilizare în masă, setarea inițială este stabilită de producător o dată din fabrică pentru întreaga perioadă de funcționare; în amortizoarele pentru scopuri sportive, rigiditatea poate fi reglată de utilizator), vâscozitatea inițială a lichidului (ulei) și temperatura ambiantă, care afectează vâscozitatea amortizorului.lichide (uleiuri).
Amortizoarele hidraulice sunt împărțite în mai multe subspecii:
Boost de gaz, de regulă, are un efect redus asupra rigidității amortizorului de șoc, dar crește semnificativ stabilitatea performanței la sarcini grele datorită mai puține spume de ulei; În condusul zilnic, diferența este complet imperceptibilă.
Pârghii hidrauliceÎn anii 1930, amortizoarele cu frecare au început să cedeze treptat locul amortizoarelor hidraulice, dar acestea din urmă semănau puțin cu amortizoarele telescopice familiare șoferilor moderni.
Primele amortizoare hidraulice (îng. model cu palete rotative ; în literatura internă a acelor ani - „tip rotativ” sau „lamă”) au fost fabricate conform brevetului Maurice Houdaille (Maurice Houdaille; pronunție americană - „Slim”) , primit de către el în jurul anului 1906, dar pe atunci a rămas nerevendicat. Erau un corp cilindric plin cu ulei, în interiorul căruia se învârtea pe o osie o roată cu patru lame. Găurile calibrate din lame (pe modelele ulterioare - găuri cu supape) au creat rezistență la fluxul de fluid care apare atunci când axa este rotită, oferind astfel amortizare. Caroseria unui astfel de amortizor a fost montată fix pe cadrul mașinii și a fost pusă o pârghie pe axa care ieșea din acesta, conectată pivotant la piesele suspensiei. Prin schimbarea manetei, a fost posibilă reglarea rigidității amortizorului. Ulterior, designul amortizoarelor de acest tip a fost îmbunătățit, a apărut controlul de la distanță al rigidității din habitaclu, care a fost util pe drumurile proaste de atunci. Cu toate acestea, în general, acest design a fost caracterizat de o eficiență scăzută și a fost dificil de fabricat din cauza necesității de a asigura o potrivire foarte precisă a pieselor amortizoarelor între ele și, de asemenea, era practic nereparabil chiar și într-un atelier echipat. Cu toate acestea, Ford le-a folosit pe mașinile lor până la sfârșitul anilor 1940. Dintre mașinile autohtone, acestea au fost folosite pe GAZ-A .
Ceva mai târziu au apărut amortizoarele de tip piston hidraulic cu pârghie, în care pârghia, prin intermediul unui mecanism cu came sau manivelă, punea în mișcare un piston (în amortizoarele cu acțiune simplă) sau pistoane (cu dublă acțiune), care au creat un curgerea fluidului, iar amortizarea a fost asigurată de supape instalate în corpul amortizorului care au rezistat fluidului de preaplin dintr-o cavitate în alta. Astfel de amortizoare au făcut posibilă reglarea forțelor de compresie și rebound într-o gamă largă prin înlocuirea supapelor care erau de obicei instalate pe corpul lor din exterior, în spatele dopurilor cu șurub. Deci, la toate mașinile GAZ postbelice cu amortizoare cu pârghie, amortizoarele din spate aveau un design identic, dar diferă doar în supape (adică, setări) și pârghii concepute pentru diferite configurații de suspensie. După introducerea suspensiilor față independente cu dublu braț la mijlocul anilor 1930, astfel de amortizoare au fost adesea încorporate în brațele lor superioare.
Alături de aceasta, amortizoarele cu pârghie cu piston au avut și anumite dezavantaje, în primul rând, un cost relativ ridicat din cauza consumului mare de metal și a necesității de prelucrare de înaltă precizie pentru fabricarea multor componente, în special, o pereche cilindru-piston. În plus, din cauza etanșării imperfecte a osiilor, au existat scurgeri frecvente de fluid de lucru de la amortizoarele uzate, care, totuși, nu le dezactivau instantaneu și erau de obicei corectate prin înlocuirea etanșării. Cu excepția lucrărilor elementare de înlocuire a garniturilor și supapelor, amortizoarele cu pârghie-piston erau practic nereparabile în afara fabricii din cauza preciziei înalte de fabricare a multor piese, chiar și dezasamblarea lor completă fără prea mare nevoie de acest lucru a fost considerată extrem de nedorită.
La sfârșitul anilor 1930, acestea au început să fie înlocuite treptat cu amortizoare tubulare de așa-numitul „tip de aeronave” apropiate de cele moderne, care erau mai ieftine și mai avansate din punct de vedere tehnologic la fabricare și, de asemenea, aveau o stabilitate mai mare a performanței la conducerea la înălțime. viteza datorita capacitatii lor mai bune de a disipa caldura. Cu toate acestea, pârghiile au rămas populare în primul deceniu postbelic și au fost folosite pe unele mașini până în anii 1960. În prezent, amortizoarele cu pârghie se găsesc numai în suspensiile vehiculelor blindate: de exemplu, pe tancurile T-55 , T-62 și T-72 se folosesc amortizoare cu pârghie de tip cu lame (rotative), în principal datorită lor. compactitatea și posibilitatea unei dispoziții destul de libere față de alte părți ale suspensiei [4] .
Conductă dublă hidraulicăUn amortizor cu două tuburi este format din două tuburi coaxiale (unul într-unul), al căror exterior este un corp, cel interior este umplut cu un fluid de lucru și un piston cu supape se mișcă în el. Spațiul dintre țevi este umplut cu o sursă de lichid pentru răcire și compensarea scurgerilor, precum și cu aer - pentru a compensa modificările de volum (expansiunea termică a lichidului și intrarea-ieșire a tijei).
Sunt folosite în suspensia mașinilor pentru o mișcare calmă și măsurată, fără viraje bruște și frânare. Proiectat pentru a funcționa în condiții bune de drum.
În sporturile cu motor, amortizoarele cu tub dublu nu sunt utilizate, deoarece nu îndeplinesc cerințele de reducere a maselor nesurate , stabilitatea, fiabilitatea și durata de viață în condițiile evenimentelor sportive. Singura excepție este, probabil, drifting -ul , unde pot fi folosite amortizoare cu două tuburi cu presiune crescută a gazului de compensare (aproximativ 6-8 atmosfere ), deoarece competițiile se desfășoară doar pe suprafețe de drum foarte uniforme și cu viteze reduse.
Avantaje:
Defecte:
Sunt o conductă plină cu un fluid de lucru în care se mișcă un piston cu supape. Pentru a compensa modificările volumului fluidului de lucru (temperatura și intrarea-ieșire a tijei), „partea inferioară” a cilindrului este umplută cu gaz, separat de fluidul de lucru printr-un piston-deflector plutitor. Presiunea gazului, de regulă, este de aproximativ 18-25 atmosfere (pentru a îmbunătăți caracteristicile fluidului de lucru în timpul încălzirii și pentru a elimina probabilitatea de cavitație ).
Avantaje:
Caracteristicile sunt foarte stabile datorită faptului că gazul de compensare "F" este separat de lichid prin pistonul plutitor "E" și efectul de spumare a fluidului de lucru (ulei) în timpul funcționării este complet absent ; din cauza presiunii ridicate a gazului și, ca urmare, a lichidului din acest design, cavitația nu apare nici măcar sub sarcini ultra-înalte (raliu, condus off-road etc.)
Defecte:
Amortizor, a cărui substanță activă este gazul. Mișcarea alternativă a tijei amortizorului este împiedicată de munca de ocolire a gazului dintr-o cameră în alta printr-o gaură mică, dar există opțiuni cu o cameră din care aerul iese în atmosferă prin găurile restrictive și înapoi într-un astfel de design destul de des nu există sigilii, datorită simplității (și, prin urmare, ieftinității) este popular în mașinile de spălat. Dar, conform tehnologiei de producție și logic, toate sunt benzină. Amortizoarele cu acest design nu sunt instalate pe mașinile de serie.
Gas-oil sau amortizor oleopneumatic, a cărui substanță activă este atât petrol, cât și gaz. Uleiul funcționează, gazul elimină formarea de spumă.
Amortizoare care generează energie din vibrațiile unei suspensii de automobile [5] . Principiul de funcționare al sistemului este recuperarea energiei din funcționarea suspensiei, iar apoi returnarea acestei energie la sistemul electric al mașinii [6] și reîncărcarea bateriei pe cheltuiala acesteia [7] .
Datorită amortizoarelor reglabile, șoferul poate alege modul de funcționare al suspensiei mașinii , adesea între sportiv, confortabil și intermediar. Cele mai comune sunt următoarele variante ale amortizoarelor reglabile:
Sistem adaptativ hidromecanic cu supapă suplimentarăDatorită unei supape suplimentare în care se află lichidul, devine posibilă reglarea rigidității suspensiei mașinii . În funcție de frecvența de vibrație a suspensiei, supapa se deschide, permițând lichidului să pătrundă în amortizor, oferind o călătorie mai lină, iar în cazul conducerii pe o cale normală plană, suspensia își menține rigiditatea, ceea ce permite mașinii să nu se rostogolească. în colţuri. [opt]
Reglarea cu electrovalve de bypassSenzorii încorporați, care primesc un semnal atât de la șofer, cât și în modul automat adaptiv, schimbă secțiunea supapei datorită solenoidului intern [9] , făcând amortizorul mai dur sau mai moale.
Aplicarea fluidului magnetoreologicIdeea se bazează pe proprietățile unui fluid magnetoreologic, o soluție coloidală de particule feromagnetice din ulei. Sub influența unui câmp magnetic, vâscozitatea unui astfel de lichid se modifică fără probleme. [10] Sistemul include un electromagnet, care se află în piston și acţionează mecanismul acționând asupra lichidului. În comparație cu alte suspensii adaptive similare, acest design permite nu numai obținerea de performanțe mai mari, dar și protejează sistemul de supraîncălzire, ceea ce îmbunătățește calitatea suspensiei în ansamblu.
Abordarea atribuirii unui amortizor în diferite școli de automobile poate fi determinată într-o oarecare măsură de numele care îi este dat. De exemplu, germana. Dämpfer - amortizor de vibrații ( amortizor ), ing. Amortizor - amortizor.
În construcția tancurilor , principiul de funcționare al amortizoarelor telescopice germane din al Doilea Război Mondial (tancuri Pz.III , Pz.V , Pz.VI ) și amortizorul de frecare al Leopard-2 modern nu prevede absorbția de șocuri din partea lor. Primele sunt cu acțiune simplă asupra mișcării inverse a rolei, adică atunci când sunt lovite în timpul mișcării înainte a rolei, practic nu funcționează, rezistența acestuia din urmă nu depinde de viteza rolei, prin urmare , la impact, amortizorul va absorbi aproximativ aceeași cantitate de energie ca atunci când rola se mișcă lent cu aceeași cantitate. Britanicii au folosit în principal amortizoare hidraulice cu dublă acțiune ( tancuri Crusider , Cromwell , Valentine ), a căror rezistență depinde de viteza rolei și crește de multe ori la impact, de unde și denumirea de „amortizor”.
În aviație , amortizoarele puternice sunt utilizate pe trenul de aterizare a aeronavelor . Sarcina lor (precum și sarcina întregii structuri a șasiului) este similară cu amortizoarele din mașini - pentru a atenua supraîncărcările în contact cu acoperirea pistei în timpul aterizării, astfel încât sarcinile de pe nodurile aeronavei să nu depășească cele admisibile în timpul unei aterizare normală și, de asemenea, pentru ca în cazuri de urgență să fie posibilă o aterizare sigură pentru oameni atunci când se depășește greutatea maximă la aterizare până la greutatea maximă la decolare.
Amortizoarele de pe trenul de aterizare ale aproape tuturor aeronavelor moderne sunt construite pe principiul unui arc cu gaz - elementul elastic dintr-un astfel de amortizor nu este un arc mecanic, ci azot tehnic încărcat (pompat în cavitatea amortizorului) dintr-un cisternă cu azot la sol, sub o presiune strict definită, în funcție de greutatea la decolare a aeronavei pentru o anumită plecare și temperatura ambiantă. Se folosesc amortizoare cu o singură cameră, cu două și chiar trei camere.
În transportul feroviar , disiparea energiei trebuie efectuată atât în direcția verticală, orizontală transversală și orizontală longitudinală în raport cu deplasarea. Amortizoarele din primele două direcții sunt de obicei ulei uzat și sunt instalate la un unghi de 45 de grade între planurile vertical și orizontal transversal la mișcare. Adică, un amortizor amortizează energia în două direcții. Amortizoarele longitudinale ale materialului rulant feroviar se numesc angrenajul de tracțiune al unui cuplaj automat. Dispozitivele de tiraj fac diferența între tipurile de marfă și de pasageri. Angrenajele de tracțiune de tip sarcină se disting prin clasele T0, T1, T2, T3 - în funcție de energia pe care o absoarbe (50 kJ - prima și 190 kJ - ultima) și celelalte caracteristici tehnice descrise în OST-32-175- 2001 .
În construcțiile navale , pentru a proteja împotriva vibrațiilor și a șocurilor echipamentelor, se folosesc amortizoare cauciuc-metal AKSS (amortizoare sudate montate pe navă cu asigurare). Amortizorul AKSS este un produs cauciuc-metal constând dintr-un suport metalic, o bară de transport și o bară de sprijin, care sunt interconectate printr-o matrice de cauciuc vulcanizat. Amortizoarele de frânghie sunt utilizate în construcțiile navale pentru a proteja împotriva vibrațiilor și a șocurilor panourilor și consolelor electrice.
| Șasiul rezervorului | ||
|---|---|---|
| mișcător de omizi |
| |
| Suspensie |
| |