За качеството на амортисьорите

СКОК-СКОК - И ПОД МОСТА!

Възможно ли е, без да прибягвате до услугите на специалисти, по външни признаци да се уверите, че амортисьорите работят? Без да дава директни рецепти (ще разберете причината), Виктор СЛЕСАРЕВ ще проведе разговор за това.

Нашият шофьор, както знаете, законът не е писан. Безстрашно завинтвайки амортисьорите ZAZ към Toyota, той го "реже" така, че японците никога не са мечтали ... И все пак тези, които разбират колко е важно колата да остане упорито на пътя, стават все повече и повече. Нестабилността при висока скорост е недопустима, така че здравето на амортисьорите - и тяхното съответствие с конкретен модел автомобил! - е от особено значение. Уважаващият себе си шофьор трябва да може да забележи навреме симптомите на своите "болести", за които ще говорим тук.

Без да навлизате в тънкости, не забравяйте, че течността в цилиндъра на амортисьора не позволява на буталото да се движи свободно, което го принуждава от една кухина в друга чрез хидравлични устройства, които създават съпротивление. Последното е толкова по-голямо, колкото по-висока е скоростта на буталото, тоест колкото по-голяма е неравността на пътя или колкото по-голяма е скоростта, с която го преодолявате. Енергията на трептенията се превръща в топлина (амортисьорът се нагрява) - разсейва се в околната среда.

Ориз. 1. Устойчивост на амортисьора при отскок и компресия: 1 - "мек" амортисьор; 2 - "твърд".

Амортисьорът работи както при еднократен удар върху машината, така и при вибрации. Съпротивление възниква както по време на компресия, така и по време на отскок, но пружината на окачването също се съпротивлява на компресията, така че съпротивлението на компресия обикновено се прави по-малко от съпротивлението на отскок (фиг. 1). Дизайнът на амортисьора "задава" формата на криви 1 или 2, тоест неговата цел. Амортисьорите с повишена устойчивост се наричат твърди(въпреки че нямат много общо с това как работи пружината). С тях колата е по-подходяща за лоши пътища, но по-малко удобна.

„Народният“ метод за проверка на амортисьорите е прост: разклащане на каросерията на автомобила, гледане на движението му нагоре и надолу. Тялото не трябва лесно да се поддава на вашите усилия (фиг. 2, а, б, в). Затихването на процеса може да се види на фиг. 2, г. При "слаби" амортисьори автомобилът може да направи два или повече цикъла на трептене, които са сред най-ниските честоти - 1-2 Hz за различните автомобили. Такива флуктуации се провокират от дълги "вълни" на пътната настилка при определени скорости (фиг. 3). Съвпадението на честотата на принудителните и собствените трептения не е нищо друго освен резонанс. Това е опасно явление: ако колебанията не бъдат предотвратени, те нарастват бързо. (Малко дете лесно може да залюлее голяма люлка!) Колата се люлее много, може да се удари в картера на двигателя, скоростната кутия и т.н. - дори да се преобърне.

Ориз. 2. Общоприетият метод за "проверка" на амортисьори: a, b, c - режими на вибрации на тялото; d - естеството на движението на тялото: 1 - с изправни амортисьори; 2 - за неизправни.

Амортисьорите обаче трябва да гасят не само нискочестотни вибрации, но и редица други. По този начин "неподрессорената маса" (колелото и пряко свързаните с него елементи на окачване, кормилно управление и т.н.) може да осцилира спрямо тялото и пътя с резонанс с честота около 12-15 Hz.

Ориз. 3. "Галопиране" на автомобила на дълги вълни на покритие.

Когато колелата, преодолявайки съпротивлението на пружините, започнат да отскачат от пътя, за страничните сили е лесно да нарушат устойчивостта на посоката на автомобила - например да предизвикат поднасяне (вж. ЗР, 1996, No 1). Класически примеритакива сили - инерция при завой, страничен вятър, напречен наклон на пътното платно. Но дори и на права магистрала със стара, неравна настилка, колата се разхожда настрани, трябва да се "хване", дори и да няма резонанс. Колата може да бъде изключително нестабилна в други ситуации. Ето примери.

Представете си колело с обиколка на протектора 1,8 м. При скорост 18 m/s и голям статичен дисбаланс, той разклаща колата с честота 10 Hz, при 36 m/s - 20 Hz и т.н. закон (фиг. 4, крива 1). А при резонанс с честота 12 Hz, треперенето при съответната скорост (21,6 m/s) се усеща и при изправни амортисьори (крива 2). Криви 3 и 4 показват "ефекта" на посредствен и изобщо неработещ демпфер. Комбинацията от небалансирани колела и амортисьори, която често срещаме, е неприемлива: стабилността и управлението на автомобила рязко се влошават. Друг резултат от разклащането (много е казано за това) е повреда на машината от умора.

Ориз. Фиг. 4. Колебания на статично небалансирано колело с промяна на скоростта на движение (резонанс при честота 12 Hz): 1 - зависимост на амплитудата от скоростта при условно отсъствие на резонанс; 2 - с работещ амортисьор; 3 - с частична загуба на ефективност; 4 - с неизправен.

Ами ако колелото вече не е кръгло след удара? В движение предизвиква колебания, дори и да е идеално балансиран. Не трябва да опростяваме връзката между формата на колелото и неговия баланс - това са различни неща. И резултатът от отклоненията е същият.

Ориз. 5. Възбуждане на вибрации чрез облицовъчни плочи.

Следващ пример. На пътна настилка от двуметрови плочи (фиг. 5) същата резонансна честота от 12 Hz вече ще бъде възбудена при скорост 24 m/s. Това означава, че трептения с тази честота могат да бъдат възбудени с различни скорости както от пътя, така и от колелата - но те винаги са толкова по-силни, колкото по-зле работят амортисьорите.

Дефектите на нашите пътища са известни със своето разнообразие, тук шофьорът не трябва да скучае. Нека добавим тук и техните сезонни промени - и става ясно, че българският шофьор е истински герой ... Така че в много случаи дефектът под формата на "прално табло" е опасен. (Самата му поява върху вчерашния равен асфалт е достойна за специални изследвания! В крайна сметка това е едно от последствията от работата на хиляди автомобили с неизправности в окачването.) Ако „мивното табло“ е късо и скоростта на автомобила е далеч от резонансна, това само ще го разклати (фиг. 6). И на дълга "дъска" с резонансна скорост треперенето бързо се увеличава, колата губи стабилност, плъзгайки се настрани дори от малка странична сила. По-добре намалете тук. Защо не се увеличи? Колкото по-високо е, толкова повече колелото бие на неравности - и може да отскочи от покритието дори извън "границите" на резонанса. (Внимание: ако колата е оборудвана с ABS, спирайте особено внимателно тук! Системата, реагирайки "логично" на отскачането на колелата, може да намали спирането до нула.)

Ориз. 6. Движението на автомобил с неизправен амортисьор на "мивно табло".

Ориз. 7. Затихващи трептения на колелото след скок от перваза.

Нека да отбележим и други дефекти на нашите пътища. На фиг. 7 - единичен удар. След удара, както при всеки силен тласък отвън, се наблюдават сложни затихващи вибрации - тела на окачване, показани на фиг. 2, а същевременно и неподрессорена маса - между пътя и купето (фиг. 4, 5, 6…). Дори безрезонансни явления, колелото след "скока" може да направи няколко силни отскока, провокирайки нестабилността на автомобила и вече споменатото отклонение настрани.

Ориз. 8. Това създава странична сила, която дестабилизира колата.

Един наивен автомобилен ентусиаст веднъж попита: защо вертикално натискане изхвърля колата настрани? Причините за това са различни, но ги обединява едно нещо: в момента на "кацане" реакциите на пътя, действащ върху автомобила, могат да бъдат асиметрични. И така, на "Жигули" напречният прът на задното окачване кара задната ос да се измества настрани при скачане ... Но дори и строго "симетрична" кола, подскачаща на дупки, би изпитала удари отстрани. Нека обясним това (фиг. 8).

Представете си моментна „снимка“ на силите, действащи, когато дясното колело (с дефектен амортисьор) отскочи, а лявото удари ръба на неравност. Страничната реакция на пътя Z - в зависимост от скоростта на движение, силата на удара и наклона на повърхността - достига стотици килограми! И въпреки че работи за част от секундата, натискането встрани е доста осезаемо. С една дума, с лоши амортисьори, дори след един удар колата може опасно да се отклони от курса.

Ами добрите? В този случай дясното колело (фиг. 8) няма да трепти във въздуха, а ще се търкаля по пътя. Неговата реакция би балансирала напълно или частично силата Z, улеснявайки задачата му за водача.

Ориз. 9. Картина на вибрации на неподрессорени маси и окачване на разбит път.

Всяка комбинация от неравности е възможна по нашите пътища. Сблъсъкът с всеки от тях е придружен от колебания на нересорни маси, които често нямат време да избледнеят преди сблъсък със следващия (фиг. 9). Тук дори липсата на резонанс е малка утеха: с неефективни амортисьори постоянните отскоци на колелата от покритието правят шофиранетоколата е неприятна и опасна. Знаейки това, друг автомобилист веднага купува и монтира "твърди" амортисьори - но, отървавайки се от люлеенето на колата, той придобива "комфорт", като количка. И в допълнение - повишени динамични натоварвания на много части на автомобила. Освен това, в този случай, по време на отскок, колелото, "задържащо се" във въздуха, не следва добре вдлъбнатините на настилката (фиг. 10, а). Прекомерното съпротивление на отскок се превръща в разделяне на колелата - то сякаш повтаря общата "балистика" на колата при скок. С правилния избор на устойчивост на отскок, колелото следва профила на долината в повечето случаи. Но не винаги. При слизане от перваза (фиг. 10, b), дори и с идеален амортисьор, краткото разделяне е неизбежно. Но сравнете го с амортисьор с прекомерно съпротивление! С други думи търсенето на подходящи амортисьори – в зависимост от предназначението на автомобила, характера на пътищата, характера на собственика и т.н. - деликатен въпрос ... Какво понякога трябва да правим (например, ЗР, 1998, N 1).

Ориз. Фиг. 10. Поведение на колелото по време на преминаването на гладка вълна (а) и изпъкналостта на покритието (б): 1 - правилната работа на амортисьора по време на преминаването на отскок; 2 - прекомерно съпротивление на отскок.

И така, колко надеждни са резултатите от проверката по метода "замахна - погледна"? Те дават само груба представа за "възможностите" на амортисьора - при най-ниските честоти. Възможно е да се оцени неговата пригодност за всякакви режими на шофиране само на специално диагностично оборудване. По-често, уви, на собствен (понякога тъжен) опит.