Амортизатор в амортизаторе – скоро и на вашей машине: вот зачем это нужно

Зачем автомобильные компании начинают устанавливать в амортизаторы дополнительные мини-амортизаторы?

Подвеска хоть и достаточно технологичный, во многом продуманный и уравновешенный элемент транспортного средства, в сложных условиях ему приходится несладко. Одно из самых тяжелых испытаний – так называемый пробой подвески, когда нагрузка доходит до пика и просто неспособна быть «переварена», погашена, переходя на кузов автомобиля. От неминуемого повреждения при максимальном резком сжатии подвески защищает на вид невзрачная, но важная деталь – упругий элемент, полиуретановый ограничитель хода сжатия (называйте его, как хотите).

Причина пробоя обычно сводится к одному – попадание в дорожную неровность на большой скорости. При этом вы почувствуете сильный удар, и, возможно, наступят нижеследующие последствия:
повреждение стоек, повреждение шаровых шарниров, возможно повреждение креплений элементов кузова, ну и напоследок, безусловно, достанется и амортизаторам.

Но весь этот букет проблем появится как минимум не сразу, или вообще их можно избежать благодаря тем самым упругим элементам.

Что такое ограничитель хода сжатия?

Итак, исходная информация такова: классические упругие элементы – это резиновые части, которые препятствуют полному закрытию/схлопыванию труб амортизатора после удара на большой неровности.

Но прогресс в автомобилестроении не стоит на месте, похоже, скоро мы увидим новый тип ограничителей хода подвески. Уже сегодня разработаны и вводятся в эксплуатацию новые, гораздо более совершенные гидравлические ограничители.

Откуда пришла идея гидравлических буферов отбоя?

Подвески автомобилей сконструированы таким образом, чтобы во время езды возникало как можно меньше ситуаций, при которых должны срабатывать эти самые ограничители. Для этого необходимо выбрать демпфирующую силу амортизатора, чтобы предотвратить подобный сценарий развития ситуации.

К сожалению, это, конечно, навязывает определенный компромисс, что, в свою очередь, накладывает ограничения на комфортность подвески.

Инженеры решили эту проблему много лет назад, но большой ценой. Причем цену эту всегда платит конечный пользователь. Они придумали так называемый адаптивный амортизатор, в котором демпфирующий элемент может подстраиваться (адаптироваться) к изменяющимся условиям езды, изменяя усилие, в зависимости от состояния дорожного покрытия. То есть в определенных условиях делая подвеску мягче, в других – тверже за очень короткое время.

В целом система работает, но, к сожалению, это достаточно сложное и дорогое решение, требующее установки, по сути, двух типов амортизаторов для одного транспортного средства, разработку дополнительной электрической установки, сенсоров, датчиков и так далее, и тому подобное. Оказывается, всю эту тему можно упростить.

Гидравлические ограничители, то есть амортизатор в амортизаторе

Теперь представьте, что вместо резиновых упругих элементов установлены небольшие дополнительные гидравлические амортизаторы. Они имеют большее демпфирующее усилие, чем обычная резина, поэтому могут выдерживать значительно более высокую нагрузку, а благодаря своей гидравлической конструкции они амортизируют сильные удары мягче и эффективнее своего полиуретанового «дедушки».

В отличие от классических механических ограничителей, которые поглощают энергию, но также отдают ее часть обратно, гидравлический ограничитель поглощает всю энергию, тем самым предотвращая эффект отскока.

Данный немаловажный нюанс позволяет выставлять более мягкие рабочие характеристики амортизаторов, которые при высоких нагрузках будут чаще достигать ограничителя, поскольку его конструкция это позволяет. Результат? Повышенный комфорт при езде по мелким и средним неровностям, которые встречаются чаще всего. С другой стороны, попадание в крупную яму при таких настройках будет ощущаться мягче.

На самом деле ничего нового

Мы не знаем, когда это решение начало использоваться впервые (точных данных в Сети не нашли), но его популярность в качестве дополнительного элемента подвески известна в течение многих лет при экстремальном использовании на спортивных внедорожниках.

В профессиональной среде их называют «Bump Stops». Неудивительно, что они используются на внедорожниках – у них подвеска «заканчивается» гораздо чаще и гораздо сильнее подвержена пробоям, чем на легковых автомобилях.

«Громче» всех на эту тему заявили в Renault во время премьеры нового Renault Megane RS. Однако не инженеры Renault были первопроходцами – подобное решение использовалось ранее в Peugeot 308 GTi (тоже спортивный вариант), но именно люди из Renault Sport уделили больше всего внимания его презентации.

Посмотрите принцип работы гидравлических ограничителей хода на Renault Megane RS на видео:

И вновь французы. Citroën пошел еще дальше и использовал два гидравлических ограничителя

Чуть ранее другой французский автопроизводитель – Citroën – объявил, что их ставшая классикой гидропневматическая подвеска будет заменена инновационной механической подвеской с сопоставимым комфортом использования. Программа была названа Citroën Advanced Comfort. Теперь мы знаем, о чем именно шла речь.

Citroën в сотрудничестве с фирмой KYB создал систему двойного гидравлического ограничителя хода, состоящую не только из гидравлических поглотителей энергии пробоя, но и небольших пружин, размещенных внутри корпуса амортизатора. Систему назвали «прогрессивной гидравлической подушкой».

Гидравлические упоры размещены на обоих концах амортизатора, один из которых отвечает за рабочий диапазон, близкий к полному сжатию, а другой – за диапазон, близкий к отскоку (полное растяжение). В результате весь рабочий ход амортизатора отслеживается на всех трех этапах работы.

Смысл работы следующий:
При движении по обычной дороге типичные неровности амортизируются традиционной системой – амортизатором, который благодаря двум гидравлическим упорам может быть настроен на низкое демпфирующее усилие (быть очень мягким). В результате пассажиры Citroen на себе почувствуют, что в большинстве случаев они управляют особенно комфортным автомобилем.

В предельных диапазонах – после попадания в большую яму или удара о кочку на дороге, – когда рабочий диапазон амортизатора заканчивается, гидравлические ограничители вступают в работу, беря на себя самые сильные нагрузки.

Посмотрите, как работает прогрессивная гидравлическая система в автомобилях Citroën:

К видео выше предлагаем расширенный комментарий непосредственно от производителя KYB:
Принцип действия ограничителя основан на усиленном элементе, выполненном из пластика, который расположен в рабочем цилиндре амортизатора, который через деформацию определяет рабочее пространство гидравлического ограничителя отбоя.
 
Когда шайба ограничителя контактирует с пластиковым элементом, создается новая масляная камера, что означает – масло может выйти из камеры только через специальное отверстие. Этот контролируемый поток масла создает гидравлическое усилие, которое можно настроить с помощью регулировки открытия элемента.
 
Аналогичный принцип используется для гидравлического ограничителя сжатия.
Применение гидравлического ограничителя сжатия позволяет производителю автомобиля упростить конструкции других элементов подвески, а также уменьшить вес других элементов конструкции из-за меньшей на них нагрузки.

Гидравлические отбойники – это будущее?

На наш взгляд – да, потому что уже сейчас на дорогах очень много внедорожников и кроссоверов, которые, как правило, должны быть удобными не только на асфальте, но и на бездорожье, где чаще происходит пробой подвески и амортизатора. Уже сейчас подобная система используется не только в кроссоверах Citroën, но и в Ford Fiesta Active.

С другой стороны, от спортивных автомобилей требуется значительно больше комфорта, чем раньше. Хот-хэтчи используются в качестве автомобилей на каждый день, обеспечивая наилучшую производительность, но не теряя своего практического предназначения.

Из-за снижения расходов, а также потенциала этого решения гидравлические блоки отбоя смогут постепенно заменить адаптивные амортизаторы. Результатом этого перехода являются упомянутые два автомобиля – Renault Megane R. S. и Peugeot 308 GTI. Говорят, эти спортивные машины действительно комфортны даже на больших неровностях.

Источник