En stötdämpare (genom franska amortir - "försvaga, mjukna", från latin amortisatio - "försvaga" [1] [2] ), eller tryckmoderator [3] - en anordning för att dämpa vibrationer ( dämpning ) och absorbera stötar och stötar av rörliga element (fjädring, hjul), såväl som själva fordonets kaross, genom att omvandla den mekaniska rörelseenergin (vibrationer) till värme.
Stötdämpare används tillsammans med elastiska element fjädrar eller fjädrar , torsionsstänger , kuddar för att dämpa fria vibrationer av stora massor och förhindra höga relativa hastigheter av mindre massor sammankopplade med elastiska element.
Den utåt liknande hydrauliska rörstötdämparen och gasfjädern bör inte förväxlas . De senare finns också ofta inom bilteknik och vardagsliv, men de har ett annat syfte (nämligen skapandet av en tryckkraft på stammen, till exempel för att hålla motorhuven eller bagageluckan på en bil i öppet läge) .
Med en stötdämpare av denna typ är motståndet under kursen som motsvarar kompressionen av upphängningen försumbar, och den huvudsakliga absorptionen av energi sker under returen. Tack vare detta ger de en något mjukare körning, men eftersom gupparna i vägen och hastigheten ökar hinner inte fjädringen återgå till sitt ursprungliga läge innan nästa aktivering. Detta leder till haverier och tvingar föraren att sakta ner. I och med tillkomsten av dubbelverkande stötdämpare runt 1930, föll entaktsdesignen gradvis ur bruk.
Vändbar stötdämpareEn stötdämpare som verkar (fungerar) i två riktningar, det vill säga att stötdämparen absorberar energi när stången rör sig åt båda hållen, men överför dock en del av stötkraften till kroppen under ett rakt slag. En sådan stötdämparkonstruktion är mer effektiv än en enkelsidig stötdämpare i den meningen att den kan byggas med hänsyn till den nödvändiga kompromissen mellan körning och fordonsstabilitet på vägen. För höghastighetsbilar är mer "hårda" inställningar typiska, för bekväma personbilar - mer "mjuka", där det mesta av stötdämparens arbete faller på "rebound".
På motorfordon är effektiviteten av stötdämparens kompressionsslag (kompression, hjulkollision med ett hinder) som regel mindre än effektiviteten av returslaget (omvänd rörelse). I det här fallet, när den är komprimerad, överför stötdämparen mindre stötar från stötar till kroppen, och när den sträcks "håller" den hjulet från att träffa det på vägen.
Friktions (mekaniska) stötdämpare är i det enklaste fallet ett gnidningspar med en fast kompressionskraft. En konstruktion med motstånd proportionell mot rörelse, med operativt justerbar kraft etc. En uppenbar egenskap hos friktionsdämpare är att deras motstånd inte beror på spakens rörelsehastighet. Därför är de bokstavligen dämpare , eftersom de bara utför en av funktionerna som anges i definitionen av en stötdämpare - vibrationsdämpning. Fördelar - enkelhet och relativ underhållsbarhet, minskade krav på bearbetning av delar, driftsförhållanden, motståndskraft mot mindre skador. De grundläggande nackdelarna är det irreparabela slitaget av gnidningsytor och närvaron av viss brottkraft , som inte kan elimineras utan att komplicera mekaniken. Som ett resultat har denna typ av stötdämpare inte använts på bilar på länge, utan endast kvar på enskilda prover av militär utrustning. Även i lätta och/eller låghastighetsfordon (mopeder, traktorer, etc.) kan rollen som en friktionsdämpare spelas av friktion mellan fjädringsdelar.
En av de mest populära friktionsstötdämpande strukturerna i gamla bilar är en bladfjäder , som kombinerade funktionerna hos ett elastiskt element och en dämpare, som fungerar på grund av fjäderplåtarnas ömsesidiga friktion.
Hydrauliska stötdämpare är de mest använda. I hydrauliska stötdämpare beror motståndskraften på stavens hastighet. Arbetsvätskan är olja (det är också ett smörjmedel). Principen för stötdämparen är i stötdämparkolvens fram- och återgående rörelse, kolven förskjuter olja genom bypassventilen från en kammare till en annan och omvandlar mekanisk energi till termisk energi.
Stötdämparnas styvhet beror på den initiala inställningen av bypass-ventilerna (för stötdämpare för massbruk ställs initialinställningen in av tillverkaren på fabriken en gång under hela driftperioden; i stötdämpare för sportändamål, styvheten kan justeras av användaren), vätskans (oljans) initiala viskositet och omgivningstemperaturen, vilket påverkar stötdämparens viskositet.vätskor (oljor).
Hydrauliska stötdämpare är indelade i flera underarter:
Gasförstärkning har som regel liten effekt på stötdämparens styvhet, men ökar avsevärt prestandastabiliteten under tunga belastningar på grund av mindre oljeskumning; I vardagskörning är skillnaden helt omärklig.
Hydrauliska spakarPå 1930-talet började friktionsstötdämparna gradvis ge vika för hydrauliska stötdämpare, men de senare påminde inte mycket om de teleskopiska stötdämparna som är bekanta för moderna bilister.
De första hydrauliska stötdämparna (eng. roterande skovelmönster ; i den inhemska litteraturen av dessa år - "roterande typ" eller "bladiga") gjordes enligt patentet Maurice Houdaille (Maurice Houdaille; amerikanskt uttal - "Slim") , erhöll av honom omkring 1906, men förblev vid den tiden outtagna. De var en cylindrisk kropp fylld med olja, inuti vilken ett hjul med fyra blad roterade på en axel. De kalibrerade hålen i bladen (på senare modeller - hål med ventiler) skapade motstånd mot vätskeflödet som uppstår när axeln roteras, vilket ger dämpning. Kroppen på en sådan stötdämpare var fast monterad på bilens ram, och en spak sattes på axeln som kom ut ur den, vridbart ansluten till fjädringsdelarna. Genom att växla spaken var det möjligt att justera stötdämparens styvhet. Därefter förbättrades utformningen av stötdämpare av denna typ, fjärrkontroll av styvheten från passagerarutrymmet dök upp, vilket var användbart på de då dåliga vägarna. Men i allmänhet kännetecknades denna design av låg effektivitet och var svår att tillverka på grund av behovet av att säkerställa en mycket exakt passning av stötdämpardelarna till varandra, och var dessutom praktiskt taget oreparerad även i en utrustad verkstad. Men Ford använde dem på sina bilar fram till slutet av 1940-talet. Av de inhemska bilarna användes de på GAZ-A .
Något senare uppträdde spakhydrauliska stötdämpare av kolvtyp, i vilka spaken med hjälp av en kam- eller vevmekanism satte igång en kolv (i enkelverkande stötdämpare) eller kolvar (dubbelverkande), som skapade en vätskeflöde och dämpning åstadkoms av ventiler installerade i stötdämparkroppen som motstod överströmningsvätska från en kavitet till en annan. Sådana stötdämpare gjorde det möjligt att justera kompressions- och returkrafterna över ett brett område genom att byta ut ventilerna som vanligtvis installerades på deras kropp från utsidan bakom skruvpluggarna. Så på alla efterkrigstidens GAZ-bilar med spakstötdämpare hade de bakre stötdämparna en identisk design, men skilde sig endast i ventiler (det vill säga inställningar) och spakar designade för olika fjädringskonfigurationer. Efter introduktionen av oberoende främre fjädringar med dubbla armar i mitten av 1930-talet byggdes sådana stötdämpare ofta in i deras överarmar.
Tillsammans med detta hade kolvstötdämpare också vissa nackdelar, först och främst en relativt hög kostnad på grund av hög metallförbrukning och behovet av högprecisionsbearbetning för tillverkning av många komponenter, i synnerhet ett cylinder-kolvpar. Dessutom, på grund av ofullständig axeltätning, förekom det frekventa läckor av arbetsvätska från slitna stötdämpare, vilket dock inte avbröt dem omedelbart och vanligtvis korrigerades genom att byta tätningen. Med undantag för elementärt arbete med att byta tätningar och ventiler, var spak-kolvstötdämpare praktiskt taget omöjliga att reparera utanför fabriken på grund av den höga precisionen i tillverkningen av många delar, även att demontera dem helt utan större behov av detta ansågs extremt oönskat.
I slutet av 1930-talet började de gradvis ersättas av rörformade stötdämpare av den så kallade "flygplanstypen" nära de moderna, som var billigare och mer tekniskt avancerade att tillverka, och som dessutom hade större stabilitet i prestanda vid hög körning. hastighet på grund av deras bättre förmåga att avleda värme. Men spakar förblev populära under det första efterkrigsårtiondet och användes på vissa bilar fram till 1960-talet. För närvarande kan spakstötdämpare endast hittas i upphängning av pansarfordon: till exempel på T-55 , T-62 och T-72- tankarna används bladdämpare (roterande) med spak, främst på grund av deras kompakthet och möjlighet till en ganska fri layout i förhållande till andra delar av upphängningen [4] .
Hydrauliskt dubbelrörEn tvårörs stötdämpare består av två koaxiella (en i ett) rör, vars yttre är en kropp, den inre är fylld med en arbetsvätska och en kolv med ventiler rör sig i den. Utrymmet mellan rören är fyllt med tillförsel av vätska för kylning och läckagekompensering, samt luft - för att kompensera för volymförändringar (värmeutvidgning av vätskan och stavens inloppsutlopp).
De används i upphängning av bilar för en lugn och mätt rörelse utan skarpa svängar och inbromsningar. Designad för att fungera under bra vägförhållanden.
Inom motorsport används inte stötdämpare med dubbla rör, eftersom de inte uppfyller kraven för att minska ofjädrade massor , stabilitet, tillförlitlighet och arbetsliv under förhållanden för sportevenemang. Det enda undantaget är kanske drifting , där dubbelrörsstötdämpare med ökat tryck av kompensationsgas (ca 6-8 atmosfärer ) kan användas, eftersom tävlingar endast hålls på mycket jämna vägytor och låga hastigheter.
Fördelar:
Brister:
De är ett rör fyllt med en arbetsvätska i vilken en kolv med ventiler rör sig. För att kompensera för förändringar i arbetsvätskans volym (temperatur och inloppsutlopp på stången) är cylinderns "botten" fylld med gas, separerad från arbetsvätskan med en flytande kolv-baffel. Gastrycket är som regel cirka 18-25 atmosfärer (för att förbättra egenskaperna hos arbetsvätskan under uppvärmning och eliminera sannolikheten för kavitation ).
Fördelar:
Egenskaperna är mycket stabila på grund av det faktum att kompensationsgasen "F" separeras från vätskan av den flytande kolven "E" och effekten av skumning av arbetsvätskan (olja) under drift är helt frånvarande ; på grund av gasens höga tryck och, som ett resultat, vätskan i denna design, uppstår inte kavitation även under ultrahöga belastningar (rally, terrängkörning, etc.)
Brister:
Stötdämpare, vars aktiva substans är gas. Stötdämparstångens fram- och återgående rörelse hindras av arbetet med att kringgå gas från en kammare till en annan genom ett litet hål, men det finns alternativ med en kammare från vilken luft strömmar ut i atmosfären genom de begränsande hålen och tillbaka i en sådan design ganska ofta finns det inga tätningar, på grund av enkelheten (och följaktligen billighet) är det populärt i tvättmaskiner. Men enligt produktionstekniken och logiskt sett är de alla gasolja. Stötdämpare av denna design är inte installerade på produktionsbilar.
Gasolja eller oleopneumatisk stötdämpare, vars aktiva substans är både olja och gas. Olja fungerar, gas eliminerar bildandet av skum.
Stötdämpare som genererar energi från vibrationer i en bilupphängning [5] . Principen för systemets funktion är att återvinna energi från driften av upphängningen och sedan återföra denna energi till bilens elektriska system [6] och ladda batteriet på dess bekostnad [7] .
Tack vare justerbara dämpare kan föraren välja driftsätt för bilens fjädring , ofta mellan sportigt, bekvämt och mellanliggande. De vanligaste är följande varianter av justerbara stötdämpare:
Hydromekaniskt adaptivt system med extra ventilTack vare en extra ventil där vätskan är placerad blir det möjligt att justera styvheten på bilupphängningen . Beroende på fjädringens vibrationsfrekvens öppnas ventilen, släpper in vätska i stötdämparen, vilket ger en mjukare körning, och vid körning på en normal plan bana behåller fjädringen sin styvhet, vilket gör att bilen inte rullar i hörnen. [åtta]
Justering med magnetförbikopplingsventilerInbyggda sensorer, som tar emot en signal både från föraren och i adaptivt automatiskt läge, ändrar ventilsektionen på grund av den interna solenoiden [9] , vilket gör stötdämparen hårdare eller mjukare.
Applicering av magnetoreologisk vätskaIdén bygger på egenskaperna hos en magnetoreologisk vätska, en kolloidal lösning av ferromagnetiska partiklar i olja. Under påverkan av ett magnetfält ändras viskositeten hos en sådan vätska smidigt. [10] Systemet inkluderar en elektromagnet, som är placerad i kolven och aktiverar mekanismen genom att påverka vätskan. I jämförelse med andra liknande adaptiva suspensioner tillåter denna design inte bara att uppnå högre prestanda, utan skyddar också systemet från överhettning, vilket förbättrar kvaliteten på suspensionen som helhet.
Tillvägagångssättet för att tilldela en stötdämpare i olika bilskolor kan till viss del bestämmas av det namn som ges till den. Till exempel tyska. Dämpfer - vibrationsdämpare ( damper ), eng. Stötdämpare - stötdämpare.
Vid tankbyggnad ger funktionsprincipen för tyska teleskopiska stötdämpare från andra världskriget (tankarna Pz.III , Pz.V , Pz.VI ) och friktionsdämparen för den moderna Leopard-2 inte absorption av chocker av dem. De första är enkelverkande på den omvända rörelsen av rullen, det vill säga när de träffas under rullens framåtgående rörelse, fungerar de praktiskt taget inte, motståndet hos den senare beror inte på rullens hastighet, därför , vid stöten kommer stötdämparen att absorbera ungefär samma mängd energi som när välten rör sig långsamt med samma mängd . Britterna använde främst dubbelverkande hydrauliska stötdämpare ( Crusider , Cromwell , Valentine tanks ), vars motstånd beror på vältens hastighet och ökar många gånger vid kollisionen, därav namnet "stötdämpare".
Inom flyget används kraftfulla stötdämpare på flygplanets landningsställ . Deras uppgift (liksom uppgiften för hela chassistrukturen) liknar stötdämpare i bilar - att mildra överbelastningar i kontakt med banans beläggning under landning, så att belastningarna på flygplanets noder inte överstiger de tillåtna under en normal landning, och även så att det i nödfall är möjligt att göra en säker landning för människor vid överskridande av den maximala landningsvikten upp till den maximala startvikten.
Stötdämparna på landningsställen på nästan alla moderna flygplan är byggda på principen om en gasfjäder - det elastiska elementet i en sådan stötdämpare är inte en mekanisk fjäder, utan tekniskt kväve laddat (pumpas in i stötdämparhålan) från en kvävetankfartyg för markflygfält, under ett strikt definierat tryck, beroende på flygplanets startvikt för en given avgång och omgivningstemperatur. Enkammar-, två- och även trekammarstötdämpare används.
Inom järnvägstransporter ska energiavledning ske både i vertikal, horisontell tvärgående och horisontell längdriktning i förhållande till rörelsen. Stötdämpare i de två första riktningarna används vanligtvis olja och installeras i en vinkel på 45 grader mellan vertikala och horisontella plan tvärs rörelsen. Det vill säga en stötdämpare dämpar energi i två riktningar. Längsgående stötdämpare för rullande järnvägsmateriel kallas dragväxeln för en automatisk koppling. Draganordningar skiljer mellan last- och passagerartyper. Kugghjul av lasttyp kännetecknas av klasserna T0, T1, T2, T3 - beroende på energin som den absorberar (50 kJ - den första och 190 kJ - den sista) och dess andra tekniska egenskaper som beskrivs i OST-32-175- 2001 .
Inom skeppsbyggnad , för att skydda mot vibrationer och stötbelastningar av utrustning, används gummi-metall stötdämpare AKSS (fartygsmonterade svetsade stötdämpare med försäkring). AKSS-stötdämparen är en gummi-metallprodukt som består av ett metallfäste, en bärstång och en stödstång, som är sammankopplade av en vulkaniserad gummiuppsättning. Repstötdämpare används inom skeppsbyggnad för att skydda mot vibrationer och stötbelastningar från elektriska paneler och konsoler.
| Chassi på tanken | ||
|---|---|---|
| larvflyttare | ||
| Suspension |
| |