== Ни один амортизатор не бывает «чисто газовым», но дело даже не в этом. Повальное увлечение «тюнингом» отечественных машин, вызванное, в определенной степени, наличием на рынке огромного выбора качественных, а чаще — некачественных запчастей, позволяющих, как кажется, значительно повысить кондиции машины, часто приводит к серьезным разочарованиям. В первую очередь, это объясняется обыкновенным непониманием автомобилистами назначения того или иного «усовершенствования», незнанием последствий модернизации, погоней за некоей «модой» по принципу «а вот у него…».  Например, карбюраторы Солекс 073 по 120 долларов за штуку, представляют из себя несколько доработанные стандартные карбюраторы ( увеличенные диффузоры, жиклеры) еще недавно применяемые в раллийных и кольцевых машинах. Надежность такого «прибора», возможно и повышается, но неизбежно ведет к увеличению потребления топлива (только не спорьте — больше «дырка» для бензина — больше его льется!) при крайне незначительном улучшении мощностных параметров мотора. То же касается и распредвалов с расширенными фазами, кованых поршней, увеличенных клапанов и т.д. — даже если предположить, что все это «засунуто» в мотор «по уму», с учетом технологии «зарядки» двигателя, то такой «тюнинг» неизбежно ведет к снижению ресурса двигателя, повышению расхода бензина и убыстрению износа других деталей машины… Единственным убедительным доводом в пользу такого «тюнинга» является четкое представление его смысла — еcли некоторое улучшение характеристик машины является для владельца более существенным, чем долговечность — тогда это как-то оправдано. == То же самое касается и амортизаторов. Не секрет, что те же «родные» ВАЗовские стойки (особенно передние) оставляют, мягко говоря, желать лучшего по качеству исполнения. В этом плане их замена «после смерти» на куда более «живучие» несет явно выраженную смысловую нагрузку. Учитывая, что множество фирм давно приспособилось к нашему рынку и выпускает изрядный набор довольно качественных «картриджей» и амортизаторов и стоек «в сборе», то вопрос — Koni, Monroe, Boge, Bilstein, Sachs или та же Плаза — вопрос больше цены, чем характеристик. При условии, что изделия, опять-таки выпущены на серьезном заводе, выбор определяется избитой формулой — «дороже стойка — выше качество». Плаза в данном случае стоит особняком, так как является отечественным товаром и имеет, соответственно, более низкую цену по сравнению с аналогами, но, к сожалению, и вопрос качества производимой продукции, стоит соответственно. Вместе с тем, существует и другой подход к «тюнингу» подвески… == Главным вопросом, будоражущим умы «изобретателей велосипеда» является жесткость машины.  И хотя она — результат еще и жесткости пружин (и даже кузова!), но, действительно, амортизаторы (особенно — «обратного» и «двойного» срабатывания) играют существенную роль в изменеии данной характеристики. К сожалению, многие владельцы отечественных машин твердо убеждены, что «чем жестче — тем лучше»… При этом не учитываются два обстоятельства.Второе. Излишнее увлечение сверхжесткими пружинами и амортизаторами не может пройти бесследно для общего состояния машины. В частности, у переднеприводных отечественных машин это приводит к преждевременному износу подшипников стоек и других элементов подвески, а также к деформации и даже трещинам передних и задних «колодцев», мест креплений задней балки, поэтому использование их без соответствующих усилителей чревато «кузовными» последствиями.  == «Улучшать» машину можно, но делать это стоит только с учетом всех привходящих обстоятельств, а не в ущерб другим компонентам автомобиля или ухудшению его управляемости. По материалам Eulex’а
|
||||||||
Электронно-управляемые амортизаторы: для чего они нужны и как работают
dvizhok.su
От истоков
Как говорит технический словарь, амортизатор — это демпфирующий элемент, предназначенный для гашения колебаний. В автомобиле — колебаний кузова, вызванных работой упругих элементов подвески: листовых рессор или пружин.
Необходимость демпфирования подвески стала очевидна уже создателям первых автомобилей, и на самой заре автомобилестроения были сконструированы первые амортизаторы. Это были полностью механические конструкции, в виде двух соединенных рычагов, у которых в месте сопряжения располагался пакет из сжатых пружинами круглых дисков (как в сцеплении), которые проворачивались относительно друг-друга и гасили раскачку кузова. Такая система существует и по сей день на различных образцах военной техники, но на автомобилях с конца 20-х — начала 30-х годов появляются и начинают применяться гидравлические амортизаторы, которые, постоянно подвергаясь различным конструктивным изменениям и доработкам, дожили и до настоящего времени.
На сегодняшний день в автомобилестроении используется пять основных конструктивных типов амортизаторов. Это классический двухтрубный гидравлический (он же «масляный»), однотрубный гидравлический с газовым подпором (он же «газовый»), а также двухтрубный «газовый», «газо-масляный» (действующим веществом здесь является как масло, так и газ), и однотрубный «газовый» с выносной камерой.
Как говорится, есть из чего выбирать — и автоконструкторам, и автовладельцам-«тюнингистам». Но остается одно «но»…
Два полюса проблемы
Такое свойство подвески как «жесткость» задается комбинацией упругих элементов (пружин) и амортизаторов, а также отчасти механических демпферов — сайлентблоков. (Пневматические подвески в данном материале рассматривать не будем — это тема для отдельного разговора.) Всегда упругость пружин и жесткость амортизаторов подбираются совместно. В зависимости от класса автомобиля, подвеска может быть сконструирована как более «мягкая» или более «жесткая», получив весь набор присущих своему типу достоинств и недостатков.
«Мягкая» подвеска хорошо поглощает дорожный рельеф, обеспечивая плавность и комфорт езды, но проигрывает «жесткой» при скоростном маневрировании и при разгоне-торможении. «Жесткая», в свою очередь, лучше показывает себя на скоростях на ровном асфальте, здесь меньше кренов и раскачки кузова, «приседаний» и «клевков» при резком разгоне и торможении, но уступает «мягкой» в комфорте на неровной дороге, передавая на кузов толчки от каждой ямки.
Немалую роль играет и загруженность автомобиля, в зависимости от которой изменяется и работа подвески
Не случайно так развит рынок различных «тюнинговых» пружин и амортизаторов, позволяющих доработать штатную подвеску под свой вкус. Но в серийных автомобилях конструкторы вынуждены искать компромисс между комфортом и управляемостью, «мягкостью» и «жесткостью» подвески. Только возможно ли вообще соединить этих антагонистов в одной подвеске и угодить всем — и степенному буржуа, неспешно едущему с семьей за город, и молодому «драйверу», желающему прописывать скоростные виражи на хайвеях?
Электронное решение
Так как жесткость подвески определяют два элемента — пружины и амортизаторы, то варьировать ее можно либо изменяя упругость пружин, либо жесткость амортизаторов. Но поскольку человечество пока не научилось управлять свойствами металлов, то конструкторы взялись за амортизатор.
Изменять его жесткость можно тремя способами: варьировать сечение перепускных отверстий, через которое перекачивается масло, изменять вязкость самой рабочей жидкости, варьировать давление газового подпора.
По такому принципу всегда разрабатывались и обычные амортизаторы, но они получали заданные свойства «раз и навсегда» и изменять их было невозможно. Были предложены варианты механических систем подстройки жесткости (они доступны и теперь в качестве «тюнинговых»), но для изменения режимов здесь требуется остановка автомобиля и ручная регулировка, и ни о какой гибкости, широкой вариативности, автоматическом и комфортном управлении тут речи нет. А ведь условия движения, дорожный рельеф, по которому перемещается автомобиль, могут меняться очень быстро! И здесь на помощь пришла электроника.
Заметим, что в мире автостроения электронно-управляемые амортизаторы давно не являются новинкой и начали серийно применяться с начала нулевых годов. Поначалу такие элементы были доступны только на автомобилях премиум-класса, однако к настоящему времени, как и все высокотехнологичные изделия, электронно-управляемые амортизаторы постепенно «демократизировались», становясь все более доступными и находя применение на массовых моделях среднего ценового сегмента.
На сегодняшний день электронно-управляемые амортизаторы есть в портфолио у многих брендов с мировым именем, таких как Bilstein, Delphi, Kayaba, Koni, Monroe и др. Кстати интересно, что создавая «электронные амортизаторы», разные производители выбирают для управления им один из трех параметров, задающих характеристики и работают именно с ним.
Одним из последних автомобилей российского рынка, получившим электронно-управляемые амортизаторы, стал новый Skoda Superb. Тест-драйв этой модели можно прочитать ЗДЕСЬ.
Например, компания Delphi решила пойти путем изменения вязкости рабочей жидкости, разработав технологию MRC (Magnetic Ride Control — магнитный контроль перемещения). Здесь в амортизатор заправляется особая магнито-реологическая жидкость, способная менять свою вязкость под воздействием электромагнитного поля, которое генерирует встроенный в поршень амортизатора электромагнит, управляемый через контроллер. Такая система обеспечивает самую широкую вариативность, плавность и скорость реакции, при этом технически очень проста и надежна, поскольку не имеет ни компрессоров, ни сервоприводов, ни систем клапанов.
За подобными амортизаторами конструкторы прочат будущее, однако пока что не удается решить вопрос ресурса магнитной жидкости и ее довольно высокой стоимости.
Другую технологию разрабатывают конструкторы Monroe (один из брендов компании Tenneco). Здесь используется система управления жесткостью посредством изменения перепускания рабочей жидкости в амортизаторе, которая регулируется изменяющим сопротивление электромагнитным клапаном. Он управляется либо вручную водителем, выбирающим соответствующий режим в автомобиле, либо автоматически электронными «мозгами» автомобиля, получающим сигналы от группы датчиков, на основе которого рассчитывает и посылает свой командный сигнал на клапан. Информация с датчиков приходит с частотой 500 сигналов в секунду, благодаря чему реакция подвески оказывается практически мгновенной.
Такая система, получившая фирменное название CVSA, на сегодняшний день имеет уже несколько разновидностей, отличающихся по конструкции и функциональности.
Наиболее простым вариантом выступает однотрубный или двухтрубный амортизатор с двумя режимами работы клапана, позволяющий выбрать для подвески «комфортный» или «спортивный» режим. Это может быть сделано как вручную переключением кнопки в салоне, либо автоматически.
Больше возможностей и больше режимов настройки предлагают «семейства» CVSAe — система с внешним гибридным клапаном и трехтрубным амортизатором, CVSAi – постоянно регулируемая подвеска с внутренним гибридным клапаном и однотрубным или двухтрубным амортизатором и CVSA2 – с двойными клапанами и однотрубным амортизатором. Вершиной линейки выступают «семейства» CVSA2/Kinetic с однотрубными амортизаторами, где к двойному клапану добавлена функция управления креном, а также ACOCAR – полностью активная система с однотрубными амортизаторами, обеспечивающая, как заявляет производитель, полный контроль положения кузова. При этом, обе системы, CVSA2/Kinetic и ACOCAR позволяют исключить из подвески поперечную балку, уменьшив тем самым массу автомобиля.
Каков итог?
На горизонте у электронно-управляемых амортизаторов, очевидно, только светлое будущее и прогресс. Ведь все, что делает нашу жизнь комфортнее и безопаснее, всегда получает развитие. Трудно представить себе, что вдруг остановится распространение автоматических трансмиссий, застопорится оснащаемость климат-контролем и мультимедиа, инженеры бросят работу над системами безопасности. Список можно продолжать и в него входят электронно-управляемые амортизаторы.
Жесткость и демпфирование: это то, что инженеры должны учитывать при настройке муфты
20 июля 2016 г. – Время чтения: 3 мин.
Жесткость описывает способность тела сопротивляться упругой деформации. Передача мощности была бы невозможна без жесткости. Однако есть события, которые не следует передавать, например пики крутящего момента и ударные нагрузки. Чтобы система выдерживала такие нагрузки, ее демпфируют. Перед инженерами стоит задача настроить жесткость и демпфирование вибрационной системы таким образом, чтобы обеспечить надежную работу, по существу, без пиковых нагрузок.
Важным, но часто недооцениваемым разделом инженерной механики является теория колебаний. В этом контексте жесткость (также называемая жесткостью пружины) и демпфирование являются двумя важными физическими величинами. Жесткость определяется как способность тела сопротивляться упругой деформации. В зависимости от направления нагрузки различают жесткость на растяжение/сжатие/изгиб и жесткость на кручение/пружину. Помимо направления нагрузки, жесткость также зависит от материала и формы компонента, то есть от геометрии.
Расчет жесткости в зависимости от сложности компонента и свойств материала
Изменение жесткости колебательной системы повлияет на собственную частоту и изменит период времени одного колебания (см. рис. 1).
Рис. 1: Влияние различных жесткостей на период вибрации.
Для материалов с простой геометрией (таких как стержневые элементы) и материалов с линейным поведением в сечениях жесткость можно рассчитать с помощью определенных формул.
Для более сложных компонентов и нелинейного поведения материала (как для эластомеров) жесткость определяется с использованием более сложных методов расчета и очень часто с помощью моделирования методом конечных элементов .
Демпфирование зависит исключительно от материала
В отличие от жесткости, демпфирование является характеристикой материала, на которую, как правило, не может влиять форма или форма компонента. Демпфирование описывает энергию, рассеиваемую вибрирующей системой (в основном в виде тепла), и вызывает уменьшение амплитуды вибрации с течением времени (см. рис. 2).
Рис. 2: Влияние различных демпфирования на скорость затухания вибрации
Проблема, создаваемая вибрациями в неравномерных приводах
В отличие от приводов с однородными кривыми крутящего момента (например, электродвигатели), приводные линии, оснащенные двигателями внутреннего сгорания (такими как поршневые двигатели), подвержены неравномерным кривым крутящего момента с периодическое возбуждение и динамически наложенные амплитуды, которые создают значительную нагрузку на компоненты.
Такие «динамические возмущения» возникают в виде крутильных колебаний в трансмиссии. Причиной этого является периодическое возбуждение из-за газовых и массовых сил, возникающих в процессе горения/воспламенения. Дизельный двигатель, например, не отдает мощность устойчиво в течение одного оборота коленчатого вала. Неустойчивые кривые крутящего момента отдельных цилиндров поршневого двигателя накладываются друг на друга с их последовательностью зажигания и, возможно, нерегулярными интервалами зажигания и создают периодически действующее возбуждение, которое вызывает крутильные колебания коленчатого вала.
Резонансную проблему следует ожидать, если система периодически возбуждается с частотой, совпадающей с частотой системы, так называемой собственной частотой. Это приведет к тому, что амплитуда вибрации будет увеличиваться все больше и больше. Система раскачивается: она находится в резонансе.
Если частота этого возбуждения совпадает с одной из собственных частот системы, говорят о резонансе.
В этом случае амплитуды колебаний больше не могут демпфироваться, вместо этого они становятся все больше и больше.
Приводы с неравномерными кривыми крутящего момента, поэтому предъявляют высокие требования к жесткости и демпфированию. Для удовлетворения этих требований используются крутильные упругие муфты, уравновешивающие амплитуды крутильных колебаний и крутящие ударные нагрузки.
Системы, не настроенные динамически, подвержены повреждениям и поломкам. Отказы возникают, если пики крутящего момента или ударная нагрузка крутящего момента нагружают систему или ее части выше допустимых значений. Результатом могут быть серьезные дефекты материала, такие как изломы и трещины, или даже чрезмерное истирание, ведущее к преждевременному износу.
Только при оптимальной настройке динамического поведения всей карданной передачи, а это включает в себя предотвращение резонансов в рабочем диапазоне, гашение вибраций и моментных ударных нагрузок, а также компенсацию геометрических несоосностей, надежную и высокоэффективную обеспечивается производительность работы системы, а это, в свою очередь, увеличивает срок службы всей установки.
Глоссарий
Жесткость
Жесткость — это термин, используемый в инженерной механике. Он описывает сопротивление материала упругой деформации, вызванной внешним источником, таким как сила или крутящий момент.
Прочность
Жесткость не следует путать с прочностью. Прочность, например предел прочности при растяжении, является предельным значением, используемым для определения способности материала сопротивляться разрушению. Взаимозависимости между прочностью и жесткостью нет.
Резонанс
Если вибрационная система периодически возбуждается, вибрации будут нарастать. Это явление называется резонансом. Условие: частота возбудителя и системы одинакова или почти одинакова.
трение — Разница между жесткостью и демпфированием?
спросил
Изменено 5 лет, 6 месяцев назад
Просмотрено 13 тысяч раз
$\begingroup$
Я понимаю жесткость как степень, в которой объект (например, массивная пружина) сопротивляется деформации от приложенной силы, или жесткость объекта.
А под демпфированием я понимаю диссипативные свойства объекта/системы (например, массивной пружины) при циклическом напряжении. В контексте пружины/осциллятора демпфирование — это то, что заставляет пружину в конечном итоге прекратить колебания.
Но я не понимаю реальной разницы между ними. Разве жесткость пружины не может объяснить ее демпфирование? Почему нет?
- трение
- пружина
- эластичность
- рассеивание
$\endgroup$
2
$\begingroup$
Итак, если известна пружина с жесткостью $k$, можно ли предсказать, какую диссипативную силу будет оказывать пружина при растяжении?
Ответ «Нет», потому что они зависят от разных вещей.
Жесткость зависит от эластичности связей между атомами/молекулами, из которых состоит пружина, а демпфирование зависит от постоянного искажения связей, которые (просто) не связаны между собой.