Вакуумная подушка двигателя принцип работы

Гидроопора двигателя: как устроена, как её диагностировать и можно ли ремонтировать?

Редкий современный мотор не опирается под капотом на гидравлические подушки, дабы минимально беспокоить своими вибрациями водителя и пассажиров. Чем хороши такие опоры, когда они появилась в автопроме, как эволюционируют и… когда исчезнут?

То, что колеблющиеся детали механизма нужно виброизолировать от неподвижных, было ясно еще древним римлянам, который аж в первом веке до нашей эры догадались подвесить «кузов» повозки к шасси с колесами на ремнях из толстой амортизирующей кожи. В автомобилестроении резиновые демпферы для установки двигателя на шасси внедрил Уолтер Крайслер в конце 20-х годов прошлого столетия – изначально для моделей Plymouth. Виброизоляция была хорошим конкурентным преимуществом, поэтому технологии даже придумали маркетинговое название Floating power. В Европе пионером внедрения резиновых демпферов стал Ситроен, который купил права на технологию у Chrysler для внедрения её в конструкцию Traction Avant.

Резиновая подушка крепления двигателя долгие десятилетия оставалась одной из самых консервативных деталей любого автомобиля, а ее эволюции были крайне малозаметны. И в наши дни по дорогам ездит все еще немало машин (УАЗы, Волги, Москвичи), чьи опорные подушки моторов представляют собой простейший монолитный резиновый брусок или диск.

В принципе, для того, чтобы вибрации двигателя не разрушали стальной каркас кузова и не вызывали хронической морской болезни у водителя, этих примитивных резиновых «чурок» вполне достаточно. Однако рост требований к комфорту внутри автомобиля породил некоторое их развитие – инженеры играли с формой демпферов, делали сэндвичи из резины разной упругости, включали в структуру стальные пружины. Это дало свои плоды – опоры стали работать в более широком диапазоне колебаний и нагрузок: на разных по силе и направлению нагрузках в работу включались разные элементы резиновых модулей, обеспечивая, когда надо, повышенную эластичность или, наоборот, повышенную жесткость:

Однако в середине 80-х годов ХХ века европейские автопроизводители начали внедрять в свои модели резино-гидравлические опоры двигателей. Так, одним из первых автомобилей, примеривших гидроопору, был Mercedes-Benz W124. В отличие от чисто резиновых, они демпфировали колебания в более широком диапазоне частот и амплитуд, действуя по принципу амортизатора – гася вибрации за счет сопротивления жидкости, продавливаемой через калиброванные дросселирующие отверстия.

Никакой революции в автопроме резино-гидравлические опоры не вызвали – к периоду их появления инженеры давно научились хорошо просчитывать обычные резиновые подушки под конкретные двигатели с их особенностями распределения колебаний и вибраций, и работали они весьма эффективно. Но конструкции с гидравликой несколько более точно настраивались под характеристики двигателя, чем чисто резиновые. Одну резино-гидравлическую опору на двигатель (реже две) стали ставить, перераспределяя на нее нагрузки так, чтобы улучшить демпфирование и продлить жизнь соседним опорам с обычной структурой, из простой резины.

Устройство и диагностика​

Устройство гидравлической части опоры двигателя несложное. Внутри нее, под основным несущим резиновым упором (как у опоры без гидравлики), имеются две расположенные одна над другой камеры-отсека, заполненные жидкостью. Камеры разделены резиновой демпфирующей стенкой-мембраной, но также они сообщаются между собой через небольшое отверстие – дросселирующий переток. На малых амплитудах вибраций колебаниям сопротивляется мембрана, на больших – вступает в работу канал-переток. В сущности, у такой опоры имеется два «поддиапазона», в которых она проявляет разные демпфирующие характеристики.

Несмотря на то, что жидкость в вышедшей из строя опоре обычно черная от резиновой пыли, гидравлическая часть опоры редко страдает от физического износа – как правило, первым сдается резиновый блок, теряя с возрастом упругость из-за частичных отслоений от металла, микроразрывов и трещин.

Важно понимать, что жидкость и вообще вся гидравлическая часть в резино-гидравлической опоре играет все же не ведущую роль, а вспомогательную. Массу двигателя, как в случае с обычными резиновыми опорами, держит мощный упругий резиновый элемент. И если жидкость по какой-то причине покинет опору (что иногда случается из-за прорыва эластичного дна или из-за утечки по завальцовке частей корпуса), то катастрофы не произойдет – разве что повысится уровень вибраций по кузову. И не факт, что даже во всем диапазоне оборотов – обычно дефект заметнее на холостых.

Читайте также:  Если поднять давление масла в двигателе

Однако затягивать с заменой опоры все же не стоит – усилившаяся амплитуда раскачки двигателя заставляет его при запуске или наборе оборотов под нагрузкой биться о неподвижные элементы подкапотного пространства, от чего могут пострадать разные патрубки, шланги, провода. Да и остальные, обычно еще вполне живые, опоры начинают интенсивно изнашиваться после смерти ведущей, гидравлической.

Если взять опору за рабочую часть (ту, к которой прикручивается кронштейн, соединяющий ее с двигателем) и покачать (за опору в чистом виде или за сам двигатель непосредственно), то ее «гидравлическую сущность» вы никак не ощутите – только обычную резиновую упругость. Поэтому визуально неисправности в резино-гидравлической подушке обычно невозможно обнаружить. Ну, за исключением случаев откровенно текущей из нее жидкости… И новая опора, и убитая отвечают определенной упругостью на приложенное вручную усилие – без опыта или хотя бы сравнения с аналогичной машиной с заведомо исправной опорой найти проблему в одиночку сложно для неспециалиста, хотя опытный механик делает это легко.

Поэтому для диагностики исправности подушки в гаражных условиях требуется понаблюдать за поведением опоры в условиях, приближенных к рабочим, когда помощник газует под нагрузкой (включение режима «D» или легкое приотпускание сцепления на ручнике). Контролируется амплитуда раскачки двигателя и возможное касание центральным осевым крепежом опоры ее обоймы (корпуса), что недопустимо:

Ремонт резино-гидравлических опор не практикуется. Они неразборные и запчастей к ним в продаже нет. Хотя существует гаражная практика замены опор на похожие (не будем употреблять термин «аналогичные») от других моделей и даже марок машин. У опор переделывают крепления – пересверливают отверстия, изготавливают переходные пластины и т.п.

В принципе, при использовании опор от другой машины с двигателем сопоставимой мощности и массы подобные ухищрения в целом работоспособны и допустимы от безысходности. Разве что крайне нежелательно использовать на продольно расположенных моторах подушки от поперечно расположенных, и наоборот – нагрузки на сдвиг и сдавливание у них рассчитаны совершенно по-разному, и работают такие опоры при нештатной установке некорректно – либо не гасят вибрации, либо быстро разрушаются.

Пик развития и… грядущее исчезновение

При создании некоторых моделей авто высокого класса инженеры пошли еще дальше, добавив к резино-гидравлической опоре систему из двух-трех клапанов, управляемых по команде электроники импульсами тока, вакуумом или подводимым извне давлением масла в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель. В частности, подобная конструкция применяется на Lexus RX с 1998 года.

20 лет спустя внедрили опоры с бесступенчато-изменяемыми характеристиками – с ферромагнитной жидкостью и катушкой, создающей магнитное поле, которое меняет вязкость – тут пионером стал Porsche 911 GT3 2010 года. Оправданность таких радикальных усложнений в далеко не самом функционально важном узле машины – вопрос дискуссионный, но в некоторых случаях навороченные конструкции однозначно обоснованы. Например, в автомобилях, двигатели которых оснащаются системой отключения части цилиндров и скачкообразно меняют свои вибрационно-резонансные характеристики. Активные опоры могут менять свою упругость импульсно, с высокой частотой – синхронно с вибрацией двигателя, но в противофазе к ней – и гасить колебания, как наушники с шумоподавлением гасят внешний шум.

Интересно, что исследования в области разработки подобных активных гидроопор (с ферромагнитной жидкостью и синхронизацией изменения ее свойств с источником вибраций в реальном времени) проводились и в СССР с 80-х годов ХХ века – в частности, в Институте машиноведения им. Благонравова Российской академии наук. Правда, в отечественном автопроме ничего из тех разработок так и не было реализовано – системы активного подавления вибраций применялись в промышленности, в энергетике, в станкостроении.

Читайте также:  Двигатель не ровно работает на больших оборотах

Впрочем, наиболее сложные и дорогостоящие управляемые опоры автомобильных двигателей, похоже, достигли своего пика развития. И не потому, что идеи для более продвинутых решений исчерпаны, а по причине грядущего вытеснения двигателей внутреннего сгорания электрическими. В эпоху электромобилей сложным управляемым опорам с плавно изменяемыми характеристиками придется уйти в прошлое, поскольку идеально сбалансированный ротор электромотора не порождает такого количества разнонаправленных сил инерции первого и второго порядков и моментов от них, как классические ДВС, в которых движутся поршни, шатуны и коленвал.

Источник

Подвеска двигателя с гидроопорами

Силовой агрегат крепится к кузову на эластичных опорах. Они поглощают вибрации, чтобы те не передавались на кузов и не становились источниками неприятного шума в салоне. Кроме того, опоры защищают мотор от резких ударов, когда машина движется по неровной дороге.
Наиболее распространенный и дешевый вариант – резинометаллические опоры. Название говорит само за себя: две пластины и резиновая проставка между ними. Иногда для большей жесткости внутри подушек устанавливают пружины, а для смягчения ударов – буферы. Такие довольно простые элементы эффективно гасят колебания далеко не во всем рабочем диапазоне двигателя.
Более гибко реагируют на изменение оборотов гидравлические опоры. На минимальных оборотах для эффективного гашения колебаний подушка должна быть мягкой. С ростом оборотов при движении автомобиля увеличивается амплитуда колебаний – в этом случае надо, чтобы подвеска двигателя стала жестче.
Принципом действия гидроопора напоминает обычные амортизаторы. Колебания гасит рабочая жидкость, перетекающая из одной камеры в другую. Они заполнены пропиленгликолем (в народе – антифриз). При малых перемещениях силового агрегата (работа мотора на холостом ходу) колебания сглаживает подвижная мембрана – мягкая опора демпфирует вибрации двигателя, передаваемые на кузов.
Растут обороты коленвала и скорость – вместе с ними увеличивается и амплитуда колебаний. Мембрана уже не справляется с возросшей нагрузкой, и в работу вступает дроссельное устройство. Под давлением жидкость через его каналы перетекает из верхней камеры в нижнюю – жесткость и энергоемкость опоры увеличиваются.

Принцип работы современной гидроопоры с механическим управлением:

а) на холостом ходу, опора мягкая:
1 – нижняя (расширительная) камера;
2 – дросселирующий канал;
3 – верхняя (рабочая) камера;
4 – подвижная мембрана;
5 – корпус гидроопоры;
6 – канал демпфирующей жидкости.

б) в движении, опора жесткая:
в движении, опора жесткая

Гидроопоры для каждой модели двигателя настраивают отдельно. Рабочую характеристику задают, изменяя диаметр и длину канала дросселирующего устройства. Существуют варианты «подушек» с электронным контролем, они сложнее по конструкции, зато быстрее реагируют на изменения режимов.
Для примера возьмем опоры с электровакуумным приводом. Блок управления двигателем получает информацию с датчика положения коленвала, учитывает скорость автомобиля и подает питание на электромагнитный клапан трубопровода, идущего от впускного коллектора к опоре. Появившееся разрежение вытягивает мембрану демпфера и открывает канал, по которому жидкость перетекает из верхней камеры в нижнюю – в этом случае подушка мягкая.
Поднялись обороты двигателя, автомобиль тронулся с места – электроника перекрывает вакуумный канал и соединяет его с атмосферой. Разрежение в опоре падает, под действием атмосферного давления мембрана поднимается вверх и запирает отверстие между верхней и нижней камерами. Единственный оставшийся у жидкости путь – через спиральные каналы дросселирующего устройства. При этом сопротивление растет, соответственно жесткость подушки увеличивается, что позволяет эффективно противостоять вибрациям большей амплитуды – например, при движении по неровной дороге.

Принцип работы гидроопоры с электронным управлением:

а) на холостом ходу, опора мягкая:
1 – мембрана демпфера;
2 – нижняя (расширительная) камера;
3– дросселирующий канал;
4 – верхняя (рабочая) камера;
5– корпус гидроопоры;
6– спиральный канал дроссельного устройства;
7 – штуцер для подачи разрежения.

б) в движении, опора жесткая:
в движении, опора жесткая

Читайте также:  Плата регулировки оборотов двигателя tda 1085

Существует аналогичная конструкция с электронным управлением, но без вакуумной магистрали. На минимальных оборотах канал, соединяющий воздушную полость подушки с атмосферой, открыт. При колебаниях силового агрегата рабочая жидкость свободно перетекает из верхней камеры в полость над воздушным каналом и обратно. При этом мембрана легко прогибается и вытесняет излишки воздуха наружу. При движении электромагнитный клапан перекрывает канал, соединяющий воздушную полость с атмосферой. Резиновая мембрана воздушной камеры перестает прогибаться, и жидкость начинает просачиваться из верхней в нижнюю полости через дросселирующее устройство.

Источник

Основные признаки износа и диагностика подушек двигателя

Чтобы решить проблему с вибрацией мотора, сделав управление автомобиля более комфортным, коробка передач и двигатель крепятся к кузову через специальные эластичные опоры подушки. Со временем отмечается износ таких подушек, что приводит к появлению заметной вибрации, вынуждая автовладельца как можно скорее обращаться в сервис и выполнять соответствующие ремонтные работы. Поговорим поподробнее о типичных признаках неисправностей и износа подушек двигателя.

Особенности подушек двигателя

Наибольшее распространение сегодня получили универсальные в использовании резинометаллические опоры, которые работают по принципу сайлентблоков в подвеске. Наличие упругого элемента позволяет обеспечить демпфер при скручивании и вибрации, а металлические элементы гарантируют прочность и долговечность таких опор.

На отдельные автомобили устанавливают регулируемые гидравлические подушки, которые используют принцип амортизаторов. Они имеют внутри специальную рабочую жидкость, которая перетекает из камеры в камеру, предупреждая тем самым появление вибрации. Недостатком таких гидравлических опор является их высокая стоимость.

Признаки износа подушек

Основным признаком износа подушек является сильная вибрация, которая от двигателя передается на кузов. В особенности она отмечается при разгоне, а также во время работы двигателя на холостых оборотах. При серьезном износе также может отмечаться биение рычага передач, что свидетельствует о существенном износе опор двигателя и коробки.

На малой скорости в особенности при движении под горку из-под капота может доноситься характерный металлический звук, который отличается от звуков из подвески. Это звук раскачивающегося на изношенных опорах двигателя, причём энергия мотора такова, что может показаться, что под капотом располагается тяжёлый подвешенный посторонний предмет.

Если открыть капот и осмотреть мотор, то может показаться, что двигатель словно завалился на одну из сторон. Это объясняется тем, что подушки двигателя с одной из сторон изношены больше, чем с другой стороны, а мотор теряет свою первоначальную геометрию крепления.

Диагностика состояния подушек двигателя

Самостоятельная диагностика состояния подушек двигателя не представляет особой сложности, необходимо открыть капот и попытаться вручную или же используя рычаг сместить двигатель. Если заметно, что мотор проседает или начинает заваливаться на одну из сторон, то подобное свидетельствует о повреждении подушек, которые потребуется заменить.

При наличии таких неисправностей силовой агрегат приподнимают на специальных подвесах, меняют подушки на новые, после чего фиксируют двигатель и коробку передач. Самостоятельно выполнить такой ремонт затруднительно, так как необходимо иметь соответствующие подъемники, которыми можно зафиксировать и приподнять двигатель, чтобы поменять изношенные подушки.

В качестве профилактики следует поддерживать исправное техническое состояние подвески, не допускать попадания на прорезиненные опоры масла или антифриза. В подобном случае такие подушки прослужат вам максимально долго, а автовладельцу не потребуется каждые 100 тысяч километров пробега ехать в сервис и выполнять дорогостоящий ремонт двигателя.

Подведём итоги

В процессе эксплуатации автомобиля может отмечаться износ подушек-опор двигателя, в результате чего на кузов передается вибрация от мотора, что в свою очередь существенно ухудшает комфорт управления автомобилем. Если появилась такая вибрация или посторонние стуки двигателя, мотор визуально словно завален и смещён в одну из сторон, то в подобном случае необходимо обращаться в сервис и выполнять грамотный ремонт автомобиля.

Существенный износ подушек двигателя приводит к появлению выраженной дрожи двигателя, мотор может проседать в подкапотном пространстве, требуя незамедлительного ремонта и восстановления автомобиля.

Источник

Adblock
detector