Амортизационная стойка
История изобретения амортизационной стойки
Принято считать, что изобретателем амортизационной стойки был американский автомобильный инженер Эрл МакФерсон, однако есть также версия, что при работе он опирался на разработки итальянца Гвидо Форнаци, строившего подвеску автомобилей Fiat еще в середине двадцатых годов, и, частично, на конструкцию подвески французских автомобилей начала века, выпускавшихся под брендом Cottin-Desgouttes. Конструируя подвеску для Cottin-Desgouttes, французские инженеры ориентировались на разработки Уолтера Кристи, разработавшего схожую конструкцию еще в 1904-м году.
Однако подвеска на амортизационных стойках современной нам конструкции впервые была использована на модели Vedette американского концерна Ford, в котором работал Эрл МакФерсон.
Массовое распространение амортизационные стойки получили в семидесятые, когда удалось улучшить общий конструктив подвески и решить проблему с малым ресурсом самих стоек. В дальнейшем амортизационные стойки стали активно внедрять все производители, так как благодаря их применению конструкция подвески стала значительно проще и дешевле.
В восьмидесятые годы амортизационными стойками оснащались многие автомобили, в том числе, топовых или близких к топовым моделей, такие как Audi 100, Mercedes W124, Opel Senator, все модели BMW. Однако впоследствии потолок возможностей амортизационных стоек был достигнут, и с целью дальнейшего улучшения
управляемости многие фирмы вернулись к подвеске на двойных поперечных рычагах, которыми оснащены, в частности, Audi A4 и A6, Mercedes W210, автомобили BMW начала нового столетия.
Что такое амортизационная стойка
Амортизационная стойка – конструкция, играющая роль одновременно упругого элемента и амортизатора. Верхняя часть стойки крепится к брызговику крыла через подвижный элемент – опорный подшипник, а нижняя – к поворотному кулаку через сайлентблок. Работа верхнего и нижнего подвижных креплений обеспечивают амортизационной стойке подвижность в горизонтальной плоскости, а в вертикальной движение обеспечено телескопическим амортизатором и сжимающейся/разжимающейся пружиной.
Конструкция амортизационной стойки
Центральная часть стойки – автомобильный телескопический амортизатор, газовый или масляный, в зависимости от спецификации завода-изготовителя.
От обычного амортизатора отличается наличием на корпусе площадки, служащей опорой для нижней части упругого элемента – пружины.
Как работает амортизационная стойка
Амортизационная стойка – часть конструкции подвески на поперечных рычагах. Она выполняет роль ограниченно жесткого связующего элемента между кузовом и колесом. Жесткости стойки, в сочетании с удерживающей силой соединенных с ней рычагов, достаточно, чтобы колеса не смещались относительно кузова в горизонтальной плоскости. При этом стойка, имеющая телескопическую конструкцию, позволяет в нужных пределах колесу двигаться вверх и вниз, что дает возможность гасить удары, которые получает колесо.
Плюсы и минусы амортизационной стойки
Безусловный плюс конструкции – ее простота и ремонтопригодность. Для производителя простота означает малые расходы на производство, а для водителя – легкое и своевременное распознание неисправностей и их ограниченное количество. При разрушении опорного подшипника появившиеся звуки легко различимы, поэтому опытный водитель в состоянии определить проблему вскоре после ее возникновения.
Кроме того, между верхней и нижней опорами, к которым крепятся концы стойки, обеспечивает снижение ударных нагрузок на кузов, насколько это возможно при такой конструкции. Это означает, что опорные элементы, особенно, верхний подшипник, разгружены и, при условии качества изготовления, имеют большой ресурс.
Использование подвески на амортизационных стойках подразумевает небольшое количество элементов, остающихся неподрессоренными.
Меньшая масса неподрессоренных частей.
В силу конструкции амортизационная стойка обладает рядом недостатков. Будучи единственным силовым элементом, она принимает на себя всю нагрузку и достаточно часто выходит из строя.
Даже в рабочем состоянии стойка передает немалое усилие на брызговик крыла, выполненный из листовой стали посредством штамповки. Для надежности брызговик приходится усиливать, а значит, усложнять конструкцию и увеличивать вес. При езде по плохим дорогам стойка малодолговечна, так как постоянная вибрация и удары нарушают герметичность амортизатора. Проблема частично решается покупкой «усиленных» (по сути, более качественных амортизаторов), однако они стоят ощутимо дороже.
Интересные факты об амортизационных стойках
Оригинальная разработка Эрла МакФерсона была предназначена для использования как на передней, так и на задней оси автомобиля. Автомобили со стойками Макферсон действительно существовали (к примеру, купе Starion японского концерна Mistubishi), однако гораздо чаще подвеска на стойках ставится только на переднюю ось автомобиля, так как одно из ее основных достоинств – крепление нижней части к поворотному кулаку, что позволяет организовать простое и надежное рулевое управление.
Вскоре после появления амортизационной стойки сотрудники выпускавшего модель Ford Vedette завода во французском городе Пуасси жаловались на сложности, возникшие в процессе освоения новой конструкции и даже пытались отказаться от ее использования.
Сравнительный анализ амортизационных стоек SmartWave и Ёрш. — Виталий Галицкий
На прошедшей весенней выставке впервые вживую увидел амортизационные стойки «SmartWave» от Алексея Пыткина. Спина и *опа сразу вспомнили Рыбинские и Камские скачки. Недолгие переговоры — и в начале сезона опытная большая амортизационная стойка была уже в нашей боевой Волжанке 5.0 ФишПро.Стальная стойка окрашена порошковым полимером. Фурнитура оцинкованная, но, возможно, в серийных образцах будет нержавейка. Сварочные швы аккуратные, детали явно вырезаны с применением плазмореза. Установка стойки стационарная, подразумевает демонтаж опорного стакана стойки сиденья и его опоры.
Волею судеб и необъяснимых случайностей скоро я познакомился еще с одним производителем «облегчителей жизни» водномоторников — Борисом. С небольшими сомнениями (спасибо неизвестному поручителю) он предоставил нам малую стойку «Ерш» с переходниками для облегченного монтажа. В итоге уже с середины сезона она была у нас в лодке и смягчала основание сиденья моего напарника в рыболовных баталиях — Алексея Ермизина.
Многие знают, что такое Северо-восток 12метров вдоль славного города Саратов. Приходилось идти только в полный газ. Иначе слишком медленно.
Поскольку рассматриваем амортизационные стойки – сообщу исходные данные.
Лодка — Волжанка 5.0 ФишПро
Волна — около 0,7- 0,8м
Скорость — 50-60км/ч
И теперь самое важное – ощущения:
« Smart Wave ». Общее ощущение — мягкость. Средние и мелкие волны отрабатывает неплохо – ноги остаются без работы абсолютно, но много остаточных паразитных колебаний, мешающих восприятию информации с мониторов и управлению ними. При перелете «девятого вала» и приходе в следующую волну днищем, а не носовой частью стойка срабатывает до упора, т.е. «пробивает». По рекомендации производителя жесткость амортизатора увеличил на максимум. Ситуация улучшилась и пробои резко сократились, но колебания все же остались.
«Ерш» – достаточно жесткая стойка на средней волне, но при череде прыжков по гребням волн очень здорово гасит удары в позвоночник, не срабатывая до упора. Паразитных колебаний не замечено.
Итак, подведем итог:
|
Характеристики |
SmartWave |
Ерш |
|
Внешний вид |
отлично |
хорошо |
|
Ход стойки |
75-80мм |
60-80мм |
|
Удобство установки |
инструмент |
без инструмента |
|
Амортизация | ||
|
Малая волна 0.1-0.2м |
отлично |
хорошо |
|
Средняя волна 0.2-0.4м |
отлично |
отлично |
|
Большая 0.4-выше |
пробои |
отлично |
|
Остаточные колебания |
удовлетворительно |
отлично |
« SmartWave » — 15000р., «Ерш» — 7500р.
В общем по сравнению с импортными аналогами — вполне подъемная цена.
Помимо испытанных образцов и Алексея и у Бориса большой ассортимент стоек под любые потребности клиента.
С перечнем и тех.характеристиками Вы можете ознакомится на официальных сайтах производств.
Вывод:
однозначно, каждый из этих девайсов помогает сохранить наше здоровье в норме.
Радует, что производители постоянно работают над улучшением конструкций своих изделий, спасибо Вам за это!
Недавно Алексей (SmartWave) представил на испытания новую стойку с двумя амортизаторами.
https://youtu.be/qP9-xWiACpU
Будем испытывать!!!
13.3. Конструктивные схемы амортизационных стоек шасси
Конструктивно амортизатор является связующим звеном между опорой (например, колесом) и конструкцией планера самолета.
Рис. 13.8. Амортизированная стойка телескопической схемы |
В амортизационной стойке телескопической схемы должны быть приняты специальные конструктивные меры для предотвращения разворота колеса под действием сил, возникающих наконтактной площадке 7 колеса при движении самолета.
Так, силаТ трения колеса о поверхность ВПП (рис. 13.8,а) вызовет разворот колеса, поскольку шток 3 может свободно поворачиваться в цилиндре амортизатора
Даже при симметричной установке (рис. 13.8,б,в) колеса или колесной тележки относительно оси а-а нет гарантии, что при движении по неровной поверхности ВПП сила T будет проходить точно через центр контактной площадки 7. Точно так же и горизонтальные боковые силы R
Рис. 13.9. Плечо устойчивости и самоориентация колеса |
в плоскости контактной площадки, возникающие при рулежке самолета или при посадке со сносом или с креном, могут вызвать непреднамеренный разворот колеса относительно оси
Вынос оси вращения колеса (рис. 13.9) относительно оси стойки назад по направлению движения (н. д.) на определенное расстояние l (так называемое плечо устойчивости) исключает непреднамеренный разворот колеса. Начавшийся случайный (например, под действием боковых сил) разворот колеса на угол φ относительно н. д. парируется силами трения T, восстанавливающий момент которых M = Ta относительно оси стойки возвращает колесо в исходное положение по направлению движения. Так происходит самоориентация колеса.
Рис. 13.10. Шлиц-шарнир |
Если самоориентации колеса не требуется, можно удержать колесо от непреднамеренного разворота за счет шлицевого соединения штока с корпусом амортизатора (шлиц-шарнира), показанного на рис. 13.10. Шлицы, образованные на штоке 1 и в отверстии нижней буксы 2 амортизатора, допускают обжатие амортизатора, но препятствуют развороту колеса моментом внешних сил M.
Можно также удержать колесо от непреднамеренного разворота и передать на конструкцию планера самолета момент, стремящийся развернуть колесо, при помощидвухзвенника (рис. 13.11).
Рис. 13.11. К объяснению принципа работы двухзвенника |
Верхнее звено3 двухзвенника при помощи болта 2 соединено с корпусом амортизатора 1 подвижным соединением, допускающим поворот звена 3 относительно оси а-а. Нижнее звено 6 аналогично соединено болтом 7 с законцовкой 8 штока 4, что допускает поворот звена 6 относительно оси в-в.
Болт5, соединяющий между собой звенья 3 и 6 двухзвенника, допускает их взаимный поворот относительно оси б-б.
Двухзвенник не препятствует обжатию амортизатора, и в то же время моментM, стремящийся развернуть колесо, передается через звенья 3 и 6 с законцовки 8 штока на корпус амортизатора 1, поскольку болт 5 не допускает перемещения звеньев 3 и 6 вдоль оси б-б.
Верхняя, развитая в поперечном относительно оси стойки направлении часть стойки, называемаятраверсой (от лат. transversus — поперечный), служит для крепления стойки к конструкции планера самолета и для передачи на конструкцию внешних нагрузок.
Рис. 13.12. Уравновешивание и деформации амортстойки под нагрузкой |
Траверса1 (рис. 13.12,а) своими законцовками — цапфами 2 опирается на подшипники, закрепленные на силовом шпангоуте 3. Внешняя нагрузка (реакция грунта ВПП) F, приложенная к колесу в контактной площадке, через траверсу 1 передается на конструкцию планера самолета как на опору. В этой схеме стойки шасси гидроцилиндр уборки-выпуска (подъемник) 4 также участвует в передаче на опору внешней нагрузки.
Рассматривая стойку шасси как Т-образную раму (рис. 13.12,б), отметим, что вертикальная составляющая P внешней нагрузки F изгибает траверсу в вертикальной плоскости 0YZ.
Лобовая составляющаяT (рис. 13.12,в) изгибает стойку в плоскости 0XY, а траверсу — в плоскости 0XZ, причем цилиндр уборки-выпуска нагружается сжатием, препятствуя повороту стойки в цапфах.
Боковая составляющаяR (рис. 13.12,г) изгибает стойку и траверсу в плоскости 0YZ.
Рис. 13.13. Подкосы в конструкции амортстойки Начало формы Конец формы |
Для увеличения жесткости стойки (уменьшения изгибных деформаций) в конструкцию стойки вводятподкосы (рис. 13.13) — систему стержней, которые, являясь дополнительными опорами для стойки, уменьшают действующие в ней изгибающие моменты (разгружают стойку).
Боковые подкосы2, работая на растяжение-сжатие, уменьшают изгиб стойки 1 и траверсы 3 боковыми силами в плоскости 0YZ.
Переднийскладывающийся («ломающийся») подкос 4, работая на растяжение, разгружает стойку и цилиндр уборки-выпуска 5 от действия лобовой силы, стремящейся изогнуть стойку в плоскости 0XY.
Рис. 13.14. Изгиб штока амортизатора |
В амортизационной стойке телескопической схемы (рис. 13.14) шток3 амортизатора под действием поперечных нагрузок (лобовой и боковой сил) так же, как и корпус 1 амортизатора, изгибается. Шток силой Rб прижимается к нижней буксе 4, неподвижно закрепленной в корпусе 1 амортизатора. Верхняя букса 2 (поршень штока) прижимается силой Rп к внутренней стенке цилиндра. Изгиб штока увеличивает силы трения в буксах и несимметрично нагружает уплотнительную манжету 5, что приводит к быстрому износу уплотнения и ограничивает значение давления зарядки амортизатора.
Кроме того, телескопические амортизационные стойки не амортизируют лобовые удары, что позволяет применять их только на самолетах, базирующихся на хорошо подготовленных ВПП.
Необходимость базирования самолета на элементарно подготовленных ВПП и, как следствие, необходимость обеспечить перекатывание колеса через неровности ВПП привела к созданию амортизационных стоек, способных амортизировать лобовые нагрузки, —стоек рычажного типа.
Рис. 13.15. Рычажная стойка с вынесенным амортизатором |
Рычажная стойка с вынесенным амортизатором (рис. 13.15) представляет собой пустотелую силовую балку (стойку) 6, закрепленную на конструкции планера самолета траверсой 1 и цилиндром уборки-выпуска стойки 7.
Рычаг4 при помощи болта присоединяется к разнесенным проушинам 5 (моментному узлу) в нижней части стойки 6 подвижным соединением, допускающим поворот рычага относительно оси в-в.
Амортизатор2, вынесенный за пределы стойки, присоединяется к стойке подвижным болтовым соединением, допускающим поворот относительно оси а-а, а к рычагу 4 — подвижным болтовым соединением, допускающим поворот штока 3 относительно оси б-б.
ВертикальнаяP и лобовая T силы, действующие на колесо, поворачивают рычаг 4 относительно оси в-в, сжимая амортизатор. Таким образом обеспечивается амортизация не только вертикальных, но и лобовых нагрузок. Часть лобовой нагрузки, не воспринятая амортизатором, через рычаг 4 передается на стойку 6, нагружая ее изгибом.
Боковая сила не приходит на амортизатор, а передается через разнесенные проушины рычага4 на разнесенные проушины 5 в нижней части стойки 6, нагружая ее кручением.
Сравните закрепление рычага на стойке с закреплением верхнего звена двухзвенника на стойке телескопического типа (см. рис. 13.11). |
Амортизатор присоединяется к стойке (рис. 13.16) и рычагу при помощи карданных узлов, или карданов (по имени итальянского математика, философа и врача Д. Кардано, предложившего подвес — прообраз карданного механизма (карданов подвес)). Сухарик (или крестовина кардана) 3 связывает подвижным соединением при помощи болтов 2 и 4 с взаимно перпендикулярными (перекрещенными) осями вилку (двойную проушину) стойки 1 с вилкой корпуса амортизатора 5.
Рис. 13.16. Карданный угол |
За счет самоориентации крестовин3 кардана относительно осей а-а и б-б обеспечивается нагружение амортизатора строго вдоль его оси при всех возможных деформациях рычага и стойки. Аналогично при помощи кардана в рычажной стойке с вынесенным амортизатором (см. рис. 13.15) шток амортизатора 3 соединен с рычагом 4. Это обеспечивает лучшие условия для работы уплотнений амортизатора, так как шток не прижимается к буксам амортизатора, что позволяет увеличить значение давления зарядки и уменьшить габариты амортизатора.
Однако габариты рычажной стойки с вынесенным амортизатором больше габаритов телескопической стойки. Необходимость иметь более компактную стойку привела к созданию рычажных стоек с встроенными амортизаторами.
Рычажная стойка с встроенным амортизатором (рис. 13.17) состоит из корпуса (цилиндра) 3 стойки, закрепленной при помощи траверсы 1 и подъемника 2 на конструкции планера самолета.
Внутренняя полость корпуса 3 является амортизатором, к штоку 5 которого через серьгу (шатун) 6 присоединяется рычаг 7, на котором установлены колеса.
Рис. 13.17. Рычажная стойка с встроенным амортизатором Начало формы Конец формы |
ВертикальнаяP и лобовая T силы, действующие на колеса, поворачивают рычаг 7 относительно оси а-а, сжимая амортизатор и обеспечивая амортизацию этих нагрузок.
Серьга6 (как промежуточное звено), соединенная с рычагом 7 и штоком 5 карданными узлами, позволяет обеспечить движение штока практически без изгиба. Горизонтальная составляющая T почти полностью передается через рычаг 7 и клык 4 на корпус 3, нагружая его изгибом. Боковые нагрузки также через рычаг 7 и клык 4 передаются на корпус 3, нагружая его кручением.
Стойка, схема которой показана на рис. 13.18, получила названиеполурычажной стойки с встроенным амортизатором.
Здесь рычаг 4, на одном конце которого установлено колесо, крепится подвижным соединением к штоку2 встроенного амортизатора без промежуточного звена.
Рис. 13.18. Полурычажная стойка с встроенным амортизатором |
Выбор размеров серьги и плеч рычага позволяет в значительной мере разгрузить шток амортизатора от изгиба лобовыми силами.
Дляпредотвращения шимми (см. раздел 8.2) на стойках устанавливают гидравлический демпфер, принцип работы которого рассмотрен ранее.
Корпус3 демпфера шимми (рис. 13.19) своими цапфами 2 закреплен на цилиндре 1 амортизационной стойки таким образом, что обеспечивается возможность его поворота относительно оси а-а, параллельной оси цилиндра 1 амортстойки.
Клык8 рычажной стойки с встроенным амортизатором (или верхнее звено двухзвенника стойки телескопической схемы, или серьга полурычажной стойки) крепится к поворотному хомуту (стакану) 7, свободно посаженному на цилиндр, что обеспечивает свободный поворот (самоориентацию) колес.
Шток4 демпфера шимми через шкворень 5 связан с вилкой 6, закрепленной на поворотном хомуте 7.
Поворот колес (и, следовательно, поворот хомута) относительно оси цилиндра амортизатора вызовет движение штока4 внутри корпуса 3 демпфера и рассеивание энергии, вызывающей колебания.
Рис. 13.19. Установка дампфера шимми на рычажной стойке с встроенным амортизатором |
При относительно небольшой скорости поворота колес во время рулежки демпфер не препятствует их самоориентации.
Увеличение потребной скорости рулежки требует быстрого разворота колеса и, следовательно,принудительной ориентации колес. Для этого также может быть использован механизм, рассмотренный выше. В этом случае по команде летчика (например, через педали) рабочая жидкость под давлением подается в соответствующую полость (при этом другая полость соединяется со сливом) демпфера, который выполняет роль силового гидроцилиндра для управляемого поворота (принудительной ориентации) колес.
Конструкция современных амортизационных стоек позволяет обеспечить надежную эксплуатацию самолетов даже при их базировании на элементарно подготовленных взлетно-посадочных полосах.
Амортизационная стойка Ёршъ 20,5 см
Современная амортизационная стойка российского производства.Добавляет комфорт в движении по волне и амортизирует удары лодки об волну / воду.
Имеет следующие характеристики :
Металл 4 мм
В*Ш*Д
205 мм*205 мм*282 мм
Минимальный ход стойки с амортизатором 65 мм
Максимальный ход стойки с амортизатором 85 мм
Нижнее крепление под основание 230 мм
Регулировка жёсткости стойки
Точная регулировка жёсткости амортизатора
Вес стойки 6,0 кг.
Стойка оцинкована.
Возможна установка адаптера быстро сёма «Ёрщъ» под основание Plug-In.
Возможна установка адаптера «Ёрщъ» под трубу диаметр 73 мм
Возможна установка адаптера «Ёрщъ» под трубу диаметр 60 мм
Стойки рассчитаны на вес седока 65 — 140 кг, но и на больший вес возможно изготовление.
Сообщить об ошибке
Отправка сообщения об ошибке
Мнение покупателей
Довольны качеством %
Хорошая цена %
Характеристики