Гидравлические Сферы

Сферы бывают двух типов:

       1) сфера  аккумулятор гидравлического давления;

       2) сфера пружина-амортизатор.

Конструкция  и технология производства.

Гидравлическая сфера представляет собой штампованно - сварной металлический корпус, внутри которого находится эластичная полиуретановая мембрана , герметично разделяющая сферу на две полости: верхнюю газовую и нижнюю гидравлическую.

         На этом рисунке изображена примерная технология производства  сферы

sfera 7

На выходе данной технологии получается аккумуляторная сфера. А если вставить и завальцевать  в неё двухсторонний амортизационный клапан, получим сферу-амортизатор.

АККУМУЛЯТОРНАЯ СФЕРА

У закачанной азотом сферы в состоянии покоя мембрана занимает весь внутренний объём. Это изображено на рисунке слева.

sfera 4

Сферы аккумуляторы в разрезе.

Жёлтым цветом обозначен азот.
Зелёным цветом гидравлическая жидкость.
Слева сфера в состоянии покоя.
Справа в рабочем состоянии.

Работа главной аккумуляторной сферы.

Когда мы завели мотор, насос нагнетает гидравлическую жидкость под высоким давлением в систему, в том числе и в сферу. Поступая внутрь сферы, несжимаемая жидкость сжимает газ, отодвигая мембрану вглубь корпуса. Давление сжимаемого азота за мембраной растёт и оно равно давлению жидкости. Давление жидкости определяет регулятор давления (с ним мы познакомимся позже), который по достижении максимально допустимого 175 Бар переключает помпу на слив в бачок. Наступает равновесие. Мембрана остановилась. Но в процессе работы жидкость расходуется (тормоза, сферы подвески, утечки агрегатов). Из-за этого её давление начинает падать. Газ, находясь теперь под более высоким давлением, подвигает мембрану обратно. Жидкость идёт из сферы в систему и давление спадает плавно. После падения давления до минимально допустимого уровня 145 Бар регулятор подключает помпу в систему и начинается новый цикл.

Задачи аккумуляторной сферы:

1. обеспечивать помпе время для отдыха, повышая время между подкачками в систему. Периодичность данного цикла вы слышите в виде характерных тарахтящих щелчков ( отсечек). Чем больше период отсечки, тем лучше состояние системы.

2. быстро обеспечивать поставку больших количеств жидкости при необходимости (резкое торможение, резкая разгеметизация  системы и др.)

3. быть буфером смягчающим вибрации от пульсирующего насоса и  регулятора в процессе работы.

 

Почему же уменьшается отсечка?

Азот со временем уходит, что приводит к потере давления внутри сферы. Поэтому, по законам физики, уменьшается объём жидкости, которое газ может вытолкнуть в систему для поддержания давления. Как следствие сокращается время цикла. Вот почему при разряженном (пробитом) аккумуляторе регулятор давления срабатывает (щёлкает) чаще.  Бывают и другие причины этого явления, но данная - основная.

ХАРАКТЕРИСТИКИ  ГЛАВНОЙ СФЕРЫ- АККУМУЛЯТОРА


Главная сфера аккумулятор стоит на регуляторе давления.
На всех CX, BX, большинстве XM и Xantia её характеристики одинаковы:
-Давление 62 (+5; -32) бара.
-Объём 400 см3 (бывает  500 см3 реже встречается 450 см3)
-Материал мембраны - десмопан, урепан, многослойная компазиция(С5, С6)

СФЕРА ПРУЖИНА-АМОРТИЗАТОР

Как было уже сказано выше, её устройство такое же как у сферы- аккумулятора, кроме одной существенной детали. В месте резьбового соединения добавлено устройство - двухсторонний амортизационный клапан.

sfera 8

       Он представляет собой  деталь из металлопорошка  диаметром 27 мм и толщиной 13 мм. В центре имеется калиброванное сквозное отверстие (дроссель) . Также есть 8 больших  отверстий по кругу. Их можно разделить на две группы по 4 отверстия в каждой, расположенные крестообразно. 4 закрыты шайбами с одной стороны (сжатие), а 4 с другой(отбой). Шайбы калиброваны по жёсткости и выполняют роль  клапанов, открывающих отверстие на величину пропорциональную скорости протекания жидкости и вызывая сопротивление, тем самым  гасят колебания подвески. 4 отверстия впускают жидкость в сферу, а 4 выпускают.

Итак,  как же работает сфера в гидропневматической  подвеске?

Когда система начинает работать, помпа нагнетает гидравлическую жидкость под высоким давлением. Жидкость поступает внутрь сферы через центральное отверстие и сжимает газ, отодвигая мембрану вглубь корпуса. Давление сжимаемого азота за мембраной растёт и оно равно давлению жидкости. Давление жидкости определяется нагрузкой на ось( или весом ), а поступление жидкости контролируется корректором высоты. По достижении установленной высоты подвески (автомобиль уже поднялся) корректор отключает гидравлическую стойку от контура высокого давления. Наступает равновесие. Мембрана остановилась. Начинаем движение, начинает работать сфера. На плавных волнах и малых скоростях движения подвески жидкость протекает в основном через дроссель, который открыт постоянно. Происходит это под действием поршня, плавно перемещающегося в гидравлической стойке, вершину которой венчает сфера.  Этим и обеспечивается мягкость подвески. Когда же колесо наезжает на выступ (или падает в яму) скорость колеса, а соответственно жидкости резко возрастает , при этом открывается соответствующий (верхний или нижний)клапан и гасит колебания подвески. Необходимо отметить , что диаметр дроссельного отверстия , обеспечивающий  мягкость и податливость подвески, тщательно подобран производителем автомобиля. На рынке Вы можете найти сферы под названием «комфорт». Это ни что иное,  как сферы с увеличенным дроссельным отверстием и внутренним давлением. Они имеют более мягкую характеристику, но при этом, падает управляемость автомобиля, особенно на больших скоростях, и это водителю необходимо учитывать.

Задачи амортизаторной сферы:

  1. газ находящийся в сфере выполняет роль упругого элемента (пружины) подвески и обеспечивает  ее ход
  2. амортизационный клапан обеспечивает плавность хода и гасит колебания подвески

ХАРАКТЕРИСТИКИ  СФЕРЫ- АМОРТИЗАТОРА

-Установлены на гидроцилиндрах (стойках) подвески и клапанах гидрактива

-Характеристики сфер различные и зависят от ее размещения (передняя , задняя, гидрактивная ), веса данной модели автомобиля и др.:
-Объём 400 см3 (реже встречается 450 см3)
-Материал мембраны - десмопан, урепан, многослойная компазиция(С5, С6)

ПОЧЕМУ СО ВРЕМЕНЕМ ИЗМЕНЯЕТСЯ МЯГКОСТЬ АВТОМОБИЛЯ?

Постепенно азот улетучивается ( в основном через мембрану), что приводит к потере давления внутри сферы. При этом нарушаются пропорции оптимального соотношения объёмов жидкость/газ. При большом падении давления газа его объём в рабочем состоянии падает настолько, что сфера практически полностью заполняется жидкостью. При этом дальнейшее сжатие (на выступах дороги) прижимает мембрану к стенкам сферы, а разрежение (на ямках) выдавливает в стойку малое количество жидкости. У поршня получается «короткий ход». Подвеска становится жёстче. Это сильнее проявляется на загруженной машине, когда давление в гидравлических стойках велико.

Производитель автомобиля  предусматривает периодический контроль и восстановление давления в сферах на специальном оборудовании. Этот период для моделей  Xantia ,XM, CX, BX составляет 2-2,5 года.  Из опыта эксплуатации,  за этот период сфера теряет только часть своего давления (допуск). После перезакачки  такая сфера будет служить верой и правдой следующие 2-2,5 года и т.д.

Увеличение периода между закачками может привести к механическому повреждению мембраны и, как следствие, полной потере давления азота. Вот тогда-то машина начинает «прыгать» на неровностях, потому, что единственным упругим элементом подвески остается шина. Сфера, имеющая остаточное давление ниже 12 Бар, как правило, подлежит замене.

Комментарии 

# Сергей 16.03.2016 06:04
Спасибо, познавательно!
Ответить Ответить с цитатой Цитировать

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить