Гидравлические сферы

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ.

Сферы бывают двух типов: 1) аккумулятор; 2) амортизатор.
Сфера аккумулятор.

КОНСТРУКЦИЯ.
Гидросфера представляет собой металлический корпус, внутри которого находится эластичная мембрана – камера.
На заводе сферы заполняют азотом под высоким давлением через отверстие для закачки вверху, которое затем закручивают винтом с резиновым уплотнением. С диаметрально противоположной от отверстия для закачки стороны находится резьбовое соединение с отверстием внутри, через которое сфера соединяется с гидравлической системой.
В состоянии покоя мембрана занимает весь внутренний объём. Это изображено на рисунке слева.
Если упрощённо провести аналогию – мембрана в этом состоянии похожа на камеру внутри футбольного мяча. Роль мембраны — разделение жидкости и газа.
Гидравлическая сфера Ситроен

Сферы аккумуляторы в разрезе.
Жёлтым цветом обозначен азот.
Зелёным цветом гидравлическая жидкость.
Слева сфера в состоянии покоя.
Справа в рабочем состоянии.
РАБОТА.
Когда система начинает работать, помпа нагнетает гидравлическую жидкость под высоким давлением. Как мы знаем из школьного курса физики — жидкости несжимаемые тела в отличие от газов. Поступая внутрь сферы, жидкость сжимает газ, отодвигая мембрану вглубь корпуса. Давление сжимаемого азота за мембраной растёт и оно равно давлению жидкости. Давление жидкости определяет регулятор давления и по достижении максимально допустимого переключает помпу на бачок. Наступает равновесие. Мембрана остановилась. Но в процессе работы жидкость расходуется. 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 регулятор подключает помпу в систему и начинается новый цикл.

ЗАДАЧА.
Обеспечивать помпе время для отдыха, повышая время между подкачками в систему.
Быстро обеспечивать поставку больших количеств жидкости при необходимости.
Быть буфером смягчающим вибрации от регулятора в процессе работы.

ПОЧЕМУ ИЗМЕНЯЕТСЯ «ОТСЕЧКА».
Азот со временем уходит, что приводит к потере давления внутри сферы. Поэтому, опять же по законам физики, уменьшается объём жидкости, которое газ может вытолкнуть в систему для поддержания давления. Как следствие сокращается время цикла. Вот почему при разряженном аккумуляторе регулятор давления срабатывает (щёлкает) чаще.

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

ХАРАКТЕРИСТИКИ СФЕР АККУМУЛЯТОРОВ.
1. Общие:
o Давление – проштамповано на корпусе сверху возле отверстия для закачки.
o Объём – бывает 400; 500 см3 реже встречается 450 см3
o Диаметр входного отверстия.
o Тип материала мембраны (десмопан, урепан, многослойная)
2. Индивидуальные:
o Номер по каталогу (как правило восьмизначное число).

Сфера амортизатор.

КОНСТРУКЦИЯ

Её устройство такое же как у сферы аккумулятора, кроме одной существенной детали. В месте резьбового соединения добавлено устройство амортизатор. Подробнее оно показано на рис 2.

Гидравлическая сфера Ситроен Сфера амортизатор в разрезе.

Жёлтым цветом обозначен азот.

Зелёным цветом гидравлическая жидкость.

Сфера в рабочем состоянии (жидкость под давлением смещает мембрану).

Рис. 1

Гидравлическая сфера Ситроен Амортизатор в разрезе.

Жёлтым и красным обозначены шайбы – клапаны.

Они сделаны из листовой стали и определяют характер перетекания жидкости из гидравлической стойки внутрь гидросферы и обратно.

Рис. 2

Амортизатор представляет из себя устройство диаметром 27 мм и толщиной 13 мм. В центре имеется калиброванное отверстие открытое с обеих сторон. Также есть 8 отверстий по кругу. Их можно разделить на две группы по 4 отверстия в каждой, расположенные крестообразно. 4 закрыты шайбами с одной стороны, а 4 с другой. Шайбы калиброваны по жёсткости и выполняют роль клапанов, открывающих отверстие на величину пропорциональную давлению. 4 отверстия впускают жидкость, а 4 выпускают.

РАБОТА.

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, 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 жидкость проходит в сферу и обратно через центральное отверстие, которое открыто постоянно. Происходит это под действием поршня плавно перемещающегося в гидравлической стойке, вершину которой венчает сфера. Взаимодействуя по законам физики, жидкость сжимает газ за мембраной. Разность давлений невелика и задействовано только центральное отверстие. Так амортизируются плавные неровности профиля дороги. Но в процессе движения по просторам Родины трудно обнаружить дорогу без трещин и прочих дефектов покрытия и вот уже колесо въезжает на очередной бугорок. Проиллюстрируем для наглядности.

Гидравлическая сфера Ситроен

Рычаг резко идёт вверх, толкая поршень гидравлической стойки. Тут уже небольшой диаметр центрального отверстия неспособен обеспечить перетекания большого количества жидкости в сферу. Разность давлений в стойке и сфере велика. На этом этапе жидкость отгибает шайбы – клапаны и проходит внутрь сферы по 4 дополнительным отверстиям. Газ за мембраной сжимается, смягчая и принимая «удар» на себя. Интенсивность потока определяется жёсткостью шайб, которые закрывают впускные отверстия, диаметром отверстий и разностью давлений между сферой и стойкой.

Гидравлическая сфера Ситроен

Если колесо попадает в углубление, рычаг идёт вниз и давление в амортизационной стойке становится гораздо ниже чем в сфере. Под давлением газа жидкость открывает шайбы выпускных отверстий и по 4 дополнительным отверстиям проходит из сферы в стойку. Газ за мембраной расширяется, компенсируя уход жидкости. И опять количество жидкости ограничивается жёсткостью шайб, которые закрывают выпускные отверстия, диаметром отверстий и разностью давлений между сферой и стойкой. Так, сжимаясь и расширяясь, газ выполняет роль «рабочего тела» в процессе амортизации.

ЗАДАЧА

Быть амортизатором сглаживающим влияние дорожных дефектов в процессе движения, придавать плавность.

Обеспечивать уменьшение колебаний вызванных неровностями покрытия дороги. Уменьшать количество и амплитуду колебаний.

ЧТО ОПРЕДЕЛЯЕТ МЯГКОСТЬ ХОДА

Характер прохождения неровностей больших радиусов (волн) определяет центральное отверстие.

Характер амортизации неровностей малых радиусов (трещин, ямок, рельс, брусчатки) определяет жёсткость шайб – клапанов.

Сочетание диаметра центральных отверстий и  жёсткости шайб – клапанов с объёмом сферы и давлением азота в ней задаёт оптимальный поток проходящий через амортизатор, определяя гашение ударов и предотвращение раскачиваний, плавность езды.

Эти характеристики рассчитываются для каждой модификации машины отдельно, исходя из скорости, веса, грузоподъёмности и т.д.

ПОЧЕМУ ИЗМЕНЯЕТСЯ МЯГКОСТЬ

Постепенно азот улетучивается, 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.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СФЕР АМОРТИЗАТОРОВ

1.             Общие:

o        Давление – проштамповано на корпусе сверху возле отверстия для закачки.

o        Объём – бывает 400; 500 см3 реже встречается 450 см3

o        Диаметр центрального калиброванного отверстия.

o        Мягкость шайб – клапанов.

o        Тип материала мембраны (десмопан, урепан, многослойная)

2.             Индивидуальные:

o        Номер по каталогу (как правило восьмизначное число).

Дмитрий Amator.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>