Поки учасники реєструються на «Дакар» і готують машини - ми почнемо серію публікацій про підготовку нашої команди SIXT Ukraine до майбутнього ралі-марафону. Ми розповімо і покажемо як готується техніка і як, власне вона працює.
І першим нашим матеріалом буде стаття про ходової частини. А саме - амортизатори. На прототипі Mitsubishi L200 Tryton стоять «стійки» шведської марки OHLINS, вже давно відомі своєю якістю і чудовою культурою роботи.

Але почнемо з простого. Для чого потрібен амортизатор і які принципи його роботи? У гоночному світі є тільки один автомобіль, взагалі не має амортизаторів, - це карт, у якого роль підвіски виконує гнучка рама. Як тільки у машини з'являється підвіска, амортизатор стає обов'язковим її елементом. Його завдання на перший погляд проста - не допускати розгойдування кузова і відриву коліс від дороги. Адже як тільки колесо наїжджає на нерівність, воно переміщається щодо кузова, деформуючи пружний елемент підвіски - пружину, ресору або торсіон. Ключове слово тут «пружний». Пружина, стискаючись, накопичує енергію, яку отримала підвіска при наїзді на нерівність, щоб потім «виплеснути» її при розтягуванні. Так виникають коливання, уникнути яких можна лише одним способом - поглинувши енергію, накопичену в пружному елементі. Для цього необхідно створити пружині додатковий опір, сдемпфірованноє її стиснення і розтягнення. Це завдання і виконує амортизатор.

У сучасному амортизаторі ось таке демпфірування здійснюється за рахунок опору масла в стійці, що прокачується через вузькі канали. Найпростіший гідравлічний телескопічний амортизатор складається з циліндра, заповненого маслом, і поршня, щільно входить в нього. Поршень переміщається усередині циліндра під впливом штока, інший кінець якого закріплений на кузові, в той час як циліндр прикріплений до рухомої частини підвіски - важелю або опорі підшипника колеса. У поршні є клапани, через які може проходити масло. При стисненні підвіски шток переміщує поршень, і частина рідини з камери під ним перетікає через канал, розташований в поршні, в область над поршнем. При розтягуванні той же об'єм рідини перекачується назад. За рахунок гідравлічного опору в каналах поршня, енергія коливань перекладається в теплову енергію, кажучи простіше - йде в нагрів самого амортизатора.

Але це тільки звучить просто. По-перше, розглянутий нами найпростіший варіант на практиці непрацездатний. Справа в тому, що при стисненні внутрішній обсяг циліндра зменшується за рахунок входить до нього штока. А оскільки масло не стискається, то його надлишки необхідно кудись дівати. Для них навколо робочого циліндра роблять ще один, який утворює компенсаційну порожнину, заповнену маслом тільки наполовину. Такі амортизатори називаються двотрубними, і ними комплектується більшість «цивільних» автомобілів.

Як працює двотрубний амортизатор ми докладно розповідати не будемо. Все ж наше головне завдання - показати як працює амортизатор на нашому «дакаровского» автомобілі. Як можна розгледіти на фото - є спеціальна виносна камера - компенсаційна камера - де газ знаходиться під тиском.

До речі, всупереч побутового назвою «газовий», робочим тілом в такому амортизаторі є все теж масло, а зовсім не газ. Останній закачаний під великим тиском (до 30 бар) в камеру, ізольовану від робочої області розділовим поршнем. За рахунок стиснення газу здійснюється компенсація обсягу, що витісняється штоком амортизатора. При цьому і при стисненні, і при відбої амортизатора працюють клапани, розміщені в основному поршні.

У гонках газонаповнені амортизатори вже давно і повністю витіснили двотрубні. Адже на якості в автоспорті економити не прийнято, а ось навантаження на амортизатори, особливо в ралі і позашляхових гонках, можуть бути воістину гігантськими. Всього один приклад: якщо температура масла навіть в спортивному двигуні рідко перевищує 150 градусів, то температура робочої рідини в гоночному амортизаторі часто виявляється на добрих сто градусів вище!

Спортивний амортизатор може бути складної конструкції, дорогим і металомістких у виробництві. Головне, щоб він був міцним, легким, забезпечував, незважаючи на нагрів, високу стабільність характеристик і мав широкі діапазони регулювань. Єдине послаблення, яке дається гоночному амортизатора в порівнянні з «цивільним», - відсутність універсальності. Наскільки б широкими були діапазони регулювань, ніхто не вимагає, щоб одні й ті ж амортизатори добре працювали і на гравійному «допі», і на рівному асфальті.

Для максимальної відповідності умовам цим жорстким вимогам, на багатьох гоночних амортизаторах застосовують виносні резервуари (рис. 4). Така конструкція - подальший розвиток звичайного газонаповненого амортизатора. Зовнішня камера, в якій розміщується розділовий поршень, дозволяє істотно збільшити обсяг масла і газу, що позитивно позначається на охолодженні амортизатора і стабільності його характеристик. Крім того, в магістралі, що з'єднує робочу порожнину з виносної камерою, розташовується система клапанів, що виконує ту ж роль, що і клапани в циліндрі двотрубного амортизатора. Це дозволяє простіше, ніж на звичайному газонаповнені амортизатори, зробити незалежними один від одного регулювання зусиль відбою і стиснення.

Втім, для настройки куди важливіше не конструкція самого амортизатора, а пристрій і параметри клапанів. Навіть геометричні розміри амортизатора визначають, за великим рахунком, тільки загальне навантаження, яке він може витримати, і його робочий хід. Недарма, вся гама амортизаторів, що випускаються фірмою Ohlins для автомобілів, мотоциклів і снігоходів, має всього чотири стандартних діаметра поршня - 28, 36, 44 і 46 мм. Причому на автомобілях, як правило, використовують найбільший, неважливо «формула» це чи машина для ралі-рейдів.

Який же характер потрібен автомобільному амортизатора? Це залежить від режиму його роботи. Робочий діапазон амортизатора умовно можна розділити на дві частини - з високою і низькою швидкістю руху поршня. Швидкого стиснення і розтягнення амортизатора відбувається при демпфіруванні дорожніх ям і нерівностей. Повільно поршень рухається при амортизації коливань кузова, що виникають внаслідок розгону, гальмування або крену автомобіля в повороті. Для кращого гасіння високошвидкісних коливань краще дегресивним характер амортизатора, оскільки при тому ж максимально що розвивається зусиллі ефективне демпфірування (тобто загальний обсяг енергії, що поглинається) у такого амортизатора вище. Якщо ж зробити характеристику прогресивної, то при швидкому проїзді нерівностей амортизатор буде «вставати колом», викликаючи удари в підвісці і, в кінцевому рахунку, руйнуючи кузов.

Звичайно, ми торкнулися тільки верхівку айсберга під назвою «Налаштування амортизатора». У кожного гоночного інженера є в цій справі свої хитрощі і секрети, якими він не поспішає ні з ким ділитися. Адже перед ним стоїть нелегке завдання - підібрати під трасу, погодні умови, манеру водіння пілота оптимальні настройки амортизаторів, при тому, що ті мають кілька регульованих параметрів з безліччю положень. Зокрема, на найскладніших формульних амортизаторах Ohlins регулювання зусилля стиснення і відбою має 55 положень! Додайте сюди ще вплив обраного дорожнього просвіту, стабілізаторів поперечної стійкості, кутів підвіски, взаємний вплив налаштувань передньої і задньої осі і стане ясно, що правильна настройка підвіски - один з найважчих і найважливіших кроків до нагородної подіуму.