Гідравлічні опори двигуна. Чи можливо ремонтувати?

Багато сучасні двигуни мають гідравлічні опори, які служать для поглинання вібрацій мотора і створення комфортних умов їзди для водія і пасажирів. Що хорошого в таких подушках, яка історія їх походження і еволюції, і чи скоро прийдуть їм на зміну інші технології, розглянемо далі.

Ізолювати коливаються деталі механізму від нерухомих першими здогадалися ще стародавні римляни. Уже в першому століття до нашої ери вони поєднали верхню частину вози з колесами і шасі за допомогою еластичних шкіряних ременів, які гасили коливання і робили древній «кузов» не таким розгойдується. В автомобільній промисловості першим використовувати гумові подушки став Уолтер Крайслер спочатку 20 століття на автомобілях Plymouth. Це було вдале рішення, яке значно підвищило конкурентоспроможність його автомобілів. Винахідник запатентував цю технологію під назвою «Floating power». Слідом за ним винахід став застосовувати Сітроен, який купив права на нього у Chrysler і застосував на моделях Traction Avant.

Опора кріплення силового агрегату з гуми довгий час не відчувала ніяких конструкційних змін. Цю деталь застосовували на дешевих серійних автомобілях і на елітних моделях все без винятку автомобільні марки. Навіть в наш час на дорогах можна зустріти старі машини як радянського, так і зарубіжного виробництва, з подушками двигуна у вигляді цельнолитого шматка гуми.

Цих простих гумових брусків цілком достатньо для того, щоб кузов машини не розгойдували від вібрації працюючого двигуна, а сам мотор не контактував з металевими деталями кузов і підвіски. Але вимоги до комфорту усередині салону постійно збільшуються, і поступово подушки двигуни стали зазнавати деяких змін. Конструктори робили ці елементи з гуми різної щільності, залишали порожнечі між шарами, вставляли в опори демпфирующие пружини. Ці експерименти давали свій результат, і подушки двигуна стали більш ефективно гасити коливання і поштовхи під час руху автомобіля.

Тільки в 80-х роках 20 століття розробники почали вперше застосовувати на своїх автомобілях гідравлічні опори двигуна. Першим автомобілем, який отримав такі подушки, став Mercedes-Benz W124. У порівнянні з деталями з чистою гуми, гумово-гідравлічні опори гасили коливання ширшої амплітуди. Діючи на зразок амортизаторів підвіски, такі елементи справлялися з вібрацією завдяки опору рідини, що проходить через спеціальні отвори всередині деталі.

На момент свого винаходу гідравлічні подушки не справили ніякої революції в автомобільній промисловості. Вони суттєво не відрізнялися за своєю ефективністю від звичайних гумових подушок, конструкцію яких інженери навчилися правильно прораховувати під кожен конкретний двигун. Тому новий варіант не відразу витіснив стандартні гумові запчастини. Деякі виробники стали використовувати одну (іноді дві) гідравлічні опори для двигуна разом з кількома гумовими деталями, так як їх легше було налаштувати під індивідуальні характеристики мотора, і вони дозволяли продовжити термін служби стоїть поруч звичайним опор.

Конструкція і несправності гідроопори

Конструкція гідравлічної частини подушки двигуна досить просте. Усередині гумової оболонки є два відсіки з рідиною. Вони розташовані один над іншим, і розділені гумовою мембраною, яка і є демпфером. Через маленькі дросселирующие отвори відсіки повідомляються між собою. Коли амплітуда коливань невелика, їх поглинає мембрана. Якщо ж деталі зазнає різких поштовхи і ривки, починають працювати дрібні канали, які ще називаються «перетікання». Таким чином, гідроопори має два діапазони дії, в яких вона проявляє різні поглинають якості.

Насправді, гідравлічна частина деталі нечасто виходить з ладу. Це може статися тільки через прорив м'якого дна, або неякісної завальцюванні корпусу, що відбувається вкрай рідко. В основному, фізичного зносу підлягає гумова частина опори, яка розсихається і тріскається з часом. Через втрату еластичності гума часто відшаровується від металевої підстави і призводить до механічних розривів під навантаженням. Взагалі, гідравліка відіграє допоміжну роль у всій конструкції, і основний удар на себе приймає гумова частина. Якщо рідина і витече, то опора може прослужити ще тривалий час. При цьому вібрації будуть відчуватися сильніше, особливо під час роботи на холостих обертах.

В такому випадку не варто зволікати з заміною гідравлічної подушки, так як розгойдування двигуна, особливо під час старту і різкого гальмування, призводить до його контакту з іншими деталями підкапотного простору. Постраждати можуть елементи підвіски, гумові патрубки і дроти. Гідроопори зазвичай є провідною подушкою двигуна, тому її поломка неминуче призводить до швидкого зносу інших опор.

Виявити несправність в гідроопори візуально досить складно, за винятком випадків, коли рідина з неї просто випливає, і на поверхні видимі відверті діри. Якщо взятися руками за робочу частину деталі (яка прикручується безпосередньо до двигуна), і спробувати похитати її, то нічого незвичайного ви не відчуєте. Опора відчувається просто як пружний гумовий елемент, і голими руками визначити, що вона погано працює, не вдасться. Зробити це може тільки досвідчений автослюсар, який кожен день має справу з подібними несправностями.

В умовах гаража єдиним варіантом перевірки опори буде випробування її під навантаженням. Проводити таку діагностику необхідно вдвох. Одна людина має сидіти за кермом і газувати в режимі «D», або легенько відпустивши зчеплення на ручному гальмі. Друга людина повинен стежити за амплітудою розгойдування двигуна, і якщо центральне кріплення стосується обойми подушки, це говорить про її несправності.

Ремонт гідравлічної подушки

Зазвичай гідроопори ніхто не ремонтує. Вони є нерозбірними, і деталей на них ви не купите ні в якому магазині. Деякі умільці встановлюють замість рідних опор схожі деталі з інших автомобілів, придумуючи для цього спеціальні перехідні пластини і кріплення. Наскільки вдалі такі «переробки» судити складно. Можливо, для двигуна приблизно однакової маси і потужності вони працюватимуть цілком ефективно. У будь-якому випадку, використовувати деталі від інших моделей доцільно тільки в разі неможливості придбання рідних опор. При цьому потрібно враховувати, що подушки поздовжньо розташованих двигунів істотно відрізняються від деталей поперечних моторів. Вони мають різний принцип роботи, і замінювати один вид іншим не варто. Від неправильної роботи вони дуже швидко вийдуть з ладу, і погано будуть справлятися зі своїми функціями.

Чи загрожує гідроопори зникнення?

На автомобілях високого класу гідроопори знайшли найширше застосування. До звичайної резино-гідравлічної опори інженери додали систему з клапанами, яка управляється електронікою автомобіля. Це може бути регулювання за допомогою тиску масла, електричних імпульсів або спеціального вакууму, яка відбувається в залежності від навантаження на мотор. Складна конструкція гідравлічних опор застосовується, наприклад, на автомобілі Lexus RX з 1998 року.

У 2010 році на автомобілі Porsche 911 GT3 стали застосовуватися подушки з безступінчатий-змінними показниками. Конструкція обладнана котушкою, яка створює магнітне поле і містить спеціальну феромагнітну рідина. Особливість цього винаходу в тому, що рідина змінює свою в'язкість залежно від сигналу, який подається на котушку. Таким чином, опора може довільно і поступово змінювати свою жорсткість, практично повністю гасячи коливання працюючого двигуна. Ця конструкція відрізняється великою складністю і виправдана тільки на дорогих автомобілях преміум-класу. Особливо актуальною така система виявилася на двигунах, які мають систему відключення декількох циліндрів. При цьому двигун різко змінює амплітуду і частоту вібрації, і гідроопори здатна чинити опір цим стрибків найбільш ефективно.

Цікавий факт полягає в тому, що розробкою активних гідроопори із застосуванням феромагнітної рідини займалися ще радянські вчені. Відбувалося це в 1980-х роках в Інституті машинознавства ім. Благонравова Російської академії наук. Метою цих досліджень було досягнення синхронних змін властивостей опори в залежності від характеристик роботи двигуна. Такі системи застосовувалися в промисловості, але на радянських автомобілях реалізовані ніколи не були

На сьогоднішній день можна сказати, що еволюція гідравлічних опор досягла свого піку. Розробляти більш складні і дорогі вузли не має сенсу, особливо з огляду на те, що двигуни внутрішнього згоряння потихеньку поступаються місцем альтернативним варіантам. В електричних автомобілях немає необхідності в складних керованих конструкціях, так як роторний електромотор спочатку добре збалансований. Він не видає таких сильних вібрацій, як двигун з кривошипно-шатунним механізмом, тому гідроопори поступово відходять у минуле, поступаючись місцем новим технологіям.