Задние амортизаторы для volvo nivomat

Приветствую всех!
В этом посте мы хотели бы Вам рассказать об амортизаторах Nivomat.
Автомобили Volvo могут оснащаться автоматической самовыравнивающейся подвеской. В такой системе применяются амортизаторы, жесткость которых автоматически регулируется в зависимости от веса автомобиля. Когда вы буксируете прицеп или ведете тяжело нагруженный автомобиль, эта система поддерживает кузов в положении, параллельном дорожному полотну. Таким образом, удается сохранить неизменными параметры управляемости и снизить риск ослепления водителей встречных машин.

На официальном канале ZF в ютуб есть ролик, в котором наглядно видно разницу между обычным амортизатором и амортизатором nivomat.

Амортизатор nivomat устанавливается на заднюю ось автомобиля. Этот амортизатор содержит все необходимые элементы системы (элемент поддержки, насос, аккумулятор, резервуар, регулятор давления, и т.д.) в одном корпусе.

Амортизаторы nivomat работают за счет движения оси относительно кузова автомобиля, возникающего при езде по неровной дороге.

Обычные механические подвески имеют одно несомненное достоинство — они стоят не дорого. Но у такой подвески есть и минусы. Основной и самый важный минус — это изменение уровня клиренса при загрузке автомобиля, нагрузили — опустился, разгрузили — поднялся, причем в зависимости от того, как вы расположили груз в багажнике, автомобиль может опуститься не равномерно.

На первый взгляд Nivomat напоминает двухтрубный газонаполненный амортизатор. В заполненном жидкостью цилиндре движется шток с поршнем, имеющим обычные для амортизатора калиброванные отверстия и клапаны. Рабочая полость цилиндра соединена с компенсационной полостью, в которую при ходе сжатия перетекает жидкость, вытесняемая штоком. А дальше начинаются отличия, превращающие «простой» амортизатор в регулируемую гидропневматическую рессору.

Внутри плунжера выполнено осевое сверление, соединяющее заборную трубку с впускным клапаном насоса, а снаружи нарезан профилированный винтовой канал.

На неровностях дороги кузов начнет колебаться вверх-вниз, соответственно шток будет совершать возвратно-поступательное движение в цилиндре. Это значит, что гильза будет также двигаться относительно плунжера, то есть начнет работать встроенный насос. И при каждом колебании кузова этот насос будет подкачивать жидкость из резервуара через осевое сверление в плунжере, впускной клапан, нагнетательный клапан, зазор между гильзой и штоком — в рабочую полость цилиндра. Увеличение количества жидкости в рабочей и компенсационной полостях приводит к увеличению давления в газовой полости, а значит — к увеличению выталкивающей силы на штоке. В результате — уровень кузова будет постепенно повышаться, и так будет продолжаться до тех пор, пока верхний конец винтового канала не появится над краем гильзы. Как только верхний конец совпадает с краем гильзы, жидкость начинает циркулировать «по кругу» между полостью насоса и рабочей полостью цилиндра, а уровень кузова тем самым стабилизируется.

Возврат уровня кузова в среднее положение, при загрузке автомобиля, занимает примерно 1-2 минуты после начала движения.

Характеристика подвески станет более жесткой, но нам это и нужно, так как у нас увеличилась масса автомобиля.

Ниже сравнительный график обычного амортизатора и амортизатора nivomat

Мы решили разобрать такой амортизатор для того, чтобы показать Вам как он устроен. Для этого мы нашли 2 амортизатора Nivomat от volvo XC70 и распилили их.

Один амортизатор вышел из строя, второй более-менее живой.

Для начала просверлили отверстия в корпусе, чтобы выпустить газ и слить масло. Из амортизатора, который «потек» вышел только газ, масла практические не вытекло. А со второго амортизатора выливалось масло.

Источник

Volvo XC90 WILD TIGER › Бортжурнал › Нивомат и с чем его едят…

Я как-то не обращал на это внимание, так как даже не задумывался о том, что же это такое и с чем его едят. Размышлял о том, что оба передних амортизатора моих подтекают. Пока не критично, но уже в курсе, что замена предстоит в будущем. А вот про задние амортизаторы даже не думал.

Пока мне меняли колеса с летки на зимку, рассматривал узлы своего бегемота, и увидел номер запчасти на заднем амортизаторе.

Пробил в гугле и понял, что оказывает у меня стоят Нивоматы.

Как-то чуть чуть расстроился, только лишь потому, что ценники выскакивали от 400 и более Евро за штуку. И тут я начал молится, чтоб они, сцуко, работали еще 100 лет и не ломались…

NIVOMAT — Система автоматического поддержания уровня кузова

Обратив в фирменном каталоге внимание на опцию «система автоматического поддержания уровня кузова», иной покупатель Volvo, Alfa Romeo или Jaguar скажет: ну да, конечно, все эти пневматики-гидравлики, насосы-шланги. Слышали-слышали — только лишние детали и головная боль. А другой подумает: полезная штука, но ничего себе опция — это ж полмашины переделать надо! Нет, ничего переделывать не надо. По внешнему виду устройства семейства Nivomat ничем не отличаются от обычных амортизаторов и стоек и устанавливаются вместо них. И в эксплуатации трудностей не больше, чем с обычными амортизаторами. Но под скромной внешностью скрывается настоящая гидропневматическая подвеска высокого давления с автоматическим регулированием уровня кузова, причем все компоненты — «в одном флаконе».

ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО НУЖНО
Обычные механические подвески (пружинные, рессорные) имеют одно несомненное достоинство — дешевизну. А теперь поговорим о недостатках.
Начнем с того, что при изменении загрузки автомобиля меняется уровень кузова: нагрузили — опустился, разгрузили — поднялся. Причем не всегда равномерно: по дороге от любого рынка нетрудно встретить какую-нибудь «Волгу»-универсал, почти чиркающую «юбкой» по асфальту и разыскивающую фарами пролетающие самолеты в небе.

Однако дело не только в уровне кузова. Нетрудно заметить, что при обычной подвеске груженый автомобиль покачивается на пружинах медленнее, плавнее, чем порожний. Говоря техническим языком — меняется частота собственных колебаний подрессоренной массы.

Чем это плохо? Дело в том, что наш мозг, да и все внутренние органы «рассчитаны» природой на определенные частоты колебаний, соответствующие ходьбе и бегу. Если же нас раскачивать с «неподходящей» частотой, то нас либо укачивает, либо мы начинаем жаловаться на тряску. Проектируя подвеску, конструктор должен обеспечить наибольший комфорт для водителя и пассажиров. Но как его обеспечить, если при изменении нагрузки все меняется? В результате при выборе упругих элементов (пружин, рессор) и амортизаторов приходится идти на компромисс — «ни нашим, ни вашим, но в целом приемлемо».

Иное дело — пневматические и гидропневматические подвески: они гибки по возможностям регулирования, а уж обеспечить постоянный уровень кузова для них — «плевое дело». Но они дороги и сложны, и подразумевают полноценную гидро- или пневмосистему: насосы, шланги, клапаны… Множество элементов, разбросанных по всему шасси. «Позволить себе» подобное могут лишь достаточно дорогие автомобили (исключение — Citroen, но об этом отдельный разговор).

И вдруг Nivomat, который в качестве опции встречается в европейском втором среднем классе «D» (Volvo V40, Alfa Romeo Sportwagon). Если же вы вдруг захотите улучшить уже приобретенный Volkswagen Golf, то в каталогах найдется вариант и для него! Что переделывать? Ничего — только поменять пружины и амортизаторы. Чудо? Никаких чудес. Надувательство? Никоим образом!

НЕОБЫЧНЫЙ ВЗГЛЯД НА АМОРТИЗАТОР
Тот, кто однажды держал в руках газонаполненные амортизаторы, знает, что когда они не находятся под нагрузкой, их шток стремится выдвинуться. Почему?
Вспомним, как работает амортизатор.

При ходе сжатия шток с поршнем вдвигается внутрь амортизатора, а жидкость, проходя сквозь отверстия в поршне, перетекает в надпоршневое пространство. Но поскольку сам шток занимает часть внутреннего объема, то часть жидкости остается как бы лишней — она перетекает в специальную компенсационную полость, а в газонаполненном амортизаторе еще и сжимает газ, «отбирая» у него необходимый объем.
Даже в полностью «растянутом» газонаполненном амортизаторе газ в компенсационной полости (а соответственно, и жидкость) находится под приличным давлением — до 20-30 атмосфер. Это давление, умноженное на площадь сечения штока, как раз и определяет выталкивающую силу, действующую на шток. Естественно, при «сжатии» амортизатора давление газа возрастает— возрастет и выталкивающая сила. То есть газонаполненный амортизатор, помимо основной функции (гашения колебаний), действует и как дополнительный упругий элемент, «помогающий» пружине или рессоре.

В обычном газонаполненном амортизаторе выталкивающая сила на штоке относительно невелика — 150-200 Н (15-20 кгс), но и этого достаточно, чтобы приподнять кузов незагруженного легкового автомобиля дополнительно на 10-20 мм. Теперь представим себе, что мы подняли давление газа до 100-150 атмосфер. Понятно, что усилие на штоке возрастет многократно и будет уже сравнимо с усилием, которое развивает основной упругий элемент — пружина или рессора. Если же мы каким-то образом будем менять давление газа, то усилие, развиваемое «дополнительным упругим элементом», будет меняться.

Вот на этом и основано действие системы Nivomat.

НИКАКИХ ЧУДЕС
Собственно, и по устройству Nivomat на первый взгляд напоминает двухтрубный газонаполненный амортизатор. В заполненном жидкостью цилиндре движется шток с поршнем, имеющим обычные для амортизатора калиброванные отверстия и клапаны. Рабочая полость цилиндра соединена с компенсационной полостью, в которую при ходе сжатия перетекает жидкость, вытесняемая штоком. А дальше начинаются отличия, превращающие «простой» амортизатор в регулируемую гидропневматическую рессору.

Начнем с того, что газ в компенсационной полости находится под давлением 100-150 атм и отделен от жидкости эластичной диафрагмой. Есть еще одна полость — резервуар, в котором содержится жидкость при низком давлении. И самое главное — это встроенный насос, который состоит из жестко закрепленного в корпусе плунжера, гильзы, являющейся частью штока, и двух клапанов. Внутри плунжера выполнено осевое сверление, соединяющее заборную трубку с впускным клапаном насоса, а снаружи нарезан профилированный винтовой канал.

Поскольку, наверное, пока еще не все понятно (я уже забыл о чем я писал), перейдем от устройства к функционированию. А разобраться во всем нам помогут нагрузочные характеристики упругих элементов — графики, показывающие изменение усилия в зависимости отхода подвески.

КАК РАБОТАЕТ NIVOMAT
Итак, вместо стандартной пружины на автомобиль устанавливают более мягкую, способную воспринять примерно половину обычной нагрузки на колесо. Вместо амортизатора — Nivomat, который благодаря высокому внутреннему давлению «возьмет на себя» еще половину. Еще один элемент — достаточно длинноходный дополнительный буфер пробоя подвески, имеющий прогрессивную характеристику.
Когда автомобиль не загружен, его кузов удерживается в статическом положении суммарным усилием от пружины и элемента Nivomat.

Теперь загрузим автомобиль. Кузов проседает, при полной нагрузке подвеска, возможно, даже «сядет» на : буфер. Но при этом шток вдвинется внутрь «амортизатора», и гильза перекроет перепускное отверстие и канал.

А теперь — в путь. На неровностях дороги кузов начнет колебаться вверх-вниз, соответственно шток будет совершать возвратно-поступательное движение в цилиндре. Но это значит, что гильза будет также двигаться относительно плунжера, то есть начнет работать встроенный насос! И при каждом колебании кузова этот насос будет подкачивать жидкость (следим внимательно!) из резервуара через трубку, осевое сверление в плунжере, впускной клапан, нагнетательный клапан, зазор между гильзой и штоком —в рабочую полость цилиндра.

Увеличение количества жидкости в рабочей (и компенсационной!) полостях приводит к увеличению давления в газовой полости, а значит — к увеличению выталкивающей силы на штоке. А в результате — к постепенному повышению уровня кузова автомобиля. И так будет продолжаться до тех пор, пока верхний конец винтового канале не появится над краем гильзы. Теперь уже жидкость будет «гоняться по кругу» между полостью насоса и рабочей полостью цилиндра, и уровень кузова стабилизируется.

Справедливости ради отметим, что этот уровень будет несколько отличаться от номинального: чем хуже дорога, тем больше «всплывает» корпус автомобиля. Но это расхождение небольшое и может не приниматься во внимание.

Сколько на все это требуется времени? В среднем — 1-2 минуты от начала движения автомобиля.
Что же мы будем иметь через две минуты? Характеристика подвески станет более «жесткой», что и нужно при увеличении массы машины (при этом большую часть нагрузки несет уже не пружина, a Nivomat). А уровень кузова вернется практически к первоначальному. Подвеска сама приспособилась к новой нагрузке!

Подождите, скажет внимательный читатель, но ведь вы еще что-то говорили о собственной частоте? Так что там с тряской — укачиванием?
А ничего. Характеристики устанавливаемых элементов подобраны так, что стремление пружины к снижению, собственной частоты при увеличении подрессоренной массы (серая кривая на маленьком графике справа) компенсируется противоположным свойством гидропневматической рессоры, которой по сути и является Nivomat.

В результате собственная частота с увеличением нагрузки практически не меняется (розовая кривая). Но вернемся к нашему автомобилю. Он остановился, и мы его разгрузили. Кузов сразу же приподнимется, а Nivomat, соответственно, растянется. Перепускное отверстие на плунжере выйдет из-под гильзы, и через него жидкость из рабочей полости потечет через осевое сверление обратно в резервуар. Этот процесс будет идти до тех пор, пока кузов не осядет до положенного ему уровня и отверстие снова не спрячется под гильзой. Подвеска опять встает на исходные позиции. Браво, Nivomat!

К ВОПРОСУ О БЕСПЛАТНЫХ ПИРОЖНЫХ
Их в технике не бывает. И этот случай — не исключение. Давление в системе Nivomat велико (в динамике — до 350 атм), а извне жидкость не подводится, то есть малейшие протечки быстро приведут к выходу из строя. Так что требования к изготовлению Nivomat куда более жесткие, чем даже для гидропневматических подвесок, Характерно: производитель указывает, что при производстве Nivomat. лимитируется даже содержание пыли в воздухе производственных помещений.

Высокий технологический уровень определяет и стоимость. Хотя Nivomat обходится много дешевле, чем регулируемая пневмо- или гидропневматическая подвеска, все же система ориентирована прежде всего на легковые автомобили, начиная со средних классов, а также минивэны. Согласитесь, для самых дешевых автомобилей лишние 500-700 долларов (стоимость комплекта для задней подвески, не считая установки) — это все же дорогое удовольствие.

Источник