На что влияет сайлентблок переднего рычага
Сайлентблоки: как их выбирать, и почему нельзя ремонтировать
О том, что такое сайлентблок, многие автолюбители только догадываются, ошибочно называя так любую штуку, состоящую из резины и металла. Особенно, если у нее есть наружная и внутренняя металлические обоймы. Сегодня мы наконец-то внесём ясность в этот вопрос и расскажем, что такое сайлентблок на самом деле, и почему отремонтировать его попросту невозможно.
Что такое РМШ и что такое сайлентблок
Н ачнём с развенчивания мифа о том, что любой резинометаллический шарнир – это сайлентблок. Скорее, наоборот: любой сайлентблок – это РМШ. Разберёмся в терминологии.
Резинометаллический шарнир – это соединение, в котором взаимное перемещение деталей обеспечивается за свет эластичности резины, без проскальзывания. Сайлентблок – это резинометаллический шарнир, в котором эластичная часть соединяется с внутренней и внешней обоймами вулканизацией при изготовлении или с помощью клея. Это позволяет получить лучшую несущую способность и лучшие эластокинематические характеристики, а заодно кардинально повысить ресурс узла.
В обычном резинометаллическом шарнире неподвижность резиновой части обеспечивается преднатягом или за счет радиального сжатия вставки при монтаже. Со временем это условие может нарушиться, что быстро выведет шарнир из строя. При превышении же нагрузки или изменении внешней среды КШМ склонен к небольшим проскальзываниям, при которых издает характерные звуки «пищащей» резины.
А вот сайлентблок гораздо более «молчалив», за что и получил свое название. Он не издает никаких поскрипываний и писков при превышении нагрузки до самого обрыва «резинки». Материалами для эластичной вставки обычно служат синтетические каучуки, например, изопреновые или бутадиен-стирольные, каучуки на основе натурального, а для агрессивных условий – фторкаучуки или бутадиен-нитрильные. В качестве сменных вставок часто применяют полиуретановые смеси как имеющие меньшую адгезию к металлу.
Преимущества и недостатки
Чем так хороши резинометаллические шарниры вообще и сайлентблоки в частности? Почему они смогли вытеснить все остальные типы соединений из подвесок легковых автомобилей, кроме шаровых шарниров?
Хороши они, например, тем, что не требуют обслуживания. В случае поломки их просто заменяют, но в процессе эксплуатации эти детали требуют только контроля. Смазка им не нужна, она только повредит, зато они не боятся воды и малочувствительны к пыли, пока находятся в исправном состоянии. Эта способность достигается отсутствием в конструкции деталей трения скольжения, все перемещения деталей осуществляются исключительно за счет изгиба эластичной части шарнира.
Резинометаллические шарниры на легковом автомобиле Nissan Avenir: 1 — задний резинометаллический шарнир; 2 — передний резинометаллический шарнир; 3 — поперечный рычаг передней подвески; 4 — крепление шаровой опоры; 5 — коробка передач; 6 — вал привода левого переднего колеса (с ШРУСами)
Разумеется, в отсутствие трения нет и звуков: металл в исправном сайлентблоке не соприкасается с металлом, нет ударов, а все вибрации гасятся в резиновой подушке. Также у сайлентблоков отличная несущая способность по всем направлениям, можно задать жесткость относительного перемещения по всем осям, и он предельно дешев. И он не меняет установочные размеры в процессе износа, что важно для элементов с точным взаимным расположением.
А служит он достаточно долго, если соблюдать простые правила эксплуатации: не перегревать, не перегружать, не помещать в агрессивные среды. Срок службы может составить десятки лет при незначительном изменении характеристик. За такое время любая смазка успеет высохнуть и закоксоваться в негерметичных шарнирах, а в герметичных испортит оболочку и просто утечет.
Конечно, и на Солнце есть пятна, и недостатков у сайлентблоков тоже хватает. Например, у них жесткость связана с несущей способностью. Ну, или они боятся агрессивных сред, сильно зависят от рабочей температуры, имеют ограниченные углы взаимного перемещения деталей, и их срок службы зависит от амплитуды рабочего хода.
Часто при замене сайлентблока нарушают простое правило, которое гласит, что резинометаллический шарнир в средней точке рабочего хода должен иметь минимальную деформацию эластичной части. Другими словами, затягивать соединения подвески с сайлентблоками нужно под нагрузкой – машина должна стоять колёсами на земле, а не висеть на подъёмнике.
Плавающие и не очень
Очень часто сайлентблоки путают с другим широко распространенным типом подвижного соединения в подвеске автомобиля. Даже опытные мастера склонны вносить путаницу, называя часть шаровых шарниров «плавающими сайлентблоками».
На самом деле этот элемент никакого отношения к сайлентблокам не имеет. Внутри него стоит обычный шаровый шарнир, имеющий внешнюю и внутреннюю обоймы для запрессовки в узлы подвески. В нем нет упругого элемента, а резина тут только снаружи: она защищает рабочий элемент шарнира от грязи, а смазку внутри него – от высыхания и утечки. Применяют «плавающие» сайлентблоки там, где настоящие сайлентблоки применять нельзя. Например, в высокоподвижных соединениях или там, где требуется повышенная точность перемещения одного элемента относительно другого.
И немного о ремонте
Сайлентблоки нужно менять в сборе. Это совершенно логично проистекает из того факта, что элемент этот неразборный. Но в современных конструкциях сайлентблоки могут быть частью сложных и дорогих узлов подвески, где эластичная вставка – лишь малая часть цены элемента. Но при ее износе он подлежит замене.
Жизненную несправедливость пытается исправить множество компаний, выпускающих ремонтные втулки для таких деталей. Обычно никаких дополнительных данных по установке нет, разве что прилагается переходник для запрессовки.
Собранный таким образом резинометаллический шарнир сайлентблоком уже не является. У него значительно снижена несущая способность, и при нагрузке намного меньше номинальной он может перейти в режим работы простой резиновой втулки. В результате этого его посадочное место в рычаге изменит геометрию и будет непригодно к дальнейшей эксплуатации. К сожалению, ситуация эта очень распространенная. Проблемы можно было бы избежать, за счет использования значительно большего преднатяга или клея для лучшей фиксации, благо современная химическая промышленность предоставляет хороший выбор надежных способов соединения резины или полиуретана с металлическими обоймами. И если ваше соединение работает на растяжение или кручение, то постарайтесь не использовать сомнительные способы восстановления.
Еще более серьезную ошибку совершают те, кто использует консистентные смазки для упрощения запрессовки эластичной втулки или просто смазывает скрипящие узлы. Смазка только вредит любому РМШ: соединение резины и металла должно быть максимально надежным. Для ремонта старайтесь использовать сменные элементы с уже завулканизированными металлическими обоймами: обеспечить качественное соединение вне заводских условий может оказаться сложно.
Что делать, чтобы увеличить срок службы сайлентблоков?
Для начала помните золотое правило установки, о чём уже говорили выше. И это очень важно: сайлентблок не является упругим элементом подвески, его эластичная вставка не должна быть нагружена при среднем состоянии загрузки машины.
Не оставляйте машину надолго с перегруженными элементами подвески или с вывешенными колесами – это больше вредит ей. Постарайтесь в холодную погоду не допускать излишней амплитуды раскачки подвески.
При замене устанавливайте сайлентблоки в нужном положении. Часто жесткость блока различается по радиусу, и на нем есть специальные установочные метки или визуально заметные элементы, на которые нужно ориентироваться. Конечно же, нельзя допускать попадания на сайлентблоки масла и топлива, которые быстро разрушают большую часть синтетических каучуков.
Ну и, наконец, общий совет: старайтесь промывать элементы подвески, особенно если у вас внедорожник и вы любите загородные вылазки. Попавшая в микротрещины резины пыль ускоряет износ эластичного элемента, а вода еще и разрывает его при замораживании. И нелишним будет периодическое использование специальных смазок для очистки восстановления поверхностного слоя резинометаллических узлов.
PS: Немного истории вопроса
Резинометаллических шарниров в автомобилях огромное множество. Тут же почти все элементы крутятся, вращаются, вибрируют и перемещаются по сложным траекториям. Причем требования к каждому соединению разные: нужны разная степень свободы по направлениям, разные частотные характеристики, да и ресурс тоже требуется разный и в разных условиях.
Удивительно, но идея сочетать резину и металл в единой конструкции, позволяющей одновременно удерживать детали и гасить перемещения, родилась в голове именно автомобильного конструктора. Это на самом деле редкость, ибо большая часть важных технических идей пришла в автомобилестроение из других областей.
Имя непосредственного изобретателя история утеряла, но доподлинно известно, что идея родилась в коллективе талантливого менеджера и конструктора Вальтера Крайслера, основателя одноименной компании. В конструкции машины New Finer Plymouth, которая вышла в феврале 1932 года, впервые в мире применили резинометаллические шарниры в подвеске двигателя, что позволило получить отличные показатели виброизоляции. Отличные на то время, разумеется.
На фото: New Finer Plymouth 1932
Идея была оценена всеми автопроизводителями, и очень скоро резинометаллические шарниры прочно прописались в подвеске моторов и коробок передач всех автомобильных марок. Но применения подобной конструкции в подвесках машин пришлось ждать еще добрых двадцать лет. Кстати, первый резинометаллический шарнир по совместительству был и первым сайлентблоком. Он был неразборным, и в нем резиновая прослойка не имела возможности перемещения относительно внешней и внутренней обойм.
Развитие этой перспективной автомобильной технологии происходило, как и во многих других случаях, за счет военных и железнодорожного транспорта. Военных резинометаллические шарниры заинтересовали в качестве элемента гусениц для танков и другой техники.
Теоретически, качественная резина способна выдержать сотни тысяч циклов изгибания на ограниченный угол. И при этом не боится коррозии, грязи и песка. Если создать гусеницу из резинометаллических элементов, то она будет надежнее, чем из стальных деталей, соединенных шарнирами. На практике все оказалось намного сложнее, но с начала сороковых годов резинометаллические гусеницы в армии США нашли свое применение и продолжали совершенствоваться. Были наработаны технологии соединения резины и металла, натяжение и вулканизация, исследованы сорта резины, условия её работы, предельные возможности и многое другое из того, что необходимо для внедрения технологии в промышленности.
Как нельзя кстати резинометаллические шарниры пришлись и на железнодорожном транспорте. Дело в том, что привод с электродвигателя на колесную пару локомотивов при креплении мотора к тележке должен быть гибким для снижения воздействия поезда на путь. Так называемое опорно-рамное подвешивание имело много вариантов исполнения, в том числе и с привычными водителям карданными валами, но в пятидесятые годы на волне прорыва в создании эластичных синтетических материалов обрел популярность привод с муфтой Alstom. В СССР такой привод применялся, например, на тепловозе ТЭП60.
На фото: тепловозе ТЭП60
Во многих странах велись исследования в области применения резинометаллических шарниров, сравнивались возможности вулканизированных элементов и собранных с преднатягом. Появление шарниров в конструкции автомобилей стало лишь вопросом времени.
Так, Mercedes в кузове W186 1951 года выпуска все еще имел в подвеске резиновые демпферы на оси, резьбовые втулки, многочисленные шайбы и оси с отверстиями для смазки. А уже на модели в кузове W120 1953 года, первом «понтоне», и W105/W219 1956 года в подвеске появились первые резинометаллические шарниры. Впрочем, втулок там все еще хватало — подвески, использующие только сайлентблоки, шаровые шарниры и просто подвижные резинометаллические соединения появятся только в середине семидесятых. До этого момента подвеску приходилось периодически смазывать, промывать и шприцевать на всех машинах. Причем подобные технологии сохранились в США аж до начала двухтысячных годов на классических «фуллсайзах» и пикапах.
Зачем сайлентблоки автомобилю?
Каждый владелец автотранспортных средств должен знать, что такое сайлентблоки, их виды, основные функции, места установки, факторы, влияющие на быстрый износ, а также способы их замены.
Что такое сайлентблок?
Сайлентблок представляет собой конструкцию из металлической втулки, которая вставлена и надежно закреплена в резиновое либо полиуретановое изделие, которое имеет внешний вид трубки. Деталь является резинометаллическим шарниром и бывает как во внешней металлической оболочке, так и без нее.
Несмотря на простоту устройства, деталь определяет критерий безопасности автомобиля при его эксплуатации, а также комфорт для водителя и пассажиров. Стоит заметить, что сайлентблоки используются не только в автотранспортных средствах. Они встречаются в некоторых моделях мотоциклов и велосипедов.
Что делают сайлентблоки?
В автомобиле сайлентблок выполняет связывающую функцию узлов его подвески, которая обеспечивает устойчивость от ударов и вибраций на кузов при движении, а также защищает дорогостоящие детали от преждевременного износа. Сайлентблоки поглощают воздействия сил нагрузок, которые образуются при движении автотранспортных средств на кузов и несущие части узлов ходовой подвески.
Какие бывают и в чем разница?
В зависимости от материала изготовления, сайлентблоки делятся на:
По своим конструкционным особенностям:
В зависимости от конструкционных требований к элементам подвески автотранспорта, их можно разделить по жесткости крепления:
Главным критерием качества сайлентблоков является их надежность, износоустойчивость и долговечность в эксплуатации. Данные факторы определяет материал изготовления.
При выборе сайлентблока, стоит учитывать характер и интенсивность эксплуатации автотранспорта. Однако, преимущество качества ложится в сторону полиуретановых. Их стоимость, по сравнению с резиновыми, на порядок выше. К основным преимуществам полиуретановых сайлентблоков относится:
Так же устанавливают на рычаги подвески плавающие сайлентблоки. Плавающий сайлентблок – это так же шарнир, но уже шаровой. Вместе с амортизаторами и остальными сайлентблоками он обеспечивает автомобилю все современные скоростные преимущества, а также динамику разгона, торможения и управляемость.
Плюсы и минусы материалов сайлентблоков
При изготовлении сайлентблоков используют два материала для смягчения амортизации и гашения вибрации на кузов. Материалы для изготовления используются резина или полиуретан. Плюсы и минусы резиновых и полиуретановых сайлентблоков мы привели в таблице.
Под безопасностью использования в подвеске, подразумевается как вы “чувствуете” управляемость автомобиля. Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.
Как работает сайлентблок
При движении, автотранспорт подвергается большому количеству негативных воздействий (вибрации, толчки, колебания). На точки крепления деталей подвески действуют множество сил трения, за счет чего эксплуатационный ресурс резко снижается.
Чтобы избежать «побочки», конструкцией автотранспорта предусмотрено соединение деталей ходовой части с использованием сайлентблоков, функция которых заключается в снижении трений между соединениями, а также в поглощении вибраций и колебаний для комфортной езды.
Где находятся сайлентблоки
Места установки сайлентблоков определяются конструкцией модели автотранспорта. Чаще всего они устанавливаются:
Признаки неисправности сайлентблоков
Поскольку сайлентблоки относят к расходным материалам ходовой части, для обеспечения безопасности при эксплуатации автотранспорта рекомендуется знать их ресурс и долговечность, которую определяет завод-изготовитель своим регламентом.
В большинстве случаев, резинометаллический шарнир служит в районе 100 тысяч километров пробега. В странах с повышенными негативными факторами использования (погодные условия, качество дорог), сайлентблоки необходимо диагностировать каждые 60 тысяч километров.
Необходимость в замене детали определяется по ощущениям во время вождения автотранспорта, а именно:
Как проверить сайлентблоки?
Определение технического состояния сайлентблоков производится на специализированных эстакадах, подъемниках, смотровых ямах. Для выполнения работы, необходимо иметь представление о внешнем виде нового сайлентблока и о его размерах. Для диагностики чаще используют монтировку и специализированный инструмент.
Во время проверки, смотрят целостность детали, ее конструктивные параметры (исправный сайлентблок не должен иметь трещин, разрывов и не предусмотренных зазоров в соединениях).
Порядок определения состояния сайлентблоков заключается в следующем:
Процедура определения технического состояния не является сложной работой, однако для её выполнения требуются базовые знания в конструкциях автотранспорта.
Поскольку техническое состояние сайлентблоков напрямую влияет на общую безопасность эксплуатации автотранспортных средств, стоит позаботиться о своевременности их замены. Иначе это может привести к потере управляемости автомобиля при движении, поломке переднего рычага подвески, разрушению мест крепления сайлентблоков, асимметричной изношенности шин.
Как сайлентблоки влияют на управление автомобилем?
Сайлентблоки – важнейшая часть любого автомобиля. Данные детали представляют собой уплотнённую втулку, которая соединяет детали амортизации. А амортизация – это одна из самых главных составляющих любого автомобиля. Поэтому, исправность сайлентблоков крайне важна.
Как же они влияют на управление?
А такие «стрессы» могут привести к поломке уже всех деталей автомобиля. А тогда может случиться что угодно.
Автомобиль станет сложнее держать на неровной дороге, что может привести к авариям.
Также, при проблеме и износе сайлентблоков, автомобиль на больших скоростях может терять управление, поэтому, очень важно следить за исправностью этих деталей.
Обычно, сайлентблоки служат долго, но проверять их нужно каждый раз при обслуживании ходовой части автомобиля.
Почему сайлентблоки ломаются
Сайлентблоки, во время эксплуатации автомобиля (даже при постоянном нахождении без движения), регулярно испытывают воздействие физических сил, что ведет к деформации детали. Упругое деформирование не несет серьезных последствий, поскольку, при отсутствии воздействия сил, оно устраняется, а запчасть восстанавливает свой первоначальный вид.
Если сайлентблоки изготовлены из некачественного материала или отработали долгий период, деталь не восстановит свой первоначальный вид после окончания воздействия на неё нагрузок. Поэтому срок эксплуатации взаимосвязан с качеством резины (полиуретана), применяемого заводом-изготовителем при производстве сайлентблоков.
Также на срок эксплуатации негативно влияет воздействие химических веществ, применяемых для устранения гололеда на дорогах. Поэтому в резине образуются визуально неприметные трещины, которые перерастают в разрывы, после чего деталь подлежит замене.
При длительном периоде эксплуатации, резина (полиуретан) подвергается усталости, в результате чего снижаются её технические характеристики и она перестает выполнять функции своего назначения. Чаще, это приводит к продольной деформации сайлентблока, что в дальнейшем влечет за собой замену детали.
Еще одной причиной поломки является неправильная установка. Нагрузка действия сил ложится не по всему периметру детали, а на определенную часть, что служит неправильному выполнению своего назначения и быстрому изнашиванию. Для недопущения такой ситуации, стоит учесть, что утяжка болтов сайлентблока должна выполняться не на весу, а после того, как автотранспорт поставят на колеса.
В случае несвоевременного устранения проблем, сайлентблок стремительно разрушается, что сначала приводит к образованию зазоров, которые приводят к износам на тягах, а потом – разрушению места крепления.
Важно знать, что аккуратное вождение автотранспорта обеспечит снижение резких перепадов нагрузок на сайлентблоки, что увеличит их эксплуатационный срок.
Как заменить сайлентблоки?
Во время замены неисправного сайлентблока, особое внимание нужно уделить качеству новой запчасти и наличию необходимого инструмента. Для выполнения работы понадобятся:
После установки и надежного закрепления на специализированных подъемных устройствах, производится разборка сопутствующих элементов.
Рассмотрим процесс замены сайлентблока задней балки:
После замены сайлентблоков, транспортным средством можно сразу же пользоваться. Во время сборки необходимо контролировать надежность выполненного монтажа каждой запчасти и только после этого начинать устанавливать следующую.
Замена сайлентблоков передней балки осуществляется по тому же принципу:
Если сайлентблок прикручивается болтами, а не запрессовывается, процесс демонтажа выполняется не ударным способом, а откручиванием. Его монтаж, соответственно, будет выполняться при помощи крепления болтами. Утяжка болтов подвески с соединениями через сайлентблок, осуществляется исключительно тогда, когда автомобиль стоит колесами на земле, для создания условий принятия рабочего положения подвески.
При монтаже стоит обратить внимание на правильность положения сайлентблока, так как не все резинометаллические шарниры можно установить произвольно. Если деталь имеет перегородки, у нее строго должно быть обозначено рабочее положение. В случае игнорирования этого факта, нагрузка сил на перегородки будет предельно большая и сайлентблок вскоре окажется в неисправном состоянии.
По своим размерам сайленблоки являются очень компактными деталями. Несмотря на это, они выполняют в транспортном средстве важные функции и являются значимым элементом подвески. Сайленблоки обеспечивают требуемый уровень комфорта и безопасности автомобиля в процессе движения. Поэтому к выбору и замене этих деталей нужно относиться внимательно и ответственно. Автомобилистам рекомендовано обращаться только к проверенным продавцам автозапчастей, чтобы не купить подделку.