Устройство подушки двигателя автомобиля

Виды, устройство и принцип работы опоры двигателя

Работа любого двигателя сопровождается динамическими вибрациями. Они распространяются по всему кузову и передаются в салон автомобиля. Сделать езду комфортной помогают опоры (подушки) двигателя. Кроме того, данные элементы конструкции предназначены для фиксации деталей, а также защиты их от деформации и раскачивания в процессе движения транспортного средства.

Что такое опора двигателя (подушка) и для чего она предназначена

Опоры двигателя – это специальные узлы, с помощью которых двигатель и коробка передач закрепляется на раме, подрамнике или кузове автомобиля. Чтобы надежно выполнять свою работу, опора должна обладать высокой износостойкостью и прочностью. Поэтому конструкция детали представляет собой основу из стали, оснащенной в областях стыка с мотором резиновыми подушками. Именно последние гасят колебания, производимые работающим двигателем.

Помимо поглощения вибраций, опора служит амортизатором двигателя, предотвращая его механическое повреждение после наезда на неровности дорожной поверхности.

Главные функции опор двигателя:

1. Погасить удары и толчки, которые возникают при движении транспортного средства.
2. Обеспечить эффективную виброизоляцию салона на холостом ходу.
3. Обеспечить меньший износ деталей за счет снижения раскачивания двигателя.

Количество и расположение опор двигателя

Расположение опор многим автовладельцам не известно до тех пор, пока не начнется сильная вибрация при работе мотора. Тогда детали обратят на себя внимание сами, хотя под капотом их не всегда видно. Чаще всего без специальной подготовки и знаний увидеть можно только верхнюю опору.

Главными факторами, которые определяют количество подушек двигателя и их расположение, считается масса и положение силового агрегата в моторном отсеке, а также тип кузова транспортного средства.

Как правило, для крепления силовой установки применяется 3 или 4 опоры ДВС. Причем трехточечная фиксация является наиболее распространенной практически у всех производителей. Несмотря на различный способ расположения и метод их крепления, фиксация должна быть настолько надежной, чтобы в процессе эксплуатации автомобиля не было значительных смещений мотора.

Кроме двигателя на резинометаллических опорах крепится также и трансмиссия. Поэтому необходимо разграничивать опоры коробки передач и двигателя.

Виды опор двигателя

Для конкретных моделей своих автомобилей производители разрабатывают разные опоры силовых установок, которые обладают оптимальными показателями жесткости. Если резина на металлических каркасах деталей будет меньшей твердости, чем нужно, то при езде мотор будет сильно раскачиваться.

Принцип работы гидравлической опоры

На текущий момент опоры двигателя представлены двумя большими категориями:

Чаще всего “резиновые” встречаются на отечественных автомобилях или иномарках старых выпусков. Их конструкция очень простая, с низкой себестоимостью и обеспечивает сносное качество выполнения своих прямых функций. Гидравлические подушки устанавливаются на автомобилях заграничных производителей. Отличаются детали более комфортным и удобным использованием, а также высокой эффективностью и износостойкостью.

По типу управления гидравлические опоры бывают:

• механическими;
• электронными;
• динамическими.

Динамические опоры были разработаны инженерной командой компании Porsche и внедрены на собственный спорткар в 2011 году.

Устройство и принцип работы различных видов подушек двигателя

Независимо от типа опоры и ее конструктивных особенностей, принцип действия один и тот же: производится гашение толчков (колебаний) и удерживание силового агрегата.

Однако, детали разных категорий имеют свои особенности:

• Резинометаллические опоры – обладают простой конструкцией: соединенные между собой две пластины из металла, между которыми помещается подушка из необходимой для конкретного автомобиля и двигателя жесткости резины. Более совершенная конструкция этих опор содержит дополнительно буферы, предназначенные для смягчения ударов, и пружину, повышающую жесткость детали. Наряду с резиновыми элементами, многими производителями предлагается и полиуретановый аналог, который отличается большей износостойкостью. Опоры этой категории могут быть неразборными или разборными. Резина предоставляет вибрирующему двигателю относительную свободу движений, и таким образом, неплохо гасит колебания.

Подушки двигателя на основе полиуретанового компонента чаще всего используются на спортивных машинах, где болиды разгоняются до больших скоростей и нуждаются при этом в конструкции повышенной жесткости.

• Гидравлические опоры – считаются более прогрессивным вариантом крепления. Принципом действия гидроопора напоминает обычные амортизаторы. Колебания гасит рабочая жидкость, перетекающая из одной камеры в другую. Жидкость более динамична, она быстрее отрабатывает колебания двигателя. Активная гидрооопора также содержит камеру с гидравлической жидкостью. Разница в том, что дном этой камеры служит мембрана, которая может перемещаться по сигналу блока управления двигателя, подстраивая характеристики узла под режим работы мотора.

Динамическая опора двигателя

Различают такие типы управления гидроопор:

• Механическое – разрабатываются отдельно для каждой марки и модели транспортного средства, поскольку в основе детали будет или демпфирование на скорости сильных вибраций или хорошая шумоизоляция на холостом ходу;
• Электронное – более продвинутая конструкция. Позволяет управлять жесткостью детали в процессе движения посредством электроники. Таким образом, повышая или снижая жесткость опоры, комфорт на скорости или холостом ходу будет одинаково высоким.
• Динамическое (на основе электромагнитного воздействия) – принцип работы таких узлов заключается в использовании магнитной жидкости, т.е. содержащей намагничиваемые частички металла. В результате подобного воздействия такая жидкость меняет коэффициент вязкости и, соответственно, жесткость всей конструкции.

На сегодняшний день наибольшей популярностью пользуются гидравлические опоры, однако, резинометаллические все еще используются. Независимо от того, какой тип подушек установлен в машине, стремительно начинать движение с места или на высоких скоростях проезжать глубокие неровности на дорогах не рекомендуется. Это может быстро вывести их из строя.

Источник статьи: http://techautoport.ru/dvigatel/mehanicheskaya-chast/opora-dvigatelya.html

Подушка двигателя

Основным предназначением опоры двигателя является компенсация вибрационных и колебательных движений, передаваемых работающим механизмом кузову автомобиля. Без нее невозможна комфортная поездка, процесс будет напоминать полет на старом «кукурузнике».

Следует отметить, что подушка двигателя представляет собой специальную прокладку, отделяющую мотор от элементов кузова. Старые советские легковые машины оснащались таким изделием, выполненным из цельного отрезка резины, дополненного крепежными деталями на противолежащих сторонах. К тому же, к выпуску автомобилей с передним приводом производители приступили только в 1985 году.

Сегодня опора двигателя — это чаще всего резинометаллическая прокладка. Существуют и гидравлические изделия, но благодаря ощутимой стоимости их применяют лишь для дорогих машин.

Признаки неисправности

Когда при пересечении препятствий в районе коробки передач наблюдается характерный стук, нарушающий шумоизоляцию в салоне, скорее всего, следует уделить внимание замене подушки двигателя. Кроме того, о дефекте такой прокладки свидетельствует сильная вибрация, передающаяся на корпус легкового автомобиля. Если работающий мотор начинает стучать о раму, значит, необходима срочная замена опоры двигателя.

Обратить внимание на состояние подушек следует, когда при торможении и в начале движения машины появляются щелчки и прочие посторонние звуки спереди. Беспокойство должно вызывать, если в салоне возникает грохот при преодолении ям и выбоин на дороге. Если движение по пересеченной местности сопровождается отдачей на рычаг переключения скоростей, опора подлежит немедленной замене.

А также свидетельством признаков неисправности подушек двигателя является значительное возрастание уровня вибрации при запуске или выключении механизма. Игнорировать подобные симптомы категорически не рекомендуется. Последствия могут оказаться весьма неприятными, в конечном итоге выражаясь деформацией подвески и кузова, преждевременным износом трансмиссии.

Поэтому, если в автомобиле наблюдаются признаки неисправности подушек двигателя, то вышедшие из строя прокладки подлежат замене.

Самостоятельная диагностика подвески

При невозможности или нежелании посещения автосервиса существует возможность собственноручного определения неисправности. Самостоятельная проверка состояния подушек двигателя выполняется с использованием следующих приспособлений:

1. гидравлического или пневматического домкрата. Это устройство способствует облегчению доступа к проверяемым подушкам;
2. специальной страховочной опоры. В подобном качестве чаще всего применяют деревянный брусок;
3. монтировки или достаточно прочной палки, выполняющей роль рычага.

Последующие манипуляции рекомендуется осуществлять в такой очередности:

• машину загоняют в гараж или другое помещение. Необходимым условием считается ровная поверхность пола;
• домкратом, установленным под передним колесом, приподнимают автомобиль. Для заднеприводных машин подъемное устройство располагают под задним колесом;
• опора устанавливается под мотором так, чтобы обеспечить отсутствие нагрузки на крепления двигателя. Убедившись в устойчивости положения автомобиля, домкрат опускают.

Используя подкат, устраиваются под машиной и проводят визуальный осмотр. Такой способ осмотра позволяет легко обследовать подушки двигателей на признаки неисправности, приобретенные подушками двигателя в процессе эксплуатации.

Даже неопытный автолюбитель способен увидеть симптомы расслоения опоры, трещины и разрывы на изделии, а также самостоятельно определить, что прокладка вышла из строя в результате чрезмерного затвердевания резины. В таких случаях настоятельно рекомендуется срочно произвести замену подушки двигателя.

Для обнаружения возможного люфта в месте соединения мотора с передней балкой машины или кузовом визуального осмотра недостаточно. Здесь понадобится использование монтировки. Подобный рычаг применяют для того, чтобы двигатель отклонять в разные стороны. Отсутствие люфта свидетельствует об исправности опор, ремонт подушек не требуется.

Устранить подобный симптом можно следующим образом:

• снова поднять автомобиль домкратом;
• удалить страховочную опору;
• проверить качество фиксации подушки двигателя и, при необходимости, затянуть крепление гаечным ключом или трещоткой.

Таким путем избавляются от люфта.

Самостоятельная замена опор двигателя

Для того, чтобы содержать свой автомобиль в идеальном порядке, необходимо регулярно проверять техническое состояние. Поскольку поломка одной детали способна вывести из строя весь дорогостоящий агрегат, необходимо своевременно заменять неисправный механизм.

Предлагаем вам подробную инструкцию, как поменять непригодные подушки двигателя своими руками:

1. обесточив аккумулятор снятием клемм, автомобиль приподнимают на достаточную высоту для обеспечения комфортного доступа к мотору. После применения домкрата машину надежно фиксируют деревянными брусками;
2. используя то же подъемное устройство, поднимают мотор, освобождая от нагрузки требуемую деталь;
3. крепление подушек двигателя осуществляется определенным количеством болтов, которые надлежит снять, предварительно раскрутив;
4. после удаления негодной детали, новая запчасть устанавливается на подходящее место. Крепежными элементами в виде болтов надежно фиксируют гидроопору двигателя. Следует отметить, что работающий мотор во время затягивания крепежа позволит обезопасить автомобиль от последующей чрезмерной вибрации;
5. завершение установки подушки опоры двигателя сопровождается возвращением на положенные места всех демонтированных деталей.

Отдельно отметим, что все предложенные манипуляции рекомендуется выполнять в паре с помощником. Постороннее участие потребуется для направления рычагом двигателя во время установки опоры на требуемое место.

Осмотр и замена верхней подушки является достаточно простым процессом. Доступность манипуляций обеспечивается возможностью обойтись без ямы. Кроме того, необязательно поднимать автомобиль.

Заключение

Регулярная проверка состояния подушек крепления двигателя способствует предотвращению многих проблем в перспективе. Своевременная замена негодной опоры обеспечивает комфортное нахождение пассажиров в салоне легкового автомобиля.

Если вас заботит исправность всех узлов и систем машины, рекомендуется периодически проверять подушки. Как показало предыдущее исследование, все необходимые манипуляции можно выполнить самостоятельно, без помощи специалистов автосервиса.

Источник статьи: http://avtodvigateli.com/detali/podushka-dvigatelya.html

Гидроопора двигателя: как устроена, как её диагностировать и можно ли ремонтировать?

Редкий современный мотор не опирается под капотом на гидравлические подушки, дабы минимально беспокоить своими вибрациями водителя и пассажиров. Чем хороши такие опоры, когда они появилась в автопроме, как эволюционируют и… когда исчезнут?

То, что колеблющиеся детали механизма нужно виброизолировать от неподвижных, было ясно еще древним римлянам, который аж в первом веке до нашей эры догадались подвесить «кузов» повозки к шасси с колесами на ремнях из толстой амортизирующей кожи. В автомобилестроении резиновые демпферы для установки двигателя на шасси внедрил Уолтер Крайслер в конце 20-х годов прошлого столетия – изначально для моделей Plymouth. Виброизоляция была хорошим конкурентным преимуществом, поэтому технологии даже придумали маркетинговое название Floating power. В Европе пионером внедрения резиновых демпферов стал Ситроен, который купил права на технологию у Chrysler для внедрения её в конструкцию Traction Avant.

Резиновая подушка крепления двигателя долгие десятилетия оставалась одной из самых консервативных деталей любого автомобиля, а ее эволюции были крайне малозаметны. И в наши дни по дорогам ездит все еще немало машин (УАЗы, Волги, Москвичи), чьи опорные подушки моторов представляют собой простейший монолитный резиновый брусок или диск.

В принципе, для того, чтобы вибрации двигателя не разрушали стальной каркас кузова и не вызывали хронической морской болезни у водителя, этих примитивных резиновых «чурок» вполне достаточно. Однако рост требований к комфорту внутри автомобиля породил некоторое их развитие – инженеры играли с формой демпферов, делали сэндвичи из резины разной упругости, включали в структуру стальные пружины. Это дало свои плоды – опоры стали работать в более широком диапазоне колебаний и нагрузок: на разных по силе и направлению нагрузках в работу включались разные элементы резиновых модулей, обеспечивая, когда надо, повышенную эластичность или, наоборот, повышенную жесткость:

Однако в середине 80-х годов ХХ века европейские автопроизводители начали внедрять в свои модели резино-гидравлические опоры двигателей. Так, одним из первых автомобилей, примеривших гидроопору, был Mercedes-Benz W124. В отличие от чисто резиновых, они демпфировали колебания в более широком диапазоне частот и амплитуд, действуя по принципу амортизатора – гася вибрации за счет сопротивления жидкости, продавливаемой через калиброванные дросселирующие отверстия.

Никакой революции в автопроме резино-гидравлические опоры не вызвали – к периоду их появления инженеры давно научились хорошо просчитывать обычные резиновые подушки под конкретные двигатели с их особенностями распределения колебаний и вибраций, и работали они весьма эффективно. Но конструкции с гидравликой несколько более точно настраивались под характеристики двигателя, чем чисто резиновые. Одну резино-гидравлическую опору на двигатель (реже две) стали ставить, перераспределяя на нее нагрузки так, чтобы улучшить демпфирование и продлить жизнь соседним опорам с обычной структурой, из простой резины.

Устройство и диагностика​

Устройство гидравлической части опоры двигателя несложное. Внутри нее, под основным несущим резиновым упором (как у опоры без гидравлики), имеются две расположенные одна над другой камеры-отсека, заполненные жидкостью. Камеры разделены резиновой демпфирующей стенкой-мембраной, но также они сообщаются между собой через небольшое отверстие – дросселирующий переток. На малых амплитудах вибраций колебаниям сопротивляется мембрана, на больших – вступает в работу канал-переток. В сущности, у такой опоры имеется два «поддиапазона», в которых она проявляет разные демпфирующие характеристики.

Несмотря на то, что жидкость в вышедшей из строя опоре обычно черная от резиновой пыли, гидравлическая часть опоры редко страдает от физического износа – как правило, первым сдается резиновый блок, теряя с возрастом упругость из-за частичных отслоений от металла, микроразрывов и трещин.

Важно понимать, что жидкость и вообще вся гидравлическая часть в резино-гидравлической опоре играет все же не ведущую роль, а вспомогательную. Массу двигателя, как в случае с обычными резиновыми опорами, держит мощный упругий резиновый элемент. И если жидкость по какой-то причине покинет опору (что иногда случается из-за прорыва эластичного дна или из-за утечки по завальцовке частей корпуса), то катастрофы не произойдет – разве что повысится уровень вибраций по кузову. И не факт, что даже во всем диапазоне оборотов – обычно дефект заметнее на холостых.

Однако затягивать с заменой опоры все же не стоит – усилившаяся амплитуда раскачки двигателя заставляет его при запуске или наборе оборотов под нагрузкой биться о неподвижные элементы подкапотного пространства, от чего могут пострадать разные патрубки, шланги, провода. Да и остальные, обычно еще вполне живые, опоры начинают интенсивно изнашиваться после смерти ведущей, гидравлической.

Если взять опору за рабочую часть (ту, к которой прикручивается кронштейн, соединяющий ее с двигателем) и покачать (за опору в чистом виде или за сам двигатель непосредственно), то ее «гидравлическую сущность» вы никак не ощутите – только обычную резиновую упругость. Поэтому визуально неисправности в резино-гидравлической подушке обычно невозможно обнаружить. Ну, за исключением случаев откровенно текущей из нее жидкости… И новая опора, и убитая отвечают определенной упругостью на приложенное вручную усилие – без опыта или хотя бы сравнения с аналогичной машиной с заведомо исправной опорой найти проблему в одиночку сложно для неспециалиста, хотя опытный механик делает это легко.

Поэтому для диагностики исправности подушки в гаражных условиях требуется понаблюдать за поведением опоры в условиях, приближенных к рабочим, когда помощник газует под нагрузкой (включение режима «D» или легкое приотпускание сцепления на ручнике). Контролируется амплитуда раскачки двигателя и возможное касание центральным осевым крепежом опоры ее обоймы (корпуса), что недопустимо:

Ремонт резино-гидравлических опор не практикуется. Они неразборные и запчастей к ним в продаже нет. Хотя существует гаражная практика замены опор на похожие (не будем употреблять термин «аналогичные») от других моделей и даже марок машин. У опор переделывают крепления – пересверливают отверстия, изготавливают переходные пластины и т.п.

В принципе, при использовании опор от другой машины с двигателем сопоставимой мощности и массы подобные ухищрения в целом работоспособны и допустимы от безысходности. Разве что крайне нежелательно использовать на продольно расположенных моторах подушки от поперечно расположенных, и наоборот – нагрузки на сдвиг и сдавливание у них рассчитаны совершенно по-разному, и работают такие опоры при нештатной установке некорректно – либо не гасят вибрации, либо быстро разрушаются.

Пик развития и… грядущее исчезновение

При создании некоторых моделей авто высокого класса инженеры пошли еще дальше, добавив к резино-гидравлической опоре систему из двух-трех клапанов, управляемых по команде электроники импульсами тока, вакуумом или подводимым извне давлением масла в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель. В частности, подобная конструкция применяется на Lexus RX с 1998 года.

20 лет спустя внедрили опоры с бесступенчато-изменяемыми характеристиками – с ферромагнитной жидкостью и катушкой, создающей магнитное поле, которое меняет вязкость – тут пионером стал Porsche 911 GT3 2010 года. Оправданность таких радикальных усложнений в далеко не самом функционально важном узле машины – вопрос дискуссионный, но в некоторых случаях навороченные конструкции однозначно обоснованы. Например, в автомобилях, двигатели которых оснащаются системой отключения части цилиндров и скачкообразно меняют свои вибрационно-резонансные характеристики. Активные опоры могут менять свою упругость импульсно, с высокой частотой – синхронно с вибрацией двигателя, но в противофазе к ней – и гасить колебания, как наушники с шумоподавлением гасят внешний шум.

Интересно, что исследования в области разработки подобных активных гидроопор (с ферромагнитной жидкостью и синхронизацией изменения ее свойств с источником вибраций в реальном времени) проводились и в СССР с 80-х годов ХХ века – в частности, в Институте машиноведения им. Благонравова Российской академии наук. Правда, в отечественном автопроме ничего из тех разработок так и не было реализовано – системы активного подавления вибраций применялись в промышленности, в энергетике, в станкостроении.

Впрочем, наиболее сложные и дорогостоящие управляемые опоры автомобильных двигателей, похоже, достигли своего пика развития. И не потому, что идеи для более продвинутых решений исчерпаны, а по причине грядущего вытеснения двигателей внутреннего сгорания электрическими. В эпоху электромобилей сложным управляемым опорам с плавно изменяемыми характеристиками придется уйти в прошлое, поскольку идеально сбалансированный ротор электромотора не порождает такого количества разнонаправленных сил инерции первого и второго порядков и моментов от них, как классические ДВС, в которых движутся поршни, шатуны и коленвал.

Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/gidroopora-dvigatelya-kak-ustroena-kak-ee-diagnostirovat-i-mozhno-li-remontirovat