Что такое опора двигателя и зачем она нужна?
В процессе работы абсолютно любого мотора неминуемо возникают динамические вибрации. Такое явление распространяется по всему кузову транспортного средства и передается в его салон. Чтобы сделать поездки на автомобиле более комфортными было придумано устанавливать опоры или подушки двигателя. Такие элементы гасят динамические колебания, а еще они предназначены фиксировать детали, защищать их от деформации и раскачивания в процессе движения автомобиля. С помощью опор двигателя коробка передач закрепляется на раме, подрамнике или кузове авто. Изготавливается конструкция преимущественно из износостойких и прочных материалов, поскольку только так она может обеспечить надежную работу. В областях стыка с мотором она оснащена резиновыми подушками, которые непосредственно и гасят производимые мотором колебания. Кроме того, опора двигателя выполняет функцию эффективной виброизоляции салона на холостом ходу и обеспечивает меньший износ деталей из-за снижения раскачивания мотора.
Какие бывают опоры двигателя?
Производители разрабатывают разные виды опор двигателей для конкретных моделей транспортных средств. Каждый вид обладает оптимальными показателями жесткости. В случае когда резина на металлических каркасах деталей будет иметь меньшую твердость, чем это необходимо, то при передвижении мотор будет сильно раскачивать. На данный момент опоры бывают двух видов: гидравлическими и резинометаллическими. Резиновые варианты можно встретить на авто отечественного производства или иномарках старого образца. По своей конструкции они довольно просты. Такие опоры имеют низкую себестоимость и способны выполнять сносное качество прямых функций. Гидравлические опоры устанавливаются на авто иностранного производства. Они более комфортны и удобны в использовании, обладают высокой эффективностью и имеют хорошую износостойкость. При этом гидравлические опоры по типу управления делятся на механические, электронные и динамические устройства.
Как работают резинометаллические и гидравлические опоры?
Гидравлические опоры можно назвать более прогрессивным вариантом крепления. По сути их принцип работы схож с работой амортизаторов. Рабочая жидкость гасит образующиеся колебания. Данная жидкость более динамична и гораздо быстрее обрабатывает колебания мотора. В активной гидроопоре есть гидравлическая жидкость. Дном данной камеры служит мембрана, которая способна перемещаться по сигналу блока управления мотором и подстраивая тем самым характеристики узла под его режим работы. Резинометаллические опоры имеют простую конструкцию. В них пластины из металла соединены между собой и между ними размещена подушка с определенной жесткостью резины. Совершенные конструкции могут содержать дополнительные буферы, которые смягчают удары. Такие опоры могут быть разборными и неразборными. Благодаря резине вибрирующему двигателю предоставляется относительная свобода движений и нормальное выполнение процесса гашения колебаний.
Об опорах двигателя более подробно будет рассказано в этом видеоматериале:
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.
Какие признаки указывают на порванную подушку двигателя
Опора двигателя (подушка двигателя) предназначается для того, чтобы уменьшить вибрационные нагрузки и колебательные движения ДВС в подкапотном пространстве, а также свести к минимуму передачу таких нагрузок на кузов транспортного средства.
Другими словами, двигатель крепится к несущим элементам кузова автомобиля не напрямую, а при помощи специальных опор, которые также называют подушками.
Далее мы поговорим о том, какие признаки указывают на то, что опора силового агрегата порвалась, а также как проводится диагностика и проверка подушек двигателя.
Подушка двигателя: на что влияет и как устроена
На разных отечественных и иностранных автомобилях до 80-х годов опора двигателя фактически представляла собой плотную резину, которая прикручивалась к двигателю и кузову. Такое решение повсеместно использовалось на автомобилях, которые в то время были в подавляющем большинстве с задним приводом. При этом простые опоры неплохо справлялись со своими задачами.
Однако в дальнейшем кузова стали легче, уменьшилась толщина стали, изменились требования к пассивной безопасности и т.д. В результате подушки превратились в более сложное изделие из металла и резины. На элитных моделях авто появились гидравлические опоры двигателя, которые способны обеспечить максимум комфорта по сравнению с другими аналогами.
Что касается ДВС, принято выделять правую подушку, а также переднюю и заднюю. Правая подушка двигателя закреплена на переднем правом лонжероне. Такая опора располагается сверху. Передняя подушка двигателя зачастую крепится к передней балке, расположена снизу. Задняя подушка также находится внизу, может быть прикреплена к днищу или к подрамнику. Кстати, на многих моделях задняя опора конструктивно отсутствует.
Если говорить о конструкции, резинометаллические опоры двигателя могут отличаться по форме и материалам изготовления, однако зачастую в основе лежит металлический цилиндр, в который впрессован сайлент-блок.
Основной задачей является надежная, но не жесткая фиксация ДВС, при этом подушка одновременно поглощает вибрации и гасит возникающие колебания. В результате улучшается управляемость ТС, сам двигатель получается менее вибронагруженным, от вибраций в меньшей степени страдает навесное оборудование, колебания не сильно передаются на кузов автомобиля и т.д.
Порванная подушка двигателя: признаки
Как и любая другая деталь, опора силовой установки также имеет ограниченный срок службы и со временем выходит из строя. В среднем, подушки на современных авто рассчитаны как минимум на 100-120 тыс. км, хотя на практике данные элементы могут нуждаться в замене как раньше, так и намного позже данного срока.
Обычно причиной проблем становится резиновая вставка, которая попросту растрескивается и рвется от нагрузки. Реже трещины появляются в металлической части опоры, разбиваются места установки крепежей и т.д.
Так или иначе, на неисправность подушек мотора обычно указывают такие симптомы:
Чтобы проверить подушки двигателя, не обязательно сразу обращаться на СТО и загонять автомобиль на стенд. Обычно неисправность можно установить и локализовать самостоятельно даже при наличии не слишком богатого опыта по ремонту и обслуживанию авто.
Самым простым способом первичной диагностики является раскачивание двигателя руками в подкапотном пространстве, после чего по стуку можно локализовать порванную или треснувшую опору.
Чтобы провести более тонкую проверку, сначала необходимо заранее выяснить, где точно расположены опоры на конкретной модели. Затем потребуется доступные для обзора элементы предварительно осмотреть. Трещины, разрывы и другие повреждения обычно видны и хорошо просматриваются.
Для полноценной визуальной оценки нижних подушек нужно быть готовым к тому, что машину нужно будет поставить в гараж со смотровой ямой, заехать на эстакаду или воспользоваться подъемником.
Если поверхностная диагностика ничего не показывает, тогда следует снова задействовать помощника. Один человек монтировкой сдвигает опору, тогда как другой следит за тем, не появляются ли разрывы в резиновой вставке в тот самый момент, когда опора перемещается. Бывает, что некоторые трещины без раскачки сразу не видны.
Что касается самой замены, верхнюю подушку заменить достаточно просто. Автомобиль нужно поднять на домкрате, произвести демонтаж старой подушки и установить новую. Если же приходится менять нижние опоры, также важно учитывать, что двигатель после снятия этой подушки опускается вниз. Это значит, что потребуется дополнительный упор, который подпирает ДВС, позволяя направить подушку и правильно закрепить данный элемент.
Советы и рекомендации
Важно понимать, что самые сильные нагрузки подушки испытывают в момент резкого старта автомобиля с места, а также при интенсивном торможении. Еще ресурс опор сокращает езда по ямам, когда кузов и двигатель раскачиваются, особенно на высокой скорости.
Что касается диагностики и ремонта, проверять и менять подушки двигателя нужно своевременно, так как повышение вибраций не только влияет на комфорт, но и крайне негативно сказывается на самом двигателе, кузове и оборудовании. Другими словами, если даже одна подушка порвана, далее эксплуатировать автомобиль с подобной неисправностью настоятельно не рекомендуется.
Подушки автомобильного двигателя: назначение. Виды опор силового агрегата и конструктивные отличия. Признаки неисправностей опорных подушек ДВС и проверка.
Почему двигатель может вибрировать на холостых оборотах. Причины неисправности, диагностика. Советы и рекомендации по снижению уровня вибраций мотора.
Двигатель подергивается на холостом ходу: почему так происходит. Подергивания двигателя в режиме ХХ, диагностика возможных неисправностей, рекомендации.
Замена опор двигателя: по каким признакам можно понять, что нужно менять подушки. Виды опорных подушек, как поменять опоры двигателя своими руками.
Причины вибрации и неустойчивой работы дизельного мотора в режиме холостого хода. Возможные причины и диагностика неисправностей.
Способы проверки двигателя при выборе автомобиля б/у: диагностика по внешнему виду, звуку работы, состоянию свечей зажигания, цвету выхлопных газов и т.д.
Опора двигателя: что это и как работает,виды,фото
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: Погасить удары и толчки, которые возникают при движении транспортного средства. Обеспечить эффективную виброизоляцию салона на холостом ходу. Обеспечить меньший износ деталей за счет снижения раскачивания двигателя.
Где находится опора двигателя
Многие авто владельцы даже не знают как выглядят опоры не то что где находятся. Поскольку если не лазить под автомобиль, то опорные подушки скрыты от глаз, из под капота хорошо видно разве что верхнюю. Места установки и количество точек опор под двигатель на кузове автомобиля зависит от типа и расположения под капотом мотора и коробки передач, а также самой марки авто. Главной задачей установки крепления – надежность и минимальные смещения по сторонам во время работы. Классическая схема установки двигателя на опорах в 3-х точках снизу и 2-х точках сверху. К стати не только ДВС машины смонтирован на таких подушка, а и коробка передач также крепится на резинометаллических опорах. По этому нужно четко разделять где двигатель, а где коробка.
Виды опор, их преимущества и недостатки
Современные опоры двигателя – резинометаллические и гидравлические.
Механизм резинометаллических опор прост – две металлические пластины и резиновая подушка между ними. Такой вид опор самый распространенный и бюджетный. На некоторых автомобилях внутри подушек есть пружины для большей жесткости и буферы для смягчения сильных ударов. Вместо резины некоторые производители используют полиуретан – как более износостойкий материал. Также подушки с использованием полиуретана часто используют на спортивных авто, для увеличения жесткости. Резинометаллические опоры могут быть разборной и неразборной конструкции.
Гидравлические опоры – более прогрессивный механизм. Такие опоры могут подстраиваться под разные обороты двигателя и эффективно гасить вибрации на малых и больших скоростях. Опоры состоят из двух камер, с мембраной между ними. Камеры заполненны пропиленгликолем (антифризом) либо специальной гидравлической жидкостью.
Подвижная мембрана гасит колебания на холостом ходу двигателя. На больших скоростях или при неровной дороге в работу включается гидравлическая жидкость. Под давлением, через специальные каналы она перетекает из одной камеры в другую, делая опору жесткой. Жесткая опора гасит сильные вибрации.
Гидроопоры могут быть:
✔С механическим управлением. Конструкция таких опор рассчитывается специально для каждой модели автомобиля. Уже на стадии разработки той или иной модели автомобиля решается вопрос: какая задача для опоры будет основной – комфортная шумоизоляция на холостом ходу или эффективное демпфирование вибраций на скорости;
✔С электронным управлением. Такие опоры быстрее реагируют на изменения режима вибрации двигателя, жесткость опоры изменяется электроникой в зависимости от дорожной ситуации. Это опоры нового поколения, которые способны обеспечивать одинаковый комфорт при холостой работе двигателя и на высоких скоростях.
Стоит выделить так называемые динамические опоры, в которых используется жидкость с магнитными свойствами (с частичками металла) – она меняет свою вязкость под действием магнитного поля. Электронные датчики следят за поворотами рулевого колеса и ускорениями. В зависимости от стиля вождения и состояния дорожного покрытия изменяется жесткость опор.
От гидроопор с электронным управлением, динамические опоры отличаются уникальной электромагнитной системой. Это относительно новое изобретение американской компании Delphi, передовую технологию уже адаптировала для спортивной версии своего автомобиля 911 GT3 компания Porsche в 2011 году.
Особенности эксплуатации
При возникновении излишней вибрации двигателя проверьте целостность подушки опоры двигателя.
Подушка двигателя является деталью, подверженной износу, так как она работает всегда, когда запущен мотор. Наибольшим испытанием для опор является запуск двигателя, трогание с места, а также остановка авто. В такие моменты нагрузка на опоры является самой большой. Износ или поломка данной детали ведет к повышению нагрузки на двигатель и повышению вероятности его поломки.
Трещины и порывы на опорной подушке видны если для этого специально производить плановый осмотр, но такие симптомы как повышенная вибрация с отдачей в руль при работе двигателя или переключение передач с толчками, а если износится подушка та что возле КПП, то и выбивать скорость может. То тут явные факты на лицо, нужно в строчном порядке нужно покупать комплект новых опор и приступать к замене.
Имея под рукой набор ключей, домкрат и смотровую яму в принципе поменять можно и самостоятельно без особых навыков, хотя встречаются случаи где процедура по замене опор двигателя весьма занятное дело.
Следить за состоянием резинометаллических опор несложно: нужно просто проверять целостность резиновой прокладки и регулярно удалять с нее грязь и масло, подтягивать болты крепления.
Если автомобиль оборудован гидравлическими опорами, для их тестирования необходимо открыть капот и завести двигатель. Далее необходимо проехать пару сантиметров вперед и назад. Если с опорами что-то не так, двигатель сместится с места при старте и вернется на место при остановке, что будет сопровождаться хорошо слышимыми звуками.
В не зависимости от того какие опорные подушки держат двигатель на вашем автомобиле, совет для всех общий. Не стоит резко рушать, давая тем самым максимальную нагрузку на опоры, пересекать выбоины и горбы на не больших скоростях, дабы колебания мотора были минимальными, а следовательно и вибрации нуждающиеся в поглощении опорами двигателя, будут не значительными.
