Штормит...

Гидравлический амортизатор стоит между рычагом подвески и кузовом - при колебаниях поршень перемещается в трубе (цилиндре), и жидкость перетекает из одной полости в другую. Чем выше ее сопротивление, тем сильнее гасится движение рычага относительно кузова. Полностью подавить колебания можно лишь в том случае, когда поршень намертво застопорится в трубе. Но это фактически меняет силовую схему автомобиля - он станет жестким, как телега. И тогда мы столкнемся с другими проблемами: не зря же была изобретена упругая подвеска! Ничуть не лучше, если сопротивление близко к нулю: вытекла жидкость, оторвался шток и т.п. Между этими двумя предельными состояниями - все рабочие.

Амортизатор, в зависимости от его сопротивления, часто называют "жестким", "мягким" и т. д. Подойдя к делу упрощенно, кто-то тратится на покупку фирменных, с повышенным сопротивлением. По формальным признакам, их эффективность выше, а это слово многих гипнотизирует, как будто в автомобильной подвеске нас интересует только гашение колебаний. Но "дубовые" амортизаторы приближают машину к той самой телеге! От комфортабельности ничего не останется.

Задачи подвески противоречивы, ведь автомобиль ездит по самым различным дорогам, нагруженный и полупустой, в жару и холод... И характеристики амортизаторов должны быть оптимизированы с учетом требований большинства.

Между тем, многие даже не замечают постепенного ухудшения их работы, пока неполадки не станут очевидными. Например, на шоссе с "плешинами" от ремонта стало трудно держать машину на прямой... На дороге асфальт, а скользишь, будто по льду - знать попал в резонанс.

ЕГО НЕ ЛЮБЯТ

Это явление способно вогнать в трепет не только автомобилиста, выброшенного с дороги, но и самого закаленного конструктора, давно знакомого с резонансом. И неспроста: история о том, как солдаты, печатая шаг, обрушили мост, вошла в хрестоматии.

Что же это такое? Толкнем качели (рис. 1). Они будут колебаться с собственной частотой. Положим, за 20 секунд было 7 колебаний, то есть, за секунду - 0,35 "раза". Или, как принято это называть у физиков, частота составляет 0,35 Гц. Размах колебаний все меньше: их энергию гасит трение в шарнирах, сопротивление воздуха.

Но если в такт собственным колебаниям мягко подталкивать качели, то потери легко компенсировать. Нажмем сильнее: отклонение качелей (амплитуда) растет. Это и есть резонанс: частота "вынуждающей" силы равна собственной частоте колебаний - и каждый качок в такт наращивает их энергию.

Коварство в том, что систему в резонансе легко и быстро раскачать. К примеру, машину с пустыми амортизаторами на гребенке можно сбросить, ткнув пальцем!

У современных легковых автомобилей кузов раскачивается с частотой, близкой к 1 Гц. Строго говоря, ее подбирают не одинаковой для разных форм колебаний - вертикальных, продольных, поперечных, да и разной по осям - чтобы избежать опасных сочетаний.

Эти колебания привычны автовладельцам, так как легко провоцируются неровностями дороги, порывами ветра, неудачными действиями водителя.

ЭХ, ДОРОГИ!

Вообразим, что при скорости 90 км/ч (25 м/с) машина попала на "волну" длиной 25 м (рис. 2). Кузов охотно на это отзовется. Особенно при слабых амортизаторах. А две-три волны кряду могут довести и до вылета с дороги.

Существует и обратная связь между автомобилем и дорогой. Например, на каком-то участке грунтовой дороги с небольшими неровностями тысячи дачников едут, в среднем со скоростью 15 км/ч (4,16 м/с). В результате будут "выбиты" волны длиной метра четыре. Если дорогу своевременно не выравнивать, машины станут взлетать и грохаться об землю, их подвески будут работать в предельных режимах. Даже исправные амортизаторы не спасают.

(Продолжение следует)

Подписи к рисункам

1. Качели: ЦМ - центр массы (условно).

2. Длинные волны на покрытии.