Чем на самом деле опасны изношенные сайлентблоки на автомобиле
Большинство автомобилистов впадает в ступор, когда мастер на сервисе сообщает грустную весть: пора, мол, сайлентблоки менять. Многие считают, что данные работы – банальный развод. От него, конечно же, никто не застрахован, однако часто замена сайлентблоков действительно необходима и важна. Рассказываем, почему.
Сайлентблоками именуют резинометаллические шарниры. Такие элементы есть во всех без исключения автомобилях и выполняют весьма важные функции – они позволяют элементам шасси относительно свободно перемещаться относительно друг друга и, одновременно, гасят удары и вибрации во время движения. То есть берут на себя часть функций амортизаторов и пружин.
Устроены сайлентблоки подвески весьма бесхитростно. Это две металлические втулки, пространство между которыми заполнено резиновой смесью. И не просто заполнено – резина намертво приклеена к поверхностям втулок, вернее, слегка обжата, а потом завулканизирована. Это позволяет получить большую несущую способность и лучшие эластокинематические характеристики при высоком ресурсе детали. Форма резинового наполнителя может быть как сплошной, так и замысловатой – рассчитанной на работу в каждом конкретном случае (иметь специальные прорези, наплывы, металлические усилители). Устанавливаться сайлентблоки могут как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
В подвеске автомобилей сайлентблоки применяются для соединения рычагов и балки с подрамником или кузовом, для соединения стоек стабилизатора поперечной устойчивости с рычагом подвески или её элементом. Эти детали держат на себе многие сотни килограммов и являются несущими элементами. Однако резина, как нетрудно догадаться, даже самая лучшая и сваренная из натурального каучука, служит относительно недолго и со временем перестаёт выполнять возложенные на неё ответственные функции.
Практика показывает, что даже самые качественные заводские сайлентблоки в подвеске машин редко переживают 100 тысяч километров пробега. Резина начинает «уставать» — проседать, отрываться от металлических втулок и проворачиваться. Это приводит к неправильной работе подвески – кинематика сильно меняется. Под воздействием продольных и боковых сил колёса автомобиля позиционируются совсем не так, как задумывали инженеры. К примеру, может пропасть эффект подруливания задней оси в поворотах либо напротив появиться склонность к непредсказуемому заносу. Просадка резинометаллических шарниров приводит к уменьшению дорожного просвета и работе подвески на пробой. Всевозможные стуки и скрипы, возникающие при езде, – ещё одно следствие износа этих, на первый взгляд, незначительных деталей. Главная беда при выходе из строя сайлентблоков, — резкое ухудшение управляемости автомобиля. На руле возникают паразитные вибрации, а поворачиваемость машины становится не всегда предсказуемой. Автомобиль может вилять или выставлять «хвост». Возрастает нагрузка на элементы подвески и на шины, которые начинают стачиваться неравномерно. Ездить на автомобиле с изношенными сайлентами небезопасно для всех.
Понять, почему автовладельцы закрывают глаза на проблему изношенных сайлентблоков, не так уж и сложно. Резинометаллические элементы стоят относительно недорого, а вот цена работ по их замене может «кусаться». Выполнить эту операцию самостоятельно, в гаражных условиях, большинство автовладельцев не сможет. Особого доверия к сервисменам также не наблюдается – многие из них не могут выполнить данную работу, не наломав дров. Новые сайлентблоки нередко ставят с перекосом, забивают кувалдой (что категорически запрещено) и даже прихватывают к элементам шасси сваркой. Практикуется в России и хитрый способ повысить поток посетителей в автоцентр: шарниры устанавливаются в неправильном положении либо затяжка сайлентблоков осуществляется на вывешенных осях. Результат такого ремонта предсказуем – сайленты очень быстро провернутся или «устанут», а клиент вернётся в сервис, чтобы поменять их снова.
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.
Что такое сайлентблоки подвески и как их выбирать?
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. Мы постараемся внести 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
Начнем с развенчивания мифа о том, что любой резинометаллический шарнир – это сайлентблок. Скорее, наоборот: любой сайлентблок – это РМШ. Разберемся в терминологии.
Резинометаллический шарнир – это соединение, в котором взаимное перемещение деталей обеспечивается за счет 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 РМШ 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.
В подвеске современной машины «сайленты» используют для соединения рычагов подвески с подрамником или кузовом автомобиля, а также соединения стоек стабилизатора поперечной устойчивости с рычагом подвески или иным ее элементом.
В задней подвеске сайлентблоки используют еще и для соединения рычагов с цапфой. В передней, как нетрудно догадаться, их функцию выполняют шаровые опоры, дающие большую свободу перемещения элементов относительно друг друга и обеспечивающие поворот колес.
Кстати, подушки двигателя – тоже часто (но не всегда) конструктивно представляют из себя РМШ, которые изолируют кузов от вибраций двигателя. Впрочем, о подушках поговорим в другой статье.
Конструктивные особенности
Итак, две втулки с резиновой прослойкой – казалось бы, все элементарно. Но несложна эта конструкция только на первый взгляд. Как зафиксировать упругий элемент во втулке? Довольно очевидный способ – сильное обжатие (иначе говоря – натяг), правда, в таком случае соединение получится слишком жестким, что отразится на плавности хода.
Есть второй вариант – «склеивание» резины с металлом методом вулканизации – тут обжатия почти нет. Но в таком случае жесткость соединения уже откровенно недостаточная. Возрастает угол скручивания и перекоса (относительно продольной оси сайлентблока), что влечет за собой неблагоприятные изменения углов установки колес во время движения автомобиля. И, соответственно, ускоренный неравномерный износ шин.
Учитывая эти сложности, в конструкции современных сайлентблоков применяют комбинированную схему фиксации: одновременно обжатием (умеренной силы) и вулканизацией.
Далее, сама резиновая часть может быть сплошной, а может – с дополнительными прорезями. Возьмем, к примеру, попавший к нам «под ключ» Polo седан. На нем задний сайлентблок рычага передней подвески (как раз типа МакФерсон) установлен вертикально и в его резиновой части имеются вырезы.
Зачем они нужны? Чтобы ограничить перемещение рычага в продольном направлении, жесткость втулки должна быть максимальна; но нам не нужна максимальная жесткость при перемещении рычага в вертикальной плоскости (при наезде на препятствие, например). Для соблюдения этих свойств, говоря упрощенно, удалили лишнюю резину. Втулка обеспечивает достойную плавность хода и жесткую фиксацию рычага в продольном направлении одновременно.
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.
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 колесами на земле, а не висеть на подъемнике.
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.
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.
Как крепятся сайлентблоки?
Существует несколько вариантов установки сайлентблоков в рычаги подвески. Пожалуй, один из самых распространенных – это запрессовка «сайлента» со своей внешней втулкой в проушину рычага. Удерживается он там за счет силы трения. Такая конструкция предполагает гашение ударных разнонаправленных нагрузок и виброизоляцию. Ремонт элементарен. Молотком выбил старый, запрессовал новый.
Если же рычаг в подвеске выполняет роль направляющего или нагрузка на него воздействует в каком-то одном направлении или плоскости, то внешняя втулка сайлентблоку вообще не нужна. В таких случаях применяют сайлентблок с небольшими буртиками с торца упругого элемента, который благополучно запрессовывают непосредственно в проушину рычага. Любая тяга или штанга, если таковые предусмотрены конструктивно, в задней подвеске крепятся к кузову или подвеске именно через «сайленты» такого типа.
Ну и, наконец, тренд последних лет – интегрированные сайлентблоки, где роль внешней втулки выполняет проушина самого рычага, а внутри нее запрессован упругий элемент. Ярко выраженного инженерного смысла в такой конструкции мало (в отличие, скажем, от интегрированных шаровых опор), тут производитель по большей части увеличивает прибыльность торговли оригинальными запчастями. Потому что вне заводских условий запрессовать новую «резинку» внутрь старого рычага достаточно качественно невозможно, нужно менять рычаг в сборе (заплатив немалую сумму).
Устанавливаться резинометаллические шарниры могут на одном рычаге и в вертикальной, и горизонтальной плоскостях. На распространенных подвесках типа МакФерсон с одним нижним рычагом (с каждой стороны), воспринимающим все удары от дороги, как раз применена такая комбинированная схема. Если же подвеска, скажем, с двумя поперечными рычагами, то, вероятней всего, в каждом из них сайлентблоки будут установлены только в горизонтальной плоскости. Это касается и почти всех многорычажных подвесок.
Если же говорить о конструкции, то в зависимости от характера нагрузок на одном автомобиле могут применяться несколько видов шарниров. Например, если это развальный рычаг в задней подвеске, который не несет толком никакой нагрузки, кроме продольных усилий, то нет смысла устанавливать в него дорогой «сайлент», достаточно запрессовать в его проушину сайлентблока без наружного кольца, и все. Если же это сайлентблок подрамника (опять же задней подвески), то здесь обычной втулкой не обойтись. Придется сконструировать предмет нашего обсуждения так, чтобы в продольном направлении подрамник даже не шелохнулся, но имел возможность изолировать кузов автомобиля от ударов, приходящих через подвеску от дороги.
Что делать, чтобы увеличить срок службы сайлентблоков?
Для начала помните золотое правило установки, о чем 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.
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.
Что такое сайлентблоки: их назначение, виды, где применяются, признаки неисправности и пример процесса замены
Сайлентблок – резинометаллический шарнир, который благодаря эластичности резины снижает передачу вибраций и колебаний от ходовой части автомобиля на его кузов, а также обеспечивает ограниченно подвижное, упругое и беззвучное сопряжение деталей подвески и других узлов. Сайлентблоки влияют на работу шасси, комфорт в салоне и безопасность передвижения. В этой статье рассматриваются виды сайлентблоков, их конструкция, признаки неисправности и причины выхода из строя.
Иногда сайлентблоки ошибочно называют «саленблок» или «сайленблок». Правильное название – «сайлентблок» – образовано из двух английских слов «silent» и «block», что в переводе на русский означает «тихий блок». Опытные автомобилисты и сотрудники станций техобслуживания часто сокращённо называют их «сайлентами» или, реже, «резинками».
Применение сайлентблоков в подвеске автомобиля и других его узлах позволяет без трения создать упругое, беззвучное и ограниченно подвижное соединение деталей, уменьшить передаваемые на кузов вибрации. Также иногда резинометаллические шарниры компенсируют допуски изготовления сопрягаемых деталей, что снижает себестоимость последних. Такие изделия применяются в конструкции шасси всех без исключения автомобилей и другой движимой техники.
Устройство сайлентблоков
Наибольшее распространение получили сайлентблоки с конструкцией из двух металлических обойм (наружной и внутренней), между которыми вклеена методом вулканизации или механически ими зажата резиновая или полиуретановая втулка (эластомер). На изображении слева пример такого сайлентблока в разрезе с более редкой особенностью в виде крепежных проушин вместо сквозного отверстия под винт или болт.
Также в автомобильной подвеске встречаются так называемые плавающие сайлентблоки, в составе которых нет эластомера, вместо этого используется металлический шарик с двумя пальцами, тефлоновые вкладыши и пыльники. Такие сайлентблоки используются когда необходимо добиться более точной работы узлов подвески в любых дорожных условиях. На изображении справа представлен такой шарнир в разобранном состоянии.
Виды сайлентблоков
Несмотря на относительно простую конструкцию, сайлентблоки имеют обширную классификацию. Они отличаются по конструкции, составу, применимости, способу фиксации упругого элемента. Резинометаллические шарниры различают:
По конструкции
С цельнорезиновой вставкой и одной или двумя металлическими обоймами, с креплением под винт, болт или путём запрессовки в рычаги или другие детали;
Аналогичной конструкции, но с крепежными проушинами в качестве альтернативы классическому креплению под винт или болт;
С резиновой вставкой с технологическими полостями, для более тонкой настройки работы узлов подвески и других сопряжений (большего ограничения перемещения или, наоборот, большей свободы движения сопряжений в определенных направлениях);
Интегрированные – наружной обоймой сайлентблока служит проушина рычага или другого элемента, куда он установлен. В этом случае замена резинометаллического шарнира невозможна без специального оборудования, или крайне затруднена. Так производители увеличивают продажи запасных запчастей, в данном случае рассчитывают на продажу рычагов в сборе.
Плавающие (или скользящие) – вместо резиновой втулки используется палец с шариком. Конструкция плавающих сайлентблоков схожа с шаровой опорой. Обычно такие сайлентблоки применяются в поворотных кулаках.
По составу
Резинометаллические. Классическая и наиболее распространённая конструкция – между наружной и внутренней металлическими обоймами вставлена резиновая (на основе каучука) втулка. Отличаются невысокой стоимостью, достаточным ресурсом (до 100 тысяч километров), хорошо гасят вибрации и колебания. Дополнительный немаловажный плюс – сайлентблоки в оригинальном исполнении проходят заводское тестирование на автомобиле (не относится к альтернативным производителям запчастей). Из недостатков – боятся воздействия низких температур, реагентов, масел.
Полиуретановые. Пришли из автоспорта, где требуется больше жёсткости и собранности подвески в ущерб комфорту. Конструкция не отличается от резинометаллических сайлентблоков, только вместо резины применяется полиуретан. Такие сайлентблоки хуже гасят вибрации и колебания, но делают управление автомобилем более отзывчивым. Также у полиуретановых сайлентблоков выше ресурс (но и стоимость – тоже), так как они не боятся воздействия масел, дорожной химии, низких температур. Гражданское применение обычно обусловлено высокой износостойкостью таких сайлентблоков несмотря на их минусы.
Часто в Интернете пишут, что полиуретановые сайлентблоки служат в 5 раз дольше резинометаллических, а на деле их ресурс зависит от множества факторов. Обычно полиуретановый эластомер действительно остаётся целым, но отклеивается от обоймы, так как большинство сортов полиуретана обладают плохой адгезией к металлам. Поэтому заявления про высокий ресурс таких “сайлентов” стоит воспринимать как маркетинговую кампанию производителей таких изделий. А с учётом того, что полиуретановые сайлентблоки дороже и менее доступны, а их установка нарушает заводские параметры эластокинематики подвески, то покупка может оказаться не такой привлекательной, как на рекламных баннерах.
По применимости
Сайлентблоки активно применяются в различных узлах автомобиля. Часто их устанавливают:
В стойки стабилизатора поперечной устойчивости в качестве альтернативы шарнирам;
По способу фиксации упругого элемента
Существует несколько основных способов соединения резинового упругого элемента с металлическими обоймами:
Обжатием. В данном случае резиновый элемент зажимается между обоймами. Из плюсов – высокий ресурс, из минусов – низкая упругость элемента;
Вулканизацией. Резиновая втулка склеивается с металлическими обоймами. Из плюсов – высокая упругость сайлентблока, из минусов – страдает надёжность изделия (резина может отклеиться от обойм) и жёсткость соединения (подвижность может оказаться чрезмерной).
Комбинированный. Современные резинометаллические шарниры обычно изготавливаются комбинированным методом – применяется умеренное обжатие совместно с вулканизацией. Это позволяет сохранить преимущества и устранить недостатки вышеперечисленных “чистых” методов фиксации упругого элемента.
Признаки неисправности сайлентблоков
На слух определить выход из строя сайлентблоков сложно, так как похожие признаки неисправности есть и у других элементов шасси. Точный диагноз можно сделать только при осмотре на “яме” или станции технического обслуживания.
Поврежденный сайлентблок (отрыв резинового демпфера от внутренней обоймы)
В запущенных случаях неисправность сайлентблоков можно обнаружить визуально, в остальных достаточно воспользоваться монтажной монтировкой, раскачивая сайлентблоки в местах сопряжений. Надрывы, трещины на резиновой вставке, отслоения резины или отрыв эластомера от обоймы являются поводом для замены изделия;
Предварительно о наличии неисправности в сайлентблоки могут подсказать:
Вышедшие из строя сайлентблоки
Несмотря на не высокую цену самих сайлентблоков, их замена не всегда обходится дёшево (например, поменять сайлентблоки в подрамнике – далеко не простая задача). При игнорировании необходимости ремонта ускоряется износ других узлов шасси – рычагов, стоек и втулок стабилизатора, резины, шаровых опор, наконечников рулевых тяг и других элементов.
Причины выхода сайлентблоков из строя
На ресурс сайлентблоков влияют: их конструкция, качество материалов, условия эксплуатации (стиль вождения, качество дорог, температурные условия, применение дорожных реагентов), корректность монтажа и другое. Наиболее частые причины выхода их из строя:
Треснувшая резиновая вставка сайлентблока
Манера вождения. Слишком агрессивный или, наоборот, чрезмерно осторожный стили вождения одинаково плохо сказываются на сайлентблоках. В первом случае они работают с повышенными нагрузками, что ускоряет их износ, во втором – отрабатывают в неоптимальном диапазоне амплитуд, что приводит к потере эластичности демпфирующей вставки с последующим выходом из строя;
Нарушения при монтаже. Технологический процесс монтажа сайлентблоков предусматривает их установку на вывешенном автомобиле, однако финальную затяжку болтов или винтов следует делать, когда автомобиль стоит на колёсах или под нагрузкой. На станциях техобслуживания этим часто пренебрегают, в результате сайлентблоки могут быть установлены в неестественном положении подвески, что негативно сказывается на их ресурсе. Некоторые сайлентблоки (обычно с технологическими отверстиями) имеют метки, подсказывающие как их правильно установить. Неверная установка приводит к неправильной работе и снижает их ресурс;
Воздействие масел, реагентов. Стандартные резинометаллические сайлентблоки не любят воздействия масел, реагентов и других химических составов. Исключение – полиуретановые изделия – они стойки к химии.
Низкие температуры. Как и любые другие изделия, в составе которых содержится резина, сайлентблоки боятся низких температур, особенно в сочетании с ударными нагрузками. Зимой резина сайлетблоков “дубеет”, что плохо сказывается на их ресурсе.
Коррозия. Металлические обоймы сайлентблоков не покрывают никакими антикоррозионными составами, поэтому со временем они подвергаются коррозии. Часто это приводит к отрыву демпфирующей вставки от обойм.
Уничтоженный коррозией плавающий сайлентблок
Точно предсказать ресурс сайлентблоков невозможно, все зависит от факторов выше. Лучший совет в данном случае – проводить плановый осмотр ходовой части автомобиля при каждом посещении станции технического обслуживания, чтобы своевременно выявлять неисправности и в целом понимать состояние автомобиля.
Ремонт сайлентблоков
Сайлентблоки, также как, например, шаровые опоры и стойки стабилизатора, являются расходным материалом. В отличие от шарниров, которые иногда имеет смысл восстановить вместо покупки новых (и есть компании, специализирующиеся на оказании подобных услуг), сайлентблоки ремонту не подлежат, в первую очередь из экономических соображений. Это один из самых доступных элементов подвески, поэтому их просто меняют на новые и обычно сразу комплектом.
Замена сайлентблоков на примере Volkswagen Polo
В зависимости от модели автомобиля, типа сайлентблока и его расположения в автомобиле процесс замены этих деталей может сильно отличаться. На примере автомобиля Volkswagen Polo пятого поколения (2012 модельный год) с двигателем объемом 1.4 литра мощностью 86 л.с. покажем, как менять сайлентблоки передних рычагов. По московским дорогам автомобиль пробежал всего 38 тысяч километров.
- Покупаем новые детали. В данном случае это классические сайлентблоки с резиновой втулкой с технологическими прорезями и двумя обоймами. Артикул 1J0407181.
Новые сайлентблоки передних рычагов Volkswagen Polo
2. Убеждаемся в необходимости замены. В данном случае резина старых сайлентблоков начала трескаться. Отметим, что с такими повреждениями можно проехать еще 10-20 тысяч километров, но мы решили не временить с заменой.
На сайлентблоке видны трещины
3. Для замены этих сайлентблоков требуется открутить рычаги. Начнем с гаек шаровой опоры, предварительно сняв колесо.
Вид на рычаг сверху
4. Откручиваем гайки нижней шаровой опоры.
Шаровая опора со снятыми гайками
5. Откручиваем болт крепления рычага к подрамнику. Иногда закисают, но здесь без происшествий.
Снятый болт крепления рычага к подрамнику
6. Откручиваем винт крепления рычага к подрамнику в районе сайлентблока.
Последняя точка крепления рычага в районе сайлентблока
7. Снимаем рычаг.
Снятый рычаг в сборе
8. Теперь есть возможность лучше рассмотреть повреждения старого сайлентблока.
Поврежденный сайлентблок: отслоение резины о втулки, трещины
9. Зачищаем рычаг от пыли. До металла зачищать не нужно, наша задача – проявить метки. Они подсказывают правильное положение сайлентблоков, так как они у нас с прорезями. Последнее влияет на корректность работы узла.
Метки на рычаге
10. Выпрессовываем старый сайлентблок на гидравлическом прессе.
11. Приставляем к проушине новый сайлентблок по метке. Можно немного обсадить его молотком (не перестарайтесь).
Установка нового сайлентблока по меткам
12. Запрессовываем новый сайлентблок. Видно, что метки не съехали.
13. Последний раз смотрим на старые “резинки” и отправляем их в урну.
Еще один кадр с поврежденными сайлентблоками
14. Устанавливаем рычаг на место в обратном порядке.
Процесс установки рычага на место
15. Наживляем всех гайки и винты, но без затяжки.
Гайку сейчас не нужно затягивать
16. Даём нагрузку стойке (в данном случае удобнее с помощью гидравлической стойки, но можно и опустить автомобиль на колёса) и протягиваем все соединения. Желательно это делать динамометрическим ключом рекомендованным заводом усилием. В случае с Volkswagen Polo пятого поколения – места крепления рычага к подрамнику затягиваются усилием 70 Нм + доворот на 90 градусов, а гайки шаровой опоры – 100 Нм.