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:
- гидравлического или пневматического домкрата. Это устройство способствует облегчению доступа к проверяемым подушкам;
- специальной страховочной опоры. В подобном качестве чаще всего применяют деревянный брусок;
- монтировки или достаточно прочной палки, выполняющей роль рычага.
- 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:
- обесточив аккумулятор снятием клемм, автомобиль приподнимают на достаточную высоту для обеспечения комфортного доступа к мотору. После применения домкрата машину надежно фиксируют деревянными брусками;
- используя то же подъемное устройство, поднимают мотор, освобождая от нагрузки требуемую деталь;
- крепление подушек двигателя осуществляется определенным количеством болтов, которые надлежит снять, предварительно раскрутив;
- 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;
- 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.
Пожалуй, самой популярной опорой силового агрегата в автомобиле издавна считаются резиновые подушки. Резина предоставляет вибрирующему двигателю относительную свободу движений и таким образом неплохо гасит колебания. Важнейший недостаток резиновых опор — они не препятствуют, а порой даже способствуют возникновению резонанса, в результате которого кузов начинает вибрировать еще сильнее. Резиновые подушки уступают другим видам опор и с точки зрения износостойкости.
Гидравлические опоры содержат жидкость, которая выполняет те же функции, что и резина, — обеспечивает силовому агрегату подвижность. Жидкость более динамична, чем резина. Она быстрее отрабатывает колебания двигателя, оставляя меньше шансов для возникновения резонанса.
Схема работы ACM: активная опора двигателя использует разрежение во впускном коллекторе в качестве источника энергии для создания колебаний в противофазе вибрации двигателя.
Первая публикация, посвященная идее активного подавления вибраций, появилась в журнале Международного общества автомобильных инженеров SAE в 1986 году. Инженеры Mitsubishi сообщали, что в ходе эксперимента им удалось снизить уровень вибраций на месте водителя на 16 дБ. В качестве вывода они предрекали скорое воплощение подобной системы на серийных автомобилях.
Ждать пришлось довольно долго. Лишь с 1998 года активными опорами силового агрегата, использующими в качестве источника энергии разрежение во впускном коллекторе, стали щеголять серийные Lexus. Конкуренты не заставили себя долго ждать: в том же году в свет вышли дизельные Nissan, в 2000-х появились Honda с аналогичной системой.
С технологической точки зрения (постоянный полный привод без принудительных блокировок и понижающей передачи) Highlander — городской кроссовер. Зато по габаритам он даст фору многим внедорожникам. При размерах 4785 х 1910 х 1760 мм предлагается объем багажника 290 л или 2305 л со сложенным третьим рядом сидений.
Воздух или ток
На современном Toyota Highlander используется активная опора двигателя (ACM, Active Control Mount) спереди в сочетании с пассивными гидравлическими подушками сзади. Как можно увидеть на схеме, активная опора также содержит камеру с гидравлической жидкостью и работает как гидроподушка. Разница в том, что дном этой камеры служит диафрагма. С другой стороны от нее располагается воздушная камера, соединенная с вакуумной системой посредством клапана с электронным управлением.
Благодаря клапану воздушная камера по очереди сообщается то с впускным коллектором, то с атмосферным воздухом. Это заставляет диафрагму колебаться, изменяя давление гидравлической жидкости в опоре. Клапан управляется компьютером на основе показаний датчика положения коленвала. Таким образом, опора вибрирует точно в противофазе с вибрацией самого двигателя и гасит его колебания. Система работает только на холостом ходу. В движении, когда двигатель и так стабилен за счет повышенных оборотов, клапан закрывается и активная опора превращается в обычную гидравлическую подушку.
Существуют аналогичные ACM-системы, конструктивно отличающиеся от вакуумных опор Toyota. В 2003 году Honda представила двигатель с переменным рабочим объемом VCM (Variable Cylinder Management). Его суть заключается в способности отключать часть цилиндров, когда максимальная мощность не требуется. Так, 6-цилиндровый мотор на шоссе может становиться 4- или 3-цилиндровым, перекрывая подачу топлива в соответствующие камеры сгорания.
Внедрение VCM сделало активные опоры двигателя жизненной необходимостью: мотору, который создан 6-цилиндровым, непросто сохранять баланс, ополовинившись. Особенно чувствительным может оказаться момент переключения между стандартным и экономичным режимами.
ACM от Honda — это обычные гидравлические опоры, к камерам которых подведены гидравлические магистрали. Каждая магистраль ведет к соленоиду, повышающему или понижающему давление в камере по команде процессора. Достоинство системы Honda — в ее колоссальной гибкости: согласно поставленной задаче она может работать на любых оборотах двигателя. Главный недостаток заключается в том, что соленоид потребляет электроэнергию, в то время как вакуум в системе Toyota можно считать бесплатным.
Двигатель автомобиля имеет достаточно большой вес и подвержен вибрациям, поэтому должен быть закреплен от какого-либо смещения при работе. Если же места крепежа будут жестко соединены с элементами кузова, то они очень быстро выйдут из строя, так как при движении по неровностям дорожного полотна точки крепления будут воспринимать значительные знакопеременные нагрузки.
Плюс к этому весь кузов будет постоянно вибрировать, что помимо дискомфорта для находящихся внутри авто, еще и отрицательно скажется на долговечности всех элементов автомобиля.
Подушка (опора) двигателя ВАЗ
Назначение
Специальные опоры или как их еще называют, подушки служат для гашения вибраций во время работы двигателя и для его надежной фиксации.
Подушкой опора названа не случайна, так как полностью соответствует своему назначению. Так в толковом словаре Ожегова одно из значений слова «подушка», – это то, что является опорой чего-нибудь, принимает на себя давление механизма.
Основной задачей установки опор является надежность крепления и сведение до минимума смещения в стороны во время работы.
Помимо этого, благодаря подушкам, силовой агрегат изолирован от всех деталей кузова, что делает автомобиль комфортным для движения.
В зависимости от модели авто двигатель может иметь от 3-х до 5-ти подушек.
Так передняя и задняя подушки следят за вибрацией на холостом ходу и при выходе двигателя на максимальные нагрузки.
Конструкция
Простейшие опоры представляет собой резинометаллический элемент, где между двумя стальными пластинами помещен слой резины. Пластины имеют на торцах резьбовую часть в виде шпильки для соединения с деталями кузова. Подобные изделия могут быть выполнены как цельные, так и разборные.
Некоторые опоры, например, классические модели ваз 2101-07 внутри подушки еще и имели пружину и резиновый отбойник, что повышало жесткость и смягчало сильные удары.
В последнее время все чаще вместо резины производители стали применять полиуретан, как наиболее износостойкий, и металл в большинстве случаев уступил свое место алюминию.
На более дорогих моделях авто для большего комфорта при движении применяются более современные конструкции, такие как гидравлические опоры. Они состоят из двух камер и мембраны между ними, камеры наполнены жидкостью, которая при нагрузке может перемещаться из одной емкости в другую.
Подобные опоры могут подстраиваться под работу силового агрегата в любых режимах его работы и способны максимально гасить любые возникающие вибрации, заметно увеличивая степень комфорта при эксплуатации авто.
Наибольшие нагрузки на подушки двигателя приходятся при его запуске, старте и остановке транспортного средства. Неисправная опора увеличивает нагрузку на двигатель и трансмиссию, повышая вероятность их поломки.
Неисправности:
Трещины, разрывы на теле наполнителя, либо стальных пластинах;
Деформация подушки;
Отслоение резины от металла;
Признаки неисправности:
Мотор «подпрыгивает» при старте и торможении авто;
Удар при строгании на задней скорости;
При езде по неровной дороге, прослушиваются стуки, схожие с неисправность ходовой части.
Причины неисправности
Может быть несколько причин преждевременного отказа подушек. Так, например, при тюнинге авто устанавливают амортизаторы с более жесткой характеристикой, низкопрофильные шины для улучшения управляемости и изменения внешнего вида авто. Однако в этой ситуации амортизаторы на ямах не полностью гасят колебания кузова, которые оказывают отрицательное действие на все элементы и в том числе на опоры двигателя.
Манера езды. Это резкие старты и торможения провоцирующие огромные нагрузки на подушки двигателя из-за быстрого смещения центра тяжести. Сюда же стоит отнести и проезд неровностей на дороге не снижая скорости.
Естественный износ. Это механические нагрузки, перепады температур, старение резинового наполнителя, теряющего свою эластичность.
Сроки замены
В среднем опоры силовой установки способны выходить порядка 100 тыс. километров и более (до 200 тыс.) при умеренной езде и надлежащем контроле за их состоянием.
При обнаружении любых признаков неисправности подушек двигателя и КПП рекомендуется, не откладывая произвести их замену. При этом не стоит приобретать изделия неизвестного производителя, отдавая предпочтение оригиналу.
В заключение. Исправные опоры, это комфорт и безопасность движения, а также продление ресурса вашего силового агрегата.
Силовой агрегат крепится к кузову на эластичных опорах
. Они поглощают вибрации, чтобы те не передавались на кузов и не становились источниками неприятного шума в салоне. Кроме того, опоры защищают мотор от резких ударов, когда машина движется по неровной дороге.
Наиболее распространенный и дешевый вариант – резинометаллические опоры. Название говорит само за себя: две пластины и резиновая проставка между ними. Иногда для большей жесткости внутри подушек устанавливают пружины, а для смягчения ударов – буферы. Такие довольно простые элементы эффективно гасят колебания далеко не во всем рабочем диапазоне двигателя.
Более гибко реагируют на изменение оборотов гидравлические опоры
. На минимальных оборотах для эффективного гашения колебаний подушка должна быть мягкой. С ростом оборотов при движении автомобиля увеличивается амплитуда колебаний – в этом случае надо, чтобы подвеска двигателя стала жестче.
Принципом действия гидроопора напоминает обычные амортизаторы. Колебания гасит рабочая жидкость, перетекающая из одной камеры в другую. Они заполнены пропиленгликолем (в народе – антифриз). При малых перемещениях силового агрегата (работа мотора на холостом ходу) колебания сглаживает подвижная мембрана – мягкая опора демпфирует вибрации двигателя, передаваемые на кузов.
Растут обороты коленвала и скорость – вместе с ними увеличивается и амплитуда колебаний. Мембрана уже не справляется с возросшей нагрузкой, и в работу вступает дроссельное устройство. Под давлением жидкость через его каналы перетекает из верхней камеры в нижнюю – жесткость и энергоемкость опоры увеличиваются.
Принцип работы современной гидроопоры с механическим управлением:
1 – нижняя (расширительная) камера;
2 – дросселирующий канал;
3 – верхняя (рабочая) камера;
4 – подвижная мембрана;
5 – корпус гидроопоры;
6 – канал демпфирующей жидкости.
в движении, опора жесткая
Гидроопоры для каждой модели двигателя настраивают отдельно. Рабочую характеристику задают, изменяя диаметр и длину канала дросселирующего устройства. Существуют варианты «подушек» с электронным контролем, они сложнее по конструкции, зато быстрее реагируют на изменения режимов.
Для примера возьмем опоры с электровакуумным приводом. Блок управления двигателем получает информацию с датчика положения коленвала , учитывает скорость автомобиля и подает питание на электромагнитный клапан трубопровода, идущего от впускного коллектора к опоре. Появившееся разрежение вытягивает мембрану демпфера и открывает канал, по которому жидкость перетекает из верхней камеры в нижнюю – в этом случае подушка мягкая.
Поднялись обороты двигателя, автомобиль тронулся с места – электроника перекрывает вакуумный канал и соединяет его с атмосферой. Разрежение в опоре падает, под действием атмосферного давления мембрана поднимается вверх и запирает отверстие между верхней и нижней камерами. Единственный оставшийся у жидкости путь – через спиральные каналы дросселирующего устройства. При этом сопротивление растет, соответственно жесткость подушки увеличивается, что позволяет эффективно противостоять вибрациям большей амплитуды – например, при движении по неровной дороге.
Принцип работы гидроопоры с электронным управлением:
а) на холостом ходу, опора мягкая:
1 – мембрана демпфера;
2 – нижняя (расширительная) камера;
3– дросселирующий канал;
4 – верхняя (рабочая) камера;
5– корпус гидроопоры;
6– спиральный канал дроссельного устройства;
7 – штуцер для подачи разрежения.
б) в движении, опора жесткая:
в движении, опора жесткая
Существует аналогичная конструкция с электронным управлением, но без вакуумной магистрали. На минимальных оборотах канал, соединяющий воздушную полость подушки с атмосферой, открыт. При колебаниях силового агрегата рабочая жидкость свободно перетекает из верхней камеры в полость над воздушным каналом и обратно. При этом мембрана легко прогибается и вытесняет излишки воздуха наружу. При движении электромагнитный клапан перекрывает канал, соединяющий воздушную полость с атмосферой. Резиновая мембрана воздушной камеры перестает прогибаться, и жидкость начинает просачиваться из верхней в нижнюю полости через дросселирующее устройство.
Любой двигатель вибрирует во время работы. Это объясняется тем, что, в зависимости , конструкция двигателя может быть отбалансированной в большей или меньшей степени, но полного баланса добиться практически невозможно. Шум и вибрация передаются в салон и на кузов автомобиля и вызывают ощущение дискомфорта у водителя.
Для борьбы с этим явлением была изобретена система подвески двигателя. Ее ключевые детали - опоры, который часто называют подушками двигателя. Опора - это буфер, установленный в точках крепления между двигателем и рамой, подрамником или кузове автомобиля. Они поглощают вибрации двигателя и удерживают его в относительно статичном положении. Двигатель, в свою очередь, защищен от резких толчков и ударов.
История изобретения опор двигателя
Впервые серьезно задумался о необходимости снижении вибрации кузова Уолтер Крайслер, основатель . Он поручил эту задачу ведущему инженеру Фредерику Зедеру, который и выдвинул предложение устанавливать между двигателем и рамой прокладку из резины. Эта концепция была реализована в сателлитного бренда Plymouth, входившего в группу компаний Уолтера Крайслера.
Места установки опор
Количество опорных точек зависит от и расчетов команды инженеров конкретного производителя, поэтому опор может быть четыре, пять и более. Основной критерий при выборе точек - надежность крепления и низкая вероятность смещения двигателя в сторону. Чаще всего двигатель, собранный в общий блок с коробкой передач крепится в трех или четырех точках внизу и в двух-трех вверху.
Виды опор, их преимущества и недостатки
В современных автомобилях применяются опоры двух основных видов – резинометаллические и гидравлические.
Резинометаллические опоры
Конструкция резинометаллических опор проста – нижние опоры это две металлические пластины и резиновая подушка между ними. Верхние опоры напоминают короткий с сайлент-блоками. Одна сторона "рычага" крепится при помощи сквозного болта к кронштейну на кузове, другая - к кронштейну, привинченному к блоку цилиндров. Это вид опор нашел наибольшее распространение за счет надежности и дешевизны в производстве.
Технология снижения вибрации на кузове, изобретенная инженерами компании Chrysler называлась Floating Power
В некоторых конструкциях подушки нижних опор усилены пружинами для придания жесткости и повышения упругости. Вместо резины некоторые производители используют полиуретан – как более износостойкий материал. Также подушки с использованием полиуретана часто используют на спортивных авто, . В связи с модой на тюнинг некоторые небольшие фирмы наладили производство полиуретановых опор для всех более-менее актуальных моделей автомобилей. Резинометаллические и полиуретановые опоры классифицируют также по разборной и неразборной конструкции.
Гидравлические опоры
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 заполнены пропиленгликолем (антифризом) либо специальной гидравлической жидкостью.
Для дополнительного снижения вибрации в автомобилях бизнес-класса опоры используются не только для крепления двигателя к подрамнику, но и подрамника к кузову, образуя двойную защиту
Подвижная мембрана гасит колебания на 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 способны реагировать на изменения режима вибрации двигателя в более широких пределах; жесткость опоры изменяется электроникой в зависимости от дорожной ситуации. Это опоры нового поколения, которые способны обеспечивать одинаковый комфорт при работе двигателя в разных режимах.
Технологический прогресс в создании опор двигателя
Стоит выделить так называемые динамические опоры, в которых используется жидкость с магнитными свойствами (с частицами металла), меняющая вязкость под действием магнитного поля. Электронные датчики следят за поворотами и ускорениями. В зависимости от стиля вождения и состояния дорожного покрытия под воздействием электромагнитов жидкость меняет свойства, регулируя жесткость опор.
Средний "срок службы" резинометаллических опор двигателя превышает 100 тысяч километров
От гидроопор с электронным управлением динамические опоры отличаются уникальной электромагнитной системой. Это относительно новое изобретение американской компании Delphi. Передовая технология уже нашла практическое применение в серийных автомобилях: ее адаптировала для спортивной версии GT3 компания Porsche в 2011 году.
Эксплуатация и замена
Изнашивание и разрушение опор могут повлечь за собой излишнюю нагрузку на двигатель. Это довольно быстро может привести к неполадкам в его работе. Поэтому состояние опор и креплений нужно периодически отслеживать. Проверка затяжки гаек и болтов, удаление масла и грязи с резиновых подушек – все эти нехитрые действия помогают продлить срок службы опор. Часто на неполадки в опорах указывает непривычно сильная вибрация кузова (которая особенно ощущается при стоянке с нажатым тормозом в автомобиле с ), а также посторонние шумы в области двигателя.
Проверка состояния опор
Состояние опор двигателя проверить несложно. Попробуйте последовательно переключить режим работы АКПП (или передачу МКПП) с D (1-й передачи) на R (задний ход). Переключая передачи, каждый раз продвигайтесь на несколько сантиметров вперед и назад. Если опоры в плохом состоянии, вы почувствуете рывки в трансмиссии, вне зависимости от типа КПП (а в автомобиле МКПП еще и на рычаг управления коробкой). Кроме того, выход из строя опор может быть причиной рывков в трансмиссии при езде на высокой скорости и переключении передач. Зачастую автолюбители склонны приписывать эти рывки , но, прежде чем отправляться на диагностику коробки, следует проверить состояние опор.
Опоры нужно заменить, если при осмотре из ямы видны трещины и сильные повреждения на резиновых деталях или они отделились от металлической основы. Утечка гидравлической жидкости тоже служит поводом к немедленной замене опор.