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.

Устройство гидроопоры двигателя для чего она нужна и где располагается

День добрый всем, кто меня читает, сегодня расскажу что такое гидроопора двигателя, для чего она нужна, где располагается и признаки неисправности.

Это своеобразная подушка, которая снижает вибрацию мотора, при её поломке появляется сильная вибрация, ощутимая даже в салоне. От вибрации разрушается кузов, мотор и элементы ходовой части, поэтому не стоит к ней относиться легкомысленно. Кроме этого сильный шум и вибрации не полезны для здоровья, что давно доказано учеными.

Зачем нужна

Мотор любого автомобиля крепится к кузову через специальные эластичные подушки. Они нужны, чтобы сглаживать вибрации, принимая их на себя. Вибрация, благодаря им, практически не передается кузову и внутри салона не ощутима. Мотор автомобиля одновременно получает защиту от неблагоприятных последствий, вроде ударов, когда колеса проваливаются в яму или выбоину дорожного полотна.

Подушка гидравлическая – устройство, которое способно обеспечить наиболее подходящие условия, для стабильной работы двигателя. Потому что она сама подстраивается под интенсивность вибрации.

На малых вибрациях подушка мягкая, с повышением – становится жестче, чтобы лучше гасить колебания машины.

Где располагается

Не каждый водитель знает досконально как устроена машина, а сейчас многие его вообще не знают. Поэтому про наличие гидроопор и их расположение тоже знают далеко не все. Просто подняв крышку капота, не залезая под машину снизу, максимум что можно увидеть, это верхнюю подушку.

В каждой модели и марке машины опоры расположены по разному, и их количество тоже существенно отличается. Это в основном обусловлено разным расположением моторов, в разных марках и моделях, а так же разным размещением коробок передач. Наиболее важно, чтобы подушки надежно крепились, чтобы исключит их смещение при работе мотора.

Наиболее часто гидроопоры располагаются в трех точках снизу двигателя и в двух точках сверху. Гидроопора двигателя правая, левая и центральная соответственно. Точно такие же опоры могут держать и коробку передач, тут важно владельцу понимать где кончается двигатель, и начинается коробка.

При движении машины по нашим, далеко не идеальным трассам и дорогам, дает повышенную нагрузку на элементы крепления двигателя.

Поэтому жесткое крепление мотора к корпусу может выломать крепеж и сами крепления. Чтобы этому противостоять и были созданы подушки гидроопоры. Как работает гидроопора двигателя? Она предназначена для обеспечения мягкого и одновременно надежного крепления. Служит своеобразной прокладкой между кузовом и мотором, которая предохраняет обе детали от повреждений.

Подавление вибраций и препятствие смещению мотора с одной стороны, с другой – защита мотора от ударов, идущих от колес. Таких опор бывает от трех и до пяти штук. Современные автомобили оснащаются как гидроопорами так и резинометаллическими подушками.

Подробно останавливаться на резинометаллических я не буду, у них устройство проще, но гидравлические амортизируют гораздо лучше. Так как резинометаллическая не способна подстраиваться под нагрузку и имеют постоянную жесткость.

Состоит подушка из двух резиновых емкостей. Какая жидкость в подушках используется? Они заполненных пропиленгликолем (либо другой подходящей жидкостью), между которыми расположена мембрана. Суть действия похожа на работу амортизатора. Вибрация вызывает перемещение этой жидкости из одной камеры в другую.

За счет мембраны происходит сглаживание вибраций при холостых оборотах, как в гибкой опоре. С возрастанием оборотов и соответственно вибрации, которые за счет мембраны уже не удается погасить. Тут начинается переливание жидкости в нижнюю емкость из верхней. За счет этого увеличивается жесткость подушки.

При снижении вибраций жидкость переливается обратно, и получается восстановление мягкости.

Виды гидроопор

Производители гидроопор разработали несколько их разновидностей. Они различаются по способу управления:

• Если управление механическое, тогда уже в процессе разработки автомобиля уже решается вопрос, какую приоритетную задачу она будет решать. Либо подушка будет с упором на гашение колебаний при скоростных режимах, либо она будет подавлять вибрации при холостых оборотах. Каждой модели подбирается индивидуальное сочетание механизмов опор.
• Подушки электронного управления контролируются электроникой и изменяет свою жесткость, реагируя на любые изменения ситуации на дороге. Четкость и быстрота срабатывания происходит одинаково быстро и при холостых оборотах и на большой скорости.
• Отдельно упомяну динамические опоры, в которых применяется жидкость с частичками металла. Такое наполнение наделяет подушку электромагнитными свойствами. Вязкость вещества регулируется воздействием электромагнитного поля. Электронные приборы машины фиксируют снижение или повышение скорости, и изменяют жесткость в необходимую сторону.

Неисправности

Теперь разберемся с неисправностями, чтобы понять по каким признакам происходит проверка, перечислю их тоже. Неисправности подушек такие:

• Деформации конструкции
• Отслоение от металла резины
• Разрывы или трещины емкостей с наполнителем

Признаки неисправной подушки следующие:

• Ощутимая в салоне вибрация
• Подпрыгивание мотора при торможениях машины
• Отдающие в руль вибрации, либо рукоятки КПП
• Выбивание скоростей
• Толчки при включении передач
• На неровной дороге возникают стуки, очень похожие на неисправность в ходовой

Вот и вся диагностика.

Если подобных проблем нет, значит все с ними в порядке.

Возможные причины

Причины преждевременных поломок следующие:

• Тюнинг с применением более жестких амортизаторов, установкой низкопрофильных шин с целью повышения управляемости и изменения внешности машины. Более жесткие амортизаторы гасят колебания корпуса не полностью, передавай их на подвеску и подушки. Низкопрофильные покрышки тоже повышают нагрузку на подушки, так как амортизируют хуже.
• Манера вождения со стартами с места, резкими поворотами, торможениями и движением юзом. Она вызывает повышенные нагрузки для подушек мотора и провоцируют перемещение центра тяжести, ремонт потребуется быстрее.
• Гонки по неровным дорогам без снижения скорости тоже разрушают все амортизирующие механизмы.
• Не забываем про естественный износ. Нагрузки и температурные перепады, старение резины и наполнителя, теряющего эластичность.

Детально про гидравлическую опору

Срок эксплуатации до ремонта опоры в среднем 100 тысяч пробега. При умеренных скоростях и аккуратном обращении с машиной его можно увеличить почти до 200 тысяч.

Ремонт своими руками или чужими это только замена детали, выполняйте сразу, не ждите последствий. Это касается всех, и моторных, и тех что держат КПП. Не рекомендуется покупать дешевые детали неизвестного производителя. Лучше купить оригинальные, они точно подойдут и прослужат долго.

Помните, что от исправности гидроопор зависит безопасность вашего движения и ресурс силового агрегата.

Теперь вам понятно, как проверить целостность подушек, ориентируясь по признакам. У меня все, не забываем делиться с друзьями ссылкой и подписаться на новости, до свидания