Демпфер — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 января 2017; проверки требуют 4 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 января 2017; проверки требуют 4 правки.Де́мпфер (нем. Dämpfer — глушитель, амортизатор от нем. dämpfen — заглушать) — устройство для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в машинах, приборах, системах или сооружениях при их работе.
Де́мпфер в общем смысле — кто-либо или что-либо, действующее успокаивающе, смягчающее.
- Гидравлические и пневматические демпферы применяются в гидравлических системах, автоматических регуляторах и измерительных приборах. Гидравлические демпферы подразделяют на демпферы пульсаций, стабилизаторы потоков, гасители пульсаций и гасители гидроударов. Также, в различной степени в качестве гидравлических демпферов используют стандартные поршневые, баллонные и мембранные гидроаккумуляторы.
- В акустических системах (т. н. «колонках») демпфер — ободок, крепящий мембрану звукового элемента к раме. Обычно производится из полимерных материалов (для ВЧ-элементов), резины или поролона (для СЧ- и НЧ-элементов). Используется для гашения остаточных колебаний мембраны.
- В авиации: демпфер аэроупругих колебаний летательного аппарата — самостоятельная бортовая электронная система или подсистема в составе системы автоматического управления полётом (САУ), предназначенная для автоматического гашения короткопериодических колебаний самолёта в полёте, неизбежно возникающих при изменениях полётных режимов и, что особенно важно, для предотвращения непроизвольной раскачки самолёта лётчиком, что может привести к значительным перегрузкам и разрушению конструкции. В техническом плане состоит из группы гироскопических датчиков, контролирующих угловые перемещения самолёта в пространстве, электронной схемы обработки и усиления сигналов демпфирования и исполнительных агрегатов, включённых последовательно в механическую проводку управления, либо эти сигналы подмешиваются к другим сигналам управления САУ. Проблема продольной прогрессирующей раскачки остро проявилась на сверхзвуковом бомбардировщике Ту-22, по этой же причине был потерян опытный Су-27. Проблема поперечно-курсовой раскачки до сих пор актуальна для почти всех тяжёлых (в том числе пассажирских) воздушных судов, и именуется как «голландский шаг». Практически все большие пассажирские самолёты имеют курсовой автомат демпфирования.
- В риск-менеджменте демпфер — пороговое значение безопасного риска для предприятия. Механизм демпфирования рисков предполагает анализ возможных угроз или факторов, порождающих эти угрозы, определение пороговых значений безопасности, выделение диапазона сознательных рисков, который готов принять на себя хозяйствующий субъект.
- В программировании демпфер — система балансировки нагрузки на компоненты системы при скачках скорости поступления данных.
Важным свойством демпфера является уменьшение добротности той колебательной системы, к которой он подключён. Принцип действия демпфера заключается в необратимом переводе полученной им энергии в тепло или разрушение материала. Например, масло в амортизаторе предотвращает его паразитные колебания после проезда колесом препятствия. Масло при этом нагревается.
Очень хорошим демпфером является песок: при поглощении им энергии песчинки трутся друг о друга (происходит нагрев) и измельчаются (механическое разрушение).
Демпфер — что это за устройство?
Хотя много кто слышал слово «демпфер», что это за изделие, знает не каждый. А ведь это устройство находится практически везде вокруг нас. Так где же можно встретить демпфер и что он из себя представляет?
Общие сведения
В переводе с немецкого слово «демпфер» означает «заглушать, глушитель». По большому счету, данное устройство является своеобразным амортизатором, который предназначен для предотвращения колебаний, которые возникают в различных системах, приборах, машинах, конструкциях и сооружениях во время их работы. Как определить в общем смысле понятие «демпфер»? Что это, довольно просто понять, поскольку все устройства, которые действуют успокаивающе и смягчающе, можно назвать этим термином.Разновидности демпферов
Практически любые изделия или устройства, которые предназначены для смягчения чего-то, называют демпферами. Их существует великое множество. Так и самую обычную резиновую прокладку можно назвать «демпфер». Что это за устройство в более глубоком смысле, станет понятно после рассмотрения основных его видов. Демпферы бывают пневматическими и гидравлическими. При этом их существует много разновидностей. Так, гидравлические подразделяют на:- стабилизаторы потоков;
- демпферы пульсаций;
- глушители гидроударов;
- гасители.
Нередко в роли гидравлических устройств такого типа используют мембранные, поршневые или баллонные гидроаккумуляроры,
Сферы применения демпферов
Пневматические и гидравлические демпферы используются в измерительных приборах, автоматических регуляторах, гидравлических системах. Демпферная обмотка применяется в электромашинах (катушка индуктивности). Она предотвращает резкое увеличение напряжения. Также она ограничивает колебания коммутационных токов в электрической цепи при коротком замыкании. В автомобильном транспорте также используется демпфер. Что это за устройство на машине? В подвесках различных транспортных средств используют всем известные амортизаторы, которые, по сути своей, являются демпфирующими устройствами.Незаменимый демпфер (что это в авионике)
Современное бортовое электронное оборудование неспособно работать без демпфера аэроупругих колебаний. Их испытывает каждый летательный аппарат. Демпфер предназначен для гашения кратковременных колебаний самолета в автоматическом режиме. В этом случае его роль чрезвычайно важна, поскольку необходимо предотвращать раскачку летательного аппарата, приводящую к перегрузкам и разрушению всех его конструкций. Такой демпфер представляет собой целую систему гироскопических датчиков, которые контролируют угловые перемещения самолета, электронную схему обработки и усиления сигналов. Но это еще не полный перечень элементов этого устройства. Еще есть исполнительные агрегаты, включенные в механическую проводку управления, которые позволяют контролировать демпфер. Что это дает летчику? Благодаря данным агрегатам сигналы демпфера не смешиваются с другими звуками САУ (системы автоматического управления).Другие области применения демпферов
Очень распространено применение этих устройств в акустических системах, называемых колонками. В этом случае демпфером является ободок, который прикрепляет мембрану к раме. Чаще всего для производства такого изделия используются полимерные материалы (для высоких частот), поролон и резина (для средних и низких). Демпфер применяется для гашения остаточных колебаний звуковой мембраны. Также незаменимы эти устройства и в производстве струнных музыкальных инструментов. В этом случае демпфером является приспособление, предназначенное для глушения колебаний струн. Он состоит из нескольких планок (у арфы) и колодочек (у фортепиано). Для большей эффективности их оклеивают фильцем (мягким войлоком).Основные свойства демпфера
Одним из важнейших свойств этого устройства считается уменьшение добротности (параметров колебательной системы). Принцип его действия основан на переводе полученной демпфером энергии в разрушение металла или тепло.
Рулевой демпфер
С этим устройством особенно часто сталкиваются мотоциклисты. Они-то точно знают, какой из себя рулевой демпфер. Что это за деталь? Чаще всего неполадки с этим устройством возникают при езде по ухабистой и неровной дороге. При этом мотоциклист замечает, что переднее колесо байка начинает «гулять», а руль отклоняется из стороны в сторону, что нередко приводит к падению. Причиной такой неполадки является несовершенство современных мотоциклов. Для сведения к минимуму такой проблемы производится установка демпфера, представляющая собой трубку, заполненную маслом. Она имеет шток и поршень внутри. Корпус этого устройства прикрепляют к раме. Шток соединяется с передней вилкой. Самыми популярными у байкеров являются телескопические и роторные рулевые демпферы. В автомобильном транспорте есть другая разновидность этого устройства. Демпфер рулевой рейки – это обычный амортизатор, имеющий двусторонне действие. Он крепится особым образом. Его располагают на рулевой рейке между ее корпусом и тягами. Чаще всего такого рода устройство можно встретить на внедорожниках. Благодаря ему у водителя руль не выскакивает из рук даже при езде по камням, ямам и ухабам. Такой демпфер используется и в заднеприводных автомобилях для повышения их устойчивости.Применение устройства в мебельной промышленности
Практически во всей современной корпусной мебели применяется демпфер мебельный. Что это такое? Такие устройства специально разработаны для этих изделий. Их назначение – сделать открывание и закрывание дверей максимально тихим и плавным. Они также используются в откидных створках, открывающихся вниз. Мебельные демпферы изготавливаются из современных, высокопрочных материалов.
раздел 8.2 книги «МАНОМЕТРЫ» от НПО «ЮМАС»
Измерение давления пульсирующих сред в большинстве случаев вызывает ускоренный износ, в первую очередь, деталей и узлов, находящихся на линии передачи от конца трубчатой пружины до трибки. Иллюстрацией пульсирующего параметра могут быть значения давления в ресиверах поршневых компрессоров, патрубках питательных насосов котельных установок. В таких режимах стрелка манометра пульсирует – дергается. При этом амплитуда пульсаций может составлять до 20…30 % шкалы прибора. Основная нагрузка в данном случае приходится на зубчатую передачу сектор – трибка. Поэтому «съедаются» зубцы этих деталей, что приводит к большим люфтам в передаточном механизме, а часто, при «разбивании» посадочных гнезд плат и износе цапф осевых держателей сектора и трибки, – к разрушению механизма.
Измерители с тензопреобразователями, как, впрочем, и с другими видами чувствительных элементов, не устойчивы к гидроударам, которые часто наблюдаются в тепловых сетях, особенно при пароводяных режимах. В таких режимах в короткий интервал времени давление рабочего тела скачкообразно возрастает в несколько раз.
При пульсационных нагрузках мембраны измерительных преобразователей, особенно когда на их поверхностях нанесены чувствительные слои, от частых деформаций снижают свой рабочий ресурс и ухудшаются свои технические характеристики.
Чтобы уменьшить амплитуды выбросов пульсирующего давления на линии его подвода устанавливаются дополнительные устройства, например клапаны, сужающие шайбы, позволяющие увеличить гидравлическое сопротивление импульсной линии или подводящего канала. Однако такие меры должны проводиться осторожно, так как отсчет измеряемого параметра желательно производить с минимальным транспортным запаздыванием. Но это не для пульсирующего параметра. При пульсирующем давлении требуется определять оптимальные значения между скоростью измерения и усредненным за определенный отрезок времени параметром.
Для снижения пульсаций, сглаживания параметра измеряемого потока применяют различные меры. Одним из наиболее часто используемых приемов является установка в подводящем канале дополнительных устройств, повышающих их гидравлическое сопротивление. В некоторых случаях на подводящей линии размещается вставка с пористым материалом. Причем пористость, как и длина вставки, выбирается исходя из задаваемых параметров пульсаций измеряемого давления.
К недостаткам пористых демпферов можно отнести их засоряемость и невозможность или затруднительность регенерации.
В манометрических приборах традиционно используются демпферы, монтируемые в держателе измерителя. Демпфер представляет собой вставку с малым проходным отверстием в центре (рис. 8.9). Он устанавливается в подводящем канале и ограничивает движение массы рабочего вещества между измеряемым потоком и полостью чувствительного элемента.
| Рис. 8.9. Демпфер в виде сужающего устройства |
Длина канала с отверстием небольшого диаметра практически не влияет на показатели демпфирования. Определяющим является диаметр отверстия, выбираемый в зависимости от вязкости измеряемой среды, требуемой величины усреднения и значений амплитуд пульсаций.
Основным недостатком демпферов в виде сужающего устройства является вероятность засорения малого проходного канала.
Конструкция демпферного блока с фильтром и иглой исключает возможность засорения канала и обеспечивает работоспособность устройства в комплекте с манометром при измерении сред с различными характеристиками пульсаций (рис. 8.10).
| Рис. 8.10. Демпферный блок с фильтром и иглой:1 – регулирующая игла; 2 – ввод; 3 – корпус; 4 – основа; 5 – накидная гайка; 6 – фильтр |
Регулирующая игла 1, закрепленная во вводе 2, образует с корпусом 3 демпфирующий зазор. Корпус состоит из основы 4 и накидной гайки 5. Фильтр 6 устанавливается перед демпфирующим зазором и обеспечивает циркулирование через него среды без сторонних включений.
Изменение демпфирующего зазора между регулирующей иглой и корпусом обеспечивает оптимальный выбор между характеристиками сглаживания измерений и временем запаздывания измеряемого давления.
К недостаткам такой конструкции можно отнести необходимую периодическую замену фильтров.
|
Рис. 8.11. Демпферный блок с разделителем: 1 – основа; 2 – гнездо манометра; 3 – перегородка; 4 – эластичный колпак; 5 – манометр; 6 – подводящий штуцер; 7 – демпферное отверстие |
Демпферный блок с разделителем (рис. 8.11) представляет собой корпус, состоящий из основы 1 и гнезда манометра 2, между которыми размещается перегородка 3. К ней герметично присоединен эластичный колпак 4. В центре перегородки имеется отверстие малого диаметра, служащее демпфером. Внутренний объем эластичного колпака с внутренней полостью чувствительного элемента манометра 5 образуют единое замкнутое пространство, которое заполняется жидкостью.
Среда измеряемого давления через подводящий штуцер 6 поступает внутрь основы и воздействует на эластичный колпак. При избыточном давлении последний стремится уменьшить свои размеры – сжаться, что вызывает переток находящейся внутри него жидкости через демпферное отверстие 7 во внутреннюю полость чувствительного элемента манометра. При этом малый диаметр проходного отверстия и нежесткость формы и объема эластичного колпака позволяют отсечь основные пульсации давления измеряемой среды. чем меньше диаметр отверстия, тем больше степень сглаживания измеряемой среды, поступающей во внутреннюю полость чувствительного элемента измерителя.
Главным недостатком демпферного блока с разделителем является отсутствие возможности управления степенью демпфирования.
Более широкое распространение получило демпферное устройство, рабочая часть которого представляет набор шайб с малыми отверстиями, размещенных на определенном расстоянии друг от друга (рис. 8.12). В корпусе 1 устройства устанавливаются шайбы 2 и 3, которые имеют одинаковые габаритные размеры, но различаются расположением отверстий друг относительно друга. Шайбы
и при установке в корпусе дистанциируются вставкой 4. Таким образом создаются малые камеры рабочей среды. Измеряемая среда пульсирующего давления через одну из шайб поступает в малую камеру и из-за смещения отверстий в шайбах друг относительно друга вынуждена изменять направление движения. Таким образом, она проходит серпантинный путь, на котором и из-за которого происходит гашение пульсаций.
|
|
Рис. 8.12. Схема (а) и вид (б) демпферного устройства с набором шайб: 1 – корпус; 2 и 3 – шайбы; 4 – вставка; 5 – фиксатор |
Диаметр отверстий в шайбах, их расположение и количество камер в значительной мере определяют степень сглаживания пульсирующего параметра.
Фиксатор 5 обеспечивает собираемость конструкции и позволяет неподвижно фиксировать шайбы.
Демпферные устройства с набором шайб используются в промышленной эксплуатации на протяжении нескольких десятков лет.
Определенную степень демпфирования могут вносить подводящие коммуникации. Так, обеспечивающие нормальные температурные условия работы манометра сифонные отводы, в особенности конструкции, в которых имеются гидравлические петли, позволяют в значительной степени уменьшить пульсации измеряемой среды.
демпфирование измеряемой среды может также производиться трехходовыми кранами и игольчатыми клапанами, установленными на импульсной линии подсоединения манометра. Степень демпфирования в этом случае во многом зависит от конструкции применяемых устройств.
Представляет интерес использование для гашения пульсаций демпферного устройства с регулировочной иглой (рис.8.13). Регулировочная игла 1 устанавливается с помощью зажимного штуцера 2 в корпусе 3 демпферного устройства. Уплотнительная прокладка 4 обеспечивает герметичность конструкции.
Таким образом, канал измеряемого потока пульсирующего давления на пути к чувствительному элементу прибора перекрывается регулировочной иглой 1. Величина такого перекрытия определяет степень демпфирования измеряемого параметра.
Другим типом приспособлений для сглаживания пульсаций давления измеряемой среды могут служить устройства, у которых гашение скачков достигается малым размером канала (на уровне долей миллиметра) и большой его длиной (от десятков сантиметров до сотен метров). На рис. 8.14 представлено демпферное устройство с капиллярным каналом.
Измеряемая среда пульсирующего давления через подводящий штуцер 1, пористый фильтр 2 и демпферную шайбу 3 поступает в капиллярный канал, образованный конусом 4 и корпусом 5. Внутренняя наклонная плоскость корпуса 5 имеет чистую поверхность. Канал в виде спирали нарезан на внешней стороне конуса. Площадь его поперечного сечения и форма принимаются в зависимости от задаваемых параметров рабочей среды.
Выход капиллярного канала через дополнительное отверстие 6 соединен с выходом устройства.
Герметичность конструкции обеспечивается уплотнительной прокладкой 7 и резьбовой крышкой 8.
|
|
Рис. 8.14. Схема (а) и вид (б) демпферного устройство с капиллярным каналом: 1 – подводящий штуцер; 2 – пористый фильтр; 3 – демпферная шайба; 4 – конус; 5 – корпус; 6 – дополнительное отверстие; 7 – уплотнительная прокладка; 8 –резьбовая крышка |
Демпферное устройство с капиллярным каналом в комплекте, например, с показывающим манометром МП 160 реально обеспечивает время переходного процесса от 0,5 до 3 с.
|
Рис. 8.13. Схема (а) и вид (б) демпферного устройства с регулирующей иглой: 1 – регулировочная игла; 2 – зажимной штуцер; 3 – корпус; 4 – уплотнительная прокладка. |
Что такое демпфер и для чего он нужен в автомобиле
Вполне возможно, что немалая часть наших читателей даже не догадываются о значении этого слова. Действительно, этот термин в обиходе встречается крайне редко, если не считать такие места, как СТО или автосервисы.
А вот слово амортизатор знакомо все автовладельцам. Разумеется, ассоциируется оно исключительно с ходовой частью машины. Между тем тряска и вибрация вредна не только для деталей и узлов ходовой. Учитывая качество российских дорог, можно представить, каким нагрузкам подвергается силовой агрегат. И хотя у него имеется штатная защита от таких неприятностей, её в некоторых случаях явно недостаточно.
То же самое можно сказать о руле – органе, который для водителя является тем самым местом, посредством которого он непрерывно контактирует со своим автомобилем. И такой контакт далеко не всегда приносит удовлетворение – если руль трясётся, то причиняет шофёру вполне ощутимый дискомфорт.
Специальные демпфера позволяют избежать возникновения таких ситуаций. По существо это миниатюрные амортизатора, позволяющие демпфировать (сглаживать) вертикальные и другие виды колебаний и вибраций.
Что такое демпфер, его функции
Существует немало подобных устройств, но чаще всего используют демпферы, защищающие от ненужных нагрузок силовой агрегат и органы рулевого управления.
Впрочем, на многих спортивных и гоночных автомобилях такие амортизационные устройства устанавливают штатно. Обычные же легковушки такими демпферами не комплектуются, поэтому их нужно приобретать отдельно и устанавливать самостоятельно или с помощью специалистов автосервиса.
Конструктивно, а в некоторой мере и технологически демпфер – устройство универсальное, позволяющее установку на любой тип транспортного средства. Главная задача – обеспечение надёжного крепления, и здесь нужно будет проявить немало смекалки. В некоторых случаях прибегают даже к сварке, прикрепляя таким образом к днищу или кузовным элементам крепёжные детали, требуемые для фиксации демпфера.
В автомагазинах такое амортизирующее оборудование, как правило, продаётся вместе с минимальным комплектом крепёжных деталей, благодаря которым выбор способа монтажа существенно упрощается.
В каких случаях демпфер будет действительно полезным и даже необходимым приобретением? Если в зоне ваших ежедневных поездок дорога идеальная или близка к этому – потребность в этой детали будет минимальной или близкой к нулю. При отсутствии чрезмерных нагрузок на автомобиль с небольшими и редкими выбоинами и горбами будет прекрасно справляться штатный амортизатор. Но если в силу обстоятельств вы вынуждены часто ездить по бездорожью или по дорогам с твёрдым покрытием, но находящимся в ужасном состоянии – амортизационная система будет не в состоянии справляться с гашением постоянно возникающих с разной частотой и амплитудой колебаний. Вот здесь и пригодится дополнительный демпфер, действие которого будет суммироваться с работой подвески.
Демпферы для авто – это устройства, специально разработанные для того, чтобы поглощать те колебания, с которыми не справились амортизаторы. Будь то рулевое управление или корпус двигателя вместе со всем навесным оборудованием.
Поскольку ни один, даже самый дорогой и качественный амортизатор, не в состоянии полностью устранить вертикальные и иные колебания, главная задача, стоящая перед демпфером – максимально погасить амплитуду таких колебаний. Качественное устройство хорошо справляется с этой проблемой, имея при этом компактные габариты. Задача автовладельца – правильно его установить. Крайне желательно, чтобы они при этом был незаметным, а ещё лучше – невидимым.
Демпферы оснащают односторонним (в таких случаях обычно он поставляется вместе с пружиной) и двусторонними амортизаторами. Внешне такое устройство очень похоже на классическую амортизационную стойку, характерную для подвески любого транспортного средства. Принцип работы демпфера тоже аналогичен современным амортизаторам.
В продаже можно встретить и бюджетные версии, у которых роль демпфирующего элемента выполняет жидкость (чаще всего – масло), помещённая в специальном резервуаре с перегородкой.
Конструкция демпфера предусматривает наличие клапанов или разгрузочных отверстий, посредством которых водитель может осуществлять регулировку степени сглаживания колебаний.
Все современные демпферы конструкционно подразделяются на две категории:
- телескопические устройства, которые монтируются вдоль защищаемой детали (например, на рулевой стойке). Именно такой принцип используется и в штатных амортизаторах. Состав демпфера тоже схож: это цилиндр, внутри которого работает поршень;
- роторные демпфирующие устройства, которые работают по тому же принципу, но конструктивно выполнены совершенно по-другому. Такие приборы считаются более надёжными, характеризуясь повышенной прочностью. Они способны противостоять не только вибрациям и колебаниям, но и ударам приличной силы. Не случайно их обычно устанавливают в байках и спортивных машинах.
Мы уже отмечали, что в автомобилях демпферы чаще всего устанавливаются на рулевой рейке или двигателе, но промышленные устройства активно применяются и в других отраслях – в различных регулирующих приборах и устройствах, в измерительной технике, причём распространены как гидравлические, так и пневматические устройства.
Используются они и для гашения колебаний стационарных двигателей и генераторов, есть модификации, применяемые в музыкальных инструментах, авиационной отрасли, в компьютерной технике. Независимо от сферы применения, основной задачей демпфера является гашение разнонаправленных колебаний, включая низкочастотные вибрации, снижение нагрузки на объект применения, его тонкая балансировка. Демпфер на автомобиле обеспечивает более стабильную и плавную работу защищаемых узлов, увеличивая степень комфорта для водителя и тем самым увеличивая безопасность езды.
Рассмотрим особенности дополнительных амортизационных устройств, применяемых на современных авто.
Демпфер двигателя
Демпфирующее устройство для гашения колебаний силового агрегата впервые появилось в тюнинговых ателье, как один из важных атрибутов спортивных авто. Но, как это часто случается со многими новшествами, используемыми в автоспорте, они постепенно перекочевали в серийные автомобили. Сегодня это всё ещё редкость, а вот встретить двигательный демпфер в самом захудалом автомагазине – уже давно не проблема.
Хорошо известно, что вибрации с максимальной амплитудой на моторе возникают в моменты переключения передач. Особенно характерным является такое поведение на высокооборотистых двигателях, устанавливаемых на элитные и спортивные авто. Этому во многом способствует и агрессивный стиль езды, когда вслед за резким изменением величины крутящего момента следует «острое» вдавливание сцепления и столь же стремительное переключение передачи. Итог в большинстве случаев – весьма ощутимый и как минимум неприятный рывок. На обычном авто в городском режиме такие переключения редки, а вот на гоночной трассе это вполне заурядное явление. Против него бессильны штатные подушки, независимо от их конструкции. К тому же частые рывки, сопровождающиеся тряской, провоцируют ускоренный износ подушек. Избежать всех этих неприятностей и помогает демпфер двигателя.
Так что если вас спросят, что такое демпфер двигателя – можете смело отвечать: это миниатюрный дополнительный амортизатор, функционирующий точь-в-точь как его большой собрат, и заточенный конкретно под силовой агрегат. То есть гашение колебания происходит за счёт того, что шток вместе с верхним креплением передвигается в камере, заполненной маслом под приличным давлением, по обратно экспоненциальной зависимости: вначале быстро, а затем стремительно замедляясь.
Принцип монтажа демпферов двигателя одинаков для всех моделей, хотя размеры и форма креплений несколько различаться. Обычно эти устройства крепятся к шпилькам кузовных чашек, в месте монтажа опорного подшипника. Верхний конец демпфера закрепляется на блоке, чаще всего – в районе подушки.
При покупке такого мини-амортизатора следует учитывать, что они изготовляются, ориентируясь на конкретную модель или серию, что позволяет учесть параметры, форму, размеры и особенности расположения мотора. Но можно встретить и универсальные изделия, оснащаемые регулировочными болтами, позволяющими настраивать демпфер «под себя».
Поскольку монтаж демпферного узла – операция, выполняемая единоразово, лучше всего сделать это на СТО. Но при желании и наличии соответствующих навыков ничто не мешает сделать это самостоятельно. Степень жёсткости настраивается после установки в соответствии с индивидуальными предпочтениями водителя. Задача монтажа упрощается, если в комплекте имеются крепёжные детали – такие наборы не редкость.
Насколько необходима установка демпфирующего устройства на ваш автомобиль – решать только вам. Если проблема вибраций вас практически не беспокоит, если вы не любитель тюнинга ради тюнинга, то и заморачиваться его покупкой и монтажом не стоит. Но когда вы часто совершаете поездки по бездорожью – стоит задуматься.
Важно! Перед установкой демпфера двигателя следует убедиться, что подушки находятся в удовлетворительном состоянии. Если это не так – стоит для начала заменить именно их – возможно, проблема тряски сразу уйдёт, и тогда установка демпфера не принесёт ощутимой пользы.
Рулевой демпфер
А для чего нужен рулевой демпфер? Причины те же: гашение тряски рулевой колонки при проезде неровностей дороги. Такое буферное устройство способно эффективно поглощать и колебания, и удары, которые передаются на рулевое управление благодаря жёсткой привязке к подвеске автомобиля. Чем разболтаннее руль, тем ощутимее предаётся вибрация и удары на пальцы и кисти, удерживающие баранку. Рулевой гаситель в состоянии справиться с этой проблемой.
Второстепенная функция такого устройства – возврат рулевого колеса в нулевое положение, что способствует сохранению прямолинейной траектории движения автотранспортного средства. Именно после попаданий в ямы обычно и происходит сход машины с колеи. Демпфер в этом плане упрощает задачу водителя, но в то же время без наличия рулевого усилителя (вне зависимости от типа) быстро крутить руль станет определённо тяжелее.
Как и в случае демпфирующего устройства для силового агрегата, рулевой гаситель колебаний конструкционно представляет собой уменьшённую копию амортизатора. Если это устройство одностороннего действия, он обычно комплектуется пружиной. В сборе такой комплект напоминает амортизационную стойку, но с намного меньшими габаритами.
Целевая аудитория рулевого демпфера понятна – это автомобили, часто курсирующие по откровенно плохим дорогам (возникает справедливый вопрос, а где у нас хорошие дороги?). Джипы и другие достаточно тяжёлые автомобили характеризуются повышенной утомляемостью рук, поэтому для этих категорий транспортных средств рулевые амортизаторы также будут нелишними.
Преимущества и недостатки автодемпферов
Если вы ещё не определились, нужно ли вам такое устройство или можно обойтись и без него, следует ознакомиться с их достоинствами и недостатками.
Начнём с плюсов:
- существенное смягчение ударов. Колёсная ось первой принимает на себя нагрузку при наезде на дорожные неровности, но штатные амортизаторы справляются со своей задачей не полностью и не всегда. Современный демпфер уменьшает силу колебаний примерно на 30%, и в отношении руля, и применительно к двигателю. Такие преграды, как трамвайные колеи, стыки плит, широкие трещины дорожного полотна, и даже лежачие полицейские будут преодолеваться намного мягче;
- стуки подвески – всегда неприятный звук. Рулевой/моторный демпфера позволяют от него избавиться, если не полностью, то существенным образом;
- вибрация автомашины во время интенсивного торможения – тоже явление не из приятных, как и при наборе скорости выше отметки 100 км/час. Стоит также упомянуть подобное явление при деформированных дисках, при отсутствии правильной балансировки колёс. Дополнительные амортизаторы устранят и эту проблему;
- рулевое демпфирующее устройство способно улучшить управляемость автомобилем при движении на скоростях выше среднего.
Но идеальным этот узел тоже назвать никак нельзя, и вот почему:
- при установке демпфера на руль в первое время вам придётся свыкаться с «ватностью» руля, и далеко не факт, что вы с этим смиритесь;
- то же самое можно сказать и о прикладываемых усилиях при вращении баранки.
Тем не менее, согласно статистическим опросом, свыше 80% водителей, установивших на свои автомобили дополнительные амортизационные узлы, довольны их работой.
В то же время есть риск, что вы попадёте в противоположный лагерь – каждый пятый автовладелец либо не почувствовал разницы до и после монтажа демпфера, либо оказался неудовлетворённым его работой.
Насколько необходим дополнительный демпфер
Сразу отметим, что это оборудование относится к дополнительному, его установка на транспортное средство не обязательна. Оно позиционируется как средство увеличения комфортности нахождения в автомобиле, способствующее уменьшению утомляемости водителя (если это рулевой мини-амортизатор) и уменьшению нагрузки на двигатель (гаситель колебаний двигателя). Можно отметить и более равномерный износ протектора покрышек, и лучшее сцепление с дорожным полотном, но все эти «ништяки» скорее косметические, чем реальные.
Так что вопрос, насколько необходим такой элемент остаётся открытым – каждый автолюбитель должен сам решить, много ли он приобретёт по сравнению с тем, что потеряет.
Демпферное устройство
Мы производим два исполнения демпферных устройств:
Демпферное устройство с регулировочной иглой;
Демпферное устройство наборное.
Изменение демпфирующего зазора между регулирующей иглой и корпусом игольчатого демпфера или серпантинный путь среды в наборном демпфере обеспечивают оптимальный выбор между характеристиками сглаживания измерений и временем запаздывания измеряемого давления.
Демпферное устройство (демпфер) необходимо для сглаживания скачков давления в трубопроводах. Оно позволяет снижать пульсацию рабочей среды, благодаря чему измерительный прибор (например, электроконтактный манометр и датчик давления) защищается от гидравлических ударов.
Базовые параметры демпферного устройства
| Условное давление Py, МПа | 0,1-25,0(латунь), 0,1-40,0(12Х18Н10Т) |
| Диаметр условного прохода Dy, мм. | 4-50 |
| Материал корпуса | латунь, сталь 20, 12Х18Н10Т |
| Материал иглы/шайбы | 12Х18Н10Т |
| Уплотнение | резина МБС/металл по металлу |
Демпфер наборный имеет разборную конструкцию для проведения очистки. Наличие внутри корпуса данного изделия чередующихся перегородок и емкостных камер, отверстия в которых расположены в шахматном порядке, обеспечивает высокую эффективность сглаживания измеряемого давления. Регулирование степени сглаживания пульсаций среды в наборном демпфере осушествляется изменением количества перегородок. Демпферное устройство не оказывает влияния на точность измерений.
Демпфер с регулировочной иглой состоит из корпуса и ввернутого в него узла регулировочной иглы. Герметичность соединения обеспечивается уплотняющими прокладками. В свою очередь узел регулировочной иглы состоит из резьбовой втулки, в которую вворачивается регулировочная игла. Гашение пульсирующего давления осуществляется благодаря сопротивлению, возникающему в кольцевом зазоре между седлом корпуса демпфера и конусом регулировочной иглы. Кольцевой зазор может регулироваться за счет изменения положения иглы в резьбовой втулке, осуществляемое вворачиванием или выворачиванием иглы. Перед установкой на объект монтажа демпфер наворачивается на штуцер манометра так, чтобы ось регулировочной иглы демпфера была перпендикулярна по отношению к плоскости циферблата манометра. Такого положения достигают за счет варьирования толщины или количества уплотнительных прокладок.
Окончательная регулировка демпфера с регулировочной иглой производится в рабочем режиме. Оптимальной настройкой считается такое положение иглы или количество перегородок в игольчатом или наборном демпфере соответственно, при котором амплитуда колебаний стрелки манометра в момент подачи давления не превышает двух делений на шкале измерительного прибора.
Демпфер — это… Что такое Демпфер?
Де́мпфер (нем. Dämpfer — глушитель,амортизатор от dämpfen — заглушать) — устройство для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в машинах, приборах, системах при их работе.
Де́мпфер в общем смысле — кто-либо или что-либо, действующее успокаивающе, смягчающе, угнетающе.
Применение
- Гидравлические и пневматические демпферы применяются в гидравлических системах, автоматических регуляторах и измерительных приборах. Гидравлические демпферы подразделяют на демпферы пульсаций, стабилизаторы потоков, гасители пульсаций и глушители гидроударов. Также, в различной степени в качестве гидравлических демпферов используют стандартные поршневые, баллонные и мембранные гидроаккумуляторы.
- В акустических системах (т.н. «колонках») демпфер — ободок, крепящий мембрану звукового элемента к раме. Обычно производится из полимерных материалов (для ВЧ-элементов), резины или поролона (для СЧ- и НЧ-элементов). Используется для гашения остаточных колебаний мембраны.
- В авионике демпфер аэроупругих колебаний летательного аппарата — самостоятельная бортовая электронная система или подсистема в составе системы автоматического управления полётом (САУ), предназначенная для автоматического гашения короткопериодических колебаний самолёта, неизбежно возникающих при изменениях полётных режимов и, что особенно важно, для предотвращения раскачки самолёта лётчиком, что может привести к значительным перегрузкам и разрушению конструкции. В техническом плане состоит из группы гироскопических датчиков, контролирующих угловые перемещения самолёта в пространстве, электронной схемы обработки и усиления сигналов демпфирования и исполнительных агрегатов, включённых последовательно в механическую проводку управления, либо эти сигналы подмешиваются к другим сигналам управления САУ. Проблема раскачки остро проявилась на испытаниях сверхзвукового бомбардировщика Ту-22.
- В риск-менеджменте демпфер — пороговое значение безопасного риска для предприятия. Механизм демпфирования рисков предполагает анализ возможных угроз или факторов, порождающих эти угрозы, определение пороговых значений безопасности, выделение диапазона сознательных рисков, который готов принять на себя хозяйствующий субъект.
Физика процесса
Важным свойством демпфера является уменьшение добротности той колебательной системы, к которой он подключён. Принцип действия демпфера заключается в необратимом переводе полученной им энергии в тепло или разрушение материала. Например, масло в амортизаторе предотвращает его паразитные колебания после проезда колесом препятствия. Масло при этом нагревается.
Очень хорошим демпфером является песок: при поглощении им энергии, песчинки трутся друг о друга (происходит нагрев) и измельчаются (механическое разрушение).
См. также
Ссылки
ДЕМПФЕР
Автор: Королева Кристина Геннадьевна, Худякова С.В. — преподаватель ГБПОУ АО АТСиЭ
Демпфером в строительстве называют устройство, которое предназначено для гашения, демпфирирования, предотвращения пульсаций или колебаний, появляющихся в машинах, механизмах, приборах, разнообразных системах, во всевозможных зданиях и сооружениях.
Чтобы обеспечить комфорт и единство конструкций здания нужно обеспечить наименьший разрешенный уровень вибрационного фона, особенно при строительстве в сейсмоактивных зонах.
Благодаря использованию виброизоляции можно уменьшить уровень вибраций и уровень шума до установленных действующих норм.
В настоящий момент активно используется сейсмическая защита, которая тесно связана с применением специальных устройств – энергопоглотителей. Они предназначены для предотвращения колебаний при сейсмической активности за счет развития в материале конструкций неупругих деформаций. Такие системы устанавливаются в узлах конструкций с большой вероятностью возникновения зон упругих деформаций. Большим плюсом таких систем является то, что они компактны их можно использовать в зданиях любой сложности при этом они легки в замене при необходимости.
Главным элементом устройства могут быть стальные балки, которые при деформациях могут поглощать большее количество энергии. Но при этом срок их эксплуатации не велик и составляет один, два землетрясения.
Устройства для поглощения энергии с наиболее существенным сроком эксплуатации были изобретены в Новой Зеландии так называемый — экструзионный поглотитель энергии, представляющий собой «Кулонов демпфер». Существует цилиндр с толстыми стенками подвешенный и установленный на поршни, соединенных стержнем. Посередине цилиндра предусмотрено местное сужение сечения. Расстояние соединения поршней со стенками цилиндра заполнено свинцом. При движении конструкции, к которой присоединен поглотитель, происходит вытягивание свинца через экструзионное отверстие, образованное стенками цилиндра в его суженном сечении и стержнем. Так как вытягивание связано с процессом пластических деформаций, то по мере продвижения поршня в цилиндре происходит распад энергии. Было установлено что поглотитель выдерживает большой ряд землетрясений.
Примером подобного поглотителя является здание «Тайбэй 101» в Китае его высота составляет 509 м. Здание должно обладать упругостью, гибкостью, а для противостояния сильным ветрам ему нужна жесткость. Для этого в верхней части здания расположен большой противовес в виде шара, состоящего из 41 отдельной стальной пластины. Диаметр шара составляет 5,5 метра, а вес — 728 тонн. Шар способен гасить колебания небоскреба, даже если скорость ветра составляет 240 км/час.
Человек не замечает изменение положения конструкции, но все высотные здания меняют свое положение на ветру. При сильных порывах ветра верхушка небоскреба может накренится от своего вертикального положения на несколько метров. Для высотных зданий это нормальное явление. Чем выше здание, тем больше становится амплитуда его колебаний.
В тот момент пока огромный демпфер спасает основную часть здания, два более мелких демпфера обеспечивают целостность 60-метрового шпиля башни смягчая сильные порывы ветра на высоте почти 500 м.
Если оставить эти колебательные движения без внимания, то через десятилетие конструкция разрушилась. В небольшом пространстве на поперечные балки, окружающие внутренние колонны шпиля, помещены четырехтонные демпферы. Накопленная этими демпферами энергия колебаний шпиля передается и гасится с помощью, расположенной ниже системы пружин.
Небоскребы в местах сильных сейсмоопасных зон строятся таким образом, что при воздействии на них внешних угрожающих факторов они изгибаться для поглощения сейсмической энергии. Большим отрицательным фактором таких башен является то что в районах сильных ветров в то время, когда вы находитесь на верхних этажах здания, по ощущениям это, напоминает качку на судне – не слишком приятное ощущение, когда находишься на высоте около 450 м над землей.
Чтобы устранить это негативное явление специалисты нашли выход из ситуации и установили крупнейший в мире пассивный монолитный демпфер, который настроен на колебания с определённой частотностью. Он представляет собой 800-тонный маятник, закрепленный на 92 этаже и играющий роль поглотителя энергии здания. При сильном ветре, устройство движется, но при этом небоскреб остается в своем вертикальном положении. При нормальных условиях амплитуда колебаний этого шара, подвешенного на шестнадцати высокопрочных стропах, находится в пределах 10 см. Протяженность этого демпфера составляет высоту с 87 по 92 этаж.
К шару крепятся восемь вязкостных демпфирующих устройств, представляющих собой гидравлические амортизаторы. Во время раскачивания демпфера из этих устройств через маленькие отверстия выдавливается вязкая жидкость, что и поглощает энергию ветра.
В случае сильнейшего землетрясения или тайфуна, шар будет раскачиваться с амплитудой в 1,5 м и встретит кольцо буфера-ограничителя, который в сою очередь снабжен восемью дополнительными вязкостными демпферами, именуемыми задержниками. Здание может выдержать шквалистый ветер в 60 м/с и землетрясение, достигающее семи баллов.
«Тайбэй 101» является одним из самых устойчивых зданий, построенных человеком.
Здание установлено на 380 сваях. Длина свай составляет 80 м, около 30 метров свай из общей длинны входит в скальное основание. Диаметр свай составляет 1,5 м они могут вынести нагрузку в 1300 тонн. В центральной части здания располагаются 16 колонн. По мере «роста» здания эти колонны становятся все более тонкими. Начиная с 66-го этажа колонны сделаны полностью из стали.
При возведении Тайбэй 101 впервые использовалась гибкая система стальных решеток, которая обеспечивает наружный уклон всего сооружения и защищает его от опрокидывания.
Каждые 8 этажей чередуются с техническим отсеком. В нем находятся мощные стропильные системы, которые придают зданию дополнительную прочность.
