Резиновый сайлентблок на легковой автомобиль грибковой формы
Какие сайлентблоки лучше: резиновые или полиуретановые?
Еще вчера Вы спокойно двигались по городским улицам, а сегодня «ловите» каждую ямку под аккомпанемент «траурного» стука подвески? Увы, без вмешательства не обойтись. И одна из наиболее вероятных причин – вышедший из строя сайлентблок. Зачем нужны сайлентблоки, отчего они ломаются, когда производить замену и главное – на что: купить резиновые сайлентблоки или «модные» полиуретановые? Об этом и не только поговорим в данной статье.
Назначение сайлентблоков и причины их поломок
По сути сайлентблоки – это связывающие звенья между частями подвески, и их главное предназначение – минимизация колебаний и придание автомобилю устойчивости и мягкости хода.
По своей конструкции сайлентблок представляет шарнир, состоящий из двух металлических втулок и резиновой или полиуретановой вставки, которая и «проглатывает» все удары подвески. Когда говорят «вышел из строя сайлентблок», практически всегда имеют в виду поврежденную резиновую (полиуретановую) часть – именно она, а не обрамляющие металлические элементы, подвержена износу, деформации и ускоренному старению. Среди главных «врагов» сайлентблоков – температурные и химические воздействия вкупе с неграмотной установкой и чрезмерной затяжкой болтов. Все это приводит к «перегрузкам», сокращающим срок службы детали в несколько раз и, как следствие, ставящим Вас перед необходимостью замены.
Какие сайлентблоки выбрать на замену?
Буквально пять лет назад вопрос «Какие сайлентблоки лучше: резиновые или полиуретановые?» даже не возникал – автолюбители без раздумий ставили изделия из резины и спокойно ездили дальше. Однако с развитием технологий появилась и альтернатива – «классику» все увереннее стали вытеснять полиуретановые конкуренты. В чем их преимущества?
Мы предлагаем провести краткое сравнение этих двух видов, чтобы Вы смогли определиться с предпочтениями и сделать аргументированный грамотный выбор.
Чем полиуретановые сайлентблоки лучше резиновых?
Многие автомобилисты открыто голосуют за полиуретановые сайлентблоки: благодаря более твердому материалу они отлично выдерживают резкие перепады температур, не высыхают в жару, не трескаются на морозе и в целом оказываются «выносливее» своих резиновых аналогов.
Однако если б все было так однозначно, споры о выборе уже давно не велись. Дело в том, что эти, казалось бы, недвусмысленные преимущества имеют и оборотную сторону: повышенная твердость приводит к довольно жесткой езде, меньшая пластичность вынуждает полиуретановый сайлентблок «срабатывать» по нескольку раз (там, где резиновый «справился» бы с первого), а при отрицательных температурах деталь может вовсе «задубеть» и банально расколоться… К тому же, ценник на полиуретановые изделия оказывается существенно выше.
Однако если Вы еще не определились, чью «сторону» принять, посмотрите несколько доводов в пользу тех и других вариантов.
Три причины купить резиновые сайлентблоки
Они привычнее – с ними автомобиль сошел с конвейера и неплохо проездил вплоть до недавнего момента. Словом, «от добра добра не ищут».
Они дешевле – цена достойных резиновых сайлентблоков отличается от более-менее приличных полиуретановых в разы.
Они мягче – если Вы приверженец размеренной езды и комфорта, с полиуретановыми деталями можете попросту «не сойтись характерами».
Три причины купить полиуретановые сайлентблоки
Они надежнее – более прочные, менее привередливые, что еще нужно?
Они долговечнее – один раз заплатил и ездишь в свое удовольствие без тревог, замен и постоянных проверок технического состояния.
Они безопаснее – с ними Вы лучше «чувствуете» свой автомобиль и увереннее управляете им. А на дороге, согласитесь, безопасность превыше всего.
Сайлентблок. Производство и материалы.
Как сделаны сайлентблоки или резинометаллические шарниры? Почему разница в твердости может иметь решающее значение для автомобиля? Какое оборудование и материалы используются?
Особенности
— Втулка сайлентблока находится под давлением для обеспечения максимальной прочности и выносливости;
— Состоит из двух концентрических стальных частей с резиновой прокладкой, надежно соединенных между собой.
— Резина отливается в форму и помещается в пространство между двумя элементами и вулканизируется при постоянном давлении и температуре;
— Втулки сайлентблоков специально разработаны для крутильных, осевых и радиальных нагрузок.
Материал
Производство
Процесс изготовления сайлентблока состоит из нескольких операций, но наиболее важными являются вулканизация и адгезия.
Вулканизация: это процесс создания химической связи между молекулами каучука, другими словами, происходит сшивание в единую пространственную сетку. Для получения смеси используется вулканизирующий агент и происходит этот процесс под воздействием температуры и давления. Таким образом, полученная резина становится эластичной, имеет лучшую устойчивость к изменениям температуры, истиранию и т. д.
Адгезия: своего рода коллаж, происходит между резиновой и металлической частью. Для этого необходима безупречная подготовка поверхности металла, обезжиривание, пескоструйная обработка и т. д. Благодаря чему происходит удаление прилипающего агента. Адгезия является сложным явлением, которое зависит от многих факторов, таких как: характер металлов, шероховатость, плоскостность.
Наконец, закладывается металлическая часть в форму, затем впрыскивается резина.
Оборудование
Для производства как нельзя лучше подходит вакуумный гидравлический пресс со специальным устройством впрыска. От усилия смыкания плит зависит количество конечного продукта.
Твердость
Важная тема, на которую стоит обратить внимание.
Как правило, для измерения твердости низкомодульных материалов используется метод вдавливания.
Единицей измерения принято считать Шор А, потому что существуют другие типы шкалы измерения для более низкой или большей жесткости.
Изображение нагляднее отобразит разницу между типами:
Таким образом, вы найдете некоторые известные ориентиры для определения жесткости.
Применение
— Изготовленные из высококачественного сырья изделия, широко используются для глушения и удаления вибрирующих и колебательных систем.
— Кроме того, находят применение в различных типах автомобильных подвесок, тракторов, железнодорожных вагонов, грузовиков, сельскохозяйственных самосвалов, прицепов и других машин.
Компания Резинопласт применяет зарубежные технологии для эффективного производства сайлентблоков и других резинотехнических изделий. Является производителем и поставщиком качественных РТИ.
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.
Полиуретан или резина — какие сайлентблоки выбрать?
Что такое сайлентблок и как он работает?
Для сравнительной оценки резины и ПУ важно понимать принцип действия элемента. Применяемый в подвеске автомобиля сайлентблок представляет собой «сухой» шарнир, состоящий из 3 частей:
Примечание: Шарнир называется сухим, потому что функционирует без использования смазки.
Передние, а иногда и задние колеса машины крепятся к кузову посредством системы стойка – рычаг. Чтобы поглощать колебания от неровностей, последний должен поворачиваться на своей оси, что и обеспечивают сайлентблоки. Их внешняя оболочка запрессовывается в тело рычага, а внутренняя втулка надевается на ось и зажимается с обеих сторон гайками. То есть, металлические части шарнира намертво закреплены и не поворачиваются в процессе движения авто.
Благодаря такому способу крепления деталь выполняет 2 задачи:
На данный момент для изготовления средней части шарнира используется полиуретан или резина, сделанная из синтетического каучука. Последняя надежно приваривается к металлическим частям элемента способом вулканизации. Эластомер, сделанный из ПУ, запрессовывается и защемляется между стальными оболочками, что не дает ему провернуться на втулке.
Плюсы и минусы материалов
Позитивные стороны резины, применяемой в сайлентблоках, известны давно и проверены многолетней практикой. Главное достоинство – эластичность и способность обеспечить большую амплитуду колебания рычагов, а это удлиняет ход подвески. Данное качество особенно ценно для внедорожников, чьи колеса не должны вывешиваться во время преодоления препятствий.
Другая особенность резинометаллических шарниров – мягкость, позволяющая изолировать кузов от мелких ударов и вибраций, что повышает комфорт для водителя и пассажиров.
К тому же перечисленные достоинства вы получаете за умеренную цену. В комплекте с ними идут следующие недостатки:
В противовес резине полиуретан не боится воздействия химикатов, нефтепродуктов и потому служит гораздо дольше. Этот искусственный полимер не вступает в реакцию с кислотами, щелочами и маслами, а также не меняет влажность с течением времени, то есть, не рассыхается. Полиуретан тверже резины, отчего подвеска с такими сайлентблоками становится жестче, а управляемость автомобиля – лучше.
Но здесь кроются и негативные стороны:
На практике автолюбителями отмечались случаи, когда из-за сильных морозов полиуретановые вставки проворачивались относительно металлических втулок, что вызывало появление скрипа.
Последний недостаток заключается в том, что по сравнению с резиной качественные полиуретановые сайлентблоки стоят в несколько раз дороже. Интересный факт: подобные детали встречаются только в Российской Федерации и других странах постсоветского пространства, причем продаются в качестве запчастей. Новые автомобили российских и зарубежных брендов по-прежнему оснащаются резинометаллическими шарнирами.
Выводы и рекомендации
Хотя полиуретановые сайлентблоки позиционируются производителями как новые и высокотехнологичные изделия, к их применению есть несколько предостережений. В то же время резиновые шарниры допустимо эксплуатировать в любых условиях и на машинах различных классов без ограничений. Если вы сомневаетесь, что лучше выбрать – традиционную резину либо полиуретан, воспользуйтесь следующими рекомендациями:
Покупая сайлентблоки, не забывайте о подделках, нередко встречающихся в торговой сети. Не пытайтесь сэкономить на запчастях, чтобы не получить некачественные изделия, которые «проживут» 3-5 тыс. км. Рекомендация одинаково относится к резинометаллическим и полиуретановым шарнирам.