Иногда в автомобиле возникает потребность соединять детали между собой не жёстко, с помощью резьбовых, прессовых или сварочных посадок, а с определённой степенью свободы. В таких случаях соединения называются шарнирными. Шарниры могут иметь различную конструкцию, в зависимости от требуемых свойств. В частности, с запрограммированной упругостью во всех направлениях перемещения составных частей.
Чтобы решить поставленные задачи используются сайлентблоки. Где они устанавливаются, каких бывают видов и в чем их недостатки рассмотрим ниже.
Зачем нужны сайлентблоки
Сайлентблоком принято называть резинометаллические шарниры (РМШ). Название это многим напомнит уроки английского в школе, когда учитель призывал класс к порядку, используя слово «Silence», то есть тишина.
Это наиболее точно определяет суть РМШ, его способность к упругой и бесшумной передаче усилия. Для этого в шарнире используется резина или иной аналогичный материал, например, полиуретан.
Где устанавливаются в автомобиле
Чаще всего сайлентблоки применяются в подвеске автомобиля. Именно там важны их основные свойства:
- возможность скручиваться без разрушающегося трения между составными частями;
- бесшумность в работе;
- наличие относительно большого хода на вращение при минимальном на все прочие смещения;
- значительное, но плавное нарастание усилия сопротивления при попытке изогнуть шарнир в нежелательном направлении;
- долгий срок службы при условии использования качественных материалов и штатном режиме работы.
Характерными местами применения являются:
- шарниры крепления рычагов подвески к кузову или подрамникам;
- точки установки амортизаторов;
- стабилизаторы поперечной устойчивости;
- наконечники реактивных тяг.
Кроме того, сайлентблоки могут применяться в точках крепления агрегатов трансмиссии. Делается это с целью минимизации передачи вибраций и шумов на кузов, общего повышения комфорта в автомобиле и гашения резких, разрушающих ударов.
Подведём итог
- Сайлентблоки находятся не только на рычагах подвески, но и на поворотных кулаках, стойках стабилизатора и т.д.
- Это шарнир, он может быть с одной втулкой внутри, с двумя – внутри и снаружи. По типу запрессовки бывают внутренние и наружные.
- Бывают с цельной резиновой вставкой или с вырезанными фрагментами в ней.
- Полиуретановые наполнители лучше, чем резиновые.
- Чтобы проверить резинометаллический шарнир, достаточно визуального осмотра. Для точной диагностики сайлентблоков, применяем метод «пошатайки». Но в любом случае, если на них есть трещины, то их нужно менять.
Принцип работы шарнира
РМШ состоит из двух металлических втулок, между которыми находится упругий элемент из эластичной резины или полиуретана.
Фактически он представляет собой зажатую между обоймами упруго деформируемую втулку, но имеется одно принципиальное отличие – резина сайлентблока приклеена или привулканизирована к металлу обойм, то есть в исправном сайлентблоке исключено смещение втулки относительно металла.
Трение исключается, отсюда и больший срок службы шарнира, чем у просто зажатой металлом втулки. Хотя иногда сайлентблоками называют и втулочные узлы, что не совсем верно, но используется в описании узлов.
При скручивании шарнира резина деформируется, но при правильном расчёте узла её необратимого разрушения не возникает. Обычно шарниры работают именно на вращение между металлическими обоймами, но случается и применение на изгиб.
Например, часто задние сайлентблоки передних рычагов подвесок бюджетных автомобилей имеют вертикально ориентированную ось. Штатным режимом тут будет именно изгиб шарнира, а не вращение.
Это интересно: Для чего нужен бортовой компьютер в автомобиле и как он считает расход топлива
У РМШ, установленных в проушинах и траверсах крепления агрегатов трансмиссии, чёткой ориентации на конкретное рабочее перемещение нет, тут он скорее выполняет роль упругой прокладки между массивным узлом и кузовом или рамой автомобиля.
За счёт расчётно определённой жёсткости резины гашение пиковых колебательных и ударных нагрузок возможно во всех направлениях. Примерно так же служат шарниры в проушинах крепления телескопических амортизаторов, хотя тут всё же имеется преимущественное направление деформации на вращение.
Что собой представляет сайлентблок?
Деталь изготавливается в виде небольшого цилиндра, состоящего из трех элементов:
- наружная часть выполнена из тонкостенной стали и оснащена посадочными элементами – обечайкой и ребрами жесткости;
- сердцевина – цельная металлическая втулка;
- просвет между внешним и внутренним элементом залит эластичной композицией – резиной либо полиуретаном.
Справка. Производители начали использовать полимер в качестве наполнителя относительно недавно, раньше применялась только натуральная техническая резина.
Работа любого сайлентблока основана на том, что внутренняя втулка, сжатая со всех сторон эластомером, вращаться не должна. Столь же крепко «сидит» внешняя оболочка, относительно резиновой вставки она не поворачивается. Но при возникновении достаточной силы кручения стальные втулки могут сдвигаться друг относительно друга – за счет эластичности заполнителя.
Виды сайлентблоков
В зависимости от конструкции, применённых материалов или назначения, сайлентблоки могут подразделяться на различные категории, в которых выделяется их главная для данного случая особенность:
- резиновые или полиуретановые, когда главным параметром выступает жёсткость и долговечность при фиксированных массогабаритах;
- жёсткие или плавающие, во втором случае скорее имеется дело с более сложным шарниром, включающим в себя резиновый упругий элемент;
- работающие на изгиб или вращение, в зависимости от преимущественного характера относительного перемещения обойм;
- по числу обойм – иногда шарниры не имеют одной или обеих металлических втулок, а упругий элемент закреплён клеем или вулканизацией прямо к деталям подвески, замена в этом случае требует специальных ремонтных конструкций или выполняется агрегатно, то есть в сборе.
Не будет большой ошибкой употребление термина в тех случаях, когда узел не является классическим сайлентблоком. В конце концов, важнее отразить в названии суть выполняемых функций, чем выражаться академически точно.
Специфика ремонта
Учитывая то, что сайлентблоки считаются расходными автомобильными запчастями и в большинстве случаев отличаются невысокой стоимостью, в случае их износа или поломки рекомендуется не ремонт, а полная замена. При этом некоторые модели сайлентблоков являются разборными, поэтому остаются ремонтопригодными.
Самой сложной операцией при замене сайлентблоков является их запрессовка в посадочные крепления, которая выполняется с помощью специальных инструментов. Если они есть, работу можно сделать и самостоятельно. В противном случае для выполнения качественного ремонта следует обращаться к специалистам.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества вытекают из назначения резинометаллических шарниров:
- максимально тихая и комфортная работа узла;
- отсутствие требований к обслуживанию;
- нет необходимости в применении смазки, которая портится и вырабатывается со временем;
- простота и дешевизна конструкции;
- наглядность диагностики, не требующая квалифицированного персонала;
- несложная замена по окончании срока службы;
- возможность задания свойств подбором материала упругого элемента.
В конкурентах РМШ выступают всевозможные шаровые и цилиндрические шарниры, где отсутствуют недостатки, присущие сайлентблокам:
- не всегда полезна излишняя свобода перемещения в шарнире, свойственная РМШ;
- дешёвые материалы быстро стареют и разрушаются;
- резиновые втулки плохо работают при слишком высоких и низких температурах;
- прочность под нагрузкой сильно связана с жёсткостью узла, а попытки реализовать компромисс ведут к росту массы, габаритов и стоимости;
- ограничены углы работы и способность к относительному перемещению обойм в широком диапазоне.
На автомобилях, где важнее точность управления, чем комфорт и низкая цена подвески, РМШ имеют ограниченное применение. Часто их заменяют на шаровые соединения (ШС) при спортивном тюнинге автомобилей.
Причины выхода из строя и что ломается в сайлентблоке
В основном на ресурс любой детали автомобиля влияет не только ее качество, но также условия эксплуатации. Бывает так, что качественный сайлентблок не вырабатывает свой ресурс в автомобиле, который постоянно ездит по ухабистой дороге.
