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.
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.
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.
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.
Основные неисправности
Практически все выходы из строя сайлентблоков связаны с износом и старением упругого элемента:
- резина и в меньшей степени полиуретан изменяют свои свойства со временем, что ведёт к появлению трещин и снижению упругости;
- при интенсивной работе эластичные втулки нагреваются, материал быстро устаёт и разрушается;
- может наблюдаться отсоединение резины от металла, как клей, так и вулканизация имеют ограниченный срок службы, втулка начинает скользить по металлу и истираться, в шарнире появляется люфт;
- изношенные шарнир перестаёт упруго передавать усилие, появляются стуки и скрипы;
- возможно ослабление посадки металлических втулок на осях и в проушинах.
Не исключается и быстрое механическое повреждение, особенно при неисправностях прочих деталей подвески, когда нагрузки и перемещения выходят за допустимые для шарнира пределы. Резина просто рвётся и узел перестаёт правильно работать.
Как проверить сайлентблоки
Различают два способа проверки – визуальный и инструментальный. Поводом для них станет обычная профилактика во время регламентного обслуживания, изменение поведения машины или появление посторонних звуков.
Чаще всего шарниры бракуются, если при осмотре в них обнаруживаются трещины резиновой втулки. Иногда это недостаточно обоснованная причина, хотя надо признать, что если резина начала трескаться, то долго она уже не прослужит, даже если люфтов и разрывов пока нет. Жёсткость и нагрузочная способность уже изменились.
Читайте также: Какая подвеска лучше зависимая или независимая и в чём их отличия
Противоположным случаем станет конкретный стук в узле, при этом наглядно заметно, что резина порвана, а внутренняя обойма свободно перемещается относительно наружной. В таких случаях шарнир уже не работает, а от резины скоро вообще ничего не останется.
Промежуточные состояния могут включать в себя появление скрипов, что будет означать обрыв вулканизации. Шарнир превратился в обычную втулку, и его надо заменять.
Достаточно характерно и хорошо заметное смещение внутренней оси относительно наружной, что говорит об износе резины и внутренних разрывах. Люфт можно обнаружить поджимая нагруженный узел на машине с помощью рычага или монтировки.
Вызывающие подозрения РМШ лучше менять сразу, поскольку их износ вызывает изменение геометрии подвески, быстрый износ шин и ухудшение управляемости. Возможно также разрушение соседних деталей.
Как увеличить срок службы сайлентблоков
Рецепт тут один – бережное отношение к подвеске в целом. Нельзя требовать от легкового автомобиля способностей гоночного внедорожника. Сильные удары на максимальных углах отклонения рвут резину, после чего начинается цепная реакция разрушения всей подвески.
Но сократить срок службы можно и в результате неграмотной замены деталей. Существуют главные принципы проведения работ по монтажу РМШ.
Инструкция по замене
Иногда заменить шарнир удаётся и без снятия основной детали с автомобиля, но обычно рычаг или тягу надо демонтировать.
Внутренняя обойма РМШ, как правило, крепится через ось в виде обычного болта. Здесь проблема может возникнуть только в коррозии резьбового соединения, устраняемой одним из известных способов – нанесением проникающего состава, прессовыми или ударными нагрузками, в крайних случаях механическим разрезанием оси с заменой крепежа.
Это надо знать: Как устроен и работает гидроусилитель рулевого управления
Наружная обойма выпрессовывается из проушины через подходящую по размерам проставку или специализированным съёмником.
Усилие надо прикладывать исключительно к металлу, резина просто разорвётся. Натяги в соединениях небольшие, проблем не возникает. В особых случаях применяется нагрев с выжиганием резины, после чего втулку можно надпилить.
Новая деталь аккуратно запрессовывается в очищенную проушину той же оправкой с теми же требованиями.
При установке на автомобиль крепёж затягивается только после штатной загрузки узла, иначе шарнир получит предварительное закручивание и быстро разрушится при работе. Самоустанавливаться могут только плавающие конструкции или отдельные резиновые втулки.
ТОП лучших производителей сайлентблоков
Основой всего при выборе деталей следует считать их цену. Самые дешёвые сайлентблоки долго служить не будут. Изделия от ведущих фирм стоят достаточно дорого.
Выбор можно предоставить компании-изготовителю автомобиля, приобретая детали с клеймом оригинала. Но при этом цена окажется неоправданно завышенной, поскольку конвейерные поставки идут от тех же фирм, что поставляют свою продукцию и на рынок запчастей, уже значительно дешевле.
Лучшие сайлентблоки производят такие фирмы:
- Lemforder и Swag — Германия;
- 555 и Masuma — Япония;
- CTR Корея;
- Точка Опоры — Россия.
Последние используют в качестве упругого элемента полиуретан. Конечно, надо остерегаться подделок, которых тем больше, чем выше репутация фирмы, особенно это касается оригинала.
Иногда нормальное качество предоставляют и европейские фирмы-упаковщики, но здесь трудно говорить о предсказуемости. Лучше всего ознакомиться с отзывами о производителях деталей под конкретную модель автомобиля на профильных форумах в сети.
