Что значит прогрессивные пружины
Параметры пружин
Дорожные пружины
Учитывая особенности эксплуатации автомобилей на Российских дорогах, созданы серии пружин для каждой конкретной марки автомобиля.
Вы имеете возможность выбрать необходимые пружины, максимально отвечающие условиям эксплуатации автомобиля.
Серия «СТАНДАРТНЫЕ»
Эту серию представляют пружины, максимально отвечающие техническим условиям оригинальных пружин. Пружины эластичные, имеют те же параметры жесткости, обеспечивают стандартную посадку автомобиля. Пружины обработаны стойким антикоррозионным покрытием. В продажу поставляются в фирменных коробках по 2 шт. Эти пружины можно комплектовать с любыми стандартными амортизаторами.
На автомобиль необходимо устанавливать пружины одной жесткости с соблюдением серийности.
Серия «ПРОГРЕССИВНЫЕ» с переменным шагом
Эти пружины открывают широкую гамму продукции «ФОБОС» для тюнинга подвески. Пружины данной серии являются технической разработкой инженеров и конструкторов фирмы. Разработка подтверждена патентом № 42796 от 20.03.2004. Пружины имеют прогрессивную характеристику жесткости. Возрастание жесткости пружин (на 20-30%) происходит после увеличения статической нагрузки, что обеспечивает наряду с комфортной ездой на ненагруженном автомобиле, улучшенную управляемость и устойчивость автомобиля при максимальных нагрузках и маневрах. Пружины адаптированы к работе со штатными амортизаторами. Сегодня такие пружины мы производим практически на все автомобили отечественного производства. Передние пружины окрашены в красный цвет. Задние пружины окрашены в синий цвет. Пружины упакованы в полиэтиленовую упаковку по 2 шт.
В данных пружинах реализован принцип обеспечения максимально комфортной работы подвески автомобиля без потери энергоемкости. Все пружины данной серии имеют прогрессивные характеристики. Изменение жесткости происходит на максимальных нагрузках, что уменьшает, а в большинстве случаев исключает, возможность «пробоев» подвески при проезде неровностей. В тоже время при стандартных нагрузках и спокойном движении подвеска «эластично» отрабатывает неровности дорожного полотна. Пружины обеспечивают стандартную посадку автомобиля (клиренс). Пружины окрашены в черный цвет. Поставляются в коробках по 2 шт.
Спортивные пружины предназначены для автоспорта и тюнинга подвески автомобиля.
Серия пружин «Спорт» разделена на комплекты передних и задних пружин с различным занижением, которые обозначены на упаковке (коробке). Все пружины имеют прогрессивные характеристики, при которых жесткость пружин изменяется при увеличении нагрузки. На рабочих нагрузках подвеска более жесткая, чем на статической нагрузке, что способствует улучшению управляемости и устойчивости автомобиля при движении.
Благодаря прогрессивной конструкции пружин комплекты с умеренным занижением (до 40 мм включительно) можно устанавливать со стандартными амортизаторами или иными, имеющими стандартные геометрические характеристики по длине штока и величине его хода. Комплекты с занижением от 50 мм и более рекомендуем устанавливать только со специальными амортизаторами, имеющими соответствующие характеристики сжатия/отбоя и укороченный шток.
Рекомендуем позиционировать пружину при установке на автомобиль следующим образом:
Серия «Усиленные»
Эту серию представляют пружины повышенной жесткости. Пружины изготавливаются из прутка повышенной жесткости. Устанавливать пружины рекомендуется на автомобили, эксплуатируемые, в основном, для перевозки грузов.
В данной серии также представлены пружины позволяющие увеличить клиренс автомобиля. Конструктивные параметры пружин значительно увеличивают рабочий ход подвески, без ущерба курсовой устойчивости и управляемости. Ряд пружин рассчитаны на установку дополнительного оборудования на автомобиль (силового бампера, лебедки и.т.п.).
BMW F650GS в BMW F650GS Dakar. О прогрессивных пружинах.
С задним амортизатором более или менее есть какая-то определенность, вилка и траверсы от Ямахи едут в Россию, из подготовительных работ для конверсии BMW F650GS в Dakar осталось определиться только с прогрессивными пружинами передних амортизаторов — остальное уже придется додумывать на месте, когда все детали будут в наличии.
Зачем вообще нужны прогрессивные пружины в вилку мотоцикла? Что это вообще такое, прогрессивные пружины?
В общем, существует два варианта пружин в амортизаторах — простые (линейные) и прогрессивные. Линейные имеют ровные витки по всей длине, то есть, витки таких пружин расположены равномерно по всей длине. С прогрессивными пружинами все гораздо интереснее: витки на таких пружинах расположены неравномерно. То есть, выглядят они вот так, к примеру: 
Конечно, неравномерность витков — это лишь способ придания пружине прогрессивных характеристик упругости. По сути, прогрессивная пружина — это пружина с изменяемой, в зависимости от приложенного усилия, силой сопротивления. Ведь есть и линейные пружины с неравномерными витками, но работают они в режиме «сжаты-сжаты до конца», то есть, неравномерность витков лишь исключает пробой вилки, но не обеспечивают равномерной работы вилки в разных условиях. Замена линейных пружин на прогрессивные позволяет добиться более равномерной работы вилки в различных условиях, к примеру, при торможении, когда мотоцикл клюет носом, а также при перегрузе. Да, ну и рулиться мотоцикл будет лучше.
В общем, штука хорошая, надо брать 🙂
В моем случае надо брать еще и по другой причине — Yamaha WR426F, от которой в итоге будет установлена вилка на мою BMW F650GS, намного легче Бэхи. Следовательно, пружины амортизаторов будут рассчитаны на другой вес. А если уж менять пружины, то на прогрессивные, тем более, что на афтермаркете обычных усиленных и не найти.
Да, кстати, а почему обычно на мотоциклы ставят обычные, линейные, пружины? Все очень просто — экономия и невозможность подбора прогрессивной пружины под вес конкретного ездока, то есть, универсализация.
Какие прогрессивные пружины выбрать и как? Прогрессивные пружины в вилку подбираются под вес и специфику езды на мотоцикле. Есть множество калькуляторов, графиков (наподобие того, что висит в начале статьи), но мне кажется, что подбор осуществляется в основном «на глазок» исходя из опыта езды на аналогичном мотоцикле с аналогичным весом 🙂 Точную формулу расчета усилия пружины нагуглить не получается, а знающие люди говорят «ну, с таким весом тебе где-то 0,48 будет нормально» 🙂
Судите сами — тред на Адврайдере, посвященный такой конверсии, набравший более 300 страниц, которые я проштудировал от корки до корки О_о, сошелся на том, что ставить надо пружины жесткостью 0,48 кг на cм. Но они там зачем-то строят из своих Дакаров брутальные внедорожники…
Я думаю, что попытка сделать из BMW F650GS Dakar мотоцикл для прыжков с трамплина — это скрещивание ужа с ежом. Можно, но получится монстр. Проще сэкономить денег на конверсии и купить себе второй мотоцикл под соответствующее назначение. Поэтому пружины буду ставить себе достаточно жесткие, исходя из моего веса по графику, который указан в начале статьи — это 0,55 кг/см. А там посмотрим, что из этого получится.
В итоге были куплены вот такие пружины.
Поделиться «BMW F650GS в BMW F650GS Dakar. О прогрессивных пружинах.»
Элементы автомобильных подвесок, упругие элементы и амортизаторы. Часть 4
Продолжим разбираться с составляющими автомобильных подвесок. До этого мы изучали неподрессоренные элементы, то есть те железяки, которые жестко прикручены к колесам, и чей вес не лежит на упругих деталях. Вес этих всех железяк называется неподрессоренной массой. А вот на упругих элементах лежит масса подрессоренная, к ней относится все то, на что воздействие от колес передается через упругий элемент. К таким элементам относятся рессоры, витые пружины, торсионы, пневмобаллоны, гидропневматические стойки и некоторые экзотические приблуды)
Эта характеристика зависит от таких параметров, как диаметр пружины, шаг и толщина прутка, проще понять из картинки)
Из вышеприведенной картинки, напрашивается вывод, что комбинируя эти параметры можно делать пружины с нелинейными характеристиками, ибо мы можем сделать переменным как шаг, так и диаметр с толщиной прутка, а можем и все вместе) Как например в пружинах мини-блок, или в народе бочкообразных.
Такие пружины имеют прогрессивную характеристику и при этом, компактный размер, в ней сочетаются сразу три переменных параметра.
Также часто используются пружины с переменным шагом, с плавным или резким изменением.
Используются они в основном в автоспорте. Переход шага пружины задает кривую прогрессивной характеристики. Делается это для того, чтобы сохранить мягкость пружины на малых ходах и увеличить жесткость на больших ходах подвески и увеличенной нагрузке на колесо, например в повороте для уменьшения крена. При увеличении нагрузки участок пружины с малым шагом смыкается и в работе остается участок с бОльшим шагом и бОльшей жесткостью.
Кроме того, пружины могут иметь и изогнутую форму, если того требуют геометрические параметры подвески
Торсионы получили широкое распространение в технике с повышенной проходимостью и грузоподъемностью, обусловлено это тем, что с таким типом упругого элемента возможно создать подвеску с очень большим ходом, и при этом с линейной характеристикой, также торсион не занимает места в вертикальной плоскости и его возможно полностью поместить в корпус транспортного средства, защитив от неблагоприятного воздействия, как это делают в гусеничной технике
Также торсионы любят прикручивать французы в задней подвеске маленьких грузовичков
Кроме того, нельзя не упомянуть наш любимый запорожец 968 и его модификации, с передней торсионной подвеской на балансирах, пошти как у танка!
Далее продолжим с пневматическими упругими элементами.
Пневморессора, это упругий элемент подвески, представляющий из себя резиновый рукав, заполненный воздухом под давлением, его еще именуют пневмоподушкой, сильфоном и тп, конструкции бывают разными.
Например, самые примитивные пневмоподушки, которые устанавливаются вместо пружин, бывают одно и многосекционными
Также му можем встретить пневмобаллоны рукавного типа, они уже в основном используются в заводских решениях и в том числе на тяжелой технике, такой, как магистральные тягачи и прицепы
Также рукавный тип может быть объединен с амортизатором в единую стойку, что часто встречается в легковых автомобилях
Все это позволяет «на лету» подгонять жесткость упругих элементов под требуемую, и автомобиль всегда сохраняет максимальную плавность хода, хоть пустой, хоть полностью загруженный, кроме того это свойство оказывается сильно востребовано на автомобилях, чья масса постоянно изменяется, это автобусы и тяжелые грузовые автомобили. Как бонус, вместе с жесткостью, возможно изменять и величину дорожного просвета.
В минусы можно записать только наличие обслуживающей работу подвески пневмосистемы, в которой присутствуют компрессор, пневмомагистрали, ресиверы, блоки клапанов, датчики положения подвески, контроллеры. Отсюда вытекает высокая стоимость таких систем, и в бюджетных автомобилях она не встречается.
Думаю многие уже догадались о том, какая это крутая штука) А крутость ее заключается в том, что мы можем в неограниченных пределах изменять такой важный параметр, как характеристика упругости, делая кривую какой угодно формы, изменяя сечение канала, соединяющего гидроцилиндр со сферой, также мы можем вообще отключить демпфирующий элемент, превратив его в лом, и это помимо всех остальных достоинств, присущих пневмоподвеске, то есть изменение жесткости и дорожного просвета. И это еще не все, как многие уже заметили, в данных подвесках отсутствуем амортизатор, просто за его ненадобностью, с его обязанностями прекрасно справляется дросселирование рабочей жидкости управляемым клапаном, благодаря чему мы контролируем и характеристики гасящей системы.
Конструкцию и внутренний мир комбинированного элемента подвески ситроен С5 видно на картинке
И на данный момент этот тип подвески лучший, из тех, что можно найти в автомобиле. Об этом в том числе говорит и тот факт, что рекордсменом скорости в «Лосином тесте» до сих пор является ситроен Ксантия с интеллектуальным гидрактивом, который поставил рекорд в 85кмч еще в 1999 году, и который до сих пор не превзошли ни порше, ни феррари, ни теслы, ни кто-либо еще. Предыдущий рекорд держался из 80-х и был поставлен феррари тестаросса, и это было 80кмч, а ксантия является очень комфортным автомобилем, не высыпающим позвоночник в трусы.
Единственный действующий прототип таких упругих элементов сделала в 90-х компания Bose. Чисто теоретически данная подвеска дает нам вообще полный контроль над всеми параметрами упругого элемента, так как представляет из себя линейный электромотор. Автомобиль с такими упругими элементами может полностью нивелировать крены в поворотах, изменять дорожный просвет, поднять одно колесо и даже перепрыгнуть препятствие, однако дальше прототипа дело не пошло, лично я думаю, что дело оказалось в очень толстых пожеланиях компании на патент своего изобретения. Так как заявленные параметры по надежности и электропотреблению делают такую подвеску не дороже гидрактива, ну или кто-то а ТТХ написал неправду. Видео с тойотой краун, оснащенной электромагнитными стойками Bose широко распространено в интернете, здесь-же лимит на картинки исчерпан. Могу только поделиться ссылкой
В следующей части перейдем к гасящим элементам, и наконец начнем рассматривать различные типы подвесок.
Пишу медленно, но этот цикл допишу до конца. Он наверно будет последним) Пикабу перестал быть познавательным и перешел в категорию ЯПа. Но раз люди подписались, и кому-то нравится, обязан дописать! Спасибо за внимание!
Что значит прогрессивные пружины
Народ море вопросов 
Обращаюсь к вам как к шарящим людям.
1. Какая характеристика пружины описывает прогрессивность?
2. Нужна ли прогрессивность для авто? В частности для спорт применения.
3. Кто из известных производителей пружин делает правильную прогрессивность и почему именно она правильная? Желательно с фото.
4. Зачем нужны сложенные в сжатом состоянии пружины витки и что они дают?
Столько вопросов возникло т.к. есть желание и возможность сделать эксклюзивную пару пружин и испытать на себе
чисто интуитивно мне кажется что прогрессивность это поиск компромиса, чтобы с одной стороны сделать пружину для короткоходного амморта не продавливающуюся до отбойника, жосткую и с другой стороны, чтобы не езде по ровной поверхности не было трамвайного эффекта от мелких неровностей, которые сглаживаются засчёт прогрессивности.
в спорте мне кажется о комфорте не думают и там делают пружину той жёскости которой нужно и всё.
всё это чисто мои соображения.
Я правильно мыслю?
Народ море вопросов
Обращаюсь к вам как к шарящим людям.
1. Какая характеристика пружины описывает прогрессивность?
2. Нужна ли прогрессивность для авто? В частности для спорт применения.
3. Кто из известных производителей пружин делает правильную прогрессивность и почему именно она правильная? Желательно с фото.
4. Зачем нужны сложенные в сжатом состоянии пружины витки и что они дают?
Столько вопросов возникло т.к. есть желание и возможность сделать эксклюзивную пару пружин и испытать на себе
З.Ы. Сорри за много букв, прорвало после работы. Уже три дня без инета работаю. 
Мотоблок
Да, это понятно. Рисунок чисто оценочный.
Kirill111
То есть ты хочешь сказать что H&R, Эйбах либо KW делают правильную прогрессивность, где близко расположенные витки складываются на больших ходах подвески? Честно говоря не видел ни разу такого за исключением по-моему регулируемой KW c двумя пружинами с разной толщиной витка. Значит либо пружины не прогрессивные либо спроектированы неверно.
В понедельник поеду разговаривать с гл. инженером, но вот загвоздка в чем: он знает как и что рассчитать, но не знает что нужно, а я знаю что примерно требуется, но в сопромате я ноль
Хочу попробовать сделать пружину с правильной прогрессивностью, у которой постепенно складываются витки, и к концу половины хода подвески на сжатие сложатся полностью 2-3 витка. А вот при ходе на отбой как я понял нужно наоборот делать 1-2 витка рабочими, верно?
Что дает жесткая пружина. Проверяем состояние пружин подвески. Почему подвеска должна иметь ход сжатия
Это одна из составляющих подвески, от которой напрямую зависит плавность хода любого автомобиля. В настоящее время большое распространение получили амортизаторы, установленные внутри пружины подвески. Все слышали такие понятия, как «жесткая подвеска» и «мягкая подвеска». Так вот их значение прямо пропорционально зависимости жесткости пружины и типа амортизатора. С видами амортизаторов можно ознакомиться здесь, а вот влияние жесткости пружины на комфорт езды сейчас и оценим.
И так, какая пружина лучше: жесткая или мягкая?
Зачем вовремя менять пружину?
Пружина с виду простая, но хитрая делать. Если вовремя не заменить вышедшую из строя, из-за нее усилится износ амортизатора и прочих деталей, что в результате приведет к разрушению деталей кузова.
В среднем срок службы пружины составляет 3 года, но многое будет зависеть от условий эксплуатации автомобиля.
Вот пару причин, из-за которых пружина может выйти из строя:
Как правильно подобрать жесткость пружины?
Пружины как основа подвески
Жёсткость пружин
Пружина с прогрессивной характеристикой отличается переменной жёсткостью и нелинейным сжатием под нагрузкой благодаря разному шагу витка. Чем сильнее на такую пружину давишь, тем жестче она становится. Под нагрузкой витки с меньшим шагом смыкаются первыми, общее число оставшихся свободных витков уменьшается, и жёсткость пружины возрастает.
Когда и как менять пружины
Обычно пружины меняют из-за их поломки или при заметном проседании машины. Но лучше не доводить ни до того, ни до другого.
Каков ресурс пружин? Раньше считалось, что он равен двум ресурсам амортизаторов, т.е. пружины нужно менять не вместе с ними, а через раз. Но те времена уже в прошлом: пружины становятся всё тоньше и легче, и теперь они выходят из строя почти одновременно с амортизаторами, «отработав» 70-80 тысяч км.
Тюнинг пружин
Сомнительна и установка «примерно подходящих» пружин от других автомобилей. Нагрузка точно не совпадёт с расчётной, что снизит ресурс пружины, ухудшит работу подвески и повлияет на управляемость. Эксперимент может закончиться и досрочно: неподходящие пружины нередко вылетают из посадочных мест в предельных режимах работы подвески (например, при вывешивании колеса), и машина падает на «брюхо».
В этой статье речь пойдет о рессорах и пружинах как наиболее распространенных видах упругих элементов подвески. Есть ещё пневмобалоны и гидропневматические подвески, но о них позже отдельно. Торсионы рассматривать не буду как мало подходящий для технического творчества материал.
Для начала общие понятия.
Вертикальная жесткость.
Жесткость упругого элемента (пружины или рессоры) означает какое нужно приложить усилие к пружине/рессоре для того чтобы продавить её на единицу длины (м, см, мм). Например жесткость 4кг/мм означает что на пружину/рессору нужно надавить с усилием 4кг чтобы её высота уменьшилась на 1мм. Жесткость так же часто измеряют в кг/см и в Н/м.
Для того чтобы примерно измерить жесткость пружины или рессоры в гаражных условиях, можно например на неё встать и разделить свой вес на величину, на которую пружина/рессора продавилась под весом. Рессору удобнее класть ушками на пол и вставать на середину. Важно чтобы хотя бы одно ушко могло свободно скользить по полу. На рессоре лучше немного попрыгать прежде чем снимать высоту прогиба чтобы минизировать влияние трения между листами.
Плавность хода.
Количество колебаний в минуту для вашей подвески можно посчитать по формуле:
n – количество колебаний в минуту (желательно добиться чтобы было 50-70)
F – масса подрессоренных частей, действующих на данный упругий элемент, в кг.
Характеристика вертикальной жесткости подвески
Циллиндрические (спиральные) пружины.
Можно изготовить пружину маленького диаметра для того чтобы она поместилась между колесом и рамой, но при этом для того чтобы она не выкручивалась, необходимо заключить её в амортизаторную стойку, которая обеспечит (в отличие от свободного положения пружины) строго параллельное относительное положение верхней и нижней чашек пружины. Однако при таком решении пружина сама становится гораздо длиннее плюс дополнительная габаритная длина необходима для верхнего и нижнего шарнира амортизаторной стойки. В результате рама автомобиля нагружается не самым благоприятным образом в связи с тем что верхняя точка опоры оказывается гораздо выше лонжерона рамы.
Амортизаторные стойки с пружинами бывают так же 2-ступенчатыми с двумя последовательно установленными пружинами разной жесткости. Между ними ползун, являющийся нижней чашкой верхней пружины и верхней чашкой нижней пружины. Он свободно перемещается (скользит) по корпусу амортизатора. При обычной езде работают обе пружины и обеспечивают низкую жесткость. При сильном пробое хода сжатия подвески одна из пружин смыкается и дальше работает только вторая пружина. Жесткость у одной пружины больше чем у двух работающих последовательно.
Существуют так же бочкообразные пружины. Их витки имеют разный диаметр и это позволяет увеличить ход сжатия пружины. Смыкание витков происходит при гораздо меньшей высоте пружины. Этого может оказаться достаточно для установки пружины под рамой.
Циллиндрические спиральные пружины бывают с переменным шагом витка. По мере сжатия, более короткие витки смыкаются раньше и перестают работать а чем меньше витков работает тем больше жесткость. Таким образом достигается увеличение жесткости при ходах сжатия подвески, близких к максимальным, при чем увеличение жесткости получается плавным т.к. виток смыкается постепенно.
n – количество витков
H 0 – высота в свободном состоянии
f c т – статический прогиб
Листовые рессоры
Основная проблема рессор в том, что их очень сложно сделать достаточно мягкими. Чем они мягче, тем длиннее их нужно делать а при этом они начинают вылезать за свесы и становятся склонными к S- образному изгибу. S- образный изгиб это когда под действием реактивного момента моста (обратного крутящему моменту на мосту) рессоры наматываются собственно вокруг моста.
Так же рессоры имеют трение между листами, при чем не предсказуемое. Его величина зависит от состояния поверхности листов. При чем все неровности микропрофиля дороги, по величине возмущения не превосходящие величину трения между листами, передаются телу человека как будто подвески нет вообще.
С усталостным износом листов борятся изготовлением листов трапециевидного сечения. Нижняя поверхность уже верхей. Таким образом бОльшая часть толщины листа работает на сжатие а не на растяжение, лист служит дольше.
С трением борятся установкой пластиковых вставок между листами на концах листов. При этом во-первых листы не касаются друг друга по всей длине, а во-вторых скользят только в паре металл-пластик, где меньше коэффициент трения.
Другим способом борьбы с трением является густая смазка рессор с заключением их в защитные рукава. Такой метод применялся на ГАЗ-21 2-ой серии.
В отличие от пружины, рессора не имеет минимального размера по высоте, что существенно упрощает задачу для самодеятельного строителя подвески. Однако, злоупотреблять этим нужно крайне осторожно т.к. Если пружина расчитывается по максимальному напряжению на полное сжатие до смыкания её же витков, то рессора на полное сжатие, возможное в подвеске автомобиля для которого конструировалась.
Так же нельзя манипулировать количеством листов. Дело в том, что рессора конструируется как единое целое исходя из условия равного сопротивления изгибу. Любое нарушение ведет к возникновению неравномерности напряжений по длине листа (даже если листы добавлять а не удалять) что неизбежно приводит к преждевременному износу и выходу из строя рессоры.
Всё самое лучшее что придумало человечество по теме многолистовых рессор есть в рессорах от Волги: они имеют трапециевидное сечение, они длинные и широкие, несимметричные и с пластиковыми вставками. Так же они мягче УАЗовских (в среднем) в 2 раза. 5-листовые рессоры от седана имеют жесткость 2.5кг/мм а 6-листовые рессоры от универсала 2.9кг/мм. Самые мягкие УАЗовские рессоры (задние Хантер-Патриот) имеют жесткость 4кг/мм. Для обеспечения благоприятной характеристики УАЗу нужно 2-3 кг/мм.
Характеристику рессоры можно сделать ступенчатой за счет применения подрессорника или надрессорника. Большую часть времени дополнительный элемент не действует и не влияет на характеристику подвески. Он включается в работу при большом ходе сжатия либо при наезде на препятствие, либо при загрузке машины. Тогда суммарная жесткость складывается из жесткостей обоих упругих элементов. Как правило если это надрессорник, то он закреплен серединой на основной рессоре и при ходе сжатия концами упирается в специальные упоры, расположенные на раме автомобиля. Если это подрессорник, то при ходе сжатия его концы упираются в концы основной рессоры. Недопустимо чтобы подрессорник упирался в рабочую часть основной рессоры. В этом случае нарушается условие равного сопротивления изгибу основной рессоры и возникает неравномерность распределения нагрузки по длине листа. Однако, существуют конструкции (как правило на легковых внедорожниках) когда нижний лист рессоры изогнут в обратную сторону и по мере хода сжатия (когда основная рессора принимает форму близкую к его форме) прилегает к ней и таким образом плавно включается в работу обеспечивая плавно прогрессивную характеристику. Как правило такие подрессорники расчитаны именно на максимальные пробои подвески а не для корректировки жесткости от степени загрузки машины.
Резиновые упругие элементы.
Как правило резиновые упругие элементы используются в качестве дополнительных. Однако, есть конструкции, в которых резина служит основным упругим элементом, например Ровер Мини старого образца.
Нам они однако интересны только в качестве дополнительных, в простонародии известных как «отбойники». Часто на форумах автомобилистов встречаются слова «подвеску пробивает до отбойников» с последующим развитием темы про необходимость увеличения жесткости подвески. На самом же деле для того там эти резинки и устанавливаются чтобы до них пробивало, и при их сжатии жесткость увеличивалась таким образом обеспечивая необходимую энергоёмкость подвески без увеличения жесткости основного упругого элемента, который подбирается из условия обеспечения необходимой плавности хода.
На более старых моделях отбойники были сплошные и как правило имели форму конуса. Форма конуса позволяет обеспечить плавную прогрессивную характеристику. Тонкие части сжимаются быстрее и чем толще оставшаяся часть, тем жестче резинка
В настоящее время наибольшее распространение получили ступенчатые отбойники, имеющие чередующися тонкие и толстые части. Соответственно в начале хода сжимаются все части одновременно, далее тонкие части смыкаются и продолжают сжиматься уже только толстые части жесткость которых больше.Как правило эти отбойники пустые внутри (с виду шире обычных) и позволяют получить больший чем обычные отбойники ход. Подобные элементы устанавливаются например на автомобилях УАЗ новых моделей (Хантер, Патриот) и Газель.
Отбойники или ограничители хода или дополнительные упругие элементы устанавливаются как на сжатие, так и на отбой. Работающие на отбой часто устанавливаются внутри амортизаторов.
Теперь о наиболее часто встречающихся заблуждениях.
«Пружина просела и стала мягче»: Нет, жесткость пружины не изменяется. Изменяется только её высота. Витки становятся ближе друг к другу и машина опускается ниже.
«Рессоры выпрямились, значит просели»: Нет, если рессоры прямые, это не значит что они просевшие. Например на заводском сборочном чертеже шасси УАЗ 3160, рессоры абсолютно прямые. У Хантера они имеют едва заметный для невооруженного глаза изгиб 8мм, что тоже конечно же воспринимается как «прямые рессоры». Для того чтобы определить просели рессоры или нет, можно замерить какой-нибудь характерный размер. Например между нижней поверхностью рамы над мостом и поверхностью чулка моста под рамой. Должно быть порядка 140мм. И ещё. Прямыми эти рессоры задуманы не случайно. При расположении моста под рессорой, только таким образом они могут обеспечить благоприятную характеристику уплавляемости: при крене не подруливать мост в сторону избыточной поворачиваемости. Про поворачиваемость можно почитать в разделе «Управляемость автомобиля». Если же каким-то образом (добавив листы, проковав ресоры, добавив пружины итд) добиться того чтобы они стали выгнутыми, то автомобиль будет склонен к рысканью на большой скорости и другим неприятным свойствам.
«Я отпилю от пружины пару витков, она просядет и станет мягче» : Да, пружина действительно станет короче и возможно при установке на машину, машина просядет ниже чем с полной пружиной. Однако, при этом пружина станет не мягче а наоборот жесче пропорционально длине отпиленного прутка.
«Я поставлю дополнительно к рессорам пружины (комбинированную подвеску), рессоры расслабятся и подвеска станет мягче. При обычной езде рессоры работать не будут, будут работать только пружины, а рессоры только при максимальных пробоях» : Нет, жесткость в этом случае увеличится и будет равна сумме жесткости рессоры и пружины, что отрицательно скжется не только на уровне комфорта но и на проходимости (о влиянии жесткости подвески на комфорт позже). Для того чтобы таким методом добиться переменной характеристики подвески, необходимо изогнуть пружиной рессору до свободного состояния рессоры и через это состояние перегнуть (тогда рессора изменит направление усилия и пружина и рессора начнут работать враспор). А например для малолистовой рессоры УАЗа с жесткостью 4кг/мм и подрессоренной массе 400кг на колесо, это означает лифт подвески более чем на 10см. Даже если осуществить этот ужасный лифт пружиной, то помимо потери устойчивости автомобиля, кинематика изогнутой рессоры сделает автомобиль совершенно неуправляемым (см п. 2)
«А я (например дополнительно к п. 4) уменьшу количество листов в рессоре» : Уменьшение количества листов в рессоре действительно однозначно означает снижение жесткости рессоры. Однако, во-первых это не обязательно означает изменение её изгиба в свободном состоянии, во-вторых она становится более склонна к S- образному изгибу (наматывание вокруг моста вод действием реактивного момента на мосту) и в-третьих рессора конструируется как «балка равного сопротивления изгибу» (кто изучал «СопроМат», тот знает что это такое). Например у 5-листовых рессор от Волги-седана и более жестких 6-листовых рессор от Волги-универсала одинаковый только коренной лист. Казалось бы в производстве дешевле все части унифицировать и сделать только один дополнительный лист. Но так нельзя т.к. при нарушении условия равного сопротивления изгибу нагрузка на листы рессоры становится неравномерной по длине и лист быстро выходит из строя на более нагруженном участке. (Сокращается срок службы). Изменять количество листов в пакете очень не рекомендую и тем более собирать рессоры из листов от разных марок автомбилей.
«Мне нужно увеличить жесткость чтобы не пробивало подвеску до отбойников» или «у внедорожника должна быть жесткая подвеска». Ну во-первых «отбойниками» они называются только в простонародии. На самом деле это дополнительные упругие элементы, т.е. они там специально стоят для того чтобы до них пробивало и чтобы в конце хода сжатия увеличивалась жесткость подвески и обеспечивалась необходимая энергоёмкость при меньшей жесткости основного упругого элемента (пружины/рессоры). При увеличении жесткости основных упругих элементов так же ухудшается проходимость. Казалось бы какая связь? Предел тяги по сцеплению, который можно развить на колесе, (помимо коэффициента трения) зависит от того, с какой силой это колесо прижато к поверхности по которой едет. Если автомобиль едет по ровной поверхности, то эта сила прижатия зависит только от массы автомобиля. Однако если поверхность не ровная, эта сила начинает зависеть от характеристики жесткости подвески. Например представим 2 автомобиля равной подрессоренной массы по 400кг на колесо, но с разной жесткостью пружин подвески 4 и 2 кг/мм соответственно, передвигающихся по одной и той же неровной поверхности. Соответственно при проезде неровности высотой 20см одно колесо сработало на сжатие на 10см, другое на отбой на те же 10см. При разжимании пружины жесткостью 4кг/мм на 100мм, усилие пружины уменьшилось на 4*100=400кг. А у нас всего 400кг. Значит тяги на этом колесе уже нет, а если у нас на оси открытый дифференциал или дифференциал ограниченного трения (ДОТ) (например винтовой «Квайф»). В случае же если жесткость 2 кг/мм, то усилие пружины уменьшилось только на 2*100=200кг, а значит 400-200-200 кг всё ещё давит и мы можем обеспечить по крайней мере половинную тягу на оси. При чем в случае если стоит ДОТ, а у большинства их коэффициент блокировки 3, при наличии какой-то тяги на одном колесе с худшей тягой, на второе колесо передаётся в 3 раза больший момент. И примерчик: Самая мягкая подвеска УАЗа на малолистовых рессорах (Хантер, Патриот) имеет жесткость 4кг/мм (и пружина и рессора), в то время как у старого Рэнджровера примерно такой же массы как Патриот, на передней оси 2.3 кг/мм, а на задней 2.7кг/мм.
«У легковых автомобилей с мягкой независимой подвеской пружины должны быть мягче» : Совсем не обязательно. Например в подвеске типа «МакФерсон», пружины действительно работают напрямую, но в подвесках на двойных поперечных рычагах (передняя ВАЗ-классика, Нива, Волга) через передаточное число равное соотношению расстояния от оси рычага до пружины и от оси рычага до шаровой опоры. При такой схеме жесткость подвески не равна жесткости пружины. Жесткость пружины значительно больше.
«Лучше ставить жесткие пружины чтобы автомобиль был мене валким и следовательно более устойчивым» : Не совсем так. Да, действительно чем больше вертикальная жесткость, тем больше угловая жесткость (отвечающая за крен кузова при действии центробежных сил в поворотах). Но перенос масс вследствие крена кузова значительно меньшим образом влияет на устойчивость автомобиля чем скажем высота центра тяжести, которым джиперы часто очень расточительно бросаются лифтуя кузов только ради того чтобы не пилить арки. Автомобиль должен крениться, крен это не зачит плохо. Это важно для информативности при вождении. При конструировании в большинство автомобилей закладывается стандартная величина крена 5 градусов при окружном ускорении 0.4g (зависит от соотношения радиуса поворота и скорости движения). Отдельные автопроизводители закладывают крен на меньший угол для создания иллюзии устойчивости для водителя.
Пружины подвески любого транспортного средства выполняют немало важных функций. Правильно подобранные, они оказывают качественное влияние на весь процесс управления автомобилем и его грузоподъемность, делают неровности дорожного покрытия менее заметными для водителя, повышают комфорт при поездках, особенно длительных.
Основные разновидности
Широкое распространение получили четыре вида пружин, которые устанавливаются на все современные автомобили.
Зачем требуется маркировка цветом
Цветная маркировка, упрощающая жизнь автолюбителям при выборе, является следствием сложного процесса производства. Он характеризуется огромным количеством сложных технологических операций, которые очень трудно, а зачастую и невозможно, проконтролировать.
Поэтому все производители, осуществляющие массовый выпуск пружин, после изготовления считают необходимым проводить сравнительные анализы продукции. В результате этого появилась классификация по цвету, поскольку только так можно отличить разные по жесткости элементы после изготовления. Конечно, существуют и другие способы определить пружины разных видов, но этот самый простой и надежный.
Отличия пружин в зависимости от их маркировки
Помимо цвета, в качестве главного «идентификатора» для любой пружины служит ее диаметр. Он определяется не производителем, а разработчиком транспортного средства, и в процессе производства самопроизвольному изменению не подлежит, так же как и цвет пружин амортизаторов. Тем не менее, от производителя зависят следующие параметры готовой продукции:
Классификация пружин подвески по цвету
Несмотря на обилие возможных цветов, определить степень жесткости достаточно легко. Все пружины, устанавливающиеся на авто семейства ВАЗ имеют два класса, которые маркируются определенными цветами:
Как использовать пружины соответственно их классу
Различают вертикальную, продольную и боковую жесткости подвесок.
Вертикальная жесткость подвески должна обеспечить требуемую плавность хода автомобиля. Её величина может быть назначена по известному значению массы автомобиля, приходящейся на ось, и потребной собственной частоты колебаний подрессоренной массы по формуле:
Масса приходящаяся на переднюю подвеску, ;
Суммарная жесткость подвески (2 колеса), с учетом
Из полученной суммарной жесткости подвески легко выделить жесткость собственно подвески:
Выбор потребного хода подвески
Построим характеристику подвески по известным значениям подрессоренной массы в двух крайних состояниях загрузки и по жесткости подвески.
Упругая характеристика, построенная таким образом, не обеспечивает должного коэффициента динамичности подвески. Обычным является значение К д =2 для вертикальных нагрузок. Кроме того, при полном ходе отбоя на колесе имеется сила 1400 Н (140 кгс). Без дополнительных упругих элементов подвеску будет «пробивать», также будут ощутимы толчки на «подхватах». Чтобы их не было, вводим дополнительные упругие элементы.
Продольная и боковая жесткость подвески
Жесткости подвески должны быть достаточно велики для обеспечения управляемости автомобиля и для уменьшения потребного пространства, которое занимают колесные арки. В то же время, для обеспечения плавности хода, эти жесткости не могут быть слишком большими.
Желательными являются нелинейные характеристики.
Принимаем: С х = 12 * C z = 12 * 32465,7 = 389588,3 Н/м; С у = 12 * C z = 90 * 32465,7 = 2921912,2 Н/м.
Угловая жесткость подвески
Должна быть достаточно большой, чтобы не допустить повышенный крен кузова при движении в повороте.
Рассчитаем угловую жесткость (общую):
Полученную суммарную угловую жесткость распределим по осям. Для заднеприводных автомобилей С пер /С зад = 1,3. С пер = 20900. Такое распределение связано с желанием получить некоторую недостаточную поворачиваемость и положением оси крена. Точные величины и распределение угловых жесткостей получают в ходе доводки автомобиля.
Демпфирование в подвеске
Демпфирование в подвеске оказывает существенное влияние на колебания автомобиля. Усилие демпфирования зависит от скорости деформации подвески. Обычно для оценки демпфирования используется коэффициент относительного демпфирования колебаний:
относительного демпфирования должна быть 0,25. 0,30. Важную роль для обеспечения колебаний колес без отрыва от дороги играет величина относительного демпфирования колебаний колеса.
