Рессора

Рессора как направляющее устройство задней подвески

Преимущество рессоры в простоте конструкции и следующей отсюда дешевизне т.к. она одновременно является и упругим элементом и направляющим устроством подвески (устройством, задающим положение моста относительно шасси автомобиля и кинематику подвески).

Так же податливость рессоры обеспечивает отсутствие разсогласований кинематики подвески при разноименных ходах.

В гаражной среде бытует мнение что если рессора выпрямилась то значит она просела. Для не наклоненной, расположенной над мостом рессоры это не так. В статическом положении подвески она должна быть прямой или даже наоборот выгнутой в сторону большего прогиба. Вот изображение задней подвески УАЗа Хантер или Патриот:

Как видно на рисунке, рессора абсолютно прямая. Это необходимое условие того чтобы при крене в повороте задняя ось подвески не разворачивалась в сторону избыточной поворачиваемости, не усугубляла избуточную поворачиваемость, к которой и без того склонен заднеприводный автомобиль.

Рис. Рессора, сжатая не до прямого состояния над мостом при крене доворачивает мост в сторону, противоположную повороту, усугубляя избыточную поворачиваемость

Рис. Если рессора прямая, то при крене кузова мост при крене чуть сдвигается в базу но не доворачивается. (Для получения эффекта компенсации избыточной поворачиваемости рессору можно наклонить вперед)

Если рессора ещё более выгнута в сторону сжатия, или наклонена вперед, то она может даже компенсировать избыточную поворачиваемость разворачивая мост в сторону поворота (в сторону недостаточной поворачиваемости).

Рессора может быть установлена как над балкой моста, так и под. Преимущество распложения рессоры под мостом в меньшей подверженности к S-образному изгибу т.к. мост непосредственно прижат к коренному листу и плечо силы, изгибающей рессору меньше. Т.е. Можно использовать более мягкую рессору без применения дополнительных средств предотрващения S-образного изгиба (реактивных тяг). Недостаток в более низком ценре крена подвески и соответственно большем плече крена. Рессора, установленная под мостом может быть выгнута не до прямого состояния при статической подвеске (отсюда возможно и пошла гаражная легенда о «прямых рессорах»). Дело в том что кинематика такой подвески отличается от кинематики подвески с рессорой над мостом. Во-первых рессора как правило наклонена, во-вторых ось моста как правило либо на одном уровне, либо выше передней оси рессоры. Получем тот же необходимый эффект разворота оси в сторону поворота.

Рис. Кинематика подвески с не прямой рессорой, но наклонной и под мостом.

Для уменьшения склонности мягкой рессоры к S-образному изгибу возможно применение специальных реактивных тяг. Один конец тяги крепится к мосту жестко, второй на раму/шасси через серьгу для того чтобы тяга оказывала минимально возможное влияние на кинематику подвески.

Рис. Реактивная тяга

Вид на подрамник:

Обновлено ( 24.09.2008 17:44 )

Определение траектории перемещения ушков листовой рессоры

Если поперечно расположенная листовая рессора, закрепленная в двух точках, одновременно заменяет верхний или нижний рычаги, то в этом случае конструктор должен знать траектории центров ушков рессоры при работе подвески на поворотах. Это необходимо для определения мгновенного центра поворота, а также для того, чтобы рассчитать изменение развала и схождения колес.

Точки замеров, образующие траекторию перемещения, получают с помощью пружинных весов. В качестве исходного положения принята выпрямленная рессора (). Величина нагрузки при этом не играет роли.

Рисунок 8 – Центр дуги, описываемой ушком рессоры, закрепленной в двух точках, как правило, смещен в сторону от мест закрепления

В качестве исходных параметров используются величины ходов сжатия f1 и отбоя f2 подвески в направлении оси Y, а измеряемой величиной является боковое смещение Δl обоих салазок, что дает соответствующее значение X. В процессе изучения оба места закрепления D1 (слева) и D2 (справа, на рисунке не изображено) должны параллельно нагружаться или разгружаться. Затем рессору вычерчивают в выпрямленном состоянии в масштабе 1:1, чтобы, исходя из этого положения, иметь возможность нанести полученные значения X в соответствии со значениями Y. Начало координат располагается в центре ушка рессоры. Соединив отдельные точки, получим с обоих концов рессоры дугообразную кривую. Центр кривизны служит кинематическим центром вращения.

Аналогичный процесс может быть применен также при центральном закреплении рессоры, независимо от того, является это закрепление жестким или упругим ().

Рисунок 9 – При жестком закреплении середины рессоры центр дуги, описываемой при работе подвески ушком, располагается вне заделки

При поперечно расположенных листовых рессорах таким же путем осуществляется определение центра поворота. При продольных листовых рессорах определяют траекторию, которая потребуется для уточнения перемещения неразрезной балки, закрепленной на рессорах. В последнем случае рессора должна быть изображена на чертеже в соответствии с ее положением в автомобиле.

Как работает стабилизатор поперечной устойчивости

При повороте автомобиля одна стойка поднимается, а вторая опускается, то есть они смещаются в противоположные стороны, средняя часть стабилизатора, которая называется стержень, начинает закручиваться.

Как следствие с той стороне, где автомобиль «кренился» на бок, стабилизатор приподнимает кузов, а с противоположной стороны – опускает кузов. Чем больше величина наклона, тем сильнее сопротивление стабилизатора. Затем автомобиль выравнивается, снижается крен во время поворота и улучшается качество сцепления колес с дорогой.

Если вы хотите разобрать работу стабилизатора поперечной устойчивости более подробно, эта информация вам пригодится.

Для создания сопротивления крена автомобиля применяется торсион, который крепится в ступичном узле колеса.

Торсион работает на скручивание, создает сопротивления крену автомобиля. Крепится торсион в ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову, далее в латеральном направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении. При отсутствии крена оба отрезка поворачиваются на один и тот же угол, торсион не скручивается и проворачивается в узлах крепления к кузову как целое. При крене автомобиля левый и правый отрезки торсиона поворачиваются на различные углы, скручивая торсион и создавая упругий момент, сопротивляющийся крену. На зависимых задних подвесках часто отсутствует, вместо этого продольные рычаги прикрепляются к балке жестким соединением, способным передавать крутящий момент. Таким образом, вся балка в сборе с продольными рычагами выступает торсионом.

На передних подвесках типа Мак Ферсон «рычажные» отрезки торсиона часто применяются как один из 2 нижних рычагов подвески, также передавая продольные (в направлении движения) силы от ступицы на кузов.

Стабилизаторы могут устанавливаться или на обе оси, или только на одну (обычно на переднюю).

Зависимая подвеска с направляющими рычагами

Вероятности потерять управление над мостом нет в случае из подвеской с направляющими рычагами. Это самый распространенный тип зависимой подвески. Всего в этой подвеске 5 рычагов: четыре продольных и один поперечный.

Благодаря наличию рычагов обеспечивается отличная выносливость к следующим типам усилий:

  • Вертикальные;
  • Продольные;
  • Боковые;

Для того чтобы придать упругость подвески применяется пружина, а для гашения ударов – амортизатор.

Наличие поперечного рычага не дает оси автомобиля смещаться. Сам рычаг называется тяга Панара. Этот вид тяги по-разному может работать при поворотах налево или направо. Более удачными механизмами для зависимой подвески автомобиля являются механизмы Скотта-Рассела и Уатта. Ниже приведены описания нескольких типов зависимой подвески.

Подвеска Уатта

Механизм Уатта – два горизонтальных рычага, которые прикреплены на шарнирах в вертикальном положении. Сам рычаг закрепляется по центру балки и может вращаться. Когда наступает момент неравномерного движения, например при повороте, вертикальный рычаг поворачивается и все компенсирует.

Подвеска Скотта-Рассела

Механизм Скотта-Рассела – это два рычага: короткий и длинный. Длинный рычаг крепится к кузову, а короткий – к центру и краю моста. Главная особенность этого механизма – эластичное крепление к балке, благодаря чему автомобиль лучше держит курс движения и лучше управляется.

Подвеска Де Дион

Также отличной разновидностью зависимой подвески является подвеска Де Дион. Ее разработали на фирме Де Дион Бутон в 1896 году. Она представляет собой конструкцию, где корпус отделен от оси. Благодаря этому моменту снижается масса неамортизируемых деталей. Чаще всего этот вид подвески применяли в автомобилях Alfa Romeo. Разумеется, ее устанавливали только назад.

Подвеска Де Дион считается средней между зависимыми и независимыми подвесками. Все детали этой подвески способствуют облегченному ходу и высокой управляемости. Ввиду того, что купить Де Дион довольно дорого, ее используют очень редко, и то, на спортивных машинах.

Зависимая подвеска очень стара и ее история начинается еще от телег и повозок. Несмотря на это, ее можно до сих пор встретить на некоторых машинах.

Основные преимущества зависимой подвески:

  • Большой ход, благодаря чему можно преодолевать большие препятствия;
  • Простая конструкция;
  • Отличная устойчивость и прочность;
  • Неизменность ширины колеи, что для бездорожья является отличным фактором;

Основной недостаток – жесткая связь колес, из-за чего они двигаются по очень похожему курсу, даже при прохождении препятствий. Вместе с большим весом конструкции, этот момент не может положительно сказываться на стабильности движения и управляемости.

Ниже можете посмотреть видео, как работает зависимая подвеска автомобиля.

Кольцевые рессоры

Кольцевые рессоры применяются преимущественно в случаях, когда требуется обеспечить высокую жесткость в малых габаритах (например, в некоторых конструкциях поглощающих аппаратов автосцепки). Достигается это за счет рационального использования материала колец и наличия сил трения между кольцами. Для обеспечения стабильного трения и предотвращения заклинивания применяется смазка.

Кольцевые рессоры (рис. 4, а) представляют собой жесткий упругий элемент для восприятия сжимающих осевых нагрузок. Кольцевая рессора состоит из набора термически обработанных колец, соприкасающихся коническими поверхностями Под действием нагрузки Р, несмотря на значительные силы трения на конусных поверхностях колец, препятствующие их относительному скольжению, они вдвигаются одно в другое. Кольца, передавая усилия своими коническими поверхностями, деформируются: внешние подвергаются упругому растяжению, а внутренние – упругому сжатию. В результате общая высота рессоры H уменьшается. После снятия нагрузки, так как угол конусности β больше угла трения р = arct μ (где μ – коэффициент трения скольжения), рессора восстанавливает свои прежние размеры за счет сил упругости. Взаимное перемещение колец обычно незначительно (1,5–4,5 мм), вследствие чего для получения достаточного прогиба необходимо иметь большое количество колец.

Рис. 4 – Кольцевая рессора и диаграмма ее работы

Величина работы сил трения между кольцами (рис. 4, б), совершаемой при загружении рессоры, зависит от точности их изготовления и наличия смазки.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий