Пружини та амортизатори - Частина 1 - Листові пружини - MATSCH; ПІСТ
Шасі і особливо модифікації шасі є предметом сотень кубічних метрів дров для багаття. Після серії підвісок осей ми розглянемо дві важливі складові шасі, пружини та амортизатори. Перша частина - про листову весну.
Шасі - це зв’язок між транспортним засобом і дорогою. Майже всі сили, що діють на транспортний засіб, передаються лише в місцях контакту між дорогою та колесами. У випадку з автомобілем це приблизно площа аркуша паперу DIN A4, не більше того. Це дає зрозуміти, яку центральну роль відіграє шасі. Він повинен гарантувати, що контакт між дорогою та зоною контакту з шиною (область контакту з шиною) ніколи не порушується. У той же час шасі суттєво відповідає за комфорт водіння.
Шасі включає в себе численні окремі системи, такі як рульове управління, гальма, колеса, підвіска коліс або підвіска осі та стабілізатори. Звичайно, пружини та амортизація також є частиною цього. У цій статті ми хочемо детальніше ознайомитися з пружинами та амортизаторами, оскільки вони дуже тісно співпрацюють і тому повинні узгоджуватися між собою.
Ми вже обговорювали підвіску осей у кількох частинах у Matsch & Piste, починаючи з частини 1 про напрямну осі з листовими пружинами.
Підвіска - безпека, функціональність і комфорт
Існує, по суті, три компоненти підвіски транспортного засобу: а) пружини підвіски, б) стабілізатори та в) гасіння вібрації. Завдання полягає в тому, щоб захистити транспортний засіб та пасажирів від неприємних качки та кочення, а також від ударів. У той же час контакт між велосипедом і землею повинен завжди підтримуватися.
Амортизатор, який насправді є не амортизатором, а демпфером вібрації, має завдання заспокоїти. Шини та пружини утворюють вібраційні системи. Якщо вони отримують імпульс, наприклад від удару, вони починають вібрувати. З одного боку, це було б дуже незручно, а з іншого боку, втрачався б надійний контакт із землею. Амортизатор заспокоює систему і тому дуже важливий для безпеки руху.
Що означає вібраційна система?
Чому вібраційна система повинна заспокоюватися заслінкою? Щоб це зрозуміти, можна провести простий експеримент. Візьміть кухонний ніж, це ваша ручка. Тримайте лезо великим пальцем за край столу і дайте ножу вільно плавати над краєм. Тепер одним пальцем потягніть ручку вниз і дайте їй здригнутися. Ніж довго розмахує.
Якщо це трапляється з вашими колесами, транспортним засобом не можна керувати, не кажучи вже про те, як все в машині трясеться. Ось чому амортизатори повинні заспокоїти це розгойдування та хитання. Тому вони є дуже важливою частиною безпеки руху.
У цій невеликій серії статей ми хочемо познайомити вас із найпоширенішими типами пружин та заслінок. Неважко зрозуміти, що підвіска та амортизація розглядаються разом у шасі. Це також стосується вибору шасі або його модифікації. Якщо ці два не збігаються, як з точки зору комплектації, так і габаритів, у найкращому випадку це призводить до поганої, незручної поведінки водіння. У гіршому випадку відбувається пошкодження або значне погіршення безпеки руху.
Перо
Пружини в транспортному засобі, які правильно називаються пружинами підвіски, визначають висоту шасі над осями. Тому вони також безпосередньо пов'язані з максимальним навантаженням, яке може перенести транспортний засіб. Якщо транспортний засіб піднімається або опускається, це робиться за допомогою інших пружин. Якщо ви хочете зберегти скручування, незважаючи на навантаження, цього також можна досягти за допомогою інших пружин. Важливою властивістю джерела в цьому контексті є пружинна норма. Це вказує, скільки зусиль потрібно для стискання пружини певним чином. Чим вище швидкість пружини, тим більше навантаження може нести пружина, не стискаючись більше.
Крім того, вони разом із заслінками поглинають удари, які вводяться в транспортний засіб через землю. Деформуючись, пружина на короткий час накопичує енергію цих імпульсів. Звичайно, вона хоче передати це ще раз. Існує амортизатор, щоб він працював безпечно та комфортно і не закінчувався коливанням системи. Коли деформована пружина вивільняє накопичену енергію, їй доводиться рухати поршень у заслінці через масло. Як результат, накопичена навесні енергія розсіюється внаслідок механічної роботи в заслінці. Кінетична енергія перетворюється на теплову в заслінці.
Заплутування марне без контактного тиску
На місцевості пружина також гарантує, що контактний тиск створюється якомога довше, який все одно притискає відскочене колесо до землі. Без достатнього контактного тиску колесо буде обертатися і доведеться використовувати замок. Контактний тиск втрачається, коли пружина повністю розслаблена, оскільки вага транспортного засобу на ній більше не підтримується.
Без достатнього контактного тиску переплутування не приносить користі.
Види пір’я
В даний час три типи відіграють роль пружини підвіски в легкових та вантажних автомобілях. Найдавніша - листова весна. Найбільш розповсюдженою є гвинтова пружина, і останніми роками пружина сильфона повітря збільшується. Є й інші пружинні системи, які або рідко можна зустріти, або в спеціальних конструкціях.
Листяна весна
Листяна весна - ветеран серед джерел. Раніше найпоширеніша пружинна система для всіх транспортних засобів, від вагонів до вантажних автомобілів, була повернута в сегмент комерційних автомобілів після успіху котушки. Сьогодні він в основному зустрічається на задніх осях сучасних пікапів, таких як VW Amarok, Toyota Hilux або Isuzu D-Max, або на мікроавтобусах, таких як VW Crafter, Mercedes Sprinter та інших. Що стосується великих корисних навантажень, це все ще має перевагу.
Перо та лідерство в одному
Листова ресора займає особливе положення, оскільки вона не тільки служить підвіскою, але й утворює зв’язок між шасі та віссю та приймає на себе керівництво віссю (див. Наведення осі). У старих автомобілях існують навіть конструкції, в яких тертя між окремими пружинними шарами відповідає за демпфування.
Теорія адвокатури
В принципі, листова пружина - це спіральна пружина, затиснута з одного боку, з пружинною стулкою з кожного боку. Їх поведінка по суті визначається теорією адвокатури. У найпростішому випадку плоска пружина, кілька шарів плоских, напружених (зігнутих) прямокутних сталевих смуг, розміщені одна на одній. Затискачі є точкою затиску і скріплюють вісь і пружину між собою. Кінці основного пружинного шару виконані у вигляді очей. У цих вушках є пружні гумові або поліуретанові втулки, за допомогою яких листова пружина кріпиться до точок кріплення рами. Одна сторона закріплена, інша, дужка, може переміщуватися вздовж, щоб забезпечити компенсацію довжини пружини під час стиснення та відскоку. Якщо пружинні шари стикаються один з одним, вони стираються один про одного, що має демпфуючий ефект.
Посередині їх тримає болт із серцем, який фіксує шари пружин у поздовжньому напрямку, але дозволяє їх скручувати (як це видно на малюнку для трапецієподібної пружини нижче). Всі пружинні шари мають посередині отвір, через який проходить болт. Довжина пружинних затискачів утримує шари разом.
Будова листкової суспензії.
Часто другий шар нижче основного шару все ще згинається навколо ока. Це для безпеки. Якщо око зламається, тіло все одно буде перехоплено.
Часто другий шар повністю або частково обмотується навколо ока.
Основні форми листової пружини
Навіть якщо здається, що про листкову весну можна сказати не так багато, також відбулися деякі нововведення. Існує чотири основні форми листової пружини, які мають різні властивості. В наш час лише три з цих форм відіграють роль на практиці, плоскі, трапецієподібні та параболічні джерела, також відомі як параболічні джерела. У випадку трапецієподібної та параболічної пружин поперечний переріз стулки пружини змінюється по довжині. Або його ширина (трапеція), або товщина (параболічна) змінюється у напрямку до кінців. Ці зміни поперечного перерізу позитивно змінюють жорсткість, і використання матеріалу розподіляється більш рівномірно по всій лопаті. Не має значення, чи змінюється ширина або товщина у напрямку вигину. Обидва вони дають різні ефекти.
Трапецієподібна пружина є результатом трикутної пружини, яка насправді представляє ідеальну форму з точки зору розподілу навантаження по всьому листку пружини. весь матеріал пружини завантажений однаково і працює з ним. Оскільки він занадто вузький для навантаження на його кінцях, загострений кінець відрізали і отримали трапецієподібну пружину. Трикутна весна не могла переважати.
Основні форми листових джерел.
Розподіл моментів згинання.
Весна плоский лист
Оригінальною і найпростішою формою є плоска листова пружина. Він складається з простих, прямокутних, вигнутих сталевих смуг, які складаються в кілька шарів у вигляді пачки. Це дешево у виготовленні і може прийняти велике навантаження.
Одностороннє завантаження плоскої пружини.
Їх недоліками є те, що вони пропонують невеликий комфорт, а згинальне навантаження в основному відбувається лише при затисканні. Більшість весняних робіт виконуються там. Крім того, всі пружинні шари торкаються один одного по всій довжині і зміщуються один до одного, коли вони зігнуті. Це створює невизначене послаблення. Це залежить від віку, мінливих властивостей поверхні (фарби, іржі, зносу) та забрудненості між шарами. Нанесені захисні покриття, призначені для захисту від іржі, з часом втрачаються, так що плоску листову пружину доводиться обслуговувати.
Трапецієподібна весна
Найпоширеніша форма - трапецієподібне джерело. Назва трапеція походить від того, що якби всі шари джерела були розкладені поруч один з одним, вийшла б форма подвійної трапеції.
Перевага трапецієподібної пружини порівняно із застарілою стандартною формою плоскої пружини полягає в тому, що згинаючі моменти в основному розташовані не в точці затиску, а більш рівномірно розподілені по всьому листу. Як результат, пружинна робота трапецієподібної пружини значно краща, і матеріал працює на всю довжину. Це забезпечує більш м’яку реакцію і, отже, більший комфорт. Це дешевше у виготовленні, ніж параболічна пружина.
Трапецієвидна листова пружина - звуження на кінці добре видно.
Легке скручування лопатей є нормальним явищем і викликане, наприклад, скручуванням або поворотом.
Недоліками трапецієподібної пружини є недоліки плоскої листової пружини щодо контакту між шарами пружини. Щоб зробити їх якомога довговічнішими, хороші виробники їдуть туди і ущільнюють поверхні. Стиснення здійснюється, зокрема, на верхній стороні стулки, яка під час стиску зазнає напруги при розтягуванні. Стиснення матеріалу з цієї сторони полегшує зони напруги, що розтягуються.
На знімках зображені листові джерела Old Man Emu (OME). Їх поверхні ущільнюються бомбардуванням скляними кульками. Цей показник вдвічі збільшує термін служби весняного листя. Два прямі нижні пружинні шари, опорні шари, працюють лише при великому навантаженні. Вони також спроектовані як трапеція.
Шасі OME - трапецієподібні листові пружини з опорним положенням.
Параболічна весна
Найзручнішою та найлегшою листовою пружиною є параболічна весна, також відома як параболічна весна. Її форма відповідає формі параболи, оскільки в середині вона товща, ніж у її кінців. Остання чверть пера, як правило, вже не тонша, щоб весняний лист не став занадто слабким до кінця. Ширина залишається незмінною. Він реалізований або з одним, або з двома весняними листками. Подвійний шар використовується, коли розрахунок пружини показує, що він не може витримати всю вагу в бажаній ширині. Параболічна пружина реагує дуже м’яко навіть при розвантаженні. У наш час він в основному зустрічається на фургонах.
Параболічна листова пружина стає товщі від кінця до середини.
Їх великою перевагою є економія ваги на 30% порівняно з подібною трапецієподібною пружиною. Ще однією перевагою є те, що шари не торкаються один одного по всій своїй поверхні, тому їх демпфуюча поведінка може бути краще визначена і простіший захист від корозії може бути використаний. Але це дорожче у виготовленні, оскільки воно розкочується до відповідної товщини.
Ще одне слово про листову весну
Якщо ви керуєте сучасним пікапом, у вас є, з одного боку, транспортний засіб, який був оптимізований, ізольований та звукоізольований у аеродинамічній трубі. Залежно від марки та її вимог, звукорежисери взяли на себе всі джерела шуму в транспортному засобі. У той же час у автомобіля часто найстаріша пружинна система - листова пружина. Певним чином, це балансуючий акт. Цю весну вже встановили на транспортних засобах, в яких нормально було, що всі шуми від двигуна, трансмісії та ходу навіть унеможливлювали розмову. У ці часи та на таких транспортних засобах листову пружину та її фоновий шум взагалі не помічали.
Шасі листової пружини працює, воно натирає, штовхає і скручує пружинне листя одне про одного, і це видає звуки. Він може тріснути, клацнути і скрипіти. Оскільки поверхні труться одна об одну, чого не можна сказати про гвинтові пружини, поточний стан між листковими шарами також впливає на шум. Отже, бруд і сіль між шарами можуть створювати шуми, які інакше не можна було б почути, наприклад, занадто багато жиру між шарами. Вам доведеться жити з цими ефектами, якщо ви вибрали відповідний транспортний засіб.
Незважаючи на сучасний транспортний засіб, зокрема, листові ресори можуть видавати звуки.
Все індивідуально або в упаковці
Зважаючи на важливість шасі, бажано звернутися до фахівців, якщо очікується переробка. Як описано у статті про Смертельне хитання, ви не тільки змінюєте висоту та хід підвіски при перетворенні, але й значно втручаєтеся в геометрію шасі, залежно від масштабу змін. У будь-якому випадку, пружини та амортизатори слід завжди розглядати разом і вибирати узгоджену підвіску.
Шасі для широкого спектра використання
Кожен, хто хоче вдосконалити своє шасі для більш широкого кола цілей, повинен вибрати повний пакет, що складається з пружин та амортизаторів від одного виробника. Наприклад, той, хто обирає такого провайдера, як Old Man Emu (OME), має перевагу в тому, що він отримує повністю скоординоване призупинення і, з іншого боку, у тому, що він може швидко отримати правильну заміну у всьому світі і не повинен покладатися на одного постачальника, який може зробив таку індивідуальну обстановку, що спочатку повинен зробити її, перш ніж зможе надіслати її вам у світ.
Спеціалізоване шасі
Якщо ви шукаєте шасі спеціального призначення, оскільки у вас на борту пікап надзвичайно важка кабіна, вантаж занадто сильно відрізняється у подорожах та стандартному режимі, або якщо ви зацікавлені в ралі чи пробних змаганнях, шукайте вас бажано спеціаліста з шасі з місця події. Такі регулювання зазвичай вимагають не лише заміни амортизаторів та пружин. Тут повинен бути проведений загальний огляд усіх компонентів шасі і, якщо потрібно, приводу. Не рідко трапляються спеціальні регулювання рами та кріплень для амортизаторів та пружин, а також придбання або виготовлення додаткових деталей.
Ентузіаст Land Rover - Defender Td5 90/Серія IIa 109 "ExMoD