Что такое рессора задняя
Что такое рессоры и для чего они нужны
Рессорная подвеска сейчас почти не используется в конструкции легковых автомобилей, за исключением некоторых моделей. Тем не менее, несколько десятков лет назад данный тип шасси был чрезвычайно популярен. Сейчас рессора (от фр. resort – пружина) – удел почти исключительно грузовых автомобилей и прицепов.
Рессорная подвеска является одним из вариантов ходовой части механического типа. Ее отличает применение рессор листового типа в качестве упругих элементов. История такой конструкции началась еще в древности, когда начали строиться подрессоренные телеги, хотя тогда, вместо непосредственно рессор, применялись цепи или кожаные ремни. 
Компоновка и принцип работы рессорной подвески
Конструкция рессоры включает в себя стальные листы разной длины, которые фиксируются посредством особых хомутов. В центре рессоры крепятся непосредственно к мосту, причем они могут располагаться как под ним, что характерно для легковых авто, так и над мостом. Второй вариант обычно используется в конструкции грузовых машин (ЗИЛ, КАМАЗ и др.). Концы рессор также крепятся к кузову, но уже посредством шарниров или серег. Кроме того, есть примеры конструкций, в которых рессора может изгибаться, как торсионная балка.
Точное число рессор зависит от конкретного автомобиля или прицепа, его веса, грузоподъемности и других характеристик. Однако тенденции последних лет показывают все более частое применение рессор монолистового типа, которые состоят только из одного листа.
Монолистовые рессоры не в состоянии функционировать сами по себе. Следовательно, в комплексе с ними идут амортизаторы, призванные гасить колебания кузова. Подобная конструкция была довольно популярной в Европе, где ее стали применять еще в 70-х годах, куда она пришла из США. Там она часто использовалась на моделях марки Ford.
Сейчас рессорная подвеска почти не применяется (за исключением УАЗов и некоторых других легковых авто). Причина – большая нагрузка на листы рессоры во время движения, что сказывается на управляемости, особенно на высоких скоростях. Зарубежные изделия (от компании AL-KO и др.) лучше гасят колебания вертикального типа за счет трения (межлистового). Кроме того, компактные размеры таких рессор, наряду с высоким качеством, позволяют применять их без амортизаторов.
Схема работы рессорной подвески
При покупке прицепа лучше отдать предпочтение импортным изделиям, в которых работает только один лист при разгруженном прицепе. По мере же его нагрузки, давление переходит и на прочие листы.
Достоинства и недостатки рессор
Плюсом рессорной подвески является простота ее конструкции, что обусловливает дешевизну и высокую степень надежности. Применение рессор позволяет отказаться от включения в компоновку разнообразных втулок, штанг (реактивных), рычагов и тому подобных элементов. Кроме того, рессоры отменно переносят перегрузки и движение по разбитым дорогам.
Еще один пункт в активе рессорной подвески – ее универсальность. Ведь данная компоновка в состоянии гасить не только вертикально направленные нагрузки, но также продольного типа, возникающие во время торможения или разгона, и боковые, что действуют на нее в поворотах.
Кроме того, рессоры достаточно компактны. В отличие от пружин, они находятся внизу, что освобождает от необходимости жертвовать частью погрузочной площади багажного отсека. Это достаточно актуально для грузопассажирских моделей. Да и за счет увеличения длины самих рессор их можно сделать достаточно мягкими.
Недостатком рессорной подвески является ее малый срок службы, что в некоторой степени обусловлено особенностями эксплуатации. Ведь хозяева таких авто постоянно транспортируют грузы, а в условиях такой нагрузки рессоры достаточно быстро проседают. Также имеется необходимость в смазке и очистке листов, иначе мусор и камешки, что набиваются между ними, приводят к дребезжанию и скрипам.
Обслуживание рессор
В целях сохранения рессор и недопущения и поломки, периодически необходимо проводить обслуживание данного компонента. Очистка рессор должна производиться не реже 1 раза в 10 000 км. Она подразумевает демонтаж узла, чистку каждой рессоры наждачной бумагой с последующей их промывкой керосином. Далее рессоры следует покрасить краской (быстросохнущего типа), а затем смазать составом из графита и тавота, после чего смонтировать обратно.
Видео: Переборка рессор на газ 2410
Для сохранения рессор, необходимо каждые 2 дня инспектировать их на предмет затяжки их стремянок, за счет которых рессоры и фиксируются к мосту и передней оси. Важное условие – стремянки всегда обязаны быть затянуты.
Смазка рессорных пальцев, а также серег,производится раз в 2 дня. Для проведения работ необходимо использовать тавотонагнетатель, а закачивается смазка через специальные ниппели, которыми оборудованы серьги и пальцы. Стоит помнить, что рессорные пальцы достаточно хрупкие, что исключает использование молотка во время проведения работ. Нужно затягивать болты с предельной аккуратностью, дабы не повредить указанные пальцы.
При эксплуатации машины в тяжелых условиях, целесообразной будет обмотка их шпагатом (просмоленным), после чего узел зачехляется чехлом из брезента, наполненным тавотом.
Поломки и ремонт рессор
Многие владельцы авто, особенно легковых, полагают, что сломать рессору нельзя, вследствие чего грузят машину без меры. Но сломанная рессора – не такая уж и редкость, особенно на передней оси, так как на нее давит вес силового агрегата, да и неровности дорог воспринимаются, в большей степени, передней осью.
Как правило, основными поломками рессоры становятся:
Сломанная рессора должна быть обязательно заменена. Если же наличествует прогиб, но можно восстановить ее форму посредством шаблонной правки. Но езда с дефектной рессорой недопустима, так как кузов авто начинает кренить набок.
Видео: Тюнинг рессор уаз 452
Краску на рессорах необходимо периодически обновлять, что поспособствует их защите от коррозии. Следует периодически смазывать рессорный палец, так как его ускоренный износ приведет к поломке. Если таковая произошла в пути, то временно на его место можно установить отвертку или любой металлический стержень, обвязав все проволокой.
Между рессорами постоянно должна иметься смазка. Чтобы закачать ее туда потребуется приподнять машину на домкратах, уперев их в кузов. В результате этого нагрузка будет ослаблена, а между рессорами образуется небольшой интервал, которого достаточно для нанесения смазывающего состава.
Рессора
Рессоры как направляющее устройство подвески
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
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.
Стабилизаторы могут устанавливаться или на обе оси, или только на одну (обычно на переднюю).
Листовые рессоры
Листовые рессоры применяют в современном подвижном составе редко. Рессоры сочетают в себе свойства упругих элементов и гасителей колебаний. Однако недостатками таких рессор являются большая трудоемкость их изготовления и ремонта, значительная масса, непостоянная сила трения между листами (например, у новых рессор пассажирских вагонов она равна 6–8% статической нагрузки, а в процессе эксплуатации повышается до 20–25%, что нередко приводит к выключению рессор). Листовые рессоры не смягчают горизонтальные толчки.
По форме различают листовые рессоры незамкнутые (подвесные) (рис. 1, а) и замкнутые (эллиптические) (рис. 1, б). Незамкнутая листовая рессора состоит из нескольких наложенных один на другой листов разной длины, соединенных посередине шпилькой и хомутом. Для устранения бокового сдвига листам часто придают желобчатый профиль. Верхний коренной лист имеет на концах ушки или утолщения. Подкоренной лист (один или два) обрезан под прямым углом, остальные наборные листы рессоры обрезаны по трапеции.
Рис. 1 – Листовые рессоры: а – незамкнутая; б – замкнутая
Подвесные листовые рессоры имели наибольшее распространение в нетележечных вагонах, кроме того, их применяли и в тележках четырехосных вагонов. Эти рессоры собраны из нескольких наложенных друг на друга, изогнутых по дуге окружности, постепенно укорачивающихся стальных листов. Посередине листы соединяются шпилькой и прочно насаженным на них (надевается в горячем состоянии) стальным хомутом. Верхний лист, называемый коренным, имеет на концах ушки, которыми рессора шарнирно соединяется с рамой вагона. Лист, прилегающий к коренному листу, называется подкоренным, остальные листы называются наборными.
Изготовляют листовые рессоры преимущественно из желобчатой рессорной стали, профиль которой способствует удержанию листов от перемещения относительно друг друга в поперечном направлении. Кроме желобчатой, используется и плоская полосовая сталь.
Листовая рессора характеризуется размерами в свободном состоянии и под нагрузкой. Расстояние между центрами ушков коренного листа в выпрямленном состоянии называется длиной рессоры. У грузовых вагонов она обычно составляет 1040–1100 мм, а у пассажирских – 1000–1800 мм и реже 2000 мм. Расстояние между центрами ушков коренного листа ненагруженной рессоры называется длиной хорды. Расстояние, измеряемое посередине рессоры, между прямой, проходящей через центр ушков, и верхним (коренным) листом в свободном состоянии рессоры называется фабричной стрелой прогиба. Расстояние от прямой, проведенной через центры ушков коренного листа, до нижней поверхности хомута, которой он опирается на буксу, называется высотой рессоры.
Под действием нагрузки происходит выпрямление рессоры и вследствие этого уменьшение фабричной стрелы. Величина осадки рессоры под грузом, определяемая как разница между фабричной стрелой и стрелой в нагруженном состоянии, называется прогибом. Величина его имеет большое значение для спокойного хода вагона.
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:
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:
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.
Контроль и испытание рессор
Изготовленные рессоры при приемке осматривают, проверяют их основные размеры, плотность посадки хомута, твердость, после чего испытывают на прессе.
Форма и размеры рессор, а также допуски на них должны соответствовать утвержденным чертежам и техническим условиям. Отклонения по длине, хорды рессоры в свободном состоянии не должны превышать:
Отклонения стрелы прогиба против альбомных размеров допускаются у подвесных (незамкнутых) листовых рессор до 5 мм, эллиптических – для пассажирских вагонов до 12 мм и для грузовых – до 6 мм.
Хомут должен быть расположен в середине рессоры. Несимметричность осей опорных поверхностей коренных листов, а также несимметричность концов ступенчатой части рессоры по отношению к оси хомута не должна превышать 3 мм. Посадка хомута должна быть плотной; допускаются зазоры: между хомутом и коренным листом не более 0,1 мм глубиной до 15 мм, а между хомутом и нижним листом не более 0,3 мм; между хомутом и боковыми гранями отдельных несмежных листов 0,5 мм любой глубины и между хомутом и листами в его углах – не более 1,5 мм.
Прилегание смежных листов должно быть достаточно плотным как в свободном, так и в нагруженном состоянии рессоры. Допускаются зазоры между листами непосредственно около хомута до 0,2 мм, а на остальной длине листа – 1,5 мм. Величина зазора между поверхностями листов рессоры проверяется плоским щупом шириной 10 мм, а в углах хомута – прутком круглого сечения диаметром 1,5 мм. Зазоры между наконечниками и листами замкнутых многорядных рессор допускаются до 0,4 мм, причем щуп толщиной 0,2 мм не должен доходить до тела заклепки или болта. Чеканка или дополнительное обжатие ослабших заклепок не допускается.
Возвышение одного хомута над другим в многорядной рессоре не должно превышать 3 мм. Разность высот отдельных секций до их сбора в полукомплект не должна превышать 2 мм. Смещение одного хомута относительно другого в эллиптических рессорах допускается не более 4 мм. Зазоры между хомутами смежных секций должны быть в пределах 2 мм.
Правильность положения хомута на рессоре проверяют шаблоном, при этом разность расстояния между центром хомута и центром расстояния между ушками или концами рессор должна быть не более 5 мм.
Все рессоры, признанные годными, после наружного осмотра и обмера испытывают на прессах, чтобы проверить отсутствие у них остаточной деформации (осадки.) под пробной нагрузкой и определить прогиб под рабочей статической нагрузкой.
Испытываемую рессору устанавливают ушками вниз на подвижные опоры балки пресса (рис. 1) и сжимают пробной нагрузкой не меньше двух раз. После снятия нагрузки измеряют высоту стрелы в свободном состоянии, затем рессору вновь плавно нагружают до величины пробной нагрузки, снимают нагрузку и вновь измеряют высоту стрелы, которая должна быть не менее высоты, полученной после первичного двукратного сжатия.
Рис. 1 – Расположение рессоры на прессе для испытаний и последовательность проверки ее на отсутствие остаточной деформации
У рессор, выдержавших испытание на остаточную деформацию, проверяют прогиб под рабочей нагрузкой следующим образом. Ее плавно нагружают до рабочей нагрузки и измеряют величину прогиба. После этого нагрузку повышают до пробной, затем плавно снижают до рабочей и вторично замеряют прогиб. Разность между полусуммой измеренных прогибов и расчетным прогибом, указанным в чертеже, отнесенная к величине рессорного прогиба, не должна превышать ±8%. Так, например, если расчетный прогиб 13-листовой рессоры (сечение листов 76×13 мм) двухосных грузовых вагонов fр = 62 мм, прогиб под статической рабочей нагрузкой f1 = 59 мм, а прогиб после пробной нагрузки и снижения ее до рабочей f2 = 56 мм, то разность между полусуммой измеренных прогибов и расчетным прогибом рессоры будет
а искомое отношение составит
что находится в пределах, установленных ГОСТ 1425–76.
На верхней поверхности хомута прошедшей испытание подвесной рессоры, а у эллиптической – на боковой поверхности хомута ставится клеймо, марка или условный номер завода-изготовителя, дата испытания (месяц и год). Затем рессоры для защиты от коррозии покрывают черной краской. При массовом или серийном выпуске завод-поставщик обязан проводить испытание на выносливость не менее одной рессоры каждого типа в год.
Виды стабилизатора поперечной устойчивости
Существует два вида стабилизатора поперечной устойчивости: передний и задний стабилизаторы. В некоторых легковых автомобилях задняя поперечная стальная распорка не устанавливается, а передний стабилизатор устанавливается на всех современных автомобилях.
Активный стабилизатор поперечной устойчивости
Активный стабилизатор поперечной устойчивости дает возможность управлять изменением жесткости под разный тип дорожного покрытия и характер движения. Для более резких поворотов выставляется максимальная жесткость, на грунтовой дороге средняя жесткость, а по бездорожью функция отключается.
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.