Функция пружины в авто

Роль пружины в подвеске автомобиля.

Для чего предназначены пружины авто?
Амортизатор и пружина всегда работают в паре, выполняя две части одной большой задачи – обеспечения плавности хода и управляемости машины. Пружина – это упругий элемент подвески, которая смягчает толчки и удары от езды по неровной дороге. После наезда на препятствие колесо отрывается от земли и становится неуправляемым.

Задача пружины – как можно скорее вернуть его на место, но после удара о дорогу колесо отскакивает назад, и чем более мягкая пружина – тем сильнее она может сжаться и поглотить больше энергии. Т.к. эта энергия расходуется очень медленно, то колебания долго не будут затухать, подпитываясь новыми толчками от неровностей на дороге. Для решения этой проблемы на помощь приходит амортизатор, который предназначен для быстрого гашения колебаний колеса путём преобразования в тепло колебаний кузова и подвески.

Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов?

Нормальная работа подвески возможна только при правильном взаимодействии и полном выполнении своих функций амортизатором и пружиной. В то время как пружины удерживают массу машины, их движения контролируются амортизаторами – соответственно они зависят друг от друга. Если какой-то из компонентов «не дорабатывает», то он перекладывает часть работы на «партнёра». Если проседает пружина, то перегруженный дополнительной работой амортизатор гораздо быстрее выходит из строя, а плохой амортизатор не может нормально ограничивать движения пружины и раскачивает автомобиль.

Почему теряет свои свойства такое сложное устройство как амортизатор, более-менее понятно, но почему теряет свои свойства пружина? Это происходит из-за:
1)Усталости металла в зависимости от её естественного износа;
2)Повреждений поверхности пружины (трение, камни, полное сжатие пружины);
3)Частой перегрузки автомобиля или преодоления на скорости неровных участков дороги;
4)Коррозии метала (повышенная влажность, влияние дорожной соли).
5)Нарушение тех.процесса при производстве самих пружин и использование материала ненадлежащего качества.

От состояния пружины зависит и удерживание дороги, и степень отрицательного влияния на амортизаторы и наконечники, и тормозные показатели автомобиля — просевшие пружины не могут в достаточной степени нейтрализовать силу, возникающую при его торможении.

Наиболее оптимально при замене амортизатора также поменять пружины, но это дорого и не так обязательно, учитывая что визуально невозможно определить некоторые характеристики пружин, к примеру степень усталости металла.

Установка новых амортизаторов в комплекс со старыми, иногда начинающими ржаветь пружинами – это ремонт подвески наполовину при укорачивании срока службы амортизаторов. При одновременной замене амортизатора и пружины, подвеска восстановится до оригинального состояния, и как дополнительный бонус, часть затрат возместится за счёт экономии на двойной оплате трудозатрат.

Источник

Что такое пружины подвески автомобиля. Особенности, для чего нужны и когда менять

— По линейным показателям: при которой сила нагрузки пропорциональна деформации элемента. Данные критерии являются самыми простыми и наиболее популярными при подборе пружин;

— Повреждение поверхностного слоя детали из-за частой деформации, чрезмерной нагрузки и механического воздействия;

— Систематическая перегрузка детали и частое преодоление дорожных неровностей на скорости;

— Коррозия, а затем появление ржавчины металла, которая зачастую появляется от повышенной влажности или воздействия дорожных солевых реагентов.

Основные причины, по которым меняются пружины подвески автомобиля:

— При визуально установленной коррозии на поверхности детали;

— При повреждении металла детали, которая четко просматривается визуально;

— При снижении дорожного просвета машины;

— При неравномерном горизонте автомобиля, который отражается в разнице высоты передней и задней частей транспортного средства.

Источник

Что необходимо знать каждому о подвеске.

При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры) толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент — амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина, как и в предыдущем случае, сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы Ваш автомобиль «парил» над дорогой, между кузовом и дорожным полотном должны быть:

шины
основные упругие элементы
дополнительные упругие элементы
направляющие устройства подвесок
демпфирующие элементы.

Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от микропрофиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или сайлент-блоки, буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности, в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова. Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса (двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз — при отбое) в положении, близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Отдельное внимание стоит уделить подвеске McPherson: во-первых, такая подвеска получила исключительное распространение на переднеприводных автомобилях, а во-вторых, в этой подвеске амортизатор играет роль направляющего элемента и нагружен боковыми силами.

Демпфирующий элемент гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Амортизаторы, как демпфирующий элемент современной подвески, получили наибольшее распространение в силу сочетания эффективности в работе, надёжности и технологичности изготовления. Основной функцией амортизатора является обеспечение надёжного контакта колеса с дорогой, комфорта и безопасности. Для выполнения своей функции амортизатор должен поглощать определённое количество энергии колебаний, и если точнее, то не поглощать, а преобразовывать её в тепловую. Количество поглощаемой энергии зависит от массы автомобиля, жёсткости пружины и частоты колебаний.

Работа гидравлического и гидропневматического амортизаторов основывается на двух основных свойствах жидкости: её несжимаемости и вязкости. Все производимые в мире амортизаторы делятся на две группы: гидравлические (или масляные) и гидропневматические (или газонаполненные)

Принцип работы гидравлического амортизатора достаточно прост. В рабочем цилиндре, заполненном специальной гидравлической жидкостью, перемещается шток с поршнем, имеющим точно калиброванную систему клапанов. Рабочие характеристики подбираются индивидуально для наилучшего гашения колебаний подвески каждого автомобиля.

Поясним формирование гидравлической характеристики амортизатора:

Если все клапаны «намертво» закрыты, а прохождение гидравлической жидкости происходит только через обходной канал в поршне, получится абсолютно жёсткая линейная характеристика. Если включить в работу клапаны сообщения с компенсационной камерой — характеристика станет «мягче». Несимметричность объясняется тем, что клапан, открывающийся на «сжатии», имеет большее проходное сечение, чем клапан, работающий на «отбое».

Если задействовать основные клапаны, расположенные в поршне, форма характеристики уже нелинейна и, по мере открытия клапанов и увеличения общего проходного сечения каналов, становится всё менее «жёсткой».

Источник

Герб Адамс — Разработка шасси. Глава 5. Пружины и амортизаторы (Часть 1)

ГЛАВА 5. ПРУЖИНЫ И АМОРТИЗАТОРЫ

Пружины и амортизаторы являются неотъемлемой частью подвески любого типа. Но общая система подвески должна рассматриваться как согласованный пакет, поэтому простая замена пружин и/или амортизаторов не всегда приведёт к желаемому результату. То, что работает на одном автомобиле, может не работать на другом автомобиле из-за различий в их конструкции. При выборе пружин и амортизаторов для вашего автомобиля следует учитывать следующие аспекты.

5.1 НАГРУЗКА ПРУЖИНЫ И ЕЁ ЖЁСТКОСТЬ
Пружинную нагрузку и жёсткость пружины часто путают. Для лучшего понимания того, как работает ваша подвеска, важно осознать эту разницу.
Нагрузка пружины — это величина веса, выраженная в кгс, которая потребуется для сжатия пружины на заданную высоту.
Жёсткость пружины — это величина веса, выраженная в кгс/см, которая потребуется, чтобы сжать пружину на один сантиметр (*т.е. это удельная пружинная нагрузка).
Пример этой взаимосвязи пружин приведен в табл. 5-1.

Табл. 5-1. Типичная задняя пружина
╔══════════════╦══════════════════╦═══════════════╗
║Сжатие пружины, см ║ Жёсткость пружины, кгс/см║ Нагрузка пружины, кгс║
║______________ 2.54║___________________ 26.8║_________________68║
║______________ 5.08║___________________ 26.8║________________136║
║______________ 7.62║___________________ 26.8║________________204║
║_____________ 10.16║___________________ 26.8║________________272║
║_____________ 12.70║___________________ 26.8║________________340║
║_____________ 15.24║___________________ 26.8║________________408║
║_____________ 17.78║___________________ 26.8║________________476║
║_____________ 20.32║___________________ 26.8║________________544║
╚══════════════╩══════════════════╩═══════════════╝

Обратите внимание, что при сжатии пружины её жёсткость не изменяется, а нагрузка — меняется. В табл. 5-1 на каждые 68 кгс нагрузки пружина сжимается на 2.54 см (1 дюйм). Жёсткость пружины определяет на сколько пружина будет сжиматься по мере увеличения нагрузки. Нагрузка пружины определяет сколько веса пружина может поддерживать на заданной высоте. Например, когда пружина сжимается на 17.78 см, она держит 476 кгс нагрузки. Если один из углов вашего автомобиля просел, то вам не нужна пружина бОльшей жёсткости, вам нужна пружина бОльшей нагрузки.

5.1.2 Жёсткость на колесе против жёсткости пружины
Эта взаимосвязь часто сбивает с толку, когда энтузиасты пытаются непосредственно измерить результаты. Жёсткость на колесе — это фактическая жёсткость пружины на колесе, а не жёсткость самой пружины. Это не простая взаимосвязь, поэтому добавление 17.8 кгс/см к жёсткости пружины не добавит 17.8 кгс/см к жёсткости на колесе, только если пружина не установлена непосредственно на оси. Всегда, когда есть связи, такие как задействованные рычаги подвески, вам необходимо учитывать коэффициенты передачи. Поскольку большинство современных автомобилей используют верхние и нижние рычаги на передней подвеске, мы воспользуемся этим примером, чтобы продемонстрировать как работают коэффициенты передачи. На рис. 5-1 показана схема типичной передней подвески с верхними и нижними рычагами подвески и пружиной, действующей на нижний рычаг. Формула для определения жёсткости на колесе:

Жёсткость на колесе = Жёсткость пружины × (A/B)² × (C/D)²,

где
A — расстояние от внутреннего шарнира нижнего рычага до центральной точки действия пружины;
B — расстояние от внутреннего шарнира нижнего рычага до его шаровой опоры;
C — расстояние от шаровой опоры нижнего рычага до мгновенного центра скоростей;
D — расстояние от середины пятна контакта шины до мгновенного центра скоростей.

Определение мгновенного центра скоростей. Чтобы точно найти мгновенный центр скоростей передней подвески, вам нужно сделать масштабный чертёж, основанный на измерениях, сделанных на автомобиле, установленном на ездовой высоте. Это звучит трудоёмко, но вы можете сделать это с рулеткой примерно за час. Чтобы получить достоверные результаты, нет необходимости измерять точнее 0.16 см. Однако, следует озаботиться определением фактической точки поворота шаровых опор. Её трудно определить, так как она находится внутри шарнира. Если у вас есть шаровая опора от автомобиля, то вы можете сдвинуть её из одного крайнего положения в другое и на глаз определить фактический центр вращения. Он обычно близок к фланцу или к концу корпуса, поэтому вы можете использовать его в качестве контрольной точки при проведении измерений на вашем автомобиле (рис. 5-2).

Когда вы сделаете схему своей передней подвески, у вас будут размеры A, B, C и D, необходимые для подстановки в уравнение жёсткости на колесе. В целях дальнейшего пояснения предположим, что вы имеете следующие размеры:

A = 22.86 см
B = 35.46 см
C = 228.6 см
D = 238.76 см

Если эти размеры подставить в формулу, то с пружиной жёсткостью 89.29 кгс/см получатся следующие результаты:

Жёсткость на колесе = 89.29 × (22.86/35.46)² × (228.6/238.76)² ≈ 33.83 кгс/см

Обратите внимание, что при такой конфигурации жёсткость на колесе составляет 37.9% от жёсткости пружины. Это означает, что добавление 10 кгс/см к жёсткости пружины добавит лишь 3.79 кгс/см к жёсткости на колесе.

Используя этот же пример, давайте посмотрим, что произойдёт когда крепление пружины на нижнем рычаге подвески сдвинется на 2.54 см наружу:

A = 25.4 см
B = 35.46 см
C = 228.6 см
D = 238.76 см

Жёсткость на колесе = 89.29 × (25.4/35.46)² × (228.6/238.76)² ≈ 41.76 кгс/см

Эта жёсткость на колесе составляет около 46.77% от жёсткости пружины, поэтому перемещение точки крепления пружины на 2.54 см наружу увеличивает жёсткость на колесе больше, чем добавление 10 кгс/см к жёсткости пружины.

Из-за влияния коэффициентов передачи, как правило, невозможно сравнивать жёсткости пружин одного автомобиля с жёсткостями пружин другого автомобиля, только если не известны размеры всех связей. Из приведенных выше примеров также очевидно, что простое использование колёс с бОльшим или меньшим вылетом будет иметь некоторое влияние на фактическую жёсткость на колесе (*уменьшение ET приводит к уменьшению жёсткости на колесе).

5.1.3 Расчёт жёсткости винтовых пружин
Если у вас есть доступ к измерителю жёсткости пружин, то вы можете измерить жёсткость всех ваших пружин. Если у вас нет измерителя жёсткости, то вы также можете определить жёсткость ваших пружин, сняв их размеры и воспользовавшись следующей формулой:

Жёсткость винтовой пружины = G(d²)²/(8ND³),

где
G — модуль сдвига материала пружины, для стали 79300 МПа;
d — диаметр прутка пружины, мм;
N — число рабочих витков;
D — срединный диаметр витков, мм.

Коэффициент G в уравнении для цилиндрических пружин, изготовленных из стали, всегда один и тот же. Для титановых пружин потребуется другой коэффициент (*41400 МПа, титан мягче).

Диаметр прутка пружины d можно измерить с помощью штангенциркуля. Он будет одинаков по всей длине пружины, только если это не пружина переменной жёсткости, и в этом случае вы не можете подставить этот размер в формулу. Для нашего примера мы предположим, что диаметр прутка составляет 15.75 мм.

Определение количества активных витков требует определённого решения с вашей стороны. Механическая обработка играет роль. Если концы пружины сплющены или механически обработаны, то эти витки неактивны, так как они покоятся на своих монтажных площадках. При подсчёте действующих витков учитывайте только те, которые могут перемещаться по мере сжатия пружины. Предположим, например, что пружина имеет 10 активных витков.

Определение срединного диаметра пружины можно выполнить с помощью рулетки, начиная с конца пружины, как показано на рис. 5-3. В нашем примере мы предположим, что срединный диаметр витка составляет 127 мм. Подставляя в формулу эти размеры, получим:

Жёсткость винтовой пружины = 79300∙(15.75²)²/(8∙10∙127³) ≈ 29.78 кгс/см.

Из этого расчёта следует отметить несколько вещей.

1. Если мы срежем один виток пружины, то у неё будет меньше активных витков, длина пружины изменится, а жёсткость будет увеличена:
Жёсткость винтовой пружины = 79300∙(15.75²)²/(8∙9∙127³) ≈ 33.09 кгс/см.
Это примерно на 11% больше, что пропорционально количеству срезанных витков.

2. Увеличение диаметра прутка приведёт к резкому увеличению жёсткости пружины. Если мы увеличим диаметр прутка только на 0.8 мм, то жёсткость пружины будет равна
Жёсткость винтовой пружины = 79300∙(16.55²)²/(8∙9∙127³) ≈ 40.34 кгс/см.

3. Ничто в расчёте жёсткости пружины не указывает на то, что винтовая пружина когда-либо меняет свою жёсткость. Жёсткость определяется материалом (сталью в нашем случае) и размерами пружины. Винтовые пружины не изнашиваются и не теряют жёсткость.

4. Ничто в расчёте жёсткости пружины не описывает пружинную нагрузку. Пружинная нагрузка определяет, сколько веса пружина может поддерживать на заданной высоте. Жёсткость пружины указывает только то, насколько изменится высота при изменении нагрузки. Пружина может потерять свою нагрузку с течением времени (*релаксировать) или если сталь не подвергалась термообработке должным образом. Тем не менее, когда пружина проседает, её жёсткость остаётся такой же, как когда она была новой.

5.1.4 Расчёт жёсткости листовых рессор
Жёсткость листовой рессоры (*пластинчатой пружины) определяется её физическими размерами, как показано на рис. 5-4. Жёсткость листовой рессоры может быть аппроксимирована следующей формулой:

Жёсткость листовой рессоры = (WN/12) × (1000∙t/L)³,

где
W — ширина листов, мм;
N — число листов;
t — толщина одного листа, мм;
L — длина пружины, мм.

В качестве примера предположим следующие размеры:

W = 7.62 см;
N = 5;
t = 0.635 см;
L = 152.4 см.

Подстановка этих значений в формулу приводит к:

Жёсткость листовой рессоры = (W∙5/12) × (1000∙0.635/152.4)³ ≈ кгс/см.

5.2 ГДЕ УСТАНАВЛИВАТЬ ПРУЖИНЫ
Места установки пружин так же важны, как и их жёсткости. Эти факторы надо учитывать как на существующем автомобиле, так и на вновь проектируемом.

5.2.1 Передние пружины
Чтобы свести к минимуму влияние коэффициента передачи, обычно передние пружины лучше всего монтировать как можно ближе к шаровой опоре. Существуют очевидные соображения о допустимости монтажа, который должен быть разрешим, но в целом, чем ближе, тем лучше. На автомобилях Winston Cup, которые всё ещё используют пятидюймовые пружины, невозможно установить пружины очень близко к шаровой опоре. Это приводит к большому передаточному коэффициенту и потребности в пружинах очень высокой жёсткости. Также хорошей политикой является крепление пружин в как можно более вертикальном положении, чтобы иметь силу пружины в её полном объёме.

5.2.2 Задние винтовые пружины
Часто имеется возможность устанавливать задние винтовые пружины непосредственно на корпусе оси. Такая конфигурация создаёт жёсткость на колесе, равную жёсткости пружины. Задние пружины также могут быть установлены на задних рычагах подвески, но, поскольку это приводит к рассмотрению коэффициента передачи, жёсткость на колесе уже не будет такой же, как жёсткость пружины.

При установке задних пружин также необходимо учитывать угол наклона пружин относительно вертикали, так как этот угол может влиять на фактическую силу пружины. Установка пружин под углом к вертикали может уменьшить эффективное усилие, которое пружина обеспечивает в вертикальном направлении. Небольшое отклонение имеет небольшой влияние, но угол более 30° приведёт к значительному уменьшению вертикальной силы на оси и, соответственно, уменьшению эффективности пружины.

5.2.3 Задние листовые рессоры
Поскольку задние листовые рессоры используются также для передачи ускоряющих и тормозных усилий, их местоположение и форма являются более критичными. Эти силы заставляют корпус оси закручиваться, и при этом листовые рессоры имеют тенденцию к скручиванию и искажению. Чтобы противодействовать такому состоянию, необходимо увеличить количество листов или их толщину, чтобы дать рессоре достаточную угловую жёсткость для противостояния этим силам. К сожалению, добавление листов или их толщины увеличивает жёсткость рессоры в целом. Это противоречие решается путём добавления листов только к передней части рессоры, что даёт рессоре жёсткость в её передней половине, необходимой для противодействия реакции от крутящего момента на оси, при этом не увеличивая вертикальную жёсткость пружины в той мере, как если бы был добавлен полный лист. Именно по этой причине большинство листовых рессор, используемых на гоночных автомобилях, имеют дополнительные листы только на своей передней части.

5.3 ОГРАНИЧИТЕЛИ ХОДА ПОДВЕСКИ
Ограничители хода подвески (буферы-отбойники) — это резиновые блоки, которые удерживают нижние рычаги подвески от удара о раму или кузов при сильных толчках. Многие энтузиасты выбрасывают их, что является ошибкой, поскольку они не осознают, что эти буферы в действительности являются пружинами переменной жёсткости. Используя буферы-отбойники, становится возможным использование более мягких пружин. В свободном ходе перед тем, как отбойники касаются рамы или кузова, только автомобильные пружины являются активными элементами подвески. При сильных ударах буферы-отбойники сжимаются между рамой и рычагами подвески, при этом эффективная жёсткость пружины увеличивается. Буферы-отбойники имеют форму, обеспечивающую всё возрастающую жёсткость по мере их сжатия. Ошибочно обрезать форму буфера-отбойника, поскольку это разрушает его прогрессивную характеристику жёсткости. Буферы-отбойники могут использоваться на гоночных автомобилях по тем же причинам, по которым они используются на серийных автомобилях (рис. 5-5).

5.4 ВЫБОР ПРУЖИН
Всё вышесказанное является хорошей справочной информацией, но в конце концов вы должны принять решение о том, какие пружины использовать на своём автомобиле. Понимание всех задействованных факторов поможет принять это решение, а также поможет рационализировать пружины, которые вы уже используете. Ниже приведены некоторые из факторов, которые следует учитывать при выборе пружин для вашего автомобиля.

5.4.1 Аэродинамические эффекты
Некоторые гоночные автомобили, такие как Indycar, могут иметь аэродинамическую прижимную силу, превышающую вес автомобиля. Если у вас 1360 кг автомобиль с 1360 кгс прижимной силы, то вам потребуются жёсткость и нагрузка пружины вдвое большие, чем при нулевой аэродинамической прижимной силе. Заводской автомобильный кузов на треке длиной 1/4 мили не имеет большой аэродинамической прижимной силы, но некоторые модифицированные автомобили имеют её значительную величину.

5.4.2 Жёсткость пружин слева и справа
Автомобили, используемые на круговых трассах, имеют большой процент веса, переносимого во время поворота на правый борт. Поскольку эффективный вес с правой стороны автомобиля увеличивается, там потребуется пружина бОльшей жёсткости и нагрузки. Установка более мягких пружин с левой стороны является популярным выбором, поскольку это не нарушает общий баланс автомобиля. Скоростные дорожные и уличные автомобили обычно используют пружины одних и тех же жёсткостей и нагрузок с левой и правой стороны, потому что они испытывают как левый, так и правый повороты.

5.4.3 Эффекты от слишком жёстких пружин
Так как большинство гоночных автомобилей могут регулировать пружинную нагрузку для установки правильной ездовой высоты, выбор наилучшей жёсткости пружины обычно вызывает наибольшую озабоченность у гонщиков. Мы обсудили причины, по которым может потребоваться бОльшая жёсткость пружин, но как узнать не слишком ли жёсткие у вас пружины? Как правило, лучше всего использовать как можно более мягкую пружину. Сцепление между автомобильными шинами и дорогой является единственным источником развития поворачивающей силы. Если шины теряют контакт с дорогой, то они создают нулевую силу для поворота. Мягкие пружины позволяют шинам лучше следить за дорожными ухабами и неровностями, поэтому шины остаются в контакте с дорогой в течение большего процента времени. Более высокая жёсткость пружины также может ограничить ход подвески как на сжатие, так и на отбой. Если ваш автомобиль не получает полного хода подвески, то, возможно, это не позволит шинам следовать по дороге в максимально возможной степени.

Пружины переменной жёсткости. Изучение оптимальных жёсткостей пружин для автомобиля в конечном итоге приводит к выводу, что наилучшая жёсткость пружины является переменной величиной. Мы хотели бы иметь мягкую пружину, чтобы поглощать дорожные неровности, а затем иметь высокую жёсткость пружины, чтобы поглощать большие удары. Имеются пружины, которые изготовлены с переменной жёсткостью. Вы можете определить эти пружины, заметив, что расстояние между витками отличается от одного конца к другому. Конструкторское решение для этих пружин верное, но на практике они не работают слишком хорошо. Поскольку автомобильные пружины работают только в ограниченной части от общего хода подвески, величина изменения в их жёсткости обычно довольно мала. Буферы-отбойники обеспечивают такую же функцию переменной жёсткости, но с большей согласованностью.

5.4.4 Жёсткость пружин для овальных трасс
Когда автомобиль движется по овальной трассе с наклоном, жёсткость пружин должна быть увеличена, дабы компенсировать увеличение эффективного веса автомобиля. В табл. 5-2 приведены приблизительные значения процента увеличения жёсткости пружин для разных углов наклона трасс. Эти расчёты выполнены для автомобиля, испытывающего перегрузку 1 на поворотах для всех углов наклона трассы. Поскольку автомобиль может не поддерживать такую перегрузку в поворотах из-за аэродинамики или мощности, эти цифры могут быть завышенными при некоторых обстоятельствах. Эти значения близки, но автомобиль и водитель должны быть последними элементами при выборе жёсткости пружин на любом заданном треке.

Табл. 5-2.
╔═══════════════╦════════════════════════╗
║Угол наклона трассы, °║Приращение жёсткости пружины, % ║
║__________________0║_____________________________ 0║
║__________________5║____________________________ 10║
║_________________10║____________________________ 23║
║_________________15║____________________________ 41║
║_________________20║____________________________ 67║
║_________________25║___________________________ 106║
╚═══════════════╩════════════════════════╝

5.4.5 Жёсткость пружин для уличного применения
Цель пружин подвески — удерживать автомобиль в спокойном состоянии, при этом позволяя колёсам отслеживать неровности дороги. В общем, самые мягкие пружины будут делать эту работу лучше всего. Более мягкие пружины позволяют каждому отдельному колесу перемещаться относительно шасси при минимальном воздействии на кабину водителя. Это приводит к мягкой езде, шумоизоляции и хорошей управляемости.

Более жёсткие пружины делают езду автомобиля жёсткой. У них нет возможности значительно улучшить управляемость. До тех пор, пока пружины на автомобиле достаточно жёсткие для того, чтобы автомобиль не цеплял днищем, они адекватны. Если автомобиль занижен, то небольшое увеличение жёсткости пружин может быть использовано для компенсации уменьшенного хода подвески.

Некоторые автомобильные энтузиасты ошибочно полагают, что если пружины жёсткостью 20 кгс/см хороши, то пружины жёсткостью 40 кгс/см должны быть ещё лучше. Они ошибаются. Оптимальное сцепление с дорогой требует, чтобы шины находились в контакте с дорожным покрытием; мягкая пружина позволяет колёсам отслеживать неровности дороги, так что шины могут создавать максимальное сцепление.

Наша рекомендация для передних пружин на уличных автомобилях — использовать стандартные заводские пружины. Чтобы немного опустить автомобиль для уличного использования, вы можете отрезать одну половину витка с верхней части пружины, используя ацетиленовую горелку.

Большинство передних пружин имеют жёсткость от 50 до 60 кгс/см. Обрезка витка, как мы рекомендовали, увеличит жёсткость примерно на 10%. Но истинная цель обрезки передних пружин — занизить автомобиль для улучшения аэродинамики и управляемости, а не для увеличения жёсткости пружины.

Некоторые автомобили, таких как Corvette с подвеской F-41, Pontiac WS-6 Trans Am и более поздняя модель Chevrolet Camaro Z-28, оснащены очень жёсткими пружинами. Мы обнаружили, что езда может быть значительно улучшена за счёт установки более мягких пружин, не влияя на возможности управляемости этих автомобилей. Многие энтузиасты покупают для этих автомобилей стандартные мягкие пружины у своего дилера и отрезают 1/2 витка для правильной ездовой высоты.

Источник