Применение листовых рессор на автомобилях

Преимущества рессорной подвески

Несмотря на большое количество разнообразных подвесок, рессоры остаются наилучшим решением, когда разговор заходит о грузовиках.

Преимущества рессорной подвески:

• устойчивость к перегрузкам;
• стойкость и эффективность на плохих дорогах;
• надежность конструкции;
• невысокая стоимость.

Постепенно рессоры вытесняются пневматическими подвесками. Однако благодаря композиционным материалам отдаленное будущее открывает перед ними новые горизонты. Новые материалы изменят их вес и характеристики, позволят заложить внутреннее демпфирование и забыть об амортизаторах.

Однако сегодня в рессорном царстве все еще царит железо, надежность и отказоустойчивость. Если ваш грузовой автомобиль нуждается в новой подвеске, милости просим в !

Рессорно-балансирная подвеска

Полуэллиптические продольные рессоры удерживают каждую ось полуприцепа, кроме этого, на раме закреплены ушки крайних рессор, что обеспечивает безопасность всей установки. Между собой свободные концы соседних рессор соединяются качающимся балансиром. Такая конструкция обеспечивает независимый ход колес по вертикали. При движении, рессоры являются амортизирующим элементом и воспринимают вертикальную и боковую нагрузку. Тяговая и тормозная силы передаются реактивными штангами. Периодическое техническое обслуживание сводится к минимуму за счет отсутствия дополнительных элементов и простоты конструкции. Рессорно-балансирная подвеска является наиболее жесткой среди всех типов, обеспечивая тем самым максимальную устойчивость полуприцепа на дороге. Применение рессорной подвески оптимально для прицепной техники эксплуатирующейся на дорогах общего пользования и по умеренному бездорожью. Среди преимуществ рессорной подвески можно отметить ее дешевизну, надежность и долговечность. Подробнее

Классификация

Различают независимое (индивидуальное) и сопряженное (сбалансированное) подвешивание. Если нагрузка передается на каждую буксу через упругие элементы, не связанные с упругими элементами соседних колесных пар, то такое подвешивание называют независимым (ВЛ80, ВЛ85). При независимом подвешивании на нагрузку от колес на рельсы влияет правильность развески, состояние элементов подвешивания, колебания подрессоренных масс и др. Неравенство статических нагрузок приводит к ухудшению использования сцепного веса, уменьшению наибольшей развиваемой силы тяги. Поэтому в эксплуатации необходима проверка правильности развески электровоза.

При сопряженном подвешивании упругие элементы двух или трехколесных пар соединяют между собой балансирами, что способствует выравнивания нагрузок колесных пар. Эффект выравнивания тем больше, чем меньше масса балансиров и меньше трение в шарнирах системы подвешивания.

Группа упругих элементов, соединенных между собой, создает условную точку подвешивания. Так, упругие элементы, находящиеся в одном буксовом узле при независимом подвешивании, создают одну точку подвешивания. Одну точку подвешивания дают упругие элементы двух или трех буксовых узлов, если эти элементы связаны балансирами.

Электровозы ВЛ60К и ВЛ60п/к (Рис. 1) имеют сбалансированное четырехточечное нижнее рессорное подвешивание, в значительной степени выравнивающее нагрузки между осями. Однако трение в шарнирах и других деталях делает это выравнивание неполным; поэтому требуется производить поосное и поколесное взвешивание электровоза и регулировать рессорное подвешивание.

Рессорное подвешивание (Рис. 1) состоит из листовых рессор 1, цилиндрических пружин 2, продольных балансиров 4, опор 6, стаканов, связанных в единую систему стойками 9, стержнями, валиками 5, 7 и другими крепежными деталями. Рессора набрана из десяти листов стали марки 55С2 или 60С2 с размером сечения 16X120 мм, соединенных хомутом 8, и подвешена к буксе на валике 5. Рама 3 тележки средней частью через валик 7 опирается на балансир 4, который с помощью стойки 9 и опоры 6 опирается на концы рессор. Концы рам тележки опираются на рессоры через пружины 2, стаканы опоры 6 и стержни. Регулировку рессорного подвешивания производят гайками, опирающимися на опору 6.

Принцип работы

Подвеска функционирует за счет того, что в момент наезда на неровность, перемещаются упругие элементы (например, пружины), преобразуя ударную энергию. Жесткость перемещения этих элементов контролируется, сопровождается и смягчается при помощи амортизирующих устройств. В конечном итоге, благодаря подвеске, сила удара на кузов автомобиля воздействует гораздо слабее, что обеспечивает более плавный ход транспорта.

В зависимости от уровня жесткости различают подвески:

• Жесткие — позволяют повысить информативность и эффективность управления автомобилем, но при этом уменьшается комфорт.
• Мягкие — обеспечивают лучшую комфортабельность при поездке, но управляемость ухудшается.

Опытные водители стараются выбрать оптимальный вариант, сочетающий лучшие качества устройства.

Помимо помощи в преодолении неровностей дорожного покрытия, подвеска участвует в прохождении поворотов и совершении бокового маневра, в разгоне и торможении.

ЧТО ВХОДИТ В ПОДВЕСКУ АВТОМОБИЛЯ

К современным машинам предъявляется множество требований. Они должны быть хорошо управляемыми и при этом устойчивыми, бесшумными, комфортными и безопасными. Чтобы претворить в жизнь все эти пожелания, инженерам требуется тщательно продумать устройство подвески.

На сегодняшний день не существует какого-либо универсального эталона. В арсенале каждого автопроизводителя свои хитрости и современные разработки. Однако, для всех типов подвесок характерно наличие таких объектов:

• Упругий элемент.
• Направляющая часть.
• Стабилизатор устойчивости.
• Амортизирующие устройства.
• Колесная опора.
• Крепежи.

УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ

Автомобильная подвеска содержит упругие элементы, изготовленные из металла и неметаллические части. Они необходимы для перераспределения ударной нагрузки, получаемой колесами при встрече с неровностями дороги. К металлическим упругим деталям относятся рессоры, торсионы и пружины. Неметаллические элементы — это резиновые отбойники и буферы, пневматические и гидропневматические камеры.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Исторически самыми первыми появились рессоры. С точки зрения конструкции — это металлические полосы разной длины, соединенные между собой. Помимо эффективного перераспределения нагрузки, рессоры хорошо амортизируют. Чаще всего они используются в ходовой части грузовиков.

Торсионы представляют собой наборы пластин или стержней, работающих на скручивание. Обычно торсионной бывает задняя подвеска автомобиля. Устройства этого типа используют, кроме того, японские и американские производители машин увеличенной проходимости.

Металлические пружины входят в состав ходовой части любого современного авто. Эти элементы могут иметь постоянную или переменную жесткость. Их упругость зависит от геометрии прутка, из которого они изготовлены. Если диаметр прутка меняется на всем протяжении, то пружина имеет переменную жесткость. В противном случае упругость является постоянной.

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Упругие неметаллические детали используются совместно с металлическими. Резиновые элементы – отбойники и буферы – не только участвуют в перераспределении динамических нагрузок, но и амортизируют.

Пневматические и гидропневматические камеры используются в конструкциях активных подвесок. Их действие определяется свойствами только сжатого воздуха (пневмокамеры) или газа и жидкости (гидропневматические камеры). Эти упругие элементы дают возможность менять клиренс транспортного средства и жесткость системы амортизации автоматически.

Кроме того, они обеспечивают высокую плавность хода. Первыми были разработаны гидропневматические камеры. Они появились на машинах марки Citroen в 1950-х годах. Сегодня пневматическими и гидропневматическими подвесками опционно оснащают авто бизнес-класса: Mercedes-Benz, Audi, BMW, Volkswagen, Bentley, Lexus, Subaru и др.

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ

Направляющие элементы подвески – это стойки, рычаги и шарнирные соединения. Их основные функции:

• Удерживать колеса в правильном положении.
• Поддерживать траекторию движения колес.
• Обеспечивать соединение системы амортизации и кузова.
• Передавать энергию движения от колес на кузов.

СТАБИЛИЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Подвеска автомобиля не обеспечивала бы транспортному средству необходимой устойчивости без стабилизирующего устройства. Оно борется с центробежной силой, стремящейся опрокинуть машину при повороте, и уменьшает крены кузова.

В техническом отношении стабилизатор поперечной устойчивости – это торсион, связывающий систему амортизации и кузов. Чем выше его жесткость, тем лучше авто держит дорогу. С другой стороны, излишняя упругость стабилизатора уменьшает ход подвески и снижает плавность движения транспортного средства.

Стабилизаторами поперечной устойчивости оснащают, как правило, обе оси машины. Но если задняя подвеска автомобиля торсионная, устройство устанавливают только спереди. Полностью отказаться от него смогли инженеры Mercedes-Benz. Они разработали особый тип адаптивной подвески с электронным контролем положения кузова.

Достоинства и недостатки рессор

Как и все элементы подвески, рессорные листы обладают позитивными и негативными характеристиками. Одними из важных достоинств служат относительная простота изготовления, ремонта и монтажных/демонтажных работ. Этот узел не боится перегрузок и дорог низкого качества, где имеются не только выбоины, но и множество ям.

Благодаря пружинным характеристикам гасятся колебания, возникающие во время разгона либо торможения, а также при возникновении заносов. Компактность подобной подвески обеспечивается её расположением снизу, что экономит багажное пространство в багажной части автомобиля.

Основные типы подвески

Существует несколько типов подвесок. Рассмотрим особенности тех, которые используются в современных автомобилях.

Зависимая подвеска

В зависимой системе подвески колеса на обеих сторонах транспортного средства связаны балкой и работают вместе. Как правило, этот тип подвески включает в себя цельную ось, которая расположена по всей ширине рамы автомобиля. Два колеса соединены этой осью, что означает, что они работают как пара и выполняют одинаковые движения.

Зависимая подвеска чрезвычайно крепкая, но не очень подходит для автомобилей. Как правило, такая подвеска используется на тяжелых грузовиках, полноценных внедорожниках. Такие транспортные средства чаще используются для езды по пересеченной местности.

Независимая подвеска

В системах с независимой подвеской нет оси, которая бы соединяла колеса попарно. Вместо этого каждое колесо по-своему реагирует на дорожные неровности. Это означает, что если одно колесо наезжает на препятствие или попадает в ямку, это не повлияет на другое колесо.

В отличие от зависимой подвески, которая намного жестче и не очень подходит для городских условий, независимая обеспечивает довольно хороший комфорт пассажирам в автомобиле. Это основная причина, по которой большинство современных автомобилей оснащаются независимой подвеской.

Основные виды независимой подвески

МакФерсон

Это одна из самых распространенных систем подвески в автомобилях. Конструкция стойки MacPherson очень проста и, как правило, представляет собой комбинацию амортизатора и спиральной пружины, которые работают синхронно.

Этот тип подвески был впервые использован в автомобилях Ford в 1950-х годах, а затем стал одним из наиболее широко используемых в современных автомобилях. Хотя стойка МакФерсон также может быть установлена ​​на задней подвеске, она обычно используется в основном на передней части машины.

Система стоек MacPherson обязана своей популярностью благодаря таким преимуществам, как простой дизайн, низкие производственные затраты, отличное обслуживание, меньший объем и многое другое.

Двухрычажная подвеска

Особенностью этого типа подвески является то, что на каждой стороне оси имеются два продольных рычага, которые сочетаются с поперечно расположенными упругими элементами подвески.

Преимущества подвески с двумя рычагами — ее компактность и комфорт, который она обеспечивает пассажирам в автомобиле. Его недостатки заключаются в том, что он имеет относительно большую массу, что увеличивает вес автомобиля. В случае сталкивания с препятствием возможно продольное движение, из-за чего система может сломаться.

Подвеска с качающимися осями

Этот тип независимой подвески использует две полуоси вместо одной стабильной. Каждая ось прикреплена к шасси посредством шарнира. Особенностью этого типа подвески является то, что в случае препятствия колесо всегда сохраняет свое положение перпендикулярно осям. Подвеска качающейся оси в основном используется для задней части заднеприводных авто.

Преимуществами этого типа подвески являются простота конструкции, низкие затраты на ее обслуживание и низкая цена. Недостатками являются большие колебания и плохое управление рулем, если скорость увеличивается выше 60 км / ч.

Многоточечная подвеска

Многоточечная подвеска — это тип подвески автомобиля, который имеет три или более боковых рычага и один или несколько продольных рычагов. Этот тип подвески довольно популярен, так как обеспечивает отличную стабильность колес и отличную устойчивость машины на поворотах. Многоточечная подвеска может быть установлена ​​на передней оси, но чаще всего используется в задней части авто.

На двойных поперечных рычагах

Этот тип подвески делится на несколько подтипов (пружинные, пневматические, гидропневматические) в зависимости от используемых упругих элементов. Общей особенностью всех подтипов этой подвески является наличие передних рычагов, которые своими наружными концами подвижно соединены с кузовом или рамой автомобиля, а внутренние соединены шарнирами.

Преимущества этого типа подвески являются как структурными, так и функциональными. Его конструкция уникальна тем, что все его элементы можно прикрепить к специальной перекладине, которая позволяет быстро снять всю подвеску во время ремонта.

Его функциональное преимущество заключается в том, что он позволяет изменять его геометрию и модернизировать. Этот тип подвески чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях, поскольку способствует лучшему управлению автомобилем.

Как выполняется усиление рессор

Разобравшись с тем, как можно усилить рессоры на своём легковом прицепе, многие закономерно решаются взяться за это дело самостоятельно.

Процедура состоит из нескольких последовательных этапов:

• Сначала требуется снять рессору с платформы. Чтобы это сделать, обычно достаточно открутить крепёжный болт в передней части рессоры, который удерживается в металлическом ушке, после чего снять крепёжный хомут, соединяющий конструкцию с балкой. Чаще всего тут применяют 4 болта М12.
• Теперь рессору нужно разобрать. Сначала откручивается стягивающий, расположенный по центру, болт. Затем аккуратно следует отогнуть скобы.
• Далее проверяется состояние каждого листа. Если вы видите признаки износа одного или нескольких листов, их ресурс подошёл к концу, а потому на этом этапе их лучше сразу убрать и заменить новыми.
• После проведённых манипуляций добавляется необходимое количество дополнительных листов. В большинстве случаев владельцы легковых прицепов усиливают рессорную подвеску на 2-3 листа.
• Добавив требуемое количество листов, узел собирается в обратной последовательности.
• Поскольку число листов увеличилось, ранее используемый стягивающий болт уже может не подойти. Потребуется взять новый с увеличенной длиной.
• Прежде чем возвращать уже усиленную рессору на место, обязательно проверьте текущее состояние фторопластовой втулки. Если есть следы износа, замените втулку.

На этом процедура усиления закончена. Как видите, ничего сложного нет.

Рессорная подвеска, применяемая на автомобильных прицепах, имеет свои сильные и слабые стороны. По основным эксплуатационным характеристикам она превосходит резино-жгутовый аналог. Потому у автомобилистов есть все основания, чтобы задуматься о замене подвески.

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:

• осадка;
• перелом;
• срыв болта;
• поломка пальцев.

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.

Важная часть подвески

Рессора – упругая составляющая подвески машины, которая обеспечивает распределение нагрузки кузова на его ходовые части. Также служит для смягчения ударов и колебаний во время езды.

Именно данный элемент ходовой части средства передвижения компенсирует разнообразные колебания, которые вызваны дефектами дорог. Вследствие этого, подобная конструкция – важная составляющая машины, обеспечивающая комфортность ее использования для пассажиров.

Рессоры представляют собой соединенные металлические пластины. Это – прочный, недорогой и очень долговечный конструктивный элемент, который обеспечивает нужные для комфортного использования машины характеристики при езде по плохой дороге. Такая конструкция не требует никакого особого ухода, на нее не влияет попадание грязи, влаги, воздействие щебня или гравия.

Устройство и принцип работы автомобильной рессоры

Подвеска в вашем авто не является принципиально сложной инженерной конструкцией. Из чего состоит рессора, знает практически каждый автолюбитель. Обычно это листы из специальной стали разной длины, которые фиксируются хомутами. В легковых автомобилях рессора чаще всего крепится под мостом, а в грузовых – над ним. Концы рессор присоединяют к кузову с помощью шарниров. Автомобильная рессора передает нагрузку на ходовую часть от кузова или рамы. Есть также конструкции, где листовая рессора работает на изгиб, словно упругая балка. Обычно в ней используется несколько листов. Но в последнее время наметилась тенденция более частого применения монолистовых рессор. В таких конструкциях большая роль отводится амортизаторам, которые серьезно помогают гасить колебания кузова

Важно! Импортные рессоры лучше гасят вертикальные колебания. Они предельно компактны и могут использоваться без амортизаторов

Принцип работы рессорной подвески

Зависимая подвеска представляет собой единую жесткую ось, которая соединяет правое и левое колеса. Работа такой подвески отличается определенной закономерностью: если левое колесо попадает в яму (вертикально опускается вниз), то правое поднимается наверх и наоборот.

Рессора представляет собой несколько листов стали неодинаковой длины, прикрепляемых друг к другу так называемыми хомутами. Середина пружины соединена с мостом, где находятся ось и колеса. Оба конца рессоры крепятся к кузову при помощи шарниров или серег.

Бывает, конструкторы предусматривают возможность изгиба листовой пружины. Современные рессоры часто выпускают только с одним стальным листом, они уменьшают вибрацию кузова совместно с амортизаторами. Но вот легковые машины сегодня оснащают подвесками других видов.

ПОДРОБНОСТИ: Какой антирадар лучше выбрать среди существующих радар-детекторов

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Данная подвеска является самой распространенной. Она устанавливается на передней оси в практически во всех современных машинах. В ней нижний рычаг соединяется со ступицей с помощью шаровой опоры. Также в зависимости от конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. Амортизационная стойка с пружиной крепится к ступичному узлу, а верхняя опора закрепляется непосредственно на кузове. В роли стабилизатора выступает поперечная тяга. Она также крепится на кузове. Ее основная задача – противодействие крену машины. Поворот колеса в этом случае будет осуществляться за счет подшипника чашки стойки-амортизатора и нижнего шарнира.

Задняя система выполнена по аналогичному сценарию. Однако в этой части не допускается возможность поворота колес. Вместо нижнего рычага здесь размещены поперечные и продольные тяги, которые фиксируют ступицу. Недостатком такой системы можно назвать среднюю управляемость. При этом достоинств у нее больше. Подвеска МакФерсон достаточно проста в конструктивном отношении, отличается компактными размерами, надежностью и бюджетной стоимостью обслуживания.

Передняя двухрычажка

Конструктивно двухрычажка гораздо сложнее и отличается более высокой эффективностью. Здесь в роли верхней точки крепления выступает второй поперечный рычаг. У задней подвески строение аналогичное. Все автомобили, оснащенные подобной системой, демонстрируют высокий показатель управляемости.

Пневматическая

В этой системе главенствующую роль играют пневмобаллоны, которые заменяют стандартные пружины. Внутри них находится сжатый воздух. Пневмоподвеска выделяется тем, что благодаря ей у автомобилиста появляется возможность с помощью бортового компьютера регулировать высоту кузова. Также система улучшает плавность хода транспортного средства. Встретить такую конструкцию можно исключительно на авто, относящихся к премиальному сегменту.

Гидравлическая

В этой конструкции стойки соединены в единый замкнутый круг с гидравлической жидкостью. В такой системе также есть возможность регулировать высоту клиренса, но при этом дополнительно можно еще и управлять жесткостью. Делается это с помощью электроники через экран бортового компьютера или специальными физическими переключателями.

Электромагнитная

У такой подвески вместо амортизаторов установлены электромагниты. Чаще всего встретить данную конструкцию можно на машинах премиального класса. Так как электромагниты потребляют большое количество энергии, то подобная система, как правило, совмещается с гидравлической. Таким образом экономится заряд аккумуляторных батарей.

Спортивная или винтовая

Колойверы или винтовая подвеска состоит из амортизационных стоек, жесткость которых можно настроить непосредственно на машине. Нижний упор пружины имеет резьбовое соединение. Это позволяет регулировать ее высоту и величину клиренса. В гоночных автомобилях с открытыми колесами устанавливают специальные подвески типа push-rod и pull-rod. Они базируются на двухрычажке. Основная особенность таких систем заключается в том, что демпфирующие элементы установлены внутри кузова.

Преимущества и недостатки

Чаще всего зависимую подвеску устанавливают на грузовые автомобили и прицепы. Делается это потому, что рессорный тип подвески почти не провисает как пружинная, благодаря чему можно загрузить большое количество груза. Такая схема стоит дешевле, и установить ее гораздо проще. Безусловным плюсом можно считать то, что рессоры хорошо удерживают автомобиль при торможении, разгоне и на поворотах. Подвеска работает без дополнительных устройств, таких как: рычаги, втулки и прочие вспомогательные приборы. Стоит отметить, что простота конструкции рессорной подвески меняется в зависимости типа подвески (зависимая, независимая).

Есть у такой схемы и минусы.

• Главным минусом считается то, что такая подвеска недолговечна и часто скрипит, избавиться от скрипа в ней можно с помощью смазки пластин и замены прокладок. Стоит отметить, что пневматическая система хоть и дороже, сложнее, конструктивно она обходится дешевле в уходе, чем рессоры.
• Вторым минусом считается жесткость зависимой подвески, но это устраняется, если поставить рессоры длиннее. Мягкой плавности хода на «Чайке» и «ЗИЛ» добились именно этим способом.
• Третьим минусом считается быстрое проседание, если на автомобиле перевозятся грузы постоянно. Четвертым минусом считает ухудшенная управляемость на дороге на высокой скорости. Здесь следует выделить то, что управляемость теряется только на зависимой схеме, на которой нет дополнительных рычагов, на зависимой подвеске с рычагами этого недостатка нет.