Как выглядит рессора на машину
Рессорная подвеска: принцип работы и виды
Рессорная подвеска – одна из разновидностей подвески автомобиля. В качестве основных упругих элементов используются рессоры –металлические листы различной длинны, уложенные в несколько рядов и скрепленные при помощи специальных хомутов, стремянок. Рессора (от фр. resort – пружина), как правило, имеет форму половинки эллипса.
Назначение
На некоторых моделях автомобилей устанавливается подвеска рессорного типа, чаще всего это грузовые автомобили, или серьезные машины для эксплуатации вне дорог, которая предназначена для решения следующих задач:
Конструкция рессорной подвески обеспечивает:
Концы рессоры крепятся к кузову при помощи специальной серьги (стальная качающаяся скоба), или шарнирного соединения. Благодаря такому типу соединения листовая рессора надежно фиксируется по отношению к кузову автомобиля и, одновременно, может перемещаться в продольном направлении.
К средней части рессоры крепится мост, чаще всего задний, для этого используются детали под названием стремянки.
Сфера применения
В современных легковых авто рессорная подвеска почти не встречается. Чаще ее можно увидеть у техники с большой грузоподъемностью – грузовых транспортных средств, трейлеров и т. п.
Некоторые производители современных авто используют однолистовые рессоры, работающие в паре с амортизатором и позволяющие снижать интенсивность колебаний кузова во время движения транспортного средства.
У данного типа подвески уровень комфортности во время езды существенно ниже по сравнению с другими типами подвесками. Кроме того, из-за конструктивных особенностей подвески ограничивается ход рулевой рейки (основной элемент системы рулевого управления), что снижает точность и четкость управления автомобилем.
Разновидности используемых рессор
Для современных авто серийного производства используются следующие типы упругих элементов рессорной подвески:
Также встречается торсионный тип, который представляет собой упругий стальной стержень, работающий на скручивание.
Для изготовления рессор применяется специальная конструкционная листовая сталь следующих марок:
Использование вышеперечисленных марок стали повышает механическую износостойкость готовых изделий.
Преимущества и недостатки
К плюсам использования рессор в подвеске автомобиля можно отнести:
Из недостатков выделяют следующие:
Как продлить эксплуатационный ресурс
Чтобы рессорная подвеска эффективно работала в течение длительного времени, необходимо обеспечить правильную эксплуатацию автомобиля и уделять внимание вопросам технического обслуживания. Периодические осмотры состояния рессор и своевременные чистки предотвратят преждевременный износ листов.
В процессе повседневной эксплуатации автомобиля желательно выбирать ровные асфальтированные дороги с качественным покрытием. А при перевозке грузов не следует превышать допустимый тоннаж.
На износ рессор также влияет качество управления автомобилем. Не следует допускать резких разгонов и торможения, рванного темпа езды. При появлении скрипа в нижней части кузова рекомендуется проверить наличие смазки в соприкасающихся поверхностях, а также подтянутьстремянки.
Правильная эксплуатация автомобилей с рессорной подвеской – гарантия длительной, безупречной службы как рессор, так и самого ТС.
И это все о ней… о рессоре
Рессора намного старше автомобиля. К примеру, гоголевские персонажи, обсуждавшие «доедет ли колесо…» глядели, скорее всего, на рессорную коляску. Естественно, унаследовали ее и самобеглые экипажи. В разное время ее очень широко, порою почти тотально использовали в подвесках автомобилей. И сегодня на старой технике можно встретить множество просто потрясающих конструкций. Но разбирать их здесь мы не будем, поскольку и практическая ценность этой информации небольшая, да и места для приличного обзора потребуется намного больше, чем есть во всем журнале. А потому поговорим о том, что выкристаллизовалось в процессе развития к сегодняшнему дню.
Рессорой называют пружину, представляющую собой пластину или набор пластин, работающих на изгиб. Соответственно, будучи пружиной, она обладает свойствами, присущими всем пружинам. И если на конкретной модели автомобиля рессорная подвеска жестче пружинной, это только потому, что рессору по каким-то причинам сделали более жесткой. Впрочем, есть и свои особенности. Так, если винтовая пружина практически неразрушима сжатием – витки лягут друг на друга и скорее разрушатся мосты, колеса и рама, чем сжатая пружина, то рессора будет прогибаться до полного или частичного уничтожения. Кстати, точно так же, как и растягиваемая винтовая пружина. Отсюда первое чисто практическое следствие: на забывайте бросить взгляд на отбойники и ограничители хода подвески, особенно, если приходится работать с перегрузом.
Жесткость рессоры зависит от множества параметров, но их все можно оценить невооруженным глазом. Так, она прямо пропорциональна ширине листа и количеству листов, обратно пропорциональна длине и пропорциональна кубу толщины листа. Это правило, может быть выглядящее очень наукообразным, бывает полезно. К примеру, если приходится подыскивать замену перебитой рессоре для уникальной в ваших местах иномарки. К слову, в российской глубинке автору попадались экземпляры весьма редких европейских грузовиков.
Во-первых, получается весьма жесткая в продольном направлении конструкция, которая позволяет прекрасно обходиться без реактивных штанг или других удерживающих мост устройств. Во-вторых, все листы находятся в примерно равных условиях, что особенно важно для постоянно «играющей» на неровностях конструкции, а значит, и служат они примерно одинаковое время. В-третьих, стянутые стремянками листы в процессе прогиба трутся между собой, гася раскачку автомобиля. Во многих случаях это позволяет прекрасно обходиться безо всяких амортизаторов. Наконец, само обилие листов открывает простор для конструкторской фантазии, например для получения нелинейной характеристики, приближенной к идеальной. Правда, попутно страдает надежность, и солидные автостроители подобными вещами не грешат, предпочитая использовать дополнительные рессоры («подрессорники») и хитрые опоры.
Для изготовления листов обычно используют горячекатаную полосу из углеродистой пружинной стали. Нужный выгиб придается рихтовкой, а в заводских условиях – в штампах. После этого делается термообработка. Нередко поверхность упрочняется дробеструйной обработкой.
Сечение листа до некоторого времени было прямоугольным со скругленными кромками. Но поскольку усталостное разрушение листов почти всегда начинается сверху, нижнюю поверхность сократили скосами или выемками. В результате в сечении листы большинства современных рессор имеют или трапецию, или своеобразное «Т» с очень толстой ножкой. Как водится, у такого решения имеется и «обратная сторона»: образовавшиеся после сборки многолистовой рессоры щели служат прекрасными грязесборниками и накопителями влаги. На все это можно бы наплевать и забыть, не будь грязь и ржавчина превосходными абразивами, перетирающими листы. Отсюда еще одна практическая рекомендация: не забывайте поглядывать в те места, где заканчиваются нижние листы – там верхний лист истирается сильнее.
В подробной технической характеристике отечественные заводы традиционно сообщают, что «подвеска на продольных четверть эллиптических рессорах». Такое уточнение формы изгиба листов имело смысл во времена широкого распространения рессорных подвесок, когда в качестве упругого элемента использовались конструкции из нескольких рессор. Сегодня, когда повсеместно применяется единственный выживший тип многолистовой рессоры, форма выгиба определяется скорее компоновочными соображениями, чем особенностями работы.
При переборке рессоры следует иметь в виду, что кривизна всех листов должна быть одинаковой и прилегать друг к другу они должны по всей поверхности. В противном случае возникает преднапряжение некоторых листов, что резко сократит их срок службы, да тому, что машина через некоторое время «присядет» на одно колесо, удивляться не стоит.
К мосту рессора практически всегда крепится стремянками – или сверху, или снизу (про балансирную подвеску речи нет). А вот конструкции креплений рессоры к раме могут быть трех типов. Назовем их «легкий», «средний» и «тяжелый».
В первом случае оба конца коренного листа рессоры загибаются в кольца под цилиндрические сайлент-блоки, через которые и крепятся с одной стороны к кронштейну на раме, а с другой к серьге. Сегодня считается, что рессора должна крепиться к раме передним концом. Именно так их и устанавливают почти все автостроители. Тем не менее, порой попадаются машины (как ни странно, довольно свежие по возрасту), у которых рессоры стоят «задом наперед». Сайлент-блоки, как правило, представляют собой резиновые втулки. Конструкция хороша тем, что хорошо гасит вибрации и не требует обслуживания, но ее регулярная ревизия просто необходима. Нагрузочные способности такого крепления рессор не велики, правда, встречаются довольно тяжелые машины, подвеска которых сделана именно так. Примером может служить Renault Mascott с полной массой семь тонн. В основном же легкий тип используется на немногих легковушках, сохранивших до наших дней рессорную подвеску, а также на грузовиках с «легковой» полной массой.
Второй вариант – заделка переднего конца рессоры в три подушки (верхнюю, нижнюю и переднюю – чтобы ограничить продольное перемещение), а заднего только в две (верхнюю и нижнюю). Эта конструкция хорошо известна по ульяновским «буханкам» и нижегородским среднетоннажникам от ГАЗ-53 и более поздним. Обслуживания не требует. Очень надежна, но вибрации гасит несколько хуже, чем «легкая». Сборка крепления сопряжена с определенными неудобствами, впрочем, не большими. Несмотря на очевидные достоинства, у западных автостроителей особой популярностью не пользуется.
Наконец, тяжелая серия. В ней нет никаких резиновых втулок или подушек. К переднему концу коренного листа крепится корпус подшипника скольжения, в отверстие которого вставлен довольно массивный стальной палец, закрепленный в кронштейне на раме. Рабочая поверхность пальца чаще всего цилиндрическая, однако попадаются модели, у которых резьбовая поверхность трения. Прелесть такой конструкции заключается в том, что она ограничивает осевое перемещение рессоры, а кроме того, в ней зона трения хорошо защищена от воды и грязи (разумеется, при наличии смазки). Наибольшим ее недостатком является сложность ремонта, а кроме того, в запущенном состоянии резьбовая пара, трущаяся «сталь по стали», становится неразборной. Правда, для получения такого результата нужно здорово постараться.
Задний конец коренного листа обычно опирается на цилиндрическую опору. Когда рессора прогибается, лист перекатывается по опоре, рабочая длина рессоры уменьшается, а ее жесткость увеличивается. Такая конструкция прекрасно передает на раму все вибрации, зато способна выдерживать огромные нагрузки. Она очень долговечна, но требует своевременной смазки. Примечательно, что это решение встречается и на сравнительно легких грузовиках, но у них задний конец может крепиться и серьгой.
Как известно, самые большие недостатки – продолжения достоинств. И если межлистовое трение гасит раскачку, то лишь после того, как начнется перемещение. А если учесть, что трение покоя больше, чем трение скольжения, то получится занятная ситуация: на гладкой дороге усилия на рессоре недостаточны для того, чтобы сдвинуть листы относительно друг друга, и рессора не прогибается вовсе. Потому-то многолистовую рессору и называют «подвеской для плохих дорог».
С этим явлением пытались бороться. Например, московские таксисты и водители «персоналок» снимали задние рессоры с ГАЗ-24, смазывали их графитной смазкой, упаковывали в чехол, после чего ставили на место. Понятно, на грузовиках никто подобным не занимался. Впрочем, если уж приходится перебирать подвеску и рессоры, то между листами можно проложить присыпанную графитом (но не смазкой!) трансформаторную бумагу. Кое-кто засовывает туда тефлоновую или полиэтиленовую пленку, однако эти материалы под нагрузкой текут. Кроме того, после уменьшения межлистового трения энергоемкость штатных амортизаторов в некоторых случаях может оказаться недостаточной. Разумеется, там, где амортизаторы не предусмотрены изготовителем, с межлистовым трением бороться не следует.
Именно межлистовое трение стало причиной того, что многолистовые рессоры начали вытесняться мало- и даже однолистовыми. В большей степени это происходит в легких классах грузовиков и на пассажирских транспортных средствах. Принципиальное отличие таких рессор только одно: в них лист вовсе необязательно сделан из полосы с постоянными толщиной и формой сечения. Если листов больше одного, то они уже не обязательно плотно прилегают друг к другу, чаще можно наблюдать обратное.
Теоретически (да и практически) лопнувший лист, пусть даже коренной, в многолистовой рессоре чаще всего не приводит к серьезным последствиям. А вот в мало-, а уж тем более в однолистовой рессоре то же событие оборачивается отказом автомобиля. Тем не менее, качественно изготовленные рессоры всех типов примерно равно надежны. А поскольку разрушение чаще всего носит усталостный характер и начинается с трещины, своевременное проведение технических ревизий гарантирует от неприятностей на дороге.
Сегодня рессоры все больше вытесняются пневматическими подвесками. Их главное достоинство – возможность по мере надобности изменять дорожный просвет и жесткость, да и с электронным управлением они дружат. Одновременно рессоры постепенно сдают позиции. Может показаться, что дни рессоры сочтены.
Действительно, с точки зрения конструктора рессора – объект неудобный. Напряжения в ее материале зависят от деформации, а с нею не все просто. Кроме того, рессора прогибается под нагрузкой, при перекосе мостов она скручивается, разгон и торможение ее также скручивают, но уже в другой плоскости, а кроме того, она служит еще и реактивной тягой, воспринимает поперечные нагрузки, и все это при наличии дорожных неровностей! Все это предопределяет невозможность простого и точного проектировочного расчета, да и моделирование затрудняет очень сильно. Все же, производители, опираясь на опыт, насчитывающий не одну сотню лет, делают рессоры и ставят их на грузовики, ибо во многих случаях они остаются наилучшим решением.
Современные исследования открывают перед рессорами новые горизонты. Так, благодаря композиционным материалам можно снизить вес и получить практически любую характеристику, более того, можно заложить внутреннее демпфирование и распроститься с амортизаторами. Цена? Как ни странно, при использовании стеклопластика она получается вполне приемлемой. Но это вопрос будущего. А пока в рессорном хозяйстве царствует железо. И его много. Во всяком случае, на наш век хватит.
Рессорная подвеска: принцип работы, плюсы и минусы
Статья про рессорную подвеску: ее основные функции, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о том, какая подвеска лучше. Статья про рессорную подвеску: ее основные функции, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о том, какая подвеска лучше.
Подвеска играет немаловажную роль в конструкции автомобиля — именно от ее работы зависит плавность перемещения машины по дорогам. А поскольку дороги бывают не очень хорошего качества, нагрузка на подвеску возрастает в несколько раз. Рессорная подвеска отлично продемонстрировала себя как раз-таки в тяжелых условиях эксплуатации автомобилей. На ее конструкции и принципе работы мы и остановимся.
Основные функции подвески
Прежде всего, следует отметить, что именно подвесные элементы соединяют кузов автомобиля с шинами. Без этого элемента машина превращается в самую обыкновенную телегу, которую трясет при появлении малейших неровностей.
Второй и также важной функцией подвесных элементов можно назвать усиление устойчивости автомобиля. Во время выполнения поворотов и разворотов автомобиль подвергается внешним боковым нагрузкам, которые могут привести к опрокидыванию. Подвеска обеспечивает устойчивость авто, обеспечивая безопасность находящимся в салоне.
И, наконец, третья функция, про которую уже говорилось ранее – подвеска соединяет шасси с кузовом.
Конструкция подвесных элементов
Любая подвеска состоит из трех компонентов:
Гасящий компонент, если судить по названию, нужен для гашения различных неровностей, которые встречаются на пути следования автомобиля. В качестве этого компонента чаще всего используют амортизаторы.
Направляющий компонент представлены рычагами, которые служат для соединения шасси и кузова автомобиля.
Принято считать, что существует два типа подвесок: механические и пневматические. Однако некоторые подвесные элементы также сочетают в себе электрические и гидравлические составляющие, что помогает добиться более плавного передвижения по дороге. Иногда за работу подвески отвечает электронный блок управления.
История рессорной подвески
Системы подрессоривания данного типа появились много лет назад. Во древнем Риме на телегах иногда использовались рессоры. В качестве упругих элементов выступали ремни из кожи или металлические цепи. Применение таких систем подрессорирования позволяло перевозить крупногабаритные грузы без потенциальной опасности повредить мосты и колеса.
Большинство грузовых автомобилей имеет в своей конструкции именно рессорную подвеску, что позволяет перевозить крупногабаритные грузы на большие расстояния и по плохим дорогам, не боясь за неожиданные поломки мостов и колес.
Конструкция и работа рессорной подвески
Данный подвесной элемент представлен металлическими рессорами – стальными листами отличающейся длины, которые скреплены между собой хомутами. Центр стальных листов отвечает за крепление подвески к мосту автомобиля. Окончания листов присоединяются к раме машины при помощи шарниров или серёг.
Необязательно использовать несколько листов, поэтому в середине прошлого века в Америке применялись системы подрессоривания с одним металлическим листом. Подобные системы устанавливались на автомобили марки Форд, и только спустя несколько лет данная система снискала свою популярность у европейских автопроизводителей.
При попадании на препятствие рессорные листы немного сгибаются, гася таким образом все колебания, появившиеся в результате наезда. Если листов несколько, большая нагрузка приходится на нижнюю рессору, поэтому ее изготавливают короче, добиваясь при этом наименьшего изгиба. Верхние рессоры наоборот делают длиннее, чтобы добиться большей гибкости и погасить оставшиеся колебания после нижних листов.
Плюсы и минусы рессор
Самым очевидным плюсом металлических листов можно назвать простоту в изготовлении, а следовательно — меньшую стоимость. Такие конструкции также отличаются надежностью, поскольку сломать толстые слои металла крайне сложно.
Машины с рессорными системами неприхотливы к качеству дорог — они могут свободно перемещаться и по пустынным магистралям. К тому же груз, находящий в багажнике, никоим образом не скажется на проседании автомобиля, поскольку все нагрузки от него будет гасить рессора.
Основной недостаток у рессор – низкий срок службы металлических листов. Частые нагрузки приводят к проседанию металла, что выливается в скрежет и дребезжание во время процесса передвижения. Рессора будет требовать постоянной смазки, к тому же часто придется менять прокладки.
Некоторые автолюбители, эксплуатирующие рессоры, жалуются на постоянные затраты, которые настолько велики, что целесообразность использования рессорной подвески становится под вопросом. В ряде случаев проще установить гидропневматический подвесной элемент, даже несмотря на его высокую стоимость.
Применение рессорных систем на легковых автомобилях встречается крайне редко. Но если вы эксплуатируете грузовой автомобиль, который занимается постоянным транспортированием грузов, рессорная подвеска покажет себя во всей красе.
Видео о том, какая подвеска лучше:
С какой целью в автомобилях устанавливают рессоры, и как они работают
В современных легковушках достаточно редко встречается рессорная подвеска. Её можно встретить в грузовиках, так как этот тип подвески в большей степени подходит для высоконагруженных машин. Данный элемент автомобиля не теряет своей актуальности как у отечественных, так и у зарубежных брендов.
Устройство и принцип работы автомобильной рессоры
О том, что такое рессоры, знали ещё изготовители телег и карет, так как эта часть механического транспортного средства в инженерных конструкциях используется давно. Она используется для передачи силовых динамических и статических нагрузок от рамы либо кузова к ходовой части.
Рессорой в автомобилях называют упругий элемент подвески, применяемый для компенсации ударов, колебаний и толчков, возникающих на неровной дорожной поверхности.
Конструкция этой части подвески является простым набором из пластин разной длины. Они собраны в пачку от самой длинной (с проушинами на конце) до самой короткой и соединены металлическими хомутами. Крепление в легковушках или джипах осуществляется под мостом, а в грузовиках непосредственно над мостом.
Передача нагрузки на изгиб происходит как при нагрузке упругой балки. В последнее время всё чаще используется не набор листов, а монолистовая балка. В гашении колебаний помогают вмонтированные амортизаторы. Основная задача, закладываемая в такую подвеску автомобиля, состоит в том, чтобы гасить вертикальные колебания.
Разновидности рессор
На современных серийных автомобилях используются такие листовые типы рессор:
Также можно встретить торсионный тип и цилиндрический. В первом случае используется упругий стержень, работающий на скручивание (актуально для военной техники), а во втором – главная роль отведена стальному пруту, скрученному по спирали, в виде конуса либо чашеобразной формой (применяется в ж/д технике).
Для изготовления листов применяется конструкционная листовая сталь марок 50ХГ, 50ХГА, 50ХГФА, 55С2А, 65С2ГВА, 70. В результате проявляется стойкость к механическому износу готового изделия.
Расположение рессор
Чтобы обнаружить, где в автомобиле располагаются рессоры, необходимо заглянуть под кузов или под грузовую часть. Этот узел может быть как в передней части, так и сзади. Во втором случае монтируется более жёсткая, выдерживающая значительные нагрузки модель.
Усиление проводится за счёт вмонтированных дополнительных листов. Усилить конструкцию помогут добавленные две-три коренные рессоры. Подобное решение снизит комфорт, но увеличит жёсткость.
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.
Основной недостаток состоит в том, что происходит быстрый износ. Виновниками зачастую становятся автомобилисты, которые перегружают машины больше нормы, что приводит к проседанию и потере пружинных качеств. Не всем автовладельцам нравится то, что за листами, стянутыми хомутами, приходится периодически ухаживать, а также контролировать состояние смазки проушин. Если процедуру не проводить своевременно, то появятся посторонние шумы и существенно увеличится износ трущихся поверхностей.
Советы по уходу за рессорами
Чтобы рессорная подвеска служила долго и не добавляла хлопот, необходимо соблюдать некоторые правила. Желательно выбирать дороги с качественным покрытием или ровной поверхностью (для грунтовых шоссе). При перевозе грузов не рекомендуется превышать допустимый тоннаж.
Негативно сказывается на длительности ресурса резкие торможения и старты. Если выявлены проблемные листы, то важно их своевременно заменить на новые. Когда возникает скрип снизу, то высока вероятность отсутствия смазки в трущихся поверхностях, поэтому её нужно добавить в проушины и подтянуть хомуты.
Почему рессоры редко устанавливают на легковые машины
Использование рессор актуально для высоконагруженного транспорта. К нему не относятся легковые автомобили. Также у этого типа подвески существенно ниже комфортность для пассажиров в отличие от пружинных конструкций, так как практически каждая кочка будет отзываться на сиденье.
Данный тип амортизации авто более жёсткий, чем тот, что установлен в спортивных моделях авто. К минусам принято относить потерю остроты управления из-за ограниченности хода. Рессоры лучше себя проявляют под умеренной нагрузкой, например, в пикапах, фургончиках или грузовичках.