От чего зависит жесткость подвески: Пять основных способов сделать мягче подвеску автомобиля

Мягкая или жесткая подвеска: что выбрать?

Для того, чтобы автомобиль двигался плавно, не сильно кренился при входе в поворот, не трясся на ямах и неровностях, его оснащают подвеской. Этот конструктивный элемент обеспечивает четкость углов установки колес, их подвижность во всех направлениях и плотное соприкосновение с дорожным покрытием. Подвески могут быть мягкими или жесткими, и какие из них лучше — об этом автомобилисты спорят постоянно.

От чего зависит жесткость подвески

Жесткость подвески зависит от того, как настроены ее пружины, а за эффективное гашение колебаний при движении отвечают амортизаторы; при этом регулировка амортизаторов влияет на мягкость подвески, то есть на корректировку крена и смещение кузова.

Неотрегулированные амортизаторы делают поездку некомфортной, а сам автомобиль — менее маневренным. Они снижают плавность движения, ухудшают скорость разгона и тормозной путь.

Чем жесткая подвеска отличается от мягкой

Установленная на автомобиль жесткая подвеска дает водителю возможность лучше контролировать автомобиль при изменении ситуации на дороге. Чаще всего жесткими подвесками оснащаются спорткары.

Мягкая подвеска обеспечивает больший комфорт поездки благодаря сглаживанию всех неровностей дорожного полотна, но на поворотах или при перестройке в другой ряд машину может занести, что чревато ДТП.

При этом каждый тип подвески имеет свои плюсы и минусы, которые следует учитывать, прежде чем отправить автомобиль в сервис на регулировку амортизаторов.

Жесткая подвеска: плюсы и минусы

Тюнинг автомобиля жесткой подвеской, как уже было сказано выше, улучшает маневренность и безопасность машины, сцепление ее колес с дорогой, а также сокращает тормозной путь, позволяет быстрее набирать скорость без крена на поворотах.

Однако поездка в авто с жесткой подвеской может привести к проблемам с позвоночником и у водителя, и у пассажиров — и это, пожалуй, главный минус при выборе такой подвески. Кроме этого, амортизаторы здесь будут изнашиваться и требовать замены чаще, чем при норме после каждых 70 000 км пробега.

Если подвеска неправильно отрегулирована по жесткости, существует также опасность отрыва одного колеса от дорожного полотна, из-за неравномерного распределения нагрузки, во время резкого вхождения в поворот — что может привести к потере управления машиной и к ДТП.

Мягкая подвеска: плюсы и минусы

Плюсы установки мягкой подвески очевидны: снижается негативное влияние на спины тех, кто управляет транспортом и передвигается в нем, детали этой системы меньше изнашиваются, и их не приходится часто менять (а это существенная экономия), при кренах нагрузка на колеса распределяется равномернее.

Однако на крутых поворотах машина с мягкой подвеской может перевернуться, поскольку она не так чувствительна к управлению и требует снижения скорости при маневрировании.

Как отрегулировать подвеску

Если необходимо, чтобы подвеска стала жестче, можно использовать один из способов:

• настроить амортизаторы и пружины;
• поставить на машину стабилизатор поперечной устойчивости.

В случаях, когда требуется мягкость подвески, можно «переобуть» авто в менее жесткие шины, установить газомасляные или масляные амортизаторы, заменить или подрезать пружины на амортизаторах, чтобы занизить посадку автомобиля.

Выполнение всех перечисленных работ по тюнингу машины лучше всего доверить мастерам автокомплекса «Автотоп», которые выполнят точную диагностику подвески и проведут ее профессиональную регулировку.

Поделиться:

зачем нужна и как подбирать

Константин Ищенко

разобрался в жесткости пружин

Благодаря пружинам машина сохраняет заданное положение кузова независимо от неровностей дороги или других нагрузок.

Глобально пружины отвечают за безопасность, грузоподъемность и комфорт в салоне.

Может показаться, что пружина — примитивный кусок витой проволоки, который в любом случае работает примерно одинаково, но это не так. В статье разбираемся, какие бывают пружины, как продлить им жизнь, когда менять и как их подбирать.

Зачем нужны пружины в подвеске автомобиля

На почти любой дороге есть неровности: колесо может провалиться в яму или наехать на кочку. Чтобы качество дорожного покрытия существенно не влияло на положение кузова машины, пружины в подвеске всегда находятся в относительно сжатом состоянии: на ямах пружина разгибается и дает колесу мягко проваливаться вниз, а на кочках, наоборот, сжимается и гасит удар.

Идеально гладких дорог не существует, поэтому без пружин в подвеске эксплуатировать авто невозможно: в салоне будет постоянная тряска, а механизмы скоро выйдут из строя от постоянных ударов. Функцию пружин выполняют и другие упругие элементы: пневматические подушки, рессоры или торсионы.

Пружина в подвеске постоянно сжимается даже на относительно ровной дороге и гасит самые мелкие неровности дорожного полотна

Пружины помогают компенсировать нагрузки при перевозке людей или грузов. При полной загрузке масса автомобиля может вырасти на сотни килограммов, но пружины спроектированы так, чтобы не давать кузову проседать слишком сильно.

Энергия, которую накапливает пружина при сжатии, расходуется довольно медленно: при езде по кочкам колесо будет скакать, как мяч, автомобиль может потерять управляемость. Чтобы погасить циклы сжатия и растяжения, в дополнение к пружинам ставят амортизаторы, о них мы напишем в отдельном материале.

Если перегрузить автомобиль, пружины и амортизаторы полностью сожмутся — вместо упругой подвески, которая гасит удары от неровностей, будет жесткая конструкция. Тот же эффект случится, если пружины изношены и просели, поэтому важно следить за их состоянием.

/avto-kuzov/

Как мы вернули 80 000 Р за некачественный ремонт машины

Подвеска заднего правого колеса Шевроле Авео. Пружина работает в паре с амортизатором. Фото: Filippo Carlot / Shutterstock

Характеристики пружин

На автомобили ставят разные пружины. Производители подбирают их с учетом множества факторов: массы авто, условий и характера эксплуатации, предполагаемых нагрузок и требований безопасности.

Пружины могут отличаться даже в рамках одной марки и модели в зависимости от комплектации — некоторые опции увеличивают вес авто, а некоторые предполагают другой характер вождения.

Серийные номера пружин в базовой комплектации БМВ 320i Если добавить «спортивное сиденье» и еще несколько опций, каталог предложит другие передние пружины. Из-за набора опций передняя часть автомобиля стала тяжелее базовой, нужны пружины жестче У автомобиля с опцией «спортивная ходовая часть» отличаются от базовых и передние, и задние пружины Опция «спортивная ходовая часть М» вообще предлагает совершенно другие пружины

Жесткость — главная характеристика пружины. Чем жестче пружина, тем большая сила нужна, чтобы ее сжать. Более жесткая пружина будет передавать на кузов больше ям и ухабов, но управлять автомобилем будет интереснее: водитель лучше чувствует дорогу, машина меньше кренится в поворотах.

Подвеска с более мягкими пружинами лучше отрабатывает неровности и меньше передает их на кузов. Плата за комфорт — управляемость: в поворотах и при торможении автомобиль будет сильнее проседать и крениться.

/guide/anti-lock-braking-system/

Система ABS в машине: как она работает и как помогает при экстренном торможении

Жесткость пружины зависит от ее внешнего диаметра и высоты, формы, шага витка, диаметра проволоки, количества витков и характеристик материала.

Высота — длина пружины в разжатом состоянии. Из двух пружин, разных по длине, но одинаковых по другим характеристикам, длинная будет жестче.

Шаг витка может быть постоянным или переменным, от него зависит количество витков в пружине и то, как она реагирует на разные типы нагрузок.

Комплект пружин H&R для Сузуки Свифт пятого поколения с переменным шагом витка и занижением. С такими пружинами клиренс уменьшится на 35 мм. Витки с коротким шагом гасят мелкие неровности, а более редкие сохраняют жесткость подвески и управляемость Источник: car-parts24.com

Сечение прута — диаметр проволоки, из которой изготовлена пружина. Чем толще проволока, тем жестче пружина.

Форма пружин в подвеске автомобиля может быть цилиндрической, конической и бочкообразной.

У цилиндрических пружин витки равны по диаметру и в полностью сжатом состоянии будут соприкасаться. При постоянном шаге витков пружина будет сжиматься линейно — чем выше нагрузка, тем больше сжатие.

Витки у пружин конической формы имеют разный диаметр и не соприкасаются при сжатии, поэтому у такой пружины больше рабочий ход.

У пружин бочкообразной формы диаметр и шаг витков изменяются, ближе к центру расположены самые широкие и редкие витки. Считается, что пружины такой формы лучше адаптируются к нагрузкам и сохраняют устойчивость авто, так как сжимаются и неравномерно изменяют жесткость.

В каталогах запчастей характеристики пружин обычно не указывают: оригинальные детали сделаны под конкретный автомобиль и точно подойдут по жесткости и размерам. А вот жесткость неоригинальных пружин может отличаться в любую сторону. Универсального способа не прогадать с выбором аналога нет, кроме очевидной рекомендации избегать совсем дешевых вариантов. Еще можно почитать специализированные форумы и отзывы: автолюбители охотно пишут о запчастях.

/bmw-tune/

Я дооснастил свою БМВ и сэкономил 540 тысяч

Разновидности пружин по форме Разновидности пружин по форме

Когда менять пружины

Пружины служат долго, иногда в течение всей жизни авто, но со временем изнашиваются — металл ржавеет и устает. Износ пружин сказывается на комфорте, управляемости авто и безопасности вождения.

Единого мнения об интервале замены пружин нет, этот показатель сильно зависит от конкретной модели авто и условий эксплуатации. Некоторые производители пружин рекомендуют менять их раз в 120—150 тысяч километров пробега. Пружины желательно поменять и при третьей по счету замене амортизаторов, это продлит жизнь всей подвеске.

/guide/fuel-economy/

Как экономить на бензине

Также бывает, что машине 10 лет, и за это время она прошла всего 70 тысяч километров. Чтобы понять, стоит ли менять пружины, важно обратить внимание на косвенные признаки, которые могут стать поводом для замены пружин.

Машина просела: дорожный просвет уменьшился, расстояние от колеса до арки существенно сократилось или сокращается, когда в машину кто-то садится. Пружины проседают медленно, этот процесс бывает сложно заметить визуально.

На просевших пружинах груженый автомобиль чаще задевает неровности на дороге, например лежачих полицейских. Открытые двери цепляют за бордюры или клумбы там, где раньше этого не наблюдалось. Если пружины серьезно изношены, колесо может буквально «тонуть» в арке.

Автомобиль может просесть только на одно колесо: так бывает, когда ломается одна пружина — и это серьезный повод срочно обратиться в сервис. Бывает, что пружина лопается прямо на ходу, обломок может проколоть покрышку, оборвать тормозные шланги, а может вылететь под колеса или на лобовое стекло машины, которая идет следом.

/guide/rezina/

Как подобрать резину для легкового автомобиля или кроссовера

Обычно это последствия повреждения лакокрасочного покрытия пружины. Незащищенное место ржавеет, а пружина потом лопается в этом месте, отчего становится короче.

Не исключено, что этот микроавтобус перегружен, и с ним все в порядке. Если это не так, пружина неисправна: арка буквально лежит на колесе. Фото: sergeystudio16 / Shutterstock

Появились пробои в подвеске — жесткие удары по кузову со стороны ходовой части. Могут возникнуть при проезде неровности, когда пружина и амортизатор сожмутся до упора. Так может быть и на абсолютно исправной машине, но если это происходит несколько раз в день, пружины, скорее всего, износились и потеряли жесткость. Еще один признак износа наряду с пробоями — ощутимые крены при маневрах.

Подвеска издает посторонние звуки. Сломанная пружина создает металлический стук и скрежет при проезде неровностей или вращении руля на месте. Попробуйте осмотреть подвеску самостоятельно, а лучше не откладывайте визит в сервис — пружина может лопнуть в районе опорной площадки, заметить разлом в этом месте без подъемника бывает сложно.

Что сокращает срок службы пружин

Коррозия — главный враг пружин. Поверхностная коррозия может не влиять на прочность пружины, но если ржавчина проникнет глубоко, пружина, скорее всего, сломается.

Поэтому следы коррозии и повреждения лакокрасочного покрытия — повод осмотреть пружины и приготовиться к их плановой замене.

/guide/antikor/

Как защитить автомобиль от коррозии

Пружины начинают ржаветь в наиболее частых местах соприкосновения соседних витков — обычно у оснований пружины. На этих участках покрытие стирается естественным образом, именно поэтому чаще всего от пружины отламывается виток-полтора.

Случается, что лакокрасочное покрытие пружин повреждают на СТО, в момент установки. Так бывает в мастерских, в которых пружины перед установкой сжимают примитивным инструментом и не защищают перед этим место соприкосновения инструмента и самой пружины.

Естественные места возникновения ржавчины на автомобильной пружине. Фото: ilmarinfoto / Shutterstock На фото один из верных способов сократить срок службы пружины. Как минимум стоило что-нибудь подложить под скобы, чтобы они не царапали краску. Фото: Ohms1999 / Shutterstock

Изношенный амортизатор. Если амортизатор неисправен и не гасит колебания пружины, их будет больше обычного. Чем чаще пружина сжимается и разжимается, тем быстрее металл устает и теряет свою упругость.

Езда с перегрузом. У каждого автомобиля есть заводская грузоподъемность, обычно ее указывают в документах на авто, а еще эти значения несложно найти в интернете.

Если постоянно перегружать машину, штатные пружины и амортизаторы выйдут из строя быстрее, поскольку рассчитаны на заводскую грузоподъемность. Если перегрузить авто сверх меры, на неровностях колеса будут задевать за арки и могут лопнуть.

/top-economic-cars/

11 экономически выгодных автомобилей для ежедневных поездок

Как подобрать пружины

Оригинальные пружины с логотипом производителя автомобиля гарантируют правильную управляемость и заводской дорожный просвет. Менять на оригинал — самый безопасный и надежный способ не ошибиться в выборе. Подбор пружин по оригинальному каталогу запчастей лучше доверить профильному магазину по вашей марке автомобиля, так меньше вероятность ошибки.

Не менее важно избегать подделок оригинальных пружин: насторожитесь, если цена на них слишком низкая.

Пружины сторонних производителей не всегда соответствуют оригиналу по характеристикам. Если в каталоге производителя пружин есть ваш автомобиль, можете ставить то, что там рекомендуют. Геометрические параметры подойдут к машине, но жесткость подвески может измениться.

Аналоги выигрывают по цене — хорошие пружины известного бренда могут быть втрое дешевле оригинальных. Новые неоригинальные пружины совершенно точно безопаснее изношенных и просевших заводских. К сожалению, их тоже подделывают: изучите информацию по запросу в Гугле или на «Ютубе». Например, указать название производителя пружин и дописать слово «подделка».

/save/mashina-hack/

Как экономить на обслуживании автомобиля?

Каталоги некоторых производителей пружин позволяют довольно точно подобрать нужные. Например, у Lesjöfors раздел «Критерии» учитывает нюансы комплектации автомобиля: тип коробки передач, подвески и другие. Источник: tecalliance.net

Пружины для тюнинга стоит использовать с большой осторожностью. Их ставят, чтобы изменить характеристику подвески, например уменьшить клиренс для лучшего внешнего вида, увеличить дорожный просвет для езды по ухабам или сделать подвеску жестче для большей управляемости.

Последствия от установки таких пружин — всегда на совести автовладельца, потому что изменения в заводскую конструкцию могут серьезно влиять на ресурс других деталей подвески и поведение авто на дороге. Если все же хочется экспериментов, лучше выбирать сертифицированные пружины известных брендов, например Eibach и H&R.

Дешевые пружины для тюнинга за 3000 Р часто делаются под нужную высоту и диаметр без учета других характеристик — с ними поведение машины может стать непредсказуемым.

Чего лучше не делать с пружинами

С заменой пружин справится любой квалифицированный автомеханик, но иногда в сервисе вам могут предложить манипуляции, которых лучше избегать. Редакция Тинькофф Журнала категорически против таких доработок — мы пишем о них, чтобы предостеречь читателей.

Обрезать пружины — популярная доработка отечественных автомобилей для уменьшения клиренса. Болгаркой срезают часть витков, чтобы пружина стала короче.

Что получится, если обрезать пружину:

1. На одном из торцов не будет плоского витка — подрезанная пружина опирается не на заводскую плоскость, а на узкий срез, который может соскочить и что-то проткнуть.
2. Непредсказуемо изменится управляемость. Меньше витков — меньше жесткость пружины, как следствие — пробои подвески и ускоренный износ амортизаторов.
3. Хуже проходимость. Производитель планирует расположение агрегатов авто на заданной высоте от дороги, поэтому на заниженной машине будет несложно пробить картер двигателя или просто повиснуть на лежачем полицейском.

/save/automobil-hack/

Как экономить на автомобиле на всех этапах пользования?

Устанавливать дополнительные упругие элементы. Различные проставки и баферы часто ставят в просевшие пружины, чтобы увеличить клиренс авто. Но ресурс и жесткость пружин они никак не восстановят, скорее наоборот, приведут к повышенному износу отдельных витков или всей пружины. Такие устройства всегда универсальны и не проходят никаких испытаний, а их работу в экстремальных ситуациях никто не тестирует.

Если очень важно изменить клиренс, лучше подобрать с помощью специалиста другие пружины: дорабатывать старые не имеет никакого смысла, это в первую очередь небезопасно.

Дополнительная вставка-бафер повышает жесткость только одного витка и непредсказуемо меняет нагрузку на всю пружину и работу всей ходовой части. Фото: Nikhil Mantri / Shutterstock

Запомнить

1. Пружины сохраняют заданное положение кузова автомобиля, компенсируют неровности дороги и другие нагрузки. Исправные пружины и амортизаторы обеспечивают безопасность авто и комфорт в салоне.
2. Основная характеристика пружины — жесткость. На нее влияет почти все — от формы и высоты до шага витков и толщины проволоки.
3. Производители проектируют пружины с учетом условий и характера эксплуатации конкретной модели автомобиля.
4. Некоторые производители пружин рекомендуют менять пружины при третьей замене амортизаторов, но нередко это происходит и на пробеге 70 тысяч: например, если машине 10 лет. На износ пружин указывают проседание авто, посторонние скрипы в подвеске и частые пробои при проезде препятствий.
5. Жизнь пружин сокращают коррозия, изношенные амортизаторы и езда с перегрузом.
6. Подбирать новые пружины лучше строго по каталогу, надежнее всего менять на оригинальные.
7. Не стоит обрезать штатные пружины, устанавливать баферы и проставки.

Скорость вращения колеса и жесткость шасси – как отрегулировать и настроить подвеску Секреты

Скорость вращения колеса

Скорость вращения колеса фактически представляет собой жесткость пружины при измерении на колесе, а не на пружине.

Важно понимать скорость вращения колес автомобиля для расчета жесткости пружин и понимания динамики автомобиля.

Скорость вращения колеса с винтовой пружиной

Чтобы рассчитать скорость вращения колеса, нам нужно знать несколько вещей:

• Коэффициент установки
• Весенняя скорость
• Угол заслонки от вертикали (показан на изображении ниже)

Некоторые амортизаторы установлены вертикально, если смотреть спереди, но под углом, если смотреть сбоку, как показано на рисунке ниже. Вместо этого следует использовать этот угол от вертикали, если это так.

Затем эти 3 фактора можно использовать в приведенном ниже уравнении для расчета скорости вращения колеса автомобиля.

Где:

• Kwheel = скорость вращения колеса
• К = Коэффициент пружины
• IR = Коэффициент установки
• Φ = Угол заслонки от вертикали.

Таким образом, используя приведенные ниже примерные значения, мы можем рассчитать скорость вращения колеса для нашего автомобиля:

• K = 61484 Н/м
• ИК = 0,6
• Φ = 10 градусов

Следовательно:

Итак:

Это значение для одной из ваших осей (передней или задней). Теперь повторите описанный выше процесс, чтобы рассчитать скорость вращения колеса для другой оси. Например, выше мы использовали коэффициенты установки передних пружин и коэффициенты установки передних койловеров. Теперь это нужно переделать с нашими коэффициентами задних пружин и коэффициентами установки задних койловеров, чтобы рассчитать коэффициент нашего заднего колеса.

Это наше значение скорости вращения колеса при движении по ухабам. Чтобы рассчитать скорость вращения нашего колеса в крене, мы должны теперь рассчитать скорость вращения нашего стабилизатора поперечной устойчивости.

Скорость вращения колеса стабилизатора поперечной устойчивости

При рассчитанной на первом этапе жесткости пружины стабилизатора поперечной устойчивости мы получаем значение в Н/м. Следовательно, мы можем представить это в том же уравнении, что и для винтовых пружин, чтобы получить скорость вращения стабилизатора поперечной устойчивости. Уравнение:

Где:

• Kwheel = скорость вращения колеса
• K = Коэффициент пружины стабилизатора поперечной устойчивости
• IR = Коэффициент установки стабилизатора поперечной устойчивости
• Φ = Угол звена от вертикали (показан на изображении ниже)

Таким образом, используя приведенные ниже примерные значения, мы можем рассчитать скорость вращения колеса для нашего автомобиля:

• K = 36448 Н/м
• ИК = 0,81
• Φ = 0 градусов

Следовательно:

Итак:

Это значение для одной из ваших осей (передней или задней). Теперь повторите описанный выше процесс, чтобы рассчитать скорость вращения колеса для другой оси. Например, выше мы использовали коэффициент пружины переднего стабилизатора поперечной устойчивости и коэффициент установки переднего стабилизатора поперечной устойчивости. Теперь это необходимо переделать с нашей жесткостью пружины заднего стабилизатора поперечной устойчивости и коэффициентом установки заднего стабилизатора поперечной устойчивости, чтобы рассчитать скорость нашего заднего колеса.

Жесткость шасси при крене

Рассчитав коэффициенты колес для цилиндрических пружин и стабилизаторов поперечной устойчивости, мы можем теперь перейти к расчету жесткости нашего шасси. Когда автомобиль поворачивает, подрессоренная масса вращается вокруг оси крена между осями и валками. Следовательно, кузов автомобиля катится под углом, в то время как оба колеса соприкасаются с землей, вызывая изменение высоты дорожного просвета (теоретически). Следовательно, мы знаем, что при заданном вертикальном перемещении колеса оно будет испытывать определенное усилие пружины.

Однако чего мы пока не знаем, так это того, какое усилие пружины будет создаваться при заданном крене кузова.

Таким образом, нам нужно добавить ширину колеи автомобиля вместе с заданным значением крена, чтобы вычислить жесткость автомобиля при крене.

На приведенной ниже диаграмме показан автомобиль, испытывающий крен под углом (A) с шириной колеи (t).

Вертикальное смещение колес при заданном крене кузова напрямую зависит от ширины колеи автомобиля. В приведенном ниже уравнении используется тригонометрия для определения взаимосвязи между шириной колеи и вертикальным смещением колеса.

Где:

• Φ=Угол крена автомобиля
• T = Ширина гусеницы

Следовательно, для 1 градуса крена автомобиля с шириной колеи 1,4 м:

Для проверки работоспособности умножьте ответ на 1000, чтобы увидеть его в миллиметрах, что в данном случае составляет 12,21 мм, что звучит примерно так.

Когда автомобиль находится в крене, стабилизатор поперечной устойчивости и спиральная пружина работают вместе, создавая общую жесткость. Поскольку они работают параллельно, мы можем использовать уравнение параллельной пружины, чтобы объединить две скорости вращения колеса, чтобы сделать их одной скоростью вращения колеса, используя приведенное ниже уравнение.

Таким образом, используя приведенный выше пример значений скорости вращения колес, получаем:

С этим значением комбинированной скорости вращения колес в крене мы также можем использовать ширину колеи автомобиля и ввести значения в приведенное ниже уравнение, чтобы создать жесткость шасси по крену на градус крена. Это делается с помощью следующего уравнения:

Итак:

До сих пор мы наблюдали только одну ось. Теперь мы можем рассчитать продольную жесткость переднего и заднего шасси, а затем общую жесткость шасси для этого автомобиля. Цифры, использованные выше, относятся к передним пружинам и стабилизатору поперечной устойчивости, поэтому мы эффективно рассчитали боковую жесткость переднего шасси. Чтобы рассчитать боковую жесткость задней части шасси, введите значения задней части в приведенные выше уравнения. Цифры, которые вам, возможно, придется изменить:

• Ширина колеи — это связано с тем, что некоторые автомобили имеют разную ширину передней и задней колеи
• Coilover Wheel Rate — это значение должно было быть рассчитано в первой секции и для задней части, поэтому просто введите это значение для скорости заднего спирального колеса.
• Скорость колеса стабилизатора поперечной устойчивости — Опять же, это должно было быть рассчитано в первом разделе, поэтому введите значение скорости колеса заднего стабилизатора поперечной устойчивости.

Для целей этого примера у нас есть заднее колесо со спиральной пружиной с коэффициентом 28125 Н/м и заднее колесо со стабилизатором поперечной устойчивости с коэффициентом 25326 Н/м. Наша ширина колеи остается прежней для задней части. Это дает следующее уравнение для поперечной жесткости заднего шасси:

Теперь мы можем сложить эти два значения поперечной жесткости вместе, так как они работают параллельно, чтобы получить общую жесткость шасси для этого автомобиля.

Жесткость шасси

Теперь, когда мы рассчитали жесткость шасси при крене, нам нужно посмотреть на жесткость шасси. Все приведенные выше расчеты основаны на предположении, что шасси является жестким и имеет минимальный изгиб. Жесткость шасси — это сопротивление шасси изгибу или скручиванию в динамических условиях. Один из способов рассмотрения жесткости шасси — рассматривать его как одну большую пружину; пружина, соединяющая переднюю и заднюю системы подвески, а также левую и правую системы подвески. Добавление этой пружины в уравнение вводит несколько более сложных уравнений, чтобы попытаться приблизиться к характеристикам пружины для вашего автомобиля.

С помощью соответствующего оборудования можно измерить жесткость шасси вашего автомобиля. На изображении выше показана профессиональная установка для расчета жесткости шасси, но она очень дорога в использовании и намного дороже при покупке. Оборудование, необходимое для установки своими руками:

• 2 Веса
• 2 домкрата
• Рама шасси
• Колесные подставки (лезвия ножей)
• Циферблатные индикаторы (около 6)
• Опорные цепи

На приведенной ниже схеме от Milliken and Milliken показано, как все эти детали можно собрать на автомобиле, чтобы сформировать стенд для испытания на жесткость шасси.

Все амортизаторы должны быть заблокированы прочными и чрезвычайно жесткими сменными стержнями. Раму необходимо подвесить к автомобилю на высоте, при которой циферблатные индикаторы находятся в центре своего диапазона и соприкасаются с порогами автомобиля на одинаковой высоте.

Если в задней части вашего автомобиля установлены листовые рессоры, их необходимо заменить на большой очень жесткий стержень, который крепится в точках крепления листовых рессор.

С каждого колеса спускаются ножевые стойки. Задние колеса должны быть прочно закреплены, чтобы они не могли подняться. Передние колеса устанавливаются на ножевые опоры, которые затем устанавливаются на жесткой горизонтальной балке. Эта балка подвешивается к весам с помощью 2-х винтовых домкратов.

Теперь к шасси можно приложить крутящий момент, завинтив один из винтовых домкратов вверх. Показания шкалы должны быть записаны перед рукой при нулевом крутящем моменте. Для каждой регулировки записывайте показания шкалы вместе с показаниями циферблатного индикатора на этом этапе. Делайте это до тех пор, пока не будет найден максимальный крутящий момент.

Для расчета приложенного крутящего момента нужно разделить половину разницы между показаниями весов (в кг) и умножить ее на расстояние между передними кромками ножей (в метрах). Наконец, умножьте это число на константу 9.0,81, чтобы получить крутящий момент в ньютонах на метр.

Многие тесты на жесткость шасси дают относительно линейную кривую, когда результаты нанесены на график зависимости крутящего момента от степени кручения. Поэтому мы можем использовать результаты, чтобы получить показатель жесткости нашего шасси.

Многие циферблатные индикаторы измеряются в дюймах, поэтому для этого уравнения мы предполагаем, что это так. Если это не так, используйте преобразование 1 дюйм = 25,4 мм. Чтобы преобразовать показания циферблатного индикатора из дюймов в градусы, можно использовать пропорциональность каждого 1 дюйма в 57,3 дюймах, равного 1 градусу. Следовательно, если циферблатные индикаторы показывают разницу в 0,05 дюйма, а рассматриваемая пара циферблатных индикаторов находится на расстоянии 1,2 м друг от друга или 47,25 дюймов, то величина поворота равна:

Мы также знаем крутящий момент, который был приложен к шасси для создания такого крутящего момента. Например, если крутящий момент 2150 Нм был приложен для создания 0,06 градуса крутки. Мы можем использовать приведенное ниже уравнение для получения значения крутящего момента, необходимого для поворота нашего шасси на 1 градус, поскольку это стандартные отраслевые единицы измерения жесткости шасси.

Влияние жесткости шасси на жесткость по крену

Уравнения поперечной жесткости шасси с использованием стабилизаторов поперечной устойчивости и коэффициентов витков были рассчитаны в предположении, что шасси не обладает гибкостью. Чтобы включить гибкость шасси, потребовалось бы гораздо больше уравнений и гораздо более сложный процесс. Однако насколько жесткость шасси на самом деле влияет на общую жесткость автомобиля? И существует ли некая минимальная жесткость, которую мы можем выполнить, чтобы иметь возможность точно исключить жесткость шасси из уравнений?

Четыре преподавателя американского университета провели исследование, одобренное/опубликованное SAE International, в котором изучалось «Влияние гибкости шасси на жесткость при крене». После проведения многочисленных физических и вычислительных испытаний на различных шасси и подвесках они смогли сделать вывод о том, что существует минимальная жесткость шасси, которая может быть достигнута, чтобы точно исключить жесткость шасси из уравнений, относящихся к жесткости крена.

Их вывод заключался в том, что «минимальная жесткость на кручение, необходимая для того, чтобы эффективная боковая жесткость передней подвески находилась в пределах 3% от поперечной жесткости жесткого шасси, составляет 31320 Нм/градус. Такой уровень жесткости шасси на кручение достаточен для того, чтобы жесткость крена между подрессоренной и неподрессоренной массами почти полностью была обусловлена ​​подвеской».

Судя по нашим расчетам, шасси выше него жестче, чем минимальное требование, поэтому мы можем его исключить. Если вы измерили жесткость шасси, и она ниже этого значения, то лучше всего установить дополнительные крепления на ваш автомобиль в виде вторичных распорок на болтах или установки каркаса безопасности и т. д.

Например:

Нравится …

Испытание металлической проволоки на кручение маятником

🕑 Время считывания: 1 минута

Модуль жесткости — это коэффициент упругости проволоки при сдвигающей силе. Проще говоря, модуль жесткости металлической проволоки — это мера способности материала сопротивляться деформации при приложении к металлической проволоки внешней касательной (параллельной поверхности) силы.

Рис. 1: Тестовый аппарат для испытаний маятников в торсионном маяче

Содержание:

• Цель теста
• Требуется
• Принцип муфта.

  Для определения модуля жесткости тросового подвеса с помощью крутильного маятника.

  Необходимое оборудование

  1. Торсионный маятник
  2. Цилиндрическая проволока
  3. Секундомер
  4. Штангенциркуль
  5. Винтовой калибр
  6. Измерительная шкала
  7. Образцы для испытаний — стальная и латунная проволока.

  Принцип торсионного маятника

  При небольших колебаниях диска он находится в простом гармоническом движении, и формула простого маятника остается в силе.

  Уравнение № — 1

  Где,
  T = период колебаний в сек.
  I = Момент инерции массы вращающейся системы относительно продольной оси проволоки.
  L = длина троса между захватами.
  Н = модуль жесткости (модуль сдвига).

  Уравнение № — 2

  d = диаметр данной проволоки в испытании

  Уравнения 1 и 2 относятся к условиям, когда цилиндрический груз не добавляется к диску и когда добавляются известные цилиндрические грузы,
  Имеем,

  Уравнение № — 3 Уравнение № — 4

  Из которого следует-

  Уравнение № — 5

  (I ₂ -I ₁ ) — момент инерции массы цилиндрических грузов относительно оси вращения диска. Это определяется формулой

  № 6

  , где
  W = общий вес цилиндров, добавленных к диску.
  г = ускорение свободного падения.
  r = радиус цилиндрических грузов.
  R = расстояние от центра цилиндра цилиндрического груза до центра проволоки.

  Таким образом, из уравнений (5) и (6)

  Процедура испытаний

  Часть 1: Определение модуля жесткости с использованием только крутильного маятника

  1. Радиус подвесного троса измеряется винтовым калибром.
  2. Длина подвесного троса регулируется до подходящих значений.
  3. Проволока для теста крепится снизу к диску, а сверху к скобе.
  4. Диск поворачивается и освобождается без цилиндрических грузов на нем.
  5. Время колебания числа (скажем, 20) измеряется секундомером и определяется средний период колебания ‘T ₀ ‘.

  Часть 2. Определение модуля жесткости и момента инерции с помощью крутильного маятника с одинаковыми массами

  1. Две одинаковые массы размещаются симметрично по обе стороны от троса подвеса как можно ближе к центру диска и и измеряется расстояние d1 , которое представляет собой расстояние между центрами диска и одной из идентичных масс.
  2. Найдите время 20 колебаний дважды и определите средний период колебаний T ₁ .
  3. Две одинаковые массы размещают симметрично по обе стороны от подвесного троса как можно дальше от центра диска и измеряют d ₂  , которое представляет собой расстояние между центрами диска и одной из идентичных масс.