Пружини и амортисьори - Част 1 - Листни пружини - MATSCH; ПИСТА
Шасито и особено модификациите на шасито са обект на стотици кубически метра дърва за огън. След серията на окачването на оста, сега разглеждаме два важни компонента на шасито, пружините и амортисьорите. Първата част е за листната пролет.
Шасито е връзката между превозното средство и пътя. Почти всички сили, които действат върху превозното средство, се предават само в точките на контакт между пътя и колелата. В случай на автомобил, това е приблизително площта на лист хартия DIN A4, нищо повече. Това става ясно коя централна роля играе шасито. Той трябва да гарантира, че контактът между пътя и зоната на контакт с гумата (контактната зона на гумата) никога не се прекъсва. В същото време шасито е значително отговорно за комфорта при шофиране.
Шасито включва множество индивидуални системи, като кормилно управление, спирачки, колела, окачване на колелата или окачване на оста и стабилизатори. Разбира се, пружините и амортисьорът също са включени. Искаме да разгледаме по-подробно за пружините и амортисьорите в тази статия, тъй като те работят в тясно сътрудничество и следователно трябва да бъдат координирани помежду си.
Вече обсъдихме окачването на оста на няколко части в Matsch & Piste, започвайки с Част 1 за водача на оста с листови пружини.
Окачването - безопасност, функционалност и комфорт
По същество има три компонента на окачването на превозното средство: а) пружините на окачването, б) стабилизаторите и в) амортизацията на вибрациите. Задачата е да предпази превозното средство и пътниците му от неприятни наклони и подвижни движения, както и от неравности. В същото време контактът между мотора и земята винаги трябва да се поддържа.
Амортисьорът, който в действителност не е амортисьор, а амортисьор на вибрациите, има за задача да успокои. Гумите и пружините образуват системи, които могат да вибрират. Ако получат импулс, например от удар, те започват да вибрират. От една страна, това би било много неудобно, а от друга, сигурният контакт със земята ще бъде загубен. Амортисьорът успокоява системата и следователно е много важен за безопасността при шофиране.
Какво означава вибрационна система?
Защо вибрационната система трябва да се успокоява от амортисьора? За да разберете това, можете да направите прост експеримент. Вземете кухненски нож, това е вашата писалка. Дръжте острието с палец на ръба на масата и оставете ножа да плава свободно над ръба. Сега дръпнете дръжката надолу с един пръст и я оставете да се развява. Ножът се люлее дълго време.
Ако това се случи с вашите колела, превозното средство не може да се контролира, да не говорим как всичко в колата е разклатено. Ето защо амортисьорите трябва да успокоят това люлеене и люлеене. Следователно те са много важна част от безопасността при шофиране.
В тази малка поредица от статии искаме да ви запознаем с най-често срещаните видове пружини и амортисьори. Лесно е да се разбере, че окачването и амортисьорите се разглеждат заедно в шаси. Това се отнася и за избора на шаси или неговата модификация. Ако двете не съвпадат, както по отношение на настройката, така и на размерите, в най-добрия случай това води до лошо, неудобно поведение при шофиране. В най-лошия случай настъпва повреда или значително влошаване на безопасността при шофиране.
Перото
Пружините в автомобила, наречени правилно пружини за окачване, определят височината на шасито над осите. Следователно те са пряко свързани и с максималния товар, който превозното средство може да понесе. Ако дадено превозно средство е повдигнато или спуснато, това се прави с помощта на други пружини. Ако искате да запазите усукването въпреки натоварването, това може да се постигне и с други пружини. Важно свойство на пружината в този контекст е пружинната норма. Той показва колко сила е необходима за компресиране на пружина по определен начин. Колкото по-висока е пружината, толкова повече натоварване може да поеме пружината, без да се компресира по-силно.
Освен това, заедно с амортисьорите, те поемат ударите, които се внасят в автомобила през земята. Като се деформира, пружина съхранява енергията на тези импулси за кратко време. Разбира се, тя иска да го предаде отново. Има амортисьор, така че това да работи безопасно и удобно и да не завършва със завъртане на системата. Когато деформираната пружина освободи запасената си енергия, тя трябва да премести бутало в амортисьора чрез масло. В резултат на това енергията, складирана през пролетта, се намалява чрез механична работа в амортисьора. Кинетичната енергия се превръща в топлинна енергия в амортисьора.
Заплитането е безполезно без контактно налягане
В терена пружината също така гарантира, че контактното налягане се генерира възможно най-дълго, което все още притиска отскочилото колело към земята. Без достатъчно налягане колелото ще се завърти и ще трябва да се използва ключалка. Контактното налягане се губи, когато пружината е напълно отпусната, тъй като теглото на автомобила вече не се поддържа върху нея.
Без достатъчно контактно налягане заплитането няма полза.
Видове пера
В днешно време три типа играят ролята на пружина за окачване при леки и товарни автомобили. Най-старият е листният извор. Най-широко разпространена е спиралната пружина и през последните години пролетта на въздушния духал се увеличава. Има и други пружинни системи, които или рядко се срещат, или в специални конструкции.
Листова пружина
Листната пролет е ветеранът сред изворите. По-рано най-често срещаната пружинна система за всички превозни средства, от вагони до камиони, тя е изтласкана обратно в сегмента на търговските превозни средства от успеха на спиралната пружина. Днес се среща главно на задните мостове на съвременните пикапи като VW Amarok, Toyota Hilux или Isuzu D-Max или на микробуси като VW Crafter, Mercedes Sprinter и други. Що се отнася до високия полезен товар, той все още има предимство.
Писалка и лидерство в едно
Листовата пружина заема специално положение, тъй като служи не само като окачване, но е и структурна връзка между шасито и оста и поема насочването на оста (вж. Насочване на оста). При по-старите превозни средства има дори конструкции, при които триенето между отделните пружинни слоеве е отговорно за амортизацията.
Теория на бара
По принцип листовата пружина е спирална пружина, затегната от едната страна, с пружинно листо от всяка страна. Поведението им се определя по същество от теорията на бара. В най-простия случай плоската пружина, няколко слоя плоски, напрегнати (огънати) правоъгълни стоманени ленти са поставени една върху друга. Скобите са точката на затягане и закрепват оста и пружината заедно. Краищата на основния пружинен слой са проектирани като очи. В тези очи има еластични гумени или полиуретанови втулки, с които листовата пружина е прикрепена към точките за закрепване на рамката. Едната страна е фиксирана, а другата, скобата, може да бъде преместена в надлъжна посока, за да позволи дължината на пружината да бъде компенсирана по време на компресията и отскока. Ако пролетните слоеве се допират един до друг, те се трият един в друг, което има затихващ ефект.
В средата те се държат заедно от сърдечния болт, който фиксира пролетните слоеве в надлъжна посока, но позволява да бъдат усукани (както се вижда на снимката за трапецовидната пружина по-долу). Всички пружинни слоеве имат отвор в средата, през който преминава болтът. Дължината на пружинните щипки държат слоевете заедно.
Структура на листната суспензия.
Често вторият слой под основния слой все още е огънат около окото. Това е за безопасност. Ако окото се счупи, тялото пак ще бъде прихванато.
Често вторият слой е изцяло или частично увит около окото.
Основните форми на листната пружина
Дори да изглежда, че не може да се каже много за листната пролет, има и някои нововъведения. Има четири основни форми за листната пружина, които имат различни свойства. В днешно време само три от тези форми играят роля на практика, плоските, трапецовидни и параболични извори, известни още като параболични извори. При трапецовидните и параболичните извори напречното сечение на пружинното листо се променя по дължината. Или нейната ширина (трапец), или дебелината (параболична) се променя към краищата. Тези промени в напречното сечение променят положително твърдостта и използването на материала се разпределя по-равномерно по цялото острие. Няма значение дали ширината или дебелината се променят в посоката на огъване. И двете произвеждат различни ефекти.
Трапецовидната пружина е резултат от триъгълната пружина, която всъщност е идеалната форма по отношение на разпределението на товара върху целия пружинен лист. целият пружинен материал се зарежда еднакво и работи с него. Тъй като е твърде тесен за товара в краищата му, заостреният край е отрязан и е получена трапецовидната пружина. Триъгълната пружина не можеше да надделее.
Основните форми на листните извори.
Разпределение на огъващите моменти.
Пружинна плоска пружина
Оригиналната и най-проста форма е плоската листна пружина. Състои се от прости, правоъгълни, извити стоманени ленти, които са подредени на няколко слоя като пакет. Изработва се евтино и може да поеме много товар.
Едностранно натоварване на плоска пружина.
Недостатъците им са, че предлагат малък комфорт и натоварването при огъване се появява главно само при затягането. По-голямата част от пролетните работи се извършват там. В допълнение, всички пролетни слоеве се допират по цялата си дължина и се преместват един срещу друг, когато са огънати. Това създава неопределимо затихване. Това зависи от възрастта, променящите се повърхностни свойства (боя, ръжда, износване) и замърсяване между слоевете. Нанесените защитни покрития, които са предназначени да предпазват от ръжда, се губят с течение на времето, така че трябва да се обслужва плоска листова пружина.
Трапецовидна пружина
Най-често срещаната форма е трапецовидният извор. Името трапец идва от факта, че ако всички слоеве на извора се разпръснат един до друг, ще се получи формата на двоен трапец.
Предимството на трапецовидната пружина в сравнение с остарялата стандартна форма на плоската пружина е, че огъващите моменти не са разположени главно в точката на затягане, а са по-равномерно разпределени по целия лист. В резултат на това пружинната работа на трапецовидната пружина е значително по-добра и материалът работи по цялата дължина. Това предлага по-мек отговор и следователно повече комфорт. Изработва се по-евтино от параболичната пружина.
Трапецовидна листна пружина - Конусът в края се вижда ясно.
Лекото усукване на остриетата е нормално и се причинява например от усукване или завиване.
Недостатъците на трапецовидната пружина са тези на плоската листна пружина по отношение на контакта между пружинните слоеве. За да ги направят възможно най-трайни, добрите производители отиват там и уплътняват повърхностите. Компресията се извършва по-специално върху горната страна на листа, която е подложена на опъващо напрежение по време на компресията. Компресията на материала от тази страна облекчава зоните на напрежение под напрежение.
На снимките се виждат листни извори на Old Man Emu (OME). Техните повърхности се уплътняват чрез бомбардиране със стъклени мъниста. Тази мярка удвоява експлоатационния живот на пролетните листа средно. Двата прави долни пружинни слоя, опорните слоеве, работят само когато натоварването е голямо. Те също са проектирани като трапец.
OME шаси - трапецовидни листови пружини с опорна позиция.
Параболична пружина
Най-удобната и най-лека листова пружина е параболичната пружина, известна още като параболична пружина. Формата му съответства на тази на парабола, тъй като е по-дебела в средата, отколкото в краищата. Последната четвърт от перата обикновено вече не е по-тънка, така че пролетните листа да не станат твърде слаби към края. Широчината остава същата. Изпълнява се или с едно, или с две пролетни листа. Двойният слой се използва, когато изчислението на пружината показва, че тя не може да издържи цялото тегло в желаната ширина. Параболичната пружина реагира много тихо, дори когато е разтоварена. В днешно време се среща най-вече във фургони.
Параболичната листна пружина става по-дебела от края до средата.
Голямото им предимство е спестяването на тегло с добри 30% в сравнение със сравнима трапецовидна пружина. Друго предимство е, че слоевете не се допират помежду си по цялата си повърхност, така че тяхното амортизиращо поведение може да се определи по-добре и да се използва по-лесна защита от корозия. Но е по-скъпо за производство, защото се разточва до подходящата дебелина.
Още една дума за листната пружина
Ако карате модерен пикап, от една страна имате превозно средство, което е оптимизирано, изолирано и звукоизолирано в аеродинамичния тунел. В зависимост от марката и нейните изисквания, звукорежисьорите са поели всеки източник на шум в автомобила. В същото време автомобилът често има най-старата пружинна система, листовата пружина. В известен смисъл това е балансиращ акт. Тази пролет вече е инсталирана в превозни средства, в които е нормално всички шумове от двигателя, трансмисията и движението дори да правят невъзможен разговора. В тези времена и при такива превозни средства листната пружина и нейният фонов шум изобщо не се забелязват.
Листовото пружинно шаси работи, то трие, бута и усуква пружинните си листа едно срещу друго и това издава шумове. Може да се напука, щракне и скърца. Тъй като повърхностите се търкат една в друга, което не е така при спиралните пружини, текущото състояние между слоевете на листата също оказва влияние върху шума. Така че мръсотията и солта между слоевете могат да създадат шумове, които иначе не биха се чували, като твърде много мазнини между слоевете. Трябва да живеете с тези ефекти, ако сте избрали подходящо превозно средство.
Въпреки модерното превозно средство, по-специално листовите пружини могат да издават звуци.
Всичко поотделно или в пакет
Предвид важността на шасито, препоръчително е да се свържете със специалисти, ако предстои преобразуване. Както е описано в статията за Death Wobble, вие не само променяте височината и хода на окачването, когато конвертирате, но също така се намесвате значително в геометрията на шасито, в зависимост от степента на промените. Във всеки случай пружините и амортисьорите трябва винаги да се разглеждат заедно и да се избере координиран пакет за окачване.
Шаси за широк спектър от приложения
Ако искате да подобрите шасито си за широк кръг цели, трябва да изберете пълен пакет, състоящ се от пружини и амортисьори от един производител. Например, ако изберете доставчик като Old Man Emu (OME) решава, има предимството да получи напълно координирано шаси и, от друга страна, да получи правилната подмяна бързо в целия свят и да не се налага да разчита на един доставчик, който може да е направил такава индивидуална корекция, че първо трябва да го подготви, преди да може да ви го изпрати по света.
Специализирано шаси
Ако търсите шаси със специално предназначение, тъй като имате изключително тежка кабина на пикапа, натоварването се различава твърде много в пътуване и стандартен режим, или ако се интересувате от ралита или пробни състезания, потърсете ви за предпочитане специалист по шаси от мястото. Такива настройки обикновено изискват нещо повече от просто подмяна на амортисьори и пружини. Тук трябва да се извърши цялостен оглед на всички компоненти на шасито и, ако е необходимо, задвижващата система. Не са редки случаите, когато се правят специални настройки на рамката и стойките за амортисьори и пружини, както и допълнителни части, които се купуват или правят.
Любител на Land Rover - Defender Td5 90/Серия IIa 109 "ExMoD