Для чего листы в рессоре собирают разной длины
Рессоры: описание,виды,устройство,принцип работы,фото,видео,достоинства и недостатки.
Садясь в машину, каждый опытный автомобилист обращает в первую очередь внимание на плавность хода транспортного средства, что обеспечивается его подвеской. Чаще всего этот автомобильный узел построен с использованием амортизаторов с пружинами. Но есть и такая категория машин, где необходимо обеспечить высокий уровень грузоподъемности и надежности подвески. Для этого вместо пружин используются рессоры. Что такое рессора и где они применяются? Именно об этом пойдет речь далее
Раньше практически все советские автомобили имели в своем строении заднюю, а иногда и переднюю рессорную подвеску. Но со временем, ее практически полностью вытеснил пружинный вариант. Так почему же такое произошло? Какие есть минусы именно для легковых машин?
Рессора – это элемент подвески автомобиля, компенсирующий удары, толчки и колебания, возникающие из-за неровностей на дорогах. Есть несколько типов автомобильных рессор: двойные эллиптические, трехчетвертные, четвертные, поперечные, половинные, но все они служат одной цели – обеспечивают транспортному средству плавное движение, а вам – комфортную поездку.
Интересный факт! Не смогла обойтись без рессоры и обычная деревенская телега. Первые примитивные аналоги амортизаторов представляли собой обычную цепь или кожаный ремень.
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.
Разновидности рессор
В автомобилестроении нашего времени существует несколько типов рессор, но для обычных серийных авто самое большое распространение получил листовой тип конструкции.
Данная разновидность представляет собой набор стальных листов, которые между собой соединяются специальными хомутами и монтируются на ходовую часть транспортного средства.
Поскольку этот автомобильный узел должен выдерживать повышенные нагрузки, его производят из прочной закаленной стали. По своей форме данная часть ходового агрегата является листами стали прямоугольной формы, которые изогнуты на подобии «серпа».
Чтобы обеспечить всей конструкции дополнительную упругость, каждый лист модифицирован так, что обладает разной степенью изогнутости. Чтобы предотвратить боковое смещение и обеспечить максимально надежную фиксацию, листы имеют форму желоба.
Поскольку рессоры всегда эксплуатируются в условиях постоянных деформирующих движений, то специфика их производства обеспечивает высочайшую стойкость к механическому износу.
В современных моделях легковых автомобилей такой тип узлов используется очень редко. Этому есть несколько причин. Основной из них является то, что легковые машины обычно предназначены для использования на высоких скоростях. При этом к подвеске выдвигаются повышенные требования по надежности и управляемости. Но листовой тип рессор имеет свойство незначительно смещать продольно мест автомобиля, к которому они прикреплены. Это немного ухудшает управляемость машиной на высокой скорости.
Достоинства и недостатки рессор
Важное преимущество рессорной подвески – простота конструкции. Также она довольно недорогая и надежная. Рессоре не страшны перегрузки и плохие автомобильные дороги с ямами и выбоинами, что особенно актуально для нашей страны. Рессора универсальна. Она гасит не только нагрузки, которые возникают во время торможения или разгона, но и те, что появляются на поворотах. В пользу рессорных подвесок говорит и тот факт, что они компактны, располагаются внизу автомобиля и потому не занимают часть погрузочной площадки багажника. Но есть у рессоры и недостатки. Во-первых, она быстро изнашивается.
Виноваты в этом и сами автолюбители, когда нагружают свои машины под завязку, от чего подвеска быстро проседает. Во-вторых, за рессорой необходимо постоянно ухаживать – смазывать и чистить листы. Если этого не делать, то застрявший там мусор будет издавать скрипы. Сегодня рессора применяется не так часто – лишь для некоторых моделей легковых автомобилей и УАЗов. Причина, по которой ее реже стали использовать, – сильная нагрузка на листы при движении автомобиля, что приводит к ухудшению управляемости на высокой скорости. Важно! Качественную термообработку рессорных листов, их упрочнение и горячую правку можно сделать только на авторемонтном заводе, поскольку для этого требуется специальное оборудование, которого нет на обычных СТО.
Советы по уходу за рессорами
При эксплуатации рессорных подвесок водитель, в первую очередь, должен: • учитывать покрытие дорог, по которым он ездит; • не перегружать автомобиль; • резко не трогаться и не тормозить; • своевременно менять поломанные листы на новые; • прислушиваться и обращать внимание на скрежет рессор; • вовремя обновлять графитную смазку и подтягивать резьбовые соединения. Поэтому долговечность и рабочий потенциал рессор зависит не только от многих конструктивных, технологических и эксплуатационно-ремонтных задач, но также и от профессионализма механиков и водителей.
Расположение рессор
Чаще всего в автомобилестроении рессоры устанавливаются на грузовые транспортные средства. При этом выделяют передние и задние конструкции.
Передние в основном предназначены для обеспечения комфортабельности езды в кабине. Задние же обычно имеют другое назначены – несение большей части нагрузки, для этого данный тип автомобильного узла усиливают.
Такое усиление обычно достигается благодаря добавлению большего количества листов. Самой высокой нагрузке подвергается нижняя часть конструкции, в результате чего туда устанавливаются 2-3 специальные коренные рессоры. Хотя такое решение и способствует снижению комфортабельности езды, но значительно увеличивает жесткость подвески.
Почему редко устанавливают на легковые машины?
Все же рессоры заточены на большие веса и перегрузки, а вот на легковых машинах такого нет! Еще одна особенность это то, что пружины делают подвеску намного комфортнее (ямы глотаются «на раз»), вы не будете прыгать на сиденьях как на «козлике».
Рессорная же подвеска, установленная на легковой авто, сделает подвеску не выносимо жесткой, любая кочка будет чувствоваться «пятой точкой». Также страдает и управляемость, ведь ход подвески сильно ограничен.
Если сказать проще — то на легковых вариантах, такая конструкция просто не нужна! Вы же не будете перевозить грузы в 3 – 5 тонн.
Что такое рессоры и для чего они нужны
Рессорная подвеска сейчас почти не используется в конструкции легковых автомобилей, за исключением некоторых моделей. Тем не менее, несколько десятков лет назад данный тип шасси был чрезвычайно популярен. Сейчас рессора (от фр. resort – пружина) – удел почти исключительно грузовых автомобилей и прицепов.
Рессорная подвеска является одним из вариантов ходовой части механического типа. Ее отличает применение рессор листового типа в качестве упругих элементов. История такой конструкции началась еще в древности, когда начали строиться подрессоренные телеги, хотя тогда, вместо непосредственно рессор, применялись цепи или кожаные ремни. 
Компоновка и принцип работы рессорной подвески
Конструкция рессоры включает в себя стальные листы разной длины, которые фиксируются посредством особых хомутов. В центре рессоры крепятся непосредственно к мосту, причем они могут располагаться как под ним, что характерно для легковых авто, так и над мостом. Второй вариант обычно используется в конструкции грузовых машин (ЗИЛ, КАМАЗ и др.). Концы рессор также крепятся к кузову, но уже посредством шарниров или серег. Кроме того, есть примеры конструкций, в которых рессора может изгибаться, как торсионная балка.
Точное число рессор зависит от конкретного автомобиля или прицепа, его веса, грузоподъемности и других характеристик. Однако тенденции последних лет показывают все более частое применение рессор монолистового типа, которые состоят только из одного листа.
Монолистовые рессоры не в состоянии функционировать сами по себе. Следовательно, в комплексе с ними идут амортизаторы, призванные гасить колебания кузова. Подобная конструкция была довольно популярной в Европе, где ее стали применять еще в 70-х годах, куда она пришла из США. Там она часто использовалась на моделях марки Ford.
Сейчас рессорная подвеска почти не применяется (за исключением УАЗов и некоторых других легковых авто). Причина – большая нагрузка на листы рессоры во время движения, что сказывается на управляемости, особенно на высоких скоростях. Зарубежные изделия (от компании AL-KO и др.) лучше гасят колебания вертикального типа за счет трения (межлистового). Кроме того, компактные размеры таких рессор, наряду с высоким качеством, позволяют применять их без амортизаторов.
Схема работы рессорной подвески
При покупке прицепа лучше отдать предпочтение импортным изделиям, в которых работает только один лист при разгруженном прицепе. По мере же его нагрузки, давление переходит и на прочие листы.
Достоинства и недостатки рессор
Плюсом рессорной подвески является простота ее конструкции, что обусловливает дешевизну и высокую степень надежности. Применение рессор позволяет отказаться от включения в компоновку разнообразных втулок, штанг (реактивных), рычагов и тому подобных элементов. Кроме того, рессоры отменно переносят перегрузки и движение по разбитым дорогам.
Еще один пункт в активе рессорной подвески – ее универсальность. Ведь данная компоновка в состоянии гасить не только вертикально направленные нагрузки, но также продольного типа, возникающие во время торможения или разгона, и боковые, что действуют на нее в поворотах.
Кроме того, рессоры достаточно компактны. В отличие от пружин, они находятся внизу, что освобождает от необходимости жертвовать частью погрузочной площади багажного отсека. Это достаточно актуально для грузопассажирских моделей. Да и за счет увеличения длины самих рессор их можно сделать достаточно мягкими.
Недостатком рессорной подвески является ее малый срок службы, что в некоторой степени обусловлено особенностями эксплуатации. Ведь хозяева таких авто постоянно транспортируют грузы, а в условиях такой нагрузки рессоры достаточно быстро проседают. Также имеется необходимость в смазке и очистке листов, иначе мусор и камешки, что набиваются между ними, приводят к дребезжанию и скрипам.
Обслуживание рессор
В целях сохранения рессор и недопущения и поломки, периодически необходимо проводить обслуживание данного компонента. Очистка рессор должна производиться не реже 1 раза в 10 000 км. Она подразумевает демонтаж узла, чистку каждой рессоры наждачной бумагой с последующей их промывкой керосином. Далее рессоры следует покрасить краской (быстросохнущего типа), а затем смазать составом из графита и тавота, после чего смонтировать обратно.
Видео: Переборка рессор на газ 2410
Для сохранения рессор, необходимо каждые 2 дня инспектировать их на предмет затяжки их стремянок, за счет которых рессоры и фиксируются к мосту и передней оси. Важное условие – стремянки всегда обязаны быть затянуты.
Смазка рессорных пальцев, а также серег,производится раз в 2 дня. Для проведения работ необходимо использовать тавотонагнетатель, а закачивается смазка через специальные ниппели, которыми оборудованы серьги и пальцы. Стоит помнить, что рессорные пальцы достаточно хрупкие, что исключает использование молотка во время проведения работ. Нужно затягивать болты с предельной аккуратностью, дабы не повредить указанные пальцы.
При эксплуатации машины в тяжелых условиях, целесообразной будет обмотка их шпагатом (просмоленным), после чего узел зачехляется чехлом из брезента, наполненным тавотом.
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:
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.
Листовые рессоры
В отличие от унифицированных элементов пневматической подвески, стальные упругие элементы должны быть созданы специально для конкретного автомобиля с учетом его конструктивных особенностей и свойств. Это положение справедливо как для листовых рессор, так и для цилиндрических винтовых пружин и торсионов.
Самой старой и самой известной формой упругого элемента является многолистовая рессора, достоинством которой является способность воспринимать не только силы, действующие в различных направлениях (вертикальные, боковые и продольные), но и моменты при трогании с места и торможении. К этому следует добавить благоприятное распределение сил по раме или кузову и возможность обеспечить прогрессивность характеристики упругости подвески. Поперечно расположенная листовая рессора, кроме-того, повышает устойчивость кузова на поворотах.
Основными недостатками многолистовой рессоры являются следующие:
Оба эти недостатка можно почти полностью устранить, применив пластмассовые прокладки между листами. Эти прокладки можно укладывать по всей длине листа (рисунок 1) или располагать по концам и в середине (рисунок 2). Различные методы крепления прокладочных пластин приведены на рисуноке 3. Пластины можно вставлять в гнездо, крепить с помощью отверстий или приклеивать.
2 и 3 — пластмассовые прокладки, соответственно закрепляемые механически и приклеиваемые
Трение между листами, зависящее главным образом от числа трущихся поверхностей, является нежелательным демпфирующим фактором. Поэтому листовая рессора должна иметь как можно меньшее число листов. Идеальным конструктивным решением была бы однолистовая рессора (рисунок 4).
Чтобы при постоянной ширине В получить одинаковые напряжения изгиба во всех поперечных сечениях, необходима параболическая раскатка рессоры к концам.
Однолистовые рессоры используются в США уже давно. В Европе они появились в 1970 г., когда фирма «Ford» применила такие рессоры для задней подвески на модели «Капри-2600РС» и передней подвески на модели «Транзит», В том же году они появились и на модели ДАФ-66.
Отрицательно действуют изгибающие моменты, которые возникают при трогании с места и торможении. На моделях «Капри» и ДАФ эти моменты воспринимаются расположенными сверху продольными рычагами. Многолистовые параболические рессоры лучше воспринимают эти моменты, и, кроме того, они всегда легче, чем рессоры из листов постоянного сечения. На рисунке 5 показаны различные варианты исполнения листовых рессор задней подвески автобусов, иллюстрирующие разницу между ними.
а — обычная трапецеидальная листовая рессора с ровно обрезанными концами листов, состоящая из 14 листов, толщина пакета 140 мм, масса рессоры 122 кг; б — улучшенный вариант трапецеидальной листовой рессоры с оттянутыми концами листов и полимерными прокладками, состоящей из девяти листов, толщина пакета 127 мм, масса рессоры 94 кг; в — параболическая рессора с листами переменного продольного профиля. длина параболических участков около 1200 мм, рессора состоит из трех листов с полимерными прокладками, толщина пакета 64 мм, масса рессоры 61 кг.
Однолистовая рессора постоянной ширины представляет собой балку равного сопротивления. Если бы мы потребовали постоянства толщины, то получили бы листы, имеющие форму двух сложенных между собой треугольников (рисунок 6).
Чтобы получить нормальную рессору, лист разрезают на полосы постоянной ширины, которые, будучи положены одна на другую, образуют рессору с примерно такой же характеристикой.
Однако реализовать на практике треугольную рессору невозможно, поскольку в этом случае потребовалась бы призматическая деталь для крепления ее средней части, а концы рессоры должны иметь определенную ширину для передачи через ушко или скользящую опору.
По этой причине вместо листа, имеющего форму сдвоенного треугольника, применяется рессора в форме сдвоенной трапеции с прямоугольной центральной частью (рисунок 7). Разрезав эту рессору на полосы постоянной ширины и заменив острые концы прямоугольными той же площади, получим трапецеидальную рессору в ее простейшем и легком для изготовления виде. Она состоит из ряда уложенных один на другой листов, имеющих постоянные ширину и толщину, но различной длины. Такая рессора показана на рисунок 5, а.
Три рессоры, изображенные на этом рисунке, имеют с каждой стороны по крайней мере по одному хомуту. Основной функцией этих хомутов является передача моментов, возникающих при торможении или трогании с места, на все листы и тем самым разгрузка коренного листа.
УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЛИСТОВЫЕ РЕССОРЫ
Листовые рессоры применяют в современном подвижном составе редко. Достоинством листовых рессор является то, что они сочетают в себе свойства упругих элементов и гасителей колебаний. Гашение колебаний происходит за счёт силы трения, возникающей между листами рессор при их относительном перемещении. Однако недостатками таких рессор являются большая трудоёмкость их изготовления и ремонта, значительная масса, непостоянная сила трения между листами (например, у новых рессор пассажирских вагонов она равна 6–8 % статической нагрузки, а в процессе эксплуатации повышается до 20–25 %, что нередко приводит к выключению рессор). Листовые рессоры не смягчают горизонтальные нагрузки.
По форме различают листовые рессоры незамкнутые и замкнутые (эллиптические).
Незамкнутые рессоры имели наибольшее распространение в нетележечных конструкциях пассажирских и грузовых вагонов, а также в двухосных тележках пассажирских вагонов.
Эти рессоры собраны из нескольких наложенных друг на друга, изогнутых по дуге окружности, постепенно укорачивающихся стальных листов. Посередине листы соединяются шпилькой 4 и прочно насаженным на них (надеваются в горячем состоянии) стальным хомутом 5. Верхний лист 1, называемый коренным, имеет на концах ушки, которыми рессора шарнирно соединяется с рамой или кузовом вагона. Один или два листа 2, прилегающий к коренному листу 1, называется подкоренным, остальные листы 3 называются наборными.
Незамкнутая листовая рессора: а – рессора;
б – сечение листов; 1 – коренной лист; 2 – подкоренной лист;
3 – наборные листы; 4 – шпилька; 5 – хомут
Изготовляют листовые рессоры преимущественно из желобчатой рессорной стали (рис.б), профиль которой способствует удержанию листов от перемещения относительно друг друга в поперечном направлении. При относительно малой длине рессоры её листы могут быть изготовлены из плоской полосовой стали. Хомут изготовляют из плоской полосовой стали, а шпильку – из стального прутка диаметром 6–8 мм.
Листовая рессора характеризуется размерами в свободном состоянии и под нагрузкой. Расстояние между центрами ушков коренного листа ненагруженной рессоры а называется длиной хорды или хордой. Расстояние между центрами ушков коренного листа нагруженной, выпрямленной рессоры, называется длиной рессоры. Расстояние б, измеряемое в середине рессоры, между прямой, проходящей через центр ушков, и верхним (коренным) листом в свободном состоянии рессоры, называется фабричной стрелой прогиба. Высотой рессоры в называется расстояние от прямой, проведённой через центры ушков коренного листа, до нижней поверхности хомута.
Под действием нагрузки происходит выпрямление рессоры и вследствие этого уменьшение фабричной стрелы. Величина осадки рессоры под нагрузкой, определяемая как разница между фабричной стрелой и стрелой в нагруженном состоянии, называется прогибом. Величина его имеет большое значение для спокойного хода вагона.
Эллиптическая рессора Галахова
Замкнутые (эллиптические) рессоры состоят из двух незамкнутых листовых рессор, повёрнутых вогнутой стороной друг к другу и соединённых по концам шарнирами, скобами или специальными наконечниками. Эти рессоры называются эллиптическими потому, что в первых эллиптических рессорах вогнутые стороны коренных листов образовали эллипс. Эллиптические рессоры имеют большую гибкость по сравнению с подвесками и применяются преимущественно в центральном подвешивании тележек вагонов. Для восприятия значительных нагрузок такие рессоры ставят группами в несколько рядов. В таком случае эллиптические рессоры называются двух-, трёх-, четырёхрядными и т. д.
На вагонах железных дорог России применялось несколько типов эллиптических рессор, отличающихся между собой главным образом соединением концов коренных листов. В настоящее время в центральном рессорном люлечном подвешивании тележек рефрижераторных вагонов КВЗ-И2 и ЦМВ-DESSAU используется рессора Галахова.
Эллиптическая рессора Галахова (рис. а) состоит из половин верхней и нижней, включающих каждая обычно пять одинаковых незамкнутых рессор, соединённых по концам со специальными наконечниками 1 и 5 (рис. б).
Эллиптическая рессора Галахова и ее концевые шарниры:
1, 5 – наконечники; 2 – заклепки; 3 – сухарь; 4 – вырез
Наконечники крепятся к концам коренных листов заклёпками 2. Наконечник 5 нижней половины имеет продольный буртик с радиусом закругления 8 мм, а по наконечнику 1 верхней половины проходит продольный жёлоб. В собранной рессоре буртик с жёлобом образует полушарнир. Чтобы верхняя половина рессоры не смещалась относительно нижней в поперечном направлении, в средней части наконечника 5 сделан вырез 4 шириной 40 мм, а в наконечнике 1 – вырез с приклёпанным сухарём 3 такой же ширины. Собирается и разбирается рессора Галахова легко, что удобно при ремонте, установке и перевозке.
Рессоры Галахова изготовляют из желобчатой стали сечением 76 х 10 мм. Каждый пакет рессоры (незамкнутая половина одного ряда) собирается из шести-семи листов. Длина хорды в свободном состоянии составляет 850–930 мм, а высота – около 400 мм.
Стрела прогиба б у эллиптических рессор измеряется между коренными листами верхней и нижней половины около хомутов, а высота рессоры в – между наружными наборными листами. Длиной хорды а называется расстояние между центрами наконечников незагруженной рессоры.
Как было изложено выше, при работе листовой рессоры возникает трение между её листами, способствующее затуханию колебаний вагона, обеспечивающее его более спокойный ход. В то же время слишком большое трение ухудшает качество подвешивания. Величина трения в рессоре оценивается коэффициентом относительного трения, равным отношению силы трения к силе, создающей упругую деформацию рессоры.
Обычно сила трения увеличивается пропорционально прогибу, так как соответственно возрастают силы прижатия листов друг к другу.
Эллиптическая рессора Галахова на вагоне
Увеличить картинку