| В этой статье приведены общие теоретические данные и личные доводы по поводу подбора пружин. В основном в подвесках современных легковых автомобилей используются винтовые пружины сжатия о них в основном и пойдет речь. Меняя пружины на нестандартные, в основном преследуются несколько целей: - повысить или понизить дорожный просвет (что вызвано необходимостью эксплуатации автомобиля в тех или иных условиях); - повысить или понизить жесткость пружин (найти компромисс между комфортом и управляемостью автомобиля).  Итак, основная техническая характеристика ВАЗ 2101: - полная масса автомобиля, кг (для спортивной езды нет смысла принимать ее из заводской инструкции с 4 мя пассажирами и 50 кг в багажнике, имеет смысл загрузить автомобиль 2 мя пассажирами) - 955 кг + 80 кг +80 кг=1115 кг; - масса, приходящаяся на переднюю ось снаряженного автомобиля - 430 кг; - масса, приходящаяся на заднюю ось снаряженного автомобиля - 362 кг; - цилиндрические пружины передней подвески: свободная длина, мм - 360; внутренний диаметр пружины, мм - ; диаметр прутка, мм - 13,13+0,05; количество витков - 8,83; длина под нагрузкой 628 кг, мм - 182; длина под нагрузкой 435 кг, мм (маркировка группы А желтого цвета) - >232; - цилиндрические пружины задней подвески: диаметр прутка, мм - 12,3+0,5; внутренний диаметр пружины, мм - 102,7; количество рабочих(активных) витков - 8; количество витков - 10; длина пружины без нагрузки, мм - 434; длина под нагрузкой 295 кг, мм (маркировка группы А желтого цвета) - >273 Самый простой способ понизить дорожный просвет – укоротить, обрезав один или несколько витков, стандартной пружины. Многие делают это не задумываясь о последствиях. Возникает вопрос, что мы получим в результате? Как повлияет обрезанные витки на упруго–деформативные свойства пружины? Жесткость пружины обратно пропорционально количество активных витков: С=F/S=(G*d4)/(8*n*D3); Н/мм Где: G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2, для холоднокатанных 81400 Н/мм2; d – диаметр прутка, мм; n – количество активных витков; D – средний диаметр прутка, мм. Просчитаем уменьшение рабочих витков на 1, 2 для задней подвески, для сравнения рассчитаем для стандартной подвески: Жесткость стандартной пружины: С0=(78500*12,34)/(8*8*102,73)=25,917 Н/мм; Жесткость обрезанной пружины: С1=(78500*12,34)/(8*7*102,73)=29,620 Н/мм; Жесткость обрезанной пружины: С2=(78500*12,34)/(8*6*102,73)=34,557 Н/мм.  X=(4*Р*R3*n)/(G*r4); [мм] Где: X – деформация пружины, мм; Р – внешняя сила, Н; G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2, для холоднокатанных 81400 Н/мм2; r – радиус прутка, мм; n – количество витков; R – радиус винтовой оси пружины, мм. Сделаем расчет также для задней подвески автомобиля: Деформация стандартной пружины от нагрузки 295*9,81=2893,95 Н (стандартная нагрузка): X0=(4*2893,95*51,353*10)/(78500*6,154)=139,573 мм; Деформация пружины обрезанной на 1 виток: X1=(4*2893,95*51,353*9)/(78500*6,154)=125,616 мм; Деформация пружины обрезанной на 2 витка: X2=(4*2893,95*51,353*8)/(78500*6,154)=111,659 мм. В каких пределах у нас окажется дорожный просвет? В случае обрезания витков у нас меняется не только деформация пружины но и ее длина. При укорачивании на 1 виток длина уменьшится на шаг витка – 48,22 мм, на два витка – соответственно на два шага витка – 96,44 мм. Итак при такой нагрузке и свободной длине пружины 434 мм мы получим общую длину пружины: Для стандартной пружины – 294,427 мм; Для обрезанной на один виток – 260,164 мм; Для обрезанной на два витка – 225,901 мм.  Следует сказать, что при стандартных амортизаторах заднюю пружину можно спокойно обрезать на 1 виток - небольшой преднатяг будет, пружина не выпадает при полностью вывешенном колесе. Если обрезать больше, или ставить более короткие пружины то прийдется либо искать амортизатор с более коротким штоком, либо перенести ниже его нижнее крепление с помощью изготовления соответствующих кронштейнов. Еще о чем надо знать обрезая пружины. К концам, шаг навивки у них уменьшается, образуя площадку для опирания. Обрезая витки эта площадка уменьшается(возрастают напряжения на чашку) и расположена она неравномерно, с некоторым эксцентриситетом - е. То есть в таком случае мы имеем нагружение в виде внецентренного сжатия. Пружина уже работает по другому. Сила F, смещенная относительно оси на величину e вызовет чистый изгиб моментом: М=F*е; Так как плоскость действия изгибающих пар может не совпадать ни с одной из главных плоскостей инерции пружины, то в общем случае имеет место комбинация продольного сжатия и чистого косого изгиба. Представьте себе зажатую между двумя пальцами маленькую пружинку. Ее можно просто сжимать и разжимать, при этом будет меняться только ее длина, но попробуйте сжать эту же пружинку упирая в пальцы не всю ее площадку, а только половину. Пружина будет сжиматься за счет витков и также за счет искривления. В таком случае ее характеристики могут быть совсем иные. Обрезав пружину, чтобы обеспечить равномерное опирание на чашки можно отпустить последний виток. Для этого нужно нагреть его до 600-650 С (цвет каления коричнево-красный) и дать остыть на воздухе. Здесь возникает проблема связанная с тем, что: нужно нагревать до довольно высокой температуры, нагревать необходимо только один виток (местный нагрев). До такой температуры местный нагрев можно обеспечить разве что газовой горелкой и то, вероятность испортить деталь очень высока. |
| Источник: http://www.lada.cc |
Похожие статьи