| Главная » Статьи » Автомобильные Статьи » Ходовая |
Обрезать ли пружины...
| Обрезать ли пружины? 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) Необходимо задаться условиями: что в конечном счете мы хотим получить. Далее речь пойдет о конкретном автомобиле – вазовской классике 2101, как первенца семейства этих автомобилей. Сейчас многих поклонников этих автомобилей (к коим относится и автор статьи) не устраивает многое в поведении автомобиля на дороге. Большие крены в поворотах, раскачка кузова на продольных волнах и.т.д. Надеюсь всем понятно, что заменой одних пружин или амортизаторов нельзя найти компромисс между управляемостью и комфортом, только комплексными мерами можно достичь желаемых результатов. Сейчас мы не будем касаться амортизаторов, а зададимся целью понизить дорожный просвет и увеличить жесткость системы. 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 - масса, приходящаяся на переднюю ось снаряженного автомобиля – - масса, приходящаяся на заднюю ось снаряженного автомобиля – 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 - длина под нагрузкой 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 Самый простой способ понизить дорожный просвет – укоротить, обрезав один или несколько витков, стандартную пружину. 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); Нмм/˚ 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 Нмм/˚ Жесткость обрезанной пружины: С1=(78500*12,34)/(8*7*102,73)=29,620 Нмм/˚ Жесткость обрезанной пружины: С2=(78500*12,34)/(8*6*102,73)=34,557 Нмм/˚ Как будет влиять изменение количества витков на деформацию пружины? λ=(4*Р*R3*n)/(G*r4); [мм] Где: λ – 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) λ0=(4*2893,95*51,353*10)/(78500*6,154)=139,573 мм Деформация пружины обрезанной на 1 виток: λ1=(4*2893,95*51,353*9)/(78500*6,154)=125,616 мм Деформация пружины обрезанной на 2 витка: λ2=(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 – Итак при такой нагрузке и свободной длине пружины Для стандартной пружины – Для обрезанной на один виток – Для обрезанной на два витка – Получено, что изменяя количество активных витков, жесткость системы увеличивается тем более, чем больше удалено витков. Итак укоротив пружину на два витка мы увеличим ее жесткость на 33% и уменьшим ее длину под нагрузкой на 13% по отношению к стандартной. Если считать, что пружина в задней подвеске стоит вертикально, то дорожный просвет уменьшится на величину изменения длины пружины под нагрузкой. Т.е в нашем случае для задней подвески он уменьшится на 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 ºС (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://vaz.ee | |
| Просмотров: 711 | |
| Всего комментариев: 0 | |