Как устроена и как работает рессора?

Задние рессоры

Задние рессоры УАЗ 469 для военных автомобилей собираются из 9 листов каждая. Для машин гражданской комплектации рессора УАЗ 469 задняя состоит из 7 листов. Толщина каждого листа 7 мм. Длина рессоры УАЗ 469 задней составляет 1 250 мм. По центру рессорные листы стягиваются центровыми болтами и хомутами.

Задний мост расположен снизу под двумя рессорами. К заднему мосту каждая из двух рессор крепится стремянками, по 2 штуки на каждую рессору. Стремянки охватывают рессору с накладками. Они проходят через отверстия, просверленные в приливах картера редуктора моста.

На стремянки накручиваются гайки, которые затягиваются с усилием 10…12 кгс*м. Так выглядит рессора УАЗ 469 задняя. Цена одной рессоры на сайтах интернета колеблется от 5 000 рублей до 10 000 рублей.

Рессоры, производимые отечественными изготовителями, довольно быстро деформируются, в них возникают сколы, трещины, коробление. Многие автовладельцы, хозяева автомобилей УАЗ 469, прокатывают рессорные листы по наковальне. Другой способ усиления – добавка дополнительного листа к штатной рессоре.

Возможна кардинальная замена родной уазовской рессоры на более устойчивый вариант узла. Благо, большинство рессор, стандартно идущих на комплектацию ульяновских внедорожников, является взаимозаменяемыми. Это качественно облегчает и ремонт, и обслуживание данного семейства автомобилей.

После монтажа усиленных рессор машина становится значительно выше, жестче, у нее существенно увеличивается запас хода. Некоторые владельцы заменяют штатные рессоры на дорогостоящие аналоги (около 20 000 рублей) от производителей «Airman» (Япония), «Touch Dog» (Австралия), «Риф» (Россия, Москва).

Действующие силы и моменты

Возникающее при работе подвески изменение длины деталей упругих элементов требует эластичного присоединения мест D крепления (). Под действием боковых сил последние также деформируются, увеличивая положительный угол развала наружного (по отношению к центру поворота) колеса.

Рисунок 4 — Эпюра изгибающих моментов (б) в поперечно расположенной листовой рессоре (а), которая крепится к кузову в точках D

б — эпюра изгибающих моментов

На рисунке приведены силы и характер изменения изгибающего момента при статической исходной нагрузке F_w. В центральной части рессоры между точками D действует постоянный по величине момент М_w = F_wl, поэтому листы рессоры должны иметь на этом участке постоянное сечение. Допускается только изменение ширины листов (как показано).

При нагружении рессоры силами, действующими в одну сторону (), концевые и центральный участки принимают форму дуги. В результате рессора по всей длине работает с заданной жесткостью. Однако при движении на повороте () на наружной (по отношению к центру поворота) стороне на рессору действует дополнительная сила +ΔF_a при соответствующем уменьшении нагрузки на внутренней стороне. Один конец рессоры будет в результате приподнят вверх, в то время как другой ее конец отжимается вниз.

Рисунок 5 — При вертикальном подрессоривании закрепленная в двух точках рессора (а) изгибается на участке между точками крепления. Увеличение нагрузки ΔD в точках D соответствует увеличению сил ΔF на концах рессоры

б — эпюра изгибающих моментов

Рисунок 6 — При поперечно-угловом подрессоривании на повороте внешний по отношению к центру поворота конец рессоры (а) дополнительно нагружается силой ΔF_a при соответствующем уменьшении нагрузки — ΔF_t на внутренний конец. В центральной части рессоры между опорами происходит изменение направления моментов, следствием чего является увеличение жесткости рессоры. Нагрузка на внешнюю опору D_a = D + ΔD, а на внутреннюю D_i = D — ΔD, где ΔD = ΔF × 2(1 + e/2) / e

б — эпюра изгибающих моментов

В центральной части действуют противоположно направленные изгибающие моменты, которые стремятся изогнуть этот участок в форме буквы S. В связи с тем, что листы рессоры имеют постоянную толщину, их прогиб в центральной части будет незначительным. Это означает, что при поперечно-угловом подрессоривании на поворотах эта подвеска имеет большую жесткость, чем при одинаково направленном перемещении колес при преодолении препятствия. Взаимосвязь между этими двумя величинами определяется расстоянием e между опорами D. Чем больше величина e, тем больше разнятся эти величины. Однако возможности увеличения e ограниченны, так как длина рессоры в распрямленном состоянии L = e + 2l (см. ) должна быть меньше, чем колея t_v передних колес. Чем больше величина e, тем короче концевые участки l рессоры и тем выше возникающие в них напряжения. Рессора в этом случае должна состоять из большего числа более тонких листов.

В передней подвеске модели «Opel Kadett» рессоры, закрепленные в двух точках, нагружены только вертикальными силами. Боковые и продольные силы воспринимают нижние рычаги, на которые опираются концы рессор. При этом концы рессор могут поворачиваться относительно рычага в боковом направлении. Обеспечения безопасности на случай поломки не требуется, и конструктивное решение с малолистовой параболической рессорой с двумя опорами оказалось экономически самым выгодным ().

Рисунок 7 — Передняя рессора модели «Opel Kadett B», выпускавшейся до 1973 года. Рессора состоит из двух параболических раскатанных листов. В местах крепления листы отделены один от другого резиновыми накладками

Требования к обслуживанию модернизированного автоприцепа

В процессе использования модернизированного прицепа владелец авто должен соблюдать следующие правила.

Менять фторопластовые втулки через 50 тысяч км пробега или по мере износа деталей. Замена функциональных деталей иногда нужна раньше, если трейлер подвержен серьёзным нагрузкам и активно эксплуатируется.
Периодически проверять степень затяжки болтов там, где рессора соединяется с балкой подвески. С течением времени крепежи ослабевают, приводя к деформациям рессорного механизма и его быстрому выходу из строя. Поэтому через каждые 10 тысяч км пробега нужно проводить профилактический осмотр состояния крепёжных элементов. Нельзя допускать формирования люфта между рабочими деталями подвески.
Периодические добавлять в узловые соединения рессорной подвески солидол или смазку на основе графита. Строгого регламента выполнения данной процедуры нет. Владелец авто должен самостоятельно контролировать увлажнение узлов технической смазкой. Если этого не делать, пересохшие пластины будут быстро истираться, сломаются раньше положенного срока.
Подкладывать смазку в ушко, где помещён плавающий элемент рессорного механизма. Для добавления смазывающего материала (солидола, графитового состава) рессорная пластина аккуратно отгибается монтировкой или другим подручным предметом. Во время выполнения процедуры обязательно соблюдение правил техники безопасности. Нельзя наносить смазку пальцами. Для этой цели используется малярная кисточка или ватная палочка.

По мнению некоторых водителей, плавающая часть в рессорных подвесках наделяет устройство плохими характеристиками. Они советуют заменять колеблющуюся конструкцию сайлентблоком. На самом деле плавающие механизмы имеют свои преимущества, которые делает их незаменимой деталью для грузовых автомобилей и прицепов.

Быстрое стачивание и скрип элементов рессоры, на которые так любят грешить водители, на самом деле не являются дефектом плавающего механизма. В реальности стачивание появляется только через 100 тысяч км пробега. Скрипящие пластины рессоры указывают на нехватку смазки. После её нанесения проблема исчезает сама собой.

Рекомендуем обратить внимание на следующие модели прицепов МЗСА, где с завода установлены надежные и проверенные рессоры:

Всем привет, дорогие друзья! Сегодня речь пойдет про рессоры на прицеп.

На некоторых моделях они уже стоят, потому возникает только вопрос о том, как усилить и повысить грузоподъемность конструкции.

В других случаях легковые автоприцепы имеют резино-жгутовые (торсионные) варианты подвесок.

Их недостатки в сложном обслуживании и ремонте. Самостоятельно можно поменять только подшипник, а вот рычаг или торсион заменят либо на СТО, либо на заводе, где выпускался автоприцеп. Цена такого ремонта равна стоимости новой торсионной оси. Потому для многих предпочтительнее переделка торсионки на рессорную подвеску (РП).

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.

Определение траектории перемещения ушков листовой рессоры

Если поперечно расположенная листовая рессора, закрепленная в двух точках, одновременно заменяет верхний или нижний рычаги, то в этом случае конструктор должен знать траектории центров ушков рессоры при работе подвески на поворотах. Это необходимо для определения мгновенного центра поворота, а также для того, чтобы рассчитать изменение развала и схождения колес.

Точки замеров, образующие траекторию перемещения, получают с помощью пружинных весов. В качестве исходного положения принята выпрямленная рессора (рисунок 8). Величина нагрузки при этом не играет роли.

Рисунок 8 — Центр дуги, описываемой ушком рессоры, закрепленной в двух точках, как правило, смещен в сторону от мест закрепления

В качестве исходных параметров используются величины ходов сжатия f1 и отбоя f2 подвески в направлении оси Y, а измеряемой величиной является боковое смещение Δl обоих салазок, что дает соответствующее значение X. В процессе изучения оба места закрепления D1 (слева) и D2 (справа, на рисунке не изображено) должны параллельно нагружаться или разгружаться. Затем рессору вычерчивают в выпрямленном состоянии в масштабе 1:1, чтобы, исходя из этого положения, иметь возможность нанести полученные значения X в соответствии со значениями Y. Начало координат располагается в центре ушка рессоры. Соединив отдельные точки, получим с обоих концов рессоры дугообразную кривую. Центр кривизны служит кинематическим центром вращения.

Аналогичный процесс может быть применен также при центральном закреплении рессоры, независимо от того, является это закрепление жестким или упругим (рисунок 9).

Рисунок 9 — При жестком закреплении середины рессоры центр дуги, описываемой при работе подвески ушком, располагается вне заделки

При поперечно расположенных листовых рессорах таким же путем осуществляется определение центра поворота. При продольных листовых рессорах определяют траекторию, которая потребуется для уточнения перемещения неразрезной балки, закрепленной на рессорах. В последнем случае рессора должна быть изображена на чертеже в соответствии с ее положением в автомобиле.

Определение траектории перемещения ушков листовой рессоры

Точки замеров, образующие траекторию перемещения, получают с помощью пружинных весов. В качестве исходного положения принята выпрямленная рессора (). Величина нагрузки при этом не играет роли.

Рисунок 8 – Центр дуги, описываемой ушком рессоры, закрепленной в двух точках, как правило, смещен в сторону от мест закрепления

В качестве исходных параметров используются величины ходов сжатия f₁ и отбоя f₂ подвески в направлении оси Y, а измеряемой величиной является боковое смещение Δl обоих салазок, что дает соответствующее значение X. В процессе изучения оба места закрепления D₁ (слева) и D₂ (справа, на рисунке не изображено) должны параллельно нагружаться или разгружаться. Затем рессору вычерчивают в выпрямленном состоянии в масштабе 1:1, чтобы, исходя из этого положения, иметь возможность нанести полученные значения X в соответствии со значениями Y. Начало координат располагается в центре ушка рессоры. Соединив отдельные точки, получим с обоих концов рессоры дугообразную кривую. Центр кривизны служит кинематическим центром вращения.

Аналогичный процесс может быть применен также при центральном закреплении рессоры, независимо от того, является это закрепление жестким или упругим ().

Рисунок 9 – При жестком закреплении середины рессоры центр дуги, описываемой при работе подвески ушком, располагается вне заделки

2. Техника безопасности при выполнении работ в кузнечно-рессорном отделении

Воспринимающие удар инструменты (зубила, гладилки, пробойники) должны быть насажены на рукоятки без расклинивания; кувалды, молотки — с расклиниванием клином из мягкой стали, имеющим насечку типа «ерш».

Наковальня для ручной ковки должна быть укреплена на деревянной подставке, усиленной стальным обручем, и установлена так, чтобы ее рабочая поверхность была горизонтальной.

Рабочий инструмент (клещи, пробойники, крючки) должен быть изготовлен из стали, не воспринимающей закалку, и не иметь трещин, наклепа, погнутостей, ослабления в шарнирах.

Для прочного удержания обрабатываемых заготовок на рукоятки клещей следует надевать зажимные кольца (шпандыри). Клещи для удержания обрабатываемых поковок следует выбирать по размеру так, чтобы при захвате поковок зазор между рукоятками клещей был не менее 35 мм. Губки клещей должны соответствовать размеру и форме заготовок.

Перед ковкой нагретый металл надо очистить от окалины металлической щеткой или скребком.

ковать черные металлы, охлажденные ниже 800 °С (при изменении цвета поковки от светло-вишневого до темно-вишневого);
ковать металл на мокрой или замасленной наковальне;
применять неподогретый инструмент (клещи, оправки);
прикасаться руками (даже в рукавицах) к горячей заготовке во избежание ожогов;
устанавливать заготовку под край бойка молота;
допускать холостые удары верхнего бойка молота о нижний;
вводить руку в зону бойка и класть поковку руками;
работать инструментом, имеющим наклеп;
стоять напротив обрубаемого конца поковки.

Класть заготовку необходимо на середину наковальни так, чтобы она плотно прилегала к ней.

Перед началом работы на молоте следует проверить холостой ход педали, исправность ограждения (блокировки), а также прогреть бойки молота куском горячего металла, зажимаемого между верхним и нижним бойками.

При рубке зубило должно устанавливаться вертикально. Первый и последний удары должны быть более слабыми. Перед последним ударом заготовку необходимо перевернуть подрубленной стороной вниз. При рубке металла в том направлении, куда могут отлетать обрубаемые куски металла, должны устанавливаться переносные щиты.

Для изгиба полосового материала или изготовления ушек листов рессор должны применяться специальные стенды, снабженные зажимным винтом для крепления полосы.

Рихтовка рессор производится только на специальной установке.

Гидравлические струбцины для клепки должны надежно подвешиваться к потолку или специальному устройству.

обрубать ненагретые листы рессор;
ставить листы рессор, рессоры и подрессорники у стены вертикально (их следует укладывать на стеллажи в горизонтальном положении);
поправлять заклепку после подачи жидкости под давлением в цилиндр струбцины;
работать на станке для рихтовки рессор, не имеющем концевого выключателя реверсирования электродвигателя.

Перед ремонтом рама автомобиля должна устанавливаться в устойчивое положение на подставки (козелки). Не допускается выполнять ремонт рам, вывешенных на подъемных механизмах или установленных на ребро. Поднимать, транспортировать и переворачивать автомобильные рамы следует только при помощи подъемных механизмов. Рихтовка рессор вручную может производиться только на специально отведенном участке с применением необходимого оборудования и мер противошумной защиты.

Источник

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:

осадка;
перелом;
срыв болта;
поломка пальцев.

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 с прогрессивной характеристикой упругости

Листовые рессоры могут иметь прогрессивную характеристику упругости. Чтобы добиться увеличения жесткости при увеличении нагрузки, рессоры задней подвески легковых автомобилей выполняют двухступенчатыми. В этом случае однолистовая параболическая рессора или двух- либо трехлистовая трапецеидальная при прогибе опираются на лист второй ступени (, варианты а и б). Кроме того, существует возможность установки упора, смещенного по длине рессоры. Этот упор приводит к уменьшению рабочей длины рессоры при ходе сжатия и соответственно к увеличению жесткости (вариант в).

Рисунок 10 — Различные варианты исполнения продольных листовых рессор с прогрессивной характеристикой упругости для легковых автомобилей

а — однолистовая рессора с плавно включающимся подрессорником; б — то же, трапецеидальная; в — укорачивание одного из плеч рессоры на ходе сжатия

Конструктивные решения а и б позволяют так подобрать длину и толщину листов обеих ступеней, что при ходе сжатия подвески до крайнего верхнего положения (т.е. при максимальной нагрузке) напряжения распределяются равномерно. Установка дополнительного ограничителя, напротив, может привести к концентрации напряжений в месте опоры рессоры.

Для грузовых автомобилей изменение нагрузки значительно больше. Чтобы жесткость подвески у незагруженного автомобиля не была чрезмерно высокой, требуется более прогрессивная характеристика, которую можно получить только с помощью дополнительных рессор. Эти дополнительные рессоры с собственной характеристикой упругости крепят на основных рессорах. После определенной величины хода f_E подвески () достигают специальных упоров.

Рисунок 11 — Для грузовых автомобилей требуется значительно более высокая прогрессивность характеристики упругости подвески, которой можно добиться только с помощью дополнительной рессоры, устанавливаемой сверху на основную рессору. Дополнительная рессора после перемещения подвески вверх на определенную величину f_E хода упирается в специальные опоры

В большинстве случаев дополнительные рессоры имеют более высокую жесткость, чем основные, что позволяет избежать слишком низкой частоты колебаний груженого автомобиля и удержать в определенных пределах крен кузова на поворотах. Повышения жесткости достигают путем уменьшения длины листов (l_Z вместо l_H основной рессоры) и увеличения толщины. Поскольку дополнительная рессора включается в работу только в конце хода подвески, возникающие в ней напряжения изгиба меньше, чем в листах основной рессоры.

Расположенные один над другим пакеты рессор могут быть как трапецеидальными (), так и параболическими (), имеющими следующие характеристики:

Таблица 1 — Характеристики наборов листовых рессор
	Основная рессора	Дополнительная рессора
Расстояние между ушками L, мм	1800	—
Длина рессоры, мм	—	1120
Ширина листа B, мм	100	100
Наибольшая толщина h₁, мм	22	29
Жесткость рессоры c_2h, Н/мм	245	730
Наибольшая нагрузка F_max, кН	33,2	9,8
Наибольшая нагрузка F_max, МПа	680	222

Рисунок 12 — Задняя рессора грузового автомобиля, имеющая прогрессивную характеристику упругости. Трапецеидальная рессора выполнена без проставок между листами

Рисунок 13 — Рессора нового поколения для грузовых автомобилей, имеющая прокладки между листами по концам и в зоне центрального стяжного болта

В обоих случаях в качестве аварийной меры на случай поломки коренного листа сделано так, что конец второго листа охватывает левое ушко. Правый конец рессоры, изображенной на , скользит по опоре. Этот вариант исполнения конца рессоры часто встречается в подвеске грузовых автомобилей (). В легковых автомобилях применение подобного конструктивного решения создавало бы неприятный шум.

Рисунок 14 — Чтобы компенсировать изменение длины в процессе колебаний рессора может с одной стороны иметь скользящую опору

а — прямой конец рессоры с удлиненным для безопасности вторым листом; б — изогнутый коренной лист

Другие статьи по подвеске автомобиля

Листовые рессоры
Винтовые пружины
Торсионы
Стабилизаторы поперечной устойчивости
Резиновые и пневматические упругие элементы подвески
Ограничители хода и дополнительные упругие элементы
Ограничители хода отбоя
Подвески ведомых задних колес
Подвески ведущих задних колес

Пошаговая инструкция изготовления самодельного прицепа

После того как весь комплект материалов и инструментов будет собран, можно переходить непосредственно к сборке конструкции.

Инструкция позволит сделать всё быстро и качественно.

Первое, с чего начинается сборка прицепа – это рама, собственно она и выступает в роли несущей части конструкции. Соответственно к ней предъявляются особые требования по прочности и надёжности. Для начала швеллер или труба нарезается на отрезки необходимой длины, после чего из них сваривается прямоугольное или квадратное основание, к которому будут крепиться борта

Особое внимание стоит обратить на качество сварочных швов, т. к

именно в этом моменте, как правило, возникают главные проблемы у самодельных конструкций. В передней части рамы производится крепление сцепного устройства, ну а посередине устанавливаются проушины для амортизаторов.

Сборка кузова начинается с каркаса бортов. Сначала устанавливаются вертикальные стойки, потом горизонтальные. Отдельно рекомендуется укрепить борта дополнительными рёбрами жёсткости, т. к. во время движения, особенно по плохим дорогам элементы могут испытывать высокие нагрузки. Дополнительные ребра жесткости могут быть как вертикальными, так и горизонтальными.

Установка ходовой части прицепа. Данный процесс обладает большим количеством тонкостей. Например, ось должна быть смещена ближе к задней части прицепа. В целом какие-либо особенности при монтаже ходовой части вызваны скорее конструктивными особенностями элементов, которые предпочёл испытывать автовладелец. К раме привариваются проушины для амортизаторов и реактивных тяг, пренебрегать последними недопустимо, т. к. они служат в качестве удерживающих элементов моста.

Обшивка бортов и дна осуществляется на заключительных этапах. Для этого отлично подходит листовая сталь и фанера. В первую очередь лобзиком вырезаются элементы обшивки дна, их крепление осуществляется с помощью болтов. Далее из листовой стали изготавливается обшивка бортов. Примечательно, что крепить её можно как с помощью сварки, например, и на алюминиевые заклёпки, которые вполне доступны для покупки.

Установка электрооборудования. На задней стенке прицепа следует установить: красные треугольники-отражатели, подсветку государственного номерного знака, фонарь заднего хода, стоп-сигналы, указатели поворотов и габариты. Сбоку должны располагаться отражатели оранжевого цвета. Передняя стенка предусматривает установку белых габарит и отражателей такого же цвета. Гораздо эффективнее будет использовать готовые решения проводки. Обязательно нужно использовать защитную гофру для проводов. Все соединения должны быть герметичны и надёжны. Крепление жгута проводки к раме удобнее всего осуществлять при помощи специальных пластиковых хомутов.