Конструкция листовых рессор

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

Рессоры вагона

Рессорой вагона называется упругий элемент, собранный из отдельных полос, листов или колец, Рессоры, применяемые в вагонах, бывают:

Листовые рессоры в свою очередь разделяются на:

При работе (деформации) рессоры между ее взаимно перемещающимися листами или кольцами возникает трение, которое способствует затуханию колебаний рессоры, а следовательно, и колебаний кузова, что важно для обеспечения спокойного и безопасного движения вагона. Таким образом, рессора является гасителем колебаний. Это свойство дает рессорам преимущества перед пружинами в которых внутреннего трения практически нет. Однако листовые рессоры имеют ряд недостатков:

  • большую трудоемкость при изготовлении и ремонте;
  • значительную массу;
  • изнашиваемость листов;
  • зависимость силы трения между листами от состояния их поверхностей;
  • непригодность для смягчения горизонтальных толчков.

Поэтому в рессорном подвешивании широко применяют пружины, которые по сравнению с рессорами значительно проще по конструкции и технологии изготовления, а в сочетании с гасителями колебаний обеспечивают более спокойный ход вагона.

Листовые рессоры

Листовые рессоры применяют в современном подвижном составе редко. Рессоры сочетают в себе свойства упругих элементов и гасителей колебаний. Однако недостатками таких рессор являются большая трудоемкость 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 толчки.

По форме различают листовые рессоры незамкнутые (подвесные) (рис. 1, а) и замкнутые (эллиптические) (рис. 1, б). Незамкнутая листовая рессора состоит из нескольких наложенных один на другой листов разной длины, соединенных посередине шпилькой и хомутом. Для устранения бокового сдвига листам часто придают желобчатый профиль. Верхний коренной лист имеет на концах ушки или утолщения. Подкоренной лист (один или два) обрезан под прямым углом, остальные наборные листы рессоры обрезаны по трапеции.

Рис. 1 – Листовые рессоры: а – незамкнутая; б – замкнутая

Подвесные листовые рессоры имели наибольшее распространение в нетележечных вагонах, кроме того, их применяли и в тележках четырехосных вагонов. Эти рессоры собраны из нескольких наложенных друг на друга, изогнутых по дуге окружности, постепенно укорачивающихся стальных листов. Посередине листы соединяются шпилькой и прочно насаженным на них (надевается в горячем состоянии) стальным хомутом. Верхний лист, называемый коренным, имеет на концах ушки, которыми рессора шарнирно соединяется с рамой вагона. Лист, прилегающий к коренному листу, называется подкоренным, остальные листы называются наборными.

Изготовляют листовые рессоры преимущественно из желобчатой рессорной стали, профиль которой способствует удержанию листов от перемещения относительно друг друга в поперечном направлении. Кроме желобчатой, используется и плоская полосовая сталь.

Листовая рессора характеризуется размерами в свободном состоянии и под нагрузкой. Расстояние между центрами ушков коренного листа в выпрямленном состоянии называется длиной рессоры. У грузовых вагонов она обычно составляет 1040–1100 мм, а у пассажирских – 1000–1800 мм и реже 2000 мм. Расстояние между центрами ушков коренного листа ненагруженной рессоры называется длиной хорды. Расстояние, измеряемое посередине рессоры, между прямой, проходящей через центр ушков, и верхним (коренным) листом в свободном состоянии рессоры называется фабричной стрелой прогиба. Расстояние от прямой, проведенной через центры ушков коренного листа, до нижней поверхности хомута, которой он опирается на буксу, называется высотой рессоры.

Под действием нагрузки происходит выпрямление рессоры и вследствие этого уменьшение фабричной стрелы. Величина осадки рессоры под грузом, определяемая как разница между фабричной стрелой и стрелой в нагруженном состоянии, называется прогибом. Величина его имеет большое значение для спокойного хода вагона.

Эллиптические рессоры

Эллиптическая рессора состоит из двух незамкнутых листовых рессор, повернутых вогнутой стороной друг к другу и соединенных по концам шарнирами, скобами или специальными наконечниками. Эти рессоры называются эллиптическими потому, что в первых эллиптических рессорах вогнутые стороны коренных листов образовывали эллипс. Эллиптические рессоры имеют большую гибкость по сравнению с подвесными и применяются преимущественно в центральном рессорном подвешивании тележек пассажирских и грузовых вагонов. Для восприятия значительных нагрузок такие рессоры ставят группами в несколько рядов. В таком случае эллиптические рессоры называются двух-, трех-, четырехрядными и т. д.

На вагонах железных дорог применялось несколько типов эллиптических рессор. Они отличаются между собой главным образом соединением концов коренных листов. Наиболее распространенной рессорой, обладающей лучшими свойствами по сравнению с другими рессорами, так как она проста по конструкции и в изготовлении, сборке и разборке, а также обладает хорошей гибкостью, является рессора, сконструированная техником Н. К. Галаховым.

Эллиптическая рессора Галахова (рис. 2, а) состоит из половин – верхней и нижней, составленных каждая из нескольких изогнутых листов одинакового профиля. Обе половины соединяются вместе двумя наконечниками (5) и (1) (рис. 2, б) специальной формы, прикрепляемыми к концам коренных листов короткими болтами или заклепками (2). Наконечник (5) нижней половины имеет продольный буртик с радиусом закругления 8 мм, а по наконечнику (1) верхней половины проходит продольный желоб. В собранной рессоре буртик с желобом образуют 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 приклепанным сухарем (3) такой же ширины. Собирается и разбирается рессора Галахова легко, что удобно при ремонте, установке и перевозке.

Читайте также:  Коммутатор зажигания

Рис. 2 – Эллиптическая рессора Галахова и ее концевые шарниры

Рессоры Галахова изготовляют из желобчатой стали сечением 76×10 мм. Каждый пакет рессоры (незамкнутая половина одного ряда) собирается из шести-семи листов. Длина хорды в свободном состоянии составляет 850–930 мм, а фабричная высота – около 400 мм. Стрела прогиба (в) у эллиптических рессор измеряется между коренными листами верхней и нижней половины около хомутов, а высота рессоры (г) – между наружными наборными листами. Расстояние между центрами наконечников коренных листов незагруженной рессоры называется длиной хорды (б), а загруженной – длиной рессоры (а).

Эллиптические рессоры (рис. 3) ставятся в некоторых типах тележек грузовых вагонов вместе с пружинами. Они состоят из двух листовых рессор с небольшим изгибом коренных листов, концы которых входят в специальные литые стальные наконечники. Наборных листов по четыре. Будучи разъемными, эти рессоры удобны при сборке и постановке на тележки.

Рис. 3 – Эллиптическая рессора тележек грузовых вагонов

Кольцевые рессоры

Кольцевые рессоры применяются преимущественно в случаях, когда требуется обеспечить высокую жесткость в малых габаритах (например, в некоторых конструкциях поглощающих аппаратов автосцепки). Достигается это за счет рационального использования материала колец и наличия сил трения между кольцами. Для обеспечения стабильного трения и предотвращения заклинивания применяется смазка.

Кольцевые рессоры (рис. 4, а) представляют собой жесткий упругий элемент для восприятия сжимающих осевых нагрузок. Кольцевая рессора состоит из набора термически обработанных колец, соприкасающихся коническими поверхностями Под действием нагрузки Р, несмотря на значительные силы трения на конусных поверхностях колец, препятствующие их относительному скольжению, они вдвигаются одно в другое. Кольца, передавая усилия своими коническими поверхностями, деформируются: внешние подвергаются упругому растяжению, а внутренние – упругому сжатию. В результате общая высота рессоры H уменьшается. После снятия нагрузки, так как угол конусности β больше угла трения р = arct μ (где μ – коэффициент трения скольжения), рессора восстанавливает свои прежние размеры за счет сил упругости. Взаимное перемещение колец обычно незначительно (1,5–4,5 мм), вследствие чего для получения достаточного прогиба необходимо иметь большое количество колец.

Рис. 4 – Кольцевая рессора и диаграмма ее работы

Величина работы сил трения между кольцами (рис. 4, б), совершаемой при загружении рессоры, зависит от точности их изготовления и наличия смазки.

Торсионные рессоры

В подвешивании вагонов применяют торсионные рессоры (рис. 5). Такая рессора состоит из прямого вала (торсион 4), один конец которого опирается на кронштейн (5), а другой пропущен через опорную втулку (2) с подшипниками (3) и снабжен рычагом (1), к которому прикладывается нагрузка Р. Вал по концам крепится с помощью шлицевых соединений Рычаг (1) прикреплен к буксе, а втулка (2) – к раме тележки. Так как один конец вала жестко закреплен на раме, то нагрузка, передаваемая на рычаг от буксы, подвергает вал скручиванию. Вследствие деформации вала вертикальные перемещения буксы совершаются упруго. Торсионы изготовляют из специальной хромоникельмолибденовой стали и подвергаются тщательной термической обработке.

Рис. 5 – Торсионная рессора

В отличие от витых пружин торсион испытывает деформацию чистого кручения, поэтому при равных нагрузках его масса меньше, чем у пружины. Однако стоимость изготовления торсиона и устройств для его крепления выше, чем у пружины. Торсионные рессоры применяются в некоторых тележках заграничных вагонов.

Тарельчатые рессоры

В тарельчатых рессорах сопротивление деформации складывается из упругих сил и сил трения между фрикционными поверхностями соприкасающихся шайб – тарелок. Данные рессоры в вагоностроении применяют редко.

Тарельчатые рессоры (рис. 6) состоят из упругих элементов (тарелок), имеющих вид усеченного конуса с углом подъема γ и внутренней высотой h, соединенных попарно в секции так, чтобы они соприкасались точно по периметру (внутренняя и наружная кромки совпадают). В результате действия силы Р стенки тарелок изгибаются и угол подъема γ уменьшается.

Рис. 6 – Тарельчатая рессора

При наличии определенного числа секций можно получить необходимую величину осевой деформации (прогиб) тарельчатой рессоры. Секции тарельчатых рессор собираются обычно на центрирующих оправах или гильзах. Между тарелками иногда устанавливают шайбы, которые способствуют увеличению жесткости за счет сил трения, развиваемых при скольжении кромок тарелок по шайбам.

Тарелки изготовляют методом холодной или горячей штамповки из листовой кремнистой стали толщиной 0,5–10 мм с последующей термической обработкой (закалка и отпуск).

Резиновые рессоры

В рессорном подвешивании вагонов в качестве упругих элементов применяют резиновые детали, называемые резиновыми рессорами. Важное достоинство таких рессор состоит в том, что они выполняют одновременно две функции: упругого элемента и гасителя колебаний не только механических, но и звуковых.

Эти рессоры обычно армируют металлическими пластинами, которые прочно скрепляют с резиной вулканизацией или склеиванием. Такая конструкция более жестка, надежна и долговечна.

На (рис. 7) показан буксовый узел тележки с резиновой рессорой (5), которая размещена между корпусом буксы (2) и нижней плоскостью боковины (1) тележки. Испытания показали, что применение надбуксовых резиновых рессор снижает динамические нагрузки необрессоренных масс тележки.

Рис. 7 – Резиновая рессора в буксовом узле тележки грузового вагона

Пневматические рессоры

Одним из современных направлений в улучшении динамических и ходовых качеств подвижного состава является применение пневматических рессор. Такими рессорами оборудованы, например, тележки вагонов РТ-200. Эти рессоры позволяют автоматически поддерживать кузов на определенном расстоянии от уровня рельсов независимо от загрузки вагона, что достигается за счет изменения давления воздуха в рессоре. Они имеют высокую выносливость, малую массу и значительно улучшают вибро- и шумоизоляцию.

В последнее время в тележках пассажирских вагонов начинают применять пневматические рессоры (рис. 8, а). В качестве упругого элемента в них используется сжатый воздух или другой газ, заключенный в эластичную резинокордную оболочку (2) с металлическими армирующими деталями или в металлический цилиндр с поршнем. Пневматические рессоры позволяют обходиться без многоступенчатого подвешивания, так как необходимая упругая характеристика достижима при одинарном подвешивании.

Рис. 8 – Пневматическая рессора: а – общий вид; б – силовая характеристика; 1 – патрубок для подвода воздуха; 2 – резинокордная оболочка; 3 – опоясывающее кольцо; 4 – нижняя опора

Силовая характеристика пневматической рессоры (рис. 8, б) представляет собой ломаную кривую, в которой участок I соответствует статической, а II – динамической возникающей при колебаниях вагона деформации рессоры.

В рессорном подвешивании вагонов применяются пневматические рессоры баллонного (рис. 9, а), диафрагменного (рис. 9, б) и смешанного (рис. 9, в) типов.

Рис. 9 – Разновидности пневматических рессор

Наибольшее распространение получили пневмоэлементы диафрагменного типа, так как они имеют регулируемые параметры вертикальной и горизонтальной жесткости.

Система пневматического подвешивания вагона (рис. 10) обычно состоит из пневморессоры (3) с дополнительным резервуарам (1), который снабжен дросселем (2), регулятора положения кузова (4), трубопровода (5), главного резервуара (6) и компрессора (7).

Рис. 10 – Схема пневматического подвешивания

При увеличении нагрузки кузова Р происходит сжатие пневморессоры (3). Тогда отверстие (б) в золотнике регулятора (4) соединяется с каналом (а) и сжатый воздух из главного резервуара (6) поступает в пневморессору, в результате чего кузов вагона приподнимается на прежнюю высоту. При уменьшении нагруки Р кузов вагона поднимается вверх, выточка (в) в золотнике регулятора соединяет пневморессору с атмосферой через канал Ат, давление в пневморессоре уменьшается и кузов опускается на заданную высоту, при которой все отверстия в золотнике перекрываются. Таким образом происходит автоматическое регулирование давления в пневморессоре и кузов вагона удерживается на определенной высоте при изменении загрузки.

Рессорная подвеска — назначение, конструкция, виды

Автомобильная подвеска в значительной степени влияет на управляемость, устойчивость и грузоподъемность автомобиля. Высокое качество подвески — это неотъемлемая составляющая безопасной и комфортной езды, поэтому проблема выбора типа рессоры весьма актуальна для каждого водителя.

Типы рессор

Рессорная подвеска — это один из видов зависимой механической подвески, в которой в качестве упругих элементов чаще всего выступают листовые рессоры — стальные листы повышенной упругости, грамотно сложенные в несколько рядов.

Помимо листовых, существуют также торсионные и пружинные рессоры. В торсионной рессоре функцию основного рабочего элемента выполняет торсион — пружина в виде вала, работающая на вращательном действии силы. В пружинных рессорах, как следует из названия, используются параболоидные, цилиндрические, тарельчатые или конические пружины.

Назначение рессоры

Подвеска автомобиля состоит из трех основных узлов — упругих элементов, амортизаторов и направляющих элементов.

Упругие элементы обеспечивают усиление перемещения колес и сохраняют исправность подвески благодаря поглощению энергии реакции дороги на перемещение автомобиля.

Направляющие элементы обеспечивают заданную траекторию перемещения колес относительно кузова, а амортизаторы гасят колебания, возникающие из-за неровностей дорожного покрытия.

Рессорная подвеска уникальна — она имеет конструкцию, в которой каждый элемент выполняет одновременно несколько функций.

Как работает рессора?

Устройство рессоры практически не изменилось за последние десятилетия. Листовая рессора служила элементом подвески еще на первых автомобилях и до сих пор не потерла свою актуальность, особенно для грузовых моделей.

Листовая рессора состоит из набора скрепленных между собой листов, чаще всего в форме полуэллипса. Листы из пружинистой стали имеют различную длину, но одинаковую кривизну, чтобы в случае нагрузки могли прилегать друг к другу по всей поверхности.

Листовая рессора — это вид пружины, работающей на изгиб. Как и любая пружина, она может иметь различную жесткость, которая легко регулируется шириной, длиной, толщиной листов и их количеством.

Конструкция рессоры

Исходя из конструктивных особенностей, можно предложить следующую классификацию рессор:

  • однолистовая рессора (параболическая) — чаще всего применяется для передней подвески. Имеет высокую гибкость и снижает степень воздействия неровностей полотна дороги на комфорт водителя;
  • многолистовая рессора (трапециевидная) — чаще всего используется для задней подвески. Напрямую влияет на грузоподъемность и ходовые качества автомобиля.

При этом важно отметить, что для грузовых автомобилей многолистовые схемы могут применяться как для заднего, так для переднего мостика.

Известные производители рессор: Schomaecker, Weweler, Mercedes-Benz, TES Group S.A, MAN, Renault, Schmitz, ROR, Trailor, SAF, Scania, DAF, Fruehauf, Iveco, BPW, Volvo, Kassbohrer, Gigant.

Преимущества рессорной подвески

Несмотря на большое количество разнообразных подвесок, рессоры остаются наилучшим решением, когда разговор заходит о грузовиках.

Преимущества рессорной подвески:

  • устойчивость к перегрузкам;
  • стойкость и эффективность на плохих дорогах;
  • надежность конструкции;
  • невысокая стоимость.
Читайте также:  Как будут штрафовать и письма счастья присылать

Постепенно рессоры вытесняются пневматическими подвесками. Однако благодаря композиционным материалам отдаленное будущее открывает перед ними новые горизонты. Новые материалы изменят их вес и характеристики, позволят заложить внутреннее демпфирование и забыть об амортизаторах.

Однако сегодня в рессорном царстве все еще царит железо, надежность и отказоустойчивость. Если ваш грузовой автомобиль нуждается в новой подвеске, милости просим в компанию «Гефест»!

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.

Упругие элементы

В качестве упругих устройств в подвесках современных автомобилей используют металлические и неметаллические элементы. Наибольшее распространение получили металлические устройства: пружины, листовые рессоры и торсионы.

Пружина подвески автомобиля с переменной жесткостью

Наиболее широко (особенно в подвесках легковых автомобилей) применяются витые пружины, изготавливаемые из стального упругого стержня круглого сечения.
При сжатии пружины по вертикальной оси, ее витки сближаются и закручиваются. Если пружина имеет цилиндрическую форму, то при ее деформации расстояние между витками сохраняется постоянным и пружина имеет линейную характеристику. Это значит, что деформация цилиндрической пружины всегда прямо пропорциональна приложенному усилию, а пружина имеет постоянную жесткость. Если изготовить витую пружину из прутка переменного сечения или придать пружине определенную форму (в виде бочонка или кокона), то такой упругий элемент будет иметь переменную жесткость. При сжатии такой пружины вначале будут сближаться менее жесткие витки, а после их соприкосновения в работу вступят более жесткие. Пружины переменной жесткости широко применяются в подвесках современных легковых автомобилей.
К достоинствам пружин, применяемых в качестве упругих элементов подвесок, следует отнести их малую массу и возможность обеспечения высокой плавности хода автомобиля. В то же время пружина не может передавать усилия в поперечной плоскости и ее применение требует наличия в подвеске сложного направляющего устройства.

Задняя рессорная подвеска:
1 — проушина рессоры;
2 — резиновая втулка;
3 — кронштейн;
4 — втулка;
5 — болт;
6 — шайбы;
7 — палец;
8 — резиновые втулки;
9 — пружинная шайба;
10 — гайка;
11 — кронштейн;
12 — втулка резиновая;
13 — втулка;
14 — пластина серьги;
15 — болт;
16 — штанга стабилизатора;
17 — коренной лист;
18 — листы рессоры;
19 — резиновый буфер хода сжатия;
20 — стремянки;
21 — накладка;
22 — балка заднего моста;
23 — амортизатор;
24 — хомут;
25 — лонжерон рамы;
26 — кронштейн стабилизатора;
27 — серьга стабилизатора

Листовая рессора служила упругим элементом подвески еще на гужевых экипажах и первых автомобилях, но она продолжает применяться и в наши дни, правда в основном на грузовых автомобилях. Типичная листовая рессора состоит из набора скрепленных между собой листов различной длины, изготовленных из пружинной стали. Листовая рессора обычно имеет форму полуэллипса.

Способы крепления рессор:
а — с витыми ушками;
б — на резиновых подушках;
в — с накладным ушком и скользящей опорой

Листы, из которых состоит рессора, имеют различную длину и кривизну. Чем меньше длина листа, тем больше должна быть его кривизна, что необходимо для более плотного взаимного прилегания листов в собранной рессоре. При такой конструкции уменьшается нагрузка на самый длинный (коренной) лист рессоры. Листы рессоры скрепляют между собой центровым болтом и хомутами. С помощью коренного листа рессора прикрепляется шарнирно обоими концами к кузову или раме и может передавать усилия от колес автомобиля на раму или кузов. Форма концов коренного листа определяется способом крепления его к раме (кузову) и необходимостью обеспечения компенсации изменения длины листа. Один из концов рессоры должен иметь возможность поворачиваться, а другой поворачиваться и перемещаться.
При деформации рессоры ее листы изгибаются и изменяют свою длину. При этом происходит трение листов друг о друга, и поэтому они требуют смазки, а между листами рессор легковых автомобилей устанавливают специальные антифрикционные прокладки. В то же время наличие трения в рессоре позволяет гасить колебания кузова и в некоторых случаях дает возможность обойтись без применения в подвеске амортизаторов. Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, но большую массу, что и определяет наибольшее ее распространение в подвесках грузовых автомобилей и некоторых легковых автомобилях повышенной проходимости. Для уменьшения массы рессорных подвесок и улучшения плавности хода иногда применяются малолистовые и однолистовые рессоры с листом переменного по длине сечения. Довольно редко в подвесках применяются рессоры, изготовленные из армированной пластмассы.

Торсионная подвеска. В задней подвеске автомобиля Peugeot 206 используются два торсиона, соединенные с продольными рычагами. В направляющем устройстве подвески применяются трубчатые рычаги, установленные под углом к продольной оси автомобиля

Читайте также:  Конструкции токарных резцов

Торсион — металлический упругий элемент, работающий на скручивание. Обычно торсион представляет собой сплошной металлический стержень круглого сечения с утолщениями на концах, на которых нарезаны шлицы. Встречаются подвески, в которых торсионы изготовлены из набора пластин или стержней (автомобили ЗАЗ). Одним концом торсион крепится к кузову (раме), а другим к направляющему устройству. При перемещениях колес торсионы закручиваются, обеспечивая упругую связь между колесом и кузовом. В зависимости от конструкции подвески торсионы могут располагаться как вдоль продольной оси автомобиля (обычно под полом), так и поперек. Торсионные подвески получаются компактными и легкими и дают возможность регулировки подвески путем предварительного закручивания торсионов.
Неметалические упругие элементы подвесок делятся на резиновые, пневматические и гидропневматические.
Резиновые упругие элементы присутствуют практически во всех конструкциях подвесок, но не в качестве основных, а как дополнительные, используемые для ограничения хода колес вверх и вниз. Применение дополнительных резиновых ограничителей (буферов, отбойников) ограничивает деформацию основных упругих элементов подвески, увеличивая ее жесткость при больших перемещениях и предотвращая удары металла по металлу. В последнее время резиновые элементы все чаще заменяются устройствами из синтетических материалов (полиуретан).

Упругие элементы пневматических подвесок:
а — рукавного типа;
б— двойные баллоны

В пневматических упругих элементах используются упругие свойства сжатого воздуха. Упругий элемент представляет собой баллон, изготовленный из армированной резины, в который подается под давлением воздух от специального компрессора. Форма пневмобаллонов может быть различной. Получили распространение баллоны рукавного типа (а) и двойные (двухсекционные) баллоны (б).
К преимуществам пневматических упругих элементов подвесок следует отнести высокую плавность хода автомобиля, небольшую массу и возможность поддержания постоянным уровня пола кузова, независимо от загрузки автомобиля. Подвески с пневматическими упругими элементами применяют на автобусах, грузовых и легковых автомобилях. Постоянство уровня пола грузовой платформы обеспечивает удобство погрузки и разгрузки грузового автомобиля, а для легковых автомобилей и автобусов — удобство при посадке и высадке пассажиров. Для получения сжатого воздуха на автобусах и грузовых автомобилях с пневматической тормозной системой используются штатные компрессоры, приводимые в действие от двигателя, а на легковых автомобилях устанавливают специальные компрессоры, как правило, с электроприводом (Range Rover, Mercedes, Audi).

Пневмоподвеска. На новых автомобилях Mercedes Е-класса вместо пружин стали применяться пневматические упругие элементы

Использование пневматических упругих элементов требует применения в подвеске сложного направляющего элемента и амортизаторов. Подвески с пневматическими упругими элементами некоторых современных легковых автомобилей имеют сложное электронное управление, которое обеспечивает не только постоянство уровня кузова, но и автоматическое изменение жесткости отдельных пневмобаллонов на поворотах и при торможении, для уменьшения крена кузова и клевков, что в целом повышает комфортабельность и безопасность движения.

Гидропневматический упругий элемент:
1 — сжатый газ;
2 — корпус;
3 — жидкость;
4 — к насосу;
5 — к амортизаторной стойке

Гидропневматический упругий элемент представляет собой специальную камеру, разделенную на две полости эластичной мембраной или поршнем.
Одна из полостей камеры заполнена сжатым газом (обычно азотом), а другая жидкостью (специальным маслом). Упругие свойства обеспечиваются сжатым газом, поскольку жидкость практически не сжимается. Перемещение колеса вызывает перемещение поршня, находящегося в цилиндре, заполненном жидкостью. При ходе колеса вверх поршень вытесняет из цилиндра жидкость, которая поступает в камеру и воздействует на разделительную мембрану, которая перемещается и сжимает газ. Для поддержания необходимого давления в системе используется гидравлический насос и гидроаккумулятор. Изменяя давление жидкости, поступающей под мембрану упругого элемента, можно изменять давление газа и жесткость подвески. При колебаниях кузова жидкость проходит через систему клапанов и испытывает сопротивление. Гидравлическое трение обеспечивает гасящие свойства подвески. Гидропневматические подвески обеспечивают высокую плавность хода, возможность регулировки положения кузова и эффективное гашение колебаний. К основным недостаткам такой подвески относится ее сложность и высокая стоимость.

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.

Ссылка на основную публикацию