Зачем в автомобилях устанавливают рессоры, и как они работают

Устройство и принцип работы автомобильной рессоры

О том, что такое рессоры, знали ещё изготовители телег и карет, так как эта часть механического транспортного средства в инженерных конструкциях используется давно. Она используется для передачи силовых динамических и статических нагрузок от рамы либо кузова к ходовой части.

Рессорой в автомобилях называют упругий элемент подвески, применяемый для компенсации ударов, колебаний и толчков, возникающих на неровной дорожной поверхности.

Конструкция этой части подвески является простым набором из пластин разной длины. Они собраны в пачку от самой длинной (с проушинами на конце) до самой короткой и соединены металлическими хомутами. Крепление в легковушках или джипах осуществляется под мостом, а в грузовиках непосредственно над мостом.

Передача нагрузки на изгиб происходит как при нагрузке упругой балки. В последнее время всё чаще используется не набор листов, а монолистовая балка. В гашении колебаний помогают вмонтированные амортизаторы. Основная задача, закладываемая в такую подвеску автомобиля, состоит в том, чтобы гасить вертикальные колебания.

Почему рессорных подвесок нет на легковых авто?

Продолжаем изучать, что такое рессоры на машине (фото конструкции есть в нашей статье). Эти элементы созданы для того, чтобы выдерживать большие нагрузки в плане грузоподъемности и не только – на легковых машинах таких нагрузок попросту нет. Но есть и еще одна небольшая особенность – комфортность пружин значительно выше. Пассажиры и водитель не будут прыгать на креслах, когда автомобиль будет проезжать лежачий полицейский или ухаб.

Рессора сделает систему подвески очень жесткой, даже жестче, чем спортивные подвески на пружинах. Небольшие кочки будут сильно ощущаться. Кроме того, на такой подвеске не слишком острая управляемость, так как ход ее все-таки ограничен.

На легковых автомобилях такая конструкция просто не нужна. Для работы рессор нужен вес. Можно встретить подобную конструкцию на легковых китайских пикапах – но и они рассчитаны на перевозку около тонны груза. Если кузов пустой, машина теряет управляемость, а задняя часть будет прыгать по дороге.

В принципе, как раз подвеска и превращает набор деталей в машину, способную к езде в том виде, в каком мы ее сегодня понимаем. С помощью подвески колеса необходимым образом соединяются с кузовом, обеспечивается плавное движение, удобное для человека.

Состоит подвеска из трех основных частей: гасящей, упругой и направляющей. Первой чаще всего являются амортизаторы, предназначенные для сцепления поверхности шин с дорожным покрытием и нейтрализации последствий взаимодействия авто с буграми и выбоинами.

Все подвески подразделяются на пневматические и механические.

Рессорная подвеска относится к механическим. Своему названию она обязана листовым пружинам, выполняющим функцию упругой части: по-французски их называют рессорами. Еще в девяностых рессорная подвеска пользовалась наибольшей популярностью, но сейчас ее применяют в основном производители грузовых машин.

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.

Зависимая подвеска с направляющими рычагами

Вероятности потерять управление над мостом нет в случае из подвеской с направляющими рычагами.  Это самый распространенный тип зависимой подвески. Всего в этой подвеске 5 рычагов: четыре продольных и один поперечный.

Благодаря наличию рычагов обеспечивается отличная выносливость к следующим типам усилий:

• Вертикальные;
• Продольные;
• Боковые;

Для того чтобы придать упругость подвески применяется пружина, а для гашения ударов – амортизатор.

Наличие поперечного рычага не дает оси автомобиля смещаться. Сам рычаг называется тяга Панара. Этот вид тяги по-разному может работать при поворотах налево или направо. Более удачными механизмами для зависимой подвески автомобиля являются механизмы Скотта-Рассела и Уатта. Ниже приведены описания нескольких типов зависимой подвески.

Подвеска Уатта

Механизм Уатта – два горизонтальных рычага, которые прикреплены на шарнирах в вертикальном положении. Сам рычаг закрепляется по центру балки и может вращаться. Когда наступает момент неравномерного движения, например при повороте, вертикальный рычаг поворачивается и все компенсирует.

Подвеска Скотта-Рассела

Механизм Скотта-Рассела – это два рычага: короткий и длинный. Длинный рычаг крепится к кузову, а короткий – к центру и краю моста. Главная особенность этого механизма – эластичное крепление к балке, благодаря чему автомобиль лучше держит курс движения и лучше управляется.

Подвеска Де Дион

Также отличной разновидностью зависимой подвески является подвеска Де Дион. Ее разработали на фирме Де Дион Бутон в 1896 году. Она представляет собой конструкцию, где корпус отделен от оси. Благодаря этому моменту снижается масса неамортизируемых деталей. Чаще всего этот вид подвески применяли в автомобилях Alfa Romeo. Разумеется, ее устанавливали только назад.

Подвеска Де Дион считается средней между зависимыми и независимыми подвесками. Все детали этой подвески способствуют облегченному ходу и высокой управляемости. Ввиду того, что купить Де Дион довольно дорого, ее используют очень редко, и то, на спортивных машинах.

Зависимая подвеска очень стара и ее история начинается еще от телег и повозок. Несмотря на это, ее можно до сих пор встретить на некоторых машинах.

Основные преимущества зависимой подвески:

• Большой ход, благодаря чему можно преодолевать большие препятствия;
• Простая конструкция;
• Отличная устойчивость и прочность;
• Неизменность ширины колеи, что для бездорожья является отличным фактором;

Основной недостаток – жесткая связь колес, из-за чего они двигаются по очень похожему курсу, даже при прохождении препятствий. Вместе с большим весом конструкции, этот момент не может положительно сказываться на стабильности движения и управляемости.

Ниже можете посмотреть видео, как работает зависимая подвеска автомобиля.

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 (). 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

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.

Назначение

Назначение подвески – сделать езду безопасной, плавной, уберечь авто от крена (наклона) кузова во время разгона, прохождения поворота и при торможении.

Фактически элементы подвески решают несколько задач:

1. Увеличивают комфорт при езде. Это достигается за счёт демпфирования вибрации, толчков, ударов. Устройство «работает» с действующими силами колебания и гашения (трансформирует воздействия в допустимые колебания), обеспечивает упругую связь между кузовом и колёсами. Качественная подвеска позволяет достичь эффективного перераспределения энергии колебаний автомобиля между кузовом транспортного средства и колёсной базой. Амортизаторы поглощают эту энергию, превращая ее в тепло. Чем больше энергии поглощает амортизатор, тем быстрее будут затухать колебания кузова.
2. Оказывают помощь при маневрах, регулируют (стабилизируют) положение кузова во время езды, обеспечивают противостояние дифференту – «кивкам» при торможении. От подвески зависит устойчивость авто и его управляемость. Шины транспортного средства находятся в постоянном контакте с дорожным покрытием.
3. Минимизируют нагрузки на колеса. Благодаря этому вместе с правильно подобранными протекторами улучшают сцепление.
4. Оптимизируют уровень точности рулевого управления во время езды. Ведь под контролем – геометрия положения и перемещения колёс.

Разновидности рессор

На современных серийных автомобилях используются такие листовые типы рессор:

• параболический (малолистовая разновидность);
• эллиптический (по форме напоминает эллипс);
• четверть-эллиптическая;
• полуэллиптическая;
• 3/4-эллиптическая.

Также можно встретить торсионный тип и цилиндрический. В первом случае используется упругий стержень, работающий на скручивание (актуально для военной техники), а во втором – главная роль отведена стальному пруту, скрученному по спирали, в виде конуса либо чашеобразной формой (применяется в ж/д технике).

Для изготовления листов применяется конструкционная листовая сталь марок 50ХГ, 50ХГА, 50ХГФА, 55С2А, 65С2ГВА, 70. В результате проявляется стойкость к механическому износу готового изделия.

Элементы рессорной зависимой подвески

Основными составляющими рессорной подвески являются:

• Металлическая балка (мост). Это основа конструкции, представляет из себя жесткую металлическую ось, которая соединяет два колеса.
• Рессоры. Каждая рессора — это набор металлических листов, имеющих эллиптическую форму и разную длину. Все листы соединены между собой. Рессоры соединяются с осью зависимой подвески с помощью хомутов. Данный компонент выполняет функции направляющего и упругого элемента, а также частично демпфирующего устройства (амортизатора) за счет межлистового трения. В зависимости от количества листов рессоры называются мало- и многолистовыми.
• Кронштейны. С помощью них рессоры крепятся к кузову. Один из кронштейнов при этом перемещается продольно (качающаяся серьга), а другой закреплен неподвижно.

Основными составляющими пружинной зависимой подвески, помимо металлической балки, являются:

• упругий элемент (пружина)
• демпфирующий элемент (амортизатор)
• реактивные штанги (рычаги)

Самая популярная подвеска такого типа имеет пять рычагов. Четыре из них являются продольными, и лишь один – поперечный. Направляющие устройства с одной стороны крепятся к жесткой балке, а с другой – к раме автомобиля. Эти элементы обеспечивают восприятие подвеской продольных, боковых и вертикальных усилий.

Поперечный рычаг, препятствующий смещению моста из-за воздействия боковых усилий, имеет отдельное название – «тяга Панара». Различают сплошную и регулируемую тягу Панара. Вторая разновидность поперечного рычага может также менять высоту моста относительно кузова автомашины.

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.

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.

Снятие и установка рессоры на автомобиле Волга ГАЗ 31105 2004 — 2009

Инструменты:

• гаечный ключ рожковый 6 мм
• гаечный ключ рожковый 14 мм
• гаечный ключ рожковый 17 мм
• гаечный ключ рожковый 19 мм
• гаечный ключ рожковый 22 мм
• отвертка плоская средняя

Снимайте рессору для замены или ремонта при наличии у нее механических повреждений или значительной осадки.

Признаки осадки:

– ухудшение плавности хода, частые пробои подвески;

– видимый перекос задней части автомобиля или значительная разница по высоте передней и задней частей, появившиеся в процессе эксплуатации.

К механическим повреждениям рессоры относятся:

– поломка центрального стяжного болта, вызывающая смещение колеи задних колес относительно передних («перекос» заднего моста);

Читайте также:  Доработка кпп ваз 2110 – Энциклопедия тюнинга и доработок ВАЗ 2110, ВАЗ 2112

1. Отсоедините нижнее крепление амортизатора.

2. Разгрузите рессору, вывесив автомобиль на подъемнике или приподняв нужную сторону домкратом, и установите под задний мост упор.

3. Отверните четыре гайки 1 стремянок рессор. Снимите подкладку рессоры 2, нижнюю обойму 3 с подушкой, стремянки 4, буфер 6 задней подвески и верхнюю обойму 5 с подушкой.

4. Отверните гайку 1 пальца крепления переднего конца рессоры к кронштейну кузова и снимите пружинную шайбу.

5. Отцентрируйте при необходимости палец 1 и шайбу 2 с отверстием кронштейна 3. Вверните два технологических болта в резьбовые отверстия А шайбы пальца. Обильно смочите втулки и палец мыльным раствором или тормозной жидкостью. Вставьте между технологическими болтами монтировку или мощную отвертку и, проворачивая палец в обе стороны, добейтесь свободного проворачивания пальца во втулках. Наверните гайку на палец 1 заподлицо с его торцом и ударами молотка выбейте палец до касания гайки кронштейна 3. Отверните гайку и выбейте окончательно палец бородком, прикладывая усилие к торцу пальца. Выведите передний конец рессоры из кронштейна.

Достоинства и недостатки рессор

Как и все элементы подвески, рессорные листы обладают позитивными и негативными характеристиками. Одними из важных достоинств служат относительная простота изготовления, ремонта и монтажных/демонтажных работ. Этот узел не боится перегрузок и дорог низкого качества, где имеются не только выбоины, но и множество ям.

Благодаря пружинным характеристикам гасятся колебания, возникающие во время разгона либо торможения, а также при возникновении заносов. Компактность подобной подвески обеспечивается её расположением снизу, что экономит багажное пространство в багажной части автомобиля.

Основной недостаток состоит в том, что происходит быстрый износ. Виновниками зачастую становятся автомобилисты, которые перегружают машины больше нормы, что приводит к проседанию и потере пружинных качеств. Не всем автовладельцам нравится то, что за листами, стянутыми хомутами, приходится периодически ухаживать, а также контролировать состояние смазки проушин. Если процедуру не проводить своевременно, то появятся посторонние шумы и существенно увеличится износ трущихся поверхностей.

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.

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.

Советы по уходу за рессорами

Чтобы рессорная подвеска служила долго и не добавляла хлопот, необходимо соблюдать некоторые правила. Желательно выбирать дороги с качественным покрытием или ровной поверхностью (для грунтовых шоссе). При перевозе грузов не рекомендуется превышать допустимый тоннаж.

Негативно сказывается на длительности ресурса резкие торможения и старты. Если выявлены проблемные листы, то важно их своевременно заменить на новые. Когда возникает скрип снизу, то высока вероятность отсутствия смазки в трущихся поверхностях, поэтому её нужно добавить в проушины и подтянуть хомуты.

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.

Почему рессоры редко устанавливают на легковые машины

Использование рессор актуально для высоконагруженного транспорта. К нему не относятся легковые автомобили. Также у этого типа подвески существенно ниже комфортность для пассажиров в отличие от пружинных конструкций, так как практически каждая кочка будет отзываться на сиденье.

Данный тип амортизации авто более жёсткий, чем тот, что установлен в спортивных моделях авто. К минусам принято относить потерю остроты управления из-за ограниченности хода. Рессоры лучше себя проявляют под умеренной нагрузкой, например, в пикапах, фургончиках или грузовичках.

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.

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

Контроль и испытание рессор

Изготовленные рессоры при приемке осматривают, проверяют их основные размеры, плотность посадки хомута, твердость, после чего испытывают на прессе.

Форма и размеры рессор, а также допуски на них должны соответствовать утвержденным чертежам и техническим условиям. Отклонения по длине, хорды рессоры в свободном состоянии не должны превышать:

• ±3 мм у рессор длиной хорды до 600 мм;
• ±5 мм – от 600 до 1500 мм;
• ±7 мм – свыше 1500 мм.

Отклонения стрелы прогиба против альбомных размеров допускаются у подвесных (незамкнутых) листовых рессор до 5 мм, эллиптических – для пассажирских вагонов до 12 мм и для грузовых – до 6 мм.

Хомут должен быть расположен в середине рессоры. Несимметричность осей опорных поверхностей коренных листов, а также несимметричность концов ступенчатой части рессоры по отношению к оси хомута не должна превышать 3 мм. Посадка хомута должна быть плотной; допускаются зазоры: между хомутом и коренным листом не более 0,1 мм глубиной до 15 мм, а между хомутом и нижним листом не более 0,3 мм; между хомутом и боковыми гранями отдельных несмежных листов 0,5 мм любой глубины и между хомутом и листами в его углах – не более 1,5 мм.

Прилегание смежных листов должно быть достаточно плотным как в свободном, так и в нагруженном состоянии рессоры. Допускаются зазоры между листами непосредственно около хомута до 0,2 мм, а на остальной длине листа – 1,5 мм. Величина зазора между поверхностями листов рессоры проверяется плоским щупом шириной 10 мм, а в углах хомута – прутком круглого сечения диаметром 1,5 мм. Зазоры между наконечниками и листами замкнутых многорядных рессор допускаются до 0,4 мм, причем щуп толщиной 0,2 мм не должен доходить до тела заклепки или болта. Чеканка или дополнительное обжатие ослабших заклепок не допускается.

Процедура монтажа

Поскольку каждый выбирает различные комплекты рессор, а также устанавливает их на разнообразные прицепы, предложить универсальную инструкцию, подходящую для всех, невозможно. Основной смысл заключается в том, чтобы выполнить демонтаж, установить новые элементы и надёжно их закрепить.

Но стоит рассмотреть пример перехода на рессоры, отказавшись от резино-жгутовой подвески. Первым делом потребуется демонтировать старую систему. Обычно для этого достаточно открутить несколько крепёжных элементов. Затем удобнее работать, перевернув прицеп на бок.

Рассмотрим нюансы монтажа на примере плавающей рессорной подвески производства Al-Ko. Последовательность работ будет такая:

• В передней части рессора монтируется с помощью специального металлического ушка. Для его изготовления применяют металл толщиной 5 миллиметров. Фиксация выполняется с использованием болта М12.
• Учтите сразу, что в переднем металлическом ушке рессоры располагается втулка. Компания Al-Ko делает их на основе фторопласта. Ориентировочный срок службы втулки составляет около 50 тысяч километров. С таким интервалом вам предстоит менять этот элемент.
• В процессе монтажа проверяйте зазор между ушком и самой рессорой. Рекомендуемое расстояние должно составлять от 0,25 до 1 миллиметра.
• В регламенте не прописано, какой момент затяжки болта М12 нужно использовать. Потому затягивайте плотно, но и чрезмерные усилия прилагать не стоит.
• Позади будет предусмотрена плавающая конструкция рессоры. Толщина металла для места фиксации составит 5 мм. Это вариация того же крепёжного ушка, как и впереди, только оно закрытое.
• На этом участке обязательно нужно периодически добавлять смазку. В противном случае появится сильное трение, и это спровоцирует ускоренный износ новеньких рессор.
• Чтобы соединить рессору с балкой прицепа, потребуется воспользоваться парой металлических пластин. Одна крепится сверху, а другая снизу. Эти металлические пластины имеют толщину около 10 мм.
• Соединение рессоры и рамы прицепа более сложное, поскольку здесь предстоит выполнить определённую работу с серьгой. Она недорогая и продаётся во многих магазинах автозапчастей. Но роль серьги в установке рессорной подвески на автоприцеп огромная.
• Чтобы зафиксировать пластины, воспользуйтесь прочными болтами М12. Убедитесь предварительно, что их длины будет достаточно для плотного соединения.
• Над верхней пластиной требуется установить на корпус автоприцепа специальный отбойник, оснащённый резиновой прокладкой. При появлении нагрузки она будет передаваться на отбойник, сохраняя в целостности важнейшие компоненты подвески прицепа.
• Дополнительно можно установить амортизаторы. Это не обязательно, но с ними плавность хода заметно повысится. Особенно это будет заметно при езде с пустым прицепом. Параллельно амортизаторы повышают уровень защиты перевозимого груза, если он окажется хрупким или требовательным в плане аккуратности перевозки.

Помимо замены фторопластовых втулок, которые нужно менять примерно каждые 50 тысяч километров, обязательно нужно следить за состоянием болтовых соединений. В процессе эксплуатации и сильной тряски они могут ослабевать. Если прочность затяжки нарушится, рессоры начнут быстрее изнашиваться и могут окончательно выйти из строя.

Потому бывалые прицеповоды рекомендуют хотя бы раз в 10 тысяч километров проверять соединения, подтягивать их, добавлять смазку в ушко плавающей части рессоры. Ни в коем случае не смазывайте узел руками. Воспользуйтесь подручными средствами. Автомобилисты часто применяют обычный солидол. Не самый плохой вариант, но графитовая смазка лучше. Добавляется смазка по состоянию узла, поскольку регламента для таких случаев нет.

Преимущества

Главные плюсы зависимой подвески:

• простая конструкция
• недорогое обслуживание
• хорошая устойчивость и прочность
• большие ходы (легкое преодоление препятствий)
• отсутствие изменения колеи и клиренса при движении

Существенный недостаток таков: жесткое соединение колес вкупе с большой массой оси негативно сказывается на управляемости, стабильности движения и плавности хода автомобиля.

К подвеске сейчас предъявляются следующие требования: обеспечение высокого уровня комфорта пассажиров при езде, хорошей управляемости и активной безопасности автомобиля. Зависимая подвеска не всегда соответствует этим требованиям, и именно поэтому считается устаревшей.

Если же сравнивать зависимую и независимую подвеску, то последняя имеет более сложную конструкцию. У независимой подвески колеса перемещаются независимо друг от друга, благодаря чему у автомобиля улучшается управляемость и повышается плавность хода.

Теперь, когда мы знаем, что такое рессоры в автомобиле, можно поговорить об их плюсах и минусах. Первое и самое главное преимущество – это максимальная простота конструкции. Этим обуславливается и дешевизна, а также высокая надежность. Если в подвеске будет использована именно рессора, тогда не понадобится компоновать систему втулками, реактивными штангами и рычагами. Кроме того, рессора значительно лучше переносит нагрузки и перегрузки при движении по бездорожью и разбитым дорогам.

Можно выделить и еще один плюс – это универсальность. Такая подвеска легко может гасить не только вертикальные нагрузки, но и продольные. Они часто возникают при торможении или же при разгоне. Также рессора сглаживает и боковые нагрузки, которые возникают при поворотах.

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.

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 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.

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).

Передние и задние листы

Применяемые изделия для передней оси и для задней имеют между собой различия. На заднюю ось обычно устанавливаются более жесткие виды. На переднюю обычно крепят более комфортные мягкие модели – они позволяют обеспечить приемлемую плавность хода и комфорт при движении в самых различных местах, в том числе в тяжелых условиях.