От рессоры до современных амортизаторов физика

Устройство ходовой части автомобиля влияет на удобство управления и комфорт пассажиров. Рессоры позволяют колесам мягко преодолевать неровности дороги и устраняют тряску, а амортизаторы сокращают вертикальные колебания. Для управления колесами используются различные приспособления.

Типы рессор

Листовая рессора

Листовая рессора представляет собой несколько стальных листов, которые в центре крепятся к оси хомутами. При разгибании листы выравниваются, лучше прилегают друг к другу, и рессора становится более жесткой. Кроме того, они удлиняются и цепляются одним концом к вращающейся петле.

Как правило, рессоры изготавливают из стали. Самым старым типом рессор является листовая рессора. Самый верхний и длинный (коренной) лист сильно скруглен в обоих концов и крепится к раме с помощью подвески. Нижние листы скруглены меньше и имеют меньшую длину.

Листовая рессора в движении

При разгибании рессоры второй лист распрямляется и соприкасается с самым нижним листом, третий лист соприкасается со вторым и т.д. Рессора становится более жесткой. Такое приспособление позволяет автомобилю передвигаться плавнее.

В некоторых автомобилях используются рессоры с одним листом, который имеет конусообразное сечение и потому обладает повышенной жесткостью при распрямлении.

Спиральная пружина

Спиральные пружины изготавливают из прочных стальных прутьев. Когда колесо двигается вниз, пружина распрямляется, а при движении вверх — сжимается, поэтому высота корпуса относительно земли практически не меняется.

Спиральная пружина представляет собой спираль из прочного стального прута. Она сжимается и распрямляется при движении колес в вертикальной плоскости.

Торсион

Торсион — это отрезок упругого стального стержня со шлицованным или квадратным основанием. Один из концов торсиона прикрепляют к плечу рычага, который образует часть подвески. При вращении плечо двигается вверх и вниз.

Торсион состоит из упругой стали, один из его концов жестко крепится к раме. Торсион скручивается с другого конца при движении нижнего плеча рычага.

Второй конец шлицован и крепится к раме. Углубления не позволяют торсиону скручиваться по всей длине при отклонении подвески.

При любой конструкции стальная пружина блокирует толчки от неровностей дороги, а не передает их пассажирам, а полученная энергия используется для того, чтобы вернуть автомобиль в первоначальное состояние.

Ту же функцию могут выполнять резиновые пружины, но они не могут накапливать большое количество энергии, а потому применяются только в легковых автомобилях.

В некоторых автомобилях используется сочетание гидроподвески и резиновых пружин. Вертикальное движение колес перегоняет жидкость из одной камеры в другую через заслонку. Полость камеры разделена на две части нибкой мембраной, в одной из частей находится сжатый газ.

Когда через заслонку в камеру поступает жидкость, газ еще больше сжимается и имитирует эффект пневматической рессоры.

Как правило, в камерах у передних колес есть петлевые трубы, которые откачивают жидкость в камеры у задних колес, тем самым выравнивая подвеску.

К примеру, в автомобилях Citroen гидроподвеску можно поднимать и опускать, регулируя высоту корпуса.

Амортизаторы

Некоторые амортизаторы оснащены дополнительной камерой с газом, которая замедляет движение поршня.

Телескопический амортизатор складывается, когда колеса попадают на неровную поверхность. При движении поршня в цилиндр попадает масло, которое замедляет обратный ход.

В подвеске Мак-Ферсона телескопический амортизатор встраивается в складную стойку.

Когда автомобиль едет по неровной поверхности, пружины сжимаются, а затем возвращаются в исходное положение. Если бы не было устройств, поглощающих полученную энергию, автомобиль продолжал бы прыгать вверх и вниз.

Эту функцию берут на себя амортизаторы (они же гасители ударных нагрузок). В амортизаторе находится поршень, который двигается внутри герметичного цилиндра, заполненного маслом. Этот процесс запускается при вертикальном движении колеса.

В поршне есть тонкие каналы и односторонние клапаны, которые позволяют маслу перетекать из одной камеры в другую, однако это происходит очень медленно.

Ток масла замедляет колебания, и автомобиль возвращается в исходное состояние.

Существует три типа амортизаторов. Телескопические амортизаторы обладают складным корпусом, один из концов которого прикреплен к оси, а второй — к кузову автомобиля.

Читайте также: Нижнее крепление амортизатора ваз 2107 заднего

Аналогично работают амортизаторы на направляющих стойках (Мак-Ферсона).

Рычажные амортизаторы похожи на гидравлические дверные доводчики. Они содержат один или два поршня, крепятся к кузову или раме автомобиля и соединяются с осями поворотными рычагами.

В некоторых амортизаторах используется и масло, и газ. Они работают эффективнее, чем масляные амортизаторы.

Гидравлическая подвеска

Гидравлическая подвеска сочетает в себе резиновые пружины и систему амортизаторов, которые попарно соединяют передние и задние колеса.

Когда переднее колесо попадает на неровную поверхность, часть жидкости из передних камер перетекает в задние, поднимая задние колеса и выравнивая кузов.

В каждой камере жидкость проходит через двусторонний клапан, обеспечивая амортизирующий эффект.

Когда неровный участок дороги заканчивается, жидкость возвращается в передние камеры.

Видео:Заставили амортизаторы работать || Перенос амортизаторов УАЗ "Буханка"Скачать

Презентация, доклад по физике на тему От рессоры до современных амортизаторов

Презентация на тему Презентация по физике на тему От рессоры до современных амортизаторов, предмет презентации: Физика. Этот материал в формате pptx (PowerPoint) содержит 6 слайдов, для просмотра воспользуйтесь проигрывателем. Презентацию на заданную тему можно скачать внизу страницы, поделившись ссылкой в социальных сетях! Презентации взяты из открытого доступа или загружены их авторами, администрация сайта не отвечает за достоверность информации в них, все права принадлежат авторам презентаций и могут быть удалены по их требованию.

Видео:Одно и то же? Ставим амортизаторы РИФ и Steel Staff на стендСкачать

Слайды и текст этой презентации

“От рессоры до современных амортизаторов”

ПОДГОТОВИЛ УЧЕНИК 10 А КЛАССА БОГДАШКО АРТЁМ ПОД РУКОВОДСТВОМ УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ ДРЕЕВА НИКОЛАЯ ФЕДОРОВИЧА

Пружинные рессоры железнодорожного вагона

Рессо́ра (фр. ressort — пружина) — упругий элемент подвески транспортного средства. Рессора передаёт нагрузку от рамы или кузова на ходовую часть (колёса, опорные катки гусеницы и т. д.) и смягчает удары и толчки при прохождении по неровностям пути.

Эллиптическая — в плане имеет форму, близкую к эллипсу.
3/4-эллиптическая: имеет форму трёх четвертей эллипса.
Полуэллиптическая — в виде полуэллипса; наиболее распространённый тип.
Четверть-эллиптическая — конструктивно это половина полуэллиптической, один из концов которой неподвижно закреплён на шасси, а второй — консольно вывешен.

Листовые рессоры сохранились только на грузовых автомобилях и в конструкциях задней подвески легковых старых автомобилей. Листы рессор стали очень длинными и мягкими, приобрели продольные канавки для смазки и оделись в пластмассовые чехлы для защиты от ржавления. Концы рессор на грузовиках вставлены в массивные резиновые гнезда, а на легковых автомобилях крепятся к кронштейнам на резиновых втулках. Чтобы сделать листы рессор менее хрупкими, их обрабатывают сильной струей мелкой стальной дроби (наклеп), которая уплотняет поверхностный слой листа, как бы покрывая листы броней.

Почти у всех грузовиков над основной рессорой установлена дополнительная: когда автомобиль идет с неполной нагрузкой или без нагрузки, работает только основная рессора, а концы дополнительной не соприкасаются с рамой шасси; при увеличении нагрузки основная рессора прогибается, площадки на раме доходят до концов дополнительной рессоры, и она вступает в действие. Такое устройство обеспечивает необходимую плавность хода. Без дополнительной рессоры пришлось бы делать основную очень жесткой, рассчитывая ее на полную нагрузку, и ненагруженный автомобиль был бы тряским. У современных легковых автомобилей и автобусов заполнение пассажирских мест приводит к резкому изменению веса подрессоренных частей. Появилась нужда в так называемой прогрессивной подвеске и для этих машин. Конструктивные ее решения различны. Простейшим является установка в дополнение к рессоре наклонных пружин, действие которых усиливается по мере изменения угла наклона, вызываемого оседанием кузова на рессорах под нагрузкой.
Если задняя подвеска легковых машин еще имеет что-то общее с экипажной, то передняя построена по совершенно иному принципу. При обычной рессорной подвеске каждая пара колес смонтирована на жесткой балке переднего или заднего моста; наезд одного колеса пары на препятствие приводит к наклону балки и к перекосу рамы или кузова, хотя и смягченному рессорами. Кроме того, неподрессорнные, колеблющиеся на неровностях дороги части автомобиля: колеса с тормозами, балки, рессоры имеют большой вес, и их колебания передаются на кузов, расшатывают его и разрушают покрытие дороги. Для устранения этих недостатков применяют независимую подвеску колес.

Читайте также: Жесткость пружины заднего амортизатора велосипеда

При независимой подвеске каждое колесо монтируют независимо от другого на качающихся рычагах на особой балке или непосредственно на кузове. Между рычагами и концами балки или специальными площадками кузова ставят витые пружины. В некоторых конструкциях вместо пружин в качестве пружинного элемента используются скручиваемые стержни (торсионы), резиновые блоки, резиновые баллоны с воздухом. Детали независимой подвески весят меньше, чем балка и рессоры прежнего типа; причем к неподрессоренным массам относятся только колеса с тормозами и примерно половина масс деталей подвески, а балка и остальная часть масс подвески становятся подрессоренными. Но рессорная подвеска автомобиля имеет один существенный недостаток: после преодоления препятствия рессора продолжает совершать повторные колебания, которые, хотя и затухают, все же передаются на раму и кузов. Чтобы устранить или уменьшить повторные колебания, в дополнение к рессорам между рамой и осями или между рамой и качающимися рычагами установили гасители колебаний — так называемые амортизаторы.

Амортиза́тор (от фр. amortisseur) — устройство для гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и. ударов подвижных элементов (подвески, колёс), а также корпуса самого транспортного средства, посредством превращения механической энергии движения (колебаний) в тепловую

Наиболее распространенный вид амортизатора – жидкостный(или гидравлический), представляющий собой цилиндр, заполненный вязкой жидкостью и закрепленный на раме или на кузове автомобиля. В цилиндре перемещается поршень, шток которого связан с осью колес или с рычагом подвески. При колебаниях колес поршень амортизатора перегоняет жидкость из одной полости цилиндра в другую. Действие амортизатора напоминает действие насоса. В амортизаторе имеется клапан. В момент толчка перетекание жидкости через клапан лишь незначительно увеличивает сопротивление подвески перемещению колеса (то есть жесткость подвески), а при обратном ходе колеса, когда клапан закрыт, жидкость в амортизаторе перетекает через оставшееся открытым маленькое отверстие и как бы затормаживает раскачку рессор и кузова.
Все сказанное о подвеске относится к созданию удобств для всех обитателей автомобиля. Но главный «житель» автомобиля, его непременный пассажир — водитель. Притом этот пассажир, не только путешествующий и отдыхающий, но и работающий в пути. От него зависит использование возможностей автомобиля для быстрого движения, для плавной и бесшумной работы машины, для безопасности. Поэтому удобствам водителя и облегчению его работы должно быть уделено особое внимание.

Видео:Как работают амортизаторыСкачать

История и эволюция амортизаторов

Один профессиональный водитель дал амортизаторам очень неожиданное и точное определение — «усмертизаторы колебаний». Действительно, эти устройства уничтожают возникшие колебания, предотвращая раскачивание кузова. Но обретению ими знакомого нам облика предшествовала довольно серьезная эволюция.

Кузов автомобиля, соединенный с колесами через рессоры, пружины, торсионы или пневмобаллоны, неизбежно раскачивается, какой бы ровной ни была дорога. Даже на идеально гладком автобане кузов все равно получает некоторый импульс и начинает колебаться. И так будет продолжаться до тех пор, пока вся энергия импульса не израсходуется. Вот амортизаторы и призваны эту энергию превращать… в тепло.
Старинные автомобили были тихоходными, и их жесткая рессорная подвеска сообщала кузову небольшие и вполне терпимые колебания. К тому же рессоры сами гасили эти колебания благодаря трению между листами. Кстати, этот самый первый в истории тип подвески по-своему уникален — в рессоре сочетаются сразу все три элемента: направляющий, упругий и гасящий.

Видео:Бухтовка рессор . Теория и практика. Финал релиз! Самая полная информацияСкачать

Рожденные на спортивных треках

Гоночный Bugatti-51 с фрикционными амортизаторами в передней подвеске

Раскачивание машины на высоких скоростях первыми ощутили гонщики. Уже в 1903 году на спортивных автомобилях Mors появились первые примитивные амортизаторы фрикционного типа. Они были простыми и дешевыми, но страдали от быстрого износа. Удивительно, но на серийных моделях они продержались почти полвека — от Bugatti 30-х годов до серпуховской трехколесной «инвалидки» СЗЛ конца 50-х.

Гидравлические амортизаторы начали свою жизнь в подвеске автомобиля еще в третьем десятилетии прошлого века. Их ранние конструкции имели одностороннее действие. При ходе колеса вверх и сжатии рессоры такой амортизатор бездействует. Он вступает в работу только при ходе отбоя. Такие можно было еще встретить на отечественных «эмках».

Читайте также: Замена стойки амортизатора рено меган сценик

Фрикционный амортизатор 30-х годов

Когда скорости движения возросли, рессоры стали мягче, а ход колес увеличился, путевку в жизнь получили амортизаторы двойного действия. Они были рычажного типа и работали как на сжатие, так и на отбой. У подобного амортизатора связанный с мостом автомобиля рычаг через кулачок перемещал два поршня. Каждый из них продавливал через калиброванные отверстия жидкость. На это и расходовалась энергия импульса. Такие устройства, как ясно из принципа работы, были гидравлическими. В 1937 году немецкая фирма DKW совместила рычаг амортизатора с верхним рычагом независимой подвески колес. Эта конструкция нашла широчайшее распространение — вспомним наши «Победу» и «Волгу» ГАЗ-21 первых выпусков. К 40-м годам подвеска колес стала настолько мягкой, что ход колеса уже не соответствовал возможностям рычажного амортизатора. И тогда взоры конструкторов обратились к телескопическим конструкциям. В их трубчатом корпусе перемещался связанный со штоком поршень, через клапаны которого при ходах сжатия и отбоя продавливалась жидкость.

Видео:УАЗ. Какие амортизаторы установить ?Скачать

Будущее — за «телескопами»

Современный телескопический гидравлический амортизатор

Амортизаторы такой конструкции оказались проще и дешевле в изготовлении и очень удобно размещались внутри пружины, что было удобно при независимой подвеске колес. Первым серийным отечественным автомобилем с телескопическими амортизаторами стал в 1956 году «Москвич-402».

Однако итальянская фирма «Lancia» применила на модели Lambda «телескопы» уже в 1922 году, а британский филиал «Ford» с 1948 года освоил выпуск легковых машин с подвеской передних колес типа «МакФерсон», естественно, с амортизаторами такого типа. В этой конструкции шток телескопического амортизатора служил одновременно и поворотным шкворнем колеса. Такое решение оказалось настолько удачным, что вызвало цепную реакцию. В итоге сегодня все легковые автомобили оснащаются исключительно «телескопами», а «МакФерсон» стал наиболее распространенным для переднеприводных моделей.

Видео:Мягкие рессоры на Хантер! Установка двухлистовых от Патриота.Скачать

Жесткость — величина переменная

На Mercedes-Benz Е класса стоит система Airmatic DC, изменяющая характеристики упругих и гасящих элементов подвески в зависимости от дорожных условий, стиля вождения и степени загрузки автомобиля

Шестидесятые годы ввели в обиход регулируемые телескопические амортизаторы. Специальное устройство позволяло посредством дистанционного управления поворачивать концентричный со штоком диск и изменять сечение клапанов в поршне. Водитель в зависимости от дорожных условий мог на ходу изменять сопротивление амортизаторов. Удобно? Не очень. Процесс эволюции выкристаллизовал более совершенное решение.

Проникновение электроники во все системы современного автомобиля открыло возможность автоматического регулирования характеристик амортизаторов. В настоящее время данная функция уже перестала быть новинкой. По сигналам, поступающим от датчиков, бортовой компьютер принимает решение, какое сопротивление амортизаторов является наивыгоднейшим для данных скорости движения и дорожных условий.

Видео:Замена рессор и амортизаторов Mitsubishi L200Скачать

Дорогу осилит… хитрый

Интенсивная работа амортизатора по рассеиванию энергии импульса, раскачивающего автомобиль, приводила к перегреву корпуса. Начались поиски рецептов высококипящих амортизаторных жидкостей, появились «телескопы» с густыми ребрами охлаждения. Ряд фирм стал снабжать гасители колебаний дополнительными запасами жидкости, содержавшимися в баллонах, установленных параллельно амортизатору.

Устройство современных однотрубного, двухтрубного и перевернутого однотрубного амортизаторов

Традиционно «телескопы» состояли из двух концентричных труб со штоком и поршнем. Иной точки зрения придерживались конструкторы французской фирмы «De Carbon». Свой первый патент на идею однотрубного амортизатора они получили в 1948 году. А уже через шесть лет «телескопы» этого типа стали активно применяться.

В однотрубном амортизаторе наряду с жидкостью работает и газ. Новая конструкция получила распространение из-за того, что традиционные двухтрубные агрегаты плохо гасят высокочастотные колебания, газонаполненные же справляются с ними гораздо лучше. Теперь широкий круг фирм («Boge», «Bilstein», «Koni» и другие) освоил «однотрубники», которые в последнее время стали активно вытеснять старые добрые двухтрубные.

Что дальше? Уже поговаривают об электромагнитных амортизаторах с электронным автоматическим управлением при помощи микропроцессора. Хитры конструкторы!

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  🎬 Видео

  Развитие автопрома за 70 лет. ПодвескаСкачать

  

  УАЗ на рессорах и продольных тягах реально? Да!Скачать

  

  Правильно нагружаем прицепСкачать

  

  Барсо рессоры и амортизаторы газ 53Скачать

  

  Как правильно прокачать амортизаторы перед установкой и надо ли?Скачать

  

  Работа нового и старого амортизатора который прошёл 210 000Скачать

  

  👍 Убираем ржавчину с авто за 5 мин 💯 #ремонтавто #кузовнойремонт #ржавчина #лайфхакСкачать

  

  ПОДВЕСКА ЗА 90 000р. НА ПАТРИОТ!! МОГЛА БЫТЬ ЛУЧШЕЙ ЕСЛИ БЫ НЕ...!? РИФ (+50) на УАЗ.Скачать

  

  Как проверить амортизатор на работоспособность,или простейший способ определить неисправность.Скачать

  

  Загрузите ПРИЦЕП правильно №3Скачать

  

  Замена втулок задних рессор и амортизаторов на Moskvich 412 Москвич 412 1982 годаСкачать

  

  ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

  

  Амортизатор. Устройство, отличие, назначение, газовые, масляные.Скачать