Сила сжатия пружины амортизатора

Посчитал нужным вывесить сей опус на форуме для повышения уровня общего технического развития гуманитарной его части.

Сразу скажу — я не профи и не спортсмен — я просто люблю водить машину и люблю, когда машина едет правильно. Подвеска — моя страсть и моя слабость. Именно от подвески, а не от мощности двигателя зависит средняя скорость по типичной российской дороге, а также безопасность — и моя, и окружающих. Еще очень важны тормоза, но о них как-нибудь позже. В силу того, что я не профи и не спортсмен, и даже не знаком ни с одним профессиональным спортсменом-кольцевиком (о раллистах разговор особый), то всё, что я знаю по этой теме, добывалось по крупицам самостоятельно отовсюду, откуда только возможно. С миру по нитке, как говорится. Увы, получившаяся картина не является полной и исчерпывающей — т.е. копать и копать еще. Но область предстоящих раскопок — это уже нюансы и детали настройки, типа точнейших углов установки колес и влияния жесткости сайлентблоков. Основа уже накопана и опробована на собственном опыте, что позволяет ею поделиться.

Подразумевается, что перед изменением настройки подвески уже куплены и установлены хорошие диски с правильным вылетом и хорошей правильной резиной. Для Сивиков это 195/50 R16, 205/50 R16 или хотя бы штатные сировские/интегровские 195/55 R15. Для Интегры пойдет еще 215/45 R16 — это штатный размер Интегры Type R 98spec. Для Аккорда — 205/55 R16 и 215/45 R17. Если же вы катаетесь на батонах с профилем 60 или 70, то о какой подвеске вообще может идти речь? Шутка. Батоны тоже имеют право на жизнь.

Подразумевается также, что правильная подвеска увеличивает нагрузку на позвоночник. wink.gif Не всегда сильно увеличивает, но увеличивает по-любому. Тренируйте спину.

Первый шаг (опциональный, т.е. на любителя) — занизить машину. На самом деле эффект от этого очень большой. Даже если вы не измените ничего, кроме как чуть-чуть подрежете свои штатные пружины — буквально на пару витков — то результат не замедлит сказаться.

Но лучше, конечно, поставить правильные пружины. Правильные пружины — это такие пружины, которые соответствуют определенному принципу. Принцип этот очень прост: если вы занижаете машину, сокращая рабочий ход подвески на сжатие на 20%, то вы должны поставить пружины, на 20% более жесткие. Если на 50% — то на 50%. Машина не должна ложиться на отбойники чаще, чем она ложилась до изменений. Езда на отбойниках — это нонсенс. На самом деле из Японии очень часто приходят машины, тюненые там, и тюнены они порой как раз в таком стиле, что по российским дорогам они передвигаются, преимущественно лежа на отбойниках. Такой принцип нам не подходит. Он и для Японии-то по-хорошему не подходит — только если ездить медленно и печально. Впрочем, подобный тюнинг там обычно служит совсем иным целям — чтоб смотрелось круто. Но мы не об этом. Нам-то нужна управляемость.

Видео:Замена стойки, стяжка пружинСкачать

Подобрав правильные пружины, не вздумайте их ставить со штатными амортизаторами. Дело в том, что пара пружина+амортизатор должна иметь определенный баланс, который позволяет им правильно работать вместе.

При ходе сжатия основное сопротивление этому ходу оказывает пружина. Именно ее жесткость определяет, на сколько она сожмется при приложении определенной силы. Например, штатные пружины ВАЗ 2108 имеют жесткость в пределах 17-18 кг/см. Амортизатор при ходе сжатия тоже вносит свою лепту в общее сопротивление этому ходу, но весьма небольшое, составляющее, полагаю, не больше 10-20%.

После хода сжатия рано или поздно начинается ход отбоя. И вот при ходе отбоя начинается самое интересное — сжатая на ходе сжатия пружина стремится распрямиться. И помешать ей это сделать может только амортизатор. И сила сопротивления амортизатора на отбой должна быть сбалансирована с жесткостью пружины. Эта сила может быть приблизительно равна, она может быть существенно больше (это когда тюнинговый амортизатор установлен вместе со штатной пружиной), но она ни в коем случае не должна быть меньше.

Если амортизатор вяло сопротивляется пружине на ходе отбоя, получается лягушачья подвеска — машина скачет как лягушка. Потому что сильная пружина «плюет» на слабый амортизатор и распрямляется, «выстреливает». Ей никто в этом почти не мешает. Потом, уже под действием веса автомобиля, она сжимается, потом все идет по кругу. Никакой стабильности, об управляемости же говорить вообще не приходится — какая тут к черту управляемость, если машина просто не в состоянии проехать по обычной дороге, не раскачиваясь.

Читайте также: Как извлечь болт нижней опоры заднего амортизатора

Следовательно, из этого вытекает правило номер два: если вы ставите более жесткую пружину, то вы обязаны поставить более жесткий амортизатор. И их жесткость должна быть сбалансирована.

Отсюда, в свою очередь вытекает правило номер два-с-половиной: если вы собираетесь занизить машину, то вам по-любому надо тренировать спину. Если вы собираетесь занизить машину очень сильно, то не исключено, что ваша спина будет болеть неделю. Но потом привыкнет — проверено. В серьезной трактовке правило номер два-с-половиной выглядит так: при занижении машины вам не обойтись без замены не только пружин, но и амортизаторов.

Немного цифр

Жесткость пружин, пригодных для повседневной езды, находится обычно в пределах 10-12 кг/мм для передка. Надо заметить, что на передке пружины (и амортизаторы) почти всегда существенно жестче, чем сзади. Мне известны лишь два исключения из этого среди японских машин — это Nissan Skyline GT-R и Honda Integra DC5. Поэтому я обычно говорю о передке, подразумевая, что сзади пружины в 1.5-2 раза мягче.

Видео:Пружины СЖАТИЯ | Что это такое и как сделать пружины СЖАТИЯ?Скачать

Жесткость пружин также зависит от веса автомобиля, для которого они предназначены. Скажем, стандартные пружины из комплекта TEIN Type HR для Прелюда — 12/8 кг/мм (перед/зад). Тот же комплект для Аккорда — 10/6. Для Сивика, если память мне не врет — 8/6 или 8/5 кг/мм.

Могу сказать, что езда на Аккорде (точнее, Ascot Innova) с пружинами на передке 12 кг/мм и соответсвующими амортизаторами TEIN Type HR — это большая нагрузка на позвоночник. А ведь в продаже можно встретить комплекты и в 16 кг, и в 20. Но это уже явно чисто кольцевые комплекты, на дорогу на них выезжать просто небезопасно. Почему?

Потому что чрезмерно жесткая подвеска пригодна только для очень хороших дорог. Чем жестче — тем лучше должна быть дорога. На волнистой или разбитой дороге жесткая подвеска работает плохо. Машина просто летит над ямками, постоянно теряя сцепление с дорогой. Если дело происходит в повороте — можно «уплыть» за его пределы. Трассовый опыт показал, что для машины класса Аккорда, жесткость в 12 кг/мм на передке — это предел. Больше — не надо. Лучше даже меньше. Скажем, 8-10 кг/мм — оптимально.

Например, такая тяжелая машина, как Скайлайн GT-R BNR32, на комплекте OHLINS с жесткостью 8/6 кг/мм (перед/зад) на обычных дорогах показал себя великолепно. Совершенно не ощущалась жесткость, позвоночник не трясло — и при этом машина отменно управлялась. Конечно, здесь следует сделать поправку на то, что это — не семейный седан, пусть даже если он и made by Honda — это все-таки чистопородный спортивный автомобиль, созданный для того, чтобы прекрасно управляться. Но тем не менее.

А вот если сравнить Ascot Innova с 12 кг/мм и Torneo SiR с 5 кг/мм (TEIN Type Wagon), то сравнение получается неоднозначное. Неоднозначность заключается в том, что 12 кг — это чуть-чуть больше, чем надо, а вот 5 кг — это заметно меньше, чем надо. На трассе SiR всплывает на волнах и раскачивается ничуть не меньше, чем на стоковой подвеске. И кренится он все-таки сильно. Так что, наверное, для класса Аккорда оптимально будет 8-10 кг/мм.

Еще пару слов о том, о чем мы обычно забываем — о стабилизаторах поперечной устойчивости. Честно говоря, о чем о чем, а об этих прутках стали недостаток информации практически абсолютный. Нигде ничего не найдешь. В двух словах если — то их тоже надо ужесточать. И принцип там тоже простой — чем жестче передний (или, соответственно, мягче задний) стабилизатор, тем выше недостаточная поворачиваемость (understeer). Если наоборот — то растет избыточная поворачиваемость (oversteer). Вероятно, следует ужесточать оба стабилизатора, сохраняя между ними баланс.

Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?

Практически каждый автовладелец уверен в том, что мягкая подвеска дает комфорт, а жесткая делает машину спортивнее и позволяет лучше держаться за дорогу. Но как и во многих других случаях, упрощение лишь вводит в заблуждение.

Видео:Сопротивление материалов. Лекция: пружины растяжения и сжатияСкачать

Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.

А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь «по верхам» обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.

Читайте также: Пружины для амортизаторов заз

Почему без подвески не обойтись

Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.

Почему подвеска должна иметь ход сжатия

Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.

В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.

Почему машина кренится в поворотах

Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.

Видео:Как стянуть пружину без специализированных стяжекСкачать

А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.

Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его «поднимать» повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения «неестественно задранного» центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей — демпфированием неровностей.

Почему подвеска должна быть мягкой

Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.

Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.

Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон «мягкости», после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.

При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.

Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.

Видео:Для чего некоторые водители одевают на амортизаторы садовые шланги?Скачать

Читайте также: Оригинальные амортизаторы для форд фокус

Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?

На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.

Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.

Немалое значение амортизаторов

Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.

Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать «пробоя» подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.

Немного о комфорте и частотах колебаний

Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.

Видео:Самодельное устройство для сжатия пружин амортизаторовСкачать

Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.

Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.

Итак, какой должна быть подвеска?

Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более «зависимой» и уменьшает ход подвески.

Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.

• 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

  Стяжки для пружин авто за 1 минутуСкачать

  

  не покупайте стяжки пружин ,пока не посмотрите видеоСкачать

  

  Как работают амортизаторыСкачать

  

  Отличные стяжки для пружин. Принцип работы на примере разборки стойки амортизатора на Honda CR-VСкачать

  

  Съёмник пружин WDK-214027Скачать

  

  Съёмник пружин амортизаторов.Замена стойки.Spring puller shock absorbers.Авторемонт.Скачать

  

  Приспособа для обслуживания амортизационных стоекСкачать

  

  Приспособление для разборки-сборки стойки зафира 1Скачать

  

  Самодельный СТЯЖНОЙ СЁМНИК для пружин.Скачать

  

  СЪЕМНИК ПРУЖИН со стоек из домкрата!Скачать

  

  ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ МЕНЯТЬ ЛОПНУВШУЮ ПРУЖИНУСкачать

  

  замена пружины передней стойки без стяжек и приспособлений , за 10 минут !Скачать

  

  Расчет и проектирование винтовых пружин с практическим применением в проекте Vega! Просвещение!Скачать

  

  Мифы о пружинах подвески | Все, что нужно знать про пружиныСкачать