Жесткость пружины в амортизаторе (3 видео)

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.

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.

Содержание

Почему без подвески не обойтись
Почему подвеска должна иметь ход сжатия
Почему машина кренится в поворотах
Почему подвеска должна быть мягкой
Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?
Немалое значение амортизаторов
Немного о комфорте и частотах колебаний
Итак, какой должна быть подвеска?
Архив — Задние амортизаторы: основные характеристики, подбор пружины, настройка
📺 Видео

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

Видео:как сделать подвеску мягче? / почему подвеска стала жесткая / ПРИЧИНЫ ЖЕСТКОЙ ПОДВЕСКИ!!!/Скачать

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.

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.

Видео:Расчёт жёсткости внедорожных avto-atv пружинСкачать

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.

Читайте также: Замена задних амортизаторов поло седан 2014

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.

Видео:Пружины подвески. Цветные метки. Жёсткость. Как правильно выбрать и купить пружины.Скачать

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.

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.

Видео:🔥 Как ослабить жесткость пружины? Для ленивых)Скачать

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.

Архив — Задние амортизаторы: основные характеристики, подбор пружины, настройка

От правильно подобранной пружины и грамотных настроек амортизатора зависят не только такие характеристики, как плавность работы и обработка препятствия, но и ваша безопасность при катании. Современные амортизаторы имеют приличное количество настроек, и многие просто боятся их крутить. Надеемся, что эта статья поможет вам разобраться с тем, что происходит с вашим задним амортизатором и сделать работу подвески еще лучше! Амортизатор — один из элементов любой подвески велосипеда. Существует множество типов амортизаторов — воздушные и пружинные, со стабильной платформой и без нее, однако принцип работы основных настроек остается неизменным. К ним мы вернемся чуть позже (на примере заднего амортизатора Fox DHX 5), а пока расскажем об основных характеристиках амортизатора и пружины.

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

Что написано на амортизаторе?
В каждом амортизаторе есть 2 параметра — длина по осям и ход штока. Рассмотрим их на примере амортизатора со следующими параметрами: 8.75х2.75 (1 дюйм=2.54 см=25.4 мм) Первая цифра — длина по осям в дюймах. Измеряется по центру отверстий, в которые вставляются элементы (болты или оси) для жесткого закрепления его в раме. (в миллиметрах получается 222.2 мм) Вторая цифра — ход штока. Измеряется также в дюймах. Это значение показывает, на сколько миллиметров шток входит в корпус амортизатора. (в миллиметрах получается 70 мм). Оба значения очень важны. Каждая рама проектируется под заданную длину амортизатора. При установке амортизатора большей или меньшей длины изменяется геометрия (чаще всего в худшую сторону) — заваливается или заостряется угол вилки, каретка завышается или занижается. Плавность, прогрессивность и линейность работы подвески меняются, и, в редких случаях, из-за изменения работы амортизатора случаются поломки рамы или самого амортизатора. От хода штока непосредственно зависит ход подвески. Напомню, что ход подвески — это то расстояние, которое проходит заднее колесо по вертикали от состояния при полностью разжатом амортизаторе до состояния при полностью сжатом амортизаторе (когда шток утоплен до самого конца). Стоит заметить, что иногда амортизаторы с одинаковой длиной по осям имеют разную длину штока. Пример: 8.75х2.8 и 8.75х2.5.

Читайте также: Стойки амортизаторов лада гранта спорт

Если рама спроектирована под ход штока 2.8, а вы поставили амортизатор с длиной штока 2.5 (при неизменной длине по осям обоих), то ход подвески сократится при неизменной геометрии велосипеда. При установке амортизатора с ходом штока, превосходящим родное значение, при пробое подвески возможно механическое повреждение частей рамы. Другой пример — одинаковый ход штока по осям при разных длинах амортизатора. Пример: 8.75х2.8 и 9.0х2.8. В этом случае ход подвески остается практически неизменным, но изменится геометрия.

Совет: ставьте именно тот амортизатор, который рекомендует производитель. Если же на рынке нет нужного образца, то выбирайте что-то максимально приближенное к данному значению. По своему опыту скажу, что длина по осям не должна быть отлична от родной на значение ± 5 мм, а ход штока — не более, чем на 3-5 мм.

Пружина.
Пружина может быть титановой, или стальной. В отличие от авто и мото подвесок, пружины на велосипедах всегда линейные, без изменения толщины витков по всей длине. В пружине есть 5 параметров — жесткость, рекомендованный ход штока, длина, внутренний и внешний диаметры. Жесткость измеряется в lbs/inch², что означает фунт/квадратный дюйм. Это значение в большинстве случаев находится в диапазоне от 200 до 700 с шагом в 50 (редко — 25). Рекомендованный ход штока — тот ход штока амортизатора, на который рассчитана пружина. Чаще всего на амортизаторах пишется: 400х2.8 Первое значение — жесткость, второе — рекомендованный ход штока. Длина пружины в первую очередь зависит от рекомендованного хода штока. Чем он больше — тем длиннее пружина. Также длина увеличивается с увеличением жесткости, т.к. витки увеличиваются в диаметре, а расстояние между ними — нет.

Внутренний диаметр зависит от посадочной площадки и шайбы амортизатора, которыми фиксируется пружина. Стоит заметить, что две с виду одинаковых пружины могут различаться по внутреннему диаметру (пример — Fox Vanilla до 2006 года и Fox DHX имеют разные посадочные места для пружин, соответственно пружины будут разные). Помимо точной установки пружины в пазы шайб амортизатора, должно быть обеспечено достаточное расстояние от витков пружины до корпуса амортизатора. В противном случае пружина начнет протирать корпус. Внешний диаметр, по сути, зависит от того же, что и внутренний. Однако разные производители пружин делают пружины из разных материалов. По этой причине толщина витков может превышать стандартное значение для родной пружины. Она, в одном случае, может просто не влезть между бачком и корпусом, а с другой — начать протирать бачок.

Можно ли поставить пружину 400х3.0 на амортизатор 8.75х2.8? Можно при условии того, что длина пружины не превышает максимальную длину между полностью открученной шайбой и нижней площадкой. Если же длина пружины превышает это значение, и для установки пружины ее необходимо сжать, то крайне не рекомендуется ее использование. Использование такой пружины в конечном счете может оторвать нижнюю площадку амортизатора, плюс при любом отрыве заднего колеса от земли крышка штока, сальник, корпус и сам шток несут повышенную нагрузку, т.к. пружина постоянно сжата. В добавлении ко всему пружина 400х.3.0 весит больше, чем 400х2.8. Можно ли поставить пружину 400х2.5 на амортизатор 8.75х2.8? Нельзя. Т.к. ход штока пружины меньше хода штока амортизатора, то при полном срабатывании подвески витки пружины сомкнуться между собой и после этого последует разрушение площадки и шайбы амортизатора с возможным разрушением штока. Отметим еще один момент. Чем жестче пружина, тем толще ее витки. Т.к. расстояние между витками должно оставаться неизменным, чтобы избежать соприкосновения витков (описано выше), то увеличивается длина пружины и внешний диаметр.

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

В нашей практике был случай, что пружина 500х2.5 отлично становилась в амортизатор, а пружина 850х2.5 превышала допустимый внешний диаметр. При выборе пружины следует руководствоваться следующими параметрами: -рекомендуемый ход штока пружины должен быть либо таким же, как и в амортизаторе, либо превышать на незначительное значение -длина пружины не должна превышать расстояние при полностью раскрученной шайбой и площадкой амортизатора -внутренний диаметр должен точно совпадать с посадочным местом площадки и шайбы. Пружина не должна касаться при работе корпуса амортизатора -пружина внешней частью витков не должна соприкасаться с бачком

Настройка амортизатора (на примере FOX DHX 5.0)
—выбор нужной жесткости пружины
-настройка Bottom-Out
-выбор давления в бачке
-регулировка отскока
-регулировка ProPedal

Рамы с различными типами подвесок имеют различную работу и даже при одинаковой массе райдера, жесткость пружины может отличаться на 50,100, а то и 200 фунтов. Немалую роль играет и работа амортизатора. Многие производители в техническом руководстве к рамам имеют таблицу нужных настроек. Однако с одной стороны, не каждого райдера они устроят, с другой стороны, катаются все по-разному.

Жесткость пружины. Это один из главных параметров работы амортизатора. Сэг (Sag) — важнейший показатель при подборе пружины. Когда вы садитесь на велосипед, подвеска прожимается на определенное значение. Для фрирайда и даунхилла оно составляет от 25 до 40% (в среднем 1/3). Что же такое сэг? Sag = длина, на которую прожался амортизатор/полный ход штока, % При ходе штока в 70 мм сэг в 25 мм составляет примерно 1/3 Как его измерить проще всего? Измерьте длину амортизатора по осям в мм при полностью разжатой подвеске. Предположим у нас она 222 мм. Ход штока составляет 70 мм. Сядьте на велосипед (лучше встать на педали, немного облокотившись на руль). Попросите друга измерить расстояние между осями амортизатора. Оно, для примера, будет составлять 195 мм. Вычтите из длины амортизатора (222 мм) полученное значение (195 мм). 222-195=27 мм. Это и есть величина, на которую сжался амортизатор. Sag=27/70*100%=38.5% Наш сэг составил 38.5%. Для его увеличения поставьте пружину помягче, чтобы амортизатор сжался под вашим весом на бОльшую величину. Для уменьшения сэга поставьте пружину жестче. При небольшом опыте подбора пружины, я бы рекомендовал выбирать пружину, чтобы сэг составил 33%. На что влияет сэг? Понятнее всего будет, если представить себе ровную дорогу и ямку на ней. Когда заднее колесо доедет до ямки, благодаря тому, что пружина под вашим весом сжата, колесо пойдет вниз на ту величину, которой равен сэг, и обработает ямку. Слишком мягкая пружина. Сэг->50%. На каждой ямке колесо будет слишком сильно проваливаться, что с одной стороны, конечно, улучшит контроль над трассой, а с другой будет тормозить велосипед. При слишком мягкой пружине амортизатор будет постоянно пробиваться, что повлечет за собой разрушение как его самого, так и рамы. Слишком жесткая пружина. Сэг 200 Psi) давление так же ухудшит работу, подвеска станет слишком жесткой, к тому же возрастет шанс разрушения амортизатора (от повышенной нагрузки на сальники и шток до взрыва бачка). По сути давление в бачке примерно равно изменению компрессии. При низком давлении амортизатор работает наиболее плавно, лучше обрабатывает кочки. При высоком давлении его работа становится жестче, маслу труднее протечь сквозь все отверстия, в какой-то степени он начинает подтупливать на кочках и меньше пробиваться. Запомните одну важную вещь — если вы накачали до 125 Psi при полностью закрученном Bottom-Out, и решили открутить Bottom-Out, то давление в бачке упадет ниже минимума. Так же при полностью открученном Bottom-Out и давлении 200 Psi при закручивании Bottom-Out давление превысит допустимое значение. Мой совет — сначала спустите амортизатор, затем настройте Bottom-Out и только потом накачайте заново. Итог: давление в бачке зависит от того, как вы катаетесь. Любите пожестче — давление выше, помягче — давление ниже. 4.Регулировка отскока. Отскок — то время, за которое амортизатор возвращается из сжатого состояние в разжатое. Много ездите по кочкам — сделайте отскок побыстрее, много прыгаете дропы — медленнее. При слишком медленном отскоке амортизатор будет не успевать разжаться, чтобы обработать следующую кочку. При слишком быстром — будет подбрасывать колесо со значительным ухудшением сцепления с трассой. Не забывайте делать отскок помедленнее на дропах — при быстром отскоке подвеска при приземлении выкинет вас через руль, что часто заканчивается переломами рук, ключицы и сотрясениями мозга. На трассах, на мой взгляд, решающее значение имеет регулировка отскока именно на амортизаторе, чем на вилке. Несмотря на то, что на трассе всегда есть огромное количество препятствий, сделайте отскок на 1-3 щелчка медленнее оптимального значения. Это добавит стабильности.

Регулировка ProPedal. Какая бы подвеска не была у вас, амортизатор при педалировании все равно будет раскачиваться. Почему такое происходит? Ноги человека не могут крутить педали с той же скоростью и той же сбалансированностью, что двигатель мотоцикла. Низкие обороты вращения шатунов с кареткой заставляют при каждом нажатии на педаль прожиматься подвеску. За счет этого часть энергии теряется на раскачку. Для этого и существует регулировка ProPedal, которая препятствует раскачке. В ней 15 положений, от полностью выключенного до полностью включенного. Казалось бы — зачем она вообще нужна, нельзя ли один раз ее включить, чтобы изолировать раскачку? Нет, нельзя. Несмотря на заверения фирмы Fox, о том, включение регулировки не сказывается на работе амортизатора, это не так. Чем сильнее вы закручиваете ProPedal, тем хуже амортизатор начинает обрабатывать кочки, появляется небольшой стук. Поэтому нужно искать компромисс между уменьшением раскачки и отработкой подвески кочек. Если трасса длинная и несложная, где нужно очень много крутить, Propedal может быть включен от 10 до 15 щелчков. Если трасса с огромным количеством кочек и поворотов, не включайте Propedal больше, чем на 8 щелчков. Итог: положение Propedal зависит от трассы. Ищите компромисс между раскачкой и обработкой кочек. Конечно, в идеале амортизатор нужно настраивать под каждую трассу, и понимание того, какими должны быть настройки, приходит исключительно с опытом. Не бойтесь лишний раз залезть в подвеску и покрутить какую-нибудь крутилку — главное запомните, что вы сделали и тут же проверьте, как изменилось поведение велосипеда. Удачи в настройке!
Текст: Арсен «Bars-Zerwick» Ханбекян
Фото: Fox Shox