Пружины подвески автомобиля

Назначение пружин

При креплении моста непосредственно к раме автомобиля пассажиры и основные детали автомобиля будут подвергаться различным ударам. Это можно видеть на рис. 22.1а, на котором изображено перемещение рамы вверх, когда автомобиль наезжает на бугорок. В этом случае направленное по вертикальной оси ускорение будет причиной большого дискомфорта. (Вы можете быть знакомы с этим эффектом, если вам приходилось наезжать на неровности, катаясь на велосипеде.)

Пружина, расположенная между колесом и рамой, позволяет колесу перемещаться вверх и вниз, без соответствующего перемещения рамы (рис. 22.lb). Эта пружина поглощает удары от дороги и позволяет колесу следовать по неровной поверхности дороги, поэтому колесо должно быть как можно более легким.
Механизм, помещаемый между колесом и рамой, называется системой подвески, главными элементами которой являются пружины и амортизаторы.
Типы пружин

Могут использоваться упругие элементы различных типов. К ним относятся:
1. Стальные — листовые, витые и торсионные стержни (торсионы).
2. Резиновые.
3. Пневматические.

Листовые пружины (рессоры)

Благодаря низкой стоимости и простоты соединения с осью пружины этого типа очень широко используются в задней подвеске.
Основные детали полуэллиптических пружин (рессор) изображены на рис. 22.2. К главной пружине, закрученной в кольцо на каждом конце, присоединены хомутами еще несколько листовых пружин. Чтобы обеспечить постоянную жесткость пружины по всей длине ее хода, листовые пружины имеют различную длину. Скобы отдачи передают нагрузку нижним листам при обратном ходе пружины и исключают необходимость использования слишком большого числа дополнительных пружин помимо основной. Резиновые втулки, установленные в каждой проушине (кольце), допускают перемещение рессоры и работают в качестве шумоизоляторов. Изменение длины рессоры сглаживается использованием качающейся серьги рессоры.
Жесткость пружины (сила, необходимая для сжатия листовой пружины на единицу длины) определяется следующими факторами:
1. Длиной пружины — чем короче пружина, тем больше жесткость.
2. Шириной листовой пружины — чем шире пружина, тем больше жесткость.
3. Толщиной листа — чем толще лист, тем больше жесткость.
4. Количеством листов — чем больше число, тем больше жесткость.
Чтобы обеспечить «мягкую» езду, необходимы рессоры малой жесткости, которые будут деформироваться на большую величину при заданной нагрузке. Обычные пружины имеют постоянную жесткость и обеспечивают деформацию, пропорциональную нагрузке (Закон Гука). Однако, если нижние листы устанавливаются выпуклостью, направленной в противоположную сторону, жесткость пружин будет возрастать при увеличении деформации: такие пружины называются пружинами с прогрессивной или переменной жесткостью.