Классификация
Различают несколько видов пружин:
- Стандартные. Как правило, устанавливаются на заводе изготовителе транспортного средства, и обеспечивают его эксплуатацию в условиях паспортных параметров нагрузки.
- Усиленные. Отличаются большей жесткостью и улучшают эксплуатационные характеристики транспортного средства во время движения по проселочным дорогам, или при транспортировании прицепа.
- Повышающие. Способствуют увеличению клиренса и грузоподъемности.
- Понижающие. Уменьшают клиренс и снижают высоту центра тяжести. Устанавливаются любителями динамического стиля вождения.
Все они, независимо от того, к какому виду относятся, имеют специфические особенности при изготовлении.
Классификация
Различают несколько видов пружин:
- Стандартные. Как правило, устанавливаются на заводе изготовителе транспортного средства, и обеспечивают его эксплуатацию в условиях паспортных параметров нагрузки.
- Усиленные. Отличаются большей жесткостью и улучшают эксплуатационные характеристики транспортного средства во время движения по проселочным дорогам, или при транспортировании прицепа.
- Повышающие. Способствуют увеличению клиренса и грузоподъемности.
- Понижающие. Уменьшают клиренс и снижают высоту центра тяжести. Устанавливаются любителями динамического стиля вождения.
Все они, независимо от того, к какому виду относятся, имеют специфические особенности при изготовлении.
Соответствие маркировки пружин модели
Рассмотрим, какие пружины нужно использовать в конкретных моделях автопроизводителя ВАЗ:
- Пружины 2101 предназначены только для «копейки»;
- Более жесткая модификация имеет маркировку 21012. Они изготавливаются из более толстых прутьев, что делает изделия усиленными по сравнению с предыдущим аналогом. Их устанавливают на классику, в которой нужна более энергоемкая подвеска;
- Пружины с символами 2102 предназначены для универсалов модели 2102 и 21014. По сравнению с предыдущими модификациями эти детали на два сантиметра длиннее. Их можно ставить на седан, но только в том случае, если машина эксплуатируется в сельской местности. Такие пружины немного увеличивают клиренс машины. Однако их нельзя устанавливать, чтобы автомобиль смог перевозить более тяжелые грузы, чем предусмотрено производителем. В противном случае совсем скоро придется ремонтировать кузов.
- Обозначение 2108 получают детали, предназначенные для переднеприводных авто ВАЗ. Исключением является «Ока» и модели с мотором на 16 клапанов. Стоит учесть, что эти же пружины предназначены и для 21099. На эту модель не существует отдельных пружин, поэтому предложение продавца приобрести «оригиналы» для 99-й это не что иное, как попытка продать стандартные детали по большей стоимости.
- Элементы европейских производителей с маркировкой 2110 предназначены для моделей, начиная с 21102, и заканчивая 21104, а также для ВАЗ-2112 и 2114. Европейский вариант делает машину на 2 сантиметра ниже, но делает ее более управляемой на больших скоростях. Не стоит использовать такие детали на транспорте, часто передвигающемся по грунтовым дорогам и пересеченной местности.
- Модификации 2111 предназначены для задних подвесок моделей с идентичной маркировкой, а также ВАЗ-2113.
- Пружины из категории 2112 предназначены для передней части подвески таких моделей: 21113, 21103 и 2112.
- Полноприводные автомобили семейства ВАЗ оснащаются пружинами 2121.
Классификация
Различают несколько видов пружин:
- Стандартные. Как правило, устанавливаются на заводе изготовителе транспортного средства, и обеспечивают его эксплуатацию в условиях паспортных параметров нагрузки.
- Усиленные. Отличаются большей жесткостью и улучшают эксплуатационные характеристики транспортного средства во время движения по проселочным дорогам, или при транспортировании прицепа.
- Повышающие. Способствуют увеличению клиренса и грузоподъемности.
- Понижающие. Уменьшают клиренс и снижают высоту центра тяжести. Устанавливаются любителями динамического стиля вождения.
Все они, независимо от того, к какому виду относятся, имеют специфические особенности при изготовлении.
Основные детали подвески
Лучше всего проверка главных узлов и деталей подвески осуществляется на ходу, звуки предметно расскажут о том, есть ли неисправности. Автомобиль нужно погонять по неровностям, например, рельсам или кочкам, но без фанатизма, чтобы не навредить транспортному средству.
Главные компоненты, о состоянии которых необходимо знать:
- Амортизатор – служит для погашения колебаний. Если автомобиль сильно раскачивается, значит, амортизатор неисправен.
- Пружина – составная часть амортизатора, если проседает или лопается, автомобиль становится существенно ниже заводской посадки.
- Шаровая опора – с одной стороны крепится на рычаг, со второй – на поворотный кулак. Отвечает за поворот руля.
- Нижний рычаг – крепится к кузову в двух точках, обеспечивает работу подвески. На точках крепления к кузову расположены сайлентблоки.
- Тяга стабилизатора – соединяет стабилизатор и стойку, таким образом соединяя его с подвеской.
- Рулевая рейка – передает усилие с рулевого колеса на поворотные кулаки. При вращении руля не должна люфтить и издавать посторонние звуки.
Об основных моментах подвеска расскажет сама, однако если вы хотите знать всё детально, то лучше не только заглянуть под машину и прокатиться на ней, но и обратиться к специалистам в сервисе, которые с помощью подъемника смогут изучить состояние деталей подвески и рассказать с точностью, какие есть проблемы.
О чем говорит маркировка
Если взять автомобильную пружину, можно заметить, что разные изделия могут иметь различные цвета, с помощью которых они маркируются.
Все метки зачастую именно цветные. Используются следующие оттенки:
- желтые;
- оранжевые;
- синяя краска;
- коричневая;
- оранжевая;
- зеленая;
- розовая;
- черная;
- белая.
Причем последние два цвета встречаются в основном не как способ метки, а просто в роли цветовой основы самого изделия.
Различия по цвету позволяют максимально просто и понятно определить степень актуальной для конкретного образца жесткости. На заводах проводят специальные тесты. Пружины сжимают с регламентированным усилием и измеряют высоту. Если деталь не соответствует заданным параметрам, ее отправляют в брак.
Все конструкции, прошедшие успешно испытания, получают класс А или В. Класс А актуален для пружин, попадающих в границы верхнего поля допуска, то есть жестких, а класс В для более мягких. Высота последних соответствует нижнему полю допуска.
Задняя подвеска
Здесь ситуация практически такая же. Хотя устройство подвески кардинально отличается. Здесь амортизатор не вставлен напрямую в пружину, а идет как бы отдельно. То есть если он «накрылся» то заменить его намного легче! Просто откручиваем два болта и снимаем его, затем ставим новый.
Если вы не занимаетесь перевозками тяжелых грузов, и ваш автомобиль переднеприводный (там весь вес спереди), то задняя часть будет страдать намного меньше. По опыту знаю, замена там будет через 150 – 200 тысяч, а может быть и больше. Однако желательно менять все сразу.
Надеюсь, помог – искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
(11 голосов, средний: 4,36 из 5)
Признаки неисправностей пружин подвески
Опытные автомеханики утверждают, что замена пружин на автомобиле должна производиться при обнаружении их механических повреждений либо увеличении осадки авто. Причин для возникновения таких неисправностей всего две — длительная эксплуатация и тяжелые условия при ней. Более точно, необходимость в замене пружин можно определить по ряду признаков, самые распространенные из которых это:
- перекос сторон автомобиля;
- существенное изменение осадки;
- пробои подвески;
- нехарактерная тряска при езде;
- ухудшение плавности хода;
- перекос передней и задней частей авто;
- нехарактерные звонкие стуки в подвеске;
- сокращение дорожного просвета и т. д.
Причины и признаки поломки передних пружин подвески
Все автомобильные запчасти рано или поздно выходят из строя, у них есть определенный ресурс. Срок службы передних пружин вне зависимости от модели авто достаточно большой (не меньше 40000 км), но детали могут потребовать преждевременной замены по различным причинам:
- машина часто перегружается;
- автомобиль эксплуатируется по неровным дорогам;
- амортизатор потерял упругость, вся нагрузка легла на ПП;
- попался заводской брак.
Пружина со временем проседает, теряет необходимую упругость, также достаточно часто на ПП ломается виток. Определить неисправность достаточно просто по внешним признакам:
- автомобиль, размещенный на ровной площадке, «припадает» на ту сторону, где сломана или «сложилась» пружина;
- «передок» автомобиля слишком низко расположен по отношению к задней части;
- слом витка заметен визуально, нужно только внимательно разглядеть дефект;
- на ходу в районе переднего амортизатора слышен щелчок (при сломанном витке), также стук присутствует, если на стоящем автомобиле в районе амортизаторной стойки попробовать покачать машину верх и вниз.
Если у ПП обнаружен дефект, деталь подлежит замене, ее восстановить невозможно.
Шаровые
Для того чтобы сделать диагностику подвески более полной, нужно обязательно проверить шаровые. Шаровая опора является элементов который соединяет подвижную ступицу и не подвижный рычаг подвески. Шаровые часто выходят из строя из-за быстрой езды по плохим дорогам.
Если присутствует износ шаровых, то будет слышен глухой звук. Особенно он будет явным при движении по неровностям.
Точно выполнить диагностику шаровых опор можно используя два метода:
- Метод раскачки из стороны в сторону. Для этого понадобится, помощник который будет проверяющим стука в районе колеса при раскачке. Если он есть, не спешите приговаривать шаровые опоры, выполните проверку вторым методом.
- Для реализации второго метода, необходимо поддомкратить автомобиль, соблюдая методы безопасности. Чтобы исключить возможность люфта подшипников, нужно чтобы кто-то нажал на педаль тормоза. В этот момент Вам необходимо покачать колесо взявшись за верхнюю и нижнюю точку (как на циферблате часов 12 и 6). Если почувствуется ощутимый люфт, значит опору нужно менять.
По прочности
Как вы понимаете, два этих элемента работают что говорится — «бок о бок». Но по прочности и по износу у них различные показатели.
Пружина – очень прочный элемент, если специально не ломать (не перегружать автомобиль), не «лихачить» на авто входя в повороты в 90 градусов на максимальной скорости, не влетать в бордюры – то она может прослужить очень долго, бывали случаи когда ходили по 200 – 300 000 километров.
Амортизатор – это более слабая часть подвески, все дело в том, что он намного сложнее по строению, у него куча уплотнительных колец, есть жидкость или газ внутри. И повреждение одного из элементов влечет за собой выход из строя всей конструкции. А при наших дорогах, да ухабах убить его можно за несколько тысяч (50 — 60). Это вам не Европа, где они ходят по 150 – 200 тысяч километров.
Соответственно меняем амортизаторы мы намного чаще, нежели пружины.
Отличия пружин в зависимости от их маркировки
Помимо цвета, в качестве главного «идентификатора» для любой пружины служит ее диаметр. Он определяется не производителем, а разработчиком транспортного средства, и в процессе производства самопроизвольному изменению не подлежит, так же как и цвет пружин амортизаторов. Тем не менее, от производителя зависят следующие параметры готовой продукции:
Различие этих элементов по цвету является необходимым условием, поскольку по другим параметрам определить степень жесткости бывает невозможно. На заводе для этого используется специальный тест — после сжатия готового образца с определенным усилием, измеряется высота. Этот параметр строго регламентирован и, если готовый элемент не соответствует норме, он отбраковывается. Каждой нормальной пружине присваивается класс — «А» для тех, что попадают в границы верхнего поля допуска, и «В» — для тех, чья высота соответствует нижнему полю допуска.
УВЕЛИЧЕНИЕ ДЛИНЫ ТОРМОЗНОГО ПУТИ
Частое нештатное срабатывание систем ABS и ESP — одни из тех звоночков поломки подвески, которые пропускать нельзя. Как только автомобиль из-за излишних клевков и раскачки начинает вытворять подобное, нужно понимать, что это напрямую связано со снижением эффективности торможения и прочих управляющих действий водителя. Что в свою очередь прямая угроза безопасности. Результаты множества тестов показывают существенное увеличение тормозного пути автомобиля, если его амортизаторы изношены. При экстренном торможении даже на ровной дороге динамически незагруженные колеса задней оси исполняют замысловатые танцы — отсюда потеря контакта колес и уменьшение тормозного усилия.
Отличия пружин подвески и их маркировка
Основным идентификационным параметром любой пружины служит ее наружный диаметр. Производители не могут его самопроизвольно изменить, так как этот размер определяется конструктивными особенностями самого автомобиля. Все остальные параметры могут быть абсолютно различными. Так производители могут:
- изменить диаметр прута, из которого она изготавливается и даже использовать прут, имеющий диаметр переменного значения;
- изготавливать пружины одинаковой высоты, но различной жесткости;
- изменить межвитковое расстояние и количество витков, сохраняя при этом жесткость.
Поэтому на заводах перед установкой проводят контроль статистической нагрузки. Проводится такая операция следующим образом: измеряют высоту пружины, сжав ее с определенным усилием. Так как для каждой конкретной модели автомобиля высота в сжатом состоянии регламентирована полем допуска, то детали, не попавшие в это поле, выбраковываются.
Пружины, попавшие в границы верхнего поля допуска относят к классу А (длинные), а в категорию В (короткие) попадают те, что имеют высоту в пределах нижнего поля допуска. Далее пружины одного класса маркируют краской, причем цвет маркировки зависит от модели автомобиля, на котором они должны быть установлены.
- Пружины класса А автомобилей ВАЗ маркируют по цвету желтой, белой, коричневой и оранжевой красками.
- Вид В также маркируют по цвету, но зеленой, голубой, синей и черной красками.
Маркировка по цвету наносится на внешнюю сторону витков в виде цветной полоски. Обилие цветов маркировочной краски объясняется тем, что с целью уменьшения влияния коррозии, они подвергают специальному покрытию (хлоркаучуковая эмаль или защитное эпоксидное покрытие), которое также бывает разного цвета (черное, серое, синее, белое, голубое) и определяет как модель автомобиля, так и назначение пружины (передняя или задняя). Причем на заводах, выпускающих различные модели ВАЗ и «Лада», передние элементы окрашены, как правило, в черный цвет. Исключение составляют только пружины с переменным межвитковым расстоянием (шагом) — они окрашиваются в голубой цвет.
Растянутая пружина — причины
Если пружина неисправна, это не значит, что она некачественная или то, что вас обманули. Существует ряд факторов, которые причастны к преждевременному выходу пружины из строя, среди них:
- Естественный износ . Слишком частая эксплуатация в тяжелых условиях или просто большой пробег. Нет ничего вечного, возможно пружина просто исчерпала свой ресурс. У каждой пружины свой ресурс, примерно 50-80 тыс. км. пробега.
- Неправильная эксплуатация . Если вы постоянно нагружаете свой автомобиль или перевозите вес больше нежели положено, то пружины прослужат гораздо меньше, чем если бы вы катались в одиночку или с минимальным дополнительным весом.
- и реагенты . Эти факторы не нуждаются в представлении и объяснении. После того как ржавчина проникает под краску пружины она делает свое грязное дело, день за днем съедая поверхность пружины, ослабляя ее. То же самое и с реагентами, они агрессивно влияют на металл, разрушая его поверхность и ухудшая его свойства.
Тюнинг пружин
И всё же самая популярная причина замены пружин — не поломка и не проседание машины, а тюнинг. Лифт подвески или её занижение, дополнительная жёсткость или плавность хода — всё это поводы для смены пружин. Благо, сейчас в продаже масса вариантов нестандартных пружин на все ходовые модели автомобилей.
Но заниматься кастомизацией нужно с умом, не превращая тюнинг в «колхоз», примеров которого немало. Один из самых распространённых — подрезание пружин: либо своих же, чтобы «малой кровью» занизить подвеску, либо взятых от другой машины, чтобы приспособить их к своей.
Пружина не однородна по всей длине. На концах у нее расположены так называемые опорные витки, задача которых — усиление конструкции, правильное складывание пружины при работе и фиксация ее на посадочном месте. Обрезка опорного витка нарушает весь расчёт пружины, создаёт дополнительные напряжения металла и, спустя какое-то время, приводит к поломке прутка. Резать пружины нельзя ни в коем случае!
Сомнительна и установка «примерно подходящих» пружин от других автомобилей. Нагрузка точно не совпадёт с расчётной, что снизит ресурс пружины, ухудшит работу подвески и повлияет на управляемость. Эксперимент может закончиться и досрочно: неподходящие пружины нередко вылетают из посадочных мест в предельных режимах работы подвески (например, при вывешивании колеса), и машина падает на «брюхо».
Если вы взялись за тюнинг — подбирайте пружины, разработанные именно для вашей машины. И не забывайте, что амортизаторы должны соответствовать им не только по длине, но и по характеристикам: в хороших тюнинговых наборах и неспроста идут одним комплектом.
В этой статье речь пойдет о рессорах и пружинах как наиболее распространенных видах упругих элементов подвески. Есть ещё пневмобалоны и гидропневматические подвески, но о них позже отдельно. Торсионы рассматривать не буду как мало подходящий для технического творчества материал.
Жесткость пружины. Как рассчитать.
Измерение параметров жесткости пружин разных типов
При производстве на предприятии и для применения необходимо определить способность пружины выдерживать определенные типы нагрузок. Для этого высчитывается т.н. коэффициент Гука – обозначение жесткости пружины, от которого зависит её надёжность. На этот параметр влияет материал, выбранный для изготовления. Это может быть сталь, легированная кремнием, ванадием, марганцем, другими добавками. Также применяются нержавейка, бериллиевая и кремнемарганцевая бронза, сплавы на основе никеля и титана. Если деталь выпускается для применения при высоких нагрузках, экстремальных температурах, используются специальные марки легированной стали. Нижегородская метизная корпорация имеет возможность производить пружины под заказ, создавая изделия с заданными характеристиками.
Что такое жесткость?
Говоря о практике, а не физических терминах, это сила, приложив которую, можно сжать пружину. Если вы знаете прилагаемое усилие, можно определить, какой будет деформация, и наоборот. Это существенно облегчает вычисления.
Коэффициент высчитывается для пружин кручения, растяжения, изгиба, сжатия – всех наиболее популярных в промышленности разновидностей этого изделия. Также следует отметить два основных типа:
- С линейной (постоянной) жесткостью;
- С прогрессивной (зависящей от положения витков) жесткостью.
Часто производитель наносит на готовую продукцию пометку краской. Если такого обозначения нет, применяется формула определения жесткости пружины через массу и длину, упрощающая задачу. Она изначально разрабатывалась для пружин растяжения, была получена методом измерения соответствия массы грузы с изменениями геометрии.
Также данный параметр может быть прогрессирующим – растущим — или регрессирующим – убывающим. Во втором случае параметр «жесткости» принято называть «мягкостью». В отдельных механизмах, например, в автомобилестроении, этот параметр особенно актуален.
Какие вводные данные требуются?
При расчёте важно знать следующую информацию:
- Из какого материала выполнено изделие;
- Точный диаметр витков – Dw ;
- Общий диаметр самой пружины – Dm ;
- Количество витков – Na .
Таким образом, к коэффициенту жесткости пружинного механизма может применяться формула:
k=G*(Dw)^4/8 * Na * (Dm)^3
Переменная G
означает модуль сдвига. Это значение можно найти в таблицах для разных материалов. К примеру, у пружинной сталиG=78,5 ГПа
.
k=F/L.
Длина L
бывает двух типов:
- L1 – измеренная в вертикальном положении без груза;
- L2 – полученная при подвешивании груза с точно известной массой.
Например, 100
-граммовая гиря, закреплённая в нижней части, воздействует с силойF
, равной1 Н . Получаем разницу между двумя показателями длины:
L = L2 – L1
При этом следует уточнить, что степень жесткости не определяет распрямление в исходное состояние. На него воздействуют сразу несколько факторов.
Насколько важен показатель, и на что он влияет?
Характеристики пружины важны не только для соответствия ГОСТам и проведения сертификации. Они влияют на сроки эксплуатации изделий, в которых используются, а это огромное количество приборов, деталей, механизмов, от мебели, до различных транспортных средств.
Поэтому данная величина напрямую влияет на надёжность готовых изделий, оборудования, техники, в которых используются элементы, содержащие пружины.
Часто люди интересуются, как рассчитать жесткость пружины цилиндрической винтовой. Для таких случаев учитывается не только модуль сдвига, но и параметр Rs
– напряжение, допускаемое при кручении. Здесь в расчёт берётся тип материала, его физические свойства, механические характеристики.
Следующий вопрос – в чем измеряется коэффициент жесткости пружины при расчётах. Традиционно в системе измерений, принятой в нашей стране принято записывать значение в Н/м
– ньютонах на один метр. Также это значение в качестве альтернативного варианта может записываться в килограммах на квадратный сантиметр, дин/см, граммах на квадратный сантиметр (расчёты в системе СГС).
Применение пружин в конструкции
Так повелось, что амортизатор и пружина идут в паре. Это неразъемный механизм (в передней части) который обеспечивает лучшую плавность хода, а также управляемость машины. Если быть честным до конца, то можно отметить что – без пружин мы бы не испытывали такой комфорт от вождения, нас бы трясло как на телеге.
Со своей работой современные пружины справляются замечательно, производители научились подстраивать подвеску для различных нужд, будь то жесткая спортивная, сбалансированная комфортная или внедорожная.
Работа пружины в любом случае сводится к поглощению ударов от дорожного покрытия, а также возвращение колеса на место. И нужно понимать, чем мягче этот элемент, тем большей силы удар он может поглотить – но та энергия (которая поглощена) не улетучивается мгновенно, она передается кузову и он раскачивается — если качнуть машину без амортизаторов, то она будет долго качаться.
Работа амортизатора – гасить эти «паразитные» колебания, причем чем быстрее, тем лучше.
В итоге получается идеальная смесь – удар идет на пружину, а колебания, которые у нее образовались, гасятся амортизатором.
Основные разновидности
Широкое распространение получили четыре вида пружин, которые устанавливаются на все современные автомобили.
- Стандартные. Их можно считать базовым вариантом, который устанавливается в заводских условиях при изготовлении автомобиля. Такие элементы рассчитаны на эксплуатацию ТС в стандартных условиях, регламентированных техническим паспортом авто.
- Усиленные. Предназначены для улучшения эксплуатационных характеристик ТС, которое используется в условиях бездорожья, при постоянных перевозках груза или буксировке прицепов.
- Завышающие. После установки способствуют повышению дорожного просвета и грузоподъемности автомобиля.
- Занижающие. В основном, такие образцы устанавливают любители спортивной езды, поскольку занижают клиренс и смещают центр тяжести автомобиля книзу.
Почему пружины ломаются, симптомы поломки?
На вид пружина была практически новой Рабочую среду пружины подвески можно назвать сложной, поэтому во время эксплуатации легко повредить защитное покрытие витого тела элемента и раскрыть сталь, которая очень быстро может начать корродировать под воздействием солей. Но больше всего пружинящий элемент страдает зимой, когда вода, соль и песок попадают между витками, что приводит к его повреждению.
Типичные симптомы сломанной пружины подвески:
Нерегулярный стук и вибрация на неровностях; Характерные глухие удары при сильном повороте колес или интенсивном торможении; Наблюдается разница в высоте машины по продольной оси (левая сторона выше правой, и наоборот) или между передней и задней частями; Сильные крены при движении и торможении
За рулём и в движении
Некоторые дефекты диагностируются в движении, или же просто из-за руля в статике. Проблемы с рулевой рейкой диагностируются отворотом руля в сторону и раскачиванием рейки. Обычно причиной проблем с данным механизмом является износ направляющей втулки.
Рулевые тяги и наконечники проверяются также движением руля, но не разовым, и из стороны в сторону. При этом вам понадобится ассистент, так как во время движения рулевого колеса нужно держаться за рулевые наконечники и тяги – они не должны люфтить. Если есть люфт, значит, наконечники неисправны и требуют замены.
Состояние подшипника ступицы проще всего определить в движении – в случае неисправности он издает громкий и равномерный гул, не услышать его будет затруднительно даже при хорошей шумоизоляции автомобиля. Состояние ступичного подшипника можно определить при вывешивании: раскручивайте колесо, либо же раскачивайте за верхнюю точку, выявляйте люфт.
Раз вы взялись изучать подвеску автомобиля всерьёз и попросили продавца автомобиля о тест-драйве, протестируйте внешние ШРУС-ы, которые издают треск при крутом повороте с ускорением. Проведите манёвр и послушайте, как отреагирует автомобиль.