Линейная траверса с концевыми точками подвеса в Тюмени
Опубликовано: 22.10.2022
Цилиндрические пружины в автомобильных подвесках
Основными пружинными элементами в большинстве систем автомобильной подвески являются, конечно же, пружины, подробнее см. https://строп-канат.рф/katalog/traversy/226-traversa-linejnaya-s-kontsevymi-tochkami-podvesa. Они выглядят как скрученные кусочки проволоки и может показаться, что кроме размера они такие же, как в ручках или зажигалках. Нет ничего более неправильного.
Для работы, которую она будет выполнять, необходимо выбрать правильную пружину. На него влияют силы, действующие на него. Общая разбивка пружин показана ниже:
В автомобильных подвесках, как в конструкциях со сдвоенными поперечными рычагами, так и со стойками McPherson, используются пружины сжатия. Они также имеют свои отдельные подразделения, и применение того или иного типа пружины диктуется множество факторов, наиболее важными из которых являются:
Наиболее часто используемые спиральные пружины, пружины сжатия в автомобильных конструкциях:
Другие используемые типы пружин представляют собой пружины мини-блока. Они характеризуются переменным диаметром стержня и переменным диаметром отдельных витков. Благодаря этому катушки располагаются последовательно на опорной плоскости при загрузке. Это решение обеспечивает малую высоту нагруженной пружины, что приводит к экономии места в моторном отсеке или багажном отделении.
При обсуждении этого типа пружин следует также упомянуть, что они имеют прогрессивную характеристику - с увеличением нагрузки жесткость такой пружины увеличивается. Это положительно сказывается на частоте колебаний автомобиля с точки зрения физиологии человека. Другая сторона медали — их производство. Более совершенна технология изготовления как в подготовке пруткового материала, так и в намотке и в процессе термообработки.
Ниже приведена простая схема пружины мини-блока с отмеченными примерами диаметров.
По допущениям конструкции такой пружины диаметры D1 на концах наименьшие и увеличиваются к центру. Сечение провода также наименьшее на концах (Dd1) и его толщина увеличивается к центру.
Еще одним необычным типом цилиндрической пружины сжатия является спиральная пружина. Как и в случае с миниблоком, он имеет меньшие диаметры витков на обоих концах пружины (Dz). И на этом сходство заканчивается, ведь и толщина проволоки (d), и диаметр остальных витков (D) остаются прежними. Меньшие диаметры по краям пружины служат для лучшей фиксации ее в опорных элементах.
Такие пружинящие концы не вызывают особых сложностей в производственном процессе. По сравнению с традиционными пружинами, при изготовлении пигтейлов необходимы дополнительные специальные держатели и соответствующие инструменты.
Последний и самый распространенный тип пружины — это цилиндрическая пружина. Обеспечивает постоянную жесткость по всей длине благодаря равномерному углу подъема стержня. Благодаря простой конструкции, где и диаметр витков (D), и сечение стержня (d) остаются прежними, производство не вызывает особых проблем.
При обсуждении конструкции пружин мы опирались в основном на описание диаметра отдельных витков и поперечного сечения стержня. Эти значения косвенно влияют на характеристики пружины и именно этот параметр нас интересует при выборе.
Характеристика пружины определяется соотношением между нагрузкой (силой P или моментом M) и прогибом (прогибом f или углом α). Отношение P (f) или M (α) называется характеристикой пружины. Если нагрузка пропорциональна деформации, мы имеем линейную (пропорциональную) характеристику. Если, с другой стороны, нагрузка увеличивается быстрее, чем деформация, это прогрессивная характеристика. И наоборот, когда сила увеличивается медленнее, чем деформация, пружина имеет дегрессивную характеристику.
Также можно получить нелинейную характеристику (прогрессивную или дегрессивную) с помощью набора пружин с линейной характеристикой. Эта характеристика будет разделена сегментами линии.
С линейными характеристиками свойства пружины можно суммировать с помощью одного коэффициента, называемого жесткостью пружины - p (также индексом жесткости или жесткостью пружины). На графике характеристики ее мера иллюстрируется постоянным значением тангенса угла наклона этой характеристики по отношению к оси деформации. Пружины с малым коэффициентом жесткости называются гибкими ( мягкие), а с высоким коэффициентом p - жесткие (жесткие). Податливость является обратной функцией жесткости.
Понятие жесткости как отношения приращения нагрузки к приращению деформации можно рассматривать в контексте пружин с нелинейными характеристиками. Тогда мерой жесткости является тангенс угла наклона касательной к кривой в конкретной точке характеристики. Нелинейные характеристики можно линеаризовать с точки зрения фиксированных рабочих точек путем введения замещающей линейной характеристики и заменяющего индекса жесткости.
В динамических расчетах можно предположить, что работа деформации нелинейной и линеаризованной пружины одинакова, благодаря чему мы можем определить замещающий коэффициент жесткости. Работа деформации W пружины – это площадь под характеристикой конкретной пружины.
Tak
- Войдите или зарегистрируйтесь , чтобы получить возможность отправлять комментарии