Всё для ремонта авто

Меню

Метка: Рессоры

Рессорная подвеска

Рессорная подвеска предназначена для обеспечения плавности хода, контроля проходимости автомобиля, его устойчивости при выполнении разных маневров, противодействия опрокидыванию и заносам, то есть служит своеобразным посредником между колесами и кузовом.

Рессорная подвеска состоит из трех элементов:

  • гасящий — в основном это амортизаторы, которые отвечают за сцепление шин и асфальта, а также смягчают интенсивность ударов при движении по неровной поверхности;
  • упругий — его составляющие несут ответственность за так называемую подпружиненность кузова, не дают образовываться кренам;
  • направляющий — рычаги, соединяющие колеса с кузовом.

Задняя рессора автомобиля МАЗ

Рис. Задняя рессора автомобиля МАЗ:
1 — основная рессора; 2 — дополнительная рессора; 3 — балка заднего моста; 4 — стремянка; 5 — накладка рессоры; 6 — пальцы; 7 — серьга; 8 — рычаг; 9 — кронштейн; 10 — торсионный вал стабилизатора; 11 — гайка

Есть два вида подвески — механическая и пневматическая. Рессорная является подвидом первой.

Подпружиненность кузова на автомобиле, оснащенном рессорной подвеской, обеспечивается листовыми рессорами, которые представляют собой разной длины стальные листы, соединенные хомутами. Концы рессоры крепятся к кузову шарнирами или серьгами, посредине она соединяется с мостом; в некоторых автомобилях этот элемент может быть изгибающимся. В последнее время в автомобилестроении применяются однолистовые рессоры в сочетании с амортизаторами, которые снижают интенсивность колебаний кузова. Рессорную подвеску можно встретить на транспортных средствах с большой грузоподъемностью, на обычных легковых авто ее практически не используют, так как листы в процессе движения подвергаются немалым нагрузкам, из-за чего ухудшается управляемость на высокой скорости.

Сильная сторона рессорной подвески — надежность: она неплохо переносит перегрузку, низкое качество дорог, сравнительно дешевая. Простота ее конструкции не требует использования дополнительных рычагов, втулок, реактивных тяг, что сделало бы ее ремонт более дорогим и затратным по времени.

Но при постоянной перегрузке рессоры проседают, листы надо время от времени смазывать, а прокладки — менять, иначе не избежать дребезжания и скрипа. Стоимость обслуживания такой подвески нередко сравнивается с обслуживанием более сложной гидропневматической, а иногда даже превышает его.

От листовых рессор к амортизаторам

Даже самая гладкая дорога не гарантирует кузов автомобиля от отдельных толчков и раскачиваний. Да и нет необходимости подчеркивать это обстоятельство, так как автомобилю приходится ездить не только по неровным, но и вовсе по плохим дорогам: по поврежденному асфальту, по булыжным и щебеночным шоссе и ухабистым проселкам; преодолевать небольшие пороги при въезде во дворы и на мосты. Можно себе представить, как чувствовали бы себя пассажиры, какова была бы сохранность грузов, если бы кузов автомобиля не был защищен от неровностей дороги! Переданная в наследство автомобилю экипажная рессорная подвеска и сравнительно жесткие шины ранних выпусков не могли в полной мере справиться с этой задачей.

Последовательно проведенные усовершенствования в корне изменили ходовую часть автомобиля. Теперь пассажира защищают от тряски не только рессоры и шины, но и амортизаторы, эластичные крепления подвески к раме или к кузову и кузова к раме (если рама имеется), подушки сидений, а также такие особенности автомобиля, как соотношение весов отдельных частей или расположение отдельных масс по отношению к осям автомобиля. Защитники пассажира от тряски увеличились в числе, а существовавшие ранее неузнаваемо изменились по устройству. С некоторыми из этих защитников — с современными шинами, сиденьями — мы уже знакомы. Другие нам известны в их первоначальном виде. Каковы-то они теперь?

Листовые рессоры сохранились только на грузовых автомобилях и в конструкциях задней подвески легковых старых автомобилей. Листы рессор стали очень длинными и мягкими, приобрели продольные канавки для смазки и оделись в пластмассовые чехлы для защиты от ржавления. Концы рессор на грузовиках вставлены в массивные резиновые гнезда, а на легковых автомобилях крепятся к кронштейнам на резиновых втулках. Чтобы сделать листы рессор менее хрупкими, их обрабатывают сильной струей мелкой стальной дроби (наклеп), которая уплотняет поверхностный слой листа, как бы покрывая листы броней.

Почти у всех грузовиков над основной рессорой установлена дополнительная: когда автомобиль идет с неполной нагрузкой или без нагрузки, работает только основная рессора, а концы дополнительной не соприкасаются с рамой шасси; при увеличении нагрузки основная рессора прогибается, площадки на раме доходят до концов дополнительной рессоры, и она вступает в действие. Такое устройство обеспечивает необходимую плавность хода. Без дополнительной рессоры пришлось бы делать основную очень жесткой, рассчитывая ее на полную нагрузку, и ненагруженный автомобиль был бы тряским.

Рессоры и амортизаторы

У современных легковых автомобилей и автобусов заполнение пассажирских мест приводит к резкому изменению веса подрессоренных частей. Появилась нужда в так называемой прогрессивной подвеске и для этих машин. Конструктивные ее решения различны. Простейшим является установка в дополнение к рессоре наклонных пружин, действие которых усиливается по мере изменения угла наклона, вызываемого оседанием кузова на рессорах под нагрузкой.

Если задняя подвеска легковых машин еще имеет что-то общее с экипажной, то передняя построена по совершенно иному принципу. При обычной рессорной подвеске каждая пара колес смонтирована на жесткой балке переднего или заднего моста; наезд одного колеса пары на препятствие приводит к наклону балки и к перекосу рамы или кузова, хотя и смягченному рессорами. Кроме того, неподрессореиные, колеблющиеся на неровностях дороги части автомобиля: колеса с тормозами, балки, рессоры имеют большой вес, и их колебания передаются на кузов, расшатывают его и разрушают покрытие дороги. Для устранения этих недостатков применяют независимую подвеску колес.

При независимой подвеске каждое колесо монтируют независимо от другого на качающихся рычагах на особой балке или непосредственно на кузове. Между рычагами и концами балки или специальными площадками кузова ставят витые пружины. В некоторых конструкциях вместо пружин в качестве пружинного элемента используются скручиваемые стержни (торсионы), резиновые блоки, резиновые баллоны с воздухом. Детали независимой подвески весят меньше, чем балка и рессоры прежнего типа; причем к неподрессоренным массам относятся только колеса с тормозами и примерно половина масс деталей подвески, а балка и остальная часть масс подвески становятся подрессоренными.

Независимая подвеска, помимо облегчения неподрессоренной части, выгодно отличается от прежней тем, что каждое колесо автомобиля самостоятельно «приспосабливается» к неровностям дороги, отчего перекосы рамы и кузова значительно уменьшаются.

Независимая подвеска постепенно получила распространение и для задних колес. В последнем случае трансмиссионный вал и главная передача монтируются жестко на раме, а карданные шарниры устанавливаются на качающихся полуосях.

Но рессорная подвеска автомобиля имеет один существенный недостаток: после преодоления препятствия рессора продолжает совершать повторные колебания, которые, хотя и затухают, все же передаются на раму и кузов. Чтобы устранить или уменьшить повторные колебания, в дополнение к рессорам между рамой и осями или между рамой и качающимися рычагами установили гасители колебаний — так называемые амортизаторы.

Наиболее распространенный вид амортизатора — жидкостный (или гидравлический), представляющий собой цилиндр, заполненный вязкой жидкостью и закрепленный на раме или на кузове автомобиля. В цилиндре перемещается поршень, шток которого связан с осью колес или с рычагом подвески. При колебаниях колес поршень амортизатора перегоняет жидкость из одной полости цилиндра в другую. Действие амортизатора напоминает действие насоса. В амортизаторе имеется клапан. В момент толчка перетекание жидкости через клапан лишь незначительно увеличивает сопротивление подвески перемещению колеса (то есть жесткость подвески), а при обратном ходе колеса, когда клапан закрыт, жидкость в амортизаторе перетекает через оставшееся открытым маленькое отверстие и как бы затормаживает раскачку рессор и кузова.

Еще недавно корпусы амортизаторов были тяжелыми, литыми, а связь их поршней с подвеской состояла из системы стоек и рычажков. Теперь амортизаторы выполняют в виде легких трубок, входящих одна в другую, и ставят их внутрь пружин подвески. Такие амортизаторы получили название телескопических.

Облегчение неподрессоренных масс переднего моста продолжается. Вместо громоздких шкворней и цапф колес применяют ажурную конструкцию подвески с шаровыми пальцами, уменьшают колеса. В ряде конструкций ведущего заднего моста с той же целью переносят тормоза с колес на полуоси; тормозные барабаны, укрепленные на картере главной передачи, становятся подрессоренными.

Значительная часть новых автомобилей снабжена вместо витых пружин более простыми стержневыми и допускающими регулировку жесткости путем поворота их в опоре крепления.

Рассматривая некоторые подвески этого типа, можно заметить около задних колес вторую пару стержней. Они автоматически включаются в работу подвески с помощью электрических датчиков и электромотора, когда машина идет с полной нагрузкой.

Закрепление картера силовой передачи на раме или кузове позволяет не только уменьшить неподрессоренные массы, но и перемести коробку передач назад. При этом, во-первых, улучшается распределение веса по колесам и, во-вторых, пол кузова становится более ровным.

Пока подвеска автомобиля была недостаточно совершенной и пока существовала на всех автомобилях рама, кузов устанавливали на раме эластично — на пружинах, толстых войлочных прокладках, резиновых подушках. Это была четвертая после шин, рессор и амортизаторов «прослойка» между дорогой и пассажирами. Когда кузов соединился с рамой в одно целое, эту «прослойку» перенесли на крепление подвески к кузову. Установка рессор и рычагов подвески в резине преследует еще одну цель: теперешние небольшие колеса при наезде на препятствие передают на кузов сравнительно слабые вертикальные толчки, но испытывают сильные удары в горизонтальном направлении; резиновые опоры смягчают и эти удары.

Все сказанное о подвеске относится к созданию удобств для всех обитателей автомобиля. Но главный «житель» автомобиля, его непременный пассажир — водитель. Притом этот пассажир, не только путешествующий и отдыхающий, но и работающий в пути. От него зависит использование возможностей автомобиля для быстрого движения, для плавной и бесшумной работы машины, для безопасности. Поэтому удобствам водителя и облегчению его работы должно быть уделено особое внимание.

Деформация рессоры, прогиб рессоры

Деформация рессоры, прогиб рессоры

Рис. Деформация рессоры, прогиб рессоры: а — симметричная рессора; рессора с зажимными серьгами: 1 — угол наклона серьги; 2 —  геометрический прогиб; 3 — стрела выгиба рессоры, загнутое вверх ушко рессоры; 5 — загнутое вниз ушко рессоры; 6 — серьга, сжимающая рессору; б — несимметричная рессора: 1 — положительная общая высота; 2 — положительная стрела выгиба; 3 — отбойный лист; 4 — угол посадки; 5 — отрицательная стрела прогиба; 6 — отрицательная общая высота.

Крепление листовой рессоры

Крепление листовой рессоры

Рис. Крепление листовой рессоры: а — подвесная рессора (расположенная под осью): 1 — кронштейн рессоры, подвеска рессоры; 2 —  серьга рессоры; 3 — ограничитель хода рессоры; 4 — неподвижный конец рессоры; 5 — подвижный конец рессоры; б — рессора, расположенная над осью: 1 — основная рессора; 2 — дополнительная рессора, вспомогательная рессора; 3 — стремянка крепления рессоры; 4 — планка стремянки крепления рессоры; 5 — рессорный хомутик.

Схема листовой рессоры

Схема листовой рессоры

Рис. Схема листовой рессоры: 1 — эллиптическая рессора, двойная полуэллиптическая рессора; 2 — полуэллиптическая консольная (кантилеверная) рессора; 3 — полуэллиптическая рессора с загнутыми концами; 4 — четверть-эллиптическая рессора; 5 — полуэллиптическая рессора; 6 — трёхчетвертная эллиптическая рессора.

Ремонт рессор и амортизаторов

Основные дефекты рессор:

  • изменение радиуса кривизны
  • сдвиг листов (при разрыве центрального болта)
  • поломка, трещины
  • износ листов по толщине
  • износ втулок пальцев серег
  • поломка стяжных хомутов

Рессоры разбирают и собирают с помощью специальных приспособлений или в тисках. Рессорные листы с трещинами или с местным износом, превышающим допустимое значение, выбраковывают. Подкоренные и коренные листы с обломанными концами переделывают на короткие.

Стрелу прогиба листа определяют по шаблону. При небольшом изменении прогиба лист правят в холодном состоянии вручную ударами молотка со стороны вогнутой поверхности на подставке с выемкой необходимого радиуса или на специальном стенде. Рессорные листы, утратившие форму в значительной степени, нагревают до температуры 700-800°С и правят по шаблону. После правки листы нагревают до температуры 850-880°С и закаливают в масле, нагретом до температуры 60°С, а затем подвергают отпуску при температуре 450-500°С. Рекомендуется для повышения усталостной прочности и срока службы рессорные листы подвергать дробеструйной обработке или прокатывать на специальном стенде.

Выбракованные листы заменяют новыми или изготовленными из рессорной ленты.

Изношенные рессорные втулки, центральные болты и стремянки заменяют новыми.

При сборке рессор листы очищают от окалины и смазывают графитной смазкой. Подготовленные к сборке листы сжимают винтовым или гидравлическим приспособлением, предварительно пропустив через них стержень-оправку. После сжатия листдв вместо оправки устанавливают центральный болт и затягивают гайку. Сборка рессоры выполнена правильно, если концы листов соприкасаются без зазора. Отремонтированные рессоры подвергают осадке и испытывают. У автомобильных рессор контролируют стрелу прогиба в свободном состоянии.

Характерными дефектами телескопического амортизатора являются:

  • потеря герметичности клапана отдачи, перепускного клапана поршня и клапана сжатия
  • износ уплотнения
  • износ поверхности штока

Причиной потери герметичности клапана отдачи является износ деталей или уменьшение упругости пружин. Изношенные детали клапана заменяют новыми. Под ослабленную пружину подкладывают шайбы или заменяют новой.

Изношенные поршень и цилиндр заменяют или восстанавливают: цилиндр хонингуют, а поршень наращивают гальванопокрытиями и обрабатывают под размер цилиндра. Все изношенные уплотнения заменяют.

После сборки амортизаторы испытывают на стенде. При заданной частоте (60 двойных ходов в минуту) определяют усилие для перемещения поршня или поворота рычага (у рычажных амортизаторов).

Ремонт рессор. Виды дефектов

У рессоры могут быть следующие дефекты:

  1. изменение стрелы прогиба (осадка)
  2. поломка листов
  3. поломка и срыв резьбы стремянок, хомутиков и центрового болта
  4. износ втулок и пальцев

Для устранения этих дефектов снятую рессору разбирают. С этой целью рессору зажимают в тисках или в специальных струбцинках, затем освобождают хомутики и центровой болт и осторожно разжимают тиски или струбцинки.

Стрелу прогиба (кривизну) листов проверяют шаблоном. При небольшом уменьшении стрелы прогиба по сравнению с нормальной листы правят в холодном состоянии ударами молотка по внутренней поверхности листа (рихтовка). Удары наносят с середины листа, сначала сильные, а с приближением к концам — слабые. Если уменьшение стрелы прогиба больше половины ее величины, то листы правят с нагревом до температуры 700—800°. После правки листы нагревают до температуры 800°, закаливают в масле и затем отпускают с нагревом до температуры 400—500°.

Изношенные втулки коренного листа развертывают под увеличенный рессорный палец или заменяют новыми. Гладкие рессорные пальцы восстанавливают до номинального размера хромированием или шлифуют на меньший размер под ремонтные втулки.

Перед сборкой рессоры листы тщательно очищают, смазывают графитной мазью, надевают на специальный стержень (вместо центрового болта) и сжимают в тисках или струбцинками. После этого стержень вынимают, вместо него вставляет центровой болт, затягивают до отказа его гайку и ставят хомутики.

Если в конструкции рессоры центровой болт не предусмотрен, то при сборке ее необходимо совмещать выступы верхних листов с углублениями нижних листов и стягивать листы хомутиками.

После сборки рессору испытывают под прессом. Шпинделем пресса нажимают на середину рессоры до полного ее выпрямления (стрела прогиба равна нулю); затем рессору постепенно освобождают, измеряют стрелу прогиба и еще раз нажимают. Если после второго нажима стрела прогиба сохраняется — рессора пригодна, если же стрела прогиба уменьшается (рессора садится), то рессору бракуют.