Основные типы пружин автомобильной подвески: подробный обзор

Пружины подвески соединяют колеса с кузовом автомобиля. Их главная функция — компенсировать неровности дорожного покрытия, обеспечивая высокий уровень комфорта при езде. Во-вторых, независимо от состояния дороги, они должны гарантировать, что колеса всегда надежно контактируют с поверхностью. Эти параметры критически важны для надежной передачи тяговых, тормозных и боковых сил. Пружины подвески — один из самых важных компонентов безопасности в современных автомобилях. Они влияют на управляемость, сцепление с дорогой и тормозную эффективность.

В этой статье вы узнаете о различных типах пружин подвески, используемых в автомобилях.

Типы пружин подвески

Существует пять основных типов пружин подвески, применяемых в автомобилестроении:

1. Рессоры (листовые пружины)
2. Цилиндрические пружины (коиловые)
3. Крутильные пружины (торсионы)
4. Пневмобаллоны (воздушные пружины)
5. Резиновые пружины

Рессоры (листовые пружины)

Рессор состоит из набора стальных листов разной длины, уложенных друг на друга. Все листы закреплены центральным болтом в середине и боковыми хомутами по краям. Главный лист, называемый «глазками» из-за изогнутых концов, является самым длинным. Челнуст соединяет глазок рессоры с рамой, а У-образный хомут фиксирует центральную часть рессоры на передней оси.

Виды рессор

Основные типы рессор:

1. Полуэллиптические
2. Четвертьэллиптические
3. Тричетвертьэллиптические
4. Поперечные
5. Полноэллиптические
6. Платформного типа

Полуэллиптические рессоры

Наиболее распространенный тип. Используются на передних и задних осях грузовиков, а на легковых автомобилях — обычно только на задней оси (передняя часто имеет независимую подвеску). Они дешевы в производстве, просты в обслуживании, обеспечивают большой ход подвески и отличаются долговечностью.

Четвертьэллиптические рессоры

Применялись на старых маломестных автомобилях (например, Chrysler). Представляют собой четверть полноэллиптического рессора, закрепленного на раме болтами.

Тричетвертьэллиптические рессоры

Сочетание полуэллиптического и четвертьэллиптического рессор. Были популярны на старых автомобилях.

Поперечные рессоры

По форме похожи на полуэллиптические, но установлены перевернутыми. Один конец соединяется с рамой через челнуст, другой — с осью. Центральная часть также закреплена на раме.

Полноэллиптические рессоры

Состоят из двух полуэллиптических рессор, соединенных в противоположных направлениях. Применялись на ранних автомобилях, но не обеспечивали должного выравнивания осей.

Рессоры платформного типа

Составляются из двух полуэллиптических рессор: одна с челнустом для крепления к раме, другая — перевернутая. Вес автомобиля распределяется на три точки опоры.

Цилиндрические пружины (коиловые)

Изготавливаются из пружинной стали. Используются в независимых подвесках. Компактны, позволяют реализовать широкий диапазон жесткости. При том же весе обеспечивают в два раза больший запас энергии, чем рессоры. Требуют установки стабилизаторов поперечной устойчивости или реактивных тяг для контроля кренов при разгоне, торможении и в поворотах. Устанавливаются в чашеобразных опорах на задних осях или в опорах, выправленных в раму.

Крутильные пружины (торсионы)

Также применяются в независимых подвесках. Работают на кручение: стержень воспринимает сдвиговые нагрузки. Один конец закреплен на раме, другой — на рычаге колеса, опорном в подшипнике. При ударе колесо движется вверх-вниз, вызывая кручение стержня, который работает как пружина.

Пневмобаллоны (воздушные пружины)

Применяются на зарубежных автомобилях в составе пневматических, гидропневматических и гидро-газовых подвесок. Обеспечивают регулируемую жесткость и постоянный клиренс при переменной нагрузке.

Резиновые пружины

Преимущественно используются в подвесках за счет большей удельной энергии деформации по сравнению со сталью. Более компактны. Главное преимущество — отсутствие внезапного разрушения (как у металла), что повышает безопасность. Также обладают хорошими вибродемпфирующими свойствами.

Вспомогательные пружины (хелперы)

Похожи на полуэллиптические рессоры, но без глазков на концах. Устанавливаются параллельно основным рессорам, особенно на задних осях грузовиков, для переноса крупных нагрузок. При сильной загрузке концы хелперов уперется в кронштейны на раме.

Другие типы пружин подвески (современные конструкции)

В современных автомобилях широко применяются следующие конструкции цилиндрических пружин:

• Цилиндрические пружины с линейной характеристикой
• Пружины с переменным диаметром проволоки (непостоянный сечение)
• Мини-блок пружины (бочковидные)
• Банановидные пружины с боковой нагрузкой

Цилиндрические пружины с линейной характеристикой

Стандартные пружины с постоянной жесткостью на всем диапазоне хода.

Пружины с переменным диаметром проволоки

Диаметр проволоки уменьшается к концам пружины. Мягкие концы обеспечивают высокий комфорт при обычных условиях и нагрузках, снижая нагрузки на всю подвеску и рулевое управление.

Мини-блок пружины

Имеют бочковидную форму, изготавливаются из конической проволоки, что дает прогрессивную жесткость. Концы витков спроектированы так, чтобы при сжатии они вцепились друг в друга без прямого контакта. При сильном сжатии активные витки блокируются, жесткость резко возрастает.

Банановидные пружины с боковой нагрузкой

Управляют распределением сил во всей подвеске колеса, снижая трение штока амортизатора и его сальника. Это улучшает отзывчивость амортизатора.

Заключение

Пружины подвески в автомобилях компенсируют неровности дороги, обеспечивая комфорт вождения. Основные типы: рессоры, цилиндрические пружины, торсионы, пневмобаллоны и резиновые пружины. В статье рассмотрены их виды, конструкция и области применения.