Vlastnosti výpočtu charakteristik spirálových tlačných pružin | Stamo Springs SPb

Při pokusu o stanovení nejvhodnějších parametrů pro výrobu tlačných pružin má konstruktér k dispozici několik známých vlastností. Zatížení, směr pohybu a dovolený krok. Tyto parametry jsou obvykle známy před zahájením návrhu.

Jasná je také představa, jak bude pružina využívána. Na jaký typ nosné plochy bude pružina instalována, případně jakým způsobem bude uchycena?

Tlačné pružiny včetně vinutých pružin si můžete vybrat podle parametrů, které zde potřebujete.

Metodika výpočtu tlačných pružin.

• Tuhost (závislost deformace na zatížení)

U spirálových tlačných pružin je deformace úměrná zatížení (rázová síla). To je typické pro většinu typů pružin. To znamená, že křivka závislosti ohybu na zatížení je ve většině případů přímka, jak je vidět na grafu.

Tuhost pružiny je také jedním z hlavních parametrů, který je důležitý při výběru vlnových pružin. Takové pružiny si můžete vybrat a objednat zde.

Ve vztahu ke konstrukci pružiny koeficient udává poměr středního průměru pružiny k průměru drátu. Preferované hodnoty koeficientu jsou v rozmezí od 4 do 12.

Pokud je koeficient menší než 4, pak může být výroba pružiny obtížná a může vyžadovat příliš velké zatížení. Pokud je hodnota větší než 12, pružina se stává příliš křehkou a snadno se zamotá. V tomto případě, když je pružina stlačena do těsného stavu, mohou cívky navzájem prokluzovat.

Čím vyšší je koeficient, tím větší je hodnota ohybu ve srovnání s výškou pružiny v těsně stlačeném stavu.

Drát ve spirálové tlačné pružině je navržen tak, aby byl vystaven torznímu namáhání. Když se pružina ohne, je také vystavena zatížení, ale to lze ignorovat, dokud nebude hodnota úhlu sklonu

dosáhl 10 stupňů.

Tuhost pružiny je nepřímo úměrná počtu aktivních závitů. Předpokládáme, že projektant nastaví počet závitů podle normy, která je zcela libovolná. Je to proto, že ve většině případů budou výrobci pružin měnit počet závitů, aby přizpůsobili výkon pružiny svým požadavkům.

Počet aktivních otáček by neměl být menší než dvě.

Vnější závity pružiny mohou být ve stlačeném nebo nestlačeném stavu. Pokud konstrukce specifikuje lisované konce, pak se předpokládá, že pružina bude mít alespoň dva neaktivní závity. Lisované konce lze brousit (pro zvětšení nosné plochy) nebo jednoduše lisovat.

• Výška (pružiny) ve stlačeném stavu

Toto je délka pružiny, když jsou všechny její závity stlačeny a ve vzájemném kontaktu. U tlačné pružiny se stlačenými naostřenými nebo broušenými vnějšími závity je jmenovitá výška ve stlačeném stavu rovna počtu závitů násobenému průměrem drátu, ze kterého se pružina skládá. U pružiny se stlačenými, neleštěnými vnějšími závity se stlačená výška rovná počtu závitů vynásobenému průměrem drátu plus jedna další hodnota průměru drátu.

Pokud má být tlačná pružina potažena jakýmkoliv materiálem nebo barvou, zvýší se tím celková výška ve stlačeném stavu.

Tento parametr (výška ve stlačeném stavu) je třeba brát jako maximální rozměr. V žádném případě se nemůže rovnat vypočtené jmenovité hodnotě výšky ve stlačeném stavu.

• Výška (pružina) ve volném stavu

Jedná se o hodnotu délky pružiny v nezatíženém stavu. Pokud pružiny nezatěžují, je nutné uvést přípustnou hodnotu výšky pružiny ve volném stavu.

Pokud jsou zatížení specifikována, lze přibližnou hodnotu ve volném stavu převzít z referenční knihy. To umožňuje výrobcům pružin měnit hodnotu volné výšky, aby přizpůsobili charakteristiky pružiny požadavkům na zatížení.

Spirálové tlačné pružiny se dělí na pružiny s pravým vinutím a pružiny s levým vinutím (ve směru a proti směru hodinových ručiček). Pokud není určeno, kterým směrem jde vinutí, pak se pružina může pohybovat oběma směry.

Pokud jsou pružiny zajištěny, měly by být navinuty v opačných směrech. Jde-li pružina nad závit, měl by být směr jeho vinutí opačný než směr závitu.

Firma NPO STAMO se za mnohaleté zkušenosti setkala s různými nestandardními úkoly, které vyžadují jak znalost výpočtu výše popsaných parametrů, tak vývoj nestandardních řešení pro potřeby výroby jejích klientů.

Tento opus jsem považoval za nutné umístit na fórum, aby se zvýšila úroveň obecného technického rozvoje jeho humanitární části.

Hned řeknu – nejsem profík ani sportovec – prostě miluji řízení auta a miluji, když auto jede správně. Pozastavení je moje vášeň a moje slabost. O průměrné rychlosti na typické ruské silnici a o bezpečnosti mé i mého okolí rozhoduje odpružení, nikoli výkon motoru. Brzdy jsou také velmi důležité, ale o nich později. Vzhledem k tomu, že nejsem profesionál ani sportovec a ani žádného profesionálního okruhového závodníka neznám (zvláštní rozhovor o rally jezdcích), vše, co na toto téma vím, jsem získal kousek po kousku sám odkudkoli je to možné. Krok za krokem, jak se říká. Bohužel výsledný obrázek není úplný a vyčerpávající – tzn. kopat a kopat další. Oblastí nadcházejících vykopávek jsou ale nuance a detaily ladění, jako jsou přesné úhly seřízení kol a vliv tuhosti silentbloků. Základ je již vykopaný a vyzkoušený osobní zkušeností, což umožňuje jeho sdílení.

Předpokládá se, že před změnou nastavení odpružení byla již zakoupena a namontována dobrá kola se správným offsetem a dobrými správnými pneumatikami. Pro Civics je to 195/50 R16, 205/50 R16 nebo alespoň standardní Sirov/Integr 195/55 R15. Pro Integru postačí jiný rozměr 215/45 R16 – to je standardní rozměr Integry Type R 98spec. Pro Accord – 205/55 R16 a 215/45 R17. Pokud jezdíte na tyčích s profilem 60 nebo 70, tak o jakém odpružení se vůbec můžeme bavit? Vtip. I chleby mají právo na život.

Z toho také vyplývá, že správné odpružení zvyšuje zátěž na páteř. wink.gif Ne vždy se výrazně zvyšuje, ale zvyšuje se jakýmkoli způsobem. Trénujte záda.

Prvním krokem (volitelným, tedy ne pro každého) je snížení vozu. Ve skutečnosti je tento účinek velmi velký. I když nic nezměníte, kromě toho, že trochu oříznete své standardní pružiny – doslova několika otáčkami – výsledek bude okamžitě cítit.

Ale je samozřejmě lepší nainstalovat správné pružiny. Správné pružiny jsou takové pružiny, které odpovídají určitému principu. Tento princip je velmi jednoduchý: pokud snížíte vůz a snížíte tak kompresní dráhu odpružení o 20 %, musíte nainstalovat pružiny, které jsou o 20 % tužší. Pokud o 50% – pak o 50%. Vůz by neměl odpočívat na dorazech častěji než před změnami. Jezdit na dorazech je nesmysl. Auta totiž velmi často pocházejí z Japonska, tam naladěná a někdy jsou vyladěná tak, že se pohybují po ruských silnicích, hlavně leží na dorazech. Tento princip nám nevyhovuje. Ani do Japonska se to moc nehodí – jen když jedete pomalu a smutně. Takový tuning však většinou slouží úplně jiným účelům – aby to vypadalo cool. Ale o tom se nebavíme. Potřebujeme ovladatelnost.

Po výběru správných pružin ani neuvažujte o jejich instalaci se standardními tlumiči. Faktem je, že dvojice pružina + tlumič musí mít určitou rovnováhu, která umožňuje jejich správnou spolupráci.

Během kompresního zdvihu klade hlavní odpor tomuto zdvihu pružina. Je to jeho tuhost, která určuje, jak moc se stlačí při působení určité síly. Například standardní pružiny VAZ 2108 mají tuhost v rozmezí 17-18 kg/cm. Při kompresním zdvihu se na celkovém odporu proti tomuto zdvihu podílí i tlumič, ale je velmi malý, domnívám se, že ne více než 10-20 %.

Po kompresním zdvihu začne dříve nebo později odrazový zdvih. A při odrazovém zdvihu začíná to nejzajímavější – pružina stlačená při kompresním zdvihu má tendenci se narovnat. A v tom mu může zabránit pouze tlumič. A odrazová síla tlumiče musí být v rovnováze s tuhostí pružiny. Tato síla může být přibližně stejná, může být výrazně větší (to je při montáži tuningového tlumiče společně se standardní pružinou), ale v žádném případě by neměla být menší.

Pokud tlumič pružně odolává pružině při odskoku, dostanete žabí odpružení – auto skáče jako žába. Protože silná pružina „plivne“ na slabý tlumič a narovná se, „vystřelí“. Skoro nikdo ji s tím netrápí. Pak se vlivem váhy auta stlačí, pak už jde vše do kruhu. Stabilita chybí, o ovladatelnosti se netřeba vůbec bavit – co je to sakra za ovladatelnost, když auto prostě není schopno jet po běžné silnici bez houpání.

Proto to vede k pravidlu číslo dvě: pokud nainstalujete tužší pružinu, musíte nainstalovat tužší tlumič. A jejich tuhost musí být vyvážená.

To zase vede k pravidlu číslo dva a půl: pokud se chystáte snížit auto, pak stejně musíte trénovat záda. Pokud se chystáte auto hodně snížit, tak je možné, že vás budou týden bolet záda. Ale pak si na to zvykne – je to vyzkoušeno. Ve vážném výkladu vypadá pravidlo číslo dva a půl takto: při spouštění auta se neobejdete bez výměny nejen pružin, ale i tlumičů.

Několik čísel

Tuhost pružin vhodná pro každodenní ježdění se u přední části pohybuje obvykle v rozmezí 10-12 kg/mm. Nutno podotknout, že pružiny (a tlumiče) vpředu jsou téměř vždy výrazně tužší než vzadu. Jediné dvě výjimky, o kterých mezi japonskými auty vím, jsou Nissan Skyline GT-R a Honda Integra DC5. Proto většinou mluvím o předku, tedy že vzadu jsou pružiny 1.5-2x měkčí.

Tuhost pružin závisí také na hmotnosti vozidla, pro které jsou určeny. Řekněme, že standardní pružiny ze sady TEIN Type HR pro Prelude jsou 12/8 kg/mm ​​​​(přední/zadní). Stejná sada pro Accord – 10/6. U Civicu, pokud mě paměť neklame – 8/6 nebo 8/5 kg/mm.

Mohu říci, že jízda s Accordem (přesněji Ascotem Innova) s předními pružinami 12 kg/mm ​​a odpovídajícími tlumiči TEIN Type HR je velká zátěž na páteř. Ale v prodeji najdete sady jak 16 kg, tak 20 kg, ale jsou to jasně kruhové sady, je prostě nebezpečné jet na silnici. Proč?

Protože příliš tuhé odpružení se hodí jen na velmi dobré silnice. Čím těžší cesta, tím lepší by měla být. Na zvlněných nebo nerovných silnicích tuhé odpružení nefunguje dobře. Auto prostě létá přes výmoly a neustále ztrácí trakci. Pokud se to stane v zatáčce, můžete „uplavat“ za její hranice. Zkušenosti na trati ukázaly, že pro vůz třídy Accord je limitem tuhost 12 kg/mm ​​na přední části. Už ne. Ještě méně je lepší. Řekněme, že optimální je 8-10 kg/mm.

Například tak těžké auto, jako je Skyline GT-R BNR32, na sadě OHLINS s tuhostí 8/6 kg/mm ​​​​(vpředu/vzadu), si na běžných silnicích vedly skvěle. Pocit tuhosti vůbec nebyl, páteř se netřásla – a přitom se s autem perfektně manipulovalo. Zde je samozřejmě třeba počítat s tím, že se nejedná o rodinný sedan, i když ho vyrábí Honda – stále jde o čistokrevný sporťák, který se má dobře ovládat. Ale stejně.

Ale pokud porovnáte Ascot Innova s ​​12 kg/mm ​​​​a Torneo SiR s 5 kg/mm ​​(TEIN Type Wagon), srovnání je nejednoznačné. Nejednoznačnost spočívá v tom, že 12 kg je o něco více, než je nutné, ale 5 kg je znatelně méně, než je nutné. Na dálnici se SiR vznáší na vlnách a houpe se o nic méně než na pažbovém odpružení. A stále se silně naklání. Takže pravděpodobně pro třídu Accord bude optimální 8-10 kg / mm.

Ještě pár slov k tomu, na co obvykle zapomínáme – ochranné rámy proti převrácení. Abych byl upřímný, o těchto ocelových tyčích je téměř absolutní nedostatek informací. Nikde nic nenajdete. Stručně řečeno, pokud – pak je také třeba je utáhnout. A princip je tam také jednoduchý – čím tužší přední (resp. měkčí zadní) stabilizátor, tím vyšší nedotáčivost. Pokud je to naopak, přetáčivost se zvyšuje. Pravděpodobně byste měli utáhnout oba stabilizátory a zároveň zachovat rovnováhu mezi nimi.