Форум
Мне кажется в этой области сущесвует наибольшее количество недопонимания, предрассудков да и просто глупости.
Поэтому сегодня мы заварим чайку и побеседуем о таком параметре как высота подвески.
Рассмотрим классическую двухрычажную подвеску но принципы применимы абсолютно для любых конструкций.
(Такая конструкция наглядней да и имеет непосредственное отношение к любимому или не очень автомобилю ваз2121.)
Схематически хреновина выглядит таг.
Поворотный кулак вместе с колесом может совершать вертикальные колебания. (на картинке слева)
Можно сразу выделить два важных положения.
1. Положение сжатия.
Подвеска в верхней точке.
2. Положение отбоя.
Подвеска в нижней точке.
Величина перемещения колеса от сжатия до отбоя составляет величину хода.
От чего зависит величина хода ?
От угла работы шарнира равных угловых скоростей, шаровых опор и длины рычагов.
Чем длинее рычаг тем большую дугу описывает его крайняя точка смещаясь на одинаковый угол.
Для того, чтобы подвеска колебалась в нужных нам геометрических пределах не выходя за допустимые величины
крайние точки ограничены резиновыми буферами.
Добавляем к системе массу автомобиля и пружину которая ей противодействует.
Если установить автомобиль на ровную поверхность то сможем выделить третью довольно важную среднюю точку.
Она окажется где то в диапазоне величины хода.
В литературе довольно распространено поняте "Sag".
Это очень простая для понимания штука обозначает соотношение хода сжатия и отбоя в средней точке.
Те - если величина хода составляет 40 см а машина в покое просела на 20 см то можно сказать, что сег составил 50% и средняя точка получилась ровно посередине.
При этом необходимо понимать, что сег не является постоянным при движении автомобиля.
Подвеска совершает колебания на всю величину хода.
Зачем же тогда нам вообще средняя точка если она весьма виртуальна и зависит от загрузки автомобиля, от наклона его кузова и рельефапод колесами?
А затем, что позволяет быстро "на глаз" прикинуть как подвеска будет работать и как будет себя вести автомобить на неровностях.
Величину сега задают параметры пружины и ее геометрическое положение относительно элементов подвески.
Длина, количество витков, жесткость и пр..
Те. Установка более жесткой прижины не обязательно приведет к изменению сега.
(Можно наоборот занизить подвеску установив более короткую и жесткую пружину.. А можно поднять, изменив точку крепления более мягкой пружины)
Изменние сега крайне сильно влияет на поведение автомобиля на неровностях.
Сег показывает как подобранны пружины под массу автомобиля.
Если пружина слишком мягкая и сег большой то подвеске нечем компенсировать наезд на препятствие.
Любой удар передается на кузов, пружина сжимаеться до упора.
При наезде на препятсвие машина подпрыгнет.
Если пружина слишком жесткая то подвеске нечем компенстровать яму.
Колесо не сможет уйти вниз, что вызовет крен кузова.. а так как инерционность его велика то машина опять подпрыгнет.
И в первом и во втором случае мы видим один итог - колесо потеряло контакт с поверхностью.
Крены кузова велики.
Получаем удар в кузов и трансмисию.
Колесо пробуксовывает, тяга потеряна.
Чтобы подвеска эффективо работала в обоих вышеперечисленных случаях нужно установить сег около 50%.
Тогда колесо сможет "облизать" и яму и кочку сохранив контакт с поверхностью.
В реальности все конечно гораздо сложнее, когда в дело вступают амортизаторы..
В одних условиях движения нужен больше ход на сжатие (погасить удар), где то больше на отбой (выдавить колесо вниз для максимального сохранения контакта) ..
http://www.niva-club.net/viewtopic.php?p=328956#p328956
Сег помимо всего прочего оказывает крайне большое влияние на управление.
На картинке автомобиль с большим сегом, кренящийся в повороте.
Шасси свободно кренится и высота центра тяжести изменяется не слишком сильно.
Автомобиль с маленьким ходом отбоя, будет крениться совсем иначе.
Шасси тянется вниз, эффективно снижая центр тяжести.
Важно понимать, что разные перемещения рычагов в повороте дают разную кинематику поворота, величины центра крена, паразитного подруливания, схождения, развала и пр.
Сег влияет на величину дорожного просвета.
Чем меньше сег тем больше клиренс при условии действия одинаковых сил.
Сег влияет на поведение автомобиля при диагональном вывешивании и кренах кузова при езде по рельефу.
Если подвеска жесткая то машина крениться гораздо сильнее и колесу гораздо сложнее заехать на препятствие.
Как мы выяснили высота подвески влияет на большинство характеристик автомобиля.
Подвески гражданских автомобилей, к сожалению, не имеют вообще никаких возможностей настройки кроме вмешательства в их конструкцию..
Спортивные автомобили как правило имеют возможность регулировки сега при помощи перемещения опоры пружины, точки крепления стойки, изменения давления в пневмоцилиндрах итд.
(Для нивы я изготовил регулируемые опоры пружин.)
Практические рекомендации.
Далеко не всех устраивают заводские настройки и многие хотят получить другие характеристики.
Поскольку дело это крайне индивидуальное ограничусь несколькими советами. )
1. Сформулируйте как именно должна работать подвеска, хочется "помягче" "пожестче" или "помедленее"
2. Вероятно трогать высоту вообще не надо, достаточно настроить или заменить амортизаторы.
3. Избегайте крайностей слишком большой или слишком маленький сег ни приведут ни к чему хорошему.
Типичная ошибка слишком высокая или слишком низкая подвеска.
Если продвеска слишком высокая и сег почти нулевой пружина слишком жесткая.
При диагональном вывешивании она не сожмется до конца, следовательно рабочий ход мы не обеспечиваем.
Машина будет отвратительно вести себя на неровностях, постоянно подпрыгивать, крениться и терять контакт с грунтом..
Проходимость на мягких грунтах сильно упадет, поскольку слишком жесткие пружины и отсутствие хода отбоя сильно ухудшат распределение нагрузки на грунт.
Слишком низкая подвеска будет пробиваться до упора на каждой кочке, машина бутет валиться в поворотах и не сможет равномерно давить колесами на мягкий грунт.
Начать следует с золотой середины. 50%.
4. Настраивайте высоту на загруженном автомобиле.
Если после настройки положить в багажник 600кг кирпичей от настройки не останеться и следа.
Задняя ось просядет и характеристики изменятся.
Подбор пружин.
Пружина должна обеспечивать рабочий ход подвески..
Соответственно два возможных случая.
1. Пружина не может разжаться на нужную длину.. не хватает длины..
Подвеска не работает во всем диапазоне так как пружина не прижимает колесо к земле.
Так же пружина банально будет вываливаться.
2. Пружина не может сжаться на нужную длину.
Происходит столкновение витков и удар.
Подвеска так же не работает во всем диапазоне.
Результатом станет поломка пружины.
Отсюда следует важная штука..
1. Мы не сможем поднять подвеску мягкой пружиной путем сближения ее упоров (чашек) выше определенного предела - при сжатии столкновение витков пружины начнется раньше чем рычаг достигнет отбойника. (будет выбран рабочий ход)
2. Мы не сможем увеличить жесткость пружины выше определенного предела - при отбое пружина вывалится раньше, чем рычаг достигнет отбойника. (будет выбран рабочий ход)
Итого имеем три параметра.
1. Жесткость пружины.
2. Длина пружины.
3. Положение ее относительно рычагов.
Следовательно, чем больше величина хода (как мы помним - величина перемещения колеса от сжатия до отбоя) тем длинее придется взять пружину...
Вот мы и сформулировали краткие критерии подбора пружины.
1. Пружина должна обеспечивать рабочий ход подвески. Не сталкиваясь витками и не выпадая.
2. Пружина и ее положение должны обеспечивать нужный нам сег.
Если мы для достижения нужного сега сильно увеличиваем прелоад (уменьшая расстояние между опорами пружины, например подкладывая резиновые проставки) то скорее всего нужно брать более жесткую пружину, иначе начнется столкновение ее витков при сжатии..
Еще я встречал попытки скомпенсировать недостаточную жесткость пружины увеличением демпфирования на сжатие.
При высоком значении высокоскоротной компресии и при резких ударах в подвеску все будет неплохо..
Но вот на маленьких скоростях машина будет болтаться а подвеска пробиваться.. увеличиение низкоскоростной компресии приведет к излишней демпфированности сжатия вообще в целом. Подвеска станет излишне медленной..
Жесткость пружины обратно пропорционально количество активных витков:
С=F/S=(G*d4)/(8*n*D3); Н/мм
Где:
G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2
d – диаметр прутка, мм;
n – количество активных витков;
D – средний диаметр прутка, мм.
Как будет влиять изменение количества витков на деформацию пружины?
?=(4*Р*R3*n)/(G*r4); [мм]
Где:
? – деформация пружины, мм
Р – внешняя сила, Н
G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2, для холоднокатанных 81400 Н/мм2;
r – радиус прутка, мм;
n – количество витков;
R – радиус винтовой оси пружины, мм;
В случае обрезания витков у нас меняется не только деформация пружины но и ее длина. При укорачивании на 1 виток длина уменьшится на шаг витка.
Изменяя количество активных витков, жесткость системы увеличивается тем более, чем больше удалено витков.
Довольно часто я наблюдаю желание поднять подвеску при установке на автомобиль колес увеличенного диаметра с целью исключить контакт с кузовом оных.
Как вы понимаете это довольно абсурдная идея, ведь положение сжатия при этом не изменилось а сег стал сильно меньше от оптимального со всеми вытекающими.
При этом на больших кочках колеса, конечно, цепляют арки, так же как и до подьема подвески..
Вариант же с уменьшением хода сжатия (увеличением отбойников и пр.) плох тем, что величина хода уменьшается.
(Диагональное вывешивание наступает раньше и энергоемкость нанеровностях снижается)
Основной причиной возникновения подобных заблуждений мне видится поверхностный перевод терминов с англиского языка... и путаница в оных.
+ Мода на эти термины.
Есть термин "body lift" - перенос подвески в сборе от кузова для пресловутого удаления от оного и запихивания колес.
Либо переносим все в сборе с рамой, либо подвеску или ее элементы относительно кузова отдельно и пр..
Вариантов конструкций масса.
Еще есть "suspension lift" - который просто изменение высоты подвески (сега) ради регулирования среднего положения.
Поскольку визуально на машине оно выглядит примерно одинаково то и воспринимается "тавтологически .."
И то и то "лифт" .. =)
"А чтобы впихнуть колеса больше надо делать лифт.. " = "если поднять подвеску то можно впихнуть колеса"..
В итоге все перевернуто с ног на жопу, один термин обозначает абсолютно разные вещи.
(Тогда как изначально это два отдельных термина... пусть и жаргонных.)
Поэтому сегодня мы заварим чайку и побеседуем о таком параметре как высота подвески.
Рассмотрим классическую двухрычажную подвеску но принципы применимы абсолютно для любых конструкций.
(Такая конструкция наглядней да и имеет непосредственное отношение к любимому или не очень автомобилю ваз2121.)
Схематически хреновина выглядит таг.
Поворотный кулак вместе с колесом может совершать вертикальные колебания. (на картинке слева)
Можно сразу выделить два важных положения.
1. Положение сжатия.
Подвеска в верхней точке.
2. Положение отбоя.
Подвеска в нижней точке.
Величина перемещения колеса от сжатия до отбоя составляет величину хода.
От чего зависит величина хода ?
От угла работы шарнира равных угловых скоростей, шаровых опор и длины рычагов.
Чем длинее рычаг тем большую дугу описывает его крайняя точка смещаясь на одинаковый угол.
Для того, чтобы подвеска колебалась в нужных нам геометрических пределах не выходя за допустимые величины
крайние точки ограничены резиновыми буферами.
Добавляем к системе массу автомобиля и пружину которая ей противодействует.
Если установить автомобиль на ровную поверхность то сможем выделить третью довольно важную среднюю точку.
Она окажется где то в диапазоне величины хода.
В литературе довольно распространено поняте "Sag".
Это очень простая для понимания штука обозначает соотношение хода сжатия и отбоя в средней точке.
Те - если величина хода составляет 40 см а машина в покое просела на 20 см то можно сказать, что сег составил 50% и средняя точка получилась ровно посередине.
При этом необходимо понимать, что сег не является постоянным при движении автомобиля.
Подвеска совершает колебания на всю величину хода.
Зачем же тогда нам вообще средняя точка если она весьма виртуальна и зависит от загрузки автомобиля, от наклона его кузова и рельефапод колесами?
А затем, что позволяет быстро "на глаз" прикинуть как подвеска будет работать и как будет себя вести автомобить на неровностях.
Величину сега задают параметры пружины и ее геометрическое положение относительно элементов подвески.
Длина, количество витков, жесткость и пр..
Те. Установка более жесткой прижины не обязательно приведет к изменению сега.
(Можно наоборот занизить подвеску установив более короткую и жесткую пружину.. А можно поднять, изменив точку крепления более мягкой пружины)
Изменние сега крайне сильно влияет на поведение автомобиля на неровностях.
Сег показывает как подобранны пружины под массу автомобиля.
Если пружина слишком мягкая и сег большой то подвеске нечем компенсировать наезд на препятствие.
Любой удар передается на кузов, пружина сжимаеться до упора.
При наезде на препятсвие машина подпрыгнет.
Если пружина слишком жесткая то подвеске нечем компенстровать яму.
Колесо не сможет уйти вниз, что вызовет крен кузова.. а так как инерционность его велика то машина опять подпрыгнет.
И в первом и во втором случае мы видим один итог - колесо потеряло контакт с поверхностью.
Крены кузова велики.
Получаем удар в кузов и трансмисию.
Колесо пробуксовывает, тяга потеряна.
Чтобы подвеска эффективо работала в обоих вышеперечисленных случаях нужно установить сег около 50%.
Тогда колесо сможет "облизать" и яму и кочку сохранив контакт с поверхностью.
В реальности все конечно гораздо сложнее, когда в дело вступают амортизаторы..
В одних условиях движения нужен больше ход на сжатие (погасить удар), где то больше на отбой (выдавить колесо вниз для максимального сохранения контакта) ..
http://www.niva-club.net/viewtopic.php?p=328956#p328956
Сег помимо всего прочего оказывает крайне большое влияние на управление.
На картинке автомобиль с большим сегом, кренящийся в повороте.
Шасси свободно кренится и высота центра тяжести изменяется не слишком сильно.
Автомобиль с маленьким ходом отбоя, будет крениться совсем иначе.
Шасси тянется вниз, эффективно снижая центр тяжести.
Важно понимать, что разные перемещения рычагов в повороте дают разную кинематику поворота, величины центра крена, паразитного подруливания, схождения, развала и пр.
Сег влияет на величину дорожного просвета.
Чем меньше сег тем больше клиренс при условии действия одинаковых сил.
Сег влияет на поведение автомобиля при диагональном вывешивании и кренах кузова при езде по рельефу.
Если подвеска жесткая то машина крениться гораздо сильнее и колесу гораздо сложнее заехать на препятствие.
Как мы выяснили высота подвески влияет на большинство характеристик автомобиля.
Подвески гражданских автомобилей, к сожалению, не имеют вообще никаких возможностей настройки кроме вмешательства в их конструкцию..
Спортивные автомобили как правило имеют возможность регулировки сега при помощи перемещения опоры пружины, точки крепления стойки, изменения давления в пневмоцилиндрах итд.
(Для нивы я изготовил регулируемые опоры пружин.)
Практические рекомендации.
Далеко не всех устраивают заводские настройки и многие хотят получить другие характеристики.
Поскольку дело это крайне индивидуальное ограничусь несколькими советами. )
1. Сформулируйте как именно должна работать подвеска, хочется "помягче" "пожестче" или "помедленее"
2. Вероятно трогать высоту вообще не надо, достаточно настроить или заменить амортизаторы.
3. Избегайте крайностей слишком большой или слишком маленький сег ни приведут ни к чему хорошему.
Типичная ошибка слишком высокая или слишком низкая подвеска.
Если продвеска слишком высокая и сег почти нулевой пружина слишком жесткая.
При диагональном вывешивании она не сожмется до конца, следовательно рабочий ход мы не обеспечиваем.
Машина будет отвратительно вести себя на неровностях, постоянно подпрыгивать, крениться и терять контакт с грунтом..
Проходимость на мягких грунтах сильно упадет, поскольку слишком жесткие пружины и отсутствие хода отбоя сильно ухудшат распределение нагрузки на грунт.
Слишком низкая подвеска будет пробиваться до упора на каждой кочке, машина бутет валиться в поворотах и не сможет равномерно давить колесами на мягкий грунт.
Начать следует с золотой середины. 50%.
4. Настраивайте высоту на загруженном автомобиле.
Если после настройки положить в багажник 600кг кирпичей от настройки не останеться и следа.
Задняя ось просядет и характеристики изменятся.
Подбор пружин.
Пружина должна обеспечивать рабочий ход подвески..
Соответственно два возможных случая.
1. Пружина не может разжаться на нужную длину.. не хватает длины..
Подвеска не работает во всем диапазоне так как пружина не прижимает колесо к земле.
Так же пружина банально будет вываливаться.
2. Пружина не может сжаться на нужную длину.
Происходит столкновение витков и удар.
Подвеска так же не работает во всем диапазоне.
Результатом станет поломка пружины.
Отсюда следует важная штука..
1. Мы не сможем поднять подвеску мягкой пружиной путем сближения ее упоров (чашек) выше определенного предела - при сжатии столкновение витков пружины начнется раньше чем рычаг достигнет отбойника. (будет выбран рабочий ход)
2. Мы не сможем увеличить жесткость пружины выше определенного предела - при отбое пружина вывалится раньше, чем рычаг достигнет отбойника. (будет выбран рабочий ход)
Итого имеем три параметра.
1. Жесткость пружины.
2. Длина пружины.
3. Положение ее относительно рычагов.
Следовательно, чем больше величина хода (как мы помним - величина перемещения колеса от сжатия до отбоя) тем длинее придется взять пружину...
Вот мы и сформулировали краткие критерии подбора пружины.
1. Пружина должна обеспечивать рабочий ход подвески. Не сталкиваясь витками и не выпадая.
2. Пружина и ее положение должны обеспечивать нужный нам сег.
Если мы для достижения нужного сега сильно увеличиваем прелоад (уменьшая расстояние между опорами пружины, например подкладывая резиновые проставки) то скорее всего нужно брать более жесткую пружину, иначе начнется столкновение ее витков при сжатии..
Еще я встречал попытки скомпенсировать недостаточную жесткость пружины увеличением демпфирования на сжатие.
При высоком значении высокоскоротной компресии и при резких ударах в подвеску все будет неплохо..
Но вот на маленьких скоростях машина будет болтаться а подвеска пробиваться.. увеличиение низкоскоростной компресии приведет к излишней демпфированности сжатия вообще в целом. Подвеска станет излишне медленной..
Жесткость пружины обратно пропорционально количество активных витков:
С=F/S=(G*d4)/(8*n*D3); Н/мм
Где:
G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2
d – диаметр прутка, мм;
n – количество активных витков;
D – средний диаметр прутка, мм.
Как будет влиять изменение количества витков на деформацию пружины?
?=(4*Р*R3*n)/(G*r4); [мм]
Где:
? – деформация пружины, мм
Р – внешняя сила, Н
G – модуль сдвига, для горячекатанных пружин: 78500 Н/мм2, для холоднокатанных 81400 Н/мм2;
r – радиус прутка, мм;
n – количество витков;
R – радиус винтовой оси пружины, мм;
В случае обрезания витков у нас меняется не только деформация пружины но и ее длина. При укорачивании на 1 виток длина уменьшится на шаг витка.
Изменяя количество активных витков, жесткость системы увеличивается тем более, чем больше удалено витков.
Довольно часто я наблюдаю желание поднять подвеску при установке на автомобиль колес увеличенного диаметра с целью исключить контакт с кузовом оных.
Как вы понимаете это довольно абсурдная идея, ведь положение сжатия при этом не изменилось а сег стал сильно меньше от оптимального со всеми вытекающими.
При этом на больших кочках колеса, конечно, цепляют арки, так же как и до подьема подвески..
Вариант же с уменьшением хода сжатия (увеличением отбойников и пр.) плох тем, что величина хода уменьшается.
(Диагональное вывешивание наступает раньше и энергоемкость нанеровностях снижается)
Основной причиной возникновения подобных заблуждений мне видится поверхностный перевод терминов с англиского языка... и путаница в оных.
+ Мода на эти термины.
Есть термин "body lift" - перенос подвески в сборе от кузова для пресловутого удаления от оного и запихивания колес.
Либо переносим все в сборе с рамой, либо подвеску или ее элементы относительно кузова отдельно и пр..
Вариантов конструкций масса.
Еще есть "suspension lift" - который просто изменение высоты подвески (сега) ради регулирования среднего положения.
Поскольку визуально на машине оно выглядит примерно одинаково то и воспринимается "тавтологически .."
И то и то "лифт" .. =)
"А чтобы впихнуть колеса больше надо делать лифт.. " = "если поднять подвеску то можно впихнуть колеса"..
В итоге все перевернуто с ног на жопу, один термин обозначает абсолютно разные вещи.
(Тогда как изначально это два отдельных термина... пусть и жаргонных.)
