Новости

Работа на сжатие

12 Февраля 2014

Работа на сжатие

Любой конструктор автомобиля или инженер тюнингового ателье вам скажет, что устанавливаемый в подвеску машины упругий элемент, в нашем случае это пружина, играет весьма важную роль в поведении транспортного средства на дороге. Помимо этого от характеристик пружин зависит и комфорт передвижения. А этот параметр применительно к современным автомобилям важен для их успешных продаж на рынке. Сегодня никто не купит авто, в котором водитель или пассажиры будут чувствовать себя некомфортно. Иными словами, простой элемент подвески – пружина, должна сочетать в себе массу различных свойств. Не забудем упомянуть и тот факт, что совместно с амортизаторами, характеристики которых должны соответствовать характеристикам упругих элементов, пружины заставляют колеса авто катиться, описывая профиль дороги. А у нас, в России, он зачастую достаточно сложный. Здесь и ямы, и уклоны, и колейность.

Если бросить взгляд в историю, то станет понятно, что прародителем современных пружин был упругий металлический стержень – цилиндрический торсион. Именно такие устройства применялись для подрессоривания ряда транспортных средств. А сегодня используются на специальной и военной технике, где прежде всего важна надежность и неубиваемость. Все, что потребовалось конструкторам, – это закрутить торсион по спирали, получив тем самым на выходе хорошо знакомую пружину. Упругий, цилиндрической формы элемент при этом получился весьма компактным, что развязало руки дизайнерам, работающим над компоновкой узлов и агрегатов машины, а инженерам позволило разместить амортизатор внутри пружины, тем самым сделав конструкцию подвески еще более компактной. Но и это еще не всё. Поскольку витки пружины, так же как и пруток торсиона, работают на кручение, то все наработанные годами техники и премудрости расчета элементов подвески остались практически неизменными, что опять-таки значительно облегчило интеграцию пружины в автомобиль. Помимо облегчения решения композиционных задач конструкторы автомобилей получили возможность более простыми методами регулировать характеристики жесткости пружины в зависимости от величины ее сжатия – так называемая прогрессивная характеристика. А она для пружин современных автомобилей крайне важна, так как позволяет существенно улучшить параметр энергоемкости подвески. Ранее при применении торсионов добиться таких результатов было достаточно сложно, даже несмотря на то что конструкторы применяли достаточно дорогой в производстве пруток переменного сечения. Большинство же торсионов, впрочем, как и пружин, имели линейную зависимость усилия деформации от ее величины. Кстати, а насколько важно обеспечить прогрессивную характеристику упругих элементов? Судите сами. При прямолинейном перемещении автомобиля по ровному шоссе ход подвески относительно невелик. Соответственно для достижения приемлемого уровня комфорта, а также требуемой управляемости машины, от упругих элементов большой жесткости не требуется. Иное дело, когда автомобиль едет по дороге неважного качества или входит в поворот на высокой скорости. Здесь колеса будут совершать достаточно большие вертикальные перемещения, а значит, на первое место выходит именно жесткость упругих элементов, которая должна увеличиваться по зависимости, отличной от линейной. Именно для этого некоторые производители автокомпонентов навивали пружины из прутка переменного сечения. Обращаем ваше внимание, что именно таким путем шли и инженеры, разрабатывавшие торсионную подвеску. Вот вам еще одно подтверждение того, что все новое это есть хорошо забытое старое. Увы, но данная технология не получила сегодня широкого распространения. Даже несмотря на то, что технологически промышленность далеко шагнула вперед. Причиной тому стала достаточно дорогая технология изготовления заготовок – прутков. Тем не менее, опыт применения демпферов с прогрессивной характеристикой оказался настолько удачным, что конструкторы тут же придумали, как им обойти проблему дороговизны и снизить себестоимость конечного изделия. Всё гениальное оказалось просто. Вместо прутка переменного сечения для навивки пружин стали применять заготовки постоянного сечения, но при этом используя технологию переменного шага. Полученный в ходе тестов результат оказался приемлемым для большинства подвесок массовых, дорожных автомобилей. Но, с ростом скоростей и совершенствованием машин в сторону ужесточения менялись и требования к упругим элементам подвески. Инженерам в очередной раз пришлось проявить смекалку. Теперь итогом научных изысканий стали пружины, навитые с группами витков, имеющих различный шаг. Под новые элементы были разработаны технологические оснастки, а процесс навивки производился на управляемом электроникой оборудовании. Простые технологии, царствовавшие ранее, были неприемлемы, так как характеристики всех пружин, смонтированных на автомобиль, должны были отвечать эталонным. Ведь именно по ним ориентировались и на них опирались заводские испытатели, которые в прямом смысле обучали автомобиль ездить, скрупулезно подстраивая характеристики его подвески. Теперь ответим на вопрос – чем же так хороша пружина, имеющая группы витков, навитых с различным шагом? А тем, что когда автомобиль идет по ровной дороге и условия работы пружины приближены к статическим, в ней работают (воспринимают нагрузку) все ее витки. При этом соблюдается и заданная геометрией упругого элемента жесткость. А теперь представим ситуацию, когда машина выехала на дорогу с неважным покрытием и ее подвеска стала работать с большими ходами. При увеличении усилия сжатия витки пружины, навитые с самым маленьким шагом, начинают смыкаться, число остающихся в работе витков уменьшается, а жесткость пружины растет. Само собой разумеется, характеристика жесткости упругого элемента подобрана так, чтобы свести на нет саму возможность пробоя подвески. Поскольку сделать это на все 100% невозможно, внутри пружины или рядом с ней на кузове конструкторы предусмотрели резиновые буфера отбоя. Производители автокомпонентов предлагают также еще один, на наш взгляд, удачный и красивый технический ход. Вместо того чтобы навивать пружину из группы витков с различным шагом, они при навивке пружины варьируют диаметром витков. Так появились бочкообразные и конусообразные упругие элементы. Смысл в изменении диаметра витков по длине упругого элемента заключается в следующем. При повышении нагрузки на пружину, вначале происходит смыкание витков, имеющих больший, а затем меньший диаметр. Таким образом происходит исключение из работы части витков и изменяется жесткость элемента.

Несмотря на то что современные технологии и материалы позволяют производить пружины, срок службы которых практически равен сроку эксплуатации автомобиля, ситуаций, когда упругие элементы теряют свою жесткость с изменением геометрических размеров, – масса. В этом случае для восстановления нормальной работы подвески необходимо заменить пружины новыми. В идеале – при этом использовать оригинальные запасные части. Ведь именно детали OEM гарантируют, что после ремонта управляемость автомобиля будет соответствовать заводской настройке, а комфорт останется на прежнем, высоком уровне. Однако по финансовым соображениям «родные» комплектующие применять не всегда целесообразно. По этой причине магазины запасных частей предлагают для одной и той же модели автомобиля, как правило, не менее двух-трех вариантов пружин от альтернативных производителей. Для того чтобы показать богатство предложения рынка, будем иметь в виду один из автомобилей, которые проходили у нас в рубрике «ТО в деталях». Это дополнит картину стоимости владения машиной, возраст которой достиг 7-8 лет. Как показывает практика, именно за это время при интенсивной эксплуатации пружины дают усадку, а их жесткость падает.

Итак, чем заменить оригинальную пружину? Оригинальная деталь задней подвески на городской бестселлер Daewoo Matiz стоит относительно недорого – всего 1000 рублей. А альтернативных вариантов при этом – великое множество. Причем разброс цен впечатляет. Например, аналогичные оригиналу упругие элементы от компаний Afa и Asam обойдутся вдвое дешевле родных пружин. При этом качество запасных частей вполне приемлемое. Разумный выбор для тех, кто, например, не собирается долго эксплуатировать микролитражку, но и кататься на авто с просевшей подвеской также не желает. Да и обновленная ходовая при продаже авто позволит не ронять его стоимость. Идем дальше. Всего лишь в 650 рублей за пружину обойдется продукция отечественного производителя – Fobos. Правда, пружины данной фирмы мы обнаружили в продаже и по 1200 рэ, то есть вдвое дороже! Гадать, чем вызвана такая большая разница в цене, мы не стали, поэтому даем минимальную и максимальную стоимости запасных частей, а уж какую сумму вы готовы выложить – решать вам. Приятно, что наши промышленники, хоть и медленно, но отбирают свою часть пирога рынка запасных частей у иностранных компаний. Спору нет, до китайцев нам далеко, но главное идти в нужном направлении. Однако вернемся к обзору альтернативы. Практически девять сотен в отечественной валюте магазины просят за пружины UkorAuto и Amd. При этом продукцию последнего мы, опять-таки, обнаружили и по вдвое (!) большей цене. Неплохо, по словам продавцов, расходятся запасные части от Suplex. Их вы сможете найти по 1200 рублей. Аналогичная картина наблюдается и по пружинам передней подвески. Оригинал обойдется примерно в 1000 рублей, а альтернатива – от 500 до 1500 рублей. Пул производителей – практически без изменения, в том же составе.

Теперь, пару слов о том, стоит ли в процессе ремонта модернизировать подвеску машины, применяя для этого пружины с характеристиками, отличающимися от заводских. Как известно, так называемый тюнинг (настройка) служит для того, чтобы улучшить те или иные параметры и изменить характер машины «под себя». Для этого у некоторых производителей пружин имеется так называемая специализированная линейка продукции. Как правило, ее называют спортивной. Заметим, что если фирма владеет собственным техническим центром, в котором и происходит поиск той самой оптимальной настройки подвески, и в частности рабочей характеристики пружины, то, имея свободные средства, вы можете поэкспериментировать без риска для себя и окружающих. Об этом мы поговорим чуть позже. Однако помните, что модернизированные пружины придется ставить в паре с амортизаторами, также имеющими иные, отличные от заводских (OEM) агрегатов, настройки. Только согласованная работа этих двух, самых важных элементов подвески автомобиля и дает ожидаемый результат. Если же вы планируете модернизировать ходовую часть однобоко, то есть ограничиться установкой тюнинговых пружин, то и рассчитывать на достижение 100%-ного успеха не стоит. Затраченные деньги не дадут полновесных дивидендов. А теперь внимание. Если вы приобретаете тюнинговые пружины, изготовленные неизвестным производителем, есть большая вероятность того, что их характеристики подбирались «на глазок». В этом случае ухудшение ездовых качеств автомобиля практически обеспечено. Но и это еще не самое страшное. Дело в том, что для получения максимальной прибыли владельцы мелких, подчас подпольных, мастерских применяют в производстве заготовки низкого качества, а процесс навивки и термической обработки пружин ведется с нарушением технологии и на устаревшем, часто просто списанном в утиль оборудовании, которое было приобретено по цене лома. Такие пружины могут не просто просесть, потерять жесткость спустя короткое время, но и лопнуть! Стоит ли рисковать?  

Денис Миронов

Короткая ссылка на новость: http://autozap.biz/~9yid0