10 Главных Пружин, о которых вы должны знать

10 Главных Пружин, о которых вы должны знать

Указанная на деталях маркировка позволяет правильно выбрать вид пружин, подходящих под ваши требования. При установке на машину пружин с разной жесткостью кузов будет расположен непараллельно дорожному полотну.

В результате машина будет выглядеть непривлекательно, кроме того, каждая половина авто станет амортизировать в разных режимах.

При подборе пружин нужно учитывать их высоту и габариты. Компании-изготовители подразделяют пружины по цветам, чтобы было легче сортировать товар. В зависимости от оттенка отличаются технические параметры изделий.

Опытные автовладельцы знают, что, разбираясь в цветовой классификации, получится правильно подобрать пружины для своей машины.

Производители пружин применяют следующие цвета:

• желтый;
• оранжевый;
• синий;
• коричневый;
• оранжевый;
• зеленый;
• розовый;
• черный;
• белый.

Обратите внимание! Черный и белый оттенки – это не маркировка, а цветовая основа для пружины.

Для чего пружины маркируют цветом

Есть маркировка пружин как по цветам, так и по диаметру. Этот параметр определяет не компания-изготовитель, а автоконцерн при проектировании модели машины.

Исполнитель заказов на выпуск пружин не вносит изменения самостоятельно. Главные характеристики заблаговременно определяются и выверяются. Только в этом случае автомобиль станет соответствовать заявлением производителя и будет полностью безопасным, комфортным, с дорожным просветом определенной высоты и другими параметрами, на которые влияют пружины.

Понять, чем отличаются пружины по цветам, несложно. В частности, вы легко разберетесь в этом вопросе, если у вас отечественный автомобиль. К примеру, к А классу можно отнести белые, желтые, оранжевые и коричневые пружины. Класс В – это изделия черные, синие или голубые.

Связанные вопросы и ответы:

Какие материалы чаще всего используются для изготовления пружин

Сырье, используемое для данного типа изделий, можно условно разделить на две категории: металлы и неметаллы. Каждый из них имеет определенную сферу применения, условия обработки и требования к конечному результату.

• Резина. Пружины из этого материала нашли широкое применение в автомобильной промышленности. Они могут противостоять агрессивной внешней среде, долгое время сохраняют упругость и пластичность, при этом достаточно недорогие, не требуют специальных условий для обработки. Многие запчасти без таких пружин не смогут правильно функционировать. Например, амортизаторы.
• Полиуретан. Изготовление пружин из этого материала выполняется в большинстве случаев для автомобильных подвесок, канцтоваров. Они прочные, износостойкие, могут выдерживать перепады температур, не подвержены влиянию влаги. Стоит отметить, что по характеристикам полиуретановые изделия во многом не уступают металлическим. Но если сравнивать с резиной, то процесс изготовления требует больших затрат ресурсов, поэтому конечная стоимость выше. Это делает материал не таким популярным.
• плавы различных металлов. Часто основой таких изделий служат алюминий и медь. Они обладают рядом положительных качеств: пластичность, упругость, теплопроводность, устойчивость к перепадам температур, атмосферным явлениям, влажности. Эти металлы легко плавятся, поддаются обработке. Нашли свое применение, в основном, в энергетической отрасли, так как хорошо проводят электричество. К плюсам также можно отнести невысокую стоимость сырья, простоту обработки, долгий эксплуатационный период, возможность повторной переработки. Возможно встретить в продаже пружины из сплавов меди или алюминия с добавлением к первичной заготовке кремния, свинца, латуни – они могут менять характеристики изделия и применяться в различных областях.
• Металлы. В интернете большинство представленных каталогов пружин с размерами и ценами содержат стальные пружины. Этот материал считается самым распространенным, так как изделия из него прочные, способны выдерживать большие нагрузки, могут эксплуатироваться при оптимально высоких или низких температурах, не подвержены влиянию агрессивной среды. Для этого на начальном этапе подготовки сырья добавляется кремний, ванадий или хром, в зависимости от того, какие требования поставлены к конкретному изделию.

Как факторы окружающей среды влияют на долговечность пружин

При езде по плохим дорогам подвеска автомобиля должна нивелировать удары. Это необходимо для обеспечения комфорта водителя и пассажиров во время передвижения. В противном случае езда в автомобиле будет восприниматься так же, как в обычной телеге.

Но подвеска служит не только для повышения комфорта во время езды: основная задача пружин – обеспечение безопасности.

При наезде автоколеса на выбоину или камень амортизатор уменьшает механическое воздействие. Но для сохранения эффективного сцепления с асфальтом колесо необходимо сразу же вернуть в первоначальное положение.

Именно эту функцию и выполняют пружины . Однако если бы на машине были установлены только эти элементы, при наезде на препятствие автомобиль бы раскачивался, в результате сцепление с дорогой было бы утрачено. Чтобы этого не произошло, на автомобилях используются амортизаторы.

Автомобильные пружины подразделяются на несколько видов:

Стандартные

Данные пружины штатные, их устанавливают на заводе при конвейерном производстве машин. Стандартные изделия обладают параметрами, которые указаны в технической документации авто.

Усиленные

У этих пружин намного больше жесткость, чем у штатных. Они подходят для машин, которые постоянно передвигаются по плохим дорогам, так как в этом случае подвеска постоянно испытывает повышенные механические нагрузки. Усиленные пружины предназначены для перевозки грузов и буксировки прицепов.

Повышающие пружины

Обеспечивают большой клиренс, увеличивают грузоподъемность машины.

Понижающие пружины

Устанавливаются на спортивные автомобили. Когда машина сидит низко, центр тяжести приближен к поверхности асфальта, поэтому улучшаются аэродинамические характеристики.

Какие основные типы пружин используются в автомобильной промышленности

Суть состоит в следующем. Как известно, вопросы водительского комфорта и балансировки транспортного средства традиционно являются наиболее актуальными для автомобильной промышленности. А для российских дорог, ставших притчей во языцех – особенно. Отечественные заводы по всей стране выпускают огромное количество пружин, предназначенных для автомобилестроения. Механизм амортизации один и тот же, и обычно задача изготовителя ограничивается тем, чтобы обеспечить безупречное качество конкретной пружины (ее упругость, должную жесткость и гибкость, соответствие ГОСТам).

Но совсем недавно пытливые инженерные умы (в данном конкретном случае – из далекой Америки) обнаружили, что автомобильный амортизатор, оказывается, может одновременно служить и источником энергии, которая совсем не лишняя для подпитки самого же автомобиля при движении. Кстати, речь идет об экономии на топливе в размере примерно 6%, и окупаемость такого приспособления ориентировочно составляет полтора года при равномерной эксплуатации.

Авторство разработки приписывается двум студентам из Технологического института США (штат Массачусетс). Они внимательно изучали принцип преобразования кинетической энергии в электрическую, а затем приложили этот принцип к поведению амортизационной пружины при гашении колебаний подвески во время езды по неровностям.

Перспективу столь новаторского открытия быстро разглядели представители американской компании «Levant Power» и немецкого концерна «ZF Friedrichshafen AG». Ими изобретение запущено в практическое тестирование, которое сейчас осуществляется на военных вездеходах Хамви (или Humvee). Изначально где как не в военном деле важна экономия каждого джоуля энергии! И тем более ее преобразование в электричество для внутреннего использования. Такие вездеходы составляют существенную часть штатовского военного автопарка, популярны и в рамках гражданского применения, причем также во многих других странах.

Вновь изобретенный амортизатор «GenShock» представляет собой соединение пружины подвески и электрического генератора, как говорится, «в одном флаконе». Внимание автомобилистов всего мира приковано к судьбе изобретения. Первые результаты убедительно дают повод прогнозировать скорое внедрение амортизатора «GenShock» в массовое производство.

Идея рекуперации энергии сама по себе не нова, но до сих пор технология была слишком дорогостоящей, чтобы стать доступной для широких масс автомобилистов. Сейчас идут усиленные работы по упрощению конструкции, отработке ее выносливости, минимизации экономических затрат для массового пользователя. Ожидается, что внешнее устройство на амортизаторе (состоящее из контроллера, моторчика и гидравлического насоса для закачки масла в саму подвеску) будет компактным и надежным.

Как технология пружин эволюционировала за последний век

Пружи́на  —элемент машин и различных механизмов, накапливающий и отдающий, или поглощающий.

Исторически первыми упругими элементами, применяемыми человеком, считаются различные бытовыеи-зажимы,и.

С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающеепутём изменения расстояния между атомами эластичного материала.

Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформациюв деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию. Волновые пружины сжатия подобны множеству последовательно/параллельно соединённых рессор, работающих на изгиб.

понятия «». Один из методически корректных (в том смысле, что не искажает ситуацию и не создаёт дефиниционного) подходов состоит в том, что дача определения заменяется изложением не опирающегося на какие-либо законы (например, на второй закон Ньютона) способа измерения сил. Если некая оговорённым образом изготовленная пружина при конкретном её растяженииобъявлена источником единичной силы,позволит выставлять значения силыот 0 допри наличии двух «пружин», размещённых под углом $\alpha$ , а любая исследуемая сила может быть измерена уравновешением её подборомчерез варьирование $\alpha$ (при наличии большего числа пружин доступный диапазон расширяется). Получается, что пружины играют роль инструмента при фундаментальных измерениях силы.

 — растяжение/сжатие, а $k$  — жёсткость. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (), в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести.

Для измерений, описанных в предыдущем подразделе, выполнение или невыполнение закона Гука непринципиально, достаточно лишь свойства, то есть возвращаемости пружины к исходному состоянию после снятия деформирующей нагрузки.

Витая цилиндрическая пружина сжатия или растяжения, намотанная из цилиндрической проволоки и упруго деформируемая вдоль оси, имеет

Какую роль играют пружины в аэрокосмической инженерии

Хотя существует множество способов классифицировать пружины, один особенно полезный метод — это тип нагрузки они предназначены для того, чтобы нести нагрузку. Понимание этих классификаций может помочь в выборе подходящей пружины для конкретного применения, обеспечивая оптимальную производительность и долговечность.

1. Пружины растяжения или растяжения.

Пример пружины растяжения

Пружины растяжения, также известные как пружины растяжения, предназначены для работы с растягивающей нагрузкой. Это означает, что они растягиваются под воздействием силы. Обычно эти пружины изготавливаются из закрытых и плотно намотанных витков и имеют крючки или петли на обоих концах, что позволяет прикреплять их к компонентам. Когда эти компоненты раздвигаются, пружина пытается стянуть их обратно.

Основные возможности:

• Предназначены для поглощения и хранения энергии по мере их расширения.
• Часто встречается в батутах, гаражных дверях и даже некоторых типах сетчатых дверей.

2. Пружины сжатия

Пожалуй, наиболее широко известная категория пружин сжатия предназначена для сопротивления сжимающему усилию. Когда на пружину сжатия воздействует давление, она сжимается, а после снятия нагрузки пружина возвращается к своей первоначальной длине. Его основная функция — противостоять давлению или сжатию.

Отличительные характеристики:

• Обычно цилиндрический, но может также иметь коническую, бочкообразную или даже форму песочных часов.
• Общие области применения включают пружины матрасов, автомобильные подвески и внутренние детали ручек.

3. Пружины кручения

Примеры торсионных пружин

Торсионные пружины предназначены для работы под действием вращательных или скручивающих сил. Когда к торсионной пружине приложена сила, она скручивается и скручивается вокруг своей оси. Как только сила устранена, он пытается вернуться в исходное положение. Эти пружины создают крутящий момент и вращаются вокруг центральной оси, то есть их концы вращаются с угловым отклонением.

Отличительные признаки торсионных пружин:

• Встречается в прищепках, дверных петлях и даже в блокнотах.
• Характеризуются спиральной конструкцией и способом приложения силы.

4. Сдвиговые или боковые пружины

Примеры сдвиговых пружин

Сдвиговые пружины встречаются немного реже и предназначены для восприятия боковых нагрузок, которые представляют собой силы, приложенные сбоку или вне оси. Вместо того, чтобы сжиматься или растягиваться, они отклоняются или сгибаются из стороны в сторону.

Ключевые аспекты:

• Обычно встречается в таких устройствах, как шасси самолетов, где они воспринимают боковые нагрузки во время приземления.
• Они могут быть довольно длинными и тонкими, что позволяет совершать значительные боковые движения.

Как пружины разрабатываются для работы при экстремальных температурах

МАСТЕРСКАЯ: контроль пружин. Предел усталости

Приехал к нам как-то очень наблюдательный клиент! Пока чинили его авто, пристал с вопросом: почему пружины, просевшие за три года, без нагрузки оказались одной длины с новыми?

Я предостерег его от преждевременных выводов: при сегодняшнем качестве запчастей купить можно что угодно, вплоть до «сырых» пружин, которые сядут сразу после установки, или «ползучих» – эти сядут через полгода-год. А наша беседа – о правильных пружинах. Их-то и описал клиент. Работая в зоне упругости материала (рис. 1), они даже после соударения витков возвращаются почти к исходным размерам. Отчего же старая пружина, когда нагружена, садится больше новой? Она теперь податливей. Представьте, что ее пруток стал тоньше – естественно, податливость вырастет, а длина без нагрузки сохранится. Что-то похожее получается и на автомобиле. Первый его враг – коррозия. Ржавчина, съевшая с поверхности 10-миллиметровой проволоки слой в 0,15 мм, уменьшает сечение на 6%. Еще коварней так называемая усталость материала: от вибраций, переменных напряжений появляются микротрещины, они разрастаются… и после сильного удара пружина ломается. Иногда – сразу на несколько частей, так как опасных трещин обычно не одна.

Чтобы отсрочить беду, пруток делают гладким – без рисок, углублений, в которых напряжения концентрируются и могут намного превысить расчетные. Кроме того, поверхность нагартовывают, повышая прочность. И что же? Ржа все сводит на нет. Появляются язвы, дающие начало трещинам. Усталость накапливается тем быстрей, чем сильней переменные нагрузки. Езда по разбитым дорогам, неотбалансированные колеса, люфты в подвеске и рулевом управлении, неисправные амортизаторы – все это враги не только пружин, но и узлов подвески, силовых элементов кузова.

Теперь представим, что пружина кое-где надрезана трещинами. Естественно, возле них «работает» не все сечение прутка, а только его часть – деталь ведет себя как более мягкая. При тонком исследовании удается обнаружить, что вблизи сильно развитых трещин усадка больше – выросшие напряжения порой достигают предела текучести и начинается пластическая деформация – предвестник поломки (рис. 2). Такую пружину с машины долой! Но вот пара пружин, похожих на новые, вызывает у вас недоверие. Что ж, проверим их объективно: нагрузим пружину и измерим усадку. Для деталейпод нагрузкой 325 кгс длина передней пружины Н (см. рис. 3) должна быть не меньше 201 мм (182 мм для «европейской»), а задней – не меньше 233 мм (223 мм – у «евро»). Эти показатели для самых мягких – их группы жесткости различаются цветовыми метками – учтите это при покупке (см. ЗР, 2005, № 8, с. 190).

Ездить на ветхих пружинах рискованно: неравномерная осадка справа и слева оборачивается уводом. Плохо работает подвеска – ведь характеристики пружин и амортизаторов рассогласованы.

Пружинам, отвечающим за работу клапанов двигателя, тоже приходится туго: если бы «десятка» прошла 100 тыс. км только на пятой передаче, клапаны совершили бы около 80 миллионов циклов. На деле – еще больше. Поломка этих пружин – дефект опасный (см. фото). Лишившись хотя бы одной, клапан начинает закрываться медленней и на высоких оборотах не поспевает за поршнем. Если у того нет на днище специальных выемок, он бьет по клапану. Вдогон, но повреждения не исключены.

Особо коварна поломка внутренней пружины на несколько частей – при средних оборотах двигателя никакого шума! Но на высоких оборотах можно услышать, как поршень догоняет клапан. Немедленно сбросьте газ – и в ремонт! Если пружина ломается на две части, то их, как правило, слышно. Стук похож на клапанный (не всякий различит). К сожалению, вынужден в который раз повторить: качество этих пружин в последние годы тоже ухудшилось. Как же снизить риск поломок? Видимо, при каждой разборке ГРМ стоит проверять упругость пружин. Принцип тот же, что при проверке деталей подвески, а необходимые данные найдете в книгах по ремонту.

Почти все сказанное справедливо и для других пружин автомобиля, от характеристик которых зависит работа всевозможных устройств – редукционных клапанов масляного насоса или фильтра, регулятора давления топлива, тормозных цилиндров и т.д.

Выслушал все это клиент – и призадумался. В самом деле, часто ли вы видели, чтобы в сервисах этой «ерунде» придавали большое значение!..

В чем разница между сжимающими, растягивающими и крутящими пружинами

Потребление электричества будет нарастать. Главные направления этого процесса — электрификация автотранспорта, перевод некоторых промышленных процессов от теплоэнергии на электропитание, а также рост бытового потребления электротока. В частности, по прогнозу Международного энергетического агентства, к 2040 году по нашей планете будут ездить 130 млн электромобилей, хотя в 2018 году их насчитывалось 5,1 млн единиц. Всего же количество автомобилей сейчас оценивается в 1 млрд, а к 2035 году оно может вырасти до 2 млрд единиц. В пищевой, фармакологической, текстильной, бумажной и других отраслях электричество будет заменять уголь и газ при выработке средне- и низкотемпературного тепла. Продолжится и электрификация бедных стран, где электричество будут шире применять в быту. А доля электричества в общем энергопотреблении увеличится с 19% в 2018 году до 24% в 2040-м.Соответственно повысятся риски блэкаутов — масштабных аварийных отключений электроснабжения, затрагивающие большое число разнообразных потребителей. По данным Всемирного банка, в 2019 году в среднем по всем странам мира различные организации испытывали 6,8 отключений энергии в месяц. Правда, в странах ОЭСР этот показатель составил 0,4 отключений, а в России — 0,2 отключения в месяц. Авария в энергосистеме США и Канады в 2003 году — взгляд из космоса. 14 августа 2003 года 10 млн человек в Канаде и 40 млн человек в США остались без электричества. Источник: National Oceanic and Atmospheric Administration, Defense Meteorological Satellite Program / Wikimedia Commons В то же время внедрение в производство и быт таких технологий как искусственный интеллект и интернет вещей (в том числе промышленный интернет вещей) требует минимизации отключений электричества, способных серьёзно нарушить работу сложных интеллектуальных систем.Помимо этого, подход к потреблению энергии изменится и после внедрения возобновляемых источников энергии, которые дают разную выработку в зависимости от времени суток и погоды. В дневные часы или ветреную погоду солнечные батареи и ветряные электростанции генерируют больше тока, чем ночью и в штиль. Соответственно, излишки энергии лучше сохранять на всякий случай. Но как?