Что такое рессора в автомобиле? Виды и основные отличия

Химический состав стали

Легирующий элемент, присутствующие в этой марке — марганец, его количество составляет примерно от 0.90 до 1.20 %. Марганец нужен для того, чтобы избавиться от окислов железа. А также он служит для повышения величины сопротивления разрыву, увеличения твёрдости и предела упругости, для дополнительного уплотнения стали. Эти характеристики имеют большое значение для сплава. По изначальному своему применению он получил название пружинно-рессорный.

В составе есть кремний в большом количестве (от 0,17- 0,37 %). Он влияет на упругость, увеличивая её, но при этом значительно снижается ударная вязкость. Хром (его количество около 0,25 %) увеличивает механические свойства при нагрузках: ударной и статической. Его содержание также повышает жаростойкость и режущие свойства.

Фосфор и сера считаются вредными примесями, их присутствие отрицательно влияет на качество. Но этот недостаток в стали 65г компенсирует присутствие большого количества марганца.

В таблице представлен химический состав стали 65Г:

Расшифровка

В углеродистых сталях содержание этого химического элемента указывают процентах. Как правило, величина фигурирует в названии 65% углерода. Присутствие легирующего элемента марганца в соответствии с ГОСТ обозначено буквой Г.

ГОСТ

Производство стали 65г регламентирует ГОСТ 14959-2016. Действие документа распространяется на горячекатаный и кованый прокат. Стандарт нормирует химический состав.

Действующие силы и моменты

Возникающее при работе подвески изменение длины деталей упругих элементов требует эластичного присоединения мест D крепления (рисунок 4). Под действием боковых сил последние также деформируются, увеличивая положительный угол развала наружного (по отношению к центру поворота) колеса.

Рисунок 4 – Эпюра изгибающих моментов (б) в поперечно расположенной листовой рессоре (а), которая крепится к кузову в точках D

б — эпюра изгибающих моментов

На рисунке приведены силы и характер изменения изгибающего момента при статической исходной нагрузке F_w. В центральной части рессоры между точками D действует постоянный по величине момент М_w = F_wl, поэтому листы рессоры должны иметь на этом участке постоянное сечение. Допускается только изменение ширины листов (как показано).

При нагружении рессоры силами, действующими в одну сторону (рисунок 5), концевые и центральный участки принимают форму дуги. В результате рессора по всей длине работает с заданной жесткостью. Однако при движении на повороте (рисунок 6) на наружной (по отношению к центру поворота) стороне на рессору действует дополнительная сила +ΔF_a при соответствующем уменьшении нагрузки на внутренней стороне. Один конец рессоры будет в результате приподнят вверх, в то время как другой ее конец отжимается вниз.

Рисунок 5 – При вертикальном подрессоривании закрепленная в двух точках рессора (а) изгибается на участке между точками крепления. Увеличение нагрузки ΔD в точках D соответствует увеличению сил ΔF на концах рессоры

б — эпюра изгибающих моментов

Рисунок 6 – При поперечно-угловом подрессоривании на повороте внешний по отношению к центру поворота конец рессоры (а) дополнительно нагружается силой ΔF_a при соответствующем уменьшении нагрузки — ΔF_t на внутренний конец. В центральной части рессоры между опорами происходит изменение направления моментов, следствием чего является увеличение жесткости рессоры. Нагрузка на внешнюю опору D_a = D + ΔD, а на внутреннюю D_i = D – ΔD, где ΔD = ΔF × 2(1 + e/2) / e

б — эпюра изгибающих моментов

В центральной части действуют противоположно направленные изгибающие моменты, которые стремятся изогнуть этот участок в форме буквы S. В связи с тем, что листы рессоры имеют постоянную толщину, их прогиб в центральной части будет незначительным. Это означает, что при поперечно-угловом подрессоривании на поворотах эта подвеска имеет большую жесткость, чем при одинаково направленном перемещении колес при преодолении препятствия. Взаимосвязь между этими двумя величинами определяется расстоянием e между опорами D. Чем больше величина e, тем больше разнятся эти величины. Однако возможности увеличения e ограниченны, так как длина рессоры в распрямленном состоянии L = e + 2l (см. рисунок 4) должна быть меньше, чем колея t_v передних колес. Чем больше величина e, тем короче концевые участки l рессоры и тем выше возникающие в них напряжения. Рессора в этом случае должна состоять из большего числа более тонких листов.

В передней подвеске модели «Opel Kadett» рессоры, закрепленные в двух точках, нагружены только вертикальными силами. Боковые и продольные силы воспринимают нижние рычаги, на которые опираются концы рессор. При этом концы рессор могут поворачиваться относительно рычага в боковом направлении. Обеспечения безопасности на случай поломки не требуется, и конструктивное решение с малолистовой параболической рессорой с двумя опорами оказалось экономически самым выгодным (рисунок 7).

Рисунок 7 – Передняя рессора модели «Opel Kadett B», выпускавшейся до 1973 года. Рессора состоит из двух параболических раскатанных листов. В местах крепления листы отделены один от другого резиновыми накладками

Разборка рессоры состоит из следующего

Сначала, чтобы проще было сделать сборку, листы нужно пометить.

1. Рессора зажимается в тисках.
2. Распрямляются и снимаются хомуты.
3. Отворачивается гайка центрального болта, и он вынимается.
4. Медленно разжимаются тиски.
5. Разъединяются листы.
6. Чистится от грязи и ржавчины, втулки заменяются, пальцы рессоры, шайба переднего пальца, серьги не должны быть искажены, повреждены, пластины должны быть целыми.
7. Проверяется прогиб рессоры в свободном состоянии.
8. Смазываются листы графитной смазкой.
9. Рессора собирается.

Применение

Сталь 65Г широко применяется в машиностроении. Пластичные свойства данной марки позволили сделать её эталоном в производстве рессор, пружин, упорных шайб. Благодаря твёрдости стало возможно изготовление из неё деталей с повышенной износостойкостью:

1. Корпусов для подшипников.
2. Тормозных фланцев.
3. Шестерёнок.
4. Фрикционных дисков.

Сталь 65Г на протяжении многих лет применяют в мастерских для изготовления ножей. Это обусловлено высокой твёрдостью и дешевизной материала.

Однако есть такой огромный недостаток, как подверженность ржавчине. Поэтому изделия требуют особого ухода.  Чаще эта сталь применяется для того, чтобы изготавливать метательные ножи, спортивное либо турнирное оружие (мечи, сабли, шашки).