Не секрет, что качество отечественных дорог оставляет желать лучшего, поэтому исправность и правильная регулировка всех элементов автомобильной подвески – важный фактор комфортного передвижения. Одними из основных компонентов подвески являются пружины, которые обеспечивают необходимую высоту кузова над дорожным полотном, а также влияют на грузоподъемность и управляемость машины.
Оптимальный уровень жесткости этих элементов устанавливается путем проведения тестирований в разных условиях движения, а идеальное усилие пружины соответствует величине, предупреждающей чрезмерный крен кузова.
Если пружины подобраны верно, то на любых поворотах крен кузова должен составлять не больше двух-трех градусов, на что обращают особое внимание. Слишком мягкие пружины могут существенно сказаться на управлении автомобилем. Но как узнать показатель жесткости пружины, установленной на вашем транспортном средстве? Об этом как раз и пойдет речь в данной статье.
Как определить жесткость пружины подвески?
Решить эту проблему призван еще один конструктивный элемент автомобильной подвески – амортизатор, предназначенный для ускорения процесса гашения толчков путем трансформации в тепло колебаний подвески и кузова.
Жесткостью пружины называют ее способность сопротивляться сжатию, что также является ее главной характеристикой. Чересчур жесткая пружина ухудшает качество управления автомобилем на неровных дорогах, одновременно увеличивая дискомфорт пассажиров. Слишком мягкая, наоборот, хорошо гасит толчки, но создает большой крен машины при прохождении поворотов.
Существует несколько факторов, которые напрямую влияют на показатель жесткости:
- Диаметр прута (чем он больше, тем больше будет жесткость);
- Внешний диаметр пружины (чем он больше, тем меньшим будет показатель жесткости);
- Количество витков пружины (больше витков – меньше жесткость);
- Форма пружины. Различают цилиндрические, конические, бочкообразные элементы, каждый из которых может обладать особыми характеристиками. Кроме того, одна пружина способна сочетать в себе сразу несколько форм.
Определить жесткость пружин, установленных на вашем автомобиле, можно, исходя из кода изделия или нанесенных меток в виде штамповок или обозначений краской (к примеру, длина пружины составляет не меньше 230 мм, и если изделие обозначено желтой маркировкой, значит, оно имеет длину менее 240 мм). Также узнать значение жесткости помогут ручной пресс, напольные весы и измерительная линейка (сила давления измеряется в килограммах на сантиметр).
Для этого на весы укладывают деревянный брусок толщиной не меньше 12 мм, площадь которого будет больше площади торца пружины, а сверху на него устанавливают саму пружину. Верхний торец пружины накрывают вторым бруском дерева и измеряют длину элемента. Используя пресс, пружину сжимают до конкретного значения (к примеру, 40 мм) и записывают показания весов, тем самым определяя жесткость детали.
Существует и другой способ определения указанной величины. Здесь пружина подвески рассматривается как тело начальной длины, обозначающееся буквой «L» и подвергающееся растяжению или сжатию. В соответствии с законом Гука для продольной деформации, изменения тела «х» пропорциональны его начальной длине «L» и приложенной силе «F». То есть, x = F*L/C, где «С» является коэффициентом пропорциональности и зависит от радиуса витков, диаметра проволоки и материала изготовления пружины. Показатель жесткости пружины — k = F/x = C/L или k*L = C («С» — постоянная величина).
Как правильно проверять пружины подвески
Зачастую внимание элементам подвески уделяют только тогда, когда что-то где-то застучало или машина начала себя неадекватно вести. Однако любую проблему легче решить на начальном этапе, чем мучиться с ее последствиями.
В случае с пружинами подвески, свидетельствовать об их плохом «самочувствии» могут следующие признаки:
- Частые «пробои» подвески;
- Снижение плавности хода транспортного средства;
- Появление вибрации и тряски при движении;
- Заметный перекос автомобиля или его осадка;
- Существенная разница между высотой передней и задней части машины;
- Сокращение дорожного просвета;
- Ярко выраженные следы взаимодействия пружинных витков (заметны при проведении диагностических процедур на смотровой яме или на подъемнике).
Почему же пружина может утратить прежние свойства? Во-первых, дает о себе знать естественный износ и «усталость» металла. Во-вторых, не исключено повреждение пружин из-за трения, полного сжатия или контакта с камнями. В-третьих, к неисправностям пружин могут привести частые перегрузки транспортного средства и преодоление неровных участков дороги на больших скоростях, а завершает «черную работу» коррозия металла, обусловленная повышенным уровнем влажности и влиянием дорожных реагентов.
Если при осмотре вы заметили повреждения витков хотя бы одной из пружин, такую деталь нужно обязательно заменить новым элементом. Также полезно проверить оседание пружин. Для этого деталь сжимают до соприкосновения витков, после чего задействуют нагрузку в размере 295 кГс. Сжатие пружины производится по ее оси, а опорная поверхность должна соответствовать опорной чашке амортизатора и кузова.
Кроме того, выполняя диагностику, обратите внимание на состояние пружинных прокладок: если на них отчетливо видны следы износа – лучше такие элементы сразу заменить.
При незначительных дефектах можно пока и не менять пружину, но в обязательном порядке стоит произвести замену, если:
- деталь сломалась (обычно это происходит в самом верхнем или нижнем витках);
- сильно заметна коррозия или другие повреждения металла;
- снизилась высота автомобиля (измеряется и сравнивается расстояние между центром колеса и краем его арки, причем на всех четырех колесах);
- наблюдается неравномерность горизонта транспортного средства (разница в высоте между передней и задней частями машины).
Инструменты для проверки пружины подвески
Для проведения полной диагностики пружин подвески вам понадобятся как обычные инструменты (гаечные и торцевые ключи, отвертки, молоток и т.д.), так и специальные съемники и стяжки пружин.
Что касается последних, то они существенно облегчают задачу демонтажа, правда, многие автолюбители прекрасно справляются и без них. Если вы собираетесь проверить жесткость пружин, то не лишними будут упомянутые ранее напольные весы, измерительная лента, ручной пресс и деревянные бруски подходящего размера.
Пружины, активно участвующие в обеспечении мягкости хода, иногда выходят из строя. Они устроены достаточно просто, довольно массивны, и на первый взгляд ломаться не должны. Но однажды вы можете заметить, что при нагрузке автомобиль стал задевать невысокие препятствия днищем. Это прямое свидетельство того, что просели пружины.
Существует несколько способов, позволяющих поднять пружины. Самый простой — установка новых пружин, которые точно прослужат достаточно долго. Процесс замены занимает достаточно мало времени, но этот способ нельзя назвать дешёвым, ведь оригинальные запчасти могут стоить достаточно дорого, а среди аналогов очень много некачественной продукции. Поэтому если вы решили поменять пружины, тщательно изучите ассортимент или обратитесь к проверенным специалистам.
Альтернатива замене — восстановление старых пружин. Есть два способа возврата упругости: термомеханический и электрохимический. Оба метода очень сложны технически, для них требуется специальное оборудование и значительный опыт подобных работ — только так можно гарантировать, что результат будет положительным.
Чтобы поднять пружины термомеханическим способом, нужно произвести следующие действия:
- пружина зажимается в тиски до такой степени, чтобы витки соприкоснулись;
- через пружину в течение 20 секунд подаётся электрический ток силой 200−400 А;
- после нагрева до 850° C металл начинает краснеть, подача тока прекращается;
- тиски медленно разжимаются;
- когда пружина удлинена до предела, фиксируются её торцевые окончания;
- пружина ещё немного растягивается, на 20−30 % (растягивать можно не более 30 секунд).
После этого необходимо произвести закалку, обычно она производится посредством погружения пружины в ёмкость с маслом. Как правило, используется масло серии АС-8.
Для реализации электрохимического способа требуется токарный станок, который оборудован источником тока для нагрева металла. Основные этапы этого процесса:
- в первую очередь в патрон устанавливают оправку, к ней с помощью хомута прикрепляется пружина;
- в резцедержатель устанавливается оправка и деформирующий ролик;
- на направляющей станине размещаются стойки и раздвижные ролики;
- ролики плотно соединяются с суппортами станка;
- затем немного поджимается оправка с установленной пружиной;
- начинается обработка, в ходе которой через пружину проводится электрический ток для нагрева;
- обработанные участки обрабатываются охлаждающей жидкостью, благодаря чему происходит закалка металла.
Альтернативные решения, если просели пружины:
- Установка пневмобаллонов. Это самый эффективный метод решения проблемы просевших пружин — не только потому, что он обеспечивает отличную жёсткость даже при сильном износе пружин, но и по соотношению цена/качество. Также пневмобаллоны можно достаточно легко и быстро установить — сделать это можно самостоятельно или обратившись к нашим специалистам. Подробнее о пневмобаллонах.
- Установка межвитковых проставок. Они обеспечивают меньшее сжатие пружины, что увеличивает клиренс. Также они защищают подвеску от пробивки, так как рабочий ход амортизатора уменьшается, а пружина практически не сжимается. При этом значительно снижается комфорт от поездки.
- Увеличение диаметра колёс за счёт замены дисков или резины. Такой способ поможет только при незначительном проседании пружин. Важно помнить, что у каждого автомобиля есть предельно допустимый размер колеса. Если его превысить, то на поворотах и при полной загрузке возможно возникновение трения между колесом и подкрылком.
По большому счёту, перечисленные способы — временные, так как проблема с износом пружины не решается.