Регистрация Войти
Вопрос

Как определить высоту сжатой пружины?

Я собираюсь заменить пружины в своём автомобиле и хочу установить более жёсткие пружины, не сильно меняя дорожный просвет.



В случае с моим автомобилем одним из старых распространённых способов сделать это было установить пружины от специальной версии (88SS) автомобиля (либо с разборки, либо заказать у производителя). Такие пружины сейчас большая редкость, и я подумываю о том, чтобы заказать комплект на заказ.



У меня есть данные о диаметре проволоки, диаметре катушки, свободной длине и жёсткости как моих оригинальных пружин, так и пружин из стали 88SS.



Я пытаюсь выяснить, какой будет высота пружины при определённом приложенном весе, чтобы сравнить характеристики двух пружин и понять, насколько сильно они будут сжиматься.



Я приведу спецификации ниже, если вы хотите ответить с указанием фактических значений (но, пожалуйста, покажите свою работу) или самой формулы.



Оригинальные пружины (F/R)

Диаметр проволоки: 13,8 мм / 13,8 мм

Диаметр катушки: 170 мм / 110,0 мм

Свободная длина: 294,5 мм / 336,5 мм

Жесткость пружины: 146 фунтов на дюйм / 188,2 фунта на дюйм



88SS Спрингс (F/R)

Диаметр проволоки: 14,5 мм / 13,5 мм

Диаметр катушки: 170 мм / 110,0 мм

Свободная длина: 263 мм / 317,0 мм

Жесткость пружины: 207 фунтов/дюйм / 224 фунта/дюйм



Nissan 300ZX Turbo 1984 года, 50-летие

Полная масса транспортного средства: 3490 фунтов

Полная масса передней оси: 1630 фунтов

Полная масса задней оси: 1860 фунтов



(Примечание: передняя часть стала легче примерно на 27 кг из-за демонтажа кондиционера и, вероятно, на 2,5–4,5 кг из-за замены штатного воздуховода на фильтр K&N)



Характеристики пружин предоставлены http://www.az-zbum.com/information.springs.shtml
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/1762/how-to-determine-the-compressed-height-of-a-spring
4
+ Читать

5 Комментариев

  1. У вас есть коэффициент упругости (вы называете его жёсткостью пружины), так что вы можете рассчитать его самостоятельно. ;) Коэффициент упругости — это сила (вес/масса), необходимая для сжатия пружины на заданную величину. Например, ваши передние пружины OEM сжимаются на 1 дюйм, когда вы прикладываете к ним силу в 146 фунтов.



    Итак, с учётом предоставленных вами данных можно рассчитать заводскую высоту. Автомобиль нагружает переднюю ось весом 1630 фунтов. Для простоты я предполагаю, что этот вес распределён равномерно и это неподрессоренная масса. Таким образом, на каждую пружину приходится 815 фунтов. Поскольку коэффициент упругости передней пружины составляет 146 фунтов на дюйм, мы можем рассчитать, что пружина сожмётся на (815/146) 5,58 дюйма. Высота ненагруженной пружины составляет 11,59 дюйма, поэтому высота нагруженной пружины равна (11,59–5,58) 6,01 дюйма.



    Итак, если вам нужны более жёсткие пружины при той же высоте дорожного просвета, вам нужны пружины со следующими характеристиками:



    Во-первых, у нас есть желаемая высота в сжатом виде: 6,01 дюйма



    Во-вторых, у нас есть коэффициент упругости: 207 фунтов на дюйм (передние пружины 88SS)



    В-третьих, вес каждой пружины: 815 фунтов



    Итак, эти пружины сжимаются на (815/207) 3,94 дюйма. Чтобы дорожный просвет составлял 6,01 дюйма, свободная длина должна быть (6,01 + 3,94) 9,95 дюйма. Это соответствует свободной длине в миллиметрах ((9,95 * 2,54) * 10) 252,73 мм.



    Кстати, очень хорошая машина! Мне нравится 300ZX, но, к сожалению, в моей стране она очень большая редкость. :(
  1. В этом расчёте предполагается, что жёсткость пружины постоянна во всём диапазоне сжатия. Я не верю, что это так, но не знаю, насколько сильно они могут ошибаться.
  1. Спасибо, это то, что мне было нужно. Я подумал, что у меня есть нужные данные и что я могу сопоставить цифры. В моём случае использование пружин 88SS добавит около 0,34 дюйма (с учётом моего уменьшенного веса) спереди, но сзади увеличение составит всего 0,022 дюйма. Думаю, если я куплю пружины нестандартной формы, то смогу немного отрегулировать переднюю часть.
  1. @Brian, я думал о вашем предложении с весами, и проблема, которую я вижу, заключается в том, что они также измеряют неподрессоренную массу (LCAs, оси, колёса, тормозные диски, шины и т. д.). Я не уверен, что существует действительно точный способ определить неподрессоренную массу автомобиля без дополнительных усилий.
  1. Вам следует взвесить автомобиль (весовые платформы для грузовиков обычно легко найти, и их использование обходится недорого) и узнать его реальный вес. Полная масса транспортного средства — это общая масса транспортного средства с максимальной загрузкой, установленной производителем. Большинство крупных автомобилей значительно легче этого показателя, когда находятся в движении (5-местные автомобили рассчитаны на перевозку взрослых пассажиров и багажа), а некоторые автомобили меньшего размера часто превышают этот показатель (например, мой MR2, в котором общая масса пассажиров и багажа не должна превышать 399 фунтов!).
Вы уже ответили на этот вопрос