Ispitivanje Opruga I Amortizera

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Sudent:

Mentor:

Nermina Hodžić 

doc. dr. Samir Lemeš 

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Contents 1

Uvod ............................................................. ................................................................................................................................... ................................................................................... ............. 2

2

Opruge ovjesa točkova .........................................................................................  .................................................................................................................... ........................... 3 Zadaća opruga .........................................................................................................................  ......................................................................................................................... 3 Djelovanje opruga (oscilacije) (o scilacije) ................................................................................................. 4 Vrste opruga .......................................................................................................................... ............................................................................................................................ .. 9 2.4.1

Čelične opruge ........ ........................................................................... ......................................................................................................... ...................................... 9

2.4.3

Gumene opruge ............................................................................................................. ............................................................................................................. 16

2.4.4

Plinske opruge ............................................................................................................... ............................................................................................................... 17

Regulacija visine karoserije ................................................................................................... ................................................................................................... 19 Aktivno stabiliziranje vozila (AFS1)................................................................... )......................................................................................... ...................... 19 3

Amortizeri ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 21 Dvocijevni uljni amortizer...................................................................................................... ...................................................................................................... 21 Jednocijevni plinski amortizer ............................................................................................... ............................................................................................... 22 Dvocijevni plinski amortizer .................................................................................................. .................................................................................................. 23 Amortizeri u sklopu ostalih dijelova ...................................................................................... ...................................................................................... 24 3.4.1

Opružne noge ................................................................................................................  ................................................................................................................ 24

3.4.2

Amortizer s regulatorom razine .................................................................................... .................................................................................... 24

Radionički radovi .................................................................... ................................................................................................................... ............................................... 27

4

3.5.1

Kvarovi i opravke amortizera......................................................................................... ......................................................................................... 27

3.5.2

Provjera amortizera ................................................................... ....................................................................................................... .................................... 28

....................................................................................................................................... 30 Zaključak ........................................................................................................................................

1

 

Ispitivanje opruga i amortizera

ISPITIVANJE OPRUGA I AMORTIZERA  Nermina Hodžić  Rezime: U ovom seminarskom radu bit će objašnjene uloga, rad i ispitivanje opruga  u ovjesu vozila je amortizera i opruga u motornim vozilima.  Zadaća opruga  ublažavanje udaraca koji se prenose sa točkova na nadgradnju , dok je zadatak amortizera prigušivanje vibracija vibracija opruga opruga,, tj. ne dopustiti dopustiti točkovima odvajanje od  podloge.. Amortizeri i opruge , zajedno sa stabilizatorima, gumenim graničnicima  podloge graničnic ima i  gumama čine elastičnu vezu,  vezu, 

1  Uvod

Motorna vozila se kreću po veoma različitim podlogama, od gotovo idelno ravnih betonskih ili asfaltnih puteva do bezpuća po kojima se ponekad kreću terenska vozila. Kretanje vozila u  bilo kojim uslovima bez elastične veze bilo bi nezamislivo već pri malim brzinama, a da se i ne govori o brzinama savremenih motornih vozila.

Uloga elastične veze je složena i mogla bi se svesti na slijedeće:  -  da ublaži štetno djelovanje udara nastalih usljed neravnina podloge, t e da te udare  prevodi u blaga blaga klaćenja bezopasna bezopasna po čovjeka i stabilnos stabilnostt vožnje;  -  da omogući brzo prigušenje klaćenja vozila;  -  udari i njegovo prigušenje ne smiju imati štetan uticaj na upravljački mehanizam i sigurnost vožnje.  Vozilo se na elastičnoj vezi klati i to prvenstveno pod uticajem udara sa podloge 8neravnina  podloge), a zatim pri naglom kočenju, ubrzavanju u krivini itd. Klaćenje vozila, a naročito udari utiču da vožnja bude neudobna, da se teret trese i premjesta uz mogućnost oštećenja, a remeti se i stabilnost vozila. Posebno negativan uticah klaćenje vozila ima na čovjeka, jer ga zamara, utiče na nervni sistem, a određeni udari sa podloge mogu dovesti i do oštećenja  pojedinih odrgana.

Elastična veza se obično sastoji od elastičnih elemenata - oprga, zatim prigušivača –   amortizeragumenih amortizeragumen ih graničnika, stabilizaora i guma. 

2

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2  Opruge ovjesa točkova  2.1.1.1  Zadaća opruga 

Zadaća opruga u ovjesu vozila je ublažavanje udaraca koji se prenose sa točkova na nadgradnju. Energija udaraca pretvara se u energiju njihanja i toplotu. Osim rotacije, točkovi vozila zbog neravnina podloge dobijaju i translatorno gibanje u ravni okomitoj na podlogu.

Što je vožnja brža, to se ta gibanja odvijaju u kraćem vremenu, pa nastaju ubrzanja znatno veća od g. Zbog toga nastaju velike udarne sile koje su tim veće sto je veća masa u gibanju (F = m ∙ a ) [N].  Opružno djelovanje i prigušivanje vibracija mjerodavno je za:  -

udobnost vožnje  vožnje  –   oscilacije

karoserije ublažavaju za putnike neugodne i za zdravlje opasne udarce, te štite osjetl jiv  jiv teret i dijelove samog vozila. Na udobnost utječu masa vozila i karakteristike opruga;  vožnji   –  –   pri  pri velikim neravninama podloge može se izgubiti kontakt s - sigurnost u vožnji   podlogom; točkovi točkovi u zraku ne mog moguu prenijeti sile na pod podlogu logu (poprečne i pogonske pogonske sile, sile kočenja). Da točkovi ne gube kontakt s podlogom zaslužni su amortizeri i -

stabilizatori ponašanje u zavoju  zavoju   –  

s povećanjem brzine vozila u zavoju , zbog slabijeg  prijanjanja unutarnjeg točka na podlogu, smanjuju se poprečne sile vođenja. Uzajamnim djelovanjem opruga, stabilizatora i amortizera, mora se osigurati neprekinut dodir točka s podlogom. 

Opruge u sistemu ovjesa ugrađuju se između vodilica i karoserije. Pneumatici takođe spadaju

u sistem opruga i djeluju povoljno na stabilnost vozila. Sjedišta daju dodatnu udobnost, odnosno opružno djelovanje, ali samo putnicima vozila, (sl.1.). 

Slika 1. Opružno djelovan je osobnog vozila [1]

3

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Djelovanje opruga (oscilacije)

Do oscilacija može doći u tijelima i sistemima koji imaju elastična i inercijska svojstva. Svaki elastični sistem će vibrirati ako se pomakne iz ravnotežnog položaja. Kada na sistem ne djeluju spoljašnje sile, takve vibracije nazivamo vlastitim vibracijama  sistema ( nazivaju se  još i slobodne ili prirodne). prirodne).  Masa vozila i opruge daju sistemu određenu vlastitu frekvenciju oscilacija (iskazana je kao oscilacijski broj karoserije, OBK). Mali uticaj na frekvenciju oscilacija ima i prigušenje. Otkloni vlastitih vibracija zbog prigušenja su sve manji, pa takve vibracije nazivamo i  prigušenim vibracijama, vibracijama, (sl.2.).

Slika 2. Slobodne , vibracije s prigušenjem [1] prigušenjem [1]

Kod prisilnih vibracija periodična poremećajna sila stalno djeluje na elastični sistem. Frekvencija

takvih jednaka sa je točkova frekvenciji poremećajne sile. njih Poremećajne sile sile: kod vozila su udarne silevibracija koje se prenose na karoseriju, a osim tu su i ostale  pogonske,, kočione, centrifuga  pogonske centrifugalne, lne, bočne, aerodinamične. aerodinamične. Kretanja i vibracije vibracije vozila pojavljuju se u smijeru tri osi koordinatnog sistema (sl.3.).

4

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Slika 3. Stepeni slobode vozila [1] Kada točak

pređe preko neravnine počne oscilirati. Kretanjem prema gore pritišće oprugu: stvorena sila u pruzi ubrzava karoseriju u istom smijeru, istovremeno usporavajući točak. U trenutku izjednačavanja sila opruge i inercije, točak zastane (dostigao je mrtvu tačku) i potom se počinje vraćati. Sila u opruzi (akumulirana energija kretanja točka) gura točak i ubrzava ga  prema podlozi. Opruga se rasteže i usporava točak kao i karoseriju koja se kreće prema gore. Taj se proces ponavlja sve dok se sva energija kretanja ne pretvori u toplotu trenjem u oprugama, amortizeru i otporu zraka, (sl.2.).

Pomak kojeg oscilirajuća masa pređe od jedne do druge mrtve mrt ve tačke nazivamo amplitudom.  Rezonancija, (sl.4.)

Slika 4. Prisilne vibracije, rezonancija[1]

5

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Vibracije koje potiču  od periodičkih sila (prisilne vibracije  često su vrlo opasne, jer i male  poremećajne sile mogu mogu se poklopiti sa vlastitim vibra vibracijama cijama sistema: dovoljni su i slabi udarci udarci da otkloni postanu sve veći i veći. Velike amplitude oscilacija mogu izazvati lomove d ijelova. Rezonancija pri vibriranju je podudaranje frekvencije impulsa poremećajnih sila sa frekvencijom vlastitih vibracija sistema koji prisilno vibrira. Pri pojavi rezonancije amplitude

vibracija postale bi neizmjerno velike da nema prigušenja. Unatoč prigušenju, zbog pojave  jakih dinamičkih naprezanja, ako i ne dođe do loma, dijelovi se stalno naprežu tako da dolazi do zamora materijala. Oscilacije karoserije mogu se povećati, ako poremećajne sile (npr. Udarci točkova) deluju u ritmu koji se poklapa sa vlastitom frekvencijom frekvencijom oscilacija kkaroserije. aroserije. Ako poremećajne sile ne djeluju u taktu vlastitih vibracija, ili ako nisu u smijeru njihanja, ne može doći do rezonancije.

F re rekve kvenc ncii ja je broj oscilacija u sekundi, mjerna jedinia je Hertz (1 Hz = 1 s -1). Karakteristika Karakteris tika opruge

 prikazuje međusobnu ovisnost njenog opterećenja i deformacije. Opterećenje opruge mjeri se silom F, a deformacija progibom x (ili momentom M i uglom uvijanja ᵩ ), pa je karakteristika opruge ili k r utost utost o op pr uge ug e c :

Karakteristika opruge je kriva koja

=

  ∆ ∆

  [/] 

(1)

Karakteristika opruge c 

Opruge

Krutost opruge je konstantna, (sl. 5.)

Linearne

Progresivne

Krutost opruge raste s opterećenjem, (sl. 6.) 

Degresivne

Krutost opruge opada s opterećenjem 

Nelinearne

6

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Slika 5. Linearna karakteristika karakteristika opruga [1]

Slika 6. Progresivna Progresivna karakteristika opruge[1] 

Opruge dijelimo na mehke i tvrde. Progresivne opruge porastom opterećenja postaju sve tvrđe. 

7

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Ovješene i neovješene mase 

Vozilo možemo posmatrati kao sistem kojeg čine ovješene (karoserija i teret) i neovješene mase (točkovi, kočnice, dijelovi ovjesa). Ovješene i neovješene mase povezane su oprugama i amortizerima. Za udobnost vožnje poželjno je da omjer između ovješenih i neovješenih masa  bude što veći: neovješene mase moraju biti što manje (povoljno je imati naplatke iz lahkih legura i kočnice dalje od točkova). Kako su ove mase povezane oprugama, međusobno djeluju vencijama, (sl.7.).  jedna na drugu drugu i osciliraju različitim frek vencijama,

Slika 7. Gibanje masa poslije prelaza neravnine [1] 

Ugradnjom amortizera smanjuju se amplitude, a oscilacje se brže prigušuju. Frekvencija oscilacija se ne mijenja prigušivanjem. 

Oscilacijski broj karoserije (OBK)

OBK se može odrediti dovođenjem vozila, prednjeg ili stražnjeg dijela, u oscilacijsko gibanje. Jedan puni Amortizeri titraj je hodnemaju karoserije prema gore iveć dole. Brojna titraja u minuti daje broj karoserije. uticaj na OBK, samo amplitudu titran  ja.oscilacijski Nasuprot tome,

masa vozila ima veliku ulogu: što je vozilo ili teret vće mase to je OBK manji.   Mehki ovjes  –  –   60 titraja u minuti i manje mogu dovesti do mučnine (slično morskoj bolesti). Ovo s može uvesti ugradnjom tvrđih opruga.  Tvrdi ovjes  –   90

i više titraja u minuti oštećuju kičmu. Tvrdi ovjes često se ugrađuje zbog  potrebe prenošenja prenošenja većih tereta, ali prazno vozilo tada tada nije dovoljno udobno. udobno.

8

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Vrste opruga 2.4.1  Čelične opruge

 Najveći broj vozila vozila posjeduje čelične čelične opruge, a to su:  -

lisnate torzijske ravne, torzijske zavojne, stabilizatori.

Opružno djelovanje temelji se na elastičnoj deformaciji čelika (koriste se Cr -V čelici za opruge) pri opterećenju unutar unutar granica rastezljivos rastezljivosti. ti. 

2.4.1.1  Lisnate opruge (gibnjevi)

 Najduže primjenjivan tip opruga, danas se ugrađuju prije svega na vozila sa zavisnim ovjesom. Rijetko se koriste u osobnim vozilima. Nasuprot tome, u teretnim vozilima to je

načešće ugrađivana vrsta opruga. Osnovna prednost lisnatih opruga je što objedinjuju ulogu opruga, vodilica i amortizera. Ostala konstrukcijska riješenja nisu u mogućnosti istovremeno ostvariti te zadaće.  Ove opruge se sastoje od nekoliko čeličnih "pera" ili "listova" stisnutih  z a j e d n o . Okruglim se završecima lisnata opruga pričvršćuje na karoseriju automobila, dok je na njenom središnjem dijelu postavljen kotač . Lisnate o p r u r u g e s e u g r a đ u j u n a s t r a ž n j i m k o t a č i m a , n o d a n a s i h s v e v i š e z a m j e n j u j u  spiralne opruge koje su manjih manjih dimenzija te imaju bolja mehanička svojstva. svojstva.  

Slika 8. lisnata opruga [2]

9

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.1.2  Složene lisnate opruge

Ove opruge imaju široku primjenu. Pogodne su za velika opterećenja, kod drumskih i šinskih vozila i općenito kod transportnih tr ansportnih sredstava sredstava,, presa itd.  

Slika 9. Složena lisnata opruga [2] opruga  [2]

Opruge za vozila, sastavljene su od specijalnog utorenog pernog čelika, oslanjaju se u stredini, gdje je navučena spona u vrućem stanju, a na slobodnim krajevima djeluje sila. Označimo li sa n ukupan broj lamela složene lisnate opruge, njena bi cijela širina bila nb nb kada  kada  bi se sastojala samo od jedne lamele. Prema tome vrijedi 

  =  ∙  = ∙∙ℎ ∙ , ]  6

(2) 

odavde je dopušteno opterećenje opruge: 

=

 ∙∙ℎ ∙, 6∙

] 

 Nedostatak lisnatih lisnatih opruga je potre potreba ba za redovnim održavanjem, održavanjem, velika težina i dimenzije. 

10

(3)

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.1.3  Kvarovi , kontrola i opravka lisnatih opruga

Kod lisnatih opruga vršimo ispitivanje na slijedeće kvarove: kvarove:  -  pucanje čeličnih listova koje nastaje od preopterećenja preopterećenja vozila i nepažljivog rukovanja rukovanja vozilom vozilom po neravnim putevima; - trošenje čahura i osovinice ušica koje nastaje kao posljedica duže upotrebe, a naročito zbog lošeg podmazivanja;  - slabljenje elastičnosti, nastaje kao posljedica preopterećenja vozila i kao normalna  pojava nakon nakon duže upo upotrebe trebe vozila;  -  popsutile su stege stege gibnja ili vješa vješalice. lice.  Svi navedeni kvarovi na lisnatim oprugama mogu se utvrditi pregledom opruge na vozilu.

Međutim , za opravku, zamjenu čahur, listova , vraćanje gibnja na propisnu dužinu potrebno  je skinuti oprugu sa vozila.

Skidanje gibnja vrši se kada je vozilo podignuto. Ako je zazor i trošenje čahure u ušicama veliko, vrši se zamjena čahure. Istrošene čahure u uicama gibnja iz bijaju se ili ispresuju, a u ušice se utisnu čahure koje je potrebno na propisnu mjeru dotjerati razvrtanjem prema osovinici. Ovalna osovinica se može predhodno dotjerati brušenjem, a nakon toga na mjeru razvrtati čahura, ostavljajući potreban zazor za podmazivanje. Danas se obično vrši zamjena komplet čahure i osovinice, jer se kroz osovinicu vrši podmazivanje ovog sklopa.  Puknuti čelični list potrebno je zamijeniti novim, od odgovarajućeg materijala i odgovarajućih dimenzija, uz predhodno dotjerivanje na odgovarajuću dužinu i veličinu luka.  Kontrla elastičnosti gibnja vrši se nakon što se gibanj skine, a zatim se izmjere dužina između osa čahura ušica i visina ose ušica od sredine gibnja. Ako je dužina veća od dozvoljene, a visina manja, gibanj je „istegnut“ , tj. oslabljenog napona. Takav gibanj je potrebno rastaviti i sve listove dotjerati u prvobitan položaj pomoću prese na hladno (šprengovanje). 

2.4.1.4  Torzijske zavojne opruge

vozilima koriste se isključivo kao glavne pritisne opruge (izuzetno kao dopunski elastični elementi). Postavljaju se okomito ili koso. Spadaju u mehke opruge, što je pogodno

U osobnim

za osobna vozila.

U odnosu na lisnate opruge, torzijske zavojne opruge imaju manje gabarite, duži vijek trajanja, jednostavniju konstrukciju i ne moraju s e održavati. Nedostatak im je slabo vlastito  prigušenje oscilacija, ne prenose sile točkova, a zbog male krutosti ne mogu se ugrađivati u teretna vozila.

Zavojne opruge imaju obično linearnu karakteristiku. Mekane zavojne opruge razlikuju se od tvrdih prema:

-

manjem prečniku žice,  većem unutarnjem prečniku opruge,   većem broju namotaja.  11

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Da bi se jednim te istim oprugama mogao nositi veći teret uz zadovoljavajuću udobnost  praznog vozila, vozila, zavojnim opruga oprugama ma daje se prog progresivna resivna karakteristika karakteristika.. To se postiže postiže::  -

različitim usponom namotaja,  različitim unutrašnjim prečnikom opruge (bačvaste, konusne, strukirane),  različitim prečnikom žice, (sl. 10.).

Slika 10. Vrste zavojnih opruga [1] 

Prednost  bačvaste

miniblok opruge, (sl.11.),  prema običnoj cilindričnoj je što se susjedni zavoji opruge ne mogu dodirnuti: zato opruga može biti kratka, s velikim progibima pri velikim opterećenjima. Miniblok opruge mogu biti izvedene kako s različitim usponom zavojnice, tako tako i s ra različitim zličitim prečnikom žic žice. e. 

Slika 11. Miniblok opruga [1] 

12

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Zavojne opruge ne mogu preuzeti sile vođenja točkova.  Opterećenje F koje djeluje u osi opruge moze se reducirati na osnu liniju navoja (sl.12.). Momenat sprega:

  =  ∙ ] 

(4)

uvijanje:

napreže oprugu na   =

   ∙ 

=

 16∙∙ 2∙3 ∙

=

 8∙∙  3 ∙

≤  , ] 

(5)

Slika 12. Glavne veličine zavojne pritisne opruge [2] opruge  [2]

Danas se amortizeri sve manje ugrađuju unutar opruga, jer se time produžuje vrijeme demontaže i ugradnje dijelova. 

13

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.2.1  Kvarovi kontrola i opravka torzionih zavojnih opruga

Kvarovi na zavojnoj opruzi najčešće mogu biti: pucanje zavoja i gubljenje elastičnosti gibnja kada je njegovadužina (visina) smanjena. I u jednom i u drugom slučaju opruge je potrebno zamijeniti, jer opravka nije preporučiva. Sabijena zavojna opruga uzrokuje udare, jer se oni  pri opterećenju spirale spirale međusobno dodiruju. dodiruju. Prema tome, ni stavljanjem stavljanjem podloški ovi udari se se neće izbjeći, čak iako se auto podigne za visinu podloške.  Zavojna torziona opruga je izgubila elastičnost ako je zbog opterećenja uvijena (usukana) i u ovom slučaju ublažavanje udara je slabije, a vozilo se spusti.  Kod nekih vozila postoji mogućnost regulisanja gibnja i podizanje vozila zatezanjem ili  popuštanjem opruge opruge pomoću eekscentričnog kscentričnog za zavrtnja. vrtnja.  Kako vidimo iz predhodnog razmatranja najčesšći kvarovi kod ove opruge su pucanje spirala i gubljenje elastičnosti. Prema tome moraju se vršiti vr šiti ispitivanja elastičnosti opruge na posebnim mašinama. 

2.4.2.2  Torzijske ravne opruge

čelične šipke koje se uvijaju polugom na koju je  pričvršćen točak. Mogu biti različitih r azličitih presjeka: najčešće okrugli, kvadratni i paketi plosnatih. Postavljaju se u vodoravnoj ravnini, uzdužno ili poprečno na os vozila. Uzdužno postavleni štapovi većih su dužina, i omogućavaju veće ugaone deformacije: opruga je mekša i dopušta veće pomake.  Torzijske ravne opruge, (sl. 13.), su

Ovakve opruge ne podnose savijanje pa se često ugrađuju u cijev koja ih podupire i ujedno štiti. Krajevi opruga (glave za upinjanje) su ožljebljeni, što omogućava regulisanje visine vozila, te ravnomjernu napregnutost opruga svih točkova. 

Slika 13. Torzijska ravna opruga [1] 

14

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.2.3  Stabilizator Stabilizator je posebna izvedba torzijske ravne opruge i zadatak mu je pov ećati stabilnost vozila na cesti. Najčešće se ugrađuje kao okrugla šipka, (sl. 14.), isključivo U-oblika.

Slika 14. Stabilizator [1] 

Središnji dio stabilizatora okretan je u ležajevima na karoseriji, obe poluge pričvršćene su  preko gumenih elemenata na vodilice točkova (npr. oprečne).  Podizanje jednog točka prenosi se uvijanjem (torzijom) stabilizatora tako da se i drugitočak nastoji podići. To znači da stabilizator prenosi opterećenje jednog točka na drugi i sprječava  preveliko naginjanje vozila u zavoju. Kod jednakomjernog opruženja točka stabilizator ne djeluje.

15

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.3  Gumene opruge

Gumene opruge zbog vrlo velike elastičnosi i jakog vlastitog prigušenja koriste se za  prigušivanje vibracija visokih frekvencija frekvencija i buke. Svi elementi ovjesa pričvršćeni su gumenim oprugama na karoseriju. Takve gumene opruge preuzimaju na sebe ublažavanje bočnih udarnih sila.

Gumene opruge, različitih izvedbi (sl. 15.), nikada se ne koriste kao glavne opruge (osim za manje prikolice osobnih vozila).

Slika 15. Gumena opruga , hidroležaj[1] 

Umjesto jednostavnih gumenih elemenata za ovješenje motora danas se sve češće koriste hidraulični prigušeni elastomeni ležajevi (hidroležajevi) koji još bolje prigušuju vibracije različitih frekvencija. Hidroležaj se sastoji od:  -

nosive gumene opruge

hidrauličkog dijela (radna komora, komora izjednačenja i blenda s prigušnim otvorom)

 Nosiva gumena opruga mehanička je veza između motora i karoserije. Komore su ispunjene i spunjene hidrauličkom tekućinom. Blenda prigušuje protok tekućine iz je dne u drugu komoru  pojačavajući prigušno prigušno djelovanje opruge. 

16

 

Ispitivanje opruga i amortizera

2.4.4  Plinske opruge

Kod plinskih opruga iskorištava se elastičnosti potisnog plina (zraka ili dušika). Ideja potiče  još iz 1847. godine, godine, a prva isp ispitivanja itivanja izvedena su 1910.  2.4.4.1  Zračne opruge (pneumatske)

 Najviše se koriste, ali tada je potrebno imati uređaj za potiskivanje zraka (kompresor). Stoga Sto ga se pneumatske opruge koriste u vozilima koja već imaju kompresor zbog kočnica, otvaranja vrata i sl. (autobusi i teška teretna vozila).  Prednosti su:

-

mogućnost prilagođavanja krutosti ovjesa tokom vožnje,  mogućnost mogućnostt podešavanja visine karoserije,  mogućnos stabilizacija nagiba karoserije u zavojima,

duži vijek trajanja opruga i karoserije vozila,  mala težina. 

Kako bi se smanjili gubici potisnutog zraka brtvljenje je izvedeno gumenim mijehom: cilindričnim ili naboranim (sl. 16.).

Slika 16. Cilindrični i valoviti mijeh  mijeh [1] 

Kako pneumatske opruge prenose samo opterećenja duž svoje osi, ugrađuju se između vodilica i karoserije, (sl. 17.).

17

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Slika17. Složena osovina sa cilindričnim mijehom  mijehom [1] 

2.4.4.2  Hidropneumatska opruga Hidropneumatska opruga, (sl. 18.), kombinacija je plinske opruge i radnog hi drauličkog cilindra, pa istovremeno djeluje kao opruga i amortizer. Visokopritisna uljna pumpa (oko 180

 bara) pritiskanjem ili isisavanjem ulja više ili manje pritišće plin u kugli (obično dušik konstantne količine). Ulje i plin, koji se nalaze pod jednaki m pritiskom, odvojeni su membranom. Kugla može biti pored cilindra ili potpuno odvojena od njega, ovisno o raspoloživom prostoru. Ventili između radnog cilindra i kugle prigušuju protok ulja i djeluju kao prigušivači oscilacija.

18

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Slika 18. Hidropneuma Hidropneumatsk  tsk i opružni element  [1] 

Regulacija visine karoserije

Ručno aktiviranim ventilom visine (razvodnik) se može promijeniti udaljenost karoserije od  podloge: npr. mogu se svladati veće neravnine podloge ili izmjeniti točak. Automatsku regulaciju visine nadgrađa vozila moguće je izvesti spajanjem razvodnika s vodilicom točka  preko polužnog sistema, (sl. 19.): spusti li se karoserija, npr.zbog tereta, klip razvodnika  postavi se tako da ulje pod visokim pritiskom ulazi u radni cilindar i podiže konstrukciju sve dok se razvodnik ne zatvori. Opruga postaje tvrđa i povećava se oscilacijski broj karoserije,  pa je opruženje opruženje (opružno djelovanje) djelovanje) neudobnije neudobnije.. 

Slika 19. Regulacija visine karoserije hidropneumatskom hidropneumatskom oprugom [1] 

Ugradnjom treće kugle po osovini, povećava se zapremina plina (a time i opružna zapremina),  pa vozilo postaje udobnije u vo vožnji žnji po pravcu. U zavojima je treća kugla odvojena ventilom.  Aktivno stabiliziranje vozila (AFS1) Hidropneumatskom sistemu pridodani su, (sl. 20.):

stabilizatori sa radnim cilindrima za prednju i stražnju osovinu,  -  poprečni stabilizatori - korektor nagiba i magnetni ventil, - AFS kugla sa integriranim regultorom tvrdoće opruge,   - Elektronski upravljački uređaj.  Sistem je u mogućnosti: 

-

spriječiti naginjanje vozila u vožnji zavojima  kontinuirano mijenjati tvrdoću ovjesa od tvrdog do mehkog, neovisno o izborru komfor (Comfort) ili sport programa.

Da bi se vozilu moglo korigirati naginjanje karoserije u vožnji zavojem, te je do vesti u vodoravni položaj, potrebno je imati varijabilni stabilizator. Takav stabilizator omogućava  brzu promjenu tvrdoće. Ugradnjom klasičnog stabilizatora, s konstantnom tvrdoćom, tvrdoćom, može se

19

 

Ispitivanje opruga i amortizera

 postići udobna vožnja vožnja uz preveliko naginjanje u za zavojima vojima (mehki ovjes) ili sportska vožnja uz malu udobnost (tvrdi ovjes).

Kod AFS sistema ugrađen je relativno kruti stabilizator, učvršćen je  preko radnog cilindra na desnu stražnju uzdužnu vodilicu. Prednji stabilizator učvršćen je preko radnog cilindra na vodilicu li jevog  jevog točka. Oba dijagonalno postavljenja radna cilindra hidraulički su međusobno spojeni preko magnetnog ventila.

Slika 20. Aktivno stabiliziranje vozila [1] 

Veći pritisak izvlači klipnjače radnih cilindara, ali uz različito djelovanje na osovinama:  podizanjem prednje lijeve strane istovremeno se spušta stražnja strana i obrnuto, ovisno vozi li se u lijevom ili desnom zavoju.  

20

 

Ispitivanje opruga i amortizera

3  Amortizeri

Zadatak amortizera je prigušivanje vibracija opruga, tj. ne dopustiti točkovima odvajanje od  podloge. Prematome amortizeri povećavaju sigurnost i udobnost. Ugrađuju se između karoserije i vodilica točkova.  Točkovi i karoserija vozila osciliraju različi tim frekvencijama. A dobar amortizer mora biti djelotvoran i na jednim i drugim.

Danas primjenjivani amortizeri gotovo kroz provrte ili ventile ( prigušnice ).  

isključivo su hidraulički: klip u cilindru potiskuje ulje

Hod razvlačenja –  točak se kreće prema podlozi i razvlači teleskopski amortizer. Prigušenje je veliko. Hod pritiska  –   točak se kreće od podloge prema karoseriji. Amortizer se skrauje, a prigušenje  je manje.

Promjenom prigušenja amortizeri se prilagođavaju svojstvima vozila. Prigušenje se mijenja  promjenom veličine otvora ventila. U amortizerima se energija oscilacija pretvara u toplotu.

Dvocijevni uljni amortizer

U osnovi se hidraulički amortizer sastoji iz jednog cilindra u kojem se nalazi klip

sa

klipnjačom.

Kod dvocijevnog  amortizera (sl.21.), klipnjača sa zaštitom kapom učvršćena je na karoseriju, a cilindar na vodilicu točka.  Clindar čine unutarnja i vanjska cijev. U unutarnjoj se klip potpuno koji se kreće u cijevi radnomnalazi prostoru

ispunjenom uljem. Prostor između vanjske i unutrašnje cijevi stvara prostor za izjednačenje ( egalizacijski volumen )  i samo je djelimično ispunjen uljem. Zadatak mu je prihvatiti ulje koje

istiskuje klipnjača ulaskom u radni  prostor. Osim toga, zagrijavanjem se ulju

 povećava zapremina, pa prostor za izjednačenje preuzima i taj višak. Razvlačenjem amortizera ulje iz prostora za izjednačenje usisava se u radni  prostor.

21

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Ventili ugrađeni u klipu te na dnu radnog prostora tako su odabrani da pri kretanju klipa  prema gore, tj. razvlačenju amortizera, stvaraju veće otpore odnosno jače prigušuju ( imaju manje otvore ). Ovako različitim prigušenjem postiže se brže smirivanje oscilacija i točkovise drže na podlozi.  Dvocijevni amortizeri ugrđuju se samo s klipnjčom prema gore. U protivnom bi se usisavao zrak iz prostora za izjednače izjednačenje nje što bi dovelo do upjenjivanja ulja i smanjivanja prigušenja. 

Jednocijevni plinski amortizer Jednocijevni plinski amortizer,( sl.22.

), ponaša se u radu poput dvocijevnog, ali nema  poseban prostor za izjednačenje, već tu ulogu preuzima plinski jastuk. Prema tome ovaj amortizer nema vanjsku cijev. Inertni plin na 20  –   30

bara, obično dušik , odvojen  je od uljnog prostora međuklipom (tzv.  plivajućim klipom , klipom bez klipnjače). Uronjavanjem klipnjače u cilindar, kao i zagrijavanjem ulja, pritisak raste.

Jednocijevne plinske amortizere moguće ugraditi izvedbi s udarnim pločama, klipnjača mora je ležati dole.  u bilo kojem položaju. Kod posebnih

Slika 22. Jednocijevni i dvocjevni plinski amortizer [1] 

22

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Dvocijevni plinski amortizer

Svojom konstrukcijom dvocijevni plinski amortizer sličan je dvocijevnom uljnom, s razliko što je u prostoru za izjednačenje inertni plin pod pritiskom od 3 do 8 bara. Plin spriječava  pjenjenje ulja i stvaranje parnih mjehurića, mjehurića, čime se poboljšava prigušenje prigušenje oscilacija na gotovo cijelom frekvencijskom području.  Dvocijevni plinski amortizer sa varijabilnim prigušenjem Do sada nije bilo moguće prilagoditi osobie amortizera promjenjivom opterećenju (težini) vozila. Amortizeri na vozilima sa mogućnošću prevoženja velikih tereta moraju imati jako  prigušenje, čime znatno smanju smanjuju ju udobnost kod ppraznog raznog vozila.

Slika 23. Dvocijevn 23. Dvocijevnii plinski amortizer s promjenjivim p prigušenjem rigušenjem  [1] 

Dodavanjem jednog ili više žlijebova (sl. 23.), u zidove cilindra postiže se željena promjena  prigušenja dvocijevnih dvocijevnih plinskih amortizera amortizera..  Malo opterećenje –   radni se klip kreće u području žlijebova, pa ulje ne prolazi samo kroz  prigušne provrte klipa nego i kroz žlijebo žlijebove. ve. Prigušenje je manje a time i ve veća ća udobnos udobnost.t.   Veliko opterećenje –  klip se kreće ispod žlijebova žl ijebova i prigušenje je najveće.  Promjenom broja i dužine žlijebova kao i njihove visine postavljanja, amortizeri se mogu  prilagoditi teretu kao i cijelom sistemu ovjesa.

23

 

Ispitivanje opruga i amortizera

 Amortizeri u sklopu ostalih dijelova dijelova 3.4.1  Opružne noge 

Spoj pojačanog amortizera i opruge (obično zavojne) nazivamo opružnom nogom. Opružne noge mogu se koristiti kao okomite vodilice, ako imaju rukavac na koji dolazi ležaj točka, (sl.24., klipnjača amortizera mora imati veći promjer zbog preuzimanja sila vođenja točkova). Pojedine konstrukcije opružnih nogu imaju prigušne   uloške. Kada se prigušnik pokvari, odbacuje se samo uložak: skidanjem matice držača patrona se izvadi iz kućišta i zamijeni. 

Slika 24. Opružna noga  noga [1] 

3.4.2  Amortizer s regulatorom razine

Ovjes kod osobnih vozila je tako usklađen da najboljedržanje na ceti postiže pri nekom srednjem opterećenju: maksimalno natovarenom vozilu smanjuje se stabilnost, spusta se zadnji dio, smanjuje se hod opruga i udaljenost od podloge. Osim toga, povećava se osjetljivost na bočni vjetar, mijenja se ponašanje vozila u zavojima, a pri noćnoj vožnji zasljepljuju se vozila iz suprotnog smijera. Udobnost vozila mijenja se zbog toga što većim opterećenjem čeličnih opruga dolazi do promjene frekvencije oscilacija. Ko nstantna vlastita frekvencija oscilacija od 1 Hz (odgovara oscilacijskom broju karoserije OBK = 60) neovisna

o veličini tereta, postiže se samo ugradnjom plinskih amortizera s regulacijom razine. Visina karoserije ne mijenja se promjenom opterećenja, čak ni u vožnji s prikolicom.  Razlikujemo :

-  pneumatske i

24

 

Ispitivanje opruga i amortizera

-

hdropneumatske sisteme.

Pneumatska regulacija razine je sistem sastavljen iz kompresora, upravljačkog sklopa i dva amortizera (plinske opruge s induktivnim senzorom).

sa ugrađenim plinskim oprugama, (sl.25.) i nose cijelokupno osovinsko opterećenje. Plinsku oprugu čini zvono i mijeh. Porastom opterećenja Amortizeri su plinski jednocijevni

amortizer prodire dublje u zvono: u integriranom namotaju senzora inducira se napon na temelju kojeg upravljački sklo p aktivira kompresor.

Slika 25. Pneumatska Pneumatska opruga –  opruga –  prigušnik   prigušnik  [1] 

Pritisak zraka u opruzi ovsi o opterećenju i kreće se između 5 i 11 bara.  

Hidropneumatska Hidropneumat ska regulacija razine  –  –  sistem čine: 

- opružna noga i opružni spremnik, (kugla, sl. 26.) - uljna pumpa (radijalna klipna) sa spremnikom ulja, - upravljački sklop sa regulatorom razine, r azine,  -  potisna poluga.

25

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Slika 26. Opružna noga s kuglom (hidropneumatska) (hidropneumatska)  [1] 

Opružni spremnik radi kao dodatna hidropneumatska opruga. Pri spuštanju vozila utiskuje ulje u oprugu sve dok se ne uspostavi normalna visina. Nakon toga se iz pumpe ulje vodi do spremnika gotovo bez ikakvog pritiska.

26

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Radionički radovi  Najčešće neispravnosti neispravnosti koje ssee mogu pojaviti pojaviti na sistemu ovjesa su:  lom ili oštećenje vodilica,  trošenje ležaja, svornjaka i rukavaca, različiti šumovi.  Zavojne opruge nije potrebno posebno održavati, ali u slučaju loma ili smanjene visine nužna  je zamjena. Za takve radove prijeko prijeko je potreban pos posebni ebni alat za de demontažu montažu opruga. opruga.  -

3.5.1  Kvarovi i opravke amortizera

da je uloga prigušivača da ublažavaju (prigušuju) vibracije pri kretanju vozila neravnim terenom. Najčešće se u primjeni kod lahkih i teških vozila koriste hidraulični  prigušivači.  Poznato je

 Najčešći kvarovi kvarovi koji nastaju na hidrauličnim hidrauličnim prigušivač prigušivačima ima su:  -

istrošenost pričvrsnih dijelova;  gumica na krajevima prigušivača, što prouzrokuje lupkanje pri vožnji;  nedovoljno pritegnute navrtke na krajevima prigušivača, što tkođe prouzrokuje lupkanje;

-

istrošenost ili oštećenje zaptivne gumice u cilindru, odnosno na klipovima i  prigušivaču. Ovo prouzrokuje gubljenje ulja, a time i slabljenje rada i prigušivanja udara. Klip se kreće lakše kroz cilindar i prigušivač vrši svoju funkciju. 

Ako su neispravni zaptivni elementi unutar prigušivača, tada se prigušivač razvlači i steže veoma lahko. Iskrivljen prigušivač.  Ovo

može nastati kao posljedica udara ili neispravne montaže, pa  prigušivač teško teško ili nikako ne funk funkcioniše. cioniše.  Ispitivanje ispravnosti prigušivača vrši se na posebnim vibracionim uređajima, gdje se  provjerava njihova sila sabijanja, odnosno razvlačenja, izdržljivot i zaptivenost dijelova.  Opravka prigušivača se sastoji u zamjeni istrošenih ili oštećenih gumica i pričvrsnih elemenata, propisnim pritezanjem navrtki na krajevima prigušivača.  Ako se radi o kvaru unutar prigušivača (trošenju zaptivnih elemenata i gubljenju tečnosti), najčešće je potrebna zamjena kompletnog prigušivača. Kod pojedinih konstrukcija moguća je zamjen komplet uložaka i zaptivnih elemenata, kao i dosipanje ili zamjena tečnosti. 

27

 

Ispitivanje opruga i amortizera

3.5.2  Provjera amortizera  Amortizeri se mogu provjeriti demontažom s vozila ili bez nje.  

3.5.2.1  Provjera demontiranih amortizera

Radi snimanja karakteristike prigušenja, amortizer se učvrsti u mjerni uređaj. Klipni mehanizam uređaja dovodi amortizer u gibanje, a nastale prigušne sile mjere se i iscrtavaju na dijagramu: za konstantni hod pritiskanja i razvlačenja to su zatvorene krivulje, (sl. 27.).  povećanjem hoda klipnog mehanizma povećava se i hod amortizera, a time i prigušne sile (veći hod uz konstantan broj okretaja znači veću brzinu gibanja klipa amortizera).

Slika 27. Ispitni dijagram plinskog amortizera [1] 

Kod amortizera s različitim promjerima ventila dobivaju se različite prigušne sile u hodu razvlačenja i pritiska (omjer sila je u granicama 2 –  5).  5).

3.5.2.2  Provjera bez demontaže amortizera 

 Na mjernom uređaju (Shocktester) istovremeno se ispituju svi amortizeri jedne osovine: lijevi i desni točak leže na vibrirajućoj ploči uređaja koju pogoni elektromotor preko ekscentra i  pritisne opruge.

U provjeri se prolazi cjelokupno područjeoscilacija, a na pločastom dijagramu grafički se  prate pomaci. U rezonantnom području oscilacije poprimaju maksimalne amplitude :

28

 

Ispitivanje opruga i amortizera

usporedbom izmjerenih s maksimalno dopuštenim veličinama amplituda utvrđuje se ispravnost amortizera.

Slika28. Dijagram oscilacija dva amortizera [1] 

29

 

Ispitivanje opruga i amortizera

4  Zaključak Zbog veoma široke primjene i povećanog broja motornih vozila , sve više se obraća pozornost na

njihovu konstrukciju i udobnost. Kod većine automobila, veći dio težine putnika i prtljage vrši pritisak na stražnju osovinu, pa je zbog toga pravilno usklađivanje opruga i amortizera osjetljiv konstrukcijski  problem.

Kao što je već navedeno, amortizeri i opruge prije svega služe za kontrolu brzine gibanja ovjesa. Kada opteretimo amortizer nekom stalnom silom, većom od „snage“ njegovog ventila , on se počinje stiskati. Nastavi li tako, karoserija bi se ubrzo našla na podu, pa se iz tog razloga ugrađuju opruge čija  je osnovna namjena nošenje težine ogibljenih ogibljenih masa.  Opruge koje su namjenjene za nošenje težine ogibljenih masa su lisnata i spiralna opruga. Lisnate

opruge se ugrađuju na stražnjim točkovima, no danas ih sve više zamjenjuju spiralne opruge koje su manjih dimenzija te imaju bolja mehanička svojstva.  svi navedeni kvarovi na lisnatim oprugama mogu se utvrditi ispitivanjem opruge na samome vozilu,

dok za opravku i zamjenu čahura u ušicama opruge, zamjenu listova , vraćanje opruge na propisnu dužinu (šprengovanje) potrbno je oprugu skinuti sa vozila. Kvarovi na zavojnim oprugama mogu biti:  pucanje zavoja i gubljenje el astičnosti gibnja kada je njegova dužina (visina) smanjena. U oba slučaja

opruge je potrbno zamjeniti , jer opravka nije preporučljiva. Sabijena spiralna opruga uzrokuje udare,  jer se pri opterećenju spirale međusobno dodiruju. Prema tome , ni podbacivanjem podloški ovi udari se neće zbjeći, iako se vozio podigne za visinu podloške. Spiralna torziona opruga gubi elastičnost ako zbog opterećenja postane uvijena (usukana). Zbog ublažavanja udar opruge i da ne bi došli do spuštanja vozila potrebno je vršiti is pitivanja opruga. opruga.

30

 

Ispitivanje opruga i amortizera

Literatura : [1] Fachkunde Kraftfahrzeug Kraftfahrzeugtechnik technik –  Tehnika  Tehnika motornih vozila [2] Dragan Cvitković: „Remont i održavanje motora i motornih vozila“ , Sarajevo 1998.  [3] Ivan Filipović: „Motori i motorna vozila“ , Tuzla 2006 

31