ГлавнаяМастерскаяКонструкцияПодвескаКак правильно расчитать заднюю подвеску

Как правильно расчитать заднюю подвеску

rearsusp Когда самодельщик перечитает кучу форумов, придумает, как будет выглядеть рама его лигерада, из каких она будет труб и будет ли она гнутая, либо сваренная углами, самодельщик начинает проектировать заднюю подвеску и понимает, что не знает, как подступиться к этим двум трубам и амортизатору. То есть, как крепить трубы он уже продумал, а вот куда ставить амортизатор – все еще не понятно. Будет ли это длинноходная подвеска и хватит ли жесткости амортизатора, и какой будет сэг – эти вопросы появляются на определенном этапе проектирования, и ответов, как правило нет. В этой статье я расскажу о том, как спроектировать и расчитать заднюю подвеску, какой выбрать амортизатор и где его расположить.

Задняя подвеска

Сэг – это величина проседания подвески под статической нагрузкой. Измеряется он обычно в процентах, но я думаю, что имеет смысл мерять СЭГ еще и в миллиметрах.  Хороший пример статической нагрузки – езда аппарата накатом по горизонтальной поверхности. Естественно, «водитель» и груз тоже присутствуют на аппарате. Сэг здорово зависит от конкретной нагрузки, и если, скажем, по пути в кафе сэг был один, то на обратном пути нагруженный чаейм и бутербродами райдер «продавит» сэг на большую величину.

Рычажность подвески – это отношение расстояния между шарниром маятника и осью заднего колеса и расстояния между шарниром маятника и нижней осью амортизатора. Обычно говорится что-то типа «рычажность 1 к 4».На данной картинке - рычажность подвески расчитывается как результат деления M2 на M1:

rear_suspension

Обычно задняя подвеска настраивается так, чтобы сэг был от 25 до 33 % от общего хода подвески. В некоторых случаях возможны варианты 20 и 40%, но про них нужно разговаривать особо и рассматривать их применение конкретно к определенной ситуации.

Расчет задней подвески обычно просходит либо в сторону желаемых величин, либо исходя от имеющихся возможностей. 1 вариант – у нас есть амортизатор, и надо рассчитать ход подвески и 2 вариант – мы хотим подобрать амортизатор для конкретного сэга.

  1. Если у нас есть на руках с трудом добытый за кровные деньжищи, присланный из москвы бандеролью дорогущий амортизатор, и второй появится не скоро, если вообще появится, то начнем свой расчет от амортизатора.  Если велосипедный амортизатор – хорошего уровня, а как правило, хорошего уровня – все импортные, то на его пружине будет белыми цыфрами выведено что-то типа 650 лб/с, где  – это количество усилия в британских фунтах, которое нужно приложить, чтобы сжать данную пружину на 1 дюйм. Так же обязательно нужно узнать полную величину хода пружины – это то, насколько пружина сожмется под полной нагрузкой. Или, если говорить о велосипедных амортизаторах – насколько сожмется амортизатор, величина его хода. Обычно 165мм амортизаторы имеют ход 40 мм, 190-200мм амортизаторы - 50 мм хода, а 220 – 60 мм хода.

Для начала выясним, что может тот аморт, что мы заполучили. Рассчитаем его энергоемкость и для этого умножим его жесткость в LBS на ход в дюймах, получим, например, 650х(40/25.4)=1023 фунта. Это – та величина, которая нужна, чтобы полностью сжать амортизатор. (не знаете как рассчитать жесткость пружины? Вам сюда). Далее – 1 фунт=0.4544 кг. Тогда 1023фунта =464 кг.

Дальше расчет можно производить двояко: или решать, какую рычажность подвески нужно будет сделать, чтобы обеспечить желаемый сэг, или какой сэг у нас получится, если у нас есть более-менее готовый маятник подвески. В обоих случая нам нужна приблизительная величина нагрузки, которая будет приходиться на заднее колесо в случае статической нагрузки.  Для переднеприводных конструкций нагрузка на заднее колесо порядка 40%,  для короткобазников SWB – 50%, а для длиннобазников – порядка 60% от общего веса аппарата, ездока и груза. Груз, в данном расчете – небольшой, типа запаски, ключей, запасной одежды  и бачка с водой.  Если вы планируете ехать в автоном и везти с собой все, то распределение нагрузки на колеса зависит уже от Вашего конкретного размещения груза.

Будем считать, что у нас «водитель» весом 80 кг, аппарат весом 15 кг и груз – 5 кг. Общий вес – 100 кг.  Возьмем для расчета длиннобазник с нагрузкой на заднее колесо 60 кг.  У нас есть амортизатор с энергоемкостью 464 кг.  Вариант 1 – мы хотим сделать подвеску для поездок без груза по пересеченной местности. Имеет смысл заложить сэг равный 30 процентам. Тогда максимальная нагрузка на колесо при максимальном ходе подвески будет 60/0,30=200 кг. А рычажность у нас равна 464/200=2,32, то есть полная длина маятника в 2,32 раза больше расстояния от шарнира до амортизатора. С рычажностью разобрались. Теперь – какова будет фактическая величина хода подвески и величина сэга? Полный ход подвески равен 2.32Х40=92,8 мм и сэг равен 102х0,30=30 миллиметров. 30 милиметров– это на грани минимального комфорта, достаточно комфортно, как мне кажется. Во-всяком случае, по щебенке аппарат на 20 дюймовых колесах с таким сэгом  идет нормально.  Итого: энергоемкость амортизатора 464 кг, сэг – 0.30 или 30 миллиметров, ход подвески – 92,8 миллиметра, нагрузка на заднее колесо – 60 кг, рычажность – 1:2,32.

(пример подвески для 26»)

2. Вариант второй – Нам нужно рассчитать, какой понадобится амортизатор. У нас подвеска с жестко заданными параметрами – рычажность 1:4, нагрузка на заднее колесо – 70 кг, и мы хотим сэг 42мм и чтобы он составлял 25% от полного хода подвески. Такой сэг нам нужен для комфорта, а 25% нужно чтобы была возможность спокойно подгрузить 14 кг груза (70кг – это 25%, а 30% рекомендуемого сэга - это 84 кг) . Тогда полный ход задней подвески – 42/0,25=168 мм. Это было просто, теперь расчет будет интереснее… 70 кг – это 25% от полной нагрузки на колесо, значит, полная нагрузка на амортизатор будет 70/0,25=280 кг. Рычажность 1 к 4 означает учетверенную нагрузку на амортизатор, то есть 280х4=1120 кг или (1120/0,4544=) 2464 Lbs.

Это еще не все – теперь надо понять, что именно за пружина и амортизатор  будут стоять. 168 мм полного хода делим на рычажность 4 и получаем 42 миллиметра хода на амортизаторе. 42 мм – это 1,6535 дюйма. 2464/1.6535=1490 lbs/in - для получения такой жесткости нужно или спаривать два амортизатора, или искать пружину на 1490 lbs/in..

 

Как расчитать жесткость пружины?

Для этого существует несколько «специально обученных» программ. Нужно знать диаметр пружины, толщину прутка и количество активных витков пружины. Как оказывается, жесткость пружины пропорциональна примерно квадрату толщины прутка, обратно пропорционально (сложная зависимость) диаметру витков и их количеству. То есть, чем толще пруток, чем меньше диаметр витков и чем меньше их количество, тем пружина жестче.


Примеры программ:

http://www.efunda.com/DesignStandards/springs/calc_comp_designer.cfm

 

Какой сэг выбрать?

Обычно сэг выбирают равным 30%  процентам от полного хода подвески, чтобы подвеска не пробивалась на кочках. В инструкции к аппратам  HPVelotechniks указан сэг равный 40%, а для кросс-кантри рекомендуется сэг 20-25%. Кроссканти – это гонки по пересеченной местности, поэтому подвеска там достаточно жесткая, чтобы не терять зря усилия и драгоценное время.

Ну, вот, собственно и все.

 

 

 

 

 

Статьи по теме

Российский производитель веломобилей
Генерация скрипта 0 секунд Яндекс.Метрика