Spiralfjærer

Spiralfjærer Er den vanligste anvendelsen av våren innen motorsport. For grunn hvorfor og litt mer informasjon om spiralfjærer sørg for at du sjekker ut vår artikkel «spiralfjærer».

Det er to hovedmåter å beregne vårfrekvensen på. Den ene er gjennom beregninger basert på å se på og måle våren. Den andre er ved praktisk måling. Den praktiske målingen er den mest nøyaktige formen når den utføres med riktig utstyr. Begge måtene er vist nedenfor.

Beregningsruten

diagrammet nedenfor viser en spiralfjær sammen med følgende viktige parametere som kreves for å beregne fjærhastigheten.

de viktige parameterne er:

L = Fri Lengde På Den Ulastede Våren (m)

G = Skjærmodul Av Stivhet Av Materiale

d = Tråddiameter (m)

D = Gjennomsnittlig Diameter (m)

N = antall aktive spoler (en aktiv spole feier en full sirkel)

Hvor:

• fri lengde er avstanden fra fjærens toppflate til en full sirkel.bunnen av våren når ingen last Er På Den.
• Skjærmodul av stivhet er basert på typen materiale som våren er laget av. Verdien finner du i tabellen nedenfor. Alt du trenger å finne ut er hvilket materiale våren din er laget av. Hvis du er usikker, er det vanligste materialet uthevet i fet skrift i tabellen.

Material	Shear Modulus of Rigidity (G)
ANSI 1095 Spring Steel	79,300,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	75,000,000,000 Pa
Stainless Steel	77,200,000,000 Pa

• Wire diameter is tykkelsen på spiralmetallet som er mest nøyaktig målt med vernier callipers
• Mean diameter er vist i diagrammet og er avstanden mellom sentrene av spiralfjæren. Den enkleste måten å nå dette tallet er med under ligningen
  • Mean Diameter = Total Fjærdiameter-Tråddiameter
• antallet aktive spoler har fortsatt usikkerhet i bransjen om hvordan man bruker et nøyaktig tall for en type fjær. Diagrammet nedenfor viser 4 vanlige stiler som en spiralfjær har i sine ender.

en fjær med lukkede ender eller lukkede og jordede ender har en inaktiv spole i hver ende, noe som betyr at to spoler må tas av den totale mengden spoler for parameteren «antall aktive spoler».

fjærer med vanlige ender anses imidlertid å ikke ha inaktive spoler, slik at hver enkelt spole teller mot» antall aktive spoler » – parameteren.

til Slutt anses fjærer med vanlige ender bakken å ha en halv inaktiv spole i hver ende, noe som betyr at totalt 1 spole fjernes for parameteren «antall aktive spoler».

Det er veldig viktig å forstå hvordan fjærene dine er ferdige, da antall aktive spoleparameter kan ha stor innflytelse på den beregnede fjærfrekvensen.

Ligningen

med målingene dine fullført er det på tide å beregne stivheten til spiralfjæren din med ligningen vist nedenfor.

Derfor:

så ved hjelp av eksempeltallene på:

• G = 79.3 gpa
• d = 10.3 mm
• n = 6
• D = 68.5 mm

den praktiske metoden

hvis du har tilgang til noe lasttestutstyr, er den praktiske metoden det mest nøyaktige alternativet for å beregne vårfrekvensen. En Maskin som En Tinnius-Olsen vist nedenfor er det ideelle utstyret for denne testen. Hvis du har tilgang til en eller noe lignende, sett inn våren på maskinen og komprimer den med 10mm. Ta opp kraften som kreves for å komprimere den på dette punktet. Deretter komprimerer våren i trinn på 10mm, og registrerer kraften som kreves ved hvert punkt. Hvis våren begynner å bli overbelastet mot slutten av testen, må du ikke fortsette å komprimere da det kan skade våren.

konverter alle millimeteravlesningene dine til meter med alle resultatene dine i samme format som eksempelet nedenfor. Del deretter kraften som kreves av avstanden flyttet i hvert tilfelle. Hvis alle svarene på dette ligner, har du en konstant hastighet våren. Du kan nå legge opp alle svarene og dele det med antall resultater for å få gjennomsnittlig lesing som er vårfrekvensen.

hvis svarene blir gradvis mindre eller større med en merkbar mengde, har du en progressiv hastighet vår. Hvis dette er tilfelle for deg ville det være best å plotte en graf av resultatene n excel tracing våren rate mot mm komprimering. Dette vil være svært viktig informasjon å vite når du bruker pre-load til våren din. Også, hvis du vet hvor mye bilen senker når den er satt på hjulene, kan du beregne den statiske fjærhastigheten til fjærene dine i kjørehøyde for fremtidig referanse.

Bladfjærer

Beregning av vårfrekvensen for en bladfjær er mye mer kompleks enn for en spiralfjær. Dette skyldes antall variabler som kan gjelde for bladfjærer som; bladtykkelse, bredde og taper, endebegrensningsvariasjoner eller lasten som påføres av sentrum etc. Derfor er den mest nøyaktige måten å måle bladfjærstivhet praktisk talt. For et nært svar kan du imidlertid også bruke beregningsruten der noen tilnærminger må gjøres.

Beregningsruten

det finnes to hovedtyper av bladfjær innen bilindustrien. De er «single leaf parabolic» og «laminert bladfjær». Sistnevnte er mer vanlig i moderne applikasjoner. Bildene nedenfor viser de forskjellige typene.

Enkeltblad Parabolsk

Laminert Bladfjær

To ligninger gjelder for bladfjærer. Den ene er bøyespenningsformelen for å sikre at maksimal belastning ikke overbelaster materialet. Den andre er vårstivheten. Dette er figuren som er viktig for videre beregninger. Ligningene for en enkelt blad parabolske våren er:

Og:

Hvor:

L = Halvparten av den totale lengden av den lengste bladfjæren (m)

F = Kraft påført ved hvert monteringspunkt til chassiset (vanligvis halvparten av belastningen påført ved akselpunktet) (m)

b = bladfjærbredde på midtpunktet (M)

t = Vertikal dybde av bladfjæren ved midtpunktet der den monteres på akselen (M)

E = Youngs modul for materialet (Pa) (se tabell under)

x = Fjærforskyvning vertikalt (m)

ligningene for En Laminert bladfjær varierer litt og er:

og:

Hvor:

L = Halvparten av den totale lengden av den lengste bladfjæren (m)

F = Kraft påført ved hvert monteringspunkt til chassiset (vanligvis halvparten av belastningen påført ved akselpunktet) (m)

b = bladfjærbredde ved midtpunktet (m)

n = antall blader stablet

n’ = antall blader direkte ved fjærendene

t = Vertikal dybde av bladfjæren ved midtpunktet der den monteres på akselen (m)

e = youngs modulus for materialet (pa) (se tabell Nedenfor)

x = fjærforskyvning vertikalt (m)

youngs modulus tabell for Common Materials

Material	Youngs Modulus (E)
ANSI 1095 Spring Steel	207,000,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	186,000,000,000 Pa
Mild Steel	210,000,000,000 Pa

The Practical Route

den mer nøyaktige ruten for å måle stivheten til bladfjærene dine er å teste dem praktisk hvis du har riktig belastningsutstyr. For å teste lasten må du koble fra akselen danner våren og flytte den bort fra rett under våren. Deretter må en belastning påføres ved hjelp av en enhet som måler mengden belastning som påføres I Newtons av kraft. Bladfjæren må avbøyes i trinn på 10mm trinn med den kraften som kreves for å flytte fjæren som registreres. For hvert trinn kan kraften deles av forskyvningen for å gi fjærhastigheten ved hjelp av ligningen nedenfor. Hvis tallene har en stor variasjon og øker hver gang etter at ligningen nedenfor er brukt, har våren en progressiv hastighet, og en graf skal plottes i excel for å vise hvilken hastighet som er tilstede ved hvert forskyvningspunkt, da dette vil være mer nøyaktig enn å bruke en ligning.

Hvor:

• F = Force applied (N)
• x = mengde forskyvning (m)

Hvordan Konvertere Metrisk Til Imperial

Hvis du heller vil ha våren priser i form av pounds og inches så kan du bruke under konvertering ligningen for å endre resultatet danne newtons per meter i pounds per tomme.

På Samme måte hvis du ønsker å konvertere pund per tomme til newtons per meter, skriv inn pounds per tomme verdien der det står eksempel nedenfor, og jeg vil produsere newtons per meter svar.

Hvordan Legge Til Fjærpriser for Flere Fjærer

det er to konfigurasjoner som flere fjærer kommer inn. En er fjærer i serie og en er fjærer i parallell. En bil kan anses å ha fjærer parallelt fordi hvis du ser på den fremre aksen av en bil hvert hjul som sin egen fjær som virker på forsiden av kjøretøyet gjør totalt to fjærer arbeider side ved side. Dette gjør dem parallelle.

Fjærer I Serie

nedenfor Vises noen eksempler på når en fjær kan vurderes i serie.

når to fjærer eller flere settes oppå hverandre, blir den kombinerte fjærhastigheten alltid mindre enn den mykeste fjæren. Dette skyldes at du effektivt har lagt til enda flere spoler til den mykere våren (N) som reduserer total vårhastighet. Fjærhastigheten for hver enkelt fjær må først være kjent før ligningen nedenfor kan brukes til å beregne den totale fjærhastigheten til fjærene i serie. Hvis to fjærer blir brukt i serie, kan underligningen brukes:

Hvor:

• k total = Kombinert fjærrate
• K1 = bunnfjærrate
• K2 = toppfjærrate

hvis mer enn to fjærer er i serie, kan neste fjær opp fortsette å bli lagt til ligningen for alle fjærene; for eksempel i tilfelle av 4 fjærer stablet på toppen av hverandre vil ligningen være som nedenfor:

Fjærer i parallell

fjærer i parallell kan også oppnås på noen få måter. Bildene nedenfor viser noen eksempler på når fjærer kan vurderes parallelt.

Fjærer sies å være parallelle når De alltid deler en last. Den sammensatte frekvensen av parallelle fjærer er mye lettere å beregne enn fjærer i serie som våren prisene er bare lagt sammen. Ligningen nedenfor kan brukes til å beregne den totale effektive fjærhastigheten til parallelle fjærer:

Og så videre.

før utgivelsen av del 2 neste uke kan du også lese «Hvordan Justere Og Tune Anti-Roll Bar» for informasjon om hvordan du beregner anti-roll bar våren priser.