Класс жесткости пружин ваз а и б в чем разница

Жесткость автомобильных пружин: деление на классы

Продвинутые водители автомобилей могут задуматься о вопросе “ужесточения” или, наоборот, “смягчения” подвески автомобиля. Один из способов это сделать — замена пружин в подвеске авто. В статье рассмотрим, какие бывают пружины по жесткости, как их различить и какие есть правила их установки.

Оглавление: 1. Два класса жесткости автомобильных пружин 2. Маркировка пружин автомобиля по классу жесткости 3. Какие пружины устанавливать на автомобиль 

Два класса жесткости автомобильных пружин

Автомобильные пружины принято делить на 2 класса жесткости — жесткие (стандартные) и мягкие. Еще на этапе производства пружины для подвески автомобиля проходят тестирование при помощи контрольной нагрузки. В зависимости от результатов этого тестирования, пружины записываются в жесткие или мягкие.

У каждого производителя есть свои пределы допустимого варьирования жесткости пружин. Если в ходе испытаний выясняется, что пружина не проходит по допуску, она просто отбраковывается и не идет в продажу. Допустим, если пружина оказалась слишком мягкой.

В зависимости от жесткости пружин, их делят на 2 класса:

• Класс А — это жесткие пружины, которые способны выдержать установленную нагрузку (или даже чуть большую нагрузку).
• Класс Б — это мягкие пружины, которые входят в допуск, но предназначены для меньшей нагрузки.

Отметим, что даже пружины класса Б справятся с заявленной нагрузкой по весу для автомобиля. Разница в нагрузке, которую способны выдерживать пружины класса А и пружины класса Б не сильно значительная — порядка 10-30 килограмм, в зависимости от конкретной марки автомобиля.

Маркировка пружин автомобиля по классу жесткости

Обратите внимание:

Описанная ниже информация актуальна для автомобилей марки ВАЗ. В интернете можно найти информацию по маркировке жесткости пружин конкретного производителя автомобиля.

Маркируются пружины автомобиля очень просто — при помощи краски. Она наносится прямо на внешнюю сторону витков пружины. Например, сама пружина авто может быть черного цвета. Если на ней нанесена зеленая маркировка — это значит, что пружина жесткая. Если нанесена белая — это значит, что пружина класса Б, то есть мягкая.

Поскольку для различных пружин различных автомобилей установлены свои правила маркировки, мы приведем только базовую информацию по пружинам ВАЗ:

• Если пружина не имеет нанесенной дополнительной маркировки и она черного (или темного цвета) — она относится к классу А. Например, у вас черная пружина без маркировки — это означает, что она класса А.
• Если пружина имеет маркировку зеленого, черного или синего цвета — она относится к классу А. Например, белая ружина с синей маркировкой.
• Если пружина имеет белую, желтую или красную маркировку — она относится к классу Б. Например, белая пружина с желтой маркировкой.
• Если пружина не имеет нанесенной дополнительной маркировки и она белого (или светло голубого) цвета — она относится к классу Б.

Обратите внимание:
Передние пружины обычно выполняются черного цвета, а задние пружины белого цвета.

Какие пружины устанавливать на автомобиль

На автомобиль должны быть установлены пружины одного класса. В редких случаях допускается установка в переднюю подвеску пружин класса А, а в заднюю пружин класса Б, но не наоборот.

Выбрать класс А или класс Б для пружин — это решение исключительно водителя. Обычно, водители, которые часто используют автомобиль для грузовых перевозок, отдают предпочтение пружинам класса А. Они способны меньше просесть под нагрузкой, в отличие от пружин класса Б.

В любом случае, пружины класса А, как и пружины класса Б, могут использоваться на автомобилях, поскольку они все входят в допуски.

Таблица жесткости пружин ваз

Немногие знают, что просевшую пружину (то есть упругий элемент с заданными характеристиками) ни резиновой проставкой, ни металлическим кронштейном не заменишь!

Мы взамен просевших пружин купили новые — есть из чего выбирать. Вот только каков товар?

Потратившись на пять комплектов задних «самарских» пружин — три российских (Тольятти, С.-Петербург — Орел-Москва) и два зарубежных, проверили их основные параметры — геометрию (длина, диаметры и т. д.), жесткость и, главное, долговечность в условиях стендовых ресурсных испытаний.

Провести эти исследования нам помогли инженеры завода «Автоагрегат» из Кинешмы.

ВСТРЕЧАЕМ ПО ОДЕЖКЕ

Из купленных комплектов в фирменную упаковку облачены только три: шведский, немецкий и наш — продукт российского альянса (орловского ООО «ТЭТА» и московского ООО «ПАСКЕР ЛТД»). Из надписей на коробках и этикетках следует, что немецкий BOGE и шведский KILEN предназначены для семейства «самар» (шведы даже каталожный номер пружин указали). А партнеры из Москвы обозвали свое изделие «Пружина 21099 задняя (2108-2912712-10Э)». Любопытно, знают ли о таком обозначении на ВАЗе.

На самих пружинах никто, кроме немцев, товарный знак не поставил. Класс жесткости отметили лишь россияне — краской на средних витках, как и требует автозавод. Правда, петербургские и орлово-московские пружины помечены коричневым цветом, какой для внутреннего рынка не предусмотрен.

Вот и серьезная неприятность: на торцах концевых (опорных) витков орлово-московских пружин грубые заусенцы! Да если бы только внешний вид изделия портили! Порой мешают монтажу пружин в чашки подвески.

А каков результат испытаний?

ПОЛВИТКА ТУДА, ПОЛВИТКА СЮДА

Полученные в Кинешме результаты сведены в таблицу.

Высота пружины в свободном состоянии — размер справочный и в производстве не контролируется. Но именно на эту высоту обычно (и часто — напрасно) ориентируются покупатели, сравнивая пружины. О пригодности покупки к эксплуатации «рост» говорит на самом деле мало. Каковы будут жесткость пружин и их просадка под нагрузкой?

Диаметр прутка на заводах проверяют до навивки пружины, а ее собственный диаметр — до окраски. Поэтому наши измерения приблизительны, хотя небесполезны. Диаметр прутка и полное количество витков помогают правильно оценить применяемость пружины, не полагаясь только на продавцов — ведь каталожного номера на изделии нет. А внутренний диаметр ее показывает возможность (или невозможность) монтажа в подвеску.

В допуск на диаметр прутка уложились лишь вазовские образцы. Остальные и вовсе не экономили металл. Впрочем, мы еще посмотрим, как у них насчет жесткости.

Полное число витков у отечественных пружин требованиям чертежа соответствует. А у импортных? Немецкие BOGE на полвитка недовиты, а у шведских KILEN, наоборот, один лишний, что не так уж безобидно, как может показаться. Если «киленовская» пружина в экстремальной ситуации сожмется до соприкосновения витков, ее высота окажется больше нормы на 15 мм. Уменьшенный ход колеса приводит к ударам в буфер сжатия, затем и в подвеску. Последняя, особенно при эксплуатации машины с полной нагрузкой, долго не прослужит, да и кузову достанется.

Внутренний диаметр измеряли на крайних (опорных) витках, определяющих соответствие пружины ее чашке. Увы, одну из немецких и обе орлово-московские пришлось отбраковать: поставить эти пружины в подвеску автомобиля было бы очень трудно. Так что чеки, подтверждающие факт покупки в конкретном магазине, сохраняйте! Могут потребоваться при возврате товара.

Контрольную (статическую) нагрузку определяют, измерив ее при сжатии пружины до высоты 245 мм. По контрольной нагрузке (она должна быть в пределах 295±13 кгс) пружины делят на два класса, маркируя их краской на средних витках. Для задних «самарских» — желтый цвет соответствует классу А (более 295 кгс), зеленый — Б (менее или равно 295 кгс). Первые поднимут автомобиль чуть выше над дорогой. Ставить пружины разных классов в одну подвеску нельзя. С пружинами разных классов, да при неблагоприятном сложении допусков, перекос может быть виден невооруженным глазом. Особенно плохо это сказывается на устойчивости и управляемости.

В норму уложились пружины из Тольятти, Кинешмы и шведские. Причем у наших подтвердилась правильность сортировки — зеленый цвет краски (класс Б) действительно соответствует нагрузке. Шведские попадают в класс А — они посильнее. Немецкие неприятно удивили: одна пружина класса Б, зато вторая аж на 33,5 кгс сильнее. С такими машина перекосится сантиметра на полтора. Изделия из Петербурга ненамного дружнее — разница по нагрузке 29 кгс. Орлово-московские сильнее всех, разница же между богатырями всего девять килограммов. Если удастся поставить их в подвеску (внутренний-то диаметр занижен!), машина станет примерно на 50 мм выше, чем задумали конструкторы ВАЗа. Впрочем, определенной категории ездоков это даже нравится.

Вам будет интересно Виды и типы кузовов легковых автомобилей: их особенности. Какие бывают типы кузова легкового автомобиля Что такое тип кузова

От жесткости пружин зависит плавность хода. Должную обеспечат пружины из Тольятти, Кинешмы и шведские, у остальных она чрезмерная.

Итак, полностью в требования чертежа уложились пружины ВАЗа и «Автоагрегата». Если пренебречь увеличенным числом витков, то пружины KILEN по основным параметрам тоже годятся для «самар».

Этим мы не ограничились. Решили выяснить, насколько долговечны победители. Пружины сжимали на стенде циклически меняющейся нагрузкой до длины 165 мм и отпускали до 380 мм — так они должны были проработать не менее 200 тысяч циклов, без поломки и не изменив жесткость более чем на 1% от первоначальной. Ресурсных испытаний избежали немецкие и орлово-московские образцы, для монтажа на машину они непригодны.

Пружины из Тольятти, Кинешмы, как и шведские, здесь блеснули стабильностью показателей. Поскольку первая из питерских пружин сломалась уже после 30,7 тысячи циклов, решили, как исключение, испытать вторую: может, случайный брак? Нет, вторая продержалась ненамного больше — 50 тысяч циклов. Так что горделиво задранная корма «Самары» с ними пробудет в этой позиции не очень долго.

Они просты и банальны: покупать следует только то, что рекомендовано ВАЗом. А хотите обзавестись чем-то «покруче», не ходите на базар без штангенциркуля. Нужно измерить диаметры прутка, пружин и сравнить их с показателями штатных деталей. Да не забудьте посчитать число витков.

Небольшой вопрос авторам хорошей продукции: почему бы не упаковать ее перед отправкой в торговлю? На коробке или пакете можно разместить немало полезной информации.

И последнее. Как сообщают с ВАЗа, есть и экспортное исполнение задних «самарских» пружин. Они навиты из того же прутка, но имеют на один виток меньше, примерно на 20 мм ниже, жесткость чуть выше штатных. «Классы» маркируются синей и коричневой краской. Не стоит путать эти пружины со штатными.

РЕДАКЦИЯ БЛАГОДАРИТ ОАО «АВТОАГРЕГАТ» ЗА ПОМОЩЬ В ПОДГОТОВКЕ МАТЕРИАЛА.

Добро пожаловать

Портал для автолюбителей

Маркировка пружин автомобиля по жесткости

Маркировка пружин автомобиля по жесткости

Маркировка пружин автомобиля по жесткости

В данной статье мы поговорим про цветовую маркировку пружин по жесткости и предоставим информацию в виде таблицы для автомобилей ВАЗ, а потом рассмотрим вопрос установки пружин.

На этапе изготовления пружин подвески автомобиля — последняя операция это контроль статической нагрузки. Пружины, не попадающие в допуск, выбраковываются, а остальные в зависимости от полученного значения контрольной нагрузки делятся на 2 класса. Пружины с плюсовым полем допуска по нагрузке относятся к классу А, с минусовым — к классу В. При этом пружины подвески метятся краской (распылителем наносится полоса на внешней стороне витков), соответствующей классу.

По жесткости пружины маркируются следующим образом: А — стандарт (жесткие); В — мягкие.

Цветовая маркировка пружин ВАЗ

Какие пружины лучше ставить?

Большая часть устанавливаемых на автомобили пружин метятся либо зеленой (жесткие), либо желтой краской (мягкие). Вполне резонно возникает вопрос: какие пружины лучше ставить?

Конечно, как пружины класса А, так и пружины класса В имеют равное право на существование. Деление на классы принято для того, чтобы уменьшить разницу в длине пружин правого и левого бортов автомобиля — а это неизбежно при массовом производстве, — которая отрицательно сказывается на его управляемости и устойчивости.

Если вы часто ездите на своем автомобили с полной нагрузкой, вам следует выбрать пружины класса А, так как они выдерживают чуть большую нагрузку. Но при этом следует иметь в виду, что разница незначительна и может составить от 0 до 25 килограмм.

Правила установки пружин

На автомобиль рекомендуется ставить только пружины одного класса. Конечно, в некоторых случаях, допускается устанавливать в переднюю подвеску пружины класса А, а в заднюю подвеску автомобиля — пружины класса В. Но это допускается делать, когда в магазине нет соответствующих пружин для задней подвески автомобиля. Но, наоборот нельзя.

Если пружины передней подвески класса В, то пружины задней подвески должны быть тоже класса В. В этом случае, категорически запрежается устанавливать на «зад» пружины класа «А».

Вам будет интересно Какие обороты нужны для полировки автомобиля? О регулировке и ремонте узлов легковых автомобилей

В любом случае на левом и правых бортах одной оси автомобиля должны быть установлены пружины только одного класса.

Когда зад машины начинает сильно проседать, требуется заменить пружины подвески. «Усталость» этой детали создаёт множество неудобств:

• клиренс машины уменьшается, из-за чего глушитель и задняя часть задевают кочки на дорогах, цепляют асфальт;
• возникает трение резины в арках задних колёс;
• амортизаторы сильнее изнашиваются, что приводит в поломке других частей подвески и кузова;
• машина перекашивается на одну сторону (обычно из-за облома витков);
• автомашину раскачивает, причём зачастую резко.

От качества пружин зависят плавность хода, его мягкость, также характеристики управляемости.

Замена этой детали необходима, когда владельцы авто желают перевозить большей тяжести груз, некоторые таким способом увеличивают скоростные характеристики машины. Обычно срок эксплуатации пружин составляет 5–10 лет. Однако на российском бездорожье они довольно быстро «устают», сокращая срок своего качественного функционирования до 3 лет.

Кроме того, пружины подвергаются постоянно ударам мелких камней, поверхность повреждается, туда попадает влага и, естественно, начинается коррозия. Потому лучше их регулярно заменять. Например, на ВАЗ 2107 рекомендуют их менять каждые 30 тысяч км пробега.

Свойства пружин подвески

Когда торсионы на транспортных средствах заменили на пружины, улучшилась управляемость, подвески стало удобнее обслуживать. Пружины поддерживают клиренс автомобиля, уменьшая вибрации и удары во время движения транспортного средства.

Чтобы езда была комфортной, необходимо правильно подобрать детали. Если теххарактеристики будут неподходящими, то положительные свойства подвески будут сведены к нулю. Потому важно учитывать следующие параметры:

• диаметр — его увеличение влияет на жёсткость;
• количество витков — при увеличении жёсткость снижается;
• форма.

Зачастую автовладельцы стремятся установить в подвеску более жёсткие детали. Это способствует увеличению чувствительности рулевого колеса к управлению водителем, но сцепление с дорогой ухудшается.

Любители спортивного стиля езды считают, что, напротив, лучше ставить детали с пониженной жёсткостью. Однако такая подвеска может создать проблемы на просёлочных дорогах.

Давайте рассмотрим подробнее, какие пружины лучше установить на ВАЗ.

Соответствие маркировки пружин модели

При установке пружин на подвеску ВАЗ желательно следить за их соответствием.

• 2101 устанавливайте на заднеприводные седаны.
• 21012 жёстче, сделаны из прутка большего диаметра. Ставится на ВАЗ с левым рулевым управлением, со спецкомплектацией, когда нужна передняя подвеска повышенной энергоёмкости.
• 2102 ставятся на универсалы ВАЗ-2102, 21014. У них на 21 мм увеличена длина по сравнению с 2101, потому на седаны их ставят лишь тогда, когда приходится часто ездить по просёлочным дорогам, чтобы не задевать кочки — при установке 2102 увеличивается дорожный просвет под кузовом. Для увеличения грузоподъёмности их применять нельзя, так как с ними неизбежно преждевременное разрушение кузова.
• 2108 ставят на все переднеприводные модели, кроме модификаций с 16-клапанным двигателем и «Оки». Кстати, на рынках часто обманывают владельцев седанов ВАЗ-21099, предлагая приобрести дефицитные «99 пружины». На самом деле там стоят обычные «восьмые», а «99-ых», вообще, не существует.
• 2110 европейские ставятся на задние подвески ВАЗ 21102-21104, 2112, 2114, на переднюю и заднюю подвеску 21122 и 21124. Европейское исполнение создаётся для авто, предназначенных на экспорт. Просвет дорожный здесь делается меньше на 20 мм, уменьшается податливость пружин, чтобы повысить их устойчивость на большой скорости при выполнении поворотов. Проходимость машин на бездорожье, грунтовых дорогах при этом значительно ухудшается.
• 2111 ставятся на задние подвески ВАЗ 2111 и 2113.
• 2112 ставятся на передние подвески ВАЗ 21103, 2112, 21113.
• 2121 применяют на полноприводных моделях, кроме «Оки».

Выбор в зависимости от производителя

Часто водители при поломке деталей стараются купить оригинальные, заводские на замену, не желая экспериментировать. Однако есть достойный выбор от других производителей, изделия которых подчас не хуже оригинальных.

Сириус

Есть большой ассортимент для разных марок автомобилей, также детали изготавливаются любой конфигурации по чертежам заказчика.

Фобос

Качество удовлетворительное, но, по словам некоторых автолюбителей, после 2 лет начинают проседать, теряя жёсткость. Всего под этим брендом изготавливается пружины около 500 видов на любые марки машин, имеются стандартные, усиленные и заниженные пружины. Также предлагаются люфт-комплекты с увеличением дорожного просвета.

Технорессор

Хорошее качество за небольшие деньги. Жёсткость со временем теряют, но не просаживаются. В качестве бюджетного варианта вполне неплохи.

Очень долговечны, без проседаний. Имеют регулировку жёсткости прямо на авто, выполняется специальным барашком под капотом.

Вам будет интересно Как предотвратить коррозию кузова автомобиля? Авторемонт — расскажем просто о сложном

Eibach

Качественные, очень долговечные, практически не «стареют» — не проседают, не теряют жёсткость. При поворотах нет крена. Но стоят они дороже, чем Koni, в полтора раза.

Изделия бренда SS20 проходят на испытательных стендах обязательную проверку, после которой их подбирают в пары с аналогичными характеристиками. Такая проверка обеспечивает, по словам производителя, 100-процентное качество продукции. Большой ассортимент позволяет подобрать нужные характеристики в зависимости от стиля вождения и условий эксплуатации. Предлагаются 3 варианта:

• горячей навивки стандартной высоты с линейной характеристикой сжатия;
• холодной навивки стандартной высоты с линейной и прогрессивной характеристиками сжатия;
• холодной навивки заниженные, с прогрессивной характеристикой сжатия.

Kilen

Альтернативные оригинальные пружины от Kilen отличаются максимальным качеством. Срок службы, как заявляют производители, вдвое превышает работу оригинальных изделий от ВАЗ.

Асоми

Отличные пружины, изготавливаемые из особых сплавов, покрытые для увеличения длительности срока службы эпоксидным напылением.

Советы по установке

1. Можно ли устанавливать детали разных классов?

Помните, что пружины на подвеску нужно ставить одного класса. Допустим, вы установили на переднюю подвеску детали А-класса, значит, на заднюю нужно поставить также класс «А».

Если для задней подвески нет в наличии аналогичного класса, то в исключительных случаях на заднюю подвеску ставится класс «B».

Если на передней подвеске установлены пружины B-класса, то ставить на заднюю класс «А» нельзя.

На левый и правый борт одной оси устанавливайте подвески одного и того же класса.

1. Какие пружины лучше поставить на ВАЗ 2107?

Прежде чем менять детали, убедитесь, что это действительно нужно. Проверить можно следующим способом: встав у передней части ВАЗ 2107, покачивайте кузов вниз. Если он быстро поднимется в исходное положение, замена пружин не нужна, они в хорошем состоянии. Если же кузов не поднялся, продолжает раскачиваться, то замена необходима. Таким же способом можно проверить заднюю подвеску ВАЗ 2107.

Чтобы улучшить аэродинамику ВАЗ 2107, улучшить чувствительность руля, рекомендуется ставить более жёсткие пружины, чем оригинальные. Можно купить предназначенные на ВАЗ 2104, срезать один виток. Обязательно на ВАЗ 2107 менять нужно две одновременно, в противном случае машина на дорогах потеряет устойчивость.

Не рекомендуется на 2107 ставить усиленные резиновые прокладки, потому что будет происходить пробивание пружины.

1. Подойдут ли на ВАЗ 2107 пружины от Нивы?

Если вы желаете на ВАЗ-2107 сделать спортивный тюнинг, подвеска делается более жёсткой, это улучшает качество управляемости, не снижая уровня комфорта.

Задние пружины ставятся более жёсткие, чем передние. Заводские слишком мягкие, и машина быстро теряет управляемость, днище царапается о дорожное покрытие. Повышая жёсткость подвески, рекомендуют на ВАЗ 2107 ставить пружины от Нивы.

1. Какие пружины лучше поставить на ВАЗ 2110?

На ВАЗ 2110 часто ломается из-за некачественных дорог передняя пружина, поэтому требуется её заменять. Причём сделать это можно самостоятельно, не обращаясь в автосервис. Остаётся только узнать, что лучше выбрать из предлагаемого на 2110 ассортимента.

На передней подвеске ВАЗ-2110 при стандартной комплектации ставят пружины 2108, на заднюю подвеску — 2110. При отсутствии оригинальных деталей, автолюбители советуют ставить SS20 шоссе, машина идёт мягко, устойчива на поворотах.

1. Какие пружины лучше поставить на Приору?

Если просели пружины на Приоре, рекомендуется поставить новые оригинальные от ВАЗ. Выбирайте лишь класс в зависимости от целей вашего тюнинга. Класс «А» более жёсткий. При отсутствии оригинальный, по мнению автолюбителей, лучше поставить комплект с занижением Eibach Pro-Kit (-30 мм).

1. Какие пружины лучше поставить на ВАЗ 2114?

Подвеска ВАЗ 2114 довольно прочная, и необходимость замены деталей возникает довольно редко. Потому не все автовладельцы машин 2114 знают, что лучше выбрать из широкого ассортимента, предлагаемого на рынках.

Иногда на ВАЗ 2114 ставят пружины от 2112, они немного жёстче, рассчитаны на больший вес авто, потому несколько приподнимут 2112 — на 2–3 см, значит, таким образом можно повысить проходимость. Если, наоборот, есть желание занизить машину, то рекомендуют приобрести Eibach, причём передние -5, а задние -7, чтобы машина не задиралась.

Итак, выбор пружин на ВАЗ достаточно широкий, главное — подобрать правильные характеристики жёсткости соответственно нагрузке на авто и условиям эксплуатации. На форумах и в блогах вы встретите самые разные советы. Конечно, лучше вначале проконсультироваться у специалистов. Отказ от оригинальных деталей в пользу других производителей может быть продиктован желанием улучшить ходовые качества авто, но обязательно сопоставьте стоимость тюнинга и получаемый результат.

Маркировка пружин автомобиля по жесткости

В устройство подвески автомобиля входят два важных элемента: амортизатор и пружина. Об амортизаторах и их разных модификациях рассказывается отдельно. Сейчас же сосредоточимся на пружинах: какая у них маркировка и классификация, а также как правильно выбрать производителя. Знание этой информации поможет автомобилисту не ошибиться, когда нужно купить новый комплект для своего авто.

Основные разновидности

Прежде чем приступим к рассмотрению разновидностей пружин для авто, коротко вспомним, зачем они нужны. Передвигаясь по неровностям, автомобиль должен сохранять мягкость. В противном случае поездка не будет отличаться от передвижения на повозке. Для обеспечения комфорта автопроизводители оснащают транспорт подвеской.

На самом деле комфорт при использовании подвески – это дополнительный бонус. Первостепенное назначение пружин в авто – безопасность транспорта. Когда колесо на скорости наезжает на препятствие, например на кочку, амортизатор смягчает удар. Однако чтобы машина не теряла сцепление с дорожным покрытием, колесо нужно быстро вернуть на твердую поверхность.

Подробней о том, зачем машине пружины, рассказано в этом видео:

По этой причине компании, занимающиеся массовым изготовлением автопружин, не могут создавать идентичные детали. После выхода с конвейера каждая запчасть из этой категории проверяется на жесткость. Проведя сравнение с эталоном, специалисты наносят на изделия особенные метки. Маркировка позволяет классифицировать каждое изделие по группам, которые упомянуты немного выше.

Зачем требуется маркировка цветом

Поставленная на изделии метка поможет автомобилисту подобрать модификацию, соответствующую его запросам. Если на автомобиль установить пружины разной жесткости, кузов не будет располагаться параллельно дороге. Помимо неэстетического вида это чревато нестабильностью во время езды – одна часть автомобиля будет амортизировать в режиме, отличном от другой стороны транспорта.

То же касается высоты изделий. В этом случае, конечно, часто сравнивают размер деталей. Чтобы ускорить процесс сортировки продукции, производители наносят на все изделия цветовой знак, который соответствует конкретным техническим характеристикам.

Отличия пружин в зависимости от их маркировки

Если обозначение краской указывает на жесткость детали, и этот параметр может изменяться в зависимости от того, какое сырье использует производитель, то диаметр витков должен в точности соответствовать требованиям автопроизводителя. Все остальное остается на усмотрение компании, выполняющей заказ на производство данной продукции.

На фабрике могут:

• Использовать заготовки разного диаметра. Также автопроизводители разрешают создавать пружины с меняющимся диаметром в допустимых пределах. Например, начальные витки могут быть тоньше, чем основные.
• Менять высоту пружин, а также создавать идентичные по размерам детали, но имеющие другой параметр жесткости.
• Изменять количество витков и расстояние между ними, при этом учитывая наружный диаметр, который требует автопроизводитель. Независимо от межвиткового расстояния элемент может быть как мягкий, так и жесткий.

Определить соответствие готовой продукции производителю помогает простая процедура. Пружину сжимают с конкретной силой и делают замер высоты в таком состоянии. Если изделие не вписывается в рамки, установленные изготовителем автомобилей, деталь признается бракованной.

На основании такого контроля пригодная продукция также делится на два класса – А и В. Первый класс – изделия, длина которых в сжатом с определенной силой максимальная (в рамках данных автопроизводителя конкретных авто). Второй класс соответствуют нижнему пределу того же параметра.

Все изделия, попавшие в конкретный класс, получают свое обозначение. Для этого используется краска. Для моделей семейства ВАЗ цветной маркер класса А будет представлен желтым, оранжевым, белым и коричневым цветом.

Однако та же классика может оснащаться и пружинами, вошедшими во вторую категорию. В этом случае их будут различать по зеленому, черному, голубому и синему цвету.

Классификация пружин подвески по цвету

Чтобы правильно подобрать пружину для своего авто, автомобилист должен обратить внимание не только на маркировку в виде цветных полосок, нанесенных на внешнюю сторону витков. Немаловажным фактором также является цвет самой пружины.

Некоторые думают, что окрас этих деталей выполняет лишь защитную функцию (краска действительно наносится для предотвращения образования коррозии металла). На самом деле в первую очередь это делается для того, чтобы ни автомобилист, ни продавец автозапчастей не совершили ошибку в выборе детали.

Так, цвет тела пружины указывает на модель машины, а также на место установки – задний или передний элемент. Обычно передняя пружина для машин семейства ВАЗ окрашена в черный цвет, а на витках используется соответствующая маркировка, которая будет означать степень жесткости.

Встречаются также модификации голубого цвета с переменным межвитковым расстоянием. На классику такие детали можно поставить на переднюю часть подвески.

Вот небольшая таблица того, каким цветом будет обозначаться конкретная пружина для некоторых моделей ВАЗ. Класс А, указанный в таблице – жесткая характеристика, а класс В – мягкая. Первая часть – маркировка жесткости передних элементов:

Модель автомобиля:	Расцветка тела пружины	Маркировка «А» класса:	Маркировка «В» класса:
2101	черная	зеленая	желтая
2101 с переменным шагом	Синяя с металлическим оттенком	зеленая	желтая
2108	черная	зеленая	желтая
2110	черная	зеленая	желтая
2108 с переменным шагом	Синяя с металлическим оттенком	зеленая	желтая
2121	черная	не маркируется	белая
1111	черная	зеленая	белая
2112	черная	не маркируется	белая
2123	черная	не маркируется	белая

Во второй части представлена маркировка жесткости задних пружин:

Модель автомобиля:	Витки пружины:	Маркеры «А» класса:	Маркеры «В» класса:
2101	белые	зеленые	желтые
2101 с переменным шагом	Голубые с металлическим оттенком	зеленые	желтые
2102	белые	синие	красные
2102 с переменным шагом	Голубые с металлическим оттенком	зеленые	желтые
2108	белые	зеленые	желтые
2108 с переменным шагом	Голубые с металлическим оттенком	зеленые	желтые
21099	белые	синие	красные
2121	белые	черные	не маркируются
2121 с переменным шагом	Голубые с металлическим оттенком	зеленые	желтые
2110	белые	черные	не маркируются
2110 с переменным шагом	Голубые с металлическим оттенком	зеленые	желтые
2123	белые	черные	не маркируются
2111	белые	голубые	оранжевые
1111	белые	зеленые	не маркируются

Как использовать пружины соответственно их классу

Подвеска автомобиля должна оснащаться пружинами, входящими в один класс по жесткости. На многие детали наносится желтый или зеленый маркеры. В первом случае это будет мягкий элемент, а во втором – стандартный или более жесткий для сложных условий эксплуатации.

Автомобилист совершенно свободно может выбрать, как мягкие, так и жесткие пружины. Главное при этом – не устанавливать разные по классу пружины на левую и правую части авто. Это повлияет на крен транспортного средства при поворотах, что может привести к аварии или снизить управляемость и устойчивость транспортного средства.

В идеале лучше, чтобы и передние пружины с задними не отличались по классу. Как исключение допускается монтаж более мягких на заднюю часть авто, а более жестких – на переднюю. Наоборот – запрещено, так как моторный отсек машины тяжелый, и не допускается раскачивание передней части транспорта. Особенно это чревато в случае с переднеприводными моделями.

Если автомобилист установит разные пружины по бокам, помимо уже упомянутых характеристик управляемости, вес транспорта не будет равномерно распределяться на все стороны. В этом случае подвеска и ходовая часть будет испытывать дополнительные нагрузки. Это ускорит износ некоторых деталей.

Класс «А» и «В» – существенные отличия

Многим автомобилистам расшифровка жесткости по цвету идентична классификации по классам. Если коротко, то А-класс это более жесткий вариант независимо от расцветки витков пружины, а В-класс – более мягкий в той же расцветке. Цвет витков помогает не перепутать пружины основной группы. Они всегда должны быть одинакового цвета. А вот небольшие цветовые полосы указывают на подгруппу, или класс жесткости – А или В в конкретной группе.

Когда выбираются новые пружины, обращать внимание следует на нанесенное обозначение. Существенных отличий между классами нет. Основное заключается в том, что для сжатия пружины типа А на определенную высоту потребуется на 25 килограмм больше, чем аналога типа В. Если на пружине нет маркера, такую деталь лучше не покупать. Исключением являются детали, которые не маркируются (они указаны в таблице).

Помимо безопасности автомобиль, оснащенный качественными пружинами, станет более комфортным. На таком транспортном средстве мягче ехать, что положительно сказывается на самочувствии водителя при длительных поездках.

Свойства пружин подвески

Для автомобильных пружин существует такое понятие, как усталость, и они проседают. Это означает, что расстояние между витками со временем становится меньшим. Из-за этого часть машины начинает проседать. В таких случаях деталь нужно заменить.

Если не провести замену пружин, это может иметь такие последствия:

• При проседании задней части сокращается грузоподъемность транспорта, а на больших кочках мягкая подвеска не защитит от удара, например, глушителем о землю;
• На тех же кочках колеса станут тереться о защиту колесной арки;
• Быстрее будет изнашиваться амортизатор, а при сильном проседании деталь может пробить, так как поршень будет часто сталкиваться с основанием гильзы с маслом;
• Выход из строя амортизатора также отрицательно скажется на элементах кузова – чаще всего в этом случае страдает крепление;
• В старых пружинах может сломаться виток, из-за чего машина потеряет управляемость.

В зависимости от условий эксплуатации авто пружины отхаживают от пяти до десяти лет, но при постоянной езде по ухабам эти детали могут потребовать замены еще раньше. Бывают случаи, когда такие элементы не отхаживали и трех лет.

Помимо естественных нагрузок на сжатие, во время передвижения по дороге из-под колеса могут вылетать камушки. Ударяясь о пружину, они могут образовывать сколы краски. Открытый металл будет подвержен окислительной реакции, что также снизит ресурс детали.

Раньше на автомобилях в качестве демпферов использовались торсионы. Благодаря использованию пружин транспортные средства стали более комфортными, а их управляемость повысилась.

Чтобы правильно подобрать пружины для авто, нужно обратить внимание на следующие факторы:

1. Чем толще прут, из которого изготовлена пружина, тем жестче будет изделие;
2. Параметр жесткости также зависит от количества витков – чем их больше, тем мягче подвеска;
3. Не каждая форма пружины подойдет для конкретного автомобиля. Несоответствие параметрам, указанных изготовителем транспорта, может привести к дискомфорту (например, во время езды большая пружина будет тереться о подкрылок), а иногда даже ухудшать управляемость.

Не стоит покупать самые жесткие пружины. Они улучшают отклик на поворот руля, однако снижают сцепление с дорогой. С другой стороны для проселочных дорог более мягкие аналоги будут создавать массу неудобств. По этим причинам в первую очередь нужно отталкиваться от того, по каким дорогам чаще ездит машина.

Соответствие маркировки пружин модели

Рассмотрим, какие пружины нужно использовать в конкретных моделях автопроизводителя ВАЗ:

• Пружины 2101 предназначены только для «копейки»;
• Более жесткая модификация имеет маркировку 21012. Они изготавливаются из более толстых прутьев, что делает изделия усиленными по сравнению с предыдущим аналогом. Их устанавливают на классику, в которой нужна более энергоемкая подвеска;
• Пружины с символами 2102 предназначены для универсалов модели 2102 и 21014. По сравнению с предыдущими модификациями эти детали на два сантиметра длиннее. Их можно ставить на седан, но только в том случае, если машина эксплуатируется в сельской местности. Такие пружины немного увеличивают клиренс машины. Однако их нельзя устанавливать, чтобы автомобиль смог перевозить более тяжелые грузы, чем предусмотрено производителем. В противном случае совсем скоро придется ремонтировать кузов.
• Обозначение 2108 получают детали, предназначенные для переднеприводных авто ВАЗ. Исключением является «Ока» и модели с мотором на 16 клапанов. Стоит учесть, что эти же пружины предназначены и для 21099. На эту модель не существует отдельных пружин, поэтому предложение продавца приобрести «оригиналы» для 99-й это не что иное, как попытка продать стандартные детали по большей стоимости.
• Элементы европейских производителей с маркировкой 2110 предназначены для моделей, начиная с 21102, и заканчивая 21104, а также для ВАЗ-2112 и 2114. Европейский вариант делает машину на 2 сантиметра ниже, но делает ее более управляемой на больших скоростях. Не стоит использовать такие детали на транспорте, часто передвигающемся по грунтовым дорогам и пересеченной местности.
• Модификации 2111 предназначены для задних подвесок моделей с идентичной маркировкой, а также ВАЗ-2113.
• Пружины из категории 2112 предназначены для передней части подвески таких моделей: 21113, 21103 и 2112.
• Полноприводные автомобили семейства ВАЗ оснащаются пружинами 2121.

Выбор в зависимости от производителя

Подбирая новые пружины взамен отработавших свой ресурс, многие автомобилисты чаще останавливают свой выбор на оригинальных запчастях. Однако аналогичную продукцию можно найти и в ассортименте других производителей, которые имеют хороший отзыв тех, кто уже пользовался подобным товаром.

Вот небольшой список самых известных производителей качественных пружин:

• «Сириус» – отечественная компания, в ассортименте которой имеется большой выбор товара для разных моделей авто. Весь реализуемый товар соответствует чертежам, предоставленным заказчиком.
• «Фобос» – еще один известный производитель, который предлагает большой выбор не только стандартных пружин, но и люфт-комплексов, позволяющих изменять клиренс автомобиля в зависимости от необходимости. Правда, отзывы многих пользователей не в пользу производителя. Причина тому – небольшой ресурс изделий, независимо от жесткости пружин.
• «Технорессор» – фирма предлагает бюджетную продукцию. Со временем эти пружины теряют свою жесткость, но не проседают. В основном бренд изготавливает стандартные элементы для подвесок.
• Список европейских производителей открывает компания Koni. Голландский производитель выпускает качественные элементы для подвесок любого транспорта, независимо от того, это японский или отечественный автомобиль. Особенность этой продукции заключается в том, что многие детали имеют ручную регулировку жесткости. Водитель сам может установить нужный клиренс, переместив барашек в соответствующее положение на стойке.
• Еще один европейский производитель – немецкая компания Eibach, в ассортименте продукции которой большое разнообразие всевозможных деталей для подвесок и ходовой части автомобилей. Стоит учесть, что продукция этой компании очень дорогая, но качество изделий компенсирует растраты. Пружины крайне редко лопаются, длительное время не теряют жесткость, а также не проседают.
• Компания SS20 была создана в 1993-м году, и на сегодняшний день она предоставляет большой выбор запчастей подвески на любой отечественный транспорт, а также на многие иномарки. Как заявляет производитель, жесткость каждой пружины проверяется на специальном стенде, на основании чего изделию подбирается пара. Благодаря этому приобретенный комплект будет состоять из одинаковых пружин. Помимо модели конкретного класса автовладелец может выбрать изделие, отличающееся технологией изготовления.
• Kilen – отличная замена стандартным ВАЗовским пружинам. По утверждениям производителя оригинальная запчасть отходит в два раза меньше, чем предлагаемая ими продукция.
• Пружины компании «Асоми» обладают отличной устойчивостью к большим нагрузкам. Для этого используются особенные сплавы металлов, которые после определенной обработки не лопаются, а также не проседают с годами. Чтобы продлить рабочий ресурс изделий, производитель покрывает пружины специальным материалом, в состав которого входит эпоксидная смола.

В дополнение к сказанному предлагаем небольшое видео о том, как определить, что пружины нужно заменить:

Класс жесткости пружин ваз а и б в чем разница

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Работой, совершаемой постоянной силой F, называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S:

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон на перемещении 1 метр в направлении действия силы.

Если же сила изменяется с течением времени, то для нахождения работы строят график зависимости силы от перемещения и находят площадь фигуры под графиком – это и есть работа:

Примером силы, модуль которой зависит от координаты (перемещения), может служить сила упругости пружины, подчиняющаяся закону Гука (F_упр = kx).

Мощность

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью. Мощность P (иногда обозначают буквой N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

По этой формуле рассчитывается средняя мощность, т.е. мощность обобщенно характеризующая процесс. Итак, работу можно выражать и через мощность: A = Pt (если конечно известна мощность и время совершения работы). Единица мощности называется ватт (Вт) или 1 джоуль за 1 секунду. Если движение равномерное, то:

По этой формуле мы можем рассчитать мгновенную мощность (мощность в данный момент времени), если вместо скорости подставим в формулу значение мгновенной скорости. Как узнать, какую мощность считать? Если в задаче спрашивают мощность в момент времени или в какой-то точке пространства, то считается мгновенная. Если спрашивают про мощность за какой-то промежуток времени или участок пути, то ищите среднюю мощность.

КПД – коэффициент полезного действия, равен отношению полезной работы к затраченной, либо же полезной мощности к затраченной:

Какая работа полезная, а какая затраченная определяется из условия конкретной задачи путем логического рассуждения. К примеру, если подъемный кран совершает работу по подъему груза на некоторую высоту, то полезной будет работа по поднятию груза (так как именно ради нее создан кран), а затраченной – работа, совершенная электродвигателем крана.

Итак, полезная и затраченная мощность не имеют строгого определения, и находятся логическим рассуждением. В каждой задаче мы сами должны определить, что в этой задаче было целью совершения работы (полезная работа или мощность), а что было механизмом или способом совершения всей работы (затраченная мощность или работа).

В общем случае КПД показывает, как эффективно механизм преобразует один вид энергии в другой. Если мощность со временем изменяется, то работу находят как площадь фигуры под графиком зависимости мощности от времени:

Кинетическая энергия

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела (энергией движения):

То есть если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, то он обладает кинетической энергией равной Е_к = 100 кДж и способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может превратиться в тепловую (при торможении автомобиля нагревается резина колес, дорога и тормозные диски) или может быть потрачена на деформацию автомобиля и тела, с которым автомобиль столкнулся (при аварии). При вычислении кинетической энергии не имеет значения куда движется автомобиль, так как энергия, как и работа, величина скалярная.

Тело обладает энергией, если способно совершить работу. Например, движущееся тело обладает кинетической энергией, т.е. энергией движения, и способно совершать работу по деформации тел или придания ускорения телам, с которыми произойдёт столкновение.

Физический смысл кинетической энергии: для того чтобы покоящееся тело массой m стало двигаться со скоростью v необходимо совершить работу равную полученному значению кинетической энергии. Если тело массой m движется со скоростью v, то для его остановки необходимо совершить работу равную его первоначальной кинетической энергии. При торможении кинетическая энергия в основном (кроме случаев соударения, когда энергия идет на деформации) «забирается» силой трения.

Теорема о кинетической энергии: работа равнодействующей силы равна изменению кинетической энергии тела:

Теорема о кинетической энергии справедлива и в общем случае, когда тело движется под действием изменяющейся силы, направление которой не совпадает с направлением перемещения. Применять данную теорему удобно в задачах на разгон и торможение тела.

Потенциальная энергия

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятие потенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли). Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями (так называемые консервативные силы). Работа таких сил на замкнутой траектории равна нулю. Таким свойством обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести Земли рассчитывается по формуле:

Физический смысл потенциальной энергии тела: потенциальная энергия равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень (h – расстояние от центра тяжести тела до нулевого уровня). Если тело обладает потенциальной энергией, значит оно способно совершить работу при падении этого тела с высоты h до нулевого уровня. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела, взятому с противоположным знаком:

Часто в задачах на энергию приходится находить работу по поднятию (переворачиванию, доставанию из ямы) тела. Во всех этих случаях нужно рассматривать перемещение не самого тела, а только его центра тяжести.

Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, то есть от выбора начала координат оси OY. В каждой задаче нулевой уровень выбирается из соображения удобства. Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а ее изменение при перемещении тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.

Потенциальная энергия растянутой пружины рассчитывается по формуле:

где: k – жесткость пружины. Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Растяжение или сжатие х надо рассчитывать от недеформированного состояния тела.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией. Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x₁, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x₂ сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком (так как сила упругости всегда направлена против деформации тела):

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Работа силы трения зависит от пройденного пути (такой вид сил, чья работа зависит от траектории и пройденного пути называется: диссипативные силы). Понятие потенциальной энергии для силы трения вводить нельзя.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Он определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой (формула уже приведена выше).

КПД можно рассчитывать как через работу, так и через мощность. Полезная и затраченная работа (мощность) всегда определяются путем простых логических рассуждений.

В электрических двигателях КПД – отношение совершаемой (полезной) механической работы к электрической энергии, получаемой от источника. В тепловых двигателях – отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты. В электрических трансформаторах – отношение электромагнитной энергии, получаемой во вторичной обмотке, к энергии, потребляемой первичной обмоткой.

В силу своей общности понятие КПД позволяет сравнивать и оценивать с единой точки зрения такие различные системы, как атомные реакторы, электрические генераторы и двигатели, теплоэнергетические установки, полупроводниковые приборы, биологические объекты и т.д.

Из–за неизбежных потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т.п. КПД всегда меньше единицы. Соответственно этому КПД выражается в долях затрачиваемой энергии, то есть в виде правильной дроби или в процентах, и является безразмерной величиной. КПД характеризует как эффективно работает машина или механизм. КПД тепловых электростанций достигает 35–40%, двигателей внутреннего сгорания с наддувом и предварительным охлаждением – 40–50%, динамомашин и генераторов большой мощности – 95%, трансформаторов – 98%.

Задачу, в которой нужно найти КПД или он известен, надо начать с логического рассуждения – какая работа является полезной, а какая затраченной.

Закон сохранения механической энергии

Полной механической энергией называется сумма кинетической энергии (т.е. энергии движения) и потенциальной (т.е. энергии взаимодействия тел силами тяготения и упругости):

Если механическая энергия не переходит в другие формы, например, во внутреннюю (тепловую) энергию, то сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся неизменной. Если же механическая энергия переходит в тепловую, то изменение механической энергии равно работе силы трения или потерям энергии, или количеству выделившегося тепла и так далее, другими словами изменение полной механической энергии равно работе внешних сил:

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему (т.е. такую в которой не действует внешних сил, и их работа соответственно равна нолю) и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной:

Это утверждение выражает закон сохранения энергии (ЗСЭ) в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой силами упругости и тяготения. Во всех задачах на закон сохранения энергии всегда будет как минимум два состояния системы тел. Закон гласит, что суммарная энергия первого состояния будет равна суммарной энергии второго состояния.

Алгоритм решения задач на закон сохранения энергии:

1. Найти точки начального и конечного положения тела.
2. Записать какой или какими энергиями обладает тело в данных точках.
3. Приравнять начальную и конечную энергию тела.
4. Добавить другие необходимые уравнения из предыдущих тем по физике.
5. Решить полученное уравнение или систему уравнений математическими методами.

Важно отметить, что закон сохранения механической энергии позволил получить связь между координатами и скоростями тела в двух разных точках траектории без анализа закона движения тела во всех промежуточных точках. Применение закона сохранения механической энергии может в значительной степени упростить решение многих задач.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими силами действуют силы трения или силы сопротивления среды. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание). Таким образом энергия в целом (т.е. не только механическая) в любом случае сохраняется.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую. Этот экспериментально установленный факт выражает фундаментальный закон природы – закон сохранения и превращения энергии.

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии.

Разные задачи на работу

Если в задаче требуется найти механическую работу, то сначала выберите способ её нахождения:

1. Работу можно найти по формуле: A = FS∙cosα. Найдите силу, совершающую работу, и величину перемещения тела под действием этой силы в выбранной системе отсчёта. Обратите внимание, что угол должен быть выбран между векторами силы и перемещения.
2. Работу внешней силы можно найти, как разность механической энергии в конечной и начальной ситуациях. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий тела.
3. Работу по подъёму тела с постоянной скоростью можно найти по формуле: A = mgh, где h – высота, на которую поднимается центр тяжести тела.
4. Работу можно найти как произведение мощности на время, т.е. по формуле: A = Pt.
5. Работу можно найти, как площадь фигуры под графиком зависимости силы от перемещения или мощности от времени.

Закон сохранения энергии и динамика вращательного движения

Задачи этой темы являются достаточно сложными математически, но при знании подхода решаются по совершенно стандартному алгоритму. Во всех задачах Вам придется рассматривать вращение тела в вертикальной плоскости. Решение будет сводиться к следующей последовательности действий:

1. Надо определить интересующую Вас точку (ту точку, в которой необходимо определить скорость тела, силу натяжения нити, вес и так далее).
2. Записать в этой точке второй закон Ньютона, учитывая, что тело вращается, то есть у него есть центростремительное ускорение.
3. Записать закон сохранения механической энергии так, чтобы в нем присутствовала скорость тела в той самой интересной точке, а также характеристики состояния тела в каком-нибудь состоянии про которое что-то известно.
4. В зависимости от условия выразить скорость в квадрате из одного уравнения и подставить в другое.
5. Провести остальные необходимые математические операции для получения окончательного результата.

При решении задач надо помнить, что:

• Условие прохождения верхней точки при вращении на нити с минимальной скоростью – сила реакции опоры N в верхней точке равна 0. Такое же условие выполняется при прохождении верхней точки мертвой петли.
• При вращении на стержне условие прохождения всей окружности: минимальная скорость в верхней точке равна 0.
• Условие отрыва тела от поверхности сферы – сила реакции опоры в точке отрыва равна нулю.

Неупругие соударения

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач в тех случаях, когда неизвестны действующие силы. Примером такого рода задач является ударное взаимодействие тел.

Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения. Во время столкновения тел между ними действуют кратковременные ударные силы, величина которых, как правило, неизвестна. Поэтому нельзя рассматривать ударное взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.

С ударным взаимодействием тел нередко приходится иметь дело в обыденной жизни, в технике и в физике (особенно в физике атома и элементарных частиц). В механике часто используются две модели ударного взаимодействия – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.

Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью переходит во внутреннюю энергию тел (нагревание). Для описания любых ударов Вам нужно записать и закон сохранения импульса, и закон сохранения механической энергии с учетом выделяющейся теплоты (предварительно крайне желательно сделать рисунок).

Абсолютно упругий удар

Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел. Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам абсолютно упругого удара. При абсолютно упругом ударе наряду с законом сохранения импульса выполняется закон сохранения механической энергии. Простым примером абсолютно упругого столкновения может быть центральный удар двух бильярдных шаров, один из которых до столкновения находился в состоянии покоя.

Центральным ударом шаров называют соударение, при котором скорости шаров до и после удара направлены по линии центров. Таким образом, пользуясь законами сохранения механической энергии и импульса, можно определить скорости шаров после столкновения, если известны их скорости до столкновения. Центральный удар очень редко реализуется на практике, особенно если речь идет о столкновениях атомов или молекул. При нецентральном упругом соударении скорости частиц (шаров) до и после столкновения не направлены по одной прямой.

Частным случаем нецентрального упругого удара может служить соударения двух бильярдных шаров одинаковой массы, один из которых до соударения был неподвижен, а скорость второго была направлена не по линии центров шаров. В этом случае векторы скоростей шаров после упругого соударения всегда направлены перпендикулярно друг к другу.

Законы сохранения. Сложные задачи

Несколько тел

В некоторых задачах на закон сохранения энергии тросы с помощью которых перемещаются некие объекты могут иметь массу (т.е. не быть невесомыми, как Вы могли уже привыкнуть). В этом случае работу по перемещению таких тросов (а именно их центров тяжести) также нужно учитывать.

Если два тела, соединённые невесомым стержнем, вращаются в вертикальной плоскости, то:

1. выбирают нулевой уровень для расчёта потенциальной энергии, например на уровне оси вращения или на уровне самой нижней точки нахождения одного из грузов и обязательно делают чертёж;
2. записывают закон сохранения механической энергии, в котором в левой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в начальной ситуации, а в правой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в конечной ситуации;
3. учитывают, что угловые скорости тел одинаковы, тогда линейные скорости тел пропорциональны радиусам вращения;
4. при необходимости записывают второй закон Ньютона для каждого из тел в отдельности.

Разрыв снаряда

В случае разрыва снаряда выделяется энергия взрывчатых веществ. Чтобы найти эту энергию надо от суммы механических энергий осколков после взрыва отнять механическую энергию снаряда до взрыва. Также будем использовать закон сохранения импульса, записанный, в виде теоремы косинусов (векторный метод) или в виде проекций на выбранные оси.

Столкновения с тяжёлой плитой

Пусть навстречу тяжёлой плите, которая движется со скоростью v, движется лёгкий шарик массой m со скоростью u_н. Так как импульс шарика много меньше импульса плиты, то после удара скорость плиты не изменится, и она будет продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении. В результате упругого удара, шарик отлетит от плиты. Здесь важно понять, что не поменяется скорость шарика относительно плиты. В таком случае, для конечной скорости шарика получим:

Таким образом, скорость шарика после удара увеличивается на удвоенную скорость стены. Аналогичное рассуждение для случая, когда до удара шарик и плита двигались в одном направлении, приводит к результату согласно которому скорость шарика уменьшается на удвоенную скорость стены:

Задачи о максимальных и минимальных значениях энергии сталкивающихся шаров

В задачах такого типа главное понять, что потенциальная энергия упругой деформации шаров максимальна, если кинетическая энергия их движения минимальна – это следует из закона сохранения механической энергии. Сумма кинетических энергий шаров минимальна в тот момент, когда скорости шаров будут одинаковы по величине и направлены в одном направлении. В этот момент относительная скорость шаров равна нулю, а деформация и связанная с ней потенциальная энергия максимальна.

Как успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике?

Для того чтобы успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике, среди прочего, необходимо выполнить три важнейших условия:

1. Изучить все темы и выполнить все тесты и задания приведенные в учебных материалах на этом сайте. Для этого нужно всего ничего, а именно: посвящать подготовке к ЦТ по физике и математике, изучению теории и решению задач по три-четыре часа каждый день. Дело в том, что ЦТ это экзамен, где мало просто знать физику или математику, нужно еще уметь быстро и без сбоев решать большое количество задач по разным темам и различной сложности. Последнему научиться можно только решив тысячи задач.
2. Выучить все формулы и законы в физике, и формулы и методы в математике. На самом деле, выполнить это тоже очень просто, необходимых формул по физике всего около 200 штук, а по математике даже чуть меньше. В каждом из этих предметов есть около десятка стандартных методов решения задач базового уровня сложности, которые тоже вполне можно выучить, и таким образом, совершенно на автомате и без затруднений решить в нужный момент большую часть ЦТ. После этого Вам останется подумать только над самыми сложными задачами.
3. Посетить все три этапа репетиционного тестирования по физике и математике. Каждый РТ можно посещать по два раза, чтобы прорешать оба варианта. Опять же на ЦТ, кроме умения быстро и качественно решать задачи, и знания формул и методов необходимо также уметь правильно спланировать время, распределить силы, а главное правильно заполнить бланк ответов, не перепутав ни номера ответов и задач, ни собственную фамилию. Также в ходе РТ важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в задачах, который на ЦТ может показаться неподготовленному человеку очень непривычным.

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов, а также ответственная проработка итоговых тренировочных тестов, позволит Вам показать на ЦТ отличный результат, максимальный из того, на что Вы способны.

Нашли ошибку?

Если Вы, как Вам кажется, нашли ошибку в учебных материалах, то напишите, пожалуйста, о ней на электронную почту (адрес электронной почты здесь). В письме укажите предмет (физика или математика), название либо номер темы или теста, номер задачи, или место в тексте (страницу) где по Вашему мнению есть ошибка. Также опишите в чем заключается предположительная ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, ошибка либо будет исправлена, либо Вам разъяснят почему это не ошибка.

ЗАПРЕЩЕНО использование представленных на сайте материалов или их частей в любых коммерческих целях, а также их копирование, перепечатка, повторная публикация или воспроизведение в любой форме. Нарушение прав правообладателей преследуется по закону. Подробнее.

© 2014 — 2023 EDUCON.BY — Физика и Математика — Теория и Задачи.