Jak działają zawieszenia samochodu

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zawieszenie auta działa całkiem prosto. Jeśli wyboje będą mniej wyboiste, to wszystko jest w porządku, prawda? W rzeczywistości układ zawieszenia wymaga dużo pracy, a komponenty…

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zawieszenie auta działa całkiem prosto. Jeśli wyboje będą mniej wyboiste, to wszystko jest w porządku, prawda?

W rzeczywistości układ zawieszenia ma ogromną liczbę funkcji, a jego elementy muszą wytrzymać ogromne obciążenia w porównaniu z innymi głównymi układami pojazdu. System zawieszenia znajduje się pomiędzy ramą a kołami i służy kilku ważnym celom. Idealnie, dobrze zestrojone zawieszenie amortyzuje wyboje i inne wyboje na drodze, aby ludzie w samochodzie mogli podróżować w komfortowych warunkach. Chociaż jest to bardzo ważne z punktu widzenia pasażera, kierowca zauważy kilka innych cech układu zawieszenia. Ten system jest również odpowiedzialny za utrzymywanie kół w jak największym stopniu.

Koła są niezwykle ważne dla osiągów i bezpieczeństwa samochodu. Koła to jedyna część samochodu, która dotyka drogi. Oznacza to, że muszą jednocześnie przenosić moc na ziemię i prowadzić samochód, a także odpowiadać za zatrzymanie pojazdu. Bez systemu pochłaniającego wyboje i wyboje na drogach samochód będzie się trząść i chybotał na nierównym terenie, przez co jest prawie bezużyteczny z powodu braku przyczepności. Chociaż układ zawieszenia jest świetnym rozwiązaniem na wyboiste drogi, znacznie utrudnia pracę, biorąc pod uwagę, że koła są teraz odpowiedzialne za wszystkie swoje standardowe obowiązki i muszą teraz poruszać się w górę i w dół, aby amortyzować wyboje. klamka samochodu nie wydaje się być na sprężynach i jest rzucana na każdym zakręcie.

Dlatego system zawieszenia jest bardzo złożony. W grę wchodzi wiele części, a jedna zepsuta lub wygięta część może zrujnować całą konfigurację.

Jak działa system zawieszenia?

W większości nowoczesne samochody mają niezależne przednie i tylne zawieszenie, dzięki czemu każde koło porusza się niezależnie od pozostałych. Jednak niektóre pojazdy wykorzystują prostszą oś pełną ze względu na niższy koszt i prostszą konstrukcję. Jedynymi stałymi osiami nadal używanymi w nowych pojazdach są osie napędowe. Osie napędowe mają koła napędowe na każdym końcu, podczas gdy osie martwe mają swobodnie obracające się opony na każdym końcu. Problem z tylnymi oponami, które nie poruszają się niezależnie od siebie, polega na tym, że zawsze zachowują ten sam kąt względem siebie, a nie względem nawierzchni drogi. Oznacza to mniejszą przyczepność i mniej przewidywalne prowadzenie. Aż do ostatniej iteracji Ford Mustang używał osi na żywo i był mocno krytykowany za poświęcanie osiągów na rzecz nostalgicznego prowadzenia.

Osie belki również przyczyniają się do niepotrzebnego obciążenia nieresorowanego. Masa nieresorowana to masa, która nie jest podtrzymywana przez zawieszenie. Masa podtrzymywana przez zawieszenie nazywana jest masą resorowaną. Niska masa nieresorowana w porównaniu do masy resorowanej sprawia, że ​​pojazd jest lżejszy i bardziej dynamiczny. Przeciwieństwo zapewnia ostrą jazdę i poczucie mniejszej kontroli nad samochodem. Jeśli mechanizm różnicowy, który przekazuje moc do kół przez osie, jest przymocowany do ramy lub nadwozia pojazdu, a nie do samej osi, wówczas masa nieresorowana jest znacznie mniejsza. Jest to jeden z ważnych powodów, wśród wielu innych korzyści płynących z możliwości prowadzenia jednego koła bez znaczącego wpływu na inne koła, dlaczego niezależne zawieszenie jest prawie powszechnie stosowane przez producentów samochodów na przednie i tylne koła swoich pojazdów.

Niezależne przednie zawieszenie umożliwia poruszanie się każdego przedniego koła w górę iw dół ze sprężyną i amortyzatorem przykręconymi do ramy na jednym końcu i łącznikiem lub wahaczem na drugim końcu. Dźwignia sterująca jest przymocowana z przodu samochodu bliżej środka na jednym końcu dźwigni, a zwrotnica jest przymocowana do drugiego. Wahacz robi to samo, z wyjątkiem tego, że mocuje się do ramy w dwóch punktach, w wyniku czego powstaje część przypominająca wahacz. Umiejscowienie każdego elementu w niezależnym przednim zawieszeniu jest bardzo ważne, ponieważ przednie koła muszą się obracać i utrzymywać stałą geometrię, aby pojazd działał bezpiecznie.

Niezależne tylne zawieszenie wykorzystuje tę samą technologię, co przednie, bez uwzględniania dynamiki kierowania, ponieważ tylne koła nie są zwykle kierowane. Pojazdy RWD i XNUMXWD mają mechanizm różnicowy zamontowany na ramie pośrodku wahaczy lub wahaczy, podczas gdy pojazdy z napędem na przednie koła mają bardzo proste tylne zawieszenie wymagające tylko sprężyn i amortyzatorów.

Amortyzatory i sprężyny zapewniają tłumienie i kompresję podczas ruchu zawieszenia. Sprężyny zapewniają siłę, która utrzymuje ciężar resorowany z dala od kół i jest odporny na ściskanie. Amortyzatory to cylindry wypełnione olejem, które powodują ściskanie i dekompresję zawieszenia ze stałą prędkością, aby zapobiec podskakiwaniu sprężyn w górę i w dół. Nowoczesne amortyzatory (lub amortyzatory) są wrażliwe na prędkość, co oznacza, że ​​radzą sobie z lżejszymi uderzeniami bardziej płynnie i oferują większą odporność na większe uderzenia. Pomyśl o sprężynach jak o psach stróżujących, gotowych wściekle chronić Twój samochód przed uderzeniami. Amortyzatory będą trzymać smycze psów stróżujących, upewniając się, że nie zajdą za daleko i nie wyrządzą więcej szkody niż pożytku.

Wiele samochodów, zwłaszcza mniejszych, wykorzystuje kolumny MacPhersona znajdujące się pośrodku sprężyny śrubowej i pełniące rolę amortyzatorów. Oszczędza miejsce i jest lżejszy.

Jak układ zawieszenia poprawia komfort pasażerów?

Gdy jazda lub komfort auta są dobre, oznacza to, że zawieszenie ma dobrą izolację od drogi. Zawieszenie może poruszać się w górę iw dół w zależności od potrzeb bez wstrząsania samochodem. Kierowca ma wystarczająco dużo doświadczenia na drodze, aby być świadomym wszelkich niepokojących warunków drogowych i wyczuć grzmot, jeśli zjedzie na pobocze autostrady.

Stare luksusowe samochody, a dokładniej amerykańskie, mają tak miękkie zawieszenie, że kierowca ma wrażenie, jakby prowadził łódź. Nie jest to optymalne, ponieważ wyczucie drogi (przynajmniej trochę) jest niezbędne do zachowania świadomości sytuacyjnej podczas jazdy. Fabrycznie tuningowane samochody sportowe i kompaktowe są często krytykowane za słabą izolację od drogi. Producenci tych pojazdów zakładają, że ich grupa demograficzna przedkłada szybkie czasy okrążeń na torze nad komfort na drodze. Ponadto pojazdy poruszające się z prędkością na torze wyścigowym otrzymują znacznie większą siłę docisku z powietrza, co może prowadzić do nieprzewidywalnego, przyjaznego dla drogi zachowania zawieszenia, zwłaszcza na zakrętach.

Niektóre możliwe problemy z ciałem lub jazdą, na które należy zwrócić uwagę, obejmują:

• Wałek ciała: Gdy nadwozie samochodu wychyla się na zewnątrz podczas pokonywania zakrętów. Wszystkie samochody robią to do pewnego stopnia podczas pokonywania zakrętów, ale jeśli nadwozie samochodu zbyt mocno się toczy, zmiana masy może spowodować, że samochód zacznie się obracać, przedwcześnie wyjść z zakrętu lub stracić przyczepność na jednym lub kilku kołach. .

• Dolny limit: Kiedy opony uderzają o karoserię, gdy zawieszenie jest ściśnięte. Dzieje się tak, gdy samochód nie ma wystarczającego zawieszenia, aby pochłonąć siłę uderzenia. Błotniki mogą temu zapobiec, tworząc poduszkę między zawieszeniem a ramą, która zapobiega podnoszeniu się opony na tyle wysoko, aby uderzyć w karoserię samochodu, ale jeśli są niewystarczające lub ich brakuje, może wystąpić ten problem. Przewrócenie może łatwo uszkodzić karoserię, koła lub układ zawieszenia.

W jaki sposób zawieszenie pomaga utrzymać samochód na drodze?

Zdolność samochodu do trzymania się drogi jest mierzona tym, jak dobrze samochód może utrzymać dobrą przyczepność i równomierny rozkład masy pod wpływem różnych sił. Aby czuć się stabilnie podczas zatrzymywania, samochód potrzebuje zawieszenia, które nie pozwoli na opadnięcie przodu pojazdu po naciśnięciu hamulców. Płynne przyspieszanie wymaga zawieszenia, aby zapobiec przycupnięciu samochodu z tyłu, gdy przepustnica jest otwarta. Przenoszenie ciężaru zapewnia połowie kół większą przyczepność, marnując moc i powodując niespójne właściwości jezdne.

Jak wspomniano powyżej, zbyt duże przechylanie się nadwozia w zakrętach jest złe dla prowadzenia. Przechylenie nadwozia jest również złe, ponieważ podczas skręcania trakcja jest przeniesiona na jedną stronę samochodu bardziej niż na drugą. Powoduje to, że wewnętrzne opony tracą przyczepność i prawdopodobnie spadają z nawierzchni drogi. Zawieszenie, które zapewnia dobrą przyczepność, w większości temu zapobiega.

Niektóre problemy z trakcją, które mogą być związane z mniej niż idealnym układem układu zawieszenia, obejmują:

• Sterowanie uderzeniowe: Po uderzeniu w wyboj samochód skręca w lewo lub w prawo, ale kierowca nie kręci kierownicą. Słabe wyrównanie zawieszenia może spowodować przechylenie kół pod takim kątem, że wystąpi ten problem.

• Nadsterowność: Kiedy tył samochodu traci przyczepność i psuje się na zakręcie. Jeśli nadwozie toczy się zbyt mocno na zakrętach, zmiana ciężaru może spowodować utratę przyczepności tylnych kół. Ten problem może być również spowodowany tym, że tylne koła są ustawione pod kątem, który nie pozwala oponie wystarczająco trzymać się drogi podczas pokonywania zakrętów.

• podsterowność: Kiedy przednie koła tracą przyczepność na zakręcie, powodując dryfowanie samochodu na zewnątrz zakrętu. Podobnie jak w przypadku nadsterowności, nadmierne przechyły nadwozia lub koła o niewłaściwym kącie pochylenia mogą spowodować, że przednie koła będą miały słabą przyczepność podczas pokonywania zakrętów. Podsterowność jest szczególnie niebezpieczna, ponieważ pojazdy z napędem na przednie koła kierują i przekazują moc na przednie koła. im mniejsza przyczepność przednich kół, tym słabsze prowadzenie samochodu.

• Zarówno nadsterowność, jak i podsterowność potęguje śliska nawierzchnia.

Serwis zawieszenia

Ponieważ głównym zadaniem układu zawieszenia jest pochłanianie wstrząsów w celu ochrony samochodu i jego pasażerów, części są wystarczająco mocne. W nowoczesnych samochodach jest kilka innych elementów, które są tak samo złożone, jak elementy zawieszenia.

Jednak przy tak dużym ruchu i sile generowanej w zawieszeniu, części nieuchronnie się zużyją lub ulegną uszkodzeniu. Poważne dziury mogą spowodować upadek pojazdu tak mocno, że rozpórki utrzymujące sprężyny na miejscu wygią się lub złamią.

Odgłosy skrzypienia zwykle towarzyszą uszkodzeniom przepustów i innych połączeń. Jeśli jeden z narożników samochodu staje się zbyt podskakiwany podczas pokonywania nierówności, należy natychmiast sprawdzić amortyzatory lub rozpórki. Problemy z zawieszeniem należy rozwiązywać natychmiast, więc jeśli ulegnie zmianie prowadzenie samochodu lub tłumienie, należy to sprawdzić jak najszybciej.