Autó felfüggesztés. Eszköz és cél
Tartalom
Az autó felfüggesztése köti össze az autó csapágy részét a kerekekkel. Valójában ez egy felfüggesztési rendszer, amely számos alkatrészt és szerelvényt tartalmaz. Lényege, hogy felveszi az út mentén történő mozgás során fellépő különféle erők hatását, és rugalmassá teszi a karosszéria és a kerekek közötti kapcsolatot.
Felfüggesztések - első és hátsó -, valamint a váz, a tengelytartók és a kerekek alkotják az autó alvázát.
A jármű számos jellemzőjét közvetlenül meghatározza a felfüggesztés típusa és egyedi kialakítása. A főbb ilyen paraméterek közé tartozik a kezelhetőség, a stabilitás és még a simaság is.
A rugózatlan tömeg olyan alkatrészek összessége, amelyek súlyukkal közvetlenül befolyásolják az utat. Először is ezek a kerekek és a felfüggesztés részei, valamint a hozzájuk közvetlenül kapcsolódó fékmechanizmusok.
Minden egyéb alkatrész és alkatrész, amelynek súlya a felfüggesztésen keresztül az útra kerül, a rugózott tömeget alkotja.
A rugózott és a rugózatlan tömeg aránya nagyon erősen befolyásolja az autó menetteljesítményét. Minél kisebb a rugózatlan alkatrészek tömege a rugózottakhoz képest, annál jobb a kezelhetőség és az utazás simasága. Ez bizonyos mértékig javítja az autó dinamikáját is.
A túl sok rugózatlan tömeg megnövekedett felfüggesztési tehetetlenséget okozhat. Ebben az esetben a hullámos úton történő vezetés károsíthatja a hátsó tengelyt, és súlyos balesethez vezethet.
Szinte minden felfüggesztési alkatrész a jármű rugózatlan tömegéhez kapcsolódik. Érthető tehát a mérnökök azon vágya, hogy így vagy úgy csökkentsék a felfüggesztés súlyát. Ennek érdekében a tervezők megpróbálják csökkenteni az alkatrészek méreteit, vagy acél helyett könnyebb ötvözeteket használni. Minden egyes megszerzett kilogramm fokozatosan javítja az autó menettulajdonságait. Ugyanez a hatás érhető el a rugózott tömeg növelésével, de ehhez nagyon jelentős súlyt kell hozzáadnia. Személygépkocsik esetében az arány körülbelül 15:1. Ezenkívül a teljes tömeg növekedése rontja a gyorsulási dinamikát.
Kényelem szempontjából
A mozgásban lévő jármű folyamatosan vibrál. Ebben az esetben viszonylag alacsony frekvenciájú és nagyfrekvenciás rezgéseket lehet megkülönböztetni.
A kényelem szempontjából a test percenkénti rezgésszámának 60 és 120 között kell lennie.
Ezenkívül a gumiabroncsok és más rugalmas alkatrészek használata miatt a rugózatlan tömegek magasabb frekvenciájú rezgéseket tapasztalnak - körülbelül 600 percenként. A felfüggesztés kialakítása során az ilyen rezgéseket minimálisra kell csökkenteni, hogy ne érezzék az utastérben.
És persze vezetés közben elkerülhetetlenek az ütések, ütések, melyek intenzitása az útfelület állapotától függ. A felfüggesztés egyik fontos feladata az út egyenetlenségei miatti rázkódás hatásainak hatékony leküzdése.
Kezelhetőség szempontjából
A járműnek meg kell tartania egy adott mozgási irányt, ugyanakkor azt a vezető akarata szerint könnyen megváltoztathatja. A felfüggesztés egyik funkciója, hogy megfelelő stabilitást biztosítson a kormányzott kerekeknek, hogy az autó továbbra is egyenes vonalban haladjon, függetlenül az útfelület hibái miatt fellépő véletlenszerű ütésektől.
Jó stabilizáció esetén a kormányzott kerekek kis vezetői beavatkozással vagy anélkül térnek vissza semleges helyzetbe, és az autó egyenes vonalban mozog, még akkor is, ha nem tartják a kormányt.
A kerekek úthoz és a karosszériához viszonyított mozgását nagymértékben a felfüggesztés kinematikája határozza meg.
Biztonsági szempontból
A felfüggesztésnek biztosítania kell a gumiabroncsok optimális tapadását az úttesttel, hogy az érintkezési felület állandó maradjon a mozgás során. A beállításokban (igazítás stb.), valamint a felfüggesztés geometriájában a dinamikus változtatásoknak minimálisnak kell lenniük. Ez különösen igaz az út egyenetlenségein és kanyarodáskor. A kialakításnak olyan elemeket kell tartalmaznia, amelyek csökkentik a gurulást, és minimálisra csökkentik a gép megcsúszásának és felborulásának valószínűségét, vagyis megfelelő stabilitást biztosítanak.
Az autófelfüggesztés általában vezetőmechanizmusokból, rugalmas alkatrészekből, rezgéscsillapítóból, dőlésgátlóból, valamint rögzítőelemekből, szabályozó- és vezérlőberendezésekből áll.
Vezető mechanizmusok
Először is ezek a különféle karok, amelyekről többet megtudhat, valamint mindenféle tapadás, fogaslécek, hosszabbítók. Rajtuk múlik, hogyan és milyen határok között lehetséges a kerekek mozgatása különböző tengelyek mentén és különböző síkban. Ezen kívül továbbítják a vonó- és fékezőerőket, valamint az oldalirányú hatásokat, például kanyar közben.
Az alkalmazott vezetőmechanizmusok típusától függően minden felfüggesztés két nagy osztályra osztható - függő és független.
A függőben az egyik tengely mindkét kereke híd (keresztgerenda) segítségével mereven össze van kötve egymással. Ebben az esetben az egyik kerék elmozdulása, például egy gödörön áthaladva, a másik hasonló elmozdulását okozza.
Egy független felfüggesztésben nincs ilyen merev kapcsolat, így az egyik kerék függőleges elmozdulása vagy dőlése gyakorlatilag nincs hatással a többire.
Mindkét osztálynak megvannak a maga előnyei és hátrányai, amelyek meghatározzák az alkalmazási kört. Ami a személygépkocsikat illeti, itt egyértelmű előnynek bizonyult a független felfüggesztések. Bár a hátsó tengely sok esetben még mindig beépítésfüggő, esetenként félig független torziós kar rendszert is találhatunk.
Az első tengelyen a függő felfüggesztés nagy szilárdsága és egyszerű kialakítása miatt továbbra is releváns teherautók, buszok és egyes SUV-k esetében.
A függő és független rendszerek összehasonlítása a cél.
A kialakítás különböző számú kart tartalmazhat, és ezek különböző módon helyezkedhetnek el. Ezen jellemzők szerint megkülönböztethetők az egykaros, kétkaros és többlengőkaros felfüggesztések hosszanti, keresztirányú vagy ferde elrendezésű.
Elasztikus elemek
Ide tartoznak a rugók, torziós rudak, különböző típusú rugók, valamint a gumi-fém zsanérok (silent blokkok), amelyeknek köszönhetően a karok és rugók mozgathatóak. Az elasztikus elemek ütéseket vesznek fel az út egyenetlenségeinél, és jelentősen tompítják a karosszériára, a belső égésű motorra és az autó egyéb alkatrészeire és rendszereire gyakorolt hatásukat. És természetesen növelik az utastérben tartózkodók kényelmét.
Leggyakrabban a független felfüggesztés kialakításánál hengeres tekercsrugókat használnak, amelyek speciális rugóacélból készülnek speciális technológiával. Az ilyen rugalmas elemek megbízhatóak, nem igényelnek karbantartást, és ugyanakkor lehetővé teszik a legjobb simaság elérését. A személygépkocsikban a rugók szinte teljesen felváltották a rugókat.
Az ábrán két lengőkaros rugós felfüggesztés sematikus elrendezése látható.
A légrugózásban a légrugókat rugalmas elemként használják. Ebben a kiviteli alakban a hengerben lévő gáznyomás változtatásával gyorsan beállítható a rendszer merevsége, valamint a hasmagasság mértéke. Az automatikus adaptáció az érzékelőrendszernek és az elektronikus vezérlőegységnek köszönhetően érhető el. Egy ilyen eszköz költsége azonban nagyon magas, és csak elit autókra van felszerelve. Ráadásul az adaptív légrugózást nagyon nehéz és költséges javítani, ugyanakkor elég sérülékeny rossz utakon.
rezgéscsillapító
Elvégzi a szerepét. Úgy tervezték, hogy csillapítsa a rugalmas alkatrészek használatából eredő rezgéseket, valamint a rezonanciajelenségeket. Lengéscsillapító hiányában a függőleges és vízszintes síkban fellépő rezgések jelentősen csökkentik az irányíthatóságot, és bizonyos esetekben vészhelyzethez vezethetnek.
Nagyon gyakran a csappantyút rugalmas elemekkel kombinálják egy eszközben - amely azonnal végrehajt egy sor funkciót.
Gurulásgátló
Ez a rész az első és a hátsó tengelyre is fel van szerelve. Úgy tervezték, hogy csökkentse az oldalirányú borulást kanyarodáskor, és csökkentse a gép felborulásának valószínűségét.
A bukókar szerkezetéről és működési elvéről többet megtudhat.
kötőelemek
A felfüggesztés részeinek a kerethez és egymáshoz való csatlakoztatásához háromféle rögzítést használnak - csavaros, rugalmas alkatrészekkel (gumi-fém zsanérok és perselyek) keresztül és át. Utóbbiak amellett, hogy ellátják fő feladatukat, egy bizonyos frekvenciaspektrumban elnyelve a rezgéseket is segítenek csökkenteni a zajszintet.
A kialakítás jellemzően korlátozókat is tartalmaz a karok mozgásához. Ha a jármű egy jelentős ütésen áthalad, a gumi lökhárító elnyeli az ütközést, mielőtt a lengéscsillapító elérné a felső vagy alsó határát. Így elkerülhető a lengéscsillapító, annak felső támasztéka és az alsó hangtompító idő előtti meghibásodása.
A téma túl tág ahhoz, hogy egyetlen cikkben lefedje minden vonatkozását. Emellett a tervezőmérnökök folyamatosan dolgoznak a meglévő eszközök fejlesztésén és újak fejlesztésén. A legígéretesebb irány az adott útviszonyokhoz automatikusan alkalmazkodó rendszerek. A már említett légrugók mellett például állítható bukókereteket használnak, amelyek az ECU jele szerint képesek a merevségük megváltoztatására.
Számos autóban állítható lengéscsillapítók vannak felszerelve, amelyek a mágnesszelep működése miatt megváltoztatják a felfüggesztés merevségét.
A hidropneumatikus szuszpenzióban az elasztikus komponensek szerepét gömbök játsszák, amelyek különálló, elkülönített szakaszait gázzal és folyadékkal töltik meg. A Hydractive rendszerben a hidropneumatikus gömb a rugóstag része.
Mindezek a lehetőségek azonban drágák, így a legtöbb autósnak meg kell elégednie a legjobb MacPherson és két lengőkaros rugórendszerekkel.
Senki sincs biztonságban a problémáktól az útjainkon, ezért nem lesz felesleges megismerkedni a lehetséges problémák előjeleivel. És feltétlenül olvassa el.
