Odpruženie auta. Zariadenie a účel

Odpruženie auta spája nosnú časť auta s kolesami. V skutočnosti ide o závesný systém, ktorý zahŕňa množstvo dielov a zostáv. Jeho podstatou je prevziať vplyv rôznych síl, ktoré vznikajú pri pohybe po ceste a urobiť spojenie medzi karosériou a kolesami elastickým.

Odpruženie - predné a zadné - spolu s rámom, nosníkmi náprav a kolesami tvoria podvozok auta.

Množstvo charakteristík vozidla je priamo determinovaných typom a špecifickou konštrukciou zavesenia. Medzi hlavné parametre patrí ovládateľnosť, stabilita a dokonca aj plynulosť.

Neodpružená hmota je súbor komponentov, ktoré svojou hmotnosťou priamo ovplyvňujú vozovku. V prvom rade sú to kolesá a časti odpruženia a s nimi priamo spojené brzdové mechanizmy.

Všetky ostatné komponenty a diely, ktorých hmotnosť sa prenáša na vozovku cez zavesenie, tvoria odpruženú hmotu.

Pomer odpruženej a neodpruženej hmoty má veľmi silný vplyv na jazdný výkon auta. Čím menšia je hmotnosť neodpružených komponentov oproti odpruženým, tým lepšia je ovládateľnosť a plynulosť jazdy. Do istej miery to zlepšuje aj dynamiku auta.

Príliš veľa neodpruženej hmoty môže spôsobiť zvýšenú zotrvačnosť pruženia. V tomto prípade by jazda po zvlnenej vozovke mohla poškodiť zadnú nápravu a viesť k vážnej nehode.

Takmer všetky komponenty pruženia súvisia s neodpruženou hmotnosťou vozidla. Je preto pochopiteľné, že túžba inžinierov znížiť hmotnosť odpruženia tak či onak. Za týmto účelom sa dizajnéri snažia zmenšiť rozmery dielov alebo použiť ľahšie zliatiny namiesto ocele. Každý získaný kilogram postupne zlepšuje jazdné vlastnosti auta. Rovnaký efekt možno dosiahnuť zvýšením odpruženej hmoty, ale na to budete musieť pridať veľmi významnú váhu. Pri osobných autách je pomer približne 15:1. Nárast celkovej hmotnosti navyše zhoršuje dynamiku zrýchlenia.

Pokiaľ ide o pohodlie

Vozidlo v pohybe neustále vibruje. V tomto prípade možno rozlíšiť relatívne nízkofrekvenčné a vysokofrekvenčné oscilácie.

Z hľadiska komfortu by sa počet vibrácií tela za minútu mal pohybovať v rozmedzí od 60 do 120.

Okrem toho vďaka použitiu pneumatík a iných elastických komponentov zažívajú neodpružené hmoty vibrácie s vyššou frekvenciou – asi 600 za minútu. Konštrukcia pruženia by mala takéto vibrácie obmedziť na minimum, aby ich v kabíne nebolo cítiť.

A samozrejme, pri jazde sa nevyhnú nárazy a otrasy, ktorých intenzita závisí od stavu povrchu vozovky. Účinný boj proti otrasom v dôsledku nerovností na ceste je jednou z dôležitých úloh odpruženia.

Z hľadiska ovládateľnosti

Vozidlo musí udržiavať daný smer pohybu a zároveň ho ľahko meniť podľa vôle vodiča. Jednou z funkcií odpruženia je poskytnúť dostatočnú stabilizáciu riadených kolies, aby sa auto naďalej pohybovalo v priamom smere bez ohľadu na náhodné nerovnosti, ktoré vznikajú v dôsledku defektov povrchu vozovky.

Pri dobrej stabilizácii sa riadené kolesá vrátia do neutrálnej polohy s malým alebo žiadnym zásahom vodiča a auto sa pohybuje v priamom smere, aj keď nedrží volant.

To, ako sa kolesá pohybujú vo vzťahu k vozovke a karosérii, do značnej miery určuje kinematika odpruženia.

Z hľadiska bezpečnosti

Odpruženie musí poskytovať optimálnu priľnavosť pneumatík k vozovke, aby kontaktná plocha zostala počas jazdy konštantná. Dynamické zmeny v nastaveniach (zarovnanie atď.), ako aj geometria zavesenia, by mali byť minimálne. To platí najmä pri prejazde nerovností na ceste a v zákrutách. Konštrukcia musí obsahovať prvky, ktoré znižujú nakláňanie a minimalizujú pravdepodobnosť šmyku a prevrátenia stroja, inými slovami, poskytujú dostatočnú stabilitu.

Odpruženie automobilu sa zvyčajne skladá z vodiacich mechanizmov, elastických komponentov, tlmiča vibrácií, stabilizátora, ako aj upevňovacích prvkov, regulačných a ovládacích zariadení.

Vodiace mechanizmy 

V prvom rade sú to rôzne páky, o ktorých sa môžete dozvedieť viac, ako aj všelijaké ťaháky, stojany, nadstavce. Od nich závisí, ako a v akých medziach je možné pohybovať kolieskami po rôznych osiach a v rôznych rovinách. Okrem toho prenášajú trakčné a brzdné sily, ako aj bočné vplyvy napríklad pri zákrute.

V závislosti od typu použitých vodiacich mechanizmov možno všetky závesy rozdeliť do dvoch veľkých tried - závislé a nezávislé.

V závislosti sú obe kolesá jednej nápravy navzájom pevne spojené pomocou mostíka (priečnika). V tomto prípade posun jedného z kolies, napríklad pri jazde cez jamu, spôsobí podobný posun druhého.



V nezávislom zavesení takéto tuhé spojenie neexistuje, takže vertikálne posuny alebo sklony jedného kolesa nemajú prakticky žiadny vplyv na ostatné.



Obe triedy majú svoje výhody a nevýhody, ktoré určujú rozsah ich aplikácie. Pokiaľ ide o osobné automobily, tu sa ukázalo, že jasná výhoda je na strane nezávislých zavesení kolies. Aj keď je zadná náprava v mnohých prípadoch stále namontovaná ako závislá, občas sa dá nájsť aj polonezávislý systém torznej páky.

Na prednej náprave je závislé odpruženie vďaka svojej vysokej pevnosti a jednoduchosti konštrukcie stále relevantné pre nákladné autá, autobusy a niektoré SUV.

Venuje sa porovnaniu závislých a nezávislých systémov.

Konštrukcia môže obsahovať rôzny počet pák a môžu byť umiestnené rôznymi spôsobmi. Podľa týchto znakov možno rozlíšiť jednopákové, dvojpákové a viacprvkové závesy s pozdĺžnym, priečnym alebo šikmým usporiadaním.

Elastické prvky 

Patria sem pružiny, torzné tyče, rôzne druhy pružín, ale aj gumokovové pánty (silentbloky), vďaka ktorým sú páčky a pružiny pohyblivé. Elastické prvky preberajú otrasy pri nárazoch na nerovnosti na ceste a výrazne zmierňujú ich dopad na karosériu, spaľovací motor a ďalšie komponenty a systémy automobilu. A samozrejme zvyšujú úroveň pohodlia pre cestujúcich v kabíne.

Najčastejšie sa pri konštrukcii nezávislého zavesenia používajú valcové vinuté pružiny vyrobené zo špeciálnej pružinovej ocele pomocou špeciálnej technológie. Takéto elastické prvky sú spoľahlivé, nevyžadujú údržbu a zároveň umožňujú dosiahnuť najlepšiu hladkosť. V osobných autách pružiny takmer úplne nahradili pružiny.



Na obrázku je schematicky znázornené usporiadanie pružinového zavesenia s dvoma priečnymi ramenami.

Vo vzduchovom odpružení sa ako elastický prvok používajú vzduchové pružiny. Zmenou tlaku plynu vo valci v tomto uskutočnení je možné rýchlo nastaviť tuhosť systému, ako aj veľkosť svetlej výšky. Automatické prispôsobenie je dosiahnuté vďaka systému senzorov a elektronickej riadiacej jednotke. Náklady na takéto zariadenie sú však veľmi vysoké a je inštalované iba na elitných autách. Adaptívne vzduchové pruženie sa navyše veľmi ťažko a draho opravuje a zároveň je dosť zraniteľné na zlých cestách.



tlmič vibrácií 

Vykonáva svoju úlohu. Je určený na tlmenie vibrácií vznikajúcich pri použití elastických komponentov, ako aj rezonančných javov. Pri absencii tlmiča otrasy vo vertikálnej a horizontálnej rovine výrazne znižujú ovládateľnosť a v niektorých prípadoch môžu viesť k núdzovej situácii. 

Veľmi často sa tlmič kombinuje s elastickými prvkami do jedného zariadenia - ktoré okamžite vykonáva súbor funkcií.

Tyč stabilizátora 

Táto časť je inštalovaná na prednej aj zadnej náprave. Je navrhnutý tak, aby znížil bočné nakláňanie pri prejazde zákrutami a znížil pravdepodobnosť prevrátenia stroja.



Môžete sa dozvedieť viac o zariadení a princípe činnosti stabilizátora.

uzávery 

Na spojenie závesných dielov s rámom a medzi sebou sa používajú tri typy upevnenia - skrutkové, s a cez elastické komponenty (gumovo-kovové pánty a puzdrá). Tie okrem toho, že plnia svoju hlavnú úlohu, pomáhajú znižovať hladinu hluku aj tým, že pohlcujú vibrácie v určitom frekvenčnom spektre.

Konštrukcia zvyčajne poskytuje aj obmedzovače pohybu pák. Keď vozidlo prejde cez výrazný náraz, gumový nárazník absorbuje náraz skôr, ako tlmič dosiahne svoju hornú alebo dolnú hranicu. Predíde sa tak predčasnému zlyhaniu tlmiča, jeho hornej podpery a spodného silentbloku.

Téma je príliš široká na to, aby pokryla všetky jej aspekty v jednom článku. Okrem toho dizajnéri neustále pracujú na zlepšovaní existujúcich zariadení a vývoji nových. Najsľubnejším smerom sú systémy s automatickým prispôsobovaním sa špecifickým podmienkam vozovky. Okrem už spomínaných vzduchových pružín sú použité napríklad nastaviteľné stabilizátory, ktoré sú schopné meniť svoju tuhosť podľa signálu z ECU.



V mnohých autách sú nainštalované nastaviteľné tlmiče, ktoré menia tuhosť odpruženia v dôsledku činnosti solenoidového ventilu.

V hydropneumatickom zavesení zohrávajú úlohu elastických komponentov gule, ktorých oddelené izolované časti sú naplnené plynom a kvapalinou. V systéme Hydractive je hydropneumatická guľa súčasťou odpruženia.



Všetky tieto možnosti sú však drahé, a tak sa väčšina motoristov musí uspokojiť s najlepším MacPhersonom a pružinovými systémami s dvoma priečnymi ramenami súčasnosti.

Nikto nie je v bezpečí pred problémami na našich cestách, takže nebude zbytočné oboznámiť sa so znakmi možných. A určite čítajte.