Aký je rozdiel medzi odpruženou hmotnosťou a neodpruženou hmotnosťou?

Fanúšikovia áut, najmä tí, ktorí pretekajú, niekedy hovoria o „odpruženej“ a „neodpruženej“ hmotnosti (alebo hmotnosti). Čo znamenajú tieto pojmy?

Pružina je komponent odpruženia, ktorý drží vozidlo a chráni ho, cestujúcich a náklad pred nárazmi. Auto bez pružín by nebolo veľmi pohodlné a čoskoro by sa rozpadlo od otrasov a nárazov. Vozíky ťahané koňmi používali pružiny už po stáročia a už pri modeli Ford T boli kovové pružiny považované za štandard. Dnes jazdia všetky osobné a nákladné autá na listových pružinách.

Ale keď hovoríme, že auto „jazdí“ na pružinách, nemyslíme tým vlastne celé auto. Časť akéhokoľvek osobného alebo nákladného auta podporovaného pružinami je jeho odpružená hmota a zvyšok je jeho neodpružená hmota.

Rozdiel medzi odpruženým a neodpruženým

Aby ste pochopili rozdiel, predstavte si, že sa auto pohybuje dopredu, kým jedno z jeho predných kolies nenarazí na hrboľ dostatočne veľký na to, aby sa toto koleso pohlo smerom ku karosérii auta. Ale keď sa koleso pohybuje nahor, karoséria vozidla sa nemusí pohybovať veľmi alebo vôbec, pretože je izolovaná od smerom nahor sa pohybujúceho kolesa jednou alebo viacerými pružinami; pružiny sa môžu stlačiť, čo umožňuje, aby karoséria zostala na mieste, keď sa koleso pod ňou pohybuje hore a dole. Tu je rozdiel: karoséria a všetko, čo je k nej pevne pripevnené, sú odpružené, to znamená izolované od kolies stlačiteľnými pružinami; pneumatiky, kolesá a čokoľvek, čo je k nim priamo pripojené, nie sú odpružené, čo znamená, že pružiny im nebránia v pohybe, keď auto ide hore alebo dole po ceste.

Takmer celé typické auto je odpružená hmota, pretože takmer každá jej časť je pevne spojená s karosériou. Okrem samotnej karosérie, ktorá zahŕňa všetky ostatné konštrukčné či rámové komponenty, motor a prevodovku, interiér a samozrejme pasažierov a náklad.

A čo neodpružená hmotnosť? Nasledujúce sú neodpružené:

• autobus

• Kolesá

• Ložiská a náboje kolies (časti, na ktorých sa kolesá otáčajú)

• Brzdové jednotky (na väčšine vozidiel)

• Na vozidlách s priebežnou hnacou nápravou, niekedy označovanou ako hnacia náprava, sa zostava nápravy (vrátane diferenciálu) pohybuje so zadnými kolesami, a preto je neodpružená.

Nie je to dlhý zoznam, najmä pri autách s nezávislým zavesením zadnej nápravy (teda bez pevnej nápravy) je neodpružená hmotnosť len malým zlomkom celkovej hmotnosti.

Poloodpružené diely

Je tu jeden problém: niektoré závažie je čiastočne odpružené a čiastočne neodpružené. Zoberme si napríklad hriadeľ pripevnený na jednom konci k prevodovke a na druhom konci ku kolesu ("polovičný hriadeľ"); keď sa koleso pohybuje hore a skriňa a prevodovka nie, jeden koniec hriadeľa sa pohybuje a druhý nie, takže stred hriadeľa sa pohybuje, ale nie toľko ako koleso. Časti, ktoré sa musia pohybovať s kolesom, ale nie tak ďaleko, sa nazývajú čiastočne odpružené, poloodpružené alebo hybridné. Medzi typické poloodpružené časti patria:

• Samotné pramene
• Tlmiče a vzpery
• Riadiace ramená a niektoré ďalšie časti zavesenia
• Polovičné hriadele a niektoré kardanové hriadele
• Niektoré časti riadiaceho systému, ako je kĺb riadenia

Prečo na tom všetkom záleží? Ak je väčšina hmotnosti vozidla neodpružená, je ťažšie udržať pneumatiky na ceste pri prejazde nerovností, pretože pružiny musia vyvinúť väčšiu silu, aby ich posunuli. Preto je vždy žiaduce mať vysoký pomer odpruženej k neodpruženej hmotnosti, a to je dôležité najmä pre vozidlá, ktoré musia dobre zvládať vysoké rýchlosti. Pretekárske tímy teda znižujú neodpruženú hmotnosť, napríklad použitím ľahkých, ale tenkých kolies z horčíkovej zliatiny a inžinieri sa snažia navrhnúť odpruženie s čo najnižšou neodpruženou hmotnosťou. To je dôvod, prečo niektoré autá, ako napríklad Jaguar E z rokov 1961-75, používali brzdy namontované nie na náboji kolesa, ale na vnútornom konci hriadeľa nápravy: to všetko sa robí na zníženie neodpruženej hmoty.

Všimnite si, že neodpružená hmota alebo hmota sa niekedy zamieňa s rotujúcou hmotou, pretože niektoré časti (pneumatiky, kolesá, väčšina brzdových kotúčov) spadajú do oboch kategórií a pretože jazdci chcú obidve zmenšiť. Ale nie je to to isté. Rotujúca hmota je taká, ako vyzerá, všetko, čo sa musí otáčať, keď ide auto dopredu, napríklad čap riadenia je neodpružený, ale netočí sa a hriadeľ nápravy sa otáča, ale je len čiastočne neodpružený. Menšia neodpružená hmotnosť zlepšuje ovládateľnosť a niekedy aj trakciu, zatiaľ čo zníženie rotačnej hmotnosti zlepšuje zrýchlenie.