Hur bilupphängningar fungerar

Vid en första anblick verkar det som att bilfjädringen fungerar ganska enkelt. Om gupparna i slutändan blir mindre ojämna, så är allt bra, eller hur? Faktum är att fjädringssystemet kräver mycket arbete, och komponenterna...

Vid en första anblick verkar det som att bilfjädringen fungerar ganska enkelt. Om gupparna i slutändan blir mindre ojämna, så är allt bra, eller hur?

Faktum är att fjädringssystemet har ett stort antal funktioner, och dess komponenter måste tåla enorma belastningar jämfört med andra stora fordonssystem. Fjädringssystemet är placerat mellan ramen och hjulen och tjänar flera viktiga syften. Helst kommer en vältrimmad fjädring att absorbera gupp och andra gupp på vägen så att personer i bilen kan resa bekvämt. Även om detta är mycket viktigt ur passagerarens synvinkel, kommer föraren att märka några andra funktioner i fjädringssystemet. Detta system ansvarar också för att hålla hjulen på marken så mycket som möjligt.

Hjul är extremt viktiga för en bils prestanda och säkerhet. Hjulen är den enda delen av bilen som rör vägen. Det innebär att de måste överföra kraft till marken och köra bilen samtidigt, samt ansvara för att stoppa fordonet. Utan ett system för att absorbera gupp och gropar på vägarna kommer bilen att skaka och vinkla på ojämnt underlag, vilket gör den nästan oanvändbar på grund av bristande grepp. Även om fjädringssystemet är en utmärkt lösning för gropiga vägar, gör det jobbet mycket svårare när man tänker på att hjulen nu är ansvariga för alla sina standarduppgifter och nu måste röra sig upp och ner för att absorbera gupp från gupp. bilens handtag verkar inte sitta på fjädrar och det kastas vid varje sväng.

Det är därför upphängningssystemet är mycket komplext. Det är många delar inblandade här, och en trasig eller böjd del kan förstöra en hel installation.

Hur fungerar fjädringssystemet?

För det mesta har moderna bilar oberoende främre och bakre fjädring, vilket gör att varje hjul kan röra sig oberoende av de andra. Vissa fordon använder dock en enklare solid axel på grund av den lägre kostnaden och enklare designen. De enda solida axlarna som fortfarande används i nya fordon är drivaxlar. Drivaxlarna har drivhjul i varje ände, medan de döda axlarna har fritt snurrande däck i varje ände. Problemet med bakdäck som inte rör sig oberoende av varandra är att de alltid håller samma vinkel i förhållande till varandra, inte i förhållande till vägbanan. Detta innebär mindre grepp och mindre förutsägbar hantering. Fram till den senaste iterationen använde Ford Mustang en spänningsförande axel och kritiserades hårt för att offra prestanda för nostalgisk hantering.

Även balkaxlar bidrar med onödig ofjädrad vikt. Ofjädrad vikt är den vikt som inte bärs upp av upphängningen. Massan som bärs upp av suspensionen kallas fjädermassan. Den låga ofjädrade vikten jämfört med den fjädrande vikten gör fordonet lättare och mer dynamiskt. Motsatsen ger en hård körning och en känsla av mindre kontroll över bilen. Om differentialen som skickar kraft till hjulen genom axlarna är fäst på fordonets ram eller kaross snarare än själva axeln, så är den ofjädrade massan betydligt mindre. Detta är en viktig anledning, bland de många andra fördelarna med att kunna köra ett hjul utan att nämnvärt påverka de andra hjulen, varför oberoende fjädring nästan universellt används av biltillverkare för fram- och bakhjulen på sina fordon.

Oberoende framhjulsupphängning gör att varje framhjul kan röra sig upp och ner med en fjäder och dämpare bultade i ramen i ena änden och ett länkage eller bärarm i andra änden. Manöverspaken är fäst på bilens framsida närmare mitten i ena änden av spaken, och styrspaken är fäst vid den andra. Bärarmsbenet gör detsamma, förutom att det fäster på ramen vid två punkter, vilket resulterar i en del som liknar ett dragben. Placeringen av varje komponent i ett oberoende främre fjädringssystem är mycket viktigt, eftersom framhjulen måste svänga och bibehålla konstant inriktning för att fordonet ska fungera säkert.

Den oberoende bakhjulsupphängningen använder samma teknik som den främre utan att ta hänsyn till styrdynamik, eftersom bakhjulen normalt inte styrs. RWD- och XNUMXWD-fordon har en differential monterad på ramen i mitten av manöverarmarna eller länkarmarna, medan framhjulsdrivna fordon har en mycket enkel bakre fjädring som endast kräver fjädrar och dämpare.

Dämparna och fjädrarna ger all dämpning och kompression när fjädringen rör sig. Fjädrarna ger den kraft som håller den fjädrande vikten borta från hjulen och motstår kompression. Stötdämpare är oljefyllda cylindrar som får suspensionen att komprimeras och dekomprimeras med konstant hastighet för att förhindra att fjädrarna studsar upp och ner. Moderna stötdämpare (eller dämpare) är hastighetskänsliga, vilket innebär att de hanterar lättare slag smidigare och ger mer motstånd mot större slag. Tänk på fjädrar som vakthundar, redo att rasande skydda din bil från stötar. Stötdämparna kommer att vara de som håller vakthundarnas koppel och ser till att de inte går för långt och gör mer skada än nytta.

Många bilar, särskilt mindre, använder MacPherson-stag placerade i mitten av spiralfjädern och fungerar som stötdämpare. Det sparar utrymme och är lättare.

Hur förbättrar fjädringssystemet passagerarkomforten?

När körningen eller komforten på bilen är bra betyder det att fjädringen har bra isolering från vägen. Fjädringen kan röra sig upp och ner efter behov utan att skaka bilen. Föraren får precis tillräckligt med vägerfarenhet för att vara medveten om eventuella störande vägförhållanden och känna hur det mullrar om han kör in i sidan av en motorväg.

Gamla lyxbilar, närmare bestämt amerikanska lyxbilar, har så mjuk fjädring att föraren känns som om han kör båt. Detta är inte optimalt, eftersom en känsla av vägen (åtminstone lite) är nödvändig för att upprätthålla situationsmedvetenhet under körning. Fabrikstrimmade sportbilar och kompakta bilar får ofta kritik för dålig isolering från vägen. Tillverkarna av dessa fordon antar att deras demografi föredrar snabba varvtider på banan framför komfort på vägen. Dessutom får fordon som färdas i racerbanans hastighet mycket mer downforce från luften, vilket kan leda till oförutsägbart vägvänligt fjädringsbeteende, särskilt i kurvor.

Några möjliga kropps- eller åkproblem att hålla utkik efter inkluderar:

• Kroppsrulle: När bilens kaross lutar utåt vid kurvtagning. Alla bilar gör detta till viss del vid kurvtagning, men om bilens kaross rullar för mycket kan viktförskjutningen få bilen att snurra, gå ur kurvan i förtid eller tappa greppet på ett eller flera hjul. .

• Lägre gräns: När däcken träffar bilens kaross när fjädringen är komprimerad. Detta händer när bilen inte har tillräckligt med fjädring för att absorbera kraften från stöten den är på. Stänkskärmar kan förhindra detta genom att skapa en kudde mellan fjädringen och ramen som förhindrar att däcket stiger tillräckligt högt för att träffa bilens kaross, men om de är otillräckliga eller saknas kan detta problem uppstå. En vältning kan lätt skada karossen, hjulen eller fjädringssystemet.

Hur hjälper fjädringssystemet att bilen stannar på vägen?

En bils väghållningsförmåga mäts av hur väl en bil kan bibehålla bra dragkraft och jämn viktfördelning när den utsätts för olika krafter. För att känna sig stabil när den stannar behöver en bil en fjädring som inte tillåter att framdelen dyker ner när bromsarna ansätts. Jämn acceleration kräver fjädring för att förhindra att bilen sätter sig på huk bak när gasen öppnas. Viktväxling ger hälften av hjulen det mesta av dragkraften, slöseri med kraft och orsakar inkonsekventa köregenskaper.

Som nämnts ovan är för mycket karossrullning i hörn dåligt för hanteringen. Karossrullning är också dålig eftersom vid svängning förskjuts dragkraften till ena sidan av bilen mer än den andra. Detta gör att de inre däcken tappar greppet och eventuellt lossnar från vägbanan. Fjädring som ger bra grepp kommer att förhindra detta för det mesta.

Några dragproblem som kan förknippas med en mindre än idealisk upphängningssystemlayout inkluderar:

• Slagstyrning: När den träffar en gupp svänger bilen åt vänster eller höger, men föraren vrider inte på ratten. Dålig fjädringsinriktning kan göra att hjulen lutar i en sådan vinkel att detta problem uppstår.

• Överstyrning: När den bakre delen av bilen tappar greppet och går sönder i en kurva. Om karossen rullar för mycket i kurvor kan viktförskjutning göra att bakhjulen tappar greppet. Detta problem kan också orsakas av att bakhjulen är i en vinkel som inte tillåter att däcket fastnar tillräckligt på vägen vid kurvtagning.

• understyrning: När framhjulen tappar greppet i ett hörn, vilket gör att bilen glider mot utsidan av hörnet. I likhet med överstyrning kan överdriven karossrullning eller hjul med fel lutning göra att framhjulen får dåligt grepp vid kurvtagning. Understyrning är särskilt farlig eftersom framhjulsdrivna fordon styr och överför kraft till framhjulen. ju mindre grepp på framhjulen, desto mindre köregenskaper.

• Både över- och understyrning förvärras av halt väglag.

Upphängningstjänst

Eftersom fjädringssystemets huvuduppgift är att absorbera stötar för att skydda bilen och dess passagerare, är delarna gjorda för att vara tillräckligt starka. Det finns flera andra komponenter i moderna bilar som är lika komplexa som fjädringskomponenterna.

Men med så mycket rörelse och kraft som genereras i upphängningen kommer delarna oundvikligen att slitas ut eller skadas. Allvarliga gropar kan göra att fordonet faller så hårt att stöttorna som håller fjädrarna på plats böjs eller går sönder.

Knarrande ljud följer vanligtvis fel på bussningar och andra anslutningar. Om ett hörn av bilen blir för studsande när du kör över gupp ska du genast kontrollera stötdämparna eller fjäderbenen. Fjädringsproblem bör åtgärdas omedelbart, så om bilens köregenskaper eller dämpning ändras bör det kontrolleras så snart som möjligt.