Vad är skillnaden mellan fjädrad vikt och ofjädrad vikt?

Bilfans, särskilt de som tävlar, pratar ibland om "fjädrad" och "ofjädrad" vikt (eller vikt). Vad betyder dessa termer?

Fjädern är den fjädringskomponent som håller fordonet och skyddar det, passagerare och last från stötar. En bil utan fjädrar skulle inte vara särskilt bekväm och skulle snart falla isär från skakningar och stötar. Hästdragna kärror har använt fjädrar i århundraden, och så långt tillbaka som Ford Model T ansågs metallfjädrar vara standard. Idag körs alla bilar och lastbilar på bladfjädrar.

Men när vi säger att en bil "kör på" fjädrar, menar vi egentligen inte hela bilen. Den del av en bil eller lastbil som stöds av fjädrarna är dess fjädrande massa, och resten är dess ofjädrade massa.

Skillnaden mellan fjädrade och ofjädrade

För att förstå skillnaden, föreställ dig en bil som rör sig framåt tills ett av dess framhjul träffar en bula som är tillräckligt stor för att det hjulet ska kunna röra sig upp mot bilens kaross. Men när hjulet rör sig uppåt kan det hända att bilens kaross inte rör sig mycket eller inte alls eftersom den är isolerad från det uppåtgående hjulet av en eller flera fjädrar; fjädrarna kan komprimeras, vilket gör att bilens kaross stannar på plats när hjulet rör sig upp och ner under den. Här är skillnaden: bilens kaross och allt som är ordentligt fäst vid den är fjädrade, det vill säga isolerade från hjulen av kompressibla fjädrar; däcken, hjulen och allt som är fäst direkt på dem är inte fjädrande, vilket innebär att fjädrarna inte hindrar dem från att behöva röra sig när bilen går upp eller ner på vägen.

Nästan hela en typisk bil är en fjädrande massa eftersom nästan varje del av den är ordentligt fäst vid kroppen. Förutom själva karossen, som inkluderar alla andra struktur- eller ramkomponenter, motor och transmission, interiör och, naturligtvis, passagerare och last.

Hur är det med ofjädrad vikt? Följande är ofjädrade:

• Däck

• Hjul

• Hjullager och nav (delar på vilka hjulen roterar)

• Bromsenheter (på de flesta fordon)

• På fordon med en kontinuerlig drivaxel, ibland kallad drivaxel, rör sig axelenheten (inklusive differentialen) med bakhjulen och är därför ofjädrad.

Det är ingen lång lista, speciellt för bilar med oberoende bakfjädring (dvs inte en solid axel) är den ofjädrade vikten bara en liten bråkdel av totalvikten.

Halvfjädrade delar

Det finns en svårighet: en del vikt är delvis fjädrad och delvis ofjädrad. Betrakta till exempel en axel fäst i ena änden till transmissionen och i andra änden till hjulet ("halvaxel"); när hjulet rör sig uppåt och höljet och transmissionen inte gör det, rör sig ena änden av axeln och den andra inte, så axelns mitt rör sig, men inte lika mycket som hjulet. Delar som behöver röra sig med hjulet men inte så långt kallas delvis fjädrande, halvfjädrade eller hybrid. Typiska halvfjädrade delar inkluderar:

• Själva fjädrarna
• Stötdämpare och fjäderben
• Styrarmar och några andra fjädringsdelar
• Halva skaft och några kardanskaft
• Vissa delar av styrsystemet, som t.ex

Varför spelar allt detta någon roll? Om större delen av fordonets massa är ofjädrad är det svårare att hålla däcken på vägen när man kör över gupp eftersom fjädrarna måste utöva mer kraft för att flytta dem. Därför är det alltid önskvärt att ha ett högt fjädrande till ofjädrat massförhållande, och detta är särskilt viktigt för fordon som måste klara sig bra i höga hastigheter. Så racingteam minskar ofjädrad vikt, till exempel genom att använda lätta men tunna magnesiumlegeringsfälgar, och ingenjörer försöker designa fjädringen med lägsta möjliga ofjädrade vikt. Det är därför som vissa bilar, som 1961-75 Jaguar E, använde bromsar monterade inte på hjulnavet, utan på insidan av axelaxeln: allt detta görs för att minska den ofjädrade vikten.

Observera att ofjädrad massa eller massa ibland förväxlas med roterande massa eftersom vissa delar (däck, hjul, de flesta bromsskivor) faller inom båda kategorierna och eftersom ryttare vill minska båda. Men det är inte samma sak. Den roterande massan är som den ser ut, allt som behöver rotera när bilen kör framåt, till exempel är styrspindeln ofjädrad men roterar inte, och axelaxeln roterar men är bara delvis ofjädrad. Mindre ofjädrad vikt förbättrar hanteringen och ibland dragkraften, medan minskningen av den roterande vikten förbättrar accelerationen.