Auto ophanging. Apparaat en doel
Inhoud
De auto-ophanging verbindt het dragende deel van de auto met de wielen. In feite is dit een ophangsysteem, dat een aantal onderdelen en samenstellingen omvat. De essentie is om de impact op te nemen van verschillende krachten die ontstaan tijdens het rijden langs de weg en om de verbinding tussen het lichaam en de wielen elastisch te maken.
Ophangingen - voor en achter - vormen samen met het frame, de asbalken en de wielen het chassis van de auto.
Een aantal voertuigkenmerken wordt direct bepaald door het type en specifieke ontwerp van de ophanging. Een van de belangrijkste van dergelijke parameters zijn handling, stabiliteit en zelfs gladheid.
De onafgeveerde massa is een set componenten die met hun gewicht rechtstreeks van invloed zijn op de weg. Allereerst zijn dit wielen en ophangingsonderdelen en remmechanismen die er direct mee verbonden zijn.
Alle andere componenten en onderdelen, waarvan het gewicht via de ophanging op de weg wordt overgebracht, vormen de afgeveerde massa.
De verhouding tussen afgeveerde en onafgeveerde massa heeft een zeer sterk effect op de rijprestaties van de auto. Hoe kleiner de massa van de onafgeveerde componenten ten opzichte van de geveerde, hoe beter het rijgedrag en de soepelheid van de rit. Dit komt tot op zekere hoogte ook de dynamiek van de auto ten goede.
Te veel onafgeveerde massa kan een verhoogde traagheid van de ophanging veroorzaken. In dit geval kan het rijden op een golvende weg de achteras beschadigen en tot een ernstig ongeval leiden.
Vrijwel alle ophangingscomponenten zijn gerelateerd aan het onafgeveerde gewicht van het voertuig. Het is daarom begrijpelijk dat ingenieurs de wens hebben om het gewicht van de ophanging op de een of andere manier te verminderen. Hiertoe proberen ontwerpers de afmetingen van onderdelen te verkleinen of lichtere legeringen te gebruiken in plaats van staal. Elke gewonnen kilogram verbetert geleidelijk de rijeigenschappen van de auto. Hetzelfde effect kan worden bereikt door de afgeveerde massa te vergroten, maar hiervoor moet u een zeer aanzienlijk gewicht toevoegen. Voor personenauto's is de verhouding ongeveer 15:1. Bovendien verslechtert een toename van de totale massa de versnellingsdynamiek.
Qua draagcomfort
Een rijdend voertuig trilt constant. In dit geval kunnen relatief laagfrequente en hoogfrequente oscillaties worden onderscheiden.
Vanuit het oogpunt van comfort moet het aantal trillingen van het lichaam per minuut in het bereik van 60 tot 120 liggen.
Bovendien ervaren de onafgeveerde massa's door het gebruik van banden en andere elastische componenten trillingen met een hogere frequentie - ongeveer 600 per minuut. Het ontwerp van de ophanging moet dergelijke trillingen tot een minimum beperken, zodat ze niet voelbaar zijn in de cabine.
En natuurlijk zijn stoten en schokken onvermijdelijk tijdens het rijden, waarvan de intensiteit afhangt van de toestand van het wegdek. Het effectief bestrijden van de impact van schokken als gevolg van hobbels in de weg is een van de belangrijke taken van de vering.
In termen van beheersbaarheid
Het voertuig moet een bepaalde bewegingsrichting behouden en tegelijkertijd gemakkelijk veranderen naar wens van de bestuurder. Een van de functies van de ophanging is het zorgen voor voldoende stabilisatie van de gestuurde wielen zodat de auto in een rechte lijn blijft rijden, ongeacht willekeurige hobbels die optreden als gevolg van wegdekdefecten.
Bij een goede stabilisatie keren de gestuurde wielen met weinig of geen tussenkomst van de bestuurder terug naar een neutrale positie en beweegt de auto in een rechte lijn, zelfs als het stuur niet wordt vastgehouden.
Hoe de wielen bewegen ten opzichte van de weg en de carrosserie wordt grotendeels bepaald door de kinematica van de ophanging.
In termen van veiligheid
De vering moet zorgen voor een optimale grip van de banden op de rijbaan zodat het contactvlak constant blijft tijdens de beweging. Dynamische veranderingen in de instellingen (uitlijning, enz.), evenals de geometrie van de ophanging, moeten minimaal zijn. Dit geldt met name bij het rijden over hobbels in de weg en bij het nemen van bochten. Het ontwerp moet elementen bevatten die het rollen verminderen en de kans op slippen en kantelen van de machine minimaliseren, met andere woorden voldoende stabiliteit bieden.
Een auto-ophanging bestaat meestal uit geleidingsmechanismen, elastische componenten, een trillingsdemper, een stabilisatorstang, evenals bevestigingsmiddelen, regel- en regelapparatuur.
Geleidingsmechanismen
Allereerst zijn dit verschillende hendels waar je meer over kunt leren, evenals allerlei soorten tractie, rekken, verlengingen. Het hangt van hen af hoe en binnen welke grenzen het mogelijk is om de wielen langs verschillende assen en in verschillende vlakken te bewegen. Bovendien brengen ze tractie- en remkrachten over, evenals zijdelingse invloeden, bijvoorbeeld tijdens een bocht.
Afhankelijk van het type geleidingsmechanisme dat wordt gebruikt, kunnen alle ophangingen worden onderverdeeld in twee grote klassen - afhankelijk en onafhankelijk.
In de afhankelijke zijn beide wielen van één as door middel van een brug (dwarsbalk) star met elkaar verbonden. In dit geval zal de verplaatsing van een van de wielen, bijvoorbeeld bij het rijden door een put, een soortgelijke verplaatsing van de andere veroorzaken.
In een onafhankelijke ophanging is er niet zo'n stijve verbinding, dus verticale verplaatsingen of hellingen van één wiel hebben praktisch geen effect op andere.
Beide klassen hebben hun voor- en nadelen, die de reikwijdte van hun toepassing bepalen. Wat personenauto's betreft, bleek hier een duidelijk voordeel te liggen aan de kant van onafhankelijke ophangingen. Hoewel de achteras in veel gevallen nog inbouwafhankelijk is, komt u af en toe ook een semi-onafhankelijk torsiehefboomsysteem tegen.
Op de vooras is afhankelijke ophanging, vanwege de hoge sterkte en eenvoud van ontwerp, nog steeds relevant voor vrachtwagens, bussen en sommige SUV's.
De vergelijking van afhankelijke en onafhankelijke systemen is gewijd aan.
Het ontwerp kan een ander aantal hendels bevatten en ze kunnen op verschillende manieren worden geplaatst. Op basis van deze kenmerken kan men ophangingen met één hendel, dubbele hendel en meervoudige koppelingen onderscheiden met een longitudinale, transversale of schuine opstelling.
Elastische elementen
Deze omvatten veren, torsiestaven, verschillende soorten veren, evenals rubber-metaal scharnieren (stille blokken), waardoor de hendels en veren beweegbaar zijn. Elastische elementen nemen schokken op bij het raken van hobbels in de weg en verzachten hun impact op het lichaam, de verbrandingsmotor en andere componenten en systemen van de auto aanzienlijk. En natuurlijk verhogen ze het comfort voor de personen in de cabine.
Meestal worden bij het ontwerp van een onafhankelijke ophanging cilindrische schroefveren gebruikt, gemaakt van speciaal verenstaal met behulp van een speciale technologie. Dergelijke elastische elementen zijn betrouwbaar, hebben geen onderhoud nodig en zorgen er tegelijkertijd voor dat u de beste gladheid krijgt. In personenauto's hebben veren de veren bijna volledig vervangen.
De figuur toont een schematische opstelling van een veerophanging met twee draagarmen.
Bij de luchtvering worden luchtveren gebruikt als elastisch element. Door in deze uitvoering de gasdruk in de cilinder te wijzigen, is het mogelijk om snel de stijfheid van het systeem aan te passen, evenals de hoeveelheid bodemvrijheid. Automatische aanpassing wordt bereikt dankzij een systeem van sensoren en een elektronische regeleenheid. De kosten van een dergelijk apparaat zijn echter erg hoog en het wordt alleen op elite-auto's geïnstalleerd. Bovendien is adaptieve luchtvering erg moeilijk en duur om te repareren, en tegelijkertijd behoorlijk kwetsbaar op slechte wegen.
trillingsdemper
Hij vervult zijn rol. Het is ontworpen om trillingen te dempen die ontstaan door het gebruik van elastische componenten, evenals resonantieverschijnselen. Bij afwezigheid van een schokdemper verminderen trillingen in het verticale en horizontale vlak de bestuurbaarheid aanzienlijk en kunnen in sommige gevallen tot een noodsituatie leiden.
Heel vaak wordt de demper gecombineerd met elastische elementen in één apparaat - dat onmiddellijk een reeks functies vervult.
Stabilisatorstang
Dit onderdeel wordt zowel op de voor- als achteras gemonteerd. Het is ontworpen om zijwaarts rollen in bochten te verminderen en de kans op kantelen van de machine te verkleinen.
U kunt meer te weten komen over het apparaat en het werkingsprincipe van de stabilisatorstang.
bevestigingsmiddelen
Для соединения деталей подвески с рамой и между собой используются крепления трех типов — болтовое, при помощи и посредством эластичных составляющих (резинометаллические шарниры и втулки). Последние, кроме выполнения своей основной задачи, способствуют еще и снижению уровня шума, поглощая вибрации в определенном спектре частот.
Typisch voorziet het ontwerp ook in begrenzers voor de beweging van de hefbomen. Wanneer het voertuig een aanzienlijke hobbel passeert, zal de rubberen bumper de impact opvangen voordat de schokdemper zijn boven- of ondergrens bereikt. Zo wordt voortijdig falen van de schokdemper, de bovenste steun en het onderste silent block voorkomen.
Тема слишком широка, чтобы можно было осветить все ее аспекты в одной статье. К тому же, инженеры-конструкторы постоянно работают над совершенствованием уже имеющихся устройств и разрабатывают новые. Наиболее перспективное направление — системы с автоматической адаптацией к конкретным дорожным условиям. Кроме уже упоминавшихся пневмобаллонов применяются, например, регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости, которые способны изменять свою жесткость по сигналу ЭБУ.
In een aantal auto's zijn verstelbare schokdempers gemonteerd die door de werking van een magneetventiel de stijfheid van de ophanging veranderen.
In een hydropneumatische ophanging wordt de rol van elastische componenten gespeeld door bollen, waarvan afzonderlijke geïsoleerde secties zijn gevuld met gas en vloeistof. In het Hydractive-systeem maakt de hydropneumatische bol deel uit van de veerpoot.
Al deze opties zijn echter duur, dus de meeste automobilisten moeten tegenwoordig genoegen nemen met de beste MacPherson- en veersystemen met twee draagarmen.
Niemand is veilig voor problemen op onze wegen, dus het is niet overbodig om vertrouwd te raken met de tekenen van mogelijke problemen. En zeker lezen.
