Эволюция конструкции подвески автомобиля | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис
Подвеска связывает кузов с колесами, воспринимает силы, действующие на движущийся автомобиль, и гасит колебания. Настройки подвески напрямую влияют на управляемость автомобиля.
В конструкции подвески условно выделяют четыре группы деталей. Условно потому, что в различных схемах некоторые элементы могут выполнять функции двух групп, а иногда даже и трех.
Первая группа – упругие детали, воспринимающие воздействие сил, передающихся от контакта с дорожным покрытием (пружины, рессоры, торсионы или гидропневмоэлементы). Вторая группа – направляющие тяги, передающие боковые и продольные силы и их моменты, а также связывающие кузов с другими элементами подвески, трансмиссией и колесами. Третья группа – элементы, гасящие колебания (амортизаторы или амортизаторные стойки). Четвертая – элементы крепления подвесок.
Также подвески бывают зависимые, независимые и полунезависимые.
Собственно, и первые варианты конструкции подвески достались автомобилю в наследство от телеги.
Древнейший из них – это рессора, она применялась римлянами еще в первом веке до нашей эры. Она и сегодня широко используется на коммерческих автомобилях и внедорожниках. При производстве современных рессор применяются передовые материалы, например, вместо металла это может быть армированный пластик.
На переднеприводных автомобилях конструкции передней подвески чаще всего применяются стойки McPherson. Фактически это амортизатор и пружина в сборе. Снизу она крепится к поворотному кулаку, сверху к брызговику кузова. Также в состав такой схемы входят один или два поперечных рычага. Основные преимущества подвески McPherson – компактность и простота установки, что важно как для технологичности производства, так и для удобства ремонта. На некоторых автомобилях стойки McPherson применяются и в задней подвеске.
Также на современных легковых машинах широко распространена конструкция передней подвески на двойных рычагах. В качестве упругих деталей в такой схеме используются пружины, торсионы, пневмоэлементы или гидропневматические устройства.
Многорычажная подвеска – так называют конструкцию, в состав которой входят четыре рычага или более, она применяется как на передней, так и на задней оси. Такая подвеска позволяет обеспечить лучшую управляемость, и вначале она использовалась преимущественно на автомобилях премиального сегмента. Сейчас ее можно встретить и на машинах массового сегмента. Основной недостаток у такой конструкции один – высокая стоимость и сложность ремонта, поскольку приходится заменять много деталей и крепежных элементов.
На автомобилях массового сегмента в конструкции задней подвески чаще всего используется торсионная балка, ее еще также называют скручивающейся балкой. Данный тип подвески – полунезависимый, поскольку колеса могут поворачиваться на небольшой угол, в результате упругой деформации как самой балки, так и крепежных элементов. Ее основные преимущества – компактность, низкая стоимость, технологичность. Но есть и серьезные недостатки. Главный из которых – при длительной эксплуатации могут появиться усталостные трещины в балке, которые трудно диагностировать.
В последнее время на автомобилях премиального сегмента все чаще используются пневматические подвески с интегрированным регулированием. Они позволяют обеспечивать постоянный дорожный просвет независимо от нагрузки автомобиля, а также изменять клиренс в зависимости от скорости автомобиля и дорожных условий. Наиболее актуальна такая схема для кроссоверов и внедорожников. В такой конструкции используются пневмоэлементы или гидропневматические устройства. Работа подвески осуществляется с помощью микропроцессоров. Основные недостатки такой схемы – высокая стоимость и сложность, как в производстве, так и в ремонте.
На автомобилях премиального сегмента в последнее время получили распространение активные подвески, у которых жесткость элементов и дорожный просвет регулируются с помощью электроприводов. У некоторых спортивных автомобилей даже стабилизаторы поперечной устойчивости активные.
В перспективе подвеска будет еще в большей степени интегрирована в общий комплекс средств активной безопасности автомобиля.
Подвеска. Часть 1
Мы решили разобраться в еще одной сложносоставной теме и разобраться в строении сложного и интересного механического узла. Речь пойдет о подвеске, а также о специфике конструкции подвески автомобилей Scania. Это первая и вводная статья из трех.
Подвеска представляет собой комплект деталей, которые служат для крепления колеса к кузову. За счет этих деталей подвески уровень вибрации от пересечения неровной дороги значительно снижается. Также подвеска снижает уровень шума, который можно услышать во время езды. В этой статье мы подробно разберемся в конструкции данного механического узла и узнаем, чем отличаются подвески Скания от всех остальных.
Конструкция подвески.
Если мы говорим о подвеске на грузовом автомобиле, то она должна быть изготовлена из крепких материалов и иметь облегченную конструкцию. Основная цель самой подвески в том, чтобы не допустить крен, из-за которого может подняться уровень предельного наклона грузовика.
Все подвески для грузовых автомобилей могут быть зависимые и независимые. Чтобы правильно выбрать подвеску для установки на ваш тягач, нужно учесть упругость основного элемента. Подвески на грузовые автомобили могут быть также пружинные и рессорные, гидропневматические, пневматические и торсионные. У каждого типа подвесок тягачей есть свои индивидуальные преимущества эксплуатации. Стоит отметить, что конструкторами при создании модификации грузовика берутся во внимания все достоинства и недостатки. Поэтому, на сегодняшний день, часто можно встретить на передних и задних колесах разные виды подвесок.
Виды подвесок.
Итак, как уже было сказано раньше, самая подходящая для грузового автомобиля подвеска классическая, и имеет облегчённую конструкцию и высокие кинематические показатели. А вот установка такой подвески нуждается в большом свободном пространстве. Чаще всего при производстве грузовиков применяются подвески с двумя продольными или поперечными рычагами. Подобная рычажная схема в подвесках применяется для отсутствия перехода колес в определенные плоскости. Если говорить о преимуществах подвески с рычагами, то тут стоит отметить хорошую управляемость, однако цена на подобные подвески не маленькая. Она тяжелая и большая, и, дабы снизить вес такой подвески, инженеры используют различные решения. Например: часто используют сплав алюминия, который значительно снижает вес. Используются в рычажной подвеске либо амортизаторы, либо пневматические элементы.
Помимо подвески с двумя продольными или поперечными рычагами существует торсионная подвеска. В ней используется длинный стержень, который работает на кручение.
Среди всех деталей торсионной подвески имеется пружина, которая устанавливается на переднюю ось и связанна с рычагами напрямую. Такая подвеска проста и надежна в функционировании, что считается ее главным преимуществом для грузовиков. Конец торсиона может присоединяться к кузову в любом удобном месте, и, как следствие, при ударе о неровности на поверхностях дороги будут гаситься даже сильные вибрации.
Эксплуатация подвески.
Для того, что бы в процессе эксплуатации подвеска сохранила все свои характеристики, следует проводить постоянные осмотры и пользоваться услугами сервиса, для того чтобы специалисты проводили необходимые диагностики проблем с подвеской. В процессе пользования грузовым автомобилем подвеска часто переносит на себе высокие нагрузки. Они могут привести к тому, что будет необходимо заменить какие-либо отдельные детали механического узла. В грузовиках подвеска имеет сложную конструкцию своей системы и перед каждым рейсом нужно проверять подвеску на механические повреждения.
Геометрия шасси 101: Инженерная скорость
Не секрет, что не все автомобили созданы одинаковыми с точки зрения характеристик управляемости. Под управляемостью мы, конечно же, подразумеваем прохождение поворотов, но это гораздо больше.
Перенос веса, тяга, торможение, ускорение и другие жизненно важные определяющие характеристики сильно зависят от шасси. Крупные OEM-производители мирового масштаба строят свои автомобили в соответствии с набором цифр, и эти цифры часто отражают уступки в отношении безопасности, соображения комфорта и множество других факторов.
Комплекты и схемы трубчатого шасси могут существовать для различных применений, и эта статья ни в коем случае не является руководством для строителей, но базовые знания о том, что делает автомобиль управляемым, довольно универсальны.
Дэвид Тилениус изучает данные. Источник фото: Thilenius Group
Мы поговорили с опытным инженером по вождению и управлению Дэвидом Тилениусом, который помимо участия в гонках на собственных автомобилях работал над разработкой и тестированием шасси для General Motors, Toyota, Hyundai и Kia. В настоящее время он возглавляет Thilenius Group, свою стороннюю компанию по тестированию, которая проводит инженерные и субъективные оценки для OEM-производителей и производителей поддержки.
«Я учился в гоночной школе Рассела и в GMI (Институт General Motors), инженерном кооперативе, который когда-то принадлежал General Motors, — объяснил Тилениус. «Это дало мне возможность спонсироваться сборочным заводом GM в Ван-Найсе (Калифорния), и я работал в GM на протяжении всего колледжа».
После перерыва в GM Тилениус сказал: «Я пошел работать в Toyota и, наконец, занялся тем, чем действительно хотел заниматься — разработкой автомобилей в качестве инженера по плавности хода и управлению. Я работал в Hyundai-Kia, занимаясь разработкой плавности хода и управляемости около семи лет».
Дейв рассказывает обо всех забавных автомобилях. Источник фото: Thilenius Group
Тилениус не гонщик на диване, его история богата гоночными достижениями со всего мира, что делает его активным консультантом, помогающим нам ориентироваться в сложном мире геометрии шасси и подвески.
«Я участвую в гонках с 1984 года, я стартовал в школьной серии с Formula Mazda. Затем я переключился на Skip Barber и много лет руководил его серией Formula Ford», — сказал Тилениус.
«По сути, я сразу же перешел от школьной серии к серии Firestone Firehawk. Я скучал по автомобилям с открытыми колесами, поэтому я попал в клуб, участвующий в гонках на болидах Формулы 2000».
Дракон Дракан, проект Сектора 111. Источник фото: Thilenius Group
Тилениус работал над независимыми проектами вместе с Шиноо Мэйплтон из Сектора 111. Среди экзоскелетной экзоскелетной экзоскелеты он занимался разработкой Drakan Spyder и переделкой геометрии Ariel Atom, чтобы приспособить его к уступчивости и прощению. для суровых трасс Южной Калифорнии.
На рынке послепродажного обслуживания мы гораздо свободнее разрабатывать ходовую часть и геометрию автомобиля для специального применения. Не ограничиваясь простотой производства, массовой привлекательностью или количеством советов директоров, геометрия шасси является одной из фундаментальных областей, которые необходимо понимать при нападении на ваш проект гоночного или гоночного автомобиля.
Может быть, у вас есть выпотрошенная или сгнившая оболочка автомобиля, которую вы хотите модернизировать, оживить и выступить на трассе или в автокроссе.
Это амбициозное предприятие будет включать в себя изготовление замены базовой конструкции или шасси. Если вы хотите, чтобы ваша гордость и радость управлялись лучше, чем автомобиль дерби из мыльницы, стоит изучить несколько основных концепций.
Что происходит при ускорении?
При разгоне автомобиля происходит изменение направления или скорости, происходит перераспределение веса – загружаются и разгружаются разные участки платформы. Всем нам знакомо ощущение, когда автомобиль наклоняется при прохождении поворотов, ныряет при торможении или приседает при резком ускорении — все это проявления переноса веса.
Смещение веса относительно нормального исходного положения или статического центра тяжести (ЦТ) создает динамическую и синтетически измененную ЦТ. Если бы вы могли сбалансировать автомобиль в повороте, когда он движется, испытывая перенос веса, вы бы увидели изменение нагрузки — из стороны в сторону и вперед-назад. Хотя эта движущаяся мишень CG мимолетна, она показательна.
«В боковом переносе веса вы говорите о центрах крена, и перенос веса вперед-назад происходит одинаково», — сказал Тилениус.
Типы переноса веса
«В автомобиле существует три вида переноса веса. Во-первых, перенос веса из-за неподрессоренной массы, но с этим мало что можно поделать. Второй тип называется геометрическим переносом веса — это и есть анти. Анти-приседания и анти-нырки дают вам геометрическую передачу веса, и это происходит через рычаги управления, а не через сжатие пружин. Третье — это то, что мы называем переносом подрессоренного веса — то, о чем мы все склонны думать, когда пружины сжимаются, а задняя часть поднимается или опускается», — объяснил Тилениус.
То, как спроектированы системы шасси и подвески, напрямую связано с тем, как эта динамика преобразуется в характеристики плавности хода и управляемости. В то время как роскошный городской автомобиль будет гибким и податливым на неровностях, он не будет спроектирован для обеспечения быстрого поворота или переноса веса для оптимизации тяги под нагрузкой.
И наоборот, суперкар построен так, чтобы приблизиться к геометрии гонки с небольшими уступками, чтобы не пролить напитки.
Понимание того, что происходит, когда вы применяете управляющий сигнал — ногами или руками — это первый шаг к пониманию того, почему автомобиль реагирует так, как он ведет себя под эстетической оберткой.
Автомобили Formula с открытыми колесами оставляют мало места для воображения. Источник фото: Thilenius Group
Вопросы рулевого управления
Первое, о чем думает большинство людей, когда мы говорим об управляемости, — это то, как автомобиль рулится. Ощущение контроля, усиленное или ослабленное рулем, несомненно, является важной частью тактильного взаимодействия водителя с автомобилем. Геометрия рулевого управления идет гораздо дальше, чем быстросъемное рулевое колесо. Многие характеристики рулевого управления автомобиля заблокированы, и для их изменения потребовалось бы огромное количество работ, однако другие регулировки широко варьируются и могут быть изменены в мастерской.
Ощущения, которые мы чувствуем за рулем, легко диагностировать неправильно, поскольку существует множество факторов и систем, определяющих конечные ощущения от вождения. Например, когда-либо вызывавший сожаление крутящий момент, встречающийся в автомобилях с передним приводом, может быть не столько ошибкой OEM-производителя, сколько дорожным покрытием.
«Фантомное рулевое управление ощущается точно так же, как рулевое управление с крутящим моментом — автомобиль приводится в движение тем колесом, которое больше нагружено. На увенчанной дороге разные колеса нагружаются больше, чем другие, и могут вызывать фантомное рулевое управление — это похоже на рулевое управление крутящим моментом, но это не так», — сказал Тилениус. «Одной из проблем является большая длина шпинделя, которую вам дадут стойки McPherson. Крутящий момент по всей длине этого шпинделя — это то, что дает вам ощущение крутящего момента».
Развал
Самыми основными измерениями, влияющими на рулевое управление, являются параметры выравнивания.
Большинство OEM-производителей перестраховываются во имя износа шин, ответственности и щадящих характеристик вождения. Первым и наиболее часто задаваемым из них является развал. Развал — это наклон колеса относительно оси X, если смотреть в лобовой проекции. Отрицательный развал подразумевает более широкую колею на земле, чем наверху, как у А-образной рамы, а положительный развал означает V-образную стойку с более узким основанием.
Источник фото: Viking Speed Shop
Изменение развала на статической высоте не является концом истории для большинства автомобилей, усиление развала при сжатии в отрицательный спектр является обычным явлением и желательно для управляемости и устойчивости. Ситуации с положительным развалом по своей природе нестабильны и способствуют тому, что шина подгибается и потенциально соскальзывает с борта колеса.
Представьте себе разницу между стоянием на внутренних краях кроссовок (отрицательный изгиб) с прямыми лодыжками и внешними краями кроссовок (положительный изгиб). Если кто-то толкнет вас сбоку, противоположная сторона вашей стопы будет тот, кто несет нагрузку, и будет поворачиваться, прижимая подошву к земле для устойчивости. Изогнутые шины автомобиля реагируют таким же образом на нагрузку на поворотах, перенося вес, катясь, чтобы поддержать переключение передач.
Схождение внутрь и наружу
Следующим в наборе инструментов тех, кто хочет улучшить или ухудшить свое выравнивание, является схождение. Схождение — это внутреннее или внешнее направление, в котором колеса указывают при статичном прямолинейном положении колес. Схождение сходно с тем, как лыжник учится на кроличьих склонах, направляя пальцы ног внутрь вперед, чтобы создать безопасный и устойчивый плуг.
Большинство OEM-производителей конструируют автомобили с определенной степенью схождения, потому что это обеспечивает достаточно щадящие, предсказуемые и безопасные характеристики рулевого управления. Схождение является известным эффектом недостаточной поворачиваемости — это означает, что автомобиль с чрезмерным схождением будет проталкивать повороты, а не резко поворачивать.
Источник фото: Town Fair Tire
Схождение прямо противоположное, визуально при прямом колесе кажется, что каждая из шин слегка поворачивается в соответствующую сторону. Схождение редко наблюдается в больших количествах, но когда оно есть, оно находится под провисанием, когда подвеска разгружается и позволяет зависать. Схождение вызывает избыточную поворачиваемость, что делает управление резким и резким.
«Хитрость с переднеприводными гоночными автомобилями: чтобы заставить их поворачивать, нужно развести их передним – это приводит внутреннее переднее колесо к большому углу увода, прежде чем вес переносится с него», – предложил Тилениус. .
Ролик
Последним в параметрах выравнивания является кастор, и наше обсуждение сводится к геометрии, которую нельзя изменить поворотом гаечного ключа в мастерской по выравниванию. Кастер относится к наклону шкворня, через который поворачивается поворотный кулак или шпиндель. Почти во всех приложениях это выражается в виде числа в градусах – положительные градусы относятся к наклону назад вверху, как у велосипедных вилок, а отрицательные относятся к наклону вперед, как у румпеля.
Источник фото: Viking Speed Shop
«Большой положительный кастер дает отрицательный развал при изменении угла поворота. Вы хотите вызвать отрицательный развал в повороте под ударом. В GM мы сделали это с некоторым статическим отрицательным развалом и кастором, в Mercedes они сделали это с нулевым развалом и большим кастором — это просто философская разница», — сказал Тилениус.
Кастер влияет на ряд характеристик рулевого управления и ощущения, которые трудно понять, пока они не испытаны на собственном опыте. Более напористый возврат в центральное положение без помощи рук и обратную связь с рулевым управлением можно ожидать при увеличении кастера, в то время как уменьшение кастера заставит автомобиль продолжать поворачивать, как только вы уберете руки с руля.
Подруливание на неровностях
Поняв изменение схождения и увеличение развала при ударах и провисаниях, мы можем начать обсуждать такие темы, как подруливание на неровностях.
Простой факт заключается в том, что ваши колеса не движутся по простой однонаправленной траектории, когда вы наезжаете на кочку или испытываете перенос веса. Происходит много обезьяньих движений – меняется схождение, меняется развал, меняется ширина колеи, и все это приводит к тому, что пятно контакта с шиной становится таким же подвижным, как и автомобиль в целом.
Подруливание на неровностях конкретно относится к явлению изменения схождения во время хода колеса. Наиболее распространенная модель — увеличение схождения при ударе и разгибание при провисании. Подруливание на неровностях может быть резким в самых неблагоприятных обстоятельствах, но оно разработано специально для гонок. Название «подруливание на неровностях» может немного ввести в заблуждение, поскольку оно редко действует как рулевое усилие, чаще оно нарушает курсовую устойчивость на прямой.
Сценарии с тяжелыми ударами или провисаниями выявляют неровное рулевое управление. Источник фото: Группа Тилениус
Представьте себе: вы несёте почту прямо к вершине, например, печально известной Flugplatz на Нюрбургринге.
Когда машина преодолевает гребень, передние колеса разгружаются — даже парят в воздухе. При высокой геометрии подруливания это означает, что колеса, скорее всего, будут вывернуты наружу при повторном контакте с землей, что вызовет очень резкий начальный возврат на Землю.
«Вам нравится иметь некоторое разделение по высоте между верхними и нижними рычагами управления, чтобы у вас были лучшие кривые развала. Следствием сжатого пространства между рычагами является большое боковое движение в пятне контакта и большое изменение носка, когда подвеска циклически поднимается и опускается в пределах своего диапазона движения», — проиллюстрировал Тилениус.
Источник фото: Тайлер Гибсон
«Обычно, если вы хотите что-то сделать с подруливанием на неровностях, это схождение под неровностями сзади, потому что это и эффект недостаточной поворачиваемости автомобиля, схождение на неровностях — это эффект избыточной поворачиваемости. То, что ты всегда слышишь, чего никогда не хочешь — расхождение на кочках сзади, называется реверсивной кинематикой», — заключил он.
Ackerman
Источник фото: TimlAway
Гораздо более ощутимая конструкция рулевого управления происходит постепенно от упора к упору — угол Аккермана — что позволяет колесам отслеживать дуги разного радиуса в зависимости от того, находятся ли они внутри нашей внешней стороны поворота. .
Легко отмахнуться, пока не представишь, что происходит. Если бы вы проехали на своей машине по мокрой краске, а затем медленно проверили радиус поворота, сделав крутой поворот не менее чем на 360 градусов, вы бы остались с большим пончиком, нарисованным на земле. Внутренний круг, прочерченный колесом внутри угла, и внешний диаметр другого колеса.
Если бы эти два колеса были соединены вместе для полностью линейного управления, внутренняя шина всегда скреблась бы, потому что у нее не было бы достаточного наклона, чтобы катиться по дуге. Без Аккермана недостаточная поворачиваемость была бы безудержной, а поворот был бы нерешительным.
«В обычном серийном автомобиле может быть 20 или 30 процентов Акермана.
Я знал, что такое 20-процентный Акерман, а потом мне пришлось сесть в машину с 60- или 70-процентным Акерманом», — вспоминал Тилениус. «Прелесть Ackerman в том, что он действительно заставляет машину хорошо поворачивать. Если вы думаете о входе в поворот на высокой машине Аккермана — когда вы начинаете поворачивать, внутренняя шина очень быстро достигает большого угла поворота руля и, следовательно, большого угла увода шины. При первоначальном повороте это происходит до того, как вес переместится с него, что имеет тенденцию дергать нос в угол».
Благодаря экспоненциальному усилению угла поворота рулевого колеса внутренняя шина будет располагаться под правильным углом, чтобы атаковать ее узкую дугу, а внешняя — следовать по более свободной дуге. Количество Акермана, встроенного в автомобиль, не является единым для всех числом, и в зависимости от гоночной среды разные тенденции могут стать более желательными.
«Проблема с огромным количеством Аккермана заключается в том, что внутренняя передняя часть достигает такого большого угла скольжения, что затем сдается.
В медленных поворотах машина великолепно поворачивает, но затем в быстрых поворотах она размывается, и вы получаете недостаточную поворачиваемость», — предупредил Тилениус. Ясно, что можно переусердствовать со многими дизайнами гоночной геометрии, слишком далеко или вырывая их из контекста, это может принести больше вреда, чем пользы.
«На гоночной трассе, такой как уличная трасса, такая как Лонг-Бич — трасса с медленными 90-градусными поворотами — я, вероятно, захочу проехать столько Аккермана, сколько физически могу вложить в автомобиль, потому что я хочу, чтобы он поворачивал. и мне не нужно беспокоиться о недостаточной поворачиваемости в середине поворота. Если бы я поехал на быструю открытую трассу, такую как Уиллоу-Спрингс, я бы пробежал очень мало Акермана. Последнее, чего вам хотелось бы, — это протолкнуть мяч в середине поворота», — сказал Тилениус.
Радиус зачистки
Последнее, что следует учитывать при проектировании рулевого управления, — это радиус скольжения.
Радиус скольжения относится к величине движения, которое пятно контакта с шиной должно совершить, чтобы повернуться при приложении усилия рулевого управления. В автомобиле с нулевым радиусом скольжения шина вращается вокруг центральной оси без волочения шины вперед или назад.
Чтобы узнать, какой радиус скольжения имеет ваш автомобиль, отметьте центр пятна контакта шины с землей, а затем проведите линию через шкворень шкворня или другую ось поворота к земле. Если две точки попадают в одно и то же место, у вас будет нулевой радиус скраба, когда шина находится снаружи, он положительный, а внутри отрицательный.
Изменение ширины и смещения колес может резко изменить встроенный радиус очистки и ухудшить или улучшить управляемость в зависимости от ситуации. Представьте, если бы ваши колеса и шины были разнесены гиперболически широко, возможно, в несколько футов. Чтобы повернуть колеса, внешний край шины должен был бы переместиться на гораздо большее расстояние, чем внутренний из-за их неравного расстояния от точки вращения.
Конструкция подвески
Благодаря современному моделированию в САПР геометрия может быть разработана задолго до начала прототипирования. Источник фото: Griggs Racing Products
После определения всех монтажных позиций в шасси примерно половина геометрии установлена. Остальные переменные согласуются с добавлением динамических компонентов — рычагов, звеньев, поворотных кулаков и других деталей, крепящихся на болтах. Именно здесь мы чаще всего обнаруживаем, что вторичный рынок творит чудеса, чтобы удовлетворить требования потребителей к управляемости.
Источник фото: Griggs Racing Products
Углы, длина, форма и точки крепления этих конечностей влияют на то, как вышеупомянутый перенос веса, с которого мы начали эту статью, преобразуется в движение или его отсутствие. Шасси и система подвески спроектированы на основе концепции путей нагрузки, то есть, когда сила приложена в одной точке, как эта сила распространяется по всей системе.
Иногда эти пути нагрузки ведут к частям, которые поглощают и амортизируют их, например, к пружинам и амортизаторам, в других случаях они остаются жесткими и в конечном итоге передают свою энергию в другом месте.
Космос диктует, что сохранение энергии означает, что вся энергия должна куда-то идти, в некоторых случаях это может означать возвращение в землю, как электричество, ищущее источник, что, как правило, не в нашу пользу.
Anti-Dive And Anti-Squat
Наклон элементов подвески определяет поведение автомобиля, когда вы нажимаете на педаль газа или нажимаете на тормоз. Обычно интуитивные реакции встроены, чтобы помочь тяге при ускорении и торможении соответственно, но мы можем обойти все это вместе с черной магией анти. Ну, это не совсем черная магия, это просто физика. Не бойтесь, если вы проспали уроки тригонометрии и естествознания, это геометрия для редукторов. Центр крена определяет исходную точку, вокруг которой движется вся остальная геометрия подвески.
Источник фото: White Smoke
«С помощью наклона можно определить мгновенный центр подвески, а затем высота мгновенного центра по отношению к высоте центра тяжести определяет, насколько антиприседает или антиныряет у вас есть.
Если мгновенный центр находится на высоте ЦТ, то у вас 100-процентный антиприседание — когда вы нажимаете на газ в этой машине, пружины не сжимаются. Перенос веса по-прежнему происходит на заднюю часть, но это происходит не через пружины, а через рычаг управления и происходит мгновенно», — подчеркнул Тилениус.
Anti-dive и Squat — это тщательно спроектированные геометрические формы, которые предотвращают передачу веса автомобиля через пружины и демпферы подвески — что означает ровную высоту дорожного просвета при торможении или ускорении. На первый взгляд это может показаться панацеей, но остерегайтесь продавцов змеиного масла, производящих гоночные шасси.
Это может звучать фантастически во имя уменьшения крена кузова и других достоинств управления, но у этого эффекта есть последствия: «Если у вас большой перенос веса, и это происходит мгновенно, вы ударяете по контактному участку и это ломает заднюю часть», — объяснил Тилениус.
Центр крена
Источник фото: White Smoke
Центры крена — это неосязаемые точки в пространстве, относительно которых автомобиль может сочленяться с движением подвески — представьте себе центр крена как ось, идущую от передней части автомобиля к тыл.
Центр крена находится путем проведения линий в пространстве через рычаги управления и их пересечения с линиями, проведенными от пятна контакта шины с мгновенным центром (проекционная точка пересечения верхнего и нижнего рычагов управления).
Путем изменения положения центра крена по отношению к центру тяжести автомобиля существенно изменяются характеристики управляемости, это тот случай, когда миллиметры могут измениться на мили. Наиболее распространенными манипулятивными приемами, используемыми в центрах крена, являются антинырки и антиприседания.
Выводы
Природа автомобилей разнообразна, и конструкция их шасси или подвески так же широка, как и школы, создавшие их. Мы надеемся, что с помощью этих фундаментальных концепций вы сможете взглянуть на работу автомобиля более критично и проницательно. Не существует идеальной геометрии или компоновки подвески, все является компромиссом, а для большего количества гоночных автомобилей это эволюция, которая меняется от трассы к трассе и от гонки к гонке.
Погружение в подвеску с целью ее полной перестройки требует осторожности. OEM-производители могут не всегда иметь в виду максимальную управляемость и производительность, но количество исследований, усилий и тщательной инженерии, которые они вкладывают в свои конструкции, не следует сбрасывать со счетов слишком быстро. Широко известные формы и конструкции, такие как передняя часть Mustang II, часто заменяются по той причине, что они работают. Шасси и геометрию подвески легко испортить, но если вы настаиваете на том, чтобы начать с нуля, эти основы помогут вам в работе.
Конструкция системы подвески гоночного автомобиля Formula Student
%PDF-1.7 % 1 0 объект > >> эндообъект 6 0 объект > эндообъект 2 0 объект > транслировать application/pdf10.1016/j.proeng.2016.05.081
