Kad cilvēki domā par automašīnu veiktspēju, viņi parasti domā par zirgspēkiem, griezes momentu un paātrinājumu no nulles līdz{1}}. Bet visa virzuļdzinēja radītā jauda ir bezjēdzīga, ja vadītājs nevar kontrolēt automašīnu. Tāpēc automobiļu inženieri pievērsa uzmanību piekares sistēmai gandrīz tiklīdz bija apguvuši četrtaktu iekšdedzes dzinēju.
Automašīnas balstiekārtas uzdevums ir maksimāli palielināt berzi starp riepām un ceļa virsmu, nodrošināt stūres stabilitāti ar labu vadāmību un nodrošināt pasažieru komfortu. Šajā rakstā mēs izpētīsim, kā darbojas automašīnu balstiekārtas, kā tās ir attīstījušās gadu gaitā un kur virzīsies balstiekārtu dizains nākotnē.
Ja ceļš būtu pilnīgi līdzens un bez nelīdzenumiem, piekare nebūtu nepieciešama. Taču ceļi nebūt nav līdzeni. Pat tikko asfaltētajām maģistrālēm ir smalkas nepilnības, kas var mijiedarboties ar automašīnas riteņiem. Tieši šīs nepilnības rada spēkus uz riteņiem. Saskaņā ar Ņūtona kustības likumiem visiem spēkiem ir abilielumsunvirziens. Ceļa izciļņa dēļ ritenis pārvietojas uz augšu un uz leju perpendikulāri ceļa virsmai. Lielums, protams, ir atkarīgs no tā, vai ritenis atsitas pret milzu izciļņiem vai sīku plankumu. Jebkurā gadījumā automašīnas ritenis piedzīvo avertikālais paātrinājumskā tas iet pāri nepilnībai.
Jūsu automašīnas balstiekārta palielina berzi starp riepām un ceļu un nodrošina stūres stabilitāti.
Bez iejauktas struktūras visa riteņa vertikālā enerģija tiek pārnesta uz rāmi, kas kustas vienā virzienā. Šādā situācijā riepas var pilnībā zaudēt kontaktu ar ceļu. Pēc tam lejupejošā gravitācijas spēka ietekmē riepas var ietriekties atpakaļ ceļa segumā. Jums ir nepieciešama sistēma, kas absorbēs vertikāli paātrinātā riteņa enerģiju, ļaujot rāmim un virsbūvei netraucēti braukt, kamēr riepas seko ceļa nelīdzenumiem.
Tiek saukta kustīga automobiļa darba spēku izpētetransportlīdzekļa dinamika, un jums ir jāsaprot daži no šiem jēdzieniem, lai saprastu, kāpēc vispār ir nepieciešama apturēšana. Lielākā daļa automobiļu inženieru izskata braucošas automašīnas dinamiku no diviem aspektiem:
Braukt: automašīnas spēja nolīdzināt bedrainu ceļu
Apstrāde: automašīnas spēja droši paātrināties, bremzēt un līkumus
Šīs divas īpašības var sīkāk aprakstīt trīs svarīgos principos -ceļa izolācija, ceļa noturēšanaunlīkumos. Tālāk esošajā tabulā ir aprakstīti šie principi un tas, kā inženieri mēģina atrisināt katram raksturīgās problēmas.
Automašīnas balstiekārta ar tās dažādajām sastāvdaļām nodrošina visus aprakstītos risinājumus.
Apskatīsim tipiskas balstiekārtas daļas, sākot no plašāka šasijas attēla līdz atsevišķiem komponentiem, kas veido pareizu balstiekārtu.
Saturs
Automašīnu balstiekārtas daļas
Amortizatori: Amortizatori
Amortizatori: statņi un šūpošanās stieņi
Balstiekārtas veidi: Priekšējais
Piekares veidi: Aizmugurējā
Specializētās balstiekārtas: Baja bug
Specializētās balstiekārtas: Pirmās formulas braucēji
Specializētās balstiekārtas: Hot Rods
Automašīnu balstiekārtas daļas
Automašīnas balstiekārta faktiski ir daļa no šasijas, kas ietver visas svarīgās sistēmas, kas atrodas zem automašīnas virsbūves. Šīs sistēmas ietver:
Therāmis: strukturāla, nesoša sastāvdaļa, kas atbalsta automašīnas dzinēju un virsbūvi, ko savukārt atbalsta piekare
Thepiekares sistēma: uzstādījums, kas atbalsta svaru, absorbē un slāpē triecienu un palīdz uzturēt riepas kontaktu
Thestūres sistēma: mehānisms, kas ļauj vadītājam vadīt un vadīt transportlīdzekli
Theriepas un diski: sastāvdaļas, kas nodrošina transportlīdzekļa kustību, saķeres un/vai berzes ar ceļu
Tāpēc balstiekārta ir tikai viena no galvenajām sistēmām jebkurā transportlīdzeklī.
Paturot prātā šo lielo attēlu, ir pienācis laiks aplūkot trīs jebkuras balstiekārtas pamatkomponentus: atsperes, amortizatorus un šūpošanās stieņus.
Mūsdienu atsperu sistēmas ir balstītas uz vienu no četriem pamata dizainiem:
Spoles atsperesir visizplatītākais atsperu veids un būtībā ir lieljaudas vērpes stienis, kas aptīts ap asi. Spoles atsperes saspiež un izplešas, lai absorbētu riteņu kustību.
Lapu atsperessastāv no vairākiem metāla slāņiem (sauktiem par "lapām"), kas savienoti kopā, lai darbotos kā viena vienība. Lapu atsperes pirmo reizi tika izmantotas zirgu pajūgos, un līdz 1985. gadam tās bija atrodamas lielākajā daļā amerikāņu automašīnu. Tās joprojām tiek izmantotas lielākajā daļā kravas automašīnu un lieljaudas transportlīdzekļu.
Vērpes stieņiizmantojiet tērauda stieņa vīšanas īpašības, lai nodrošinātu atsperei līdzīgu veiktspēju. Tie darbojas šādi: viens stieņa gals ir piestiprināts pie transportlīdzekļa rāmja. Otrs gals ir piestiprināts pie sviras, kas darbojas kā svira, kas kustas perpendikulāri vērpes stienim. Kad ritenis atduras pret izciļņiem, vertikālā kustība tiek pārnesta uz šķērssviru un pēc tam, izmantojot sviras darbību, uz vērpes stieni. Pēc tam vērpes stienis griežas pa savu asi, lai nodrošinātu atsperes spēku. Eiropas automobiļu ražotāji plaši izmantoja šo sistēmu, tāpat kā Packard un Chrysler Amerikas Savienotajās Valstīs 1950. un 1960. gados.
Pneimatiskās atsperessastāv no cilindriskas gaisa kameras, kas atrodas starp riteni un automašīnas virsbūvi, un izmanto gaisa saspiešanas īpašības, lai absorbētu riteņu vibrācijas. Mūsdienās šī tehnoloģija tiek izmantota daudzos luksusa transportlīdzekļos, taču šī koncepcija faktiski ir vairāk nekā gadsimtu veca, un to var atrast zirgu vilktos bagijos. Šī laikmeta pneimatiskās atsperes tika izgatavotas no ar gaisu pildītām, ādas diafragmām, līdzīgi kā plēšas; 20. gadsimta 30. gados tās tika aizstātas ar gumijas pneimatisko atsperēm.
Pamatojoties uz to, kur automašīnā atrodas atsperes, ti, starp riteņiem un rāmi, inženieriem bieži šķiet ērti runāt paratsperota masaunneatsperota masa.
Theatsperota masair transportlīdzekļa masa, kas atbalstīta uz atsperēm, savukārtneatsperota masair brīvi definēts kā masa starp ceļu un balstiekārtas atsperēm. Atsperu stingrība ietekmē atsperu masas reakciju, kamēr automašīna tiek vadīta. Viegli atsperotas automašīnas, piemēram, luksusa automašīnas (domājiet par Mercedes-Benz C-klasi), var norīt izciļņus un nodrošināt īpaši vienmērīgu braukšanu; tomēr šādai automašīnai ir tendence nirt un tupēt bremzēšanas un paātrinājuma laikā, un tai ir tendence piedzīvot ķermeņa šūpošanos vai slīdēšanu līkumos. Stingri atsperotas automašīnas, piemēram, sporta automašīnas (domājiet par Mazda Miata MX-5), ir mazāk pielaidīgas uz nelīdzeniem ceļiem, taču tās labi samazina virsbūves kustību, kas nozīmē, ka tās var braukt agresīvi pat līkumos.
Tātad, lai gan atsperes pašas par sevi šķiet vienkāršas ierīces, to projektēšana un ieviešana automašīnā, lai līdzsvarotu pasažieru komfortu un vadāmību, ir sarežģīts uzdevums. Un, lai padarītu lietas vēl sarežģītākas, atsperes vien nevar nodrošināt perfekti vienmērīgu braukšanu. Kāpēc? Jo atsperes lieliski absorbē enerģiju, bet ne tik labiizkliedējotto. Citas struktūras, kas pazīstamas kāamortizatori, jums tas jādara.
