På ytan verkar upphängningen av en bil ha ett ganska enkelt jobb. Om stötarna blir mindre stöta är det allt bra, eller hur?
I själva verket har upphängningssystemet en enorm mängd att göra och komponenterna måste stå emot en enorm mängd stress jämfört med andra större system i en bil. Suspensionssystemet är placerat mellan ramen och hjulen och tjänar flera viktiga syften. Idealt sett kommer välinställd upphängning att absorbera stötar och andra brister i vägen så att människorna i bilen kan resa bekvämt. Även om detta är mycket viktigt ur passagerarens perspektiv kommer föraren att märka vissa andra egenskaper hos upphängningssystemet. Detta system är också ansvarigt för att hålla hjulen på marken så mycket som möjligt.
Hjulen är extremt viktiga för prestanda och fordonssäkerhet. Hjulen är den enda delen av en bil som rör vägen. Det innebär att de måste lägga kraften på marken och styra samtidigt samtidigt som de är ansvariga för att stoppa fordonet. Utan ett system för att absorbera de stötar och potholes som finns på vägarna, skulle fordonet skaka och wobble över grov yta och göra fordonet väsentligen oanvändbart från brist på dragkraft. Medan upphängningssystemet är en bra lösning för ojämna vägar, lägger den till stor komplexitet när man anser att hjulen nu är ansvariga för alla sina standarduppgifter och nu måste resa upp och ner för att absorbera stötar från stötar samtidigt som de gör Fordonshandtaget som det är inte på fjädrar och kastas om med varje tur.
Därför är upphängningssystemet väldigt komplext. Det finns många delar involverade och en enda bruten eller böjd bit kan sabotera hela inställningen.
Hur fungerar upphängningssystemet?
För det mesta har moderna bilar oberoende upphängning fram och bak, vilket gör att varje hjul kan resa oberoende av de andra. Vissa bilar använder dock en mer grundläggande balkaxel på grund av lägre kostnad och enklare design. De enda balkaxlarna som fortfarande ses i nya bilar är levande axlar. Levande axlar har drivhjul i varje ände och döda axlar har fritt spinnande däck i varje ände. Problemet med bakhjul som inte rör sig oberoende är att de alltid håller samma vinkel i förhållande till varandra i stället för i förhållande till vägytan. Detta innebär mindre dragkraft och mindre förutsägbarhet vid hanteringen. Fram till den nyaste iterationen utnyttjade Ford Mustang en levande axel och fick stor kritik för att offra prestanda för nostalgisk hantering.
Strålaxlar bidrar också till onödig oavbruten vikt. Avvikande vikt är vikt som inte vilar på suspensionen. Viktstöd på suspensionen kallas försvunnen vikt. Att ha låg oavbruten vikt jämfört med den svängda vikten gör att bilen känner sig lättare och livligare. Det motsatta ger en hård ritt och en känsla av att ha mindre kontroll över fordonet. Om differentialförskjutningskraften till hjulen via axlarna är fastsatt på bilens ram eller kropp snarare än själva axeln, så finns det en signifikant mängd mindre oavbruten vikt. Detta är en stor orsak, förutom de många andra fördelarna med att ett hjul kan flytta utan att påverka de andra hjulen väldigt, varför oberoende upphängning nästan universellt antas av biltillverkare för fordonets fram- och bakhjul.
Oberoende främre upphängning gör det möjligt för varje framhjul att resa upp och ner med fjädern och stötdämparen bultad till ramen i ena änden och en styrarm eller vevben i den andra änden. En kontrollarm är fastsatt på fordonets framsida nära centrum vid ena änden av armen och styrhjulet på den andra. En wishbone fäster samma sak utom det fäster vid ramen på två punkter, vilket gör att stycket liknar en wishbone. Placeringen av varje komponent i oberoende främre upphängningssystem är mycket viktigt eftersom framhjulen måste styra och upprätthålla konsekvent inriktning för att säkerställa fordonets drift.
Oberoende bakre upphängning använder samma teknik som framsidan utan hänsyn till styrdynamiken, eftersom bakhjulen oftast inte styr. Bakhjuls- och fyrhjulsdrivna bilar har en differential monterad på ramen mitt i kontrollarmarna eller wishbones, medan framhjulsdrivna bilar har mycket enkel bakfjädring, som bara kräver fjädrar och stötdämpare.
Stötdämpare och fjädrar ger allt dämpning och komprimering när fjädringen rör sig. Fjädrar ger kraft för att hålla den svängda vikten upp av hjulen och för att motstå komprimering. Stötdämpare är oljefyllda cylindrar som tvingar upphängningen att komprimera och dekomprimeras i en jämn takt för att förhindra att fjädrarna springer upp och ner. Moderna stötdämpare (eller stötar) är hastighetskänsliga, vilket betyder att de är jämnare när de hanterar lätta stötar och ger större motstånd mot stora stötar. Tänk på fjädrarna som vakthundar, redo att viciously försvara bilen från stötar. Stötdämparna skulle vara de som håller fast i skyddshundens koppar, så att de inte tar jobbet för långt och gör mer skada än bra.
Många bilar, i synnerhet små, använder MacPherson Struts som sitter i mitten av en spiralfjäder och fungerar som stötdämpare. Detta sparar utrymme och är också lättare.
Hur ökar upphängningssystemet för passagerarkomfort?
När bilens kör- eller körkomfort är bra betyder det att upphängningen har bra vägisolering. Suspensionen kan flytta upp och ner vid behov utan att krossa fordonet. Bara tillräckligt med känsla från vägen når föraren, så de kommer att känna till några allvarliga vägförhållanden och känna en rynkor om de kommer in i en höghastighetsvägs axel.
Äldre lyxbilar, amerikanska lyxbilar är specifika, har ett rykte om att ha en sådan kusig upphängning att föraren skulle känna sig som om de körde en båt. Detta är inte optimalt, eftersom känslan av vägen (åtminstone lite) är avgörande för att hålla situational medvetenhet under körning. Sportbilar och fabriksinställda kompakter kritiseras ofta för deras dåliga vägisolering. Tillverkarna av dessa bilar förutsätter att deras demografiska letar efter snabba varvtider på ett spår över vägkomfort. Även fordon som reser i racerbanan får mycket mer luftkraft från luften som kan göra bekvämt motorvägsinriktad upphängning oupptäckt, särskilt vid svängning.
Några möjliga problem med kroppen eller åka för att ta hand om är:
Kroppsrull: När bilens kropp lutar på utsidan vid svängning. Alla bilar gör det i viss utsträckning när de går runt ett hörn, men om bilens kropp rullar för mycket, kan viktförskjutningen få fordonet att snurra, styra ut ur turen för tidigt eller förlora dragkraft på ett eller flera hjul .
Botten upp: När däcken träffar bilens kropp när upphängningen komprimeras. Detta händer när bilen inte har tillräckligt med upphängning för att absorbera kraften på stödet som den färdas över. Bump-stopp kan förhindra detta genom att ge en kudde mellan upphängningen och ramen som hindrar däcket från att röra sig tillräckligt högt för att slå bilens kropp, men om de är otillräckliga eller saknas kan detta problem uppstå. Utblåsning kan lätt skada kropp, hjul eller upphängningssystem.
Hur hjälper upphängningssystemet bilen att förbli ansluten till vägen?
En bils Road Holding-förmåga mäts av hur bra fordonet kan upprätthålla bra dragkraft och jämn viktfördelning när olika krafter är inblandade. För att känna sig stabil vid stopp, behöver en bil upphängning som inte låter framsidan dyka ner när bromsarna skjuts. För smidig acceleration krävs en upphängning som hindrar bilen från att hugga ner i ryggen när gasen öppnas. Växlande vikt ger hälften av hjulen största delen av dragkraft, slösar kraften och orsakar inkonsekventa hanteringsegenskaper.
Som nämnts ovan är kroppen som rullar för mycket i hörnen dålig för hantering. Kroppsvalsen är också dålig eftersom den förskjuter dragkraft mot ena sidan av bilen mer än den andra när man rundar ett hörn. Detta gör att de inre däcken förlorar dragkraft och möjligen lämnar vägytan. Upphängning som ger bra väghållning kommer att förhindra detta för det mesta.
Vissa dragproblem som kan tillskrivas ett mindre än idealiskt upphängningssystem arrangemang inkluderar:
Bump Steer: När du träffar en bump får bilen att vända vänster eller höger utan att föraren vrider på hjulet. Dålig inställning av upphängningen kan leda till att hjulen vinklas på ett sätt som orsakar problemet.
överstyrning: När baksidan av bilen förlorar dragkraft och lossnar runda ett hörn. Om kroppen rullar för mycket svängning, kan skiftet i vikt orsaka att bakhjulen förlorar dragkraft. Att ha bakhjulen i en vinkel som inte låter däcken hålla fast vid vägen vid svängning kan också orsaka detta problem.
understyrning: När framhjulen förlorar dragkraft runda ett hörn och få fordonet att driva mot utsidan av svängen. Liksom överstyrning kan överdriven kroppsvals eller felaktigt vinklade hjul få framhjulen att ha dålig dragkraft när de går runt hörnen. Understeer är speciellt farligt eftersom förhjulsdrivna bilar styr och ger kraft med framhjulen. Ju mindre dragkraft framhjulen har desto mindre kan bilen styra effektivt.
Både Oversteer och Understeer förvärras av hala vägar.
Suspension underhåll
Eftersom fjädringssystemets huvuduppgift är att absorbera chock för att skydda fordonet och dess passagerare, är delar byggda för att vara ganska hållbara. Det finns några andra komponenter på moderna fordon som är lika överutvecklade som de som finns i upphängningssystemet.
Fortfarande, med så mycket rörelse och kraft som händer inom upphängningen, slits delar oundvikligen ut eller skadas. Allvarliga potholes kan även botten ut bilen så illa att tornen som håller fjädrarna på plats böjer eller bryter.
Squeaking ljud följer vanligen bussningar och andra anslutningar misslyckas. Om ett hörn av fordonet blir för hoppigt när du går över stötar, ska du omedelbart inspektera stötdämparna eller stöttorna. Problem med suspensionen bör omedelbart åtgärdas, så om hantering eller stötdämpning i ett fordon ändras ska den inspekteras så snart som möjligt.