Rugók és lengéscsillapítók - 1. rész - Laprugók - MATSCH; PISTE
A futómű és különösen az alváz módosításai több száz köbméter tábortűzifa tárgyát képezik. A tengelyfelfüggesztések sorozata után most az alváz két fontos elemét, a rugókat és a lengéscsillapítókat vizsgáljuk meg. Az első rész a levélrugóról szól.
Az alváz a jármű és az út közötti kapcsolat. Szinte minden, a járműre ható erő csak az út és a kerekek közötti érintkezési pontokon terjed. Egy autó esetében ez nagyjából egy DIN A4-es papírlap területe, semmi más. Ez világossá teszi, hogy a futómű melyik központi szerepet játszik. Biztosítania kell, hogy az út és a gumiabroncs érintkezési területe (gumiabroncs érintkezési területe) közötti kapcsolat soha ne szakadjon meg. Ugyanakkor a futómű jelentősen felelős a vezetési kényelemért.
Az alváz számos egyedi rendszert tartalmaz, mint például kormányzás, fékek, kerekek, kerékfelfüggesztés vagy tengelyfelfüggesztés és stabilizátorok. Természetesen a rugók és a csillapítás is benne van. Ebben a cikkben szeretnénk részletesebben bemutatni a rugókat és a lengéscsillapítókat, mert nagyon szorosan együttműködnek, ezért össze kell hangolni őket.
A tengelyfelfüggesztést már több részben megvitattuk a Matsch & Piste-nél, kezdve az 1. részt a laprugókkal ellátott tengelyvezetőről.
A felfüggesztés - biztonság, funkcionalitás és kényelem
A jármű felfüggesztése lényegében három alkatrészt tartalmaz: a) a rugózási rugókat, b) a stabilizátorokat és c) a rezgéscsillapítást. A feladat az, hogy megvédje a járművet és utasait a kellemetlen dobogástól és gördüléstől, valamint az ütközéstől. Ugyanakkor a kerékpár és a talaj közötti kapcsolatot mindig fenn kell tartani.
A lengéscsillapítónak, amely a valóságban nem lengéscsillapító, hanem rezgéscsillapító, az a feladata, hogy megnyugodjon. A gumiabroncsok és rugók olyan rendszereket alkotnak, amelyek rezeghetnek. Ha impulzust kapnak, például egy dudorból, vibrálni kezdenek. Ez egyrészt nagyon kényelmetlen lenne, másrészt elveszne a biztonságos érintkezés a talajjal. A lengéscsillapító nyugtatja a rendszert, ezért nagyon fontos a vezetés biztonsága szempontjából.
Mit jelent a vibrációs rendszer?
Miért kell csillapítani a rezgőrendszert? Ennek megértéséhez végezhet egyszerű kísérletet. Vegyél egy konyhakést, ez a tollad. Húzza hüvelykujjával az asztal szélére, és hagyja, hogy a kés szabadon lebegjen a szélén. Most húzza le a fogantyút egy ujjal, és hagyja elrepedni. A kés sokáig lendül.
Ha ez történik a kerekeiddel, a járművet nem lehet irányítani, nem beszélve arról, hogy az autóban minden megremeg. Ezért a lengéscsillapítóknak meg kell nyugtatniuk ezt a lengést és ringatást. Ezért nagyon fontos részét képezik a vezetés biztonságának.
Ebben a kis cikksorozatban szeretnénk megismertetni a rugók és lengéscsillapítók leggyakoribb típusaival. Könnyű megérteni, hogy a futóművet és a csillapítást egy alvázban együttesen vizsgálják. Ez vonatkozik az alváz kiválasztására vagy annak módosítására is. Ha a kettő nem felel meg, mind a felépítés, mind a méretek tekintetében, a legjobb esetben ez gyenge, kényelmetlen vezetési magatartáshoz vezet. A legrosszabb esetben a vezetés biztonsága károsodik vagy jelentősen romlik.
A toll
A jármű rugói, amelyeket helyesen rugózási rugóknak hívnak, meghatározzák az alváz tengelyek feletti magasságát. Ezért közvetlenül kapcsolódnak a jármű maximális terheléséhez is. Ha egy járművet felemelnek vagy leengednek, akkor ezt más rugók segítségével lehet megtenni. Ha a terhelés ellenére is meg akarja tartani a csavarodást, ez más rugókkal is elérhető. A tavasz fontos tulajdonsága ebben az összefüggésben a tavaszi ráta. Jelzi, hogy mekkora erő szükséges egy rugó bizonyos módon történő összenyomásához. Minél nagyobb a rugósebesség, annál nagyobb terhet tud a rugó elviselni anélkül, hogy összenyomódna.
Ezenkívül a lengéscsillapítókkal együtt elnyelik a járműbe a talajon keresztül bevezetett ütéseket. Azáltal, hogy deformálódik, egy rugó rövid ideig tárolja ezen impulzusok energiáját. Természetesen vissza akarja adni. Van egy lengéscsillapító, hogy ez biztonságosan és kényelmesen járjon, és ne érjen véget a rendszer felfelé lendülésében. Amikor a deformálódott rugó felszabadítja tárolt energiáját, az olajon keresztül egy dugattyút kell mozgatnia a csappantyúban. Ennek eredményeként a rugóban tárolt energiát a csappantyú mechanikai munkája eloszlatja. A mozgási energia a csappantyúban hőenergiává alakul.
Az összefonódás haszontalan érintkezési nyomás nélkül
A terepen a rugó biztosítja azt is, hogy a lehető leghosszabb ideig érintkezési nyomás keletkezzen, amely még mindig a talajra nyomja a visszapattanó kerékpárt. Megfelelő nyomás nélkül a kerék megpördül, és reteszt kell használni. Az érintkezési nyomás elvész, amikor a rugó teljesen lazul, mert a jármű súlya már nem támaszkodik rá.
Megfelelő érintkezési nyomás nélkül az összefonódás nem használ.
Toll típusok
Manapság három típus játszik szerepet rugók rugóként az autókban és teherautókban. A legrégebbi a levélrugó. A legelterjedtebb a tekercsrugó, és az utóbbi években a légfúvó rugója növekszik. Vannak más rugórendszerek, amelyeket vagy ritkán találnak, vagy speciális konstrukciókban.
Laprugó
A tavaszi közt a levélrugó a veterán. Korábban a kocsiktól a teherautókig terjedő összes jármű leggyakoribb rugórendszere a tekercsrugó sikere óta visszaszorult a haszongépjárművek szegmensébe. Ma főleg a modern pick-upok, például a VW Amarok, a Toyota Hilux vagy az Isuzu D-Max hátsó tengelyein található, vagy olyan kisteherautókon, mint a VW Crafter, a Mercedes Sprinter és mások. Ha nagy hasznos teherről van szó, akkor is megvan az előnye.
Toll és vezetés egyben
A levélrugó különleges helyzetet foglal el, mivel nemcsak felfüggesztésként szolgál, hanem az alváz és a tengely közötti szerkezeti összeköttetés is, és átveszi a tengelyvezetést (lásd a tengelyirányítást). A régebbi járművekben vannak olyan konstrukciók is, amelyekben az egyes rugórétegek közötti súrlódás felelős a csillapításért.
Bár elmélet
Elvileg a levélrugó egy spirálrugó, amelyet az egyik oldalon rögzítenek, mindkét oldalán rugólevél. Viselkedésüket lényegében a sávelmélet határozza meg. A legegyszerűbb esetben a lapos rugót, több réteg lapos, előfeszített (hajlított) téglalap alakú acélcsíkot helyeznek egymásra. A bilincsek a rögzítési pontok, és rögzítik a tengelyt és a rugót. A fő rugóréteg végei szemként vannak kialakítva. Ezekben a szemekben rugalmas gumi vagy poliuretán foglalatok vannak, amelyekkel a levélrugó a keret rögzítési pontjaihoz van rögzítve. Az egyik oldal rögzített, a másik, a bilincs hosszanti irányban mozgatható annak érdekében, hogy a rugó hosszát kompenzálni lehessen a nyomás és a visszapattanás során. Ha a rugórétegek egymáshoz érnek, egymáshoz dörzsölődnek, aminek csillapító hatása van.
Középen a szívcsavar tartja össze, amely rögzíti a rugórétegeket hosszirányban, de lehetővé teszi azok megcsavarodását (amint az az alábbi trapézrugó képén látható). Valamennyi rugóréteg közepén van egy lyuk, amelyen keresztül a csavar áthalad. A rugós kapcsok hossza összetartja a rétegeket.
A levélszuszpenzió felépítése.
Gyakran a fő réteg alatti második réteg még mindig a szem körül hajlik. Ez a biztonság érdekében. Ha a szem megszakad, a testet még mindig elfogják.
A második réteg gyakran teljesen vagy részben a szem köré van tekerve.
A levélrugó alapformái
Még ha úgy tűnik is, hogy a levélrugóról nem lehet sok mindent elmondani, újítások is történtek. A levélrugónak négy alapvető alakja van, amelyek különböző tulajdonságokkal rendelkeznek. Manapság e formák közül csak három játszik szerepet a gyakorlatban, a lapos, trapéz alakú és parabolikus rugók, más néven parabolikus rugók. A trapéz és parabolikus rugók esetében a rugólevél keresztmetszete hosszában megváltozik. Vagy szélessége (trapéz), vagy vastagsága (parabolikus) a végek felé változik. Ezek a keresztmetszeti változások pozitívan megváltoztatják a merevséget, és az anyag felhasználása egyenletesebben oszlik meg az egész pengén. Nem számít, hogy a szélesség vagy a vastagság változik-e a hajlítási irányban. Mindkettő különböző hatásokat produkál.
A trapéz alakú rugó a háromszög alakú rugó eredménye, amely valójában az ideális forma a terhelés elosztása szempontjából a teljes rugólevélre. a teljes rugóanyag egyenlően van megterhelve és működik vele. Mivel túl keskeny a végein lévő terheléshez, a hegyes végét levágták, és megkapta a trapéz alakú rugót. A háromszög alakú rugó nem érvényesülhetett.
A levélrugók alapformái.
A hajlítónyomatékok eloszlása.
Lapos levélrugó
Az eredeti és legegyszerűbb forma a lapos levélrugó. Egyszerű, téglalap alakú, ívelt acélszalagokból áll, amelyek több rétegben vannak egymásra rakva. Gyártása olcsó, és sok terhelést igényel.
Egy lapos rugó egyoldalú rakodása.
Hátránya, hogy alig nyújt kényelmet, és a hajlító terhelés elsősorban csak a szorításnál jelentkezik. A tavaszi munkák nagy részét ott végzik. Ezenkívül az összes rugóréteg teljes hosszában érintkezik és hajlításukkor elmozdul egymással. Ez meghatározhatatlan csillapítást eredményez. Ez függ a kortól, a változó felületi tulajdonságoktól (festék, rozsda, kopás) és a rétegek közötti szennyeződéstől. Az alkalmazott védőbevonatok, amelyek a rozsda elleni védelmet szolgálják, idővel elvesznek, így egy lapos levélrugót kell karbantartani.
Trapéz alakú rugó
A leggyakoribb forma a trapéz alakú rugó. A trapéz elnevezés onnan származik, hogy ha a rugó összes rétege egymás mellé terülne, akkor egy kettős trapéz alakja következne be.
A trapéz alakú rugó előnye a lapos rugó elavult szabványos formájához képest, hogy a hajlítónyomatékok elsősorban nem a rögzítési ponton helyezkednek el, hanem egyenletesebben oszlanak el az egész levélen. Ennek eredményeként a trapézrugó rugós munkája lényegesen jobb, és az anyag teljes hosszában működik. Ez lágyabb választ és ennélfogva nagyobb kényelmet kínál. Olcsóbb gyártani, mint a parabolikus rugót.
Trapéz alakú levélrugó - A végén lévő kúp jól látható.
A pengék enyhe csavarodása normális, amelyet például csavarás vagy kanyarodás okoz.
A trapéz alakú rugó hátrányai a lapos levélrugóé a rugórétegek közötti érintkezés szempontjából. Annak érdekében, hogy minél tartósabbak legyenek, a jó gyártók odamennek és tömörítik a felületeket. Az összenyomást különösen a levél felső oldalán hajtják végre, amelyet a nyomás alatt húzófeszültségnek tesznek ki. Az anyag ezen az oldalon történő összenyomódása enyhíti a húzófeszültségű területeket.
A képeken az Old Man Emu (OME) levélrugói láthatók. Felületeiket üveggyöngyökkel történő bombázással tömörítik. Ez az intézkedés átlagosan megduplázza a tavaszi levelek élettartamát. A két egyenes alsó rugóréteg, a tartóréteg csak akkor működik, ha a terhelés nagy. Ezeket trapézként is tervezték.
OME alváz - trapéz alakú laprugók támasztó helyzetben.
Parabolikus tavasz
A legkényelmesebb és legkönnyebb levélrugó a parabola rugó, más néven parabolikus rugó. Alakja megfelel a parabola alakjának, mert középen vastagabb, mint a végén. A toll utolsó negyede általában már nem vékonyabb, így a tavaszi levél a vége felé nem lesz túl gyenge. A szélesség ugyanaz marad. Vagy egy, vagy két tavaszi levéllel hajtják végre. A kettős réteget akkor alkalmazzák, amikor a rugó számítása azt mutatja, hogy az nem képes a teljes súlyt a kívánt szélességben elviselni. A parabolikus rugó nagyon halkan reagál még terheletlen állapotban is. Manapság leginkább kisteherautókon található.
A parabolikus levélrugó vastagabbá válik a végétől a közepéig.
Nagy előnyük a jó 30% -os súlymegtakarítás egy hasonló trapéz alakú rugóhoz képest. További előny, hogy a rétegek nem érintik egymást a teljes felületükön, így csillapítási viselkedésük jobban meghatározható, és könnyebb korrózióvédelem alkalmazható. De gyártása drágább, mert megfelelő vastagságúra hengerelik ki.
Még egy szó a levélrugóról
Ha modern pick-up-ot vezet, akkor egyrészt van egy, a szélcsatornában optimalizált, szigetelt és hangszigetelt jármű. A márkától és annak követelményeitől függően a hangmérnökök elvállalták a jármű minden zajforrását. Ugyanakkor az autó gyakran rendelkezik a legrégebbi rugórendszerrel, a laprugóval. Bizonyos értelemben ez kiegyensúlyozó cselekedet. Ezt a tavaszt már beépítették olyan járművekbe, amelyekben normális volt, hogy minden motor, sebességváltó és járó zaj még a beszélgetést is ellehetetlenítette. Ezekben az időkben és ilyen járművekkel a levélrugót és annak háttérzaját egyáltalán nem vették észre.
A levélrugó futómű működik, dörzsöli, nyomja és csavarja rugó leveleit egymáshoz, és ez zajt ad. Repedhet, kattanhat és nyikoroghat. Mivel a felületek egymáshoz súrlódnak, ami a tekercsrugóknál nem így van, a levélrétegek közötti jelenlegi állapot is befolyásolja a zajt. Tehát a rétegek közötti szennyeződés és só olyan zajokat eredményezhet, amelyek egyébként nem lennének hallhatók, például túl sok zsír a rétegek között. Ezekkel a hatásokkal kell élnie, ha megfelelő jármű mellett döntött.
A modern jármű ellenére különösen a levélrugók okozhatnak hangot.
Minden külön-külön vagy csomagban
Tekintettel az alváz fontosságára, tanácsos szakemberekkel kapcsolatba lépni, ha átalakításra van szükség. Amint azt a Death Wobble-ről szóló cikk leírja, átalakításakor nemcsak a magasságot és a felfüggesztés mozgását változtatja meg, hanem a változások mértékétől függően jelentősen beavatkozik az alváz geometriájába is. Mindenesetre a rugókat és a lengéscsillapítókat mindig együtt kell vizsgálni, és egy összehangolt felfüggesztési csomagot kell kiválasztani.
Alváz sokféle felhasználásra
Aki az alvázát szélesebb körben szeretné javítani, annak egy komplett csomagot kell választania, amely egy gyártó rugóiból és lengéscsillapítóiból áll. Például annak, aki olyan szolgáltató mellett dönt, mint az Old Man Emu (OME), annak az az előnye, hogy teljesen összehangolt felfüggesztést kap, másrészt pedig gyorsan megszerezheti a megfelelő helyettesítést világszerte, és nem kell egyetlen szolgáltatóra támaszkodnia, aki olyan egyéni beállítást készített, amelyet először meg kell tennie, mielőtt elküldheti neked a világon.
Speciális futómű
Ha speciális célra szolgáló futóművet keres, mivel rendkívül nehéz a fülke a pick-upon, a rakomány utazási és normál módban túlságosan különbözik egymástól, vagy ha rally vagy próbaverseny érdekli, keressen lehetőleg alvázspecialista a helyszínről. Az ilyen beállítások általában nem csak a lengéscsillapítók és a rugók cseréjét igénylik. Itt az alváz összes alkatrészét és szükség esetén a hajtásláncot áttekintve kell elkészíteni. Nem ritka, hogy speciális beállításokat végeznek a vázon és a lengéscsillapítók és rugók rögzítésén, valamint a megvásárolható vagy elkészítendő további alkatrészeken.
Land Rover rajongó - védő Td5 90/Serie IIa 109 "ExMoD