Συστήματα ανάρτησης αυτοκινήτων: ανάλυση απορροφητών κρούσης, ανάρτησης αέρα και βασικών εξαρτημάτων

Συστήματα Ανάρτησης Αυτοκινήτων: Αμορτισέρ, Αερανάρτηση και Ανάλυση Βασικών Εξαρτημάτων

   Τα συστήματα ανάρτησης οχημάτων βρίσκονται στην καρδιά της ασφάλειας, της άνεσης και της ευελιξίας του οχήματος, με τα αμορτισέρ, την αερανάρτηση και τα σχετικά εξαρτήματα να διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο. Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας τους και του τι κάνουν έχει εκτεταμένη σημασία για τη διασφάλιση της απόδοσης του οχήματος και της οδηγικής εμπειρίας.

Αμορτισέρ: Φύλακες μιας Ομαλής Διαδρομής

   Το αμορτισέρ είναι το πιο κοινό και απαραίτητο εξάρτημα ενός συστήματος ανάρτησης. Η κύρια λειτουργία του είναι να αποσβένει τους κραδασμούς των ελατηρίων. Όταν το όχημα κινείται σε ανώμαλες επιφάνειες, οι τροχοί αναπηδούν πάνω-κάτω και τα ελατήρια συμπιέζονται και εκτείνονται. Χωρίς αμορτισέρ, τα ελατήρια θα συνεχίσουν να ταλαντώνονται, προκαλώντας την ταλάντευση του αμαξώματος και την αστάθεια, ή ακόμη και την απώλεια ελέγχου. Τα αμορτισέρ, που χρησιμοποιούνται ευρέως στα αυτοκίνητα, έχουν σχεδιαστεί για να επιταχύνουν την απόσβεση των κραδασμών στο πλαίσιο και το αμάξωμα για να βελτιώσουν την ομαλότητα της διαδρομής του αυτοκινήτου.

Αρχή Λειτουργίας:

   Τα περισσότερα αμορτισέρ είναι υδραυλικά. Συνήθως αποτελείται από ένα έμβολο, λάδι και βαλβίδες στο εσωτερικό. Καθώς ο τροχός κινείται πάνω και κάτω, το έμβολο κινείται μέσα στον κύλινδρο, αναγκάζοντας το λάδι να περάσει μέσα από μικρές οπές και βαλβίδες. Λόγω του ιξώδους του λαδιού και της αντίστασης των οπών, η κίνηση του εμβόλου εμποδίζεται, μετατρέποντας έτσι την ενέργεια των κραδασμών σε θερμότητα και εκπέμποντάς την, καταστέλλοντας αποτελεσματικά την υπερβολική ταλάντωση του ελατηρίου. Σύμφωνα με την εσωτερική δομή και τον τρόπο ελέγχου της ροής του λαδιού, το αμορτισέρ μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε διάφορους τύπους, όπως μονό και διπλό κύλινδρο, υβριδικό λαδιού και αερίου.

Ευρέως χρησιμοποιούμενο στα συστήματα ανάρτησης αυτοκινήτων είναι το αμορτισέρ κασέτας, το αμορτισέρ στο εγκεφαλικό και την διαστολή μπορεί να παίξει ρόλο στην απορρόφηση των κραδασμών, οπότε ονομάζεται επίσης αμορτισέρ τύπου διπλής δράσης. Τα κυλινδρικά αμορτισέρ μπορούν να χωριστούν σε αμορτισέρ μονό και διπλό κύλινδρο, καθώς και στη χρήση ενός νέου τύπου αμορτισέρ, το οποίο περιλαμβάνει φουσκωτά αμορτισέρ και αμορτισέρ ρυθμιζόμενης αντίστασης.

Μονόκυλινδρος τύπος

   Σε σύγκριση με τον τύπο διπλού κυλίνδρου, η δομή του μονοκύλινδρου αμορτισέρ είναι απλή, μειώνοντας ένα σύνολο σύστημα βαλβίδων . Είναι εξοπλισμένο με ένα πλωτό έμβολο στο κάτω μέρος του κυλίνδρου, (το λεγόμενο πλωτό δηλαδή, χωρίς ράβδο εμβόλου για τον έλεγχο της κίνησής του), στη δημιουργία πλωτού εμβόλου κάτω από ένα κλειστό θάλαμο αερίου, γεμάτο με άζωτο υψηλής πίεσης. Πάνω αναφέρθηκε ως αποτέλεσμα της ράβδου του εμβόλου μέσα και έξω από το λάδι που προκαλείται από αλλαγές στο ύψος της στάθμης του υγρού μέσω του πλωτού εμβόλου που επιπλέει για να προσαρμοστεί αυτόματα σε αυτό. Εκτός από τους δύο τύπους αμορτισέρ που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχει και το αμορτισέρ ρυθμιζόμενης αντίστασης. Μπορεί να λειτουργήσει εξωτερικά για να αλλάξει το μέγεθος του στομίου του γκαζιού. Τα πρόσφατα αυτοκίνητα διαθέτουν ηλεκτρονικά ελεγχόμενα αμορτισέρ ως βασικό εξοπλισμό, τα οποία ανιχνεύουν την κατάσταση οδήγησης από αισθητήρες και υπολογίζουν τη βέλτιστη δύναμη απόσβεσης από έναν υπολογιστή, έτσι ώστε ο μηχανισμός ρύθμισης της δύναμης απόσβεσης στο αμορτισέρ να λειτουργεί αυτόματα.

Δικύλινδρος τύπος

   Σημαίνει ότι το αμορτισέρ έχει δύο βαρέλια, ένα μέσα και ένα έξω, και το έμβολο κινείται στο εσωτερικό βαρέλι. Λόγω της εισόδου και της απόσυρσης της ράβδου του εμβόλου, ο όγκος του λαδιού στο εσωτερικό βαρέλι αυξάνεται και συρρικνώνεται, επομένως είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η ισορροπία του λαδιού στο εσωτερικό βαρέλι ανταλλάσσοντάς το με το εξωτερικό βαρέλι. Επομένως, θα πρέπει να υπάρχουν τέσσερις βαλβίδες στο αμορτισέρ διπλού κυλίνδρου, δηλαδή, εκτός από τις δύο βαλβίδες πεταλούδας στο έμβολο που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν επίσης βαλβίδες κυκλοφορίας και βαλβίδες αντιστάθμισης που είναι εγκατεστημένες μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών κυλίνδρων για να ολοκληρωθεί η λειτουργία ανταλλαγής.

Υδραυλικό

   Τα υδραυλικά αμορτισέρ χρησιμοποιούνται ευρέως στα συστήματα ανάρτησης αυτοκινήτων. Η αρχή είναι ότι όταν το πλαίσιο και ο άξονας κάνουν αμοιβαία σχετική κίνηση και το έμβολο στο βαρέλι του κυλίνδρου του αμορτισέρ κάνει αμοιβαία κίνηση, το ρευστό του περιβλήματος του αμορτισέρ θα επαναλαμβάνεται από την εσωτερική κοιλότητα μέσω ορισμένων στενών ανοιγμάτων σε μια άλλη κοιλότητα. Αυτή τη στιγμή, η τριβή μεταξύ του υγρού και του εσωτερικού τοιχώματος και η εσωτερική τριβή των μορίων του υγρού θα σχηματίσουν μια δύναμη απόσβεσης στους κραδασμούς.

Φουσκωτό

   Το φουσκωτό αμορτισέρ είναι ένας νέος τύπος αμορτισέρ που αναπτύχθηκε από τη δεκαετία του '60. Η δομή του χαρακτηρίζεται από ένα πλωτό έμβολο στο κάτω μέρος του κυλίνδρου και έναν κλειστό θάλαμο αερίου που σχηματίζεται στο ένα άκρο του πλωτού εμβόλου και του κυλίνδρου γεμίζεται με άζωτο υψηλής πίεσης. Στο πλωτό έμβολο είναι εξοπλισμένο με μια μεγάλη στεγανοποίηση δακτυλίου Ο, η οποία διαχωρίζει πλήρως το λάδι και το αέριο. Το έμβολο εργασίας είναι εξοπλισμένο με μια βαλβίδα συμπίεσης και μια βαλβίδα επέκτασης που αλλάζουν την περιοχή διατομής του καναλιού με το μέγεθος της ταχύτητας κίνησής του. Όταν ο τροχός πηδά πάνω και κάτω, το έμβολο εργασίας του αμορτισέρ κάνει αμοιβαία κίνηση στο λάδι, έτσι ώστε το έμβολο εργασίας του άνω θαλάμου και του κάτω θαλάμου της διαφοράς πίεσης λαδιού μεταξύ του λαδιού πίεσης να ωθείται μακριά από τη βαλβίδα συμπίεσης και τη βαλβίδα επέκτασης και να ρέει πέρα δώθε. Καθώς η βαλβίδα παράγει μεγαλύτερη δύναμη απόσβεσης στο λάδι πίεσης, η απόσβεση των κραδασμών.

Χρήση προϊόντος: Προκειμένου να επιταχυνθεί η απόσβεση των κραδασμών του πλαισίου και του αμαξώματος για τη βελτίωση της άνεσης του αυτοκινήτου κατά τη διάρκεια της διαδρομής, τα αμορτισέρ είναι εγκατεστημένα μέσα στο σύστημα ανάρτησης των περισσότερων αυτοκινήτων.

Το σύστημα αμορτισέρ ενός αυτοκινήτου αποτελείται από ελατήρια και αμορτισέρ. Τα αμορτισέρ δεν χρησιμοποιούνται για να υποστηρίξουν το βάρος του αμαξώματος, αλλά μάλλον για να αποσβένουν το σοκ της ανάκαμψης του ελατηρίου και να απορροφούν την ενέργεια της πρόσκρουσης του δρόμου. Το ελατήριο λειτουργεί ως αμορτισέρ, μετατρέποντας μια «μεγάλη ενεργειακή πρόσκρουση» σε μια «πολλαπλή πρόσκρουση μικρής ενέργειας», ενώ το αμορτισέρ μειώνει σταδιακά την «πολλαπλή πρόσκρουση μικρής ενέργειας». Ο σκοπός των αμορτισέρ είναι να αποσβένουν την αναπήδηση που συμβαίνει όταν το αυτοκίνητο κινείται σε κακές οδικές συνθήκες. Χωρίς αμορτισέρ, είναι αδύνατο να ελεγχθεί η ανάκαμψη των ελατηρίων και το αυτοκίνητο θα αναπηδά έντονα όταν συναντά τραχιές οδικές επιφάνειες, καθώς και να χάσει την πρόσφυση και την πρόσφυση των ελαστικών κατά την στροφή λόγω της πάνω και κάτω δόνησης των ελατηρίων.

Σημασία:

Βελτιώνει την άνεση οδήγησης: Μειώνει τις λακκούβες και παρέχει μια ομαλή και άνετη διαδρομή.

Βελτιώνει τη σταθερότητα χειρισμού: Διατηρεί τη σταθερή επαφή μεταξύ του ελαστικού και της οδικής επιφάνειας, βελτιώνοντας την πρόσφυση και την απόκριση του τιμονιού.

Επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των ελαστικών: Μειώνει την μη φυσιολογική φθορά των ελαστικών που προκαλείται από το άλμα.

Εξασφαλίζει την ασφάλεια οδήγησης: Αποφεύγει την απώλεια ελέγχου λόγω υπερβολικών κραδασμών σε υψηλές ταχύτητες ή κατά τη διάρκεια έκτακτης πέδησης.

Αερανάρτηση: Έξυπνη Ρυθμιζόμενη Άνεση

   Η αερανάρτηση είναι ένα πιο προηγμένο σύστημα ανάρτησης που χρησιμοποιεί ελατήρια αέρα αντί για παραδοσιακά ελατήρια πηνίου ή ελατήρια χαλύβδινων πλακών. Χρησιμοποιώντας έναν αεροσυμπιεστή, μια δεξαμενή αέρα, μια μονάδα ελέγχου και μια σειρά αισθητήρων, το σύστημα αερανάρτησης είναι σε θέση να ρυθμίζει το ύψος του αμαξώματος και την ακαμψία της ανάρτησης σε πραγματικό χρόνο.

Πώς λειτουργεί:

     Στην καρδιά ενός συστήματος αερανάρτησης βρίσκεται το ελατήριο αέρα, το οποίο είναι ένας σφραγισμένος ελαστικός αερόσακος γεμάτος με πεπιεσμένο αέρα. Με την αύξηση ή τη μείωση της ποσότητας αέρα στον αερόσακο, μπορεί να αλλάξει η ακαμψία (σκληρότητα) του ελατηρίου και το ύψος του οχήματος.

Ρύθμιση ύψους: Όταν το όχημα χρειάζεται να ανυψωθεί, ο αεροσυμπιεστής αντλεί αέρα στον αερόσακο. όταν χρειάζεται να χαμηλώσει, ο αέρας εκκενώνεται από τον αερόσακο. Αυτό επιτρέπει στο όχημα να προσαρμοστεί σε διαφορετικές οδικές συνθήκες (π.χ. ανυψωμένο κατά την κίνηση πάνω από λακκούβες, χαμηλωμένο σε υψηλές ταχύτητες για μείωση της αντίστασης του αέρα).

Ρύθμιση ακαμψίας: Με την αλλαγή της πίεσης του αέρα στους αερόσακους, μπορεί να ρυθμιστεί η ακαμψία της ανάρτησης. Στη λειτουργία Comfort, η χαμηλότερη πίεση αέρα έχει ως αποτέλεσμα μια πιο μαλακή ανάρτηση. στη λειτουργία Sport, η υψηλότερη πίεση αέρα έχει ως αποτέλεσμα μια πιο άκαμπτη ανάρτηση.

Αυτόματη εξισορρόπηση: Οι αισθητήρες παρακολουθούν τη στάση του αμαξώματος και τα φορτία σε πραγματικό χρόνο και η μονάδα ελέγχου ρυθμίζει αυτόματα την πίεση των μεμονωμένων ελατηρίων αέρα σύμφωνα με τα δεδομένα για να διατηρεί το αμάξωμα σε επίπεδο.

Σημασία:

Εξαιρετική άνεση οδήγησης: Απορροφά αποτελεσματικά τις προσκρούσεις του δρόμου, παρέχοντας μια διαδρομή «μαγικού χαλιού».

Ισχυρή προσαρμοστικότητα: Το ύψος του αμαξώματος και η ακαμψία και η απαλότητα της ανάρτησης μπορούν να ρυθμιστούν αυτόματα ή χειροκίνητα ανάλογα με τις οδικές συνθήκες, την ταχύτητα του οχήματος και το φορτίο, βελτιώνοντας τη διαβατότητα και τη σταθερότητα.

Βελτιωμένη ικανότητα μεταφοράς φορτίου: Υπό βαριά φορτία, η αερανάρτηση μπορεί να υποστηρίξει καλύτερα το αμάξωμα και να διατηρήσει τη στάση του οχήματος.

Καλύτερη απόδοση NVH: Βοηθά στη μείωση του θορύβου, των κραδασμών και της ομαλότητας του οχήματος.

Βασικά Εξαρτήματα των Συστημάτων Ανάρτησης

Εκτός από τα αμορτισέρ και τα ελατήρια αέρα, ένα πλήρες σύστημα ανάρτησης αποτελείται από μια σειρά σημαντικών εξαρτημάτων που συνεργάζονται για να εξασφαλίσουν την αποτελεσματική λειτουργία του συστήματος ανάρτησης:

Βραχίονας ελέγχου: Συνδέει τον τροχό με το πλαίσιο και είναι ένα βασικό εξάρτημα στη μετάδοση της ροπής και στην τοποθέτηση του τροχού σε κίνηση.

Σφαιρικός σύνδεσμος: Συνδέει τον βραχίονα ελέγχου με τον πείρο διεύθυνσης και επιτρέπει στον τροχό να περιστρέφεται ελεύθερα σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Δακτύλιοι: Συνήθως κατασκευασμένοι από καουτσούκ ή πολυουρεθάνη, τοποθετούνται μεταξύ των συνδετικών εξαρτημάτων για να απορροφούν τους κραδασμούς, να μειώνουν τον θόρυβο και να επιτρέπουν έναν ορισμένο βαθμό κίνησης.

Ράβδος σταθεροποιητή/Ράβδος κατά της κύλισης: Συνδέει τους αριστερούς και δεξιούς τροχούς για να περιορίσει την κύλιση του αμαξώματος κατά τη διάρκεια της στροφής, βελτιώνοντας τη σταθερότητα και τον χειρισμό.

Πείρος διεύθυνσης: Συνδέει τους τροχούς, τα ρουλεμάν, τα φρένα και τα εξαρτήματα ανάρτησης και είναι ένα βασικό εξάρτημα στην οδήγηση των τροχών και στη μεταφορά φορτίου.

Ελατήριο πηνίου: Ένα παραδοσιακό ελαστικό στοιχείο που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με αμορτισέρ για να υποστηρίξει το βάρος του αμαξώματος και να απορροφήσει τις προσκρούσεις του δρόμου.

Σύνοψη

    Τα αμορτισέρ, η αερανάρτηση και τα σχετικά εξαρτήματα αποτελούν μαζί τα «κόκαλα και τους μύες» του αυτοκινήτου και η αρχή λειτουργίας και ο ρόλος τους επηρεάζουν άμεσα την ποιότητα οδήγησης, την ασφάλεια και την αξιοπιστία του οχήματος. Καθώς η τεχνολογία των αυτοκινήτων συνεχίζει να εξελίσσεται, τα συστήματα ανάρτησης γίνονται πιο έξυπνα και πιο ευέλικτα για να καλύψουν τις αυξανόμενες απαιτήσεις των καταναλωτών για μια καλύτερη οδηγική εμπειρία. Η κατανόηση αυτών των βασικών τεχνολογιών θα βοηθήσει τους καταναλωτές να επιλέξουν και να συντηρήσουν καλύτερα τα αυτοκίνητά τους και να απολαύσουν ένα ασφαλέστερο και πιο άνετο ταξίδι οδήγησης.