Πώς λειτουργεί ένα σύστημα ανάρτησης και ποιοι είναι οι διάφοροι τύποι του;

Ένα σύστημα ανάρτησης αποτελείται από μονάδες μετατόπισης που βοηθούν στην απομόνωση των επιβατών από τους κραδασμούς του δρόμου, διατηρώντας παράλληλα τον έλεγχο του οχήματος

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί το ποδήλατό σας δεν είναι τόσο άνετο όσο η μοτοσυκλέτα ή το αυτοκίνητό σας; Ενώ ένα μικρότερο στενό κάθισμα θα μπορούσε να είναι ένας από τους λόγους, ο κύριος λόγος είναι ότι κάθε ατέλεια στην επιφάνεια του δρόμου γίνεται ξεκάθαρα αισθητή σε ένα ποδήλατο. Ωστόσο, ένα αυτοκίνητο ή μια μοτοσικλέτα θα γλιστρήσει πάνω από τέτοια εμπόδια με σχετική ευκολία.

Τι είναι η αναστολή;

Το κόλπο για να γλιστρήσετε πάνω από τις ατέλειες και τα περιγράμματα του δρόμου βρίσκεται σε ένα σημαντικό στοιχείο κάθε οχήματος, γνωστό ως ανάρτηση . Αυτό το χαρακτηριστικό γίνεται εφικτό μέσω ελατηρίων που είναι προσαρτημένα κάτω από το όχημα που απορροφούν τους περισσότερους κυματισμούς του δρόμου, χωρίς να τους μεταφέρουν στον οδηγό ή τους επιβάτες. Αυτά τα ελατήρια αποτελούν μέρος του συστήματος ανάρτησης ενός οχήματος, το οποίο όχι μόνο διασφαλίζει την άνεση του αναβάτη, αλλά και βελτιώνει τον χειρισμό του οχήματος, φέρνοντας την «αναπήδηση» αυτών των ελατηρίων να ακουμπάει με τον κατάλληλο τρόπο.

Γιατί τα οχήματα χρειάζονται ανάρτηση;

Ένα σύστημα ανάρτησης σε ένα όχημα χρησιμεύει στην απομόνωση των επιβατών ενός οχήματος από τους κραδασμούς που προκύπτουν λόγω της διέλευσης των περιγραμμάτων του οδοστρώματος, ενώ βοηθά τον οδηγό να διατηρεί τον απόλυτο έλεγχο.

Η βόλτα με το αυτοκίνητο είναι πιο άνετη από ό,τι με ποδήλατο, εν μέρει λόγω της καλύτερης απομόνωσης από το δρόμο (Φωτογραφία :Africa Studio/Shutterstock)

Για να υπάρχει μέγιστος έλεγχος ενός οχήματος, είναι επιτακτική ανάγκη να βρίσκεται σε μέγιστη επαφή με τη διασχισμένη επιφάνεια, κάτι που φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με τον αρχικό σκοπό της ανάρτησης - την απομόνωση από το οδόστρωμα. Έτσι, τα συστήματα ανάρτησης έχουν σχεδιαστεί για να επιτυγχάνουν ένα συμβιβασμό μεταξύ της άνεσης των επιβατών και της οδικής συμπεριφοράς.

Μια άλλη λειτουργία των συστημάτων ανάρτησης που συχνά παραβλέπεται είναι η απορρόφηση των κραδασμών για την αποφυγή τυχόν ζημιών στο πλαίσιο στο οποίο είναι συνδεδεμένα.

Μάζα ελαττωμένης και μη αναρτημένης

Το τμήμα του οχήματος που υποστηρίζεται από το σύστημα ανάρτησης είναι γνωστό ως ελατηριωτή μάζα. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει διάφορα εξαρτήματα, όπως τα εξαρτήματα της γραμμής μετάδοσης κίνησης, όπως ο κινητήρας και το κιβώτιο ταχυτήτων, το σώμα και το πλαίσιο του οχήματος, καθώς και οι επιβάτες και το φορτίο τους.

Η μη αναρτημένη μάζα αποτελείται από τα μέρη που δεν στηρίζονται από την ανάρτηση. Αυτά περιλαμβάνουν τους τροχούς, τα συγκροτήματα φρένων, τα διαφορικά, τους κινητήριους άξονες κ.λπ.

Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί ο έλεγχος ενός οχήματος, είναι επιθυμητή μια υψηλή αναλογία μάζας ελατηρίου προς μη αναρτώμενη . Μια υψηλότερη μάζα ελατηρίου εξασφαλίζει μεγαλύτερη δύναμη στα ελατήρια και τους τροχούς - και κατά συνέπεια, μεγαλύτερη πρόσφυση. Ωστόσο, υπάρχει μόνο ένας ορισμένος βαθμός στον οποίο η αναρτημένη μάζα ενός οχήματος μπορεί να αυξηθεί χωρίς να επηρεαστεί ο χειρισμός και η επάρκεια της ισχύος που παράγεται από τον κινητήρα. Έτσι, η αναλογία μάζας ελατηρίου προς μη αναρτημένη είναι μια αντιστάθμιση μεταξύ έλξης και βάρους.

Στοιχεία ενός συστήματος ανάρτησης

Ένα σύστημα ανάρτησης αποτελείται από τα ακόλουθα εξαρτήματα:

1. Σύνδεσμοι

Μπροστινή ανάρτηση αυτοκινήτου, πρόσοψη. (Φωτογραφία :aarrows/Shutterstock)

Για να επιτρέπεται η σχετική κίνηση μεταξύ των τροχών και του πλαισίου, η ανάρτηση συνδέεται με το σασί και τους τροχούς μέσω συνδέσμων. Αυτοί οι σύνδεσμοι έχουν διάφορους βαθμούς ελευθερίας, οι οποίοι καθορίζουν τον άξονα κατά μήκος του οποίου κινείται η ανάρτηση.

2. Μονάδες μετατόπισης

Τα σπειροειδή ελατήρια είναι συνήθως χρησιμοποιούμενες μονάδες μετατόπισης (Photo Credit :Nixx Photography/Shutterstock)

Οι μονάδες μετατόπισης αποτελούν τον πυρήνα οποιουδήποτε συστήματος ανάρτησης—η κινητική ενέργεια που οφείλεται στη σχετική κίνηση μεταξύ των τροχών και του υπολειπόμενου σώματος όταν ταξιδεύετε σε ανώμαλες επιφάνειες αποθηκεύεται σε αυτές τις μονάδες μετατόπισης.

Ενώ τα ελατήρια είναι μια δημοφιλής μονάδα μετατόπισης, τα σύγχρονα αυτοκίνητα βλέπουν υδραυλικές και πνευματικές εναλλακτικές λύσεις που μπορούν να ελεγχθούν ηλεκτρονικά. Μια μονάδα μετατόπισης αποθηκεύει ενέργεια κατά τη διάρκεια του ταξιδιού σε ανώμαλες επιφάνειες και απελευθερώνει αυτήν την ενέργεια όταν οι τροχοί επιστρέψουν στις κανονικές επιφάνειες. Η ενέργεια απελευθερώνεται με ένα μοτίβο γνωστό ως απόσβεση απλή αρμονική κίνηση.

3. Αμορτισέρ (Dampers)

Ένα αμορτισέρ μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ομοαξονικά με μονάδα μετατόπισης είτε ανεξάρτητα, όπως φαίνεται (Πιστωτική φωτογραφία :Sharomka/Shutterstock)

Ενώ μια αποσβεσμένη αρμονική κίνηση της μονάδας μετατόπισης μπορεί να φέρει το όχημα σε ηρεμία από μόνο του, ο χρόνος που απαιτείται είναι συνήθως μεγαλύτερος και η απαγωγή ενέργειας μπορεί να μην ρυθμιστεί, οδηγώντας σε άβολες διαδρομές και απώλεια της κατάλληλης επαφής με το δρόμο. Για να εξαλειφθεί αυτό, είναι σημαντικό να διαχέεται η αποθηκευμένη ενέργεια στη μονάδα μετατόπισης γρήγορα και με πιο ρυθμισμένο τρόπο. Αυτό επιτυγχάνεται με αποσβεστήρες.

Ένας αποσβεστήρας αποτελείται από μια κεφαλή εμβόλου με οπές μέσα σε αυτό που ταξιδεύουν μέσα από έναν κύλινδρο γεμάτο λάδι. Η ασυμπίεστη φύση του λαδιού αναγκάζει το έμβολο να κινείται αργά και ομοιόμορφα μέσα από τον κύλινδρο, ενώ «καθιζάνει» την κίνηση της μονάδας μετατόπισης πιο γρήγορα.

Πώς λειτουργεί η αναστολή;

Η μονάδα μετατόπισης σε μια ανάρτηση είναι ικανή για συμπίεση και επιμήκυνση, με βάση την κατεύθυνση της διαδρομής του τροχού. Όταν ένας τροχός κινείται πάνω από έναν θετικό κυματισμό στο δρόμο, όπως ένας διακόπτης ταχύτητας, η μονάδα μετατόπισης συμπιέζεται. Ομοίως, όταν ο τροχός κινείται πάνω από έναν αρνητικό κυματισμό, όπως μια λακκούβα, η μονάδα μετατόπισης επιμηκύνεται.

Η διαδρομή της ανάρτησης μπορεί να είναι θετική ή αρνητική, με βάση τη διαδρομή του τροχού (Φωτογραφία :Pavel Vaschenkov/Shutterstock)

Η κινητική ενέργεια λόγω της διαδρομής του τροχού αποθηκεύεται στη μονάδα μετατόπισης. Ένα αμορτισέρ αποτελείται από ένα έμβολο που κινείται σε ένα θάλαμο γεμάτο λάδι. Αυτό το έμβολο κινείται σε συγχρονισμό με τη μονάδα μετατόπισης. Λόγω της ασυμπίεστης φύσης των υγρών, η κίνηση του εμβόλου είναι πολύ περιοριστική και ρυθμισμένη, επιτρέποντας έτσι την ελεγχόμενη διάχυση της κινητικής ενέργειας.

Ποιοι είναι οι διάφοροι τύποι αναστολής;

Οι αναρτήσεις μπορούν γενικά να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες:Ενεργητικές και Παθητικές. Τα συστήματα παθητικής ανάρτησης αλληλεπιδρούν με το δρόμο με βάση τη δική τους διαμόρφωση, ενώ η διαμόρφωση των ενεργών συστημάτων ανάρτησης μπορεί να ελέγχεται ηλεκτρονικά με βάση τις προτιμήσεις του χρήστη.

1. Παθητική αναστολή

Κοινά στοιχεία ενός συστήματος παθητικής ανάρτησης (Photo Credit :dashadima/Shutterstock)

i. Σπειροειδή ελατήρια

Η μονάδα μετατόπισης είναι ένα σπειροειδές ελατήριο κατασκευασμένο από χάλυβα. Αυτές είναι μια πολύ οικονομική επιλογή και βρίσκονται στα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα και μοτοσυκλέτες.

ii. Φύλλα ελατήρια

Η μονάδα μετατόπισης είναι μια στοίβα ελαστικών φύλλων μετάλλου τοποθετημένα πλευρικά ή κατά μήκος. Ενώ χρησιμοποιούνταν εκτενώς σε παλιά αυτοκίνητα, καθώς και σε φορτηγά και βαρέα φέροντα οχήματα, θεωρούνται πλέον απαρχαιωμένα και σπάνια εμφανίζονται.

2. Ενεργή αναστολή:

Η ενεργή ανάρτηση έχει φουσκωτές κύστεις από καουτσούκ (Πιστωτική φωτογραφία :Ake Apichai Chumsri/Shutterstock)

i. Ελατήρια αέρα

Σε αυτόν τον τύπο εγκατάστασης ανάρτησης, η μονάδα μετατόπισης είναι μια γεμάτη αέρα ελαστική κύστη που μπορεί να φουσκώσει ή να ξεφουσκώσει κατά βούληση. Αυτό γενικά συνοδεύεται από μια μονάδα συμπιεστή και ένα φίλτρο για να αποτρέψει την είσοδο υγρασίας στο σύστημα. Η αερανάρτηση είναι καλύτερη από τις μηχανικές αναρτήσεις όσον αφορά την ποιότητα κύλισης, την αντοχή στο φορτίο και την οδική συμπεριφορά. Ωστόσο, αυτά τα συστήματα είναι πιο ακριβά στην εγκατάσταση και τη συντήρηση.

ii. Υδροπνευματική ανάρτηση

Μια υδροπνευματική ανάρτηση είναι ένας συνδυασμός ελατηρίων αέρα και υδραυλικής απόσβεσης ενσωματωμένων σε μία μονάδα. Εκτός από την απόσβεση, η υδραυλική στήλη χρησιμεύει επίσης για τη μεταβολή της απόστασης από το έδαφος ρυθμίζοντας το ύψος οδήγησης.

Εξελίξεις στην τεχνολογία suspension:Adaptive suspension

Τα προσαρμοστικά συστήματα ανάρτησης επιτρέπουν προσαρμογές με βάση τις ανθρώπινες προτιμήσεις και μπορούν ακόμη και να χαρτογραφήσουν τη διαμόρφωση του συστήματος βάσει εξωτερικών συνθηκών (Photo Credit :Everyonephoto Studio/Shutterstock)

Ένα προσαρμοστικό σύστημα ανάρτησης αποτελείται από ένα ενεργό σύστημα ανάρτησης που συνδέεται με κάμερες, αισθητήρες και το σύστημα GPS που είναι ενσωματωμένο σε ένα όχημα. Αυτό επιτρέπει στον ενσωματωμένο υπολογιστή να κάνει προσαρμογές στη διαμόρφωση της ανάρτησης εν αναμονή του εδάφους που θα έρθει, διασφαλίζοντας έτσι ομαλότερη ποιότητα κύλισης και καλύτερο χειρισμό.

Ο έλεγχος ύψους οδήγησης είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό που συναντάμε στα συστήματα υδροπνευματικών αναρτήσεων. Αλλάζοντας την ποσότητα λαδιού στην υδραυλική στήλη, το ύψος του οχήματος μπορεί να μεταβληθεί ελαφρώς. Ένα χαμηλωμένο αυτοκίνητο είναι πιο σταθερό και πιο εύκολο στο χειρισμό, ενώ ένα αυτοκίνητο σε υψηλή θέση μπορεί να καθαρίσει αποτελεσματικά εμπόδια κάτω από το αμάξωμα, όπως διακόπτες υψηλής ταχύτητας, κυματισμούς στην επιφάνεια ή ακόμα και νερό από πλημμύρες.

Τι σημαίνει για εμάς μια αναστολή;

Η ανάρτηση, σε αντίθεση με άλλα εξαρτήματα του συστήματος μετάδοσης κίνησης, όπως ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και το κιβώτιο ταχυτήτων, δεν θα είναι απαρχαιωμένη με την εμφάνιση των ηλεκτρικών οχημάτων, καθώς η σταθερότητα και η άνεση της οδήγησης θα είναι πάντα μια σημαντική πτυχή των ταξιδιών στο αυτοκίνητο. Η μεγάλη προσοχή στις παραμέτρους και τη συντήρηση της ανάρτησης μπορεί να συμβάλει σημαντικά στη βελτίωση της συνολικής υγείας και απόδοσης του οχήματός σας!