Jak działają standardowe zawieszenie samochodu?

Kierowca fabrycznego auta skupia na sobie całą uwagę po wielkim zwycięstwie, ale nigdy nie byłby w stanie zabrać do domu trofeum, gdyby nie zespół, który nieustannie ulepsza i dostraja samochód. Przez cały czas przygotowań i podczas samego wyścigu ekipy serwisowe i mechanicy stoją w gotowości, aby dokonać wszelkich niezbędnych zmian w celu poprawy możliwości samochodu.

Możesz nie myśleć, że zawieszenie samochodu fabrycznego ma tak wiele wspólnego z sukcesem na płaskim, gładkim torze, ale nie myl się. Rzadko kiedy nawierzchnia toru jest idealna, biorąc pod uwagę, jak brutalnie się na nim jeździ, więc zawieszenie jest głównym obszarem zainteresowania wielu zespołów. W zależności od wymagań konkretnego toru, dotychczasowych osiągów kierowcy i balansu samochodu w różnych warunkach, zawieszenie może wymagać całkowitej przebudowy dla każdego toru wyścigowego. Taka precyzja wymaga dużo czasu i wysiłku.

Układ zawieszenia składa się z różnych elementów, w tym sprężyn, amortyzatorów, stabilizatorów, układu kierowniczego i podwozia.

W tym artykule dowiemy się o roli i znaczeniu tulei układu kierowniczego, wsporników i zwrotnic w seryjnych zawieszeniach samochodów oraz dowiemy się o nich z krótką historią. Porozmawiamy również o stabilizatorach i sposobie ich doboru na podstawie toru i potrzeb kierowcy.

Amortyzatory i sprężyny to zawsze ważna część układu zawieszenia. Ten artykuł pokaże, jak działają i dlaczego ich rola w manewrowaniu szybkimi samochodami seryjnymi jest tak ważna.

Zastanawiasz się nawet nad zasadami obowiązującymi w przypadku części podwozia samochodów seryjnych? W tym artykule przyjrzymy się, jak ułożyć i złożyć całą strukturę.

Na razie usiądź wygodnie i ciesz się jazdą, podczas gdy my badamy drobne punkty fabrycznego zawieszenia samochodu.

1. Zapasowe wsporniki samochodowe i kostki
2. Wstrząsy samochodów seryjnych
3. Zapasowe tuleje samochodowe
4. Standardowe drążki kołyskowe do samochodów
5. Zapasowe uprzęże podwozia samochodowego

Jedną z części zawieszenia fabrycznego samochodu, która wymaga sporo ubicia, jest układ kierowniczy . Wsporniki i zwrotnice, które utrzymują układ kierowniczy razem, zapewniają ciągły trening i mogą wyrzucić kierowcę z wyścigu, jeśli się nie powiedzie. To ma sens – właściwe kierowanie i sterowanie jest oczywistą koniecznością w sporcie, w którym samochody poruszają się z dużą prędkością.

Kierownica jest połączona z zawieszeniem i kołami za pomocą zwrotnic . Golonka łączy kierownicę z resztą samochodu, umożliwiając kierowcy kierowanie pojazdem. Dwa wahacze łączą podwozie i przednie zawieszenie, podczas gdy wahacze wleczone łączą podwozie z tylnym zawieszeniem. Końce drążków kierowniczych łączą się ze zwrotnicami, które bezpośrednio sterują kołami [źródło: Burt].

Wahacze połączone są z ramą za pomocą obrotowych mocowań i tulei układu kierowniczego . Przeguby kulowe łączą je ze zwrotnicą. Gdy kierowca obraca kierownicą, ruch jest przenoszony w dół wału kierownicy do przekładni kierowniczej.

Ponieważ kostki mogą i zawodzą, są one połączone z ramą stalowymi linkami, aby zapobiec oderwaniu się koła podczas wypadku [źródło: Burt].

Skręcanie przy dużych prędkościach wywiera ogromny nacisk na układ kierowniczy i podwozie. Wrzuć kilka wybojów, a samochód wyścigowy może wymknąć się spod kontroli. Co pomaga zachować kontrolę nad samochodem, gdy kierowca pokonuje zakręt? Wstrząsy. Następnie dowiemy się, jak ważne są amortyzatory na torach seryjnych samochodów.

Lekcje zdobyte podczas pierwszych Indy 500

Na pierwszym Indianapolis 500 w 1911 roku złamane zwrotnice stanowiły poważny problem. Jednak w następnym roku jakość kostek uległa znacznej poprawie — w 1912 Indy nie złamała się ani jedna kostka, nawet po przejechaniu ponad 500 mil (805 kilometrów) na ceglanej powierzchni z prędkością ponad 75 mil na godzinę (121 km na godzinę). godzina). W rzeczywistości doświadczony kierowca na tak dobrze zbudowanym torze mógłby osiągnąć prędkość ponad 80 mil na godzinę (129 km/h) bez uszkadzania przeprojektowanych części układu kierowniczego [źródło: The Automobile ].

Żadna trasa nie jest gładka jak jedwab — bez wstrząsów standardowy samochód podskakiwałby w każdym miejscu za każdym razem, gdy uderzyłby w wyboj lub zanurzył się. Amortyzatory i sprężyny są ważnym elementem sterowania samochodem.

Gdy seryjny samochód porusza się po torze , sprężyny ściskają się i rozszerzają, gdy uderzają w niedoskonałości. Amortyzatory pochłaniają energię sprężyny, utrzymując opony na ziemi tak bardzo, jak to możliwe. Zespoły wyścigowe samochodów seryjnych spędzają dużo czasu na konfigurowaniu i dostrajaniu kombinacji amortyzatorów na każdym torze, aby zapewnić kierowcy najlepszą możliwą kontrolę nad swoim samochodem [źródło: Burt].

To, jak samochód radzi sobie z skręcaniem, zależy od zastosowanych amortyzatorów i odporności na ruch. Aby kontrolować ruch lub szybkość pochłaniania energii amortyzatora, zespół może dostroić tłok, podkładki i olej wewnątrz amortyzatora.

Gdy samochód uderza w wyboj, w oleju napędzany jest wał, który wypełnia amortyzator. Tłok wewnątrz amortyzatora reguluje szybkość ruchu wału w górę (ściskanie) i w dół (odbijanie). Dostosowując kompresję i odbicie dla każdego konkretnego toru, kierowca jest w stanie lepiej manewrować samochodem. Aby zapobiec pienieniu się oleju i utracie jego zdolności do kompresji i odbicia, szok jest poddawany działaniu azotu [źródło: Diandra ].

NASCAR ma ścisłe wytyczne dotyczące tego, ile azotu lub ciśnienia może być w każdym wstrząsie. Tylne amortyzatory mogą mieć ciśnienie nie mniejsze niż 25 funtów na cal kwadratowy (psi) (11 kilogramów na 6,45 centymetra kwadratowego) i nie większe niż 75 funtów (34 kg) ciśnienia psi [źródło: Diandra ].

Masz już gotowe podstawy, ale przejdź do następnej strony, aby przyjrzeć się niektórym drobniejszym szczegółom zawieszenia samochodu.

Nadciśnienie

Kiedy tylny amortyzator ma ciśnienie większe niż 75 psi, może być niebezpieczny. Po pierwsze, zapobiega odbijaniu się amortyzatora, odchylając tył samochodu nieco dłużej niż zwykle, co może dać kierowcy przewagę. Jednocześnie, jeśli wstrząs pod wysokim ciśnieniem zawiedzie, może eksplodować jak bomba [źródło: Diandra ].

Do tej pory poznaliśmy główne elementy układu zawieszenia w samochodach seryjnych . Teraz przejdziemy do tulei , które są małymi elementami układanki, które mogą mieć duży wpływ na to, jak główne elementy układu zawieszenia reagują na zakręty i proste.

Tuleje to małe, elastyczne, zazwyczaj cylindryczne elementy gumowe, które znajdują się między punktami obrotu a ruchomymi ramionami w podwoziu i zespole zawieszenia. W normalnych samochodach są zaprojektowane tak, aby zmiękczyć jazdę. Większość kierowców samochodów fabrycznych preferuje sztywniejszą jazdę, z tulejami wykonanymi z poliuretanu lub litych polimerów o różnej gęstości [źródło: Orijin Motorsports ].

Tuleje zawieszenia umieszczone są pomiędzy resorami, mocowaniami i wahaczami z przodu auta oraz w wahaczach tylnej osi. Można je również znaleźć w połączeniach stabilizatora oraz w różnych innych miejscach samochodu. Zużyte tuleje spowalniają reakcję zawieszenia, powodując chwianie się kierowcy [źródło: Orijin Motorsports ].

Stabilizatory mogą wyglądać jak łomy, ale ich praca jest zupełnie inna. Następnie dowiemy się, gdzie umieścić stabilizatory do samochodów seryjnych i jakie są ich przeznaczenie.

Zasady i przepisy

NASCAR i inne ligi wyścigowe włożyły wiele wysiłku w wprowadzenie jednolitych przepisów dotyczących jazdy samochodami seryjnymi, ale nadal istnieje wiele różnic w zależności od miejsca. Kierowcy i ich zespoły muszą znać zasady i przepisy obowiązujące na każdym torze, na którym się ścigają. Niektóre tory wymagają, aby wszystkie elementy zawieszenia i układu kierowniczego były dostępne w magazynie dla danego modelu samochodu. Tuleje kolby muszą być montowane w oryginalnych pozycjach za pomocą śrub kolby. Inne mogą wymagać gumowych lub uretanowych tulei do określonych komponentów, takich jak stabilizatory i podkładki sprężynujące [źródło: Island Racing ].

Kiedy samochód jedzie za rogiem, jego ciężar przesuwa się z boku na bok. Każdy, kto jeździ samochodem, odczuł ten efekt, gdy twoje ciało jest ciągnięte w kierunku przeciwnym do skrętu. Jest to tak powszechne doświadczenie, że większość ludzi nie zauważyłaby go podczas przeciętnej jazdy samochodem – chyba że kierowca jedzie trochę za szybko.

Ponieważ samochody fabryczne ścigają się z dużą prędkością po owalnych torach , mają do czynienia z ekstremalną wersją tego efektu. To przechylenie nadwozia wpływa na przyczepność opony i jej osiągi. To, jak dobrze opona trzyma się toru, zależy od ciężaru pchającego oponę na tor. Kiedy ciężar spada z opony podczas skrętu, ma ona mniejszą przyczepność, a tym samym mniejszą prędkość. Za każdym razem, gdy części opony opuszczają tor, kierowca ma mniejszą kontrolę nad pojazdem.

Stabilizator pomaga zapobiegać przenoszeniu ciężaru. Łączy zawieszenie samochodu, podwozie i nadwozie. Ponieważ każdy tor wyścigowy wymaga innego stabilizatora o różnej sztywności, przygotowane zespoły często mają na stanie wiele stabilizatorów [źródło: Burt].

Im sztywniejszy stabilizator, tym mocniejsze połączenie zawieszenia z podwoziem, co minimalizuje przechyły nadwozia podczas skrętu. Należy jednak pamiętać, że stabilizatory, które są zbyt luźne lub zbyt sztywne, również mogą stwarzać problemy.

Stabilizatory skręcają się, gdy jedna z opon pokonuje nierówności. Jeśli obie opony pokonują nierówności równomiernie, stabilizator nie robi nic, ale jeśli jedna opona pokonuje nierówności, stabilizator przeciwdziała ruchowi, aby zapobiec przesunięciu ciężaru samochodu [źródło: Diandra ].

Podwozie odgrywa również ważną rolę w seryjnym zawieszeniu auta. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej.

Podstawy drążka kołyskowego

Stabilizatory wykonane są ze stali. Sztuką jest dodanie stabilizatora, który jest wystarczająco gruby, aby wykonać zadanie bez obciążania przodu samochodu. Im cieńszy stabilizator, tym lżejszy samochód, ale także mniejszy opór na przechyły nadwozia. Aby podjąć najlepszą decyzję, zespoły muszą w pełni zrozumieć środek ciężkości, dynamikę toru oraz wagę i wyważenie samochodu [źródło: Diandra ].

Czasy przekształcania samochodów produkcyjnych w samochody wyścigowe już minęły. Zespoły wyścigowe samochodów seryjnych budują własne samochody z myślą o torze. W rzeczywistości wiele zespołów buduje różne samochody na różne tory. Jednym z obszarów samochodu, z którym często eksperymentują, jest podwozie . Podwozie to stalowa rama samochodu, która utrzymuje nadwozie i silnik.

Podwozie jest prawie zawsze prostokątne, ale zespoły często dostosowują jego drobiazgową geometrię, przesuwając punkty mocowania zawieszenia w zależności od toru i potrzeb kierowcy. Podwozia z przesunięciem są niedozwolone, więc muszą budować równoległe szyny ramy. Szyny podwozia są zbudowane zgodnie ze ścisłymi wytycznymi dotyczącymi wagi, długości i grubości [źródło: Burt].

Podwozie zawiera ramę główną (rama i szyny boczne) oraz przednią i tylną ramę pomocniczą , które są połączone poprzecznicami. Każde połączenie, które utrzymuje ramę razem, jest spawane.

Mocowania zawieszenia są dodawane do ramy w różnych pozycjach, które budowniczowie określają dla określonych torów. Po wszystkim dodawane są małe kołnierze, aby wzmocnić wszystkie połączenia [źródło: Burt]. Bardzo ważne jest, aby podwozie było wystarczająco mocne, aby wytrzymać ciężar samochodu w intensywnych warunkach wyścigowych. Muszą więc dodać każdy element podparcia, który zwiększa bezpieczeństwo bez obciążania samochodu i zmniejszania prędkości.

Klatka bezpieczeństwa jest częścią podwozia i zwiększa wytrzymałość i bezpieczeństwo samochodu. Pręty boczne są zainstalowane, aby chronić kierowcę podczas zderzeń bocznych, a wszystkie pałąki, do których ma dostęp kierowca, są wyściełane. Zanim podwozie przejedzie wzdłuż linii montażowej, rama pałąka jest ukończona, przechodzi przez deski podłogowe i zaporę ogniową i jest połączona z szynami ramy [źródło: Burt].

Zespół samochodów seryjnych stale modyfikuje i dostosowuje zawieszenie samochodu, od podwozia po kolumnę kierownicy. Aby wygrać wyścig samochodów seryjnych, potrzeba czegoś więcej niż tylko utalentowanego kierowcy; wymaga poświęcenia i kreatywności całego zespołu.

Dowiedz się więcej o tym, jak działa fabryczne zawieszenie samochodu, sprawdzając zasoby na następnej stronie.

Zasady NASCAR

NASCAR posiada kompletny zestaw zasad budowy podwozi. To one dyktują wielkość, wagę i rodzaj metalowego szkieletu, a także odległość między szynami. Klatka bezpieczeństwa jest również określona w księdze przepisów z diagramami i wskazówkami dotyczącymi wymiarów, montażu i rozmieszczenia [źródło: Burt].

Powiązane artykuły

Źródła

­