Sospensione auto. Dispositivo e scopo

La sospensione dell'auto collega la parte portante dell'auto con le ruote. In realtà, questo è un sistema di sospensione, che include una serie di parti e assiemi. La sua essenza consiste nell'affrontare l'impatto delle varie forze che sorgono nel processo di spostamento lungo la strada e rendere elastico il collegamento tra il corpo e le ruote.

Le sospensioni - anteriori e posteriori - insieme al telaio, alle travi degli assi e alle ruote costituiscono il telaio dell'auto.

Una serie di caratteristiche del veicolo sono determinate direttamente dal tipo e dal design specifico della sospensione. Tra i principali parametri di questo tipo ci sono la maneggevolezza, la stabilità e persino la scorrevolezza.

La massa non sospesa è un insieme di componenti che influenzano direttamente la strada con il loro peso. Prima di tutto, si tratta di ruote e parti di sospensione e meccanismi di freno direttamente collegati ad esse.

Tutti gli altri componenti e parti, il cui peso viene trasferito alla strada attraverso la sospensione, costituiscono la massa sospesa.

Il rapporto tra massa sospesa e non sospesa ha un effetto molto forte sulle prestazioni di guida dell'auto. Minore è la massa dei componenti non sospesi rispetto a quelli sospesi, migliore è la maneggevolezza e la scorrevolezza della corsa. In una certa misura, questo migliora anche la dinamica dell'auto.

Troppa massa non sospesa può causare una maggiore inerzia della sospensione. In questo caso, la guida su una strada ondulata potrebbe danneggiare l'assale posteriore e causare gravi incidenti.

Quasi tutti i componenti delle sospensioni sono legati alla massa non sospesa del veicolo. È comprensibile, quindi, il desiderio degli ingegneri di ridurre il peso della sospensione in un modo o nell'altro. A tal fine, i progettisti stanno cercando di ridurre le dimensioni delle parti o di utilizzare leghe più leggere al posto dell'acciaio. Ogni chilogrammo vinto migliora gradualmente le caratteristiche di marcia dell'auto. Lo stesso effetto si può ottenere aumentando la massa sospesa, ma per questo dovrai aggiungere un peso molto significativo. Per le autovetture, il rapporto è di circa 15:1. Inoltre, un aumento della massa totale peggiora la dinamica dell'accelerazione.

In termini di comfort

Un veicolo in movimento vibra costantemente. In questo caso si possono distinguere oscillazioni a frequenza relativamente bassa e ad alta frequenza.

Dal punto di vista del comfort, il numero di vibrazioni del corpo al minuto dovrebbe essere compreso tra 60 e 120.

Inoltre, a causa dell'uso di pneumatici e altri componenti elastici, le masse non sospese subiscono vibrazioni a frequenza più elevata - circa 600 al minuto. Il design della sospensione dovrebbe mantenere tali vibrazioni al minimo in modo che non si sentano in cabina.

E, naturalmente, durante la guida sono inevitabili urti e scosse, la cui intensità dipende dalle condizioni del manto stradale. Combattere efficacemente l'impatto dello scuotimento dovuto ai dossi della strada è uno dei compiti importanti della sospensione.

In termini di gestibilità

Il veicolo deve mantenere un determinato senso di marcia e allo stesso tempo cambiarlo facilmente a piacimento del conducente. Una delle funzioni della sospensione è quella di fornire una stabilizzazione sufficiente delle ruote sterzanti in modo che l'auto continui a muoversi in linea retta, indipendentemente da urti casuali che si verificano a causa di difetti del fondo stradale.

Con una buona stabilizzazione, le ruote sterzanti tornano in posizione neutra con poco o nessun intervento del guidatore e l'auto si muove in linea retta, anche se il volante non viene tenuto.

Il modo in cui le ruote si muovono rispetto alla strada e alla carrozzeria è in gran parte determinato dalla cinematica della sospensione.

In termini di sicurezza

La sospensione deve fornire un'aderenza ottimale degli pneumatici alla carreggiata in modo che la zona di contatto rimanga costante durante il movimento. I cambiamenti dinamici nelle impostazioni (allineamento, ecc.), così come la geometria delle sospensioni, dovrebbero essere minimi. Ciò è particolarmente vero quando si guida su dossi della strada e in curva. Il progetto deve includere elementi che riducano il rollio e riducano al minimo la probabilità di slittamento e ribaltamento della macchina, in altre parole, forniscano una stabilità sufficiente.

Una sospensione per automobile è solitamente costituita da meccanismi di guida, componenti elastici, uno smorzatore di vibrazioni, una barra antirollio, nonché dispositivi di fissaggio, regolazione e controllo.

Meccanismi guida 

Prima di tutto, si tratta di varie leve, di cui puoi saperne di più, oltre a tutti i tipi di trazione, cremagliere, estensioni. Dipende da loro come ed entro quali limiti è possibile muovere le ruote lungo diversi assi e su diversi piani. Inoltre, trasmettono forze di trazione e frenante, nonché influenze laterali, ad esempio durante una curva.

A seconda del tipo di meccanismi di guida utilizzati, tutte le sospensioni possono essere suddivise in due grandi classi: dipendenti e indipendenti.

Nel dipendente, entrambe le ruote di un asse sono rigidamente collegate l'una all'altra per mezzo di un ponte (traversa). In questo caso, lo spostamento di una delle ruote, ad esempio, durante la guida in una fossa, provocherà uno spostamento simile dell'altra.



In una sospensione indipendente, non esiste un collegamento così rigido, quindi gli spostamenti verticali o le inclinazioni di una ruota non hanno praticamente alcun effetto sulle altre.



Entrambe le classi hanno i loro vantaggi e svantaggi, che determinano l'ambito della loro applicazione. Per quanto riguarda le autovetture, qui un chiaro vantaggio si è rivelato essere dalla parte delle sospensioni indipendenti. Sebbene l'asse posteriore in molti casi sia ancora installato in modo dipendente, occasionalmente è possibile trovare anche un sistema di leva di torsione semi-indipendente.

Sull'asse anteriore, la sospensione dipendente, grazie alla sua elevata resistenza e semplicità di progettazione, è ancora rilevante su camion, autobus e alcuni SUV.

Il confronto tra sistemi dipendenti e indipendenti è dedicato a.

Il design può includere un numero diverso di leve e possono essere posizionate in modi diversi. In base a queste caratteristiche si possono distinguere sospensioni monoleva, bileva e multibraccio con disposizione longitudinale, trasversale o obliqua.

Elementi elastici 

Questi includono molle, barre di torsione, vari tipi di molle, nonché cerniere in gomma-metallo (silenziosi), grazie alle quali le leve e le molle sono mobili. Gli elementi elastici subiscono urti quando colpiscono i dossi della strada e ammorbidiscono notevolmente il loro impatto sulla carrozzeria, sul motore a combustione interna e su altri componenti e sistemi dell'auto. E, naturalmente, aumentano il livello di comfort per chi è in cabina.

Molto spesso, nella progettazione di una sospensione indipendente, vengono utilizzate molle elicoidali cilindriche, realizzate in acciaio speciale per molle utilizzando una tecnologia speciale. Tali elementi elastici sono affidabili, non necessitano di manutenzione e allo stesso tempo consentono di ottenere la migliore scorrevolezza. Nelle autovetture, le molle hanno quasi completamente sostituito le molle.



La figura mostra una disposizione schematica di una sospensione a molla con due bracci oscillanti.

Nelle sospensioni pneumatiche, le molle pneumatiche sono utilizzate come elemento elastico. Modificando la pressione del gas nella bombola in questa forma di realizzazione, è possibile regolare rapidamente la rigidità del sistema, nonché la quantità di altezza da terra. L'adattamento automatico è ottenuto grazie a un sistema di sensori e un'unità di controllo elettronica. Tuttavia, il costo di un tale dispositivo è molto alto ed è installato solo su auto d'élite. Inoltre, le sospensioni pneumatiche adattive sono molto difficili e costose da riparare e allo stesso tempo abbastanza vulnerabili su strade dissestate.



smorzatore di vibrazioni 

Svolge il suo ruolo. È progettato per smorzare le vibrazioni derivanti dall'uso di componenti elastici, nonché i fenomeni di risonanza. In assenza di un ammortizzatore, le vibrazioni sui piani verticale e orizzontale riducono notevolmente la controllabilità e, in alcuni casi, possono portare a un'emergenza. 

Molto spesso, l'ammortizzatore è combinato con elementi elastici in un unico dispositivo, che esegue immediatamente una serie di funzioni.

Barra antirollio 

Questa parte è installata sia sull'asse anteriore che su quello posteriore. È progettato per ridurre il rollio laterale in curva e ridurre la probabilità che la macchina si ribalti.



Puoi saperne di più sul dispositivo e sul principio di funzionamento della barra antirollio.

fissaggio 

Per collegare le parti della sospensione al telaio e tra loro, vengono utilizzati tre tipi di fissaggio: imbullonati, con e attraverso componenti elastici (cerniere e boccole in gomma-metallo). Questi ultimi, oltre a svolgere il loro compito principale, aiutano anche a ridurre i livelli di rumore assorbendo le vibrazioni in un determinato spettro di frequenze.

Tipicamente il progetto prevede anche limitatori per la corsa delle leve. Quando il veicolo supera un urto significativo, il paraurti in gomma assorbe l'impatto prima che l'ammortizzatore raggiunga il suo limite superiore o inferiore. In questo modo si evita un guasto prematuro dell'ammortizzatore, del suo supporto superiore e del silent block inferiore.

L’argomento è troppo ampio per coprire tutti i suoi aspetti in un unico articolo. Inoltre, gli ingegneri progettisti lavorano costantemente per migliorare i dispositivi esistenti e svilupparne di nuovi. La direzione più promettente sono i sistemi con adattamento automatico a specifiche condizioni stradali. Oltre alle già citate molle ad aria, ad esempio, vengono utilizzate barre antirollio regolabili, che sono in grado di modificare la loro rigidità in base a un segnale proveniente dalla ECU.



In un certo numero di auto sono installati ammortizzatori regolabili che cambiano la rigidità della sospensione a causa del funzionamento di un'elettrovalvola.

In una sospensione idropneumatica, il ruolo dei componenti elastici è svolto da sfere, le cui sezioni isolate separate sono riempite di gas e liquido. Nel sistema Hydractive, la sfera idropneumatica fa parte del puntone della sospensione.



Tuttavia, tutte queste opzioni sono costose, quindi la maggior parte degli automobilisti deve accontentarsi dei migliori sistemi MacPherson e molle con due bracci oscillanti oggi.

Nessuno è al sicuro dai problemi sulle nostre strade, quindi non sarà superfluo familiarizzare con la segnaletica di quelli possibili. E assicurati di leggere.