자동차 서스펜션. 장치 및 목적
자동차 서스펜션은 자동차의 베어링 부분을 바퀴와 연결합니다. 사실, 이것은 많은 부품과 어셈블리를 포함하는 서스펜션 시스템입니다. 그 본질은 도로를 따라 이동하는 과정에서 발생하는 다양한 힘의 영향을 받아 차체와 바퀴 사이의 연결을 탄력있게 만드는 것입니다.
서스펜션 - 전면 및 후면 - 프레임, 액슬 빔 및 휠과 함께 자동차 섀시를 구성합니다.
많은 차량 특성은 서스펜션의 유형과 특정 디자인에 의해 직접적으로 결정됩니다. 이러한 주요 매개변수 중에는 핸들링, 안정성 및 부드러움이 있습니다.
스프링되지 않은 질량은 무게로 도로에 직접적인 영향을 미치는 구성요소 세트입니다. 우선, 바퀴와 서스펜션 부품과 직접 연결된 브레이크 메커니즘입니다.
서스펜션을 통해 무게가 도로로 전달되는 다른 모든 구성 요소와 부품은 스프링 매스를 구성합니다.
스프링 및 스프링 해제 질량의 비율은 자동차의 주행 성능에 매우 강한 영향을 미칩니다. 스프링이 없는 부품의 질량이 스프링 부품에 비해 작을수록 승차감의 핸들링과 부드러움이 향상됩니다. 어느 정도 이것은 자동차의 역동성을 향상시킵니다.
스프링 해제 질량이 너무 많으면 서스펜션 관성이 증가할 수 있습니다. 이 경우 기복이 심한 도로를 주행하면 리어 액슬이 손상되어 심각한 사고로 이어질 수 있습니다.
거의 모든 서스펜션 구성 요소는 차량의 스프링 해제 중량과 관련이 있습니다. 따라서 어떤 식 으로든 서스펜션의 무게를 줄이려는 엔지니어의 욕구는 이해할 수 있습니다. 이를 위해 설계자는 부품의 치수를 줄이거 나 강철 대신 더 가벼운 합금을 사용하려고합니다. 15킬로그램당 차의 주행 특성이 점차 향상됩니다. 스프링 질량을 증가시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있지만 이를 위해서는 매우 중요한 중량을 추가해야 합니다. 승용차의 경우 비율은 약 1:XNUMX입니다. 또한, 총 질량의 증가는 가속 역학을 악화시킵니다.
편안함 면에서
움직이는 차량은 끊임없이 진동합니다. 이 경우 상대적으로 저주파 진동과 고주파 진동을 구별할 수 있습니다.
편안함의 관점에서 분당 신체의 진동 수는 60에서 120 사이여야 합니다.
또한 타이어 및 기타 탄성 부품의 사용으로 인해 스프링이 없는 질량체는 분당 약 600회의 더 높은 주파수 진동을 경험합니다. 서스펜션의 설계는 이러한 진동을 최소화하여 기내에서 느껴지지 않도록 해야 합니다.
물론 주행 중에는 충돌과 충격이 불가피하며 그 강도는 노면 상태에 따라 다릅니다. 도로의 충돌로 인한 흔들림의 영향을 효과적으로 방지하는 것은 서스펜션의 중요한 작업 중 하나입니다.
관리성 면에서
차량은 주어진 이동 방향을 유지하면서 동시에 운전자의 의지에 따라 쉽게 변경할 수 있어야 합니다. 서스펜션의 기능 중 하나는 조향 휠을 충분히 안정화시켜 노면 결함으로 인해 발생하는 임의의 요철에 상관없이 차가 계속 직선으로 움직일 수 있도록 하는 것입니다.
안정화가 잘 되면 스티어링 휠은 운전자의 개입이 거의 또는 전혀 없이 중립 위치로 돌아가며, 스티어링 휠을 잡고 있지 않아도 차는 직선으로 움직입니다.
바퀴가 도로 및 차체와 관련하여 움직이는 방식은 주로 서스펜션의 운동학에 의해 결정됩니다.
보안 면에서
서스펜션은 타이어가 도로에 대해 최적의 그립을 제공하여 이동 중에 접촉 패치가 일정하게 유지되도록 해야 합니다. 서스펜션 형상뿐만 아니라 설정(정렬 등)의 동적 변경은 최소화되어야 합니다. 특히 도로의 요철을 넘고 코너링을 할 때 그렇습니다. 설계에는 롤을 줄이고 기계의 미끄러짐 및 전복 가능성을 최소화하는 요소, 즉 충분한 안정성을 제공하는 요소가 포함되어야 합니다.
자동차 서스펜션은 일반적으로 가이드 메커니즘, 탄성 구성 요소, 진동 댐퍼, 안티 롤 바, 패스너, 조절 및 제어 장치로 구성됩니다.
가이드 메커니즘
우선, 이들은 모든 종류의 트랙션, 랙, 익스텐션뿐만 아니라 더 많은 것을 배울 수 있는 다양한 레버입니다. 다른 축을 따라 다른 평면에서 바퀴를 움직이는 방법과 한계 내에서 그들에 달려 있습니다. 또한 트랙션 및 제동력은 물론 회전하는 동안 측면 영향도 전달합니다.
사용되는 가이드 메커니즘의 유형에 따라 모든 서스펜션은 종속 및 독립의 두 가지 큰 클래스로 나눌 수 있습니다.
종속에서 한 축의 두 바퀴는 브리지(가로 빔)를 통해 서로 단단히 연결됩니다. 이 경우, 예를 들어 구덩이를 통과할 때 바퀴 중 하나의 변위는 다른 바퀴에도 유사한 변위를 유발합니다.
독립 서스펜션에는 이러한 단단한 연결이 없으므로 한 바퀴의 수직 변위 또는 경사가 다른 바퀴에 실질적으로 영향을 미치지 않습니다.
두 클래스 모두 적용 범위를 결정하는 장단점이 있습니다. 승용차의 경우 독립 서스펜션 측면에서 분명한 이점이 있는 것으로 나타났습니다. 많은 경우에 리어 액슬은 여전히 종속적으로 설치되지만 때로는 반독립형 토션 레버 시스템도 찾을 수 있습니다.
프론트 액슬의 종속 서스펜션은 강도가 높고 디자인이 단순하기 때문에 여전히 트럭, 버스 및 일부 SUV와 관련이 있습니다.
종속 시스템과 독립 시스템을 비교하는 데 전념합니다.
디자인에는 다른 수의 레버가 포함될 수 있으며 다른 방식으로 위치할 수 있습니다. 이러한 기능에 따라 세로, 가로 또는 비스듬한 배열로 단일 레버, 이중 레버 및 다중 링크 서스펜션을 구별할 수 있습니다.
탄성 요소
여기에는 스프링, 토션 바, 다양한 유형의 스프링 및 레버와 스프링이 움직일 수 있는 고무 금속 힌지(사일런트 블록)가 포함됩니다. 탄성 요소는 도로의 요철에 부딪힐 때 충격을 받고 차체, 내연 기관 및 자동차의 기타 구성 요소와 시스템에 미치는 영향을 크게 완화합니다. 그리고 물론, 그들은 기내에 있는 사람들의 편안함을 높입니다.
대부분의 경우 독립 서스펜션 설계에서 특수 기술을 사용하여 특수 스프링 강으로 만들어진 원통형 코일 스프링이 사용됩니다. 이러한 탄성 요소는 신뢰할 수 있고 유지 관리가 필요하지 않으며 동시에 최상의 부드러움을 얻을 수 있습니다. 승용차에서 스프링은 거의 완전히 스프링을 대체했습니다.
그림은 XNUMX개의 위시본이 있는 스프링 서스펜션의 개략적인 배열을 보여줍니다.
에어 서스펜션에서 에어 스프링은 탄성 요소로 사용됩니다. 이 실시예에서 실린더의 가스 압력을 변경함으로써 시스템의 강성 및 지상고의 양을 신속하게 조정할 수 있습니다. 센서 시스템과 전자 제어 장치 덕분에 자동 적응이 가능합니다. 그러나 이러한 장치의 비용은 매우 높으며 엘리트 자동차에만 설치됩니다. 또한 어댑티브 에어 서스펜션은 수리가 매우 어렵고 비용이 많이 들며 동시에 나쁜 도로에서 매우 취약합니다.
진동 댐퍼
그는 자신의 역할을 수행합니다. 탄성 부품을 사용하여 발생하는 진동과 공진 현상을 감쇠하도록 설계되었습니다. 완충 장치가 없는 경우 수직 및 수평면의 진동으로 제어 가능성이 크게 감소하고 경우에 따라 비상 사태로 이어질 수 있습니다.
매우 자주 댐퍼는 탄성 요소와 하나의 장치로 결합되어 즉시 일련의 기능을 수행합니다.
안 티롤 바
이 부품은 프론트 및 리어 액슬에 모두 설치됩니다. 코너링 시 측면 롤을 줄이고 장비가 넘어질 가능성을 줄이도록 설계되었습니다.
안티 롤 바의 장치 및 작동 원리에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
패스너
서스펜션 부품을 프레임에 연결하고 서로 연결하기 위해 볼트로 고정하거나 탄성 구성 요소(고무 금속 힌지 및 부싱)를 통해 고정하는 세 가지 유형의 고정 장치가 사용됩니다. 후자는 주요 작업을 수행하는 것 외에도 특정 주파수 스펙트럼의 진동을 흡수하여 소음 수준을 줄이는 데 도움이 됩니다.
일반적으로 디자인은 레버의 이동을 위한 제한 장치도 제공합니다. 차량이 심각한 충돌을 통과하면 완충기가 상한 또는 하한에 도달하기 전에 고무 범퍼가 충격을 흡수합니다. 따라서 완충기, 상부 지지대 및 하부 사일런트 블록의 조기 고장이 방지됩니다.
주제가 너무 광범위하여 하나의 기사에서 모든 측면을 다룰 수 없습니다. 또한 설계 엔지니어는 기존 장치를 개선하고 새로운 장치를 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 가장 유망한 방향은 특정 도로 조건에 자동으로 적응하는 시스템입니다. 예를 들어 이미 언급한 공기 스프링 외에도 ECU의 신호에 따라 강성을 변경할 수 있는 조정 가능한 앤티롤 바가 사용됩니다.
많은 자동차에는 솔레노이드 밸브의 작동으로 인해 서스펜션의 강성을 변경하는 조정 가능한 완충기가 설치됩니다.
수압식 서스펜션에서 탄성 구성 요소의 역할은 구체에 의해 수행되며, 분리된 부분은 기체와 액체로 채워져 있습니다. Hydractive 시스템에서 수압 구는 서스펜션 스트럿의 일부입니다.
그러나 이러한 모든 옵션은 비싸기 때문에 대부분의 운전자는 오늘날 최고의 MacPherson 및 스프링 시스템에 XNUMX개의 위시본이 있는 것으로 만족해야 합니다.
아무도 우리 도로의 문제로부터 안전하지 않으므로 가능한 문제의 징후에 익숙해지는 것이 불필요하지 않습니다. 그리고 반드시 읽으십시오.
