Uavhengig Frontfjæringssystem
for å overvinne ulemper forbundet med stivbjelkeakselfjæring, brukes uavhengig frontfjæring (IFS). Begrepet uavhengig fjæring beskriver ethvert system som forbinder hjulene til rammen der bevegelsen av ett hjul ikke har noen effekt på det andre hjulet. Fordelene og ulempene ved å vedta uavhengig frontfjæring for personbiler og lette varebiler inkluderer følgende:
Fordeler.
(a) sentrifugalkraften skapes i fjærede kjøretøylegemer når svinger danner et rullepar som vipper eller ruller kroppen utover. Kroppsrullen oppstår av et motstandspar, produsert av produktet av fjærens reaksjonskrefter og effektiv avstand mellom dem. Derfor øker eller reduseres den nødvendige reaksjonsstivheten til fjæren for å motstå rulleparet ettersom den effektive avstanden mellom fjærene reduseres eller øker henholdsvis. Faktisk er rullevinkelen omvendt proporsjonal med kvadratet av den effektive fjærbasebredden.
i tilfelle av bjelkeakselen, den største avstanden mellom fjærene avhenger av bredden av chassiset, som støtter sjakler festet. Men med den uavhengige fjæringen ved hjelp av tverrarmfeste, er den effektive avstanden mellom fjærene lik bilens hjulspor. Derfor sammenlignet med akselbjelken, kan relativt mykere fjærer brukes med uavhengig fjæring uten å påvirke kroppsrullen. De myke fjærene reagerer og avbøyer med den minste veideformasjonen uten å overføre støtene til kjøretøyets kropp og passasjerer, og gir dermed bedre kjørekomfort.
(6) da den elastiske belastningsenergien som er lagret i en spole-eller torsjonsstangfjær, er større enn for en semi-elliptisk flerbladsfjær for en gitt fjærvekt, kan lettere fjærer brukes med uavhengig wishbone-fjæring. Ved uavhengig wishbone-fjæring er fjæren bare nødvendig for å støtte vertikale belastninger og for å absorbere støt, fordi fjæringskoblingen alene opprettholder kjøre -, bremse-og sidekrefter. Med wishbone hengsling på underrammestrukturen følger den ufjærede stubbakselen svingleddet buer i forhold til den fjærede karosseristrukturen når fjæringen spretter. Disse buene gir en presis og forutsigbar hjulbane i vertikalplanet, noe som er avgjørende for konsistent styregeometri.
(c) siden den uavhengige fjæringen har mindre uavfjæret masse, følger veghjulene konturene av ujevnheter i veien opp til høyere hastigheter enn for den tunge hjulfjæringen med stiv aksel. Som en konsekvens reduseres dekkskrubb og slitasje med uavhengig fjæring.
(d) en anti-veltebøyle, hvis den brukes sammen med den uavhengige fjæringen, gir den nødvendige motstandsstivheten for å motstå kroppsrulling under sving og dermed mykere fjærer kan brukes til normale vertikale belastninger.
(e) hvis det brukes en separat eller uavhengig fjæring for hver side av bilen, reduseres samspillet mellom motsatte veihjul, slik at det er mindre sjanse for hjulvobbel på grunn av vibrasjonsresonans.
(/) motoren og chassisstrukturen kan senkes så også midten av bilen slik at
motoren kan flyttes fremover for å gi mer plass til passasjerene. (G) Uavhengig fjæring senker vanligvis rullesenteret, og dermed ruller kroppen før hjulene går vekk fra veien, noe som gir en advarsel til føreren.
Ulemper.
(a) hjulet cambering med kroppen roll reduserer om makt.
(b) det er en liten endring i hjulsporet, noe som forårsaker dekkskrubb under retur av ett hjul.
(c) en mer stiv chassis eller sub-ramme struktur er nødvendig.
(d) en mer komplisert fjæring og styring kobling og sving ledd er nødvendig, slik at fjæringen blir dyrere og har en tendens til å bære mer.
(e) Effekter av ubalansert hjulmontering overføres lettere til rattet og er også mer uttalt.
(f) Styring-geometri justering er mer kritisk og krever hyppigere oppmerksomhet. 22.12.1. Typer Av Front Uavhengig Fjæring
Dobbel-tverrgående Wishbone Suspensjon.
Figur 22.57 jllustrates de viktigste detaljene i denne suspensjonen. I dette systemet, to koblinger, vanligvis parallelt i normal ride posisjon, er konstruert i en wishbone form for å gi for-og-akter stivhet og for å motstå bremsing dreiemoment. Hver wishbone bruker tre lagre, to indre lagre som forbinder med rammen og en ytre som festes til stubben wishbone, og den øvre enden til et punkt på rammen like over øvre wishbone. Kjøretøyets vekt og nyttelast overføres fra fjærkroppen og tverrdelen til toppen av spiralfjæren. En spjeld er intalled inne i spiralfjæren og er festet med gummibusker til undersiden av det faste tverrstykket og til det nedre ønskebeinet. Side thrust, hvis noen, er motstått av stivhet av wishbone medlemmer og svivel-ledd og svinger.
fronten av bilen ‘kjører’ mot bakken når bremsene er brukt, fordi de nedre wishbone pivot poeng på link-type system er normalt satt parallelt med veien. For å minimere dette problemet, brukes anti-dykkgeometri der det bakre svingpunktet til det nedre wishbone er plassert høyere enn den fremre sving. Ved bruk av frontbremsene gir bremsemomentet på den skråstilte wishbone en vertikal kraft, som teller balanserer den ekstra belastningen som overføres fra bak til forhjul.
Fig. 22.57. Tverrgående dobbel wishbone suspensjon.
når bilen svinger, ruller kroppen og begge hjulene utover fra svingesirkelen, og produserer en liten mengde camber roll (Fig. 22,58 A). Under kjøring i rett fram posisjon, hvis ett av hjulene går over en bump eller potte hull i veien, bare den enkelte fjæring koblingen er et øyeblikk avbøyes opp eller ned uten å endre den gjennomsnittlige høyden på sprang kroppen (Fig. 22,58 B). Som en konsekvens gir dette en helt uavhengig fjæring for hvert hjul slik at reaksjonsvibrasjoner ikke overføres fra den ene siden til den andre.
Fig. 22.58. Effekter av karosserirull og uregelmessige veidekker på tverrgående dobbel wishbone suspensjon. A. begge hjulene vipper utover B. Kroppen forblir oppreist nar hjulkroppen ruller. går inn i pothole og vipper innover.
Konstant-spor Ulik Dobbel-tverrgående-wishbone Suspensjon.
i dette oppsettet er stubbakselholderen koblet til rammen med to koblinger. En semi-etterfølgende radiusstang motstår langsgående dynamiske belastninger og bremsemoment. Fjæren kan plasseres over toppakselbæreren. Gummi eller plast (PTFE) busker er installert i de indre ender av wishbone. Vanligvis er en kuleledd plassert på ytre enden slik at stubakselen kan svinge. Spiralfjærer er intalled i posisjonen vist eller over øvre wishbone.
Fig. 22.59. Innhold-spor ulik dobbel-tverrgående wishbone suspensjon. A. Tverrgående lik lengde. B. Tverrgående ulik lengde.
Wishbones av samme lengde (Fig. 22.59 A) brukes i tidlige design; som en konsekvens forårsaket sporvariasjonen betydelig dekkslitasje. For å minimere denne wishbones av ulik lengde (Fig. 22.59 B) er montert, den lengre på bunnen; men endringer i camber vinkel er nå produsert. Ved å montere øvre wishbone litt bak den nedre, kan man få en konstant kastervinkel. Wishbone aksen er noen ganger tilbøyelig mot baksiden for å oppnå maksimal wishbone lengde uten å begrense motorplass.
enten brukes en stempeltype demper til å montere de indre lagrene til det øverste wishbone, eller en teleskopisk demper er innfelt i midten av spiralfjæren. Når en torsjonsstangfjær brukes, oppnås
en stor bevegelse av teleskopspjeldet ved å montere spjeldet diagonalt. I dette oppsettet er den nedre enden forbundet med den ytre enden av den nedre lenken, eller en torsjonsstang er koblet til de indre ender av den nedre lenken.
MacPherson Suspensjon.
I denne typen suspensjon (Fig. 22.60), et langt teleskoprør, som omfatter spjeldet, svinges i den øvre enden og er stivt forbundet med stubakselen i nedre enden. En enkelt tverrkobling, festet til rammen av gummibusker og koblet til stubakselen med en kuleledd, gir sporkontroll. Spiralfjæren er installert mellom de faste og flytende fjærelementene. En stabilisatorstang forbinder begge fremre fjæring nedre koblinger og gir også den nødvendige for-og-akterstivheten. Ballen og stikkontakten på bunnen tjener som en sving for styrestøtten og stubakselen i horisontalplanet. Denne skjøten fungerer også som en fjæringsledd for relativ bevegelse mellom sporstyringsarmen og stubakselen i vertikalplanet.
i Likhet med flere andre fjæringssystemer, er hjul -, camber-og svingaksehelling satt under produksjon og kan ikke endres. Sving-aksen helling er vinkelen dannet mellom den vertikale og linjen tatt fra sentrum av strut thrust lageret til sentrum av kuleleddet, som kobler stut til sporet kontroll arm. Staggen er satt til en mindre vinkel enn svingaksen helling for å gi dekk klaring.
ved toppen av staggen mot kjøretøysenteret er det mulig å oppnå en negativ offset (negativ skrubbradius) for styringen. Når spiralfjæren er nesten fullstendig komprimert, tjener en støtstopp installert på toppen av stempelstangen til å stive fjæringen. Den trekantede sporstyringsarmen absorberer kjøre-og bremsekraftreaksjoner.
i svinger lener karosserirullene og de indre ytre hjulene seg henholdsvis utover og innover, avhengig av det første vinkelsettet på den tverrgående sporstyringsarmen. Følgelig produserer begge hjulene camberrull(Fig. 22.61 A). Hver hjuloppheng er helt uavhengig av den andre siden, på Grunn av hvilken den suspenderte kroppen ikke påvirkes av små hjulbøyninger under bevegelse av bilen (Fig. 22.61 B).
Fig. 22.60. MacPherson ben-stag suspensjon.
Fig. 22.61. Effekt av kroppsrull og uregelmessig veibane På MacPherson-fjæring. A. Hjulene vipper mot midten B. Hjulet går inn i grytehullet og vipper innover under kroppsrullen. og kroppen forblir oppreist.
Kort Svingende Arm.
dette er den enkleste typen uavhengig opphengssystem. Dette bruker bare en tverrgående arm, som er kjent som en wishbone medlem og holdes stivt til hjulet stub-aksel, gjennom en konge pin styreforbindelse mens svingende på kroppen sub-ramme. Wishbone-arm gafler er spredt bredt fra hverandre ved svingpunktene for å absorbere ethvert kjøre – og bremsereaksjonsmoment utelukkende av svingarmdelen. Våren, montert mellom kroppsstrukturen og svingarmen, støtter kun kjøretøyets vekt. Svingarmen og de bærende underrammepunktene absorberer helt sidekrefter og reaksjoner.
karosseriet ruller når kjøretøyet beveger seg på et buet spor, slik at begge hjulene lener seg innover mot midten av den sirkulære banen (Fig . 22.62 A), produserer camber roll. Når et hjul følger en dukkert eller et hinder, er den tilhørende avbøyningen begrenset til den ene siden av bilen, og fjæren komprimeres uten å forstyrre kroppshøyden i stor grad (Fig. 22,62 B). Med denne suspensjonen endrer armens minste sving betydelig hjulets oppreisthet til bakken. __ _
Fig. 22.62. Kort svingende arm. A. begge hjulene vipper innover under kroppsrulling.
B. Hjulet går inn i grytehullene og vipper utover og kroppen forblir oppreist.
Torsjon-bar Dobbel-tverrgående-Arm Suspensjon.
en alternativ versjon av tverr-dobbel-wishbone suspensjon inkorporerer en torsjonsbjelkefjær i stedet for en spiralformet spiralfjær, slik at den elastiske motstanden er gitt for å endre fjæring vertikal belastning (Fig . 22.63 A). Torsjonsstangen er plassert parallelt med underrammens langsgående medlemmer på hver side av kjøretøyet. Den ene enden av torsjonsstangen er splinet til en reaksjonsspak, boltet til undersiden av kroppen, mens den andre enden er splinet til den nedre suspensjonsarmen støttet av øyehullspjeldet.
under avbøyning av suspensjonen svinger den nedre suspensjonsarmen og vrir torsjonsstangen, som motstås av den stivt holdte reaksjonshendelen i den fjerne enden av stangen. Den øvre fjæringsarmen fullfører geometrien med fire stangkjeder, slik at den resulterende vertikale bevegelsen alltid holder begge fronthjulene omtrent vinkelrett på bakken. I noen systemer er den øvre fjærarmspjeldet en del av en spak type spjeldenhet, i andre er det montert en separat teleskopspjeld mellom underrammen og den nedre fjærarmen.
øyehullets svingmontering tillater den nedre fjæringsarmen å svinge, samt overfører torsjonsstangens elastisitet til suspensjonen (Fig. 22,63 B). Den nedre suspensjon pivot har en ett stykke sirkulær eyehole casing og stud boltet til underrammen. En splined øye-bolt er plassert i midten av ermet bush, som er presset inn i casing. Når den nedre fjærarmen delvis roterer, tar vridningsforvrengningen av gummien opp hele vinkelbevegelsen, slik at friksjonsglidning mellom øyebolten og den indre bushhylsen unngås.
Fig. 22.63. Torsjon-bar dobbel-tverrgående-arm suspensjon.
Statisk og dynamisk elastisk motstand overføres av torsjonsstangens endesplines plassert i samme internt splined hull i den nedre suspensjonsarmen som i splined eye-bolt. Derfor virker torsjonsstangen bare som en fjær og svinger ikke den nedre fjærarmen. En tie-bar støtter den nedre fjæringsarmen og forhindrer også horisontal vridning av denne armen under akselerasjon og bremsing av kjøretøyet.
trimhøyden på kjøretøyet kan endres ved å skru inn eller ut justeringssettboltene på torsjonsstangreaksjonsspaken. Body-roll og bump eller dip avbøyning av fjæringen forer til at hjulet tilt ligner det som er vist I Fig. 22.58. Den generelle enkelhet og kompakthet av suspensjon med torsjon-bar våren er ganske enkel og kompakt, og dermed er valgt for bil applikasjoner.