В автомобілі виділяють 2 блоку маси: подрессоренную і неподрессоренную. Перша характеризує сукупність частин, розташованих вище підвіски, а другу складають колеса і всі деталі, прилеглі до них. Обидва параметра грають важливу роль у динаміці автомобіля, але зазвичай акцент робиться на подрессоренную масу, яка у багато разів більше, ніж непідресорена. Такий підхід дуже помилковий, оскільки колісна частина впливає на роботу автомобіля.
Безпружинна маса: що це?
У більш детальному визначенні цим терміном позначають сукупну масу наступних частин автомобіля:
- коліс;
- шин;
- гальмівних дисків;
- колісних маточин;
- приводних валів;
- маточинних підшипників;
- амортизаторів;
- важелів підвіски;
- пружин;
- рессоров.
Торсіонні вали хоч і прилягають до коліс, але, згідно стандарту, відносять до подрессоренной масі. Стабілізатор поперечної стійкості займає проміжне положення.
У буквальному сенсі непідресорена маса означає все, що не підтримується ресорами – тобто амортизуючими елементами. Останні також включені до числа складових цього блоку.
Іншими словами, непідресорена маса – це несуча частина машини. Аналогічним терміном в англійській мові служить більш зрозуміле словосполучення – unsprung mass. У перекладі воно означає “неподпружиненная маса”, що дуже чітко пояснює суть терміна.
Співвідношення і непідресореної мас подрессоренной
Зазвичай непідресорена маса в 15 разів менше подрессоренной, що дозволяє компенсувати поштовхи від коліс. Чим вище це відношення, тим більш плавним і стійким буде хід.
Це властивість відображає закони фізики, де відносно легке тіло може повідомити при зіткненні більш важкого тим більший імпульс, чим менше різниця їх мас. Тому при відсутності достатньої компенсації з боку подрессоренной частині, автомобіль буде втрачати зчеплення з дорогою. Особливо сильно цей недолік проявиться при їзді по ямах і вибоїнах, при цьому передаються високоамплітудні коливання на салон.
Таким чином, чим менше непідресорена маса порівняно з подрессоренной, тим стійкіше веде себе автомобіль на дорозі.
Безпружинна маса: на що вона впливає?
Для того щоб правильно оцінити значення маси несучої конструкції автомобіля, необхідно пам’ятати, що в першу чергу, саме за рахунок неї здійснюється рух. При цьому непідресорені елементи являють собою не монолітне тіло, а динамічно пов’язані один з одним деталі, при роботі надають механічне вплив на подрессоренную частина. Як наслідок, змінюються характеристики руху автомобіля.
Сила цих впливів, безумовно, пов’язана з непідресореної масою, яка впливає на:
- плавність ходу;
- стійкість і стабільність.
Крім того, є два параметри, які залежать безпосередньо від маси коліс: динаміка і витрата бензину. Така зв’язок обумовлена вже не імпульсним взаємодією подрессоренной і непідресореної частин, а зміною швидкості обертання. Чим більше важить колесо, тим важче його розкрутити, сповільнити або розгорнути в іншому напрямку, що збільшує витрати енергії і подовжує час між дією сидить за кермом водія і результатом.
Способи регулювання
Існує 2 теоретичних способу збільшення співвідношення між подрессоренной і непідресореної маси:
- обтяження надподвесочной частини автомобіля;
- полегшення непідресорених компонентів.
Перший метод на практиці застосовувати недоцільно, оскільки збільшення подрессоренной маси сильно погіршує динаміку (розгін, час гальмування та ін). Другий спосіб, навпаки, дозволяє домогтися потрібного ефекту без обважнення автомобіля.
Зменшення непідресореної маси здійснюють в основному за рахунок коліс. Сучасні методи виготовлення, такі як кування і лиття, дозволяють значно полегшити ці деталі. Згідно з розрахунками фахівців, позитивний ефект від зменшення непідресореної маси всього на 1 кг дорівнює полегшення кузова на 20-30 кг.
Литі і ковані колеса
Як вже було зазначено вище, маса несучої частини автомобіля полегшується в основному за рахунок коліс. У цій області існують 2 технології зменшення непідресореної маси: лиття і кування.
Перший спосіб передбачає заливання металу в колісну форму з подальшим обтачиванием і свердлінням отворів. Матеріалом виготовлення служить чистий алюміній або його сплав. У порівнянні зі сталевим побратимом, зроблене за такою технологією колесо виходить легше на 15-30 %. Крім того, цей спосіб досить швидкий.
Кування – це запозичене з іноземної літератури назву розробленої в Росії технології гарячої об’ємної штампування коліс. Цей метод значно складніше і довше лиття, але дозволяє досягти більшого ступеня полегшення і міцності.
Зменшення непідресореної маси досягається також за рахунок зниження кількості деталей підвіски (виключаються балки, мости, кардани) і заміни сталевих матеріалів конструкцій на алюмінієві.
