У чому різниця між підресореною масою та безпружинною масою?

Шанувальники автомобілів, особливо ті, хто бере участь у перегонах, іноді говорять про «підресорену» і «безпружинну» масу (або масу). Що означають ці терміни?

Пружина – це компонент підвіски, який утримує автомобіль та захищає його, пасажирів та вантаж від ударів. Автомобіль без ресор був би не дуже зручний і незабаром розвалився б від трясіння та ударів. У возах, запряжених кіньми, протягом століть використовувалися пружини, і ще у Ford Model T металеві пружини вважалися стандартними. Сьогодні всі легкові та вантажні автомобілі їздять на ресорах.

Але коли ми говоримо, що автомобіль «їздить» на пружинах, ми насправді не маємо на увазі весь автомобіль. Частина будь-якого автомобіля або вантажівки, що утримується ресорами, є його підресореною масою, а решта – його безпружинною масою.

Різниця між підресореними та безпружинними

Щоб зрозуміти різницю, уявіть собі автомобіль, що рухається вперед, поки одне з його передніх коліс не натрапить на нерівність, досить велику, щоб це колесо зрушило вгору до кузова автомобіля. Але в міру того, як колесо рухається вгору, кузов автомобіля може не рухатися сильно або взагалі не рухатися, тому що він ізольований від колеса, що рухається вгору однією або кількома пружинами; пружини можуть стискатися, дозволяючи кузову автомобіля залишатися на місці, коли колесо рухається вгору та вниз під ним. Ось у чому різниця: кузов автомобіля і все, що до нього міцно прикріплено, підресорені, тобто ізольовані від коліс пружинами, що стискаються; шини, колеса та все, що прикріплено безпосередньо до них, не підресорені, а це означає, що пружини не утримують їх від необхідності рухатися, коли автомобіль піднімається чи падає на дорозі.

Майже весь типовий автомобіль є підресореною масою, тому що майже кожна його частина міцно прикріплена до кузова. Крім самого кузова, який включає всі інші конструктивні або рамні компоненти, двигун і трансмісію, салон і, звичайно ж, пасажирів і вантаж.

А безпружинна маса? Непідресорені наступні:

• Шини

• колеса

• Колісні підшипники та маточини (деталі, на яких обертаються колеса)

• Гальмівні вузли (на більшості автомобілів)

• На автомобілях з нерозрізним провідним мостом, який іноді називається провідним мостом, міст у зборі (включаючи диференціал) рухається разом із задніми колесами і тому не має ресор.

Це не довгий список, особливо для автомобілів із незалежною задньою підвіскою (тобто не з нерозрізною віссю) безпружинна маса становить лише невелику частину від загальної маси.

Напівпідресоровані частини

Є одна складність: якась вага частково підресорена, а частково безпружинна. Розглянемо, наприклад, вал, прикріплений одним кінцем до трансмісії, а іншим кінцем до колеса («напіввісь»); коли колесо рухається нагору, а корпус і трансмісія немає, один кінець валу рухається, а інший ні, тому центр валу рухається, але не так сильно, як колесо. Такі деталі, які повинні рухатися разом із колесом, але не так далеко, називаються частково підресореними, напівпідресореними або гібридними. Типові напівпідресоровані деталі включають:

• Самі пружини
• Амортизатори та стійки
• Важелі керування та деякі інші деталі підвіски
• Півосі та деякі карданні вали
• Деякі деталі системи рульового керування, такі як поворотний кулак

Чому це все має значення? Якщо більшість маси автомобіля не підресорена, складніше утримувати шини на дорозі при русі по нерівностях, тому що пружинам доводиться докладати більше зусиль для їх переміщення. Тому завжди бажано мати високе відношення підресореної та безпружинної мас, і це особливо важливо для транспортних засобів, які повинні добре керуватися на високих швидкостях. Таким чином, гоночні команди зменшують безпружинну масу, наприклад, використовуючи легкі, але тонкі колеса з магнієвого сплаву, а інженери намагаються спроектувати підвіску з мінімально можливою безпружинною масою. Ось чому в деяких автомобілях, таких як Jaguar E 1961-75 років, використовувалися гальма, встановлені не на маточині колеса, а на внутрішньому кінці півосі: все це робиться для зменшення безпружинної маси.

Зверніть увагу, що безпружинну масу або масу іноді плутають з масою, що обертається, тому що деякі деталі (шини, колеса, більшість гальмівних дисків) потрапляють в обидві категорії і тому що гонщики хочуть зменшити їх обидві. Але це не одне й те саме. Маса, що обертається - це те, на що це схоже, все, що повинно обертатися, коли автомобіль рухається вперед, наприклад, поворотний кулак не підресорений, але не обертається, а піввісь обертається, але тільки частково не підресорена. Менша безпружинна вага покращує керованість, а іноді і тягу, а зниження ваги, що обертається, покращує прискорення.