Neodpružená hmota - Unsprung mass
Neodpružené hmoty (hovorově neodpružené hmotnosti ) z vozidla je hmotnost ze závěsných , koly nebo stop (podle potřeby), a další komponenty přímo připojenými k nim. To kontrastuje s odpruženou hmotou (nebo hmotností) nesenou odpružením, která zahrnuje tělo a další komponenty uvnitř nebo k němu připevněné. Součásti neodpružené hmoty zahrnují nápravy kol, ložiska kol, náboje kol, pneumatiky a část hmotnosti hnacích hřídelů , pružin , tlumičů a závěsných ramen. Brzdy, které jsou namontovány dovnitř (tj. Jako na hnacím hřídeli, a nikoli součástí kola nebo jeho náboje), jsou součástí odpružené hmoty vozidla.
Účinky
Neodpružená hmotnost typické kombinace kola a pneumatiky představuje kompromis mezi schopností dvojice absorbovat nerovnosti / sledování cesty a izolací vibrací. Hrboly a nedokonalosti povrchu na vozovce způsobují stlačení pneumatiky a vyvolávají sílu na neodpruženou hmotu. Neodpružená hmota poté reaguje na tuto sílu vlastním pohybem. Amplituda pohybu pro malé trvání a nárazy amplitudy je nepřímo úměrná hmotnosti. Lehčí kolo, které se snadno odrazí od nerovností vozovky, bude mít lepší přilnavost a trvalejší přilnavost při sledování po nedokonalé silnici. Z tohoto důvodu jsou lehčí kola vyhledávána zejména pro vysoce výkonné aplikace. Lehčí kolo však bude méně vibrovat. Nepravidelnosti povrchu vozovky se přenesou do kabiny odpružením, a proto jsou kvalita jízdy a hluk na silnici horší. Při delších nerovnostech, které kola následují, způsobuje větší neodpružená hmota více energie absorbovaná koly a jízdu zhoršuje.
Pneumatiky nebo elastické pneumatiky pomáhají obnovením pružiny v (jinak) neodpružené hmotě, ale tlumení možné z pružnosti pneumatik je omezeno z hlediska úspory paliva a přehřátí. Tlumiče, pokud existují, také tlumí pohyb pružiny a musí být méně tuhé, než by optimálně tlumilo odskok kola. Kola tedy stále vibrují po každém nárazu, než se zastaví. Na polních cestách a na něžce zpevněných silnicích indukovaný pohyb generuje malé hrboly, známé jako zvlnění, obložení nebo „manšestr“, protože se podobají menším verzím hrbolek na silnicích z kulatiny. Ty způsobují trvalé odskakování kol v následujících nápravách a zvětšují nerovnosti.
Vysoká neodpružená hmotnost také zhoršuje problémy s ovládáním kol při prudkém zrychlení nebo brzdění. Pokud vozidlo nemá dostatečné umístění kol ve svislé rovině (například vůz s pohonem zadních kol s pohonem Hotchkiss , živá náprava podepřená jednoduchými listovými pružinami ), mohou působit svislé síly působící zrychlení nebo prudké brzdění spojené s vysokou neodpruženou hmotou vést k prudkému poskakování kola, narušení trakce a ovládání řízení.
Příznivým účinkem neodpružené hmoty je to, že vysokofrekvenční nepravidelnosti silnic, jako je štěrk na asfaltovém nebo betonovém povrchu vozovky, jsou izolovány od karoserie dokonaleji, protože pneumatiky a pružiny působí jako samostatné filtrační stupně, přičemž neodpružená hmota má tendenci se odpojovat jim. Podobně se zlepšuje izolace zvuku a vibrací (na úkor manipulace) ve výrobních automobilech použitím gumových pouzder mezi rámem a zavěšením, jakoukoli pružností v rámu nebo karoserii a pružností sedadel.
Neodpružená hmotnost a konstrukce vozidla
Neodpružená hmota je v úvahu při konstrukci zavěšení vozidla a použitých materiálech pro jeho komponenty. Zavěšení náprav paprsku , ve kterém jsou kola na opačných stranách spojena jako tuhá jednotka, má obecně větší neodpruženou hmotnost než nezávislé systémy zavěšení , ve kterých jsou kola zavěšena a je jim umožněn samostatný pohyb. Těžké součásti, jako je diferenciál, mohou být součástí odpružené hmoty jejich spojením přímo s karoserií (jako u zadního zavěšení trubek de Dion ). Lehké materiály, jako je hliník , plast , uhlíková vlákna a / nebo duté součásti, mohou poskytnout další snížení hmotnosti na úkor vyšších nákladů a / nebo křehkosti.
Pojem „neodpružená hmota“ vytvořil matematik Albert Healey ze společnosti Dunlop . Jednu z prvních přednášek s přísným analytickým přístupem k návrhu odpružení „The Tire as a part of the Suspension System“ představil Institution of Automobile Engineers v listopadu 1924. Tato přednáška byla vydána jako stostránkový dokument.
Vestavěné brzdy mohou výrazně snížit neodpruženou hmotu, ale více zatížit poloosy a (konstantní rychlost) univerzální klouby a vyžadují prostor, který nemusí být snadno přizpůsoben. Pokud se nachází vedle diferenciálu nebo převodovky s rozvodovkou, může odpadní teplo z brzd přehřát diferenciál a naopak, zejména při prudkém používání, jako jsou závody. Také ztěžují dosažení charakteristik odpružení proti ponoru, protože moment vytvořený brzděním nepůsobí na ramena odpružení.
Chapman vzpěru použít hnací hřídele jsou závěsná ramena, což vyžaduje pouze hmotnost jedné složky, spíše než dvě. Patentované nezávislé zavěšení zadních kol (IRS) společnosti Jaguar podobně snížilo neodpruženou hmotu nahrazením ramen ramene zavěšení ramene horního ramene zavěšení hnacích hřídelů a v některých verzích namontováním brzd dovnitř.
Motocykly typu skútry používají integrovaný systém pohonu konečných převodů převodovky a motoru, který se otáčí jako součást zadního zavěšení, a proto je částečně neodpružený. Toto uspořádání je spojeno s použitím docela malých kol, což dále ovlivňuje jejich špatnou pověst v oblasti držení silnic.