サスペンション システムは、車両の制御を維持しながら、乗員を道路の振動から隔離するのに役立つ変位ユニットで構成されています
自転車がバイクや車ほど快適でない理由を考えたことはありますか?シートの狭さが原因の 1 つかもしれませんが、主な理由は、路面のあらゆる欠陥が自転車ではっきりと感じられることです。ただし、車やオートバイはそのような障害物を比較的簡単に乗り越えます。
停止とは?
路面の凹凸や輪郭を滑空する秘訣は、サスペンションとして知られるすべての車両の重要なコンポーネントにあります。 .この機能は、車両の下に取り付けられたスプリングによって可能になり、道路の起伏の大部分を吸収し、ドライバーや乗客に移すことはありません。これらのスプリングは車両のサスペンション システムの一部であり、ライダーの快適性を確保するだけでなく、これらのスプリングの「跳ね返り」を適切な方法で停止させることにより、車両のハンドリングを改善します。
車両にサスペンションが必要な理由
車両のサスペンション システムは、ドライバーが完全に制御できるようにしながら、路面の輪郭を横断するために発生する振動から車両の乗員を隔離する役割を果たします。
車での移動は自転車よりも快適ですが、道路からの分離が良いことも一因です (写真提供:Africa Studio/Shutterstock)
車両を最大限にコントロールするためには、路面からの分離というサスペンションの本来の目的とは対照的に、横断する路面と最大限に接触することが不可欠です。このように、サスペンション システムは、乗員の快適さと乗り心地のトレードオフを実現するように設計されています。
サスペンション システムの見落とされがちなもう 1 つの機能は、接続されているシャーシへの損傷を防ぐための衝撃荷重の吸収です。
ばね上およびばね下質量
サスペンションシステムによって支持される車両の部分は、ばね上質量として知られています。これには通常、エンジンやトランスミッションなどのドライブライン コンポーネント、車体やシャシー フレーム、乗客とその貨物など、さまざまなコンポーネントが含まれます。
ばね下質量は、サスペンションによって支えられていない部分で構成されています。これらには、ホイール、ブレーキ アセンブリ、ディファレンシャル、ドライブ アクスルなどが含まれます。
車両のコントロールを最大限にするには、高いばねとばね下の質量比が望ましい .ばね質量が大きいほど、ばねとホイールにかかる力が大きくなり、その結果、トラクションが大きくなります。しかしながら、ハンドリングおよびエンジンによって生成される出力の妥当性に影響を与えずに、車両のばね上質量を増加させることができるのは、ある程度までしかありません。したがって、ばね下質量比は、牽引力と重量の間のトレードオフです。
サスペンション システムのコンポーネント
サスペンション システムは、次のコンポーネントで構成されています:
1.リンク
フロントカーサスペンション、正面図。 (写真提供:aarrows/Shutterstock)
ホイールとフレームの間の相対運動を可能にするために、サスペンションはリンクによってシャーシとホイールに接続されています。これらのリンクにはさまざまな自由度があり、サスペンションが移動する軸を定義します。
2.変位単位
コイルばねは、一般的に使用される変位単位です (写真提供:Nixx Photography/Shutterstock)
変位ユニットは、あらゆるサスペンション システムの中核です。凹凸のある表面を走行する際のホイールと残りのボディとの間の相対運動による運動エネルギーは、これらの変位ユニットに保存されます。
スプリングは一般的な変位ユニットですが、最新の自動車では、電子制御可能な油圧および空圧の代替手段が見られます。変位ユニットは、凹凸面を走行中にエネルギーを蓄え、ホイールが通常の表面に戻るときにそのエネルギーを放出します。エネルギーは、減衰単振動として知られるパターンで放出されます。
3.ショックアブソーバー (ダンパー)
ショックアブソーバーは、変位ユニットと同軸で使用することも、独立して使用することもできます (写真提供:Sharomka/Shutterstock)
変位ユニットの減衰された調和運動は、車両を自然に静止させることができますが、通常、かかる時間はより長くなり、エネルギーの散逸が調整されず、不快な乗り心地や道路との適切な接触の喪失につながる可能性があります。これを解消するには、変位ユニットに蓄えられたエネルギーを迅速かつより安定した方法で放散することが重要です。これはダンパーによって実現されます。
ダンパーは、油で満たされたシリンダーを通過する穴の開いたピストン ヘッドで構成されています。オイルの非圧縮性により、ピストンはシリンダー内をゆっくりと均一に移動し、変位ユニットの動きをより速く「安定」させます。
一時停止の仕組み
サスペンションの変位ユニットは、ホイールの移動方向に基づいて、圧縮と伸長が可能です。車輪がスピード ブレーカーなどの正の起伏を道路上で移動すると、変位ユニットが圧縮されます。同様に、ホイールがくぼみなどの負の起伏の上を移動すると、変位ユニットが伸びます。
サスペンションの移動量は、車輪の移動量に基づいて正にも負にもなり得ます (写真提供:Pavel Vaschenkov/Shutterstock)
ホイールの移動による運動エネルギーは、変位ユニットに保存されます。ショックアブソーバーは、オイルで満たされたチャンバー内を動くピストンで構成されています。このピストンは、変位ユニットと同期して動きます。液体は非圧縮性であるため、ピストンの動きは非常に制限され、調整されているため、運動エネルギーの散逸を制御できます。
さまざまな種類のサスペンションとは?
サスペンションは、大きくアクティブとパッシブの 2 つのカテゴリに分類できます。パッシブ サスペンション システムは、独自の構成に基づいて道路と相互作用しますが、アクティブ サスペンション システムの構成は、ユーザーの好みに基づいて電子的に制御できます。
1.パッシブサスペンション
パッシブサスペンションシステムの共通要素 (写真提供:dashadima/Shutterstock)
i.コイルスプリング
変位ユニットはスチール製のコイルスプリングです。これらは非常に費用対効果の高いオプションであり、最新の自動車やオートバイのほとんどに搭載されています。
ii.リーフスプリング
変位ユニットは、横方向または縦方向に配置された弾性金属シートのスタックです。それらは古い車、トラック、重量物を運搬する車両で広く使用されていましたが、現在では時代遅れであり、めったに見られないと見なされています.
2.アクティブ サスペンション:
アクティブ サスペンションには膨張式のゴム製ブラダーが付いています (写真提供者:Ake Apichai Chumsri/Shutterstock)
i.空気ばね
このタイプのサスペンションのセットアップでは、変位ユニットは空気で満たされたゴム製ブラダーであり、自由に膨らませたり収縮させたりできます。これには通常、システムに湿気が入るのを防ぐためのコンプレッサーユニットとフィルターが付属しています。エアサスペンションは、乗り心地、耐荷重、ハンドリングの点で機械式サスペンションよりも優れています。ただし、これらのシステムはインストールと維持に費用がかかります。
ii.油圧空気圧サスペンション
ハイドロニューマチック サスペンションは、空気ばねと油圧ダンピングを 1 つのユニットに統合したものです。ダンピングとは別に、油圧コラムは、車高を調整して地上高を変化させる役割も果たします。
サスペンション技術の進歩:アダプティブ サスペンション
アダプティブ サスペンション システムは、人間の好みに基づいた調整を可能にし、外部条件に基づいてシステム構成をマッピングすることもできます (写真提供:Everyonephoto Studio/Shutterstock)
アダプティブ サスペンション システムは、車両に組み込まれたカメラ、センサー、および GPS システムにリンクされたアクティブ サスペンション システムで構成されます。これにより、オンボード コンピューターは、来る地形を見越してサスペンションの構成を調整できるため、乗り心地がスムーズになり、ハンドリングが向上します。
車高制御は、ハイドロニューマチック サスペンション システムに見られるもう 1 つの機能です。油圧コラムのオイル量を変えることで、車両の高さをわずかに変えることができます。車高を低くすると、より安定して扱いやすくなり、車高を高くすると、高速ブレーカー、表面のうねり、浸水した水などの足回りの障害物を効果的に排除できます。
停止は私たちにとって何を意味しますか?
サスペンションは、燃焼エンジンやトランスミッションなどの他のパワートレイン コンポーネントとは異なり、電気自動車の登場によって時代遅れになることはありません。乗り心地の安定性と快適性は、自動車での移動において常に重要な側面となるからです。サスペンションのパラメーターとメンテナンスに細心の注意を払うことは、車両の全体的な健康状態とパフォーマンスを改善するのに大いに役立ちます!
