ανάρτηση reloaded

το λιφτ...

ανάρτηση reloaded

Δημοσίευσηαπό IKE » Σάβ Αύγ 13, 2005 8:06 pm

Μετά απο το ενδιαφέρον που εκδηλώθηκε στο τόπικ project little foot ξεκινάω το τόπικ αυτό που σκοπό έχει την ανάλυση της λειτυργίας της ανάρτησης και προτάσεις για τη βελτίωσή της.



Για εισαγωγή λοιπόν, τα προβλήματα που έχει η ανάρτηση του Jimny οι αιτίες και τα αποτελέσματά τους:

Πρόβλημα 1 η συνεχής μεταβολή της γωνίας κάστερ και του ίχνους (trail) κατα την διαδρομή της ανάρτησης:

Η γωνία κάστερ και το ίχνος (επειδή είναι μαθηματικά αλληλένδετα θα αναφέρεται μόνο το ένα απο τα δύο εφεξής) καθορίζονται απο την τροχιά που διαγράφουν τα μπράτσα που στηρίζουν τον εμπρός άξονα. Επειδή τα μπράτσα πιάνουν σε δύο σημεία το καθένα τον άξονα αυτός δεν μπορεί να περιστραφεί ως προς αυτά και θεωρήσουμε ενα επίπεδο που είναι κολλημένο στον άξονα εφαπτώμενο στο διαμήκη άξονά τουτότε το επίπεδο αυτό θα είναι συνεχώς κάθετο στο μπράτσο (σχεδόν κάθετο πιο σωστά αλλα για το θέμα μας εδώ ας δεχτούμε χωρίς επιπτώσεις την απλούστευση αυτή.

Στη πράξη αυτό σημαίνει πως το επίπεδο του εμπρός άξονα διαγράφει τόξο κύκλου γύρω απο το σημείο στήριξης των μπράτσων στο σασί και κατα συνέπεια η γωνία κάστερ μεταβάλεται συνεχώς κατα τη διαδρομή της ανάρτησης .

Στην πράξη αυτό προκαλεί ασάφεια στο τιμόνι καθώς μεταβάλεται αναλόγως την συμπίεση/έκταση του κάθε εμπρός τροχού και το βάρος του τιμονιού αλλα και η επίδραση που έχει το στρίψιμο που δίνουμε απο το τιμόνι.

Το πρόβλημα υπάρχει (ή πιο σωστά περιθώρια βελτίωσης υπάρχουν) κυρίως στις μεγάλες ταχύτητες (μεγάλες εννοούμε απο 50χαω και πάνω, δηλαδή όχι τράιαλ) οπου η αίσθηση του τιμονιού δεν είναι καλή και ο οδηγός δεν έχει όσο καλό έλεγχο θα έπρεπε στο τιμόνι του. Δεν έχει σημασία αν μιλάμε για άσφαλτο ή για χώμα εφόσον η ταχύτητα είναι αρκετή αλλα ακόμα και με ελάχιστη ταχύτητα πιθανώς να υπάρχει περιθώριο βελτίωσης της αίσθησης του τιμονιού (αν και εκτιμώ πως θα είναι ελάχιστο και μη αντιληπτό).

Συμπέρασμα: Ενας διαφορετικός τρόπος στήριξης (με διάταξη 3 συνδέσμων πχ) που θα επέτρεπε στο επίπεδο του άξονα να είναι πάντα στην ίδια γωνία με το δρόμο και στη γωνία κάστερ να παραμένει σταθερή θα βελτίωνε σημαντικά την αίσθηση του τιμονιού και την οδική συμπεριφορά.

Πρόβλημα 2 η γεωμετρική ασυμβατότητα:

Τα εξαρτήματα της ανάρτησης σε ενα νορμαλ Jimny συνδέονται μεταξύ τους με ελαστικούς συνδέσμους (σινεμπλόκ). Η ανάρτηση ως έχει βασίζει την λειτουργία της στην παραμόρφωση των ελαστικών αυτών συνδέσμων.

με απλά λόγια αν τους αντικαταστήσουμε με πλήρως άκαμτους μεταλλικούς (προσοχή, δε μιλάω για ball joint! αλλα για ίδια γεωμετρικά με τα σινεμπλόκ μεταλλικά κομμάτια) τότε η ανάρτηση θα 'μαγκώσει' και δε θα μπορέσει να κινηθεί καθόλου. Το αυτοκίνητο θα είναι σαν να μην έχει καθόλου ανάρτηση (στη πράξη θα αρχίσουν να σπάνε κάποια κομμάτια αν κάνουμε κάτι τέτοιο και οδηγήσουμε στο δρόμο).

Το κακό με τα σινεμπλόκ είναι πως ναι μεν αφήνουν την ανάρτηση να λειτουργήσει αλλα δημιουργούν 2 προβλήματα:

-Επειδή όπως είπαμε και πιο πάνω τα εξαρτήματα της ανάρτηση είναι γεωμετρικά ασύμβατα μεταξύ τους η κίνηση διεξάγεται με την παραμόρφωση των ελαστικών συνδέσμων, αυτό έχει σαν συνέπεια και τον περιορισμό των διαδρομών της ανάρτησης αλλα την συμβολή της αντίστασης του κάθε ελαστικού συνδέσμου στην λειτουργία της ανάρτησης. Με απλά λόγια δηλαδή οι ανάρτηση που βασίζει τη λειτουργία της στην παραμόρφωση έχει μεγάλες τριβές και αντιστάσεις.

-Το άλλο πρόβλημα προκαλείται για τον ακριβώς ανάστροφο λόγο, οι ελαστικοί αυτοί σύνδεσμοι είναι ελαστική και σε κατευθήνσεις μή επιθυμητές και δημιουργεί ασάφεια και "πλεύση" στη λειτουργία της ανάρτησης.

Συμπέρασμα: Μια ανάρτηση σχεδιασμένη έτσι ωστε να λειτουργεί με τις λιγότερες δυνατόν τριβές χρησιμοποώντας τους ελάχιστους δυνατόν ελαστικούς συνδέσμους οι οποίοι θα έχουν ελαστικότητα στις επιθυμητές διευθήνσεις και μόνο θα παρουσιάσει μεγάλη βελτίωση στην οδήγηση εκτός δρόμου (μεγαλύτερες διαδρομές, καλύτερο "κρέμασμα"/sag) αλλα και εντός δρόμου ή σε γρήγορη οδήγηση σε χωματόδρομους γιατι θα επιτρέπει πιο ακριβή λειτουργία της ανάρτησης και θα αφήνει τα αμορτισέρ και ελατήρια να κάνουν τη δουλειά τους.

Πρόβλημα 3 η ελάχιστη διαμήκης ενδοτικότητα της ανάρτησης:

Η εργοστασιακή ανάρτηση στηρίζει τον εμπρός άξονα με οδηγούντες βραχίονες, αυτό έχει σαν αποτέλεσμα όταν ο τροχός συναντάει ένα εμπόδιο να μεταφέρει σχεδόν αυτούσια στο πλαίσιο όλη την αντίδραση. Το μόνο περιθώριο ελαστικότητας είναι τα σινεμπλόκ που στηρίζονται τα μπράτσα τα οποία όμως αναγκαστικά έχουν ελάχιστη ενδοτικότητα στην κατεύθηνση αυτή αλλιώς αν τα αντικαθιστούσαμε με πιο μπιπ η οδήγηση σε ταχύτητες μεγαλύτερες του σημειωτόν θα ήταν επικύνδηνη.

Σε ένα αυτοκίνητο με γόνατα μακφέρσονν πχ τα κάτω ψαλίδια στηρίζονται σε υποπλαίσιο το οποίο με τη σειρά του στηρίζεται στο αμάξωμε με ελαστικές βάσεις . Ετσι το σύνολο υποπλαίσιο-ψαλίδια είναι όσο άκαμπτο χρειάζεται ωστε να έχουμε καλή οδική συμπεριφορά ενω οι ελαστικές βάσεις παρέχουν μεγάλη διαμήκη ενδοτικότητα (τάξης μεγέθους μεγαλύτερη απο το Jimny).

Ετσι το πρόβλημα είναι πως ενώ ενα αυτοκίνητο με γόνατα όπως περιγράφηκε πιο πάνω μπορεί να "εξομαλύνει" το μέγεθος του φορτίου κατα τον διαμήκη άξονα σε μια ανωμαλία του δρόμου η ανάρτηση με οδηγούντες βραχίονες το διοχετευει αυτούσιο στο αμάξωμα. Δοκιμάστε να περάσετε με 40χαω ενα σαμαράκι με ενα Jimny και με ενα Yaris και θα καταλάβετε ακριβώς τι εννοώ.

Συμπέρασμα: Μια ανάρτηση που σε επιλεγμένα σημεία θα είχε την απαραίτητη ελαστικότητα στον διαμήκη άξονα και ΜΟΝΟ θα βελτίωνε πολύ την άνεση αλλα και την αντοχή της ανάρτησης επειδή θα μείωνε πολύ τα μέγιστα φορτία που αυτή δέχεται.

Πρόβλημα 4 η επίδραση της διαδρομής της ανάρτησης στην γωνία εκτροπής των τροχών:

Εδω θα χρειαστεί λίγη φαντασία, φανταστείτε πως κοιτάμε το αυτοκίνητο απο πάνω.Το τιμόνι βρίσκεται στην ευθεία και οι τροχοί κοιτάνε μπροστά.
Αν για κάποιο λόγο ο ένας τροχός (ο αριστερός πχ) πέσει σε μία λακούβα τότε η ανάρτηση αριστερά εκτείνεται προς τα κάτω. Οπως είπαμε και πιο πρίν κατα την έκταση της ανάρτησης ο άξονας ακολουθεί το μπράτσο το οποίο διαγράφει κυκλικό τόξο.

Ετσι όπως κοιτάμε απο πάνω το αυτοκίνητο θα έχουμε απο την δεξιά πλευρά το μπρατσο όπως πρίν αλλα απο την αριστερή θα βλέπουμε την προβολή του μπρατσου, δηλαδή στα μάτια μας το αριστερό μπράτσο θα είναι πιο κοντό.

Οπότε στην πράξη όταν στο παράδειγμά μας ο αριστερός τροχός πέσει σε μία λακούβα η λειτουργία της ανάρτησης αναγκάζει όλο τον άξονα να στραφεί (όπως τον κοιτάμε απο πάνω) προς τα αριστερά και ενώ έχουμε το τιμόνι στην ευθεία το αυτοκίνητο θα στρίψει.

Συμπέρασμα: Μια ανάρτηση που θα είχε τέτοια συνδεσμολογία ωστε η στήριξη της μπάρας του τιμονιού να "αυτοδιορθώνει" το φαινόμενο αυτό θα βελτίωνε πολύ την αίσθηση του τιμονιού και την ευστάθεια του αυτοκινήτου, ειδικότερα σε μη ομαλούς δρόμους.





Αυτά προς το παρόν, ελπίζω να μήν είναι δυσνόητα αλλα ακόμα και αν είναι θα γίνουν πολύ πιο κατανοητά με τα σχήματα που θα ακολουθήσουν.

Ερωτήσεις παρατηρήσεις και διορθώσεις ευπρόσδεκτες :D

Παράκληση, επειδή το θέμα είναι πολύπλοκο και μπερδεμένο ας το κρατήσουμε καθαρό απο άσχετα ποστ.
Άβαταρ μέλους
IKE
HJC Member
 
Δημοσιεύσεις: 3912
Εγγραφή: Δευτ Ιαν 26, 2004 6:08 pm
Τοποθεσία: 1AU

Επιστροφή στο Αναρτήσεις

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτή την Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 14 επισκέπτες