Tips og veiledninger
Funksjon og vedlikehold av bilens fjæringssystem
juli 29, 2021
Dele:
Kjerneprinsipp
Arbeidsprinsipp
Fjæringssystemet støtter karosseriet og holder dekkene festet til veien
Fjæringssystemet eksisterer av to grunner: å isolere ujevnheter i veien for å gjøre kjøringen mer komfortabel, og for å holde dekkene i kontakt med veien når kjøretøyet kjører på ujevne underlag. For sjåfører som fokuserer på håndtering, har forbedring av fjæringen ett klart formål: å forbedre kontrollen.
Fjærer er oftest spiralfjærer fordi de er enkle å produsere, effektive i ytelse og rimelige. I fysikk lagrer en fjær energi. Når en fast kraft påføres fjæren, deformeres den. Når kraften fjernes, har fjæren en tendens til å gå tilbake til sin opprinnelige tilstand.
Når en fjær gir etter, kan imidlertid svingningsamplituden overstige den opprinnelige lengden. Friksjonsmotstanden og støtdemperen bremser deretter fjærens frie svingning. Derfor er støtdemperen viktig: den kontrollerer fjærbevegelsen etter støtet.
En typisk fjær er en lineær fjær. Det betyr at mengden kompresjon og deformasjon under kraft følger Hookes lov: F=KX, hvor F er den påførte kraften, K er elastisitetskoeffisienten og X er deformasjonen. For eksempel, hvis en lineær fjær som bærer 40 kg komprimeres med 1 cm, vil hver ekstra 40 kg vekt øke kompresjonen med ytterligere 1 cm.
I faktisk bruk av kjøretøy utsettes fjærene for mer enn bare vertikal belastning. Selv når fjæren er helt utstrakt, forblir den under press slik at den holder seg på plass på bilen. I en konvensjonell fjær-og-støtdemper-opphengsdesign støtter fjæren karosseriet og absorberer støt fra ujevne veier samt krefter fra akselerasjon, retardasjon, bremsing og svinger.
Det viktigste er å holde dekket i konstant kontakt med veien samtidig som vibrasjonene kontrolleres. Å forbedre kontakten mellom dekkene og veien er en viktig faktor når man prøver å forbedre kjøreegenskapene.
Vårens oppførsel
Fjærenes rolle
Fjærstivhet påvirker komfort, trekkraft, karosserishøyde og håndtering
Hovedfunksjonene til fjærer er å opprettholde kjøretøyets komfort og holde dekkene i full kontakt med bakken. Bruk av feil fjærer kan påvirke både kjørekvaliteten og håndteringen negativt.
Hvis fjærene er helt stive, vil ikke fjæringssystemet fungere ordentlig. En stiv fjæroppsett kan redusere komfort og håndtering samtidig. Når bilen hopper over en ujevn overflate, kan dekkene løsne fra bakken. Hvis dette skjer under akselerasjon, bremsing eller svinging, mister bilen veigrep.
Hvis fjærene er for myke, kan fjæringen få en bunn, noe som betyr at den mister vandringen. Hvis den får en bunn i svinger, blir fjærkoeffisienten uendelig fordi det ikke er noe mer rom for kompresjon. Umiddelbar vektoverføring kan da føre til tap av veigrep.
Lang støtdempervandring kan bidra til å unngå å slå i bakken, men karosseriet blir høyere. Et høyt karosseri betyr et høyere tyngdepunkt, og et høyere tyngdepunkt har en avgjørende innvirkning på håndteringsytelsen. Av den grunn kan støtdempere som er for myke skape hindringer i håndteringen.
Hvis veien er helt flat, ville det ikke være behov for fjærer og fjæring. Når veiene er røffere, trengs mykere fjærer for å hjelpe dekkene med å holde kontakten med veien, og fjærvandringen må økes. Ujevnheter i veien bestemmer fjærstivheten, men hvor myk fjæren skal være er et kritisk spørsmål som ofte krever erfaring fra bilprodusenter og racingteam.
Generelt sett gir mykere fjærer bedre komfort og bedre veigrep på ujevne veier. De kan imidlertid gjøre at fjæringen svaier mer opp og ned på vanlige veier, noe som påvirker håndteringen. I kjøretøy med sterke aerodynamiske komponenter kan myke fjærer også forårsake høydeendringer ved høy hastighet, noe som fører til forskjellige håndteringsegenskaper ved lave og høye hastigheter.
Fjærer har to hovedfunksjoner: de demper fjæringen eller chassiset fra bakken for å opprettholde komforten, og de bidrar til å holde dekkene på bakken når bilen kjører over ujevne overflater. Disse målene kan være i konflikt, så det kan være behov for ulike elastisitetsfaktorer.
En måte å balansere disse målene på er å bruke fjærer med en sammensatt fjærkoeffisient, også kjent som progressive fjærer. Progressive fjærer øker fjærkraftkoeffisienten når fjæren komprimeres. De er vanskelige å designe og produsere, men de kan kombinere initial mykhet med sterkere kompresjonsmotstand.
På humpete veier forbedrer den initialt mykere fjæren dekkenes heft. Etter hvert som kompresjonen øker, bidrar den økende elastisitetskoeffisienten til å opprettholde karosseristabilitet og forhindrer at fjæringen eller fjæren bunner ut. Dette kan tillate en lavere fjær å redusere tyngdepunktet samtidig som den opprettholder en kort fjæringsvei uten å bunne ut.
For å lage en progressiv fjær, må elastisitetskoeffisienten endres med kompresjon. Mange progressive fjærer bruker fjærer med ulik stigning eller fjærer med varierende diameter. Når en fjær med ulik stigning komprimeres, vil deler av spiralen komme i kontakt med hverandre, noe som endrer det effektive antallet vindinger og elastisitetskoeffisienten K. En annen direkte måte å endre elastisitetskoeffisienten på er ved å endre diameteren på de øvre og nedre spiralene.
Modifikasjonsmerknader
Fjærmodifisering
Fjærskift kan forbedre kjøreegenskapene, men også endre mange kjøretøyoppførseler
Hovedformålet med fjærmodifisering er å forbedre håndteringen, vanligvis ved å bruke stivere fjærer eller kortere fjærer. Fjærer kontrollerer mange faktorer knyttet til håndtering, så endringer i fjærer kan skape komplekse endringer i kjøretøyets oppførsel.
Økt stivhet kan forbedre fjæringens evne til å motstå krenging og redusere krenging i svinger. Redusert kjørehøyde senker tyngdepunktet, reduserer vektoverføring i svinger og kan forbedre stabiliteten. Lavere høyde kan også skape en ønsket estetisk effekt.
Samtidig bør ikke fjærmodifisering behandles som en enkel visuell endring. Fordi fjærer påvirker komfort, veigrep, fjæringsvei, bunnfasthet og dekkkontakt, bør enhver endring ta hensyn til kjøretøyets veiforhold og faktiske bruk.
Feilsøking og vedlikehold
Feilsøking
Lytt etter unormale lyder og sjekk støtdemperens tilstand
Et vanlig feilfenomen er at når bilen kjører og vibrerer opp og ned, lager fjæringsenheten en klukkende eller dunkende lyd. Dette indikerer vanligvis at fjæringsenheten ikke fungerer som den skal, spesielt når lyden blir sterkere på ujevne veier.
Vanlige årsaker til svikt i opphenget
- Skade på støtdemperenStøtdemperen kan svikte innvendig eller lekke olje.
- Ødelagt støtdemperhylseEn skadet hylse kan lage støy og løshet.
- Løse festebolterLøst maskinvare kan forårsake unormal bevegelse og lyd.
Den vanlige støtdemperen vil være varm når den fungerer. Hvis den ikke blir varm, eller hvis det oppdages oljelekkasje, kan støtdemperen være skadet. Under inspeksjonen må også tilstanden til støtdemperhylsen kontrolleres. Hvis hylsen er ødelagt, bør den byttes ut sammen med støtdemperen i tide.
Fjæringssystemet sitter mellom hjulene og bilens karosseri. Det støtter karosseriet og absorberer vibrasjoner for å gi kjørekomfort. Det påvirker også fremkommelighet, stabilitet og grep. Systemet inkluderer støtdempere, fjærer, stabilisatorer, forbindelsesstenger og andre mekaniske komponenter.
Hvis karosseriet heller for mye i en skarp sving, kan støtdemperen, stabilisatorstaget eller komponentene i føringsmekanismen bli skadet. Disse symptomene bør kontrolleres i stedet for å ignoreres, fordi fjæringens tilstand direkte påvirker kjøretøyets jevnhet og stabilitet.
Sammendrag
Et sunt fjæringssystem balanserer komfort, dekkkontakt og kontroll
Bilens fjæringssystem er mer enn bare et sett med fjærer og støtdempere. Det støtter karosseriet, absorberer støt fra veien, holder dekkene festet til bakken og påvirker komfort, stabilitet, fremkommelighet, veigrep og håndtering.
Å forstå fjærstivhet, progressiv fjæroppførsel, støtdemperens tilstand, unormale lyder og relaterte bremsekontroller gjør det enklere å identifisere problemer tidlig og opprettholde tryggere kjøretøyoppførsel på virkelige veier.
