В чем разница между подрессоренной массой и неподрессоренной массой?

Поклонники автомобилей, особенно те, кто участвует в гонках, иногда говорят о «подрессоренной» и «неподрессоренной» массе (или массе). Что означают эти термины?

Пружина — это компонент подвески, который удерживает автомобиль и защищает его, пассажиров и груз от ударов. Автомобиль без рессор был бы не очень удобен и вскоре развалился бы от тряски и ударов. В телегах, запряженных лошадьми, на протяжении веков использовались пружины, и еще в Ford Model T металлические пружины считались стандартными. Сегодня все легковые и грузовые автомобили ездят на рессорах.

Но когда мы говорим, что автомобиль «ездит на» пружинах, мы на самом деле не имеем в виду весь автомобиль. Часть любого автомобиля или грузовика, удерживаемая рессорами, является его подрессоренной массой, а остальная часть — его неподрессоренной массой.

Разница между подрессоренными и неподрессоренными

Чтобы понять разницу, представьте себе автомобиль, движущийся вперед, пока одно из его передних колес не наткнется на неровность, достаточно большую, чтобы это колесо сдвинулось вверх к кузову автомобиля. Но по мере того, как колесо движется вверх, кузов автомобиля может не двигаться сильно или вообще не двигаться, потому что он изолирован от движущегося вверх колеса одной или несколькими пружинами; пружины могут сжиматься, позволяя кузову автомобиля оставаться на месте, когда колесо движется вверх и вниз под ним. Вот в чем разница: кузов автомобиля и все, что к нему прочно прикреплено, подрессорены, то есть изолированы от колес сжимаемыми пружинами; шины, колеса и все, что прикреплено непосредственно к ним, не подрессорены, а это означает, что пружины не удерживают их от необходимости двигаться, когда автомобиль поднимается или падает на дороге.

Почти весь типичный автомобиль представляет собой подрессоренную массу, потому что почти каждая его часть прочно прикреплена к кузову. Помимо самого кузова, который включает в себя все остальные конструктивные или рамные компоненты, двигатель и трансмиссию, салон и, конечно же, пассажиров и груз.

А неподрессоренная масса? Неподрессорены следующие:

• Шины

• Колеса

• Колесные подшипники и ступицы (детали, на которых вращаются колеса)

• Тормозные узлы (на большинстве автомобилей)

• На автомобилях с неразрезным ведущим мостом, иногда называемым ведущим мостом, мост в сборе (включая дифференциал) движется вместе с задними колесами и поэтому не имеет рессор.

Это не длинный список, особенно для автомобилей с независимой задней подвеской (то есть не с неразрезной осью) неподрессоренная масса составляет лишь небольшую часть от общей массы.

Полуподрессоренные части

Есть одна сложность: какой-то вес частично подрессорен, а частично неподрессорен. Рассмотрим, например, вал, прикрепленный одним концом к трансмиссии, а другим концом к колесу («полуось»); когда колесо движется вверх, а корпус и трансмиссия нет, один конец вала движется, а другой нет, поэтому центр вала движется, но не так сильно, как колесо. Такие детали, которые должны двигаться вместе с колесом, но не так далеко, называются частично подрессоренными, полуподрессоренными или гибридными. Типичные полуподрессоренные детали включают:

• Сами пружины
• Амортизаторы и стойки
• Рычаги управления и некоторые другие детали подвески
• Полуоси и некоторые карданные валы
• Некоторые детали системы рулевого управления, такие как поворотный кулак

Почему все это имеет значение? Если большая часть массы автомобиля не подрессорена, сложнее удерживать шины на дороге при движении по неровностям, потому что пружинам приходится прилагать больше усилий для их перемещения. Поэтому всегда желательно иметь высокое отношение подрессоренной и неподрессоренной масс, и это особенно важно для транспортных средств, которые должны хорошо управляться на высоких скоростях. Таким образом, гоночные команды уменьшают неподрессоренную массу, например, используя легкие, но тонкие колеса из магниевого сплава, а инженеры пытаются спроектировать подвеску с минимально возможной неподрессоренной массой. Вот почему в некоторых автомобилях, таких как Jaguar E 1961–75 годов, использовались тормоза, установленные не на ступице колеса, а на внутреннем конце полуоси: все это делается для уменьшения неподрессоренной массы.

Обратите внимание, что неподрессоренную массу или массу иногда путают с вращающейся массой, потому что некоторые детали (шины, колеса, большинство тормозных дисков) попадают в обе категории и потому что гонщики хотят уменьшить их обе. Но это не одно и то же. Вращающаяся масса — это то, на что это похоже, все, что должно вращаться, когда автомобиль движется вперед, например, поворотный кулак не подрессорен, но не вращается, а полуось вращается, но только частично не подрессорена. Меньший неподрессоренный вес улучшает управляемость, а иногда и тягу, а снижение вращающегося веса улучшает ускорение.