Meester uw voertuig ophangingssysteem: Auto beschermen & rijcomfort verbeteren

Het chassis van het voertuig is verbonden met de voor- en achterwielen door veren, dempers en assen. Een ophangingssysteem verwijst naar alle onderdelen die samenwerken om onderdelen te beschermen tegen schokken. Veren verbinden het automobiele chassis op indirecte wijze met de assen. Dit wordt gedaan om de carrosserie van het voertuig te beschermen tegen wegschokken veroorzaakt door stuiteren, stampen, rollen of zwieren. Deze wegschokken zorgen voor een trillende rit en leggen extra belasting op het frame en de carrosserie van de auto.

In dit artikel leer je de definitie, toepassingen, functie, componenten, diagram, typen en werkingprincipes van een ophangingssysteem.

Wat is een ophangingssysteem?

Een ophangingssysteem is een set mechanische verbindingen, veren en dempers die de wielen met het chassis verbinden. Het heeft traditioneel twee functies uitgevoerd: het beheren van de voertuigafhandeling en remmen voor veiligheid, en het comfortabel houden van passagiers van hobbel, trillingen en andere factoren. Het is een mechanisch systeem van veren of schokdempers die de wielen en assen verbinden met het chassis van een gewieeld voertuig.

Het helpt ook de juiste voertuighoogte en uitlijning te behouden. Het regelt ook de oriëntatie van het voertuig en moet het stuurwiel loodrecht op de grond houden voor maximale grip. De ophanging helpt ook het voertuig en zijn inhoud te beschermen tegen schade en slijtage. De voor- en achterophanging van een auto kunnen verschillend ontworpen zijn.

Het ophangingssysteem van je auto is verantwoordelijk voor het gladstrijden van de rit en het houden van het voertuig onder controle. Om stuurstabiliteit en goed gedrag te bieden, verhoogt het ophangingssysteem de wrijving tussen de banden en de weg.

Functies

Een ophangingssysteem in een automobile dient de volgende functies:

• Schokkrachten worden zoveel mogelijk gereduceerd
• De juiste rijhoogte van je auto behouden
• Juiste uitlijning van de wielen behouden
• Dienen als gewichtssteun voor het voertuig
• Bandcontact met de weg behouden
• De reisrichting van het voertuig controleren
• Transmissie naar auto-onderdelen van wegschokken elimineren
• Een stevige grip op de weg behouden tijdens rijden, bochten of remmen
• De juiste stuurgeometrie behouden
• Een specifieke carrosseriestructuur en hoogte bereiken
• Koppel- en remreflexen moeten weerstaan
• Voertuigstabiliteit behouden tijdens rijden over oneffen terrein of bochten, om de neiging tot rollen, stampen of verticale beweging te minimaliseren
• Passagiers beschermen tegen wegschokken en een comfortabele rit bieden
• De spanningen die door wegschokken op het motorvoertuigmechanisme worden veroorzaakt, verminderen en een dempend effect bieden
• Terwijl men over ruwe, oneffen terrein reist, de carrosserie volledig vlak houden. De op- en neerbewegingen van de wielen moeten evenredig zijn met de beweging van de carrosserie.
• De structuur van het voertuig beschermen tegen belasting en trillingen veroorzaakt door oneffenheden in het wegdek, terwijl de stabiliteit behouden blijft
• De benodigde hoogte voor de carrosseriestructuur bereiken
• Om de juiste geometrische relatie tussen de carrosserie en de wielen te behouden, moet de carrosserie op de assen ondersteund worden

Componenten van een ophangingssysteem

Ophangingssystemen hebben de volgende componenten:

Knok of staand (Knuckle or Upright):

Het is het onderdeel van het ophangingssysteem dat over de naaf van het wiel gemonteerd is en de wielen en de ophanging van het voertuig verbindt via de geleverde koppelingen. Een knok is uitgerust met een king-pin en caster-hoeken die de voorwielen van het voertuig helpen rechts of links te sturen, dus het voertuig te sturen. De naaf van het wiel roteert om de rotatie van de wielen, en de knok biedt behuizing voor het centrumlager.

Koppelingen (Linkages):

De starre verbindingen die in een ophangingssysteem gebruikt worden om het hoofdframe van het voertuig met de knok van de wielen te verbinden met behulp van mechanische bevestigingen, worden links genoemd. Wensbeenen of A-arm, Massieve as of levende as, en Meervoudige lenkingen zijn de typen ophanging die koppelingen gebruiken.

Schokdempers of veren (Shock absorbers or Springs):

Ze zijn de flexibele mechanische componenten die tussen de koppelingen (wensbeen) geplaatst zijn om de schok die door de wegtoestand wordt veroorzaakt, te absorberen. Massieve as, multi-links) en het hoofdframe is ontworpen om wegschokken te verminderen voordat ze het hoofdframe van het voertuig bereiken. Van de diverse typen zijn veer-en-demper schokdemper, bladveer en luchtveer de veelvoorkomende typen.

Componenten van een ophangingssysteem kunnen samengevat worden als volgt:

• De schokken van het wegdek worden genneutraliseerd door het gebruik van veren.
• Dempers, ook wel schokdempers genoemd, worden gebruikt om de vrije oscillatie van veren te verminderen en zo het rijcomfort te vergroten.
• Het doel van een stabilisator, ook wel zwaaistang of anti-rolstabiel genoemd, is om te voorkomen dat de auto naar de kant zwenkt.
• De longitudinale en laterale bewegingen van wielen worden geregeld door een koppelingssysteem dat de bovenstaande componenten vasthoudt.

Typen van het ophangingssysteem

De volgende zijn de typen ophangingssystemen:

Onafhankelijk ophangingssysteem (Independent suspension system):

Dit systeem betekent dat de ophanging zo ingesteld is dat de wielen aan de linker- en rechterkant van het voertuig verticaal onafhankelijk omhoog en omlaag kunnen bewegen tijdens het rijden over een oneffen oppervlak. Omdat er geen mechanische relatie is tussen de twee naafs van hetzelfde voertuig, heeft een kracht uitgeoefend op één wiel geen effect op de ander. Het wordt op de voorwielen van de meeste voertuigen gebruikt.

Omdat er minder ongefederd gewicht is, biedt deze vorm van ophanging meestal superieure ritkwaliteit en afhandeling. Het fundamentele voordeel van onafhankelijke ophanging is dat het minder ruimte inneemt, gemakkelijker te sturen is, lichter is, enz. Voorbeelden van onafhankelijke ophanging zijn:

Dubbele wensbeenen (Double wishbones):

Het is een onafhankelijk ophangingssysteem dat twee wensbeen-vormige armen gebruikt om het wiel te positioneren (genoemd A-ARM in de VS en WISHBONE in het VK). Er zijn twee bevestigingspunten op het chassis voor elke wensbeen of arm, alsook één gewricht aan de knok. De hoekbewegingen van de comprimerende en rebouncerende wielen kunnen gecontroleerd worden door armen van verschillende lengtes te gebruiken.

Het fundamentele voordeel van dubbele wensbeen ophanging is dat ze gemakkelijke aanpassingen van camber, toe en andere kenmerken toelaten. Deze stijl van ophanging stelt ook toename van negatieve camber winst tot volledige jounce-reis toe. Echter, het neemt meer ruimte in en is iets ingewikkelder dan andere systemen zoals de Macpherson stut. Het biedt ook minder ontwerpopties.

MacPherson Stut (MacPherson Strut):

Earle S. McPherson, de ontwerper van deze vorm van onafhankelijke ophanging, gaf het zijn naam. De MacPherson stut is een stap vooruit ten opzichte van de dubbele wensbeen ophanging. MacPherson's sleutelvoordeel is dat alle onderdelen die ophanging en wielcontrole bieden, geconsolideerd kunnen worden in een enkel systeem.

Het vereenvoudigt de installatie van een transversale motor. Vanwege zijn eenvoud en lage productiekosten, is dit ontwerp heel populair. Het nadeel is dat isolatie tegen weglawaai moeilijker is. Een hogere stutbevestiging is hiervoor vereist, die zo gedecoupleerd mogelijk moet zijn. Daarnaast vereist het een hogere vrijheidshoogte.

Afhankelijk ophangingssysteem (Dependent Suspension System)

Een stijve koppeling verbindt de twee wielen van dezelfde as in Afhankelijke Ophanging. Een kracht die op één wiel werkt, heeft een effect op de ander. Afwijkingen schaden het verbonden wiel voor elke wielbeweging die door wegoneffenheden wordt gegenereerd.

Het wordt voornamelijk in zware vrachtwagens gebruikt. Het kan veel meer schokken weerstaan dan onafhankelijke ophanging. Dit systeem wordt geïllustreerd door:

Massieve as (Solid Axle):

Een afhankelijk type ophanging is een massieve as of balkas. Het wordt meest gebruikt in achterwielen met twee bladveren die de achteras ondersteunen en positioneren. De verticale beweging van het ene wiel beïnvloedt het andere. Ze zijn eenvoudig te maken en kosten veel geld.

Op een volledige hobbel zijn ze zo stijf dat er geen verandering in spoorbreeedte, toe-in of camber is, wat resulteert in lage bandenslijtage. Het grootste nadeel is dat de massa van de balk in het ongefederde gewicht van het voertuig zit, wat resulteert in slechte ritkwaliteit. Vanwege de nul-camberhoek is het bochtgedrag ook zwak.

Half-onafhankelijk ophangingssysteem (Semi-independent Suspension System)

Deze vorm van ophanging combineert de voordelen van zowel een afhankelijke als onafhankelijke ophanging. In half-onafhankelijke ophanging bewegen de wielen relatief tot elkaar op dezelfde manier als in onafhankelijke ophanging, maar de positie van het ene wiel heeft een effect op de positie van het andere. Dit wordt bereikt door het gebruik van gedraaide ophangingonderdelen. Een voorbeeld van half-onafhankelijke is:

Draagbalk (Twist Beam):

Een torsie-balkas is een andere naam voor de twist-balk ophanging. De meerderheid van deze bestaat uit C- of H-vormige leden. De H-kruisvormige balk verbindt de twee achterlooparmen en geeft rolstijfheid aan de ophanging.

Het wordt meestal gebruikt in auto's achterwielen. Het is bijzonder voordelig vanwege de lage kosten en duurzaamheid. Het heeft een eenvoudig ontwerp en is vrij licht. Aan de andere kant is de camberhoek beperkt, en rolstijfheid is moeilijk te bereiken. Het is mogelijk dat de eigenschappen niet geschikt zijn.

Vereisten van een ophangingssysteem

• Uitschuiving moet tot een minimum beperkt blijven.
• Het moet zo licht mogelijk zijn.
• Het moet laag-onderhoud en laag-kosten om te opereren zijn.
• Het moet zo min mogelijk bandenslijtage hebben.
• Het moet een lage aanlegkost hebben.

Diagram van ophangingssysteem:

[Diagram zou hier geplaatst worden]

Werkingsprincipe

Werking van onafhankelijke ophanging:

Neem de ophanging van Formule-auto's, die dubbele wensbeen met spiraalveer ophanging gebruikt, als voorbeeld van hoe onafhankelijke ophanging werkt. In Formule-auto's worden onafhankelijke dubbele wensbeen ophanging gebruikt, wat alle vier de banden van de auto toelaat om onafhankelijk van elkaar te bewegen, zonder relatieve beweging.

Stel dat de hobbel aan de linkerkant van het voertuig is, en de voorlinkerband er tegelijkertijd contact mee maakt. Wanneer de voorlinkerband van de formule-auto een weghobbel tegenkomt, til de voorlinkerband omhoog; echter, omdat er geen verbinding is tussen de rechter en linker of voor en achter banden, is deze opwaartse beweging beperkt tot het voorlinkerwiel.

De compressie-type veer en dempers die tussen de knok van het wiel en het hoofdframe gebruikt worden, absorberen de schok die door deze weghobbel wordt veroorzaakt, of direct of via duwstangen die de schok van de knok naar de demper transporteren. De tractie van de formule-auto's wiel met de weg wordt behouden door de stijfheid van de veren en dempers die in onafhankelijke dubbele wensbeen ophanging gebruikt worden.

Bekijk de onderstaande video voor meer over de werking van een onafhankelijk ophangingssysteem:

Werking van niet-onafhankelijke of afhankelijke ophangingssysteem:

Om te begrijpen hoe een afhankelijk type ophangingssysteem werkt, overweeg een vrachtwagoophangingssysteem in India, zoals een massieve as of levende as met bladveren. In vrachtwagens wordt een afhankelijk type ophanging gebruikt, waarin zowel de achter- als voorparen wielen aan een massieve as bevestigd zijn, wat een kleine opheffing in het andere veroorzaakt wanneer één wiel omhoog beweegt.

De volgende is de opzet voor dit type ophanging:

Zowel de voor- als achterwielen zijn bevestigd aan de massieve levende as, die het chassis van de vrachtwagen ondersteunt. Een bladveerregeling wordt gebruikt om de schok tussen de massieve as en het frame te dempen.

Stel dat de hobbel aan de linkerband van de vrachtwagen is, en de weghobbel probeert het linkerwiel van de vrachtwagen op te tillen. Wanneer dit wiel omhoog til door een weghobbel, tilt de massieve as die eraan bevestigd is ook omhoog, en de kracht die door het wiel wordt gegenereerd als gevolg van zijn opwaartse beweging, wordt overgedragen aan het corresponderende rechterwiel (omdat ze allebei stijf verbonden zijn met de levende as), wat probeert het iets op te tillen.

De bladveren die tussen de as en het hoofdframe gebruikt worden, verlichten de schok die door de weghobbel wordt veroorzaakt. Wanneer de vrachtwagen een wegschok tegenkomt, proberen de voorbezette bladveren terug te keren naar hun vorige vorm, d.w.z. recht te trekken, wat de wegschok absorbeert.

Bekijk de onderstaande video om te leren hoe het ophangingssysteem werkt:

Conclusie

Er is geen twijfel dat ophangingssystemen geweldige componenten in automobiele voertuigen zijn. Ze zijn een set mechanische verbindingen, veren en dempers die de wielen met het chassis verbinden. Hun conventionele doel helpt het beheren van de afhandeling en remmen van het voertuig voor veiligheid en om passagiers comfortabel te houden van hobbel, trillingen en andere factoren. Dat is alles voor dit artikel, waar de definitie, toepassingen, functies, componenten, diagram, typen en werkingprincipe van een automobiel ophangingssysteem besproken worden.

Ik hoop dat je veel uit de lezing hebt gehaald; als zo, deel dan met andere studenten. Dank je voor het lezen, tot later!