Неподрессоренная масса автомобиля что это
Матчасть 17. Подрессоренные и неподрессоренные массы
Доброе утро, любители пошевелить извилинами, и те кто просто случайно попал сюда)
по просьбам трудящихся мы сегодня «покурим» пятничную тему, которая проста и ненавязчива)
Для простого обывателя выдам сразу простое определение: все что на подвеске, то подрессоренное, что не болтается на подвеске, то не подрессоренное.
то есть в момент езды, подрессоренная скачет, а не подрессоренная повторяет все неровности, для тех кто не понял о чем я, пойдем в картинку
просто, наглядно без заморочек
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:15
К неподрессоренным массам относятся: колеса, шины, ступицы колес, тормозные барабаны или диски, рессоры, рычаги подвески, амортизаторы и пружины.(согласно стандарту DIN торсионные валы — уже подрессоренная масса)
Вес стабилизатор поперечной устойчивости 50/50 то есть половина засчитывается туда, половина туда(чуть позже вы поймете зачем)
Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность.
В общем случае, чем больше неподрессоренная масса — тем хуже плавность хода, и напротив — чем она меньше, тем ход автомобиля плавней. Точнее говоря, всё зависит от соотношения подрессоренной и неподрессоренной масс.
При наезде колеса на дорожную неровность оно поднимается и передает усилие на кузов, действуя через упругий элемент. Воздействие этого перемещения колеса на перемещение кузова зависит от того, насколько кузов тяжелее колеса и всего, что соединено с ним, — другими словами, от соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс. Чем меньше величина неподрессоренных масс, тем меньшее воздействие на плавность хода оказывает движение по неровной дороге. Это явилось основной причиной перехода к независимым подвескам, которые не имеют тяжелой балки, соединяющей колеса, и в которых только само колесо и все, что связано с ним, является неподрессоренным.
Большая величина отношения подрессоренных и неподрессоренных масс оказывает влияние не только на плавность хода, но и на способность автомобиля держать дорогу. Чем тяжелее кузов относительно колеса, тем быстрее колесо возвращается на место постоянного контакта, после того как оторвется от дороги при наезде на неровность. Поэтому конструкторы современных автомобилей стремятся максимально снизить величину неподрессоренных масс.
Допустим есть некий автомобиль массой 1300 кг и мощностью 100 л.с.
Стандартное колесо которого имеет массу 16 кг.
Если мы поставим на него колеса массой 11 кг при неизменном диаметре — насколько изменится динамика авто?
Есть следующие мнения на этот счет:
1. Снятие с каждого колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 20 кг.;
2. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно прибавке в 1 л.с.
3. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 1 кг. (т.е. эффекта никакого).
Причина в том, что колесо, кроме того, что движется поступательно с машиной, еще и вращается. И кроме массы имеет момент инерции, то есть к инерции поступательного движения добавляется инерция вращения. Кроме этого все еще зависит от того, за счет чего снижена масса колеса. Если уменьшилась масса частей, близких к оси вращения — эффект меньше, если ближе к ободу — эффект больше.
Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого диска на четыре килограмма (что в сумме дает 16 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели четыре пассажира, но при этом нисколько не потеряет в своих разгонных характеристиках.(если нагрузить в машину 10 кг, то она будет ехать плавнее, а если 450 то еще плавнее)
Что такое неподрессоренная масса, и на что она влияет
Неподрессоренная масса – один из терминов, часто используемых в тест-драйвах и материалах о доработке автомобилей. Обычно он упоминается в контексте замены дисков на более легкие, но само понятие неподрессоренной массы заметно шире. Разбираемся, что это такое, и на что влияет этот параметр.
Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее входят кузов, рама, силовой агрегат и прочие элементы «верхней части» автомобиля. Все же, что находится «ниже амортизаторов и пружин» – это неподрессоренная масса, причем сами несущие элементы подвески тоже добавляют к неподрессоренной массе часть веса.
В число составляющих неподрессоренной массы входят диски, шины, тормозные механизмы, ступичные подшипники и сами ступицы, приводные валы, полуоси, ШРУС, балки и мосты подвески, а также сами пружины и амортизаторы – и рессоры, конечно. К слову, в английском языке термин «неподрессоренная масса» звучит как « unsprung mass » – то есть, «неподпружиненная масса», что несколько проще для понимания.
Чтобы полноценно ответить на этот общий вопрос, стоит понимать, что неподрессоренная масса – это не монолитный груз, подвешенный снизу на автомобиль, а сочетание разных деталей и элементов конструкции, выполняющих разные функции. Однако в целом она влияет на следующие характеристики автомобиля:
устойчивость и стабильность автомобиля;
расход топлива и динамические характеристики.
Начнем с простого: неподрессоренная масса как таковая влияет на плавность хода. Объяснить это просто: при наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
Эти показатели напрямую проистекают из предыдущего объяснения о воздействии неподрессоренной массы на подрессоренную и их взаимного отношения. Все просто: в момент наезда на препятствие неподрессоренная масса движется вверх, и колесо разгружается, а то и вовсе отрывается от дороги. Чем выше при этом неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем дольше колесо будет находиться в таком «подвешенном» состоянии, и наоборот – чем тяжелее автомобиль относительно неподрессоренных масс, тем он быстрее «прижимает» их обратно к дороге.
Продолжая пример с пикапами, можно провести аналогичную параллель. Пустой пикап, двигаясь по неровной дороге, будет больше подпрыгивать на неровностях, и в повороте эти вертикальные колебания будут заметно влиять на устойчивость автомобиля: корму будет переставлять, сносить или уводить в сторону. Если же заполнить кузов грузом, вертикальные колебания кузова снизятся, и автомобиль будет увереннее вести себя в повороте, заметно меньше разгружая колеса на неровностях: это значит, что вырастут показатели устойчивости, стабильности и, в какой-то мере, управляемости.
На эти показатели более всего влияет не вся неподрессоренная масса как таковая, а прежде всего элементы, преобразовывающие крутящий момент в движение – шины, диски и приводные валы, которые в случае с зависимой подвеской также считаются частично неподрессоренной массой. Здесь действует простой принцип: более тяжелое колесо или вал труднее раскрутить и обеспечить ему постоянное вращение. Поэтому как приводные валы, так и колеса стараются сделать легкими, сохранив показатели прочности и надежности.
В случае с валами это можно иллюстрировать появлением карбоновых карданных валов, ну а колеса как один из самых легкозаменяемых элементов конструкции – буквально бесконечное поле для тюнинга и улучшения. Здесь и легкосплавные и кованые диски, и диски из карбона, и более энергоэффективные шины с меньшей массой и сниженным сопротивлением качению.
Взаимосвязь колес с расходом топлива и динамическими характеристиками очевидна: чем легче колесо, тем проще и быстрее его будет раскрутить – соответственно, на это потребуется меньше затрат энергии и меньше времени, что означает меньший расход и лучшую динамику автомобиля.
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, можно сделать главный вывод: усилия инженеров направлены на максимальное уменьшение неподрессоренной массы. Увеличение отношения подрессоренной и неподрессоренной массы нельзя осуществить за счет увеличения подрессоренной массы, а это значит, что единственный способ реализовать желаемое отношение – уменьшить неподрессоренную. Именно поэтому в современных автомобилях мы видим алюминиевые подвески, кованые диски, независимые подвески, исключающие из неподрессоренной массы балки, мосты и карданы, и другие технические решения, направленные на ее снижение.
Наиболее ощутимым достоинством кованых дисков по сравнению с литыми является масса. На самом деле многие оригинальные литые диски весят порядка нескольких десятков килограммов. А вот качественные кованые диски при аналогичном или большем запасе прочности могут быть легче литых в 2-3 раза.
А Вы знаете для чего автомобилю лёгкие диски?
Неподрессоренная масса – это суммарная масса дисков, шин и элементов тормозной системы. Остальные элементы автомобиля, которые удерживаются над землей за счёт подвески, называются подрессоренной массой.
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы имеет важное значение. Сила, с которой неподрессоренные компоненты воздействуют на автомобиль снизу вверх, должна быть компенсирована весом подрессоренной массы. Иначе автомобиль будет терять сцепление с поверхностью дороги и станет неуправляемым.
Помимо управляемости, вес колёс оказывает влияние на динамику разгона и торможения. Чем тяжелее колеса, тем больше энергии и времени понадобится автомобилю для изменения скорости их вращения. Установка лёгких кованых дисков поможет в разы улучшить эти показатели.
Соотношение масс
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет около 1:15. Изменяя это соотношение, можно добиться более высокой плавности хода автомобиля. Это соотношение можно изменить двумя способами:
Увеличением подрессоренной массы;
Уменьшением неподрессоренной массы.
Если увеличивать подрессоренную массу, например, загрузив салон автомобиля, то разгонная динамика заметно ухудшится.
Благодаря замене дисков на более лёгкие, и соответственно, уменьшая неподрессоренную массу автомобиля, Вы улучшите динамику и добьётесь высокой плавности хода.
Уменьшение массы диска на 1 килограмм, с точки зрения динамики, эквивалентно уменьшению массы в салоне автомобиля примерно на 1,5 кг. С точки зрения комфорта – на 10 кг.
Если Вы снижаете вес каждого диска на 2 килограмма (что в сумме дает 8 килограммов), тогда Ваш автомобиль будет ехать так плавно, как если бы в нее сел пассажир весом 80 кг., и так же быстро, будто из салона выкинули 15 кг, а пассажир не садился вовсе.
Выводы
Многие клиенты отмечают большую плавность хода при переходе на увеличенный диаметр дисков. Владельцы спортивных автомобилей получают подтверждение разницы. Некоторые клиенты обращают внимание и на снижение расхода топлива. Автомобиль на самом деле по другому ведет себя на более лёгких дисках. Если пробег Вашего автомобиля несколько тысяч километров и Вы уже к нему привыкли, тогда Вы точно почувствуете, что автомобиль начал быстрее разгоняться, останавливаться и поворачивать.
Читайте так же: Выбор автомобильных дисков. А в следующей статье речь пойдет про Именитые японские диски.
Возможно Вам понравиться
Премиум
Японские диски SSR Vienna Shalk R18 4×114.3, 5×114.3 ET37 8JJ ЦО73 в идеальном состоянии прямо из Японии по доступной цене со 100% предоплатой.
Стильные,мега-крутые,кованные,Японские диски. В идеаольном состоянии.
Японская, легкая, разборная ковка с красивыми полками
Японская свежая, редкая ковка Lowenhard LG6W
Оптимальная цена
Разборные японские кованые диски Weds Kranze R18 5×114.3 высокого качества по доступным ценам без пробега по российским дорогам.
Японская разноширокая ковка +летняя резина в подарок 215/40/18
Знаменитые оригинальные Японские спортивные диски Work CR-KAI В белом цвете из Японии без пробег по россйским дорогам.
Диски кованые прямо из Японии оригинального качества без пробега по российским дорогам.
Неподрессоренная масса: определение, характеристика, влияние на ход автомобиля
В автомобиле выделяют 2 блока массы: подрессоренную и неподрессоренную. Первая характеризует совокупность частей, расположенных выше подвески, а вторую составляют колеса и все детали, прилегающие к ним. Оба параметра играют важную роль в динамике автомобиля, но обычно акцент делается на подрессоренную массу, которая во много раз больше, чем неподрессоренная. Такой подход весьма ошибочен, поскольку колесная часть оказывает сильное влияние на работу автомобиля.
Неподрессоренная масса: что это?
Вам будет интересно: Планида: значение слова, синонимы
В более подробном определении этим термином обозначают совокупную массу следующих частей автомобиля:
Торсионные валы хоть и прилегают к колесам, но, согласно стандарту, относятся к подрессоренной массе. Стабилизатор поперечной устойчивости занимает промежуточное положение.
Соотношение неподрессоренной и подрессоренной масс
Обычно неподрессоренная масса в 15 раз меньше подрессоренной, что позволяет компенсировать толчки от колес. Чем выше это соотношение, тем более плавным и устойчивым будет ход.
Это свойство отражает законы физики, где относительно легкое тело может сообщить при столкновении более тяжелому тем больший импульс, чем меньше разница их масс. Поэтому при отсутствии достаточной компенсации со стороны подрессоренной части, автомобиль будет терять сцепление с дорогой. Особенно сильно этот недостаток проявится при езде по ямам и ухабам, при этом передаются высокоамплитудные колебания на салон.
Таким образом, чем меньше неподрессоренная масса по сравнению с подрессоренной, тем устойчивей ведет себя автомобиль на дороге.
Неподрессоренная масса: на что она влияет?
Для того чтобы правильно оценить значение массы несущей конструкции автомобиля, необходимо помнить, что в первую очередь, именно за счет нее осуществляется движение. При этом неподрессоренные элементы представляют собой не монолитное тело, а динамически связанные друг с другом детали, при работе оказывающие механическое воздействие на подрессоренную часть. Как следствие, меняются характеристики движения автомобиля.
Сила этих воздействий, безусловно, связана с неподрессоренной массой, которая влияет на:
Кроме того, есть два параметра, которые зависят непосредственно от массы колес: динамика и расход бензина. Такая связь обусловлена уже не импульсным взаимодействием подрессоренной и неподрессоренной частей, а изменением скорости вращения. Чем больше весит колесо, тем тяжелей его раскрутить, замедлить или развернуть в другом направлении, что увеличивает затраты энергии и удлиняет время между действием сидящего за рулем водителя и результатом.
Способы регуляции
Существует 2 теоретических способа увеличения соотношения между подрессоренной и неподрессоренной массами:
Первый метод на практике применять нецелесообразно, поскольку увеличение подрессоренной массы сильно ухудшает динамику (разгон, время торможения и др.). Второй способ, напротив, позволяет добиться нужного эффекта без утяжеления автомобиля.
Уменьшение неподрессоренной массы осуществляют в основном за счет колес. Современные методы изготовления, такие как ковка и литье, позволяют значительно облегчить эти детали. Согласно расчетам специалистов, положительный эффект от уменьшения неподрессоренной массы всего на 1 кг равен облегчению кузова на 20-30 кг.
Литые и кованые колеса
Как уже было отмечено выше, масса несущей части автомобиля облегчается в основном за счет колес. В этой области существуют 2 технологии уменьшения неподрессоренной массы: литье и ковка.
Первый способ подразумевает заливание металла в колесную форму с последующим обтачиванием и сверлением отверстий. Материалом изготовления служит чистый алюминий либо его сплав. В сравнении со стальным собратом, сделанное по такой технологии колесо получается легче на 15-30 %. Кроме того, этот способ достаточно быстрый.
Уменьшение неподрессоренной массы достигается также за счет снижения количества деталей подвески (исключаются балки, мосты, карданы) и замены стальных материалов конструкций на алюминиевые.
Разница между подрессоренной и неподрессоренной массой в автомобилях: плюсы и минусы
Подрессоренная и неподрессоренная масса: что лучше, а что хуже?
Большая часть веса вашего автомобиля приходится на подрессоренную массу, минимальная часть массы – это так называемая неподрессоренная масса, то есть совокупный вес тех элементов конструкции, которые находятся под амортизирующими устройствами, большая часть которых приходится на шины и диски, а также на суппорты, тормозные диски и некоторые другие элементы. Разница в этих типах масс чрезвычайно важна, и одна из них, как правило, должна быть как можно ниже.
Смотрите также: Самые полезные технологии в современных автомобилях
Разница между соотношением массы, которая является подрессоренной, и массы, которая не амортизируется, в 99.9% случаев напрямую влияет на то, как машина едет. Таким образом, разумеется, очень важно понимать, как эта механика автомобиля может повлиять на его поведение на дороге. Но для начала определимся с терминами. Почему мы используем термин «масса», а не «вес»?
Чем «масса» отличается от «веса»
Все дело в том, что любой автомобиль обладает фиксированной массой, то есть заданным количеством материала, содержащегося в объемах его внешних границ (измеряется в килограммах). Масса – величина постоянная. Все объекты вроде автомобилей также имеют вес. Но вес, напротив, – величина не постоянная, а переменная согласно внешним факторам, таким, к примеру, как изменение силы тяжести. То есть сила, с которой тело действует на горизонтальную опору (измеряется в ньютонах).
Легкосплавные колеса являются ключом к уменьшению неподрессоренной массы
Определение подрессоренной и неподрессоренной массы одинаково просто. Подрессоренная масса – это масса, «подвешенная» амортизационной подвеской автомобиля. Это все, что движется снизу-вверх и обратно, когда автомобиль налетает на очередную кочку на дороге. В список включены: кузов, шасси, двигатель, коробка передач, сиденья, пассажиры и все остальное, что есть вокруг них.
Здесь нам нужно рассмотреть две основных стороны вопроса:
1. Почему неподрессоренная масса всегда теоретически лучше?
2. Преимущества наличия большой подпружиненной массы по сравнению с малым ее показателем.
McLaren производит действительно легкие легкосплавные диски
Для начала назовите большой, роскошный автомобиль на больших колесах, который достигает максимального комфорта, не используя вес в своих интересах. Вы не сможете такого назвать, потому что он не существует. Единственное, что объединяет всех «мастеров» качества езды, – это высокая подрессоренная масса. Все самые комфортабельные автомобили, от гибридов Lexus RX и Land Rover Discovery до Mercedes S-Class и Bentley Continental , тяжелые.
Запас тонны-другой, приходящейся на подрессоренную массу, помогает эффективнее сглаживать неровности на дороге. На пружины приходится повышенная нагрузка из-за высокого веса, который находится над ними, поэтому работа подвески и ее усиленных в связи с этим элементов происходит плавнее, купируя мощные удары от неровностей, что называется, в зародыше, прежде чем их энергия успеет передаться на кузов.
Поскольку все прилагаемые к автомобилю физические силы имеют равное ему противодействие, на дороге с одинаковыми неровностями более тяжелый автомобиль будет меньше страдать от отдачи, чем более легкая машина. Конечно, существует некоторая свобода действий в настройке подвески, чтобы преодолеть определенный дефицит комфорта в нетяжелых автомобилях, но его недостаточно, чтобы автомобиль весом в 1 тонну и его пассажиры чувствовали себя так же «гладко» и «расслабленно» на дороге, как в двухтонном транспортном средстве.
С другой стороны, малый вес дает легковому автомобилю свои преимущества. Как минимум он становится более эффективным, более отзывчивым, чувствует себя более «живым» в поворотах, и, между прочим, остановится он быстрее, что очень немаловажно даже среди других преимуществ. В создании автомобиля важно определить приоритеты факторов, которые имеют значение больше всего, и адаптировать окончательный вес автомобиля в соответствии с ними.
Легкосплавные диски Porsche – обычное дело
Что касается неподрессоренной массы, то лучше, чтоб ее было поменьше. Чем меньше этот показатель, тем меньшие нагрузки должны будут отрабатывать амортизаторы и пружины. Тем самым это означает, что колеса смогут быстрее реагировать на изменяемые дорожные условия, подвеска сможет поддерживать качественный контакт шин с дорогой в течение большего времени, а уровни нагрузки могут быть усредненно постоянными, что, в свою очередь, обеспечивает сцепление и безопасное удержание автомобилем дорожного полотна. Бонус в том, что комфорт для пассажиров и экономия топлива также могут быть улучшены.
«Aftermarket»-колеса могут улучшить управляемость за счет снижения неподрессоренной массы
Колеса здесь – главный враг. Большинство стандартных легкосплавных OEM колес – это чертовски тяжелые штуковины, тем более что норма по ширине современных дисков теперь, похоже, ходит около 17-18-дюймовой отметки. Некоторые производители используют последние разработки в производственных процессах для создания более легких изделий, но и они не всегда получаются настолько легкими, насколько того хотелось бы.
Как избежать увеличения неподрессоренных масс?
Снизить вес за счет элементов подвески или замены тормозных суппортов представляется для среднестатистического автовладельца маловероятным, но повлиять на неподрессоренную массу все же можно. В этом помогут так называемые «Aftermarket» колесные диски, или тюнинг.
Колеса, купленные от известных производителей дисков, будут весить меньше, но по прочности ничуть не уступят заводским.
Без бюджетных ограничений, с которыми сталкиваются обычные автопроизводители, поставщики колес могут создать более совершенные металлические смеси, которые весят меньше, или создавать колесные диски, которые сокращают массу другими способами. В любом случае более легкое колесо такого же размера улучшит управляемость вашего автомобиля без каких-либо изменений. Вот почему об этом стоит подумать. И вот почему чем меньше масса под днищем машины, тем лучше и безопаснее!