サスペンションシステムを理解する

車両のシャシーは、スプリング、ショックアブソーバー、アクスルによって前後のホイールに接続されています。サスペンションシステムとは、部品を衝撃から保護するために連携して機能するすべての部品を指します。ばねは自動車のシャーシを車軸に間接的に接続します。バウンス、ピッチ、ロール、またはスウェイによって引き起こされるロード ショックから車両のボディを保護するために行われます。これらのロード ショックは乗り心地をでこぼこにし、車のフレームとボディにさらに負担をかけます。

この記事では、サスペンション システムの定義、アプリケーション、機能、コンポーネント、図、タイプ、動作原理について説明します。

サスペンションシステムとは?

サスペンション システムは、ホイールをシャーシに接続する一連の機械的接続、スプリング、およびダンパーです。従来、安全のために車両のハンドリングとブレーキを管理する機能と、衝突や振動などの要因から乗客を快適に保つ機能の 2 つの機能を実行してきました。これは、車輪と車軸を車両のシャーシに接続するスプリングまたはショック アブソーバーの機械システムです。

また、適切な車高とアライメントを維持するのにも役立ちます。また、車両の向きを制御し、最大限のグリップを得るためにハンドルを地面に対して垂直に保つ必要があります。サスペンションは、車とその内容物を損傷や摩耗から保護するのにも役立ちます。車のフロントとリアのサスペンションは、異なる設計になっている場合があります。

車のサスペンション システムは、乗り心地を滑らかにし、車両を制御し続ける役割を担っています。ステアリングの安定性と優れたハンドリングを提供するために、サスペンション システムはタイヤと路面の間の摩擦を増加させます。

関数

自動車のサスペンション システムは、次の機能を果たします。

• 衝撃力を可能な限り軽減
• 車の車高を適切に保つ
• 車輪の位置を適切に保つ
• 車両の重量を支える
• タイヤと路面の接触を維持する
• 車両の進行方向を制御します。
• 自動車部品のロード ショックへの伝達を排除すること
• 運転中、コーナリング中、ブレーキ中に路面をしっかりとグリップする
• 正しいステアリング ジオメトリを維持すること
• 特定の体型と身長を達成すること
• トルク反射と制動反射に抵抗する必要があります。
• でこぼこ道を走行中や旋回中に車両の安定性を維持し、ローリング、ピッチング、または垂直方向の動きを抑える
• 乗客を道路の衝撃から守り、快適な乗り心地を提供する
• 道路からの衝撃による自動車のメカニズムへの負担を軽減し、緩衝効果をもたらす
• 起伏の激しい険しい地形を移動するときは、体を完全に水平に保ってください。ホイールの上下の動きは、体の動きに比例する必要があります。
• 安定性を維持しながら、路面の凹凸による応力負荷や振動から車両の構造を保護する
• 身体構造に必要な身長を達成すること
• 車体と車輪の間の正しい幾何学的関係を維持するには、車体を車軸で支える必要があります。

サスペンション システムのコンポーネント

サスペンション システムには次のコンポーネントがあります:

ナックルまたはアップライト:

これは、ホイールのハブの上に取り付けられ、提供されたリンケージを介してホイールと車両のサスペンションを接続するサスペンション システムのコンポーネントです。ナックルにはキングピンとキャスターアングルが装備されており、車両の前輪が右または左にステアリングするのを補助し、車両をステアリングします。ホイールのハブはホイールの回転を中心に回転し、ナックルはセンター ベアリングのハウジングを提供します。

リンケージ:

機械式ファスナーを使用して車両のメインフレームをホイールのナックルに接続するためにサスペンション システムで使用される剛性接続は、リンクとして知られています。ウィッシュボーンまたは A アーム、ソリッド アクスルまたはライブ アクスル、およびマルチリンクは、リンケージを使用するサスペンションのタイプです。

ショックアブソーバーまたはスプリング:

リンケージ（ウィッシュボーン）の間に挟み込み、路面状況による衝撃を吸収する柔軟な機械部品です。ソリッドアクスル、マルチリンク) とメインフレームは、道路の衝撃が車両のメインフレームに到達する前に軽減するように設計されています。さまざまなタイプのうち、スプリングとダンパーのショックアブソーバー、リーフ スプリング、空気スプリングが一般的なタイプです。

サスペンション システムのコンポーネントは次のように要約できます。

• スプリングにより路面からの衝撃を中和。
• ショック アブソーバーとも呼ばれるダンパーは、スプリングの自由振動を減らして乗り心地を向上させるために使用されます。
• スウェイ バーまたはアンチロール バーとも呼ばれるスタビライザーの目的は、車が横に揺れないようにすることです。
• ホイールの縦方向と横方向の動きは、上記のコンポーネントを保持するリンケージ システムによって制御されます。

サスペンションシステムの種類

サスペンション システムの種類は次のとおりです。

独立サスペンションシステム:

凹凸のある路面を走行する際、左右の車輪が独立して上下に動くようにサスペンションを設定するシステムです。同じ車両の 2 つのハブ間には機械的な関係がないため、一方の車輪に加えられた力が他方の車輪に影響を与えることはありません。ほとんどの車両の前輪に使用されています。

ばね下重量が少ないため、この形式のサスペンションは通常、優れた乗り心地とハンドリングを提供します。独立懸架の基本的な利点は、場所を取らない、操縦しやすい、軽量などです。独立停止の例

ダブルウィッシュボーン:

これは、ウィッシュボーン型の 2 つのアームを使用してホイールを配置する独立したサスペンション システムです (米国では A-ARM、英国では WISHBONE と呼ばれています)。シャーシには、ウィッシュボーンまたはアームごとに 2 つの取り付けポイントと、ナックルに 1 つのジョイントがあります。異なる長さのアームを利用することで、ホイールの圧縮と跳ね返りの角度の動きを制御できます。

ダブルウィッシュボーン サスペンションの基本的な利点は、キャンバー、トウ、およびその他の特性を簡単に変更できることです。このスタイルのサスペンションは、フル ジャウンス トラベルまでネガティブ キャンバー ゲインを増加させることもできます。ただし、マクファーソンストラットなどの他のシステムよりもスペースが必要で、少し複雑です。また、設計オプションが少なくなります。

マクファーソン ストラット:

この形式の独立したサスペンションの設計者であるアール S. マクファーソンは、それに彼の名前を付けました。マクファーソン ストラットは、ダブルウィッシュボーン サスペンションの一歩先を行くものです。 MacPherson の主な利点は、サスペンションとホイール コントロールを提供するすべての部品を 1 つのシステムに統合できることです。

横置きエンジンの取り付けが簡単になります。そのシンプルさと製造コストの低さから、このデザインは非常に人気があります。欠点は、ロードノイズの遮断がより困難になることです。これには、より高いストラット マウントが必要であり、可能な限り分離する必要があります。さらに、クリアランスの高さを高くする必要があります。

従属サスペンションシステム

ディペンデント サスペンションでは、固いリンケージが同じ車軸の 2 つの車輪を接続します。一方の車輪に作用する力は、もう一方の車輪に影響を与えます。異常は、道路の凹凸によって生じる車輪の動きごとに、接続された車輪に損傷を与えます。

主に大型トラックに採用されています。独立懸架よりはるかに多くの衝撃に耐えることができます。このシステムの例

ソリッド アクスル:

サスペンションの従属タイプは、ソリッドアクスルまたはビームアクスルです。これは、後車軸を支持および配置する 2 つのリーフ スプリングを備えた後輪で最も一般的に使用されます。一方の車輪の垂直方向の動きは、もう一方の車輪に影響を与えます。それらは簡単に作成でき、多額の費用がかかります。

完全なバンプでは、トレッド幅、トーイン、またはキャンバーに変化がないほど剛性が高いため、タイヤの摩耗が少なくなります。最大の欠点は、ビームの質量が車両のばね下重量に含まれるため、乗り心地が低下することです。キャンバー角ゼロのためコーナリング性も弱い。

半独立サスペンションシステム

この形式のサスペンションは、従属サスペンションと独立サスペンションの両方の利点を兼ね備えています。半独立懸架では、車輪は独立懸架と同じように相対的に動きますが、一方の車輪の位置が他方の車輪の位置に影響を与えます。これは、ツイストサスペンションパーツの使用によって達成されます。半独立した例は

ツイストビーム:

トーションビームアクスルは、ツイストビームサスペンションの別名です。これらの大半は、C 型または H 型の部材で構成されています。 H クロス形状のビームが 2 つのトレーリング アームを接続し、サスペンションにロール剛性を与えます。

主に自動車の後輪に使用されています。低コストで耐久性に優れているため、特に有利です。シンプルなデザインでかなり軽いです。反面、キャンバー角が限られており、ロール剛性を確保するのが難しい。属性が適切でない可能性があります。

サスペンション システムの要件

• たわみは最小限に抑える必要があります。
• できるだけ軽くする必要があります。
• メンテナンスが少なく、運用コストが低い
• タイヤの摩耗を最小限に抑える必要があります。
• 初期費用を低く抑える必要があります。

サスペンションシステムの図:

動作原理

独立懸架の働き:

フォーミュラカーのサスペンションを例にとると、サスペンションはコイルスプリング式のダブルウィッシュボーンを採用しています。フォーミュラ カーでは、独立したダブル ウィッシュボーン サスペンションが採用されており、車の 4 つのタイヤすべてが互いに独立して動くことができ、相対運動はありません。

バンプが車両の左側にあり、左前輪が同時に接触するとします。フォーミュラカーの左タイヤが路面の凹凸にぶつかると、左前輪が上に持ち上がります。ただし、左右または前後のタイヤの間に接続がないため、この上向きの動きは左前輪に限定されます。

ホイールのナックルとメインフレームの間に採用された圧縮タイプのスプリングとダンパーは、この路面の隆起による衝撃を直接またはナックルからダンパーに伝達するプッシュ ロードを介して吸収します。フォーミュラ カーのホイールの路面とのトラクションは、独立したダブル ウィッシュボーン サスペンションに採用されたスプリングとダンパーの剛性によって維持されます。

独立サスペンション システムの仕組みについて詳しくは、以下のビデオをご覧ください。

非独立または従属停止システムの働き:

従属形式のサスペンション システムがどのように機能するかを理解するには、ソリッド アクスルや板ばね付きのライブ アクスルなど、インドのトラック サスペンション システムを考えてみてください。トラックでは、後輪と前輪の両方の車輪のペアがしっかりとした車軸に取り付けられ、一方の車輪が上に動くともう一方の車輪に小さな揚力が生じる従属型のサスペンションが使用されます。

以下は、この種の一時停止の設定です:

前輪と後輪の両方が、トラックのシャーシを支える頑丈なライブアクスルに取り付けられています。頑丈な車軸とフレームの間の衝撃を緩和するために、板ばねの配置が採用されています。

バンプがトラックの左タイヤにあり、道路のバンプがトラックの左ホイールを持ち上げようとしているとします。この車輪が路面の隆起によって持ち上がると、それに取り付けられた中実の車軸も持ち上がり、上向きの動きの結果として車輪によって生成された力が、対応する右の車輪に伝達されます (両方がしっかりと接続されているため)。わずかに持ち上げようとします。

アクスルとメインフレームの間には板バネを採用し、路面の凹凸による衝撃を緩和。トラックが路面からの衝撃に遭遇すると、あらかじめ応力が加えられたリーフ スプリングが元の形状に戻ろうとします。つまり、真っ直ぐになり、路面からの衝撃を吸収します。

サスペンション システムの仕組みについては、以下のビデオをご覧ください。

結論

サスペンションシステムが自動車の優れたコンポーネントであることは間違いありません。それらは、ホイールをシャーシに接続する機械的接続、スプリング、およびダンパーのセットです。それらの従来の目的は、安全のために車両のハンドリングとブレーキを管理し、衝突、振動、およびその他の要因から乗客を快適に保つのに役立ちます。この記事では以上で、自動車のサスペンション システムの定義、用途、機能、コンポーネント、図、種類、動作原理について説明します。

読書から多くのことを学べることを願っています。もしそうなら、親切に他の学生と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!