Неподрессоренная масса

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.
1. ЧТО ТАКОЕ НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА? 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.
Неподрессоренная масса
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. 2. НА ЧТО ВЛИЯЕТ НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА? 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: — плавность хода; — устойчивость и стабильность автомобиля; — расход топлива и динамические характеристики.
3. КАК НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА ВЛИЯЕТ НА ПЛАВНОСТЬ ХОДА? 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.
КАК НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА ВЛИЯЕТ НА ПЛАВНОСТЬ ХОДА?
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. 3. КАК НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА ВЛИЯЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ? 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. 5. КАК НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА ВЛИЯЕТ НА РАСХОД ТОПЛИВА И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ? 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. 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). 6. КАКОЙ ДОЛЖНА БЫТЬ НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА? 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.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


R/S двигателя - что это и как рассчитать

В этой записи мы продолжим рассматривать геометрию ДВС, а конкретнее поговорим об отношении длины шатуна к ходу поршня (Rod length / Stroke ratio по-английски отсюда и сокращенно R/S). Хочу отметить, что этой теме среди так называемых любителей тюнин...

Двухмассовый маховик принцип работы

Двухмассовый маховик выполняет две функции. Основная функция заключается в накоплении энергии от импульса зажигания каждого поршня, а затем отправке ее на коленчатый вал, чтобы она продолжала плавно вращаться в течение следующего хода поршня. Вторичн...

Система охлаждения ВАЗ 2114 инжектор 8 клапанов

Система охлаждения ВАЗ 2114 — жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Состоит из рубашки охлаждения двигателя, радиатора с электровентилятором, термостата, насоса, расширительного бачка и соединительных шлангов. Во всех 8-ми клапанн...

Схема системы охлаждения Лада Гранта 8 клапанов

Система охлаждения двигателя ЛАДА Гранта жидкостная (с принудительной циркуляцией жидкости), герметичная, с расширительным бачком. Систему заполняют охлаждающей жидкостью на основе этиленгликоля (антифризом), не замерзающей при температуре окружающей...

Топ 9 советов по экономии топлива

Эти десять советов по экономии топлива хорошо послужили мне на протяжении многих лет, и они могут помочь вам экономить топливо вашего автомобиля и немного сэкономить на заправках. Большинство из этих советов дадут вам очень небольшую экономию - но ис...

Монолог инспектора ГИБДД

12-часовая смена, постоянный объезд одного и того же участка, рабочие праздники, которые уже и не праздники, хамящие водители — в работе инспектора ДПС вроде не так много плюсов. Но герой материала хочет, чтобы и дочь пошла работать в полицию. ...

Двигатель Д-245

Все модификации дизельного двигателя «Д-245» Минского моторного завода – это 4-х тактные поршневые четырехцилиндровые моторы. Расположение цилиндров в них рядное, вертикальное, впрыск дизтоплива непосредственный, с воспламенением от сжатия. Первонач...

Что изменяют при чип-тюнинге двигателя

Идея чип-тюнинга изначально звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой; добавление лошадиных сил без каких-либо физических модификаций? Это действительно возможно? Абсолютно, и вот как это делается: Настройка угло...