Sistem gantungan

Sistem gantungan ialah istilah yang diberikan kepada sistem spring, penyerap hentak dan sambungan mekanikal yang menghubungkan kenderan dengan rodanya. Sistem gantungan memberikan dua tujuan - membantu pengendalian kereta dan pemberhentian kereta (brek) untuk sistem keselamatan aktif dan kenikmatan pemanduan, juga memberikan penumpang pengasingan yang munasabah dah selesa dari bunyi bising jalan, bonggol dan getaran. Matlamat ini biasanya berlawanan, jadi menyesuai gantungan membabitkan mencari titik tengah tolak ansur. Sistem gantungan turut melindung kenderaan itu sendiri dan sebarang kargo dan barang dari kerosakan dan haus. Reka bentuk sistem gantungan hadapan dan belakang dalam kereta mungkin berlainan.

Sifat penting

Kadar spring

Kadar spring merupakan komponen utama bagi menentukan ketinggian memandu kenderaan atau lokasinya pada dasar gantungan (suspension stroke.).Kenderaan yang membawa muatan berat sering kali mempunyai spring yang lebih berat dari yang diingini bagi mengimbangi berat tambahan yang sebaliknya mungkin meranapkan kenderaan kedasar geraknya (stroke). Spring yang lebih berat juga digunakan dalam aplikasi prestasi apabila sistem gantungan sentiasa dipaksa menghenyak kedasar menyebabkan pengurangan dalam kegunaan gerak gantungan berguna yang membawa kepada hentakan dasar yang kasar. Ini mungkin berbeza dengan pantulan. Bagi sistem gantungan aktif, ia mungkin bergantung pada perkara lain. Lebih lembut spring, lebih penting keperluan lain. Kadar spring seringkali merupakan tolak ansur antara keselesaan dan pengendalian, tetapi sebaliknya apabila perkara lain diabaikan, sebagaimana pada tahun 1960-an Lotus Elan, kedua matlamat mampu dicapai.

Kadar spring biasanya mempunyai unit lbf/in. atau N/mm. Contoh kadar spring linear adalah 500 lbf/in. Bagi setiap inci spring dimampatkan, ia menghasilkan 500 lbf tekanan. Kadar spring bukan linear (biasanya meningkat) adalah satu dari kuasa yang dihasilkan meningkat berganda. Sebagai contoh, inci pertama menghasilkan 500 lbf, inci kedua menghasilkan tambahan 550 lbf, inci ketiga menghasilkan tambahan 600 lbf.

Perjalanan(Travel)

Gerakan adalah ukuran jarak antara dasar gerak suspension (seperti kenderaan dijek dan tayar tergantung), kepada puncak gerak suspension (seperti apabila tayar kenderaan tidak lagi dapat bergerak ke atas kearah kenderaan). Menyentuh dasar atau mengangkat tayar mampu menyebabkan masalah kawalan serius atau menyebabkan kerosakan langsung. "Bottoming" terjadi apabila samaada gantungan, tayar, fender, dll kehabisan runag untuk bergerak dan badan atau komponen lain kereta mencecah jalan. Masalah kawalan disebabkan oleh tayar tergantung berkurangan sekiranya tayar tergantung apabila spring mencecah bentuk bebas berbanding sekiranya gerakan dihadkan oleh hubungan dengan ahli gantungan lain.. (Lihat Triumph TR3B.)

Pemendam

Pemendam adalah kawalan pergerakan atau alunan, sebagaimana dilihat dengan penggunaan bukaan hidrolik dan injap dalam penyerap hentakan kenderaan. Ia mungkin berbeza, secara sengaja atau tidak sengaja. Sebagaimana kadar spring, pemendam optima untuk keselesaan mungkin kurang berbanding untuk kawalan.

Pemendam mengawal kelajuan gerak dan ketahanan sistem gantungan kenderaan. Kereta tanpa pemendam akan berhenjut keatas kebawah. Dengan pemendam yang sesuai, kereta akan kembali kepada keadaan normal dalam tempoh masa minima. Kebanyakan pemendam dalam kenderaan moden boleh dikawal dengan meningkatkan atau mengurangkan bukaan aliran cecair hidrolik.

kawalan Kamar

Lihat pergantungan dan bebas d bawah.

Sudut kamar berubah dengan pergerakan tayar dan olengan badan kenderaan. Kehausan tayar dan brek terbaik dalam kedudukan bersudut tepat dengan jalan. Bergantung kepada tayar, ia mungkin memegang jalan terbaik pada sudut lain sedikit. Perubahan kecil pada kamar, hadapan dan belakang digunakan bagi menyesuai pengendalian.

Tinggi Pusat Olengan (Roll Centre Height - RCH)

Adalah penting bagi badan kenderaan beroleng dan bagi mengalih perbandingan berat, hadapan dan belakang. Ia mungkin memberi kesan kepada golekan (rollover). Semua perkara sama hujung kereta dengan pusat golekan lebih tinggi akan mempunyai pindahan berat yang lebih dan dengan itu lebih gelincir ketika membelok. Bagaimanapun, pengagihan olengan dalam kebanyakan kereta ditetapkan lebih oleh palang antiolengan berbanding RCH.

Kelenturan dan mod gegaran dalam unsur gantungan

Dalam kereta moden, kelenturan bergantung kepada penampan getah.

Pengasingan dari kejutan kerap yang berulang

Dalam banyak hal, berat komponen gantungan tidak penting, tetapi pada frekuensi tinggi, diakibatkan oleh permukaan jalan yang kasar, bahagian yang diasing oleh penampan getah bertindak sebagai penapis banyak tahap untuk memendam getaran dan bunyi lebih baik berbanding hanya dengan tayar dan spring. (Spring lebih kepada pergerakan secara menegak.)

Sumbangan kepada berat pendam dan berat keseluruhan

Ini biasanya tidak penting, kecuali sekiranya sistem gantungan berkait dengan samaada brek dan perbezaan berlaku.

Ruang digunakan

Reka bentuk berbeza menurut berapa banyak ruang digunakan dan di mana letaknya sistem gantungan.

Kuasa pengagihan

Sambungan gantungan perlu menyamai reka bentuk rangka dari segi geometri, kekuatan, dan ketekalan.

Rintangan udara (Geseran)

Sesetengah kenderaan moden mempunyai sistem gantungan boleh berubah ketinggiannya bagi meningkatkan aerodinamik dan meningkat keberkesanan penggunaan bahan api.

Kos

Kaedah pengilangan meningkatkan keberkesanan, tetapi kos sentiasa merupakan faktor. Penggunaan berterusan axle belakang pejal, dengan perbezaan ketidakanjalan, terutama bagi kenderaan berat, merupakan contoh paling jelas.

Spring dan pemendam

Kesemua sistem gantungan menggunakan spring untuk menyerap hentakan dan pemendam (atau penyerap hentakan) bagi mengawal pergerakan spring. Sejumlah jenis berlainan setiap satu telah digunakan:

Sistem gantungan pasif, sapara aktif, dan aktif

Pemendam dan spring tradisi dirujuk sebagai gantungan pasif. Sekiranya gantungan dikawal secara luaran ia dikenali sebagai gantungan separa-aktif atau aktif.

Gantungan sapra-aktif termasuk perkakasan seperti spring udara dan pemendam kejutan boleh tukar, pelbagai penyelesaian gantungan kediri, termasuk juga sistem seperti gantungan hidropneumatik, Hidrolastik, dan Hidrogas. Delphi kini memperkenalkan pemampan kejutan yang diisi dengan cecair magneto-rheologikal, yang kepekatannya mampu dikawal dengan menggunakan caj eletromagnetik, dengan itu memberi kawalan pelbagai tanpa menukar injap, dengan itu lebih pantas dan berkesan, juga lebih murah. Sebuah syarikat Australia, Kinetic, mempunyai (pada 2005) sedikit kejayaan dengan pelbagai sistem separa-aktif, yang memberikan kawalan olengan boleh diselaras dan pemendam, dengan menggunakan pemendam kejutan disambung melintang, dan kaedah lain. Ia kini diambil alih oleh Tenneco dan Alcorn.

Sebagai contoh, Citroën hidropneumatik akan tahu berapa jarak sepatutnya antara kereta dengan tanah dan sentiasa direset bagi mencapai kadar tersebut, tanpa mengira berat. Bagaimanapun, ia tidak mengimbangi serta-merta olengan akibat membelok. Sistem Citroën menambah sekitar 1% kepada kos kereta berbanding spring besi pasif.

Sistem imbangan aktif menggunakan pemantauan keadaan kenderaan secara eletronik, digabung dengan kaedah bagi mengawal sistem gantungan kenderaan dan bertindak secara masa benar bagi mengawal pergerakan kereta. Lotus Cars memajukan beberapa prototaip, dan memperkenalkannya di F1, di mana ia agak berkesan, tetapi kini diharamkan. Nissan memperkenalkan gantungan aktif julat lebar rendah (low bandwidth) sekitar 1990 sebagai pilihan yang menambah sekitar 20% tambahan kepada harga model mewah. Citroën turut membangunkan beberapa model gantungan aktif (lihat Hidroaktif).

Sistem aktif sepenuhnya yang diterbitkan dari Bose Corporation menggunakan motor eletrik linear, contohnya solenoid, bagi menggantikan aktuator hidrolik atau pneumatik yang digunakan secara meluas sehingga kini.

Jenis Spring

Spring daun - AKA Hotchkiss, Cart, atau spring melengkung separa bulat (semi-elliptical
Gantungan alang Torsion (Torsion beam suspension)
Spring lilit
Getah bushing
Spring udara

Penyerap hentak

Penyerap hentak memendam gerakan kenderaan atas dan bawah pada springnya, sekiranya tidah menyebabkan gegaran. Ia juga perlu menyerap kebanyakan lantunan tayar apabila berat mati tayar, hub, axle dan kadang-kala brek dan perbezaan mekanikal lantunan ke atas dan ke bawah oleh kelantunan tayar. Bonggol biasa yang terdapat di jalan tanah (juga dikenali sebagai "jalan kodroi", tetapi gegaran disebabkan oleh lantunan tayar ini. Bonggol ini biasa terdapat pada jalan tanah di Amerika Syarikat, di mana axles belakang padat adalah biasa, berbanding contohnya. di jalan tanah Perancis, di mana berat mati biasanya rendah dan gantungan dipendam dengan baik.

Jenis gantungan

Sistem gantungan boleh dikelaskan secara umum kepada dua kumpulan - bergantung atau bebas. Istilah ini merujuk kepada keupayaan tayar bertentangan untuk bergerak bebas antara satu sama lain.

Gantungan terikat biasanya mempunyai axle hidup (batang biasa atau axle 'pedati' ) yang memegang tayar selari dan bersudut tepat dengan tayar. Apabila sudut kamar salah satu tayar berubah, kamar bagi tayar bertentangan bergerak pada arah yang sama.

Gantungan bebas membenarkan tayar untuk naik dan turun bersendirian tanap memberi kesan kepada tayar bertentangan. Gantungan dengan peranti lain, seperti batang anti-guling yang menyambungkan tayar dengan sesuatu cara masih dikelaskan sebagai bebas.

Jenis ketiga adalah gantungan separa-bebas. Dalam kes ini, axles bersambung digunakan, pada roda panduan, tetapi tayarnya disambungkan dengan bahagian kekal, biasanya axle deDion. Ini berbeza dari gantungan "bebas" terutamanya dalam berat mati.

Gantungan berkait (bersambung secara mekanikal, seperti palang anti-oleng; dan dikait secara hidrolik atau pneumatik, contohnya., SAE 2005-01-3593, SAE 2003-01-0312) juga telah digunakan bagi mencapai tolak ansur dikalangan ciri-ciri menegak, olengan, dan junaman.

Sistem gantungan bergantung

Sistem gantungan bergantung (Dependent systems) boleh dibezakan menurut sistem penyambung yang digunakan bagi memasangkannya, samaada melintang atau selari. Seringkali kedua fungsi ini digabung dalam set sambungan.

Contoh tempat sambungan termasuk:

Lengan belakang - (Trailing arm)
sambungan Satchell
batang Panhard
sambungan Watts
Inboard
WOBLink
sambungan Mumford
spring daun digunakan bagi kedudukan (melintang atau selari)
- Spring melengkung sepenuhnya biasanya memerlukan sambungan penempatan tambahan dan kini tidak lagi digunakan.
- Spring melengkung selari (Longitudinal semi-elliptical) dahulunya biasa digunakan dan kini masih digunakan bagi sesetengah kereta dan lori Amerika. Ia mempunyai kelebihan iaitu kadar spring boleh dibuat secara meningkat (tidak-selari)
- Spring daun tunggal melintang bagi kedua tayar hadapan/kedua tayar belakang, menyokong gandar padu digunakan oleh Ford Motor Company, sebelun dan tidak lama selepas Perang Dunia II, walaupun pada model lebih mahal. Ia mempunyai kelebihan mudah dan berat mati rendah (berbanding rekabentuk gandar padu lain), termasuk juga kelebihan lain gandar padu.

Pada kenderaan enjin hadapan pancuan belakang, gantungan belakang biasanya samaada "axle hidup" atau axle deDion, bergantung samaada perbezaan berat dibeban pada axle. Axle hidup lebih mudah tetapi berat mati menyumbang kepada lantunan tayar.

Disebabkan ia memastikan kamar tetap, gantungan bergantung atau (separuh pergantungan) yang biasa dalam kebanyakan kenderaan yang perlu membawa beban berat, berbanding berat kenderaan, yang mungkin mempunyai spring ringan dan tidak menggunakan gantungan aktif, disebabkan faktor kos dan memudahkannya. Bagaimanapun beberapa lori kini menawarkan sistem gantungan bergantung (dependent) hadapan.

Gantungan bebas

Sistem gantungan bebas mempunyai banyak pilihan dan termasuk:

Gandar berayun
MacPherson strut/Chapman strut
lengan atau gantungan tulang (wishbone)
Gantungan pelbagai sambungan
Gantungan lengan separuh belakang (semi-trailing arm)
Lengan berayun
spring daun
- Spring daun melintang berkembar, atau empat suku lengkung (four quarter elliptics) pada bahagian kereta sama seperti gantungan tulang secara geometri, tetapi lebih lentur. Contoh adalah hadapan Panhard Dyna Z dan contoh awal Peugeot 403 dan belakang AC Ace dan AC Aceca.

Disebabkan tayar tidak terhad untuk kekal sudut tepat pada permukaan jalan semasa berputar, membrek dan pelbagai keadaan lain, kawalan kamar roda merupakan isu penting. Lengan berayun biasa terdapat pada kereta kecil yang berspring lembut tetapi mampu membawa muatan berat, kerana kamar bebas dari beban. Sesetengah sistem gantungan akrif dan separa-aktif mengekalkan ketinggian pemanduan, dengan itu kamar, bebas dari pengaruh beban. Dalam kereta lumba, pertukaran kamar optima semasa berputar adalah lebih penting.

Sistem gantungan tulang dan pelbagai sambungan memberikan jurutera lebih kawalan pada geometri, untuk mendapatkan tolak-ansur terbaik, berbanding gandar berayun, ikatan (strut ) MacPherson atau lengan berayun; bagaimanapun keperluan kos dan ruang mungkin mengatasinya. Lengan belakang separa adalah perantaraan, antara geometri lengan berayun dan gandar berayun.

Gantungan kenderaan berperisai

Sistem gantungan kereta kebal Grant I ini mempunyai roda jalan yang dipasang pada tayar lori, atau *bogie*.

Kenderaan tempur berperisai (AFV), termasuk kereta kebal, mempunyai keperluan sistem gantungan yang khusus. Ia mungkin seberat beberapa tan dan perlu bergerak pada kelajuan tinggi melalui jalan yang kasar. Komponen gantungannya perlu dilindungi dari periuk api dan senjata anti kereta kebal. Kereta berperisai AFV berantai mampu memiliki sehingga sembilan roda jalan sebelah. Kebanyakan kereta berperisai mempunyai enam atau lapan tayar, bagi membantunya bergerak merentasi permukaan kasar dan lembut.

Kereta kebal terawal ketika Perang Dunia I mempunyai sistem gantungan kaku—tanpa sebarang gerakan. Situasi yang tidak memuaskan hati ini diperbaiki dengan sistem gantungan spring daun yang diterima pakai dari mesin pertanian, tetapi ini hanya memiliki julat gerakan terhad.

Kepantasan terhasil oleh enjin yang lebih berkuasa menjadikan kualiti panduan perli diperbaiki. Pada tahun 1930-an, gantungan Christie dimajukan, yang membenarkan penggunaan spring gegelung dalam badan kenderaan berperisai, dengan mengarah arah pergerakan dengan menggunakan engkol loceng (bell crank). Penggantungan Horstmann adalah satu variasi yang mengunakan satu gabungan engkol loceng dan bahagian lingkaran spring luaran, yang digunakan daripada 1930-an hingga 1990-an.

Ketika Perang Dunia II, jenis sistem gantungan lain adalah gantungan palang-torsion, yang mendapatkan kuasa spring dari palang pintal dalam badan kenderaan-yang mempunyai jarak gerakan kurang berbanding jenis Christie tetapi jauh lebih padat.

Sistem gantungan palang-torsion telah menguasai sistem gantungan kenderaan berperisai berat semenjak Perang Dunia II, kadang-kala, tetapi tidak semestinya termasuk pemendam (shock absorbers.)

Lihat juga

Pautan luar

The Suspension Bible
Bose Suspension System Diarkibkan 2005-03-03 di Wayback Machine
MagnetoRheological Shock Absorbers
Kinetic news article Diarkibkan 2007-09-30 di Wayback Machine
Air Ride Suspension information
Camaro Suspension Modification
Car Hydraulics Diarkibkan 2008-03-23 di Wayback Machine