Koja je razlika između utega s oprugom i utega bez opruge?

Ljubitelji automobila, posebno oni koji se utrkuju, ponekad govore o "opruženoj" i "neomotrenoj" težini (ili težini). Što ovi pojmovi znače?

Opruga je komponenta ovjesa koja drži vozilo i štiti ga, putnike i teret od udaraca. Auto bez opruga ne bi bio baš udoban i ubrzo bi se raspao od drmanja i udaraca. Kola s konjskom vučom stoljećima su koristila opruge, a još od Fordovog modela T metalne opruge smatrane su standardom. Danas svi automobili i kamioni rade na lisnatim oprugama.

No, kada kažemo da auto "vozi" opruge, zapravo ne mislimo na cijeli automobil. Dio bilo kojeg automobila ili kamiona koji podupiru opruge je njegova opružna masa, a ostatak je njegova neopružena masa.

Razlika između opruge i neopruge

Da biste razumjeli razliku, zamislite automobil koji se kreće naprijed sve dok jedan od njegovih prednjih kotača ne udari u izbočinu dovoljno veliku da se taj kotač pomakne prema karoseriji automobila. Ali kako se kotač pomiče prema gore, karoserija se možda neće pomicati mnogo ili uopće neće jer je izolirana od kotača koji se kreće prema gore pomoću jedne ili više opruga; opruge se mogu stisnuti, dopuštajući karoseriji automobila da ostane na mjestu dok se kotač pomiče gore-dolje ispod nje. Ovdje je razlika: karoserija automobila i sve što je čvrsto pričvršćeno za nju opruženi su, to jest izolirani od kotača kompresibilnim oprugama; gume, kotači i sve što je izravno pričvršćeno na njih nema opruge, što znači da ih opruge ne sprječavaju da se pomiču kada se automobil penje ili spušta po cesti.

Gotovo cijeli tipični automobil je opružna masa jer je gotovo svaki njegov dio čvrsto pričvršćen za karoseriju. Osim same karoserije, koja uključuje sve ostale konstrukcijske ili okvirne komponente, motor i prijenos, unutrašnjost i, naravno, putnike i teret.

Što je s neopruženom težinom? Sljedeće su bez opruga:

• autobus

• Kotači

• Ležajevi kotača i glavčine (dijelovi na kojima se kotači okreću)

• Kočione jedinice (na većini vozila)

• Na vozilima s kontinuiranom pogonskom osovinom, koja se ponekad naziva i pogonska osovina, sklop osovine (uključujući diferencijal) pomiče se zajedno sa stražnjim kotačima i stoga nije opružen.

Nije dugačak popis, posebno za automobile s neovisnim stražnjim ovjesom (tj. ne čvrstom osovinom) težina bez opruge samo je mali dio ukupne težine.

Polu-opruženi dijelovi

Postoji jedna poteškoća: neki utezi su djelomično opruženi, a djelomično neopruženi. Razmotrimo, na primjer, osovinu pričvršćenu na jednom kraju za prijenos, a na drugom kraju za kotač ("poluosovina"); kada se kotač pomiče prema gore, a kućište i prijenos ne, jedan kraj osovine se pomiče, a drugi ne, tako da se središte osovine pomiče, ali ne toliko koliko kotač. Dijelovi koji se moraju kretati zajedno s kotačem, ali ne tako daleko, nazivaju se djelomično opružnim, poluopružnim ili hibridnim. Tipični poluopružni dijelovi uključuju:

• Sami izvori
• Amortizeri i podupirači
• Kontrolne ruke i neki drugi dijelovi ovjesa
• Poluosovine i neki kardani
• Neki dijelovi upravljačkog sustava, kao što je upravljački zglob

Zašto je sve ovo važno? Ako je većina mase vozila bez opruga, teže je zadržati gume na cesti kada vozite preko neravnina jer opruge moraju djelovati više sile da ih pomaknu. Stoga je uvijek poželjan visok omjer mase s oprugom i neogibljenošću, a to je posebno važno za vozila koja se moraju dobro nositi pri velikim brzinama. Tako trkaći timovi smanjuju težinu bez opruga, na primjer upotrebom laganih, ali tankih kotača od legure magnezija, a inženjeri pokušavaju dizajnirati ovjes s najmanjom mogućom težinom bez opruga. Zbog toga su neki automobili, poput Jaguara E iz 1961.-75., koristili kočnice postavljene ne na glavčini kotača, već na unutarnjem kraju osovine: sve je to učinjeno kako bi se smanjila težina bez opruge.

Imajte na umu da se neopružena masa ili masa ponekad brka s rotirajućom masom jer neki dijelovi (gume, kotači, većina kočionih diskova) spadaju u obje kategorije i zato što ih vozači žele smanjiti obje. Ali to nije isto. Rotirajuća masa je ono što izgleda, sve što se treba okretati kada se auto kreće prema naprijed, na primjer zglob upravljača je neopružen ali se ne okreće, a osovina se okreće ali je samo djelomično neopružena. Manja težina bez opruge poboljšava upravljivost, a ponekad i vuču, dok smanjenje rotacijske težine poboljšava ubrzanje.