Efek dari kekakuan batang goyangan pada jalan yang kasar dan tidak rata

Saya baru saja membaca tulisan yang bagus tentang fisika sway bar . Saya juga menonton video yang membahas perilaku suspensi di jalan yang kasar .

Mari kita asumsikan sebagai berikut:

• Sebuah kendaraan penggerak roda depan dikendarai di tikungan dengan kecepatan yang, di jalan yang kering, mulus, rata, akan mendekati kecepatan maksimum yang bisa diambil sebelum mulai mengalah.
• Untuk mempermudah, setiap perubahan sway bar akan dilakukan ke depan dan belakang sedemikian rupa sehingga TLLTD tidak akan terpengaruh.
• Guncangan, penyangga, pegas tidak akan berubah.
• Dengan jalan "kasar" yang saya maksud adalah kondisi mengemudi yang tidak sempurna yang mungkin Anda temui setiap hari: Pikirkan tambalan, jahitan, dan lubang di jalan raya, pikirkan riak, bekas roda, dan depresi (mis. Keausan jalan yang khas di dekat rambu berhenti, di jalan sering dikunjungi oleh truk, dll.) di jalan-jalan kota, tambalan pasca-konstruksi, jalan-jalan yang dilucuti sedang disiapkan untuk pelapisan ulang, lubang-lubang pembuangan yang ditinggikan, depresi saluran air, hal semacam itu. Ini definisi yang luas, tapi maksud saya bukan kondisi off-road atau post-apocalyptic.

Dalam hal ini, bagaimana rangkaian goyangan yang lebih kaku akan mempengaruhi penanganan kendaraan di trotoar yang kasar dan tidak rata ? Setiap diskusi tentang teori suspensi dan fisika yang saya lihat biasanya mengasumsikan kondisi jalan yang baik.

Sebagai contoh, perhatikan skenario di atas, menikung ke kiri dengan kecepatan, lalu pada gilirannya saya mengenai yang cukup besar, katakan lubang pot sedalam 2-3cm dengan roda kiri depan.

Dari pemahaman saya yang terbatas, efek bar bergoyang yang terlalu kaku akan menjadi salah satu dari yang berikut, baik:

1. Penyangga kiri akan mengembang ke lubang, mengerahkan kekuatan ke bawah pada roda.
2. Melalui bar bergoyang, beberapa dari ini juga akan ditransfer ke sisi kanan, mengerahkan kekuatan ke atas di sisi kanan tubuh.
3. Saat keluar dari lubang, maka, sesuatu ... yang rumit akan terjadi yang saya tidak tahu.

Atau:

1. Penyangga kiri ingin mengembang ke lubang.
2. Ekspansi sisi kiri akan dibatasi melalui swaybar oleh gaya ke bawah yang ada di sisi kanan karena belokan.
3. Roda kiri kemudian akan membutuhkan waktu lebih lama untuk mendapatkan kembali kontak dengan tanah, menyebabkan roda kanan mengalami lebih banyak kekuatan lateral (yang tidak lagi diserap oleh roda kiri), dan mobil akan lebih siap mengecilkan perut. Dan mungkin beberapa hal rumit lainnya akan terjadi.

Apakah saya di jalur yang benar dengan salah satu penilaian itu? Apa pengaruhnya?

Juga sebagai pertanyaan wajar (mungkin terlalu luas): Apa dampak yang harus ditimbulkan oleh kondisi jalan yang kasar ketika memutuskan konfigurasi goyangan yang ideal?

tl; dr: menegang salah satu batang ayun pada mobil akan menyebabkan ujung itu lebih mudah lepas akibat transien.

Pada level tinggi, sway bar bertindak sebagai pegas seperti pegas lainnya. Anda dapat membongkar masalah goyangan dengan mempertimbangkan sepotong pada satu waktu. Sebagai contoh, bayangkan bahwa salah satu ujung goyangan terpasang ke rakitan roda di satu ujung tetapi tetap ke titik tidak bergerak di sisi lain. Jika Anda mencoba untuk memindahkan rakitan roda ke atas atau ke bawah secara tiba-tiba (seperti yang akan terjadi dengan gundukan sementara dan penurunan pada contoh Anda), bilah akan mencoba untuk berputar pada titik pivotnya. Jika ujung yang lain tidak ditempelkan pada apa pun, bilah jelas hanya akan berputar dengan bebas. Namun, karena dibaut ke bawah dalam contoh ini, batang bertindak sebagai pegas torsi, menahan aksi puntiran. Semakin jauh bar mencoba untuk memutar, semakin besar toque yang dihasilkan bahwa bar akan mengerahkan ke arah yang berlawanan.

Tentu saja, kami tidak mengunci ujung palang yang bergoyang ke bingkai. Kami menghubungkan mereka ke titik suspensi di kedua ujung. Dengan demikian, mereka sekarang digabungkan ke seluruh sistem pegas teredam yang sudah ada di sana. Sekali lagi, jika kita menambahkan gaya pada satu roda, batang ayun akan mencoba memutar titik-titik pivot tersebut. Ini akan menghasilkan gaya setara yang diberikan pada rakitan roda lainnya (jika Anda mencoba menaikkan roda kanan, batang ayun akan mencoba menaikkan roda kiri).

Di sinilah kami mulai masuk ke poin-poin utama dari pertanyaan Anda: ingat bahwa pegas hanya mengerahkan kekuatan ketika mereka dipindahkan dari keadaan istirahat mereka. Demi diskusi ini, mari kita tetap pada pegas linear:

F = k * d

di mana F = Force, k = konstanta pegas dan d = jarak atau defleksi. Setara dengan pegas torsi adalah:

T = k * theta

di mana T = torsi, k = konstanta pegas yang berbeda dan theta = sudut putaran. Dalam kedua kasus ini, Anda dapat melihat bahwa semakin Anda menekan, memperpanjang atau memutar pegas, semakin besar gaya atau torsi yang dihasilkan. Yang lebih penting: jika Anda tidak memindahkan pegas, tidak ada kekuatan sama sekali. Jadi, untuk batang ayun mengerahkan kekuatan apa pun pada roda yang Anda pertimbangkan, itu harus menyebabkan pegas pada roda lainnya dibelokkan (dikompresi atau diperpanjang). Ini penting: bar bergoyang tidak melakukan apa-apa sampai menyebabkan sesuatu terjadi di sisi lain mobil.

Cara lain untuk mengatakan ini adalah bahwa goyangan batang membuat suspensi independen roda empat Anda secara signifikan kurang independen.

Mari kita nyatakan kembali masalah awal Anda sedemikian rupa sehingga kami dapat memecahnya. Bayangkan sepasang roda dengan pegas dan batang ayun yang terpasang. Ini adalah bar bergoyang ajaib tempat kita dapat memutar berbagai konstanta torsi (mulai dari spaghetti lemas hingga balok baja I yang kaku). Sekarang kita mengerahkan kekuatan samping pada seluruh alat ini yang hanya sedikit kurang dari batas ban tunggal (yaitu, jika hanya ada satu patch kontak ban di tanah, itu akan hampir meluncur, tetapi dengan dua tidak).

Sekarang putar bilah goyangan ajaib ke pengaturan kekakuan mendekati nol dan benturkan satu roda (mis., Angkat bidang kontaknya dari tanah secara tiba-tiba) sementara kekuatan ke samping berlanjut. Roda lawan hampir sepenuhnya tidak terpengaruh oleh benturan ini sehingga tambalan kontak bannya tidak terganggu. Karena kami memilih dengan hati-hati gaya menyamping menjadi kurang dari yang diperlukan untuk mendorong ban ke samping, sistem tidak terpengaruh.

Sekarang atur magic sway bar untuk kekakuan yang efektif tanpa batas. Sekarang, ketika kita mengangkat satu roda, roda lainnya juga terangkat. Karena kedua ban kehilangan kontak, seluruh sistem mulai meluncur ke samping.

Kenyataannya, tentu saja, di suatu tempat di antara keduanya, tetapi eksperimen pemikiran semacam ini menunjukkan: jika Anda mengangkat satu roda, batang ayun akan mencoba mengangkat yang lain juga. Ini mengakibatkan seluruh ujung mobil merasa seperti longgar.

Contoh kehidupan nyata praktis: ketika saya memiliki FWD Integra, saya mencoba eksperimen yang tepat ini. Bar goyangan belakang saya memiliki tiga pengaturan yang memungkinkan saya untuk mengontrol kekakuan (mereka benar-benar memengaruhi pengungkitan yang dimiliki oleh sisa suspensi pada goyangan batang tetapi hasilnya efektif sama). Ini memberi saya empat kemungkinan pengaturan kekakuan untuk bereksperimen: tanpa bilah + tiga pilihan bilah yang semakin kaku. Ada satu jalan khusus di dekat sini yang bisa saya gunakan untuk mencoba belokan legal yang ketat . Apa yang saya temukan adalah bahwa meningkatkan kekakuan akan menurunkan kualitas perjalanan melewati gundukan dan meningkatkan perasaan bahwa ujung belakang akan melompat keluar (mencoba oversteer).

Menambahkan bar bergoyang akan menghasilkan perjalanan yang lebih keras

Saya sudah mencoba menjelaskan mekanika dengan grafik berdampingan ini :

Penjelasan

• Ketika roda bertemu dengan parit, berat kendaraan pada roda itu akan menyebabkannya membelok ke bawah. Hal ini menyebabkan pegas suspensi memanjang, menyebabkan gaya resistif untuk bertindak dalam arah yang berlawanan.

• Menambahkan bar bergoyang memperkenalkan kekuatan resistif tambahan dalam campuran, yang mengurangi jumlah gaya pegas-resistif. Ini menghasilkan defleksi pegas yang lebih kecil dibandingkan ketika tidak ada goyangan batang yang hadir.

• Lebih sedikit defleksi pegas berarti bahwa bodi kendaraan akan ingin mengikuti roda ke dalam lubang lebih banyak daripada ketika batang ayun tidak ada.

Karena gambar bernilai ribuan kata

Ini adalah efek dari sway bar

Tidak mengherankan bahwa bar bergoyang dan off-road jarang berjalan bersama

Anda ingin sasis menjadi sedikit dapat diputar dan fleksibel.

Bagian lain akan mudah pecah karena tekanan.

Sebenarnya goyangan batang dikunci ke sasis pada suatu titik di dekat lengan kontrol yang lebih rendah (di depan, pada subframe). Oleh karena itu pada dasarnya membuat setiap sudut lebih kaku, secara individual. Jadi dengan itu dikatakan, ada posisi "nol" (di mana penskorsan adalah ketika mobil diparkir), sehingga semakin jauh penskorsan menjauh dari posisi nol itu, baik positif atau negatif, semakin banyak hambatan yang ada (saya kira Anda bisa menganggapnya seperti bilah?). Jadi jika Anda memiliki goyangan berdiameter kecil, tikungan dengan mudah memungkinkan lebih banyak suspensi perjalanan, di mana ketika Anda masuk ke beberapa goyangan berdiameter lebih besar, roda hanya akan tinggal di udara (pada dasarnya di posisi nol) jika ada di Lubang. Tujuannya di sini adalah benar-benar menambah atau menghilangkan cengkeraman, biasanya ketika suspensi dimuat. Semakin lunak pengaturan,

http://speed.academy/how-swaybars-work/

Semua ini tentu saja dengan mempertimbangkan tujuan dari bar Ant-sway. Jelas itu adalah fitur keamanan kontrol yang akan berperan pada kecepatan yang lebih tinggi atau dalam situasi tanggap darurat untuk mencegah roll dan mempertahankan kontrol. Itu telah dikatakan. Ya, desain standar Ant-Sway bar berdampak negatif pada kenyamanan berkendara karena membatasi tujuan desain suspensi independen. Menariknya, Jeep Wranglers yang lebih baru sekarang memiliki fitur di mana bar bergoyang dapat terputus dari dalam kabin pengemudi. Menarik juga untuk dicatat bahwa nanti model Royals Royce sekarang memiliki " Active Sway Bar " yang dirancang untuk memungkinkan pergerakan bebas dari suspensi hingga titik tertentu.salah satu fitur desain yang memungkinkan untuk karakteristik kendaraan yang sangat nyaman dan adaptif.

Jadi sementara sway bar adalah fitur keselamatan, mereka dengan cepat menjadi area yang membutuhkan pembaruan desain agar bekerja dengan baik dengan suspensi yang lebih aktif saat ini.