Непідресорна маса – один з термінів, який часто використовується в автомобілях, але маловідомий простому любителю. Зазвичай він згадується в контексті заміни дисків на більш легкі, але саме поняття непідресореної маси помітно ширше. Тож, що це таке, і на що впливає цей параметр?
Що таке непідресорна маса?
Зрозуміти, що таке непідресорна маса, нескладно: це маса, яка не підтримується ресорами або іншими несучими елементами підвіски. Тобто, все, що несе на собі підвіска – це підресорна маса: в неї входять кузов, рама, силовий агрегат і інші елементи верхньої частини автомобіля. Тим не менш, що знаходиться нижче амортизаторів і пружин – це непідресорна маса.
У число складових непідресореної маси входять диски, шини, гальмівні механізми, ступичні підшипники і самі ступиці, приводні вали, півосі, ШРУСи, балки і мости підвіски, а також самі пружини і амортизатори – і ресори, звичайно. В англійській мові термін непідресорна маса звучить як «unsprung mass» – тобто, «безпружинна маса», що дещо простіше для розуміння.
На що впливають непідресорні маси?
Щоб повноцінно відповісти на це питання, варто розуміти, що безпружинна маса – це не монолітний вантаж, підвішений знизу на автомобіль, а поєднання різних деталей і елементів конструкції, що виконують різні функції. Однак в цілому вона впливає на такі характеристики автомобіля:
- Плавність ходу;
- Стійкість і стабільність автомобіля;
- Витрата палива і динамічні характеристики.
Як непідресорні маси впливають на плавність ходу?
Пояснити це просто: при наїзді на дорожню нерівність колесо і інші елементи непідресореної маси піднімаються вгору, передаючи певне зусилля. Воно частково гаситься елементами підвіски, а частково передається на кузов – і від співвідношення маси кузова і непідресореної маси залежить те, наскільки відчутним буде зусилля. Умовно кажучи, якщо стукнути два м’ячі один з одним, сильніше зрушиться той, який буде легшим. Аналогічна ситуація і тут: чим менша буде непідресорна маса щодо підресорної, тим менше буде відчуватися зусилля, що передається на кузов. Ну а змінювати це співвідношення можна тільки за рахунок зменшення непідресореної маси, оскільки збільшувати заради цього масу самого автомобіля ніхто не стане.
Приклад неоптимального співвідношення непідресореної і підресореної мас можна відстежити на прикладі пікапів. У них вантажний відсік розрахований на перевезення порівняно великих вантажів, і коли кузов порожній, безпружинна маса надає помітно більший вплив, ніж могло бути в ідеальних умовах: в результаті автомобіль, підстрибує на нерівностях і не забезпечує великого комфорту. Коли ж кузов завантажений, підресорена маса виростає, і її співвідношення з непідресореною стає більшою – а значить, поліпшується комфорт і плавність ходу.
Як безпружинні маси впливають на стійкість та стабільність автомобіля?
Ці показники безпосередньо є наслідком попереднього пояснення про вплив непідресореної маси на підресорену і їх взаємних відносин. Все просто: в момент наїзду на перешкоду безпружинна маса рухається вгору, і колесо розвантажується, а то і зовсім відривається від дороги. Чим вища при цьому безпружинна маса щодо підресореної, тим довше колесо буде знаходитися в такому «підвішеному» стані, і навпаки – чим важчий автомобіль щодо безпружинних мас, тим він швидше «притискає» їх назад до дороги.
Продовжуючи приклад з пікапами, можна провести аналогічну паралель. Порожній пікап, рухаючись по нерівній дорозі, буде більше підстрибувати на нерівностях, і в повороті ці вертикальні коливання будуть помітно впливати на стійкість автомобіля: корму буде переставляти, зносити або відводити в бік. Якщо ж заповнити кузов вантажем, вертикальні коливання кузова знизяться, і автомобіль буде впевненіше поводитися в повороті, помітно менше розвантажуючи колеса на нерівностях: це означає, що зростуть показники стійкості, стабільності і, в якійсь мірі, керованості.
Як непідресорна маса впливає на витрати палива та динамічні характеристики?
На ці показники найбільше впливає не вся непідресорна маса як така, а насамперед елементи, які перетворюють крутний момент в рух – шини, диски і приводні вали, які у випадку із залежною підвіскою також вважаються частково непідресореною масою. Тут діє простий принцип: більш важке колесо або вал важче розкрутити і забезпечити йому постійне обертання. Тому як і приводні вали, так і колеса намагаються зробити легкими, зберігши показники міцності і надійності.
У випадку з валами це можна ілюструвати появою карбонових карданних валів, ну а колеса як один з найбільш легкозамінних елементів конструкції – буквально безмежне поле для тюнінгу і вдосконалення. Тут і легкосплавні та ковані диски, і диски з карбону, і більш енергоефективні шини з меншою масою і зниженим опором кочення.
Взаємозв’язок коліс з витратою палива і динамічними характеристиками очевидний: чим легше колесо, тим простіше і швидше його буде розкрутити – відповідно, на це буде потрібно менше витрат енергії і менше часу, що означає меншу витрату і кращу динаміку автомобіля.
Висновок
Узагальнюючи і підсумовуючи все вищесказане, можна зробити головний висновок: зусилля інженерів спрямовані на максимальне зменшення непідресореної маси. Збільшення взаємозв’язку підресореної і непідресореної маси не можна здійснити за рахунок збільшення підресореної маси, а це значить, що єдиний спосіб реалізувати бажане ставлення – зменшити безпружинну. Саме тому в сучасних автомобілях ми бачимо алюмінієві підвіски, ковані диски, незалежні підвіски, що виключають з непідресореної маси балки, мости і кардани, і інші технічні рішення, спрямовані на зниження її маси.
Джерело: https://www.kolesa.ru/article/chto-takoe-nepodressorennaya-massa-i-na-chto-ona-vliyaet
