Koks reikšmingas yra pakeitimas lengvesniais{0}}ratais?

Rato stebulės keitimo esmė – sumažinti spyruoklinę masę (grožis yra antraeilis dalykas).

Kas yra spyruoklinė masė?
Mėlynos linijos žymi kėbulo dalį, raudonos – ratus ir kitas komponentų serijas. Ryšys tarp jų yra geltonos linijos, žyminčios spyruokles, ir žalia dalis, vaizduojanti amortizatorius. Žinoma, tikrame automobilyje taip pat yra keletas pakabos mechanizmų, kurie apriboja ratų judėjimą. Ši dalis čia praleista dėl mano nepatyrimo.
Struktūriškai spyruoklinę masės dalį sudaro paveikslėlyje parodytos raudonos, geltonos ir žalios dalys, būtent (bet tuo neapsiribojant): rato stebulė, padangos (įskaitant varžtus), traukės, spyruoklės, amortizatoriai, traukės, stabdžių mazgas (stabdžių būgnas arba stabdžių diskas + silfonai), o kai kuriems modeliams – transmisijos velenas, bendras tiltelis.
Tiesą sakant, galima mąstyti taip: paveikslas nupieštas taip keistai, kad žmonės, neturintys supratimo apie spyruoklines ir nespyruoklines mases, įsivaizduotų automobilį tokį: automobilį galima padalyti į dvi dalis, viena dalis – tai dalis, kuri rieda į priekį nuo žemės, o nuėmus spyruokles ir amortizatorius vis tiek galima stabiliai pastatyti ant žemės. Ši dalis yra nespyruoklė masė. Kita dalis yra viršutinė konstrukcija, kurioje sėdi keleiviai, o jei bus nuimta pakaba, ši dalis sugrius ir bučiuos žemę. Jame turi būti spyruoklės ir amortizatoriai, kad palaikytų šią dalį. Ir ši dalis yra spyruoklinė dalis. Abi dalys yra sujungtos spyruoklėmis ir amortizatoriais. (Žinoma, spyruoklės ir amortizatoriai paprastai laikomi nespyruokline mase.)

Suprasti tai reiškia suprasti šios problemos pagrindus. Tai taip pat yra priežastis, kodėl manęs netenkina dabartinėse automobilių laikmenose rasti spyruoklinės masės optimizavimo paaiškinimai, ty sukurti šį supaprastintą modelį ir tada galvoti apie spyruoklinės masės optimizavimą. Tai bus daug aiškiau apsvarsčius.

Spyruoklinės masės mažinimo reikšmė
Yra toks posakis: 1 kilogramas spyruoklinės masės, 10 kilogramų nespyruokliškos masės. Tai reiškia, kad sumažinus spyruoklinę masę 1 kg, bus pasiektas optimizavimo efektas, maždaug toks pat, kaip nupjauti 10 kg nuo nespyruoklinės masės. Šis teiginys, žinoma, skleidžiamas tik liaudyje, o tikroji situacija yra sudėtingesnė. Ją reikia svarstyti iš dviejų aspektų: atskirai įvertinant spyruoklinės masės mažinimo duodamą naudą ir kompleksiškai įvertinant spyruoklinių ir nespyruoklinių masių poveikį automobiliui.
Pirmiausia pažiūrėkime, kokį poveikį turės spyruoklinės masės mažinimas.
Tai daugiausia pasireiškia pagreičio ir lėtėjimo našumu.
Štai ką reiškia 1 kilogramas spyruoklinės masės ir 10 kilogramų nespyruoklinės masės.

Principą lengva suprasti. Kaip komponentas, tiesiogiai sujungtas su ašimi, rato stebulės ir padangų sukimosi inercija turi labai tiesioginės įtakos veikimui. Nesvarbu, ar tai 250 AG, ar 280 AG, 350 Nm ar 420 Nm, pirmiausia turite įveikti rato stebulės ir padangų sukimosi inerciją, kad sukimo momentas būtų perduodamas per rato stebulę ir padangas į žemę. Sumažinus rato stebulės ir padangų svorį (įskaitant besisukantį stabdžių diską), galios perdavimas gali būti tiesioginis.

Tačiau vien atsižvelgiant į sukimosi inercijos sumažinimo poveikį pagreičio ir lėtėjimo charakteristikoms, nieko bendro su silfonais ir skersiniais strypais nėra. Kadangi jie nesisuka su ratais, jų trukdymas niekuo nesiskiria nuo nespyruoklinės dalies. Tada kodėl taip galvoja tie, kurie mėgsta keisti dumples ir diskus bei mėgsta juos sverti?
Tai apima kitą svarstymo aspektą.
Spyruoklinės ir nespyruokliškos masės santykis
Tam reikia naudoti supaprastintą modelį, patogiai sukurtą anksčiau.
Automobiliui kelio danga tikrai nėra tokia lygi kaip veidrodis. Jau nekalbant apie įvairias duobes, greičio mažinimo kalnelius, šulinių dangčius, įvairūs akmenys sukels vibraciją, o jei atidžiai stebite asfaltuotą kelią, danga yra gana šiurkšti.
Tačiau patogiame automobilyje jaučiamės kaip šilkiniai. Be minkštesnės spyruoklės ir amortizatoriaus derinio, efektyvi priemonė yra ir spyruoklinės ir nespyruoklinės masės santykio didinimas.
Sunkvežimiai turi tokią įdomią savybę: tuščia transporto priemonė siaubingai dreba, o norint tinkamai važiuoti, ji turi ką nors pakrauti.

Taip yra dėl to, kad padidėjo spyruoklinės ir nespyruokliškos masės santykis.

Grįžkime prie supaprastinto modelio. Visas atšokimas kelyje iš pradžių taikomas neatspyruotajai daliai. Tada nespyruoklinės dalies atšokimas turi paveikti spyruoklinę dalį per spyruokles ir amortizatorius. Nejudančioje būsenoje spyruoklių svoris yra spyruoklinės dalies svoris. Kai neatspyruoklė dalis atšoka, jei spyruoklės susispaudžia arba išsiplečia, tai sutrikdys pusiausvyrą ir sukurs papildomą slėgį. Pagal antrąjį Niutono dėsnį, spyruoklių spaudimas nespyruoklei daliai taip pat bus vienodai taikomas ir spyruoklinei daliai. Šiuo metu yra dvi parinktys (arba gali būti naudojamos abi):

Pirma, padidinkite spyruoklinės dalies masę, kaip ir pakraunant krovinius į sunkvežimį, padidindami spyruoklinės dalies masę, kad susilpnintumėte pagreitį, kurį sukelia per spyruokles perduodamas nespyruoklinės dalies atšokimas. Trumpai tariant, atsimušimą sulaiko transporto priemonės svoris.
Antra, sumažinkite nespyruoklinės dalies masę, kad būtų sumažinta atšokimo jėga, reikalinga neatspyruotosios dalies atšokimui sukurti, kad būtų sumažintas smūgis į spyruoklinę dalį.

Apibendrinant, reikia padidinti spyruoklinių ir nespyruokliškų dalių masės santykį.
Žinoma, ideali situacija yra ta, kad sumažinama ir spyruoklinių, ir nespyruoklinių dalių masė, tačiau neatspyruotosios dalies sumažėjimas yra didesnis nei spyruoklinės dalies. Bendras spyruoklinių ir nespyruokliškų dalių masės santykis vis dar didėja.
Todėl kai kurie žmonės dažnai sako, kad sunkesnė transporto priemonė dideliu greičiu važiuoja stabiliau. Tai kažkiek pagrįsta, tačiau tikslesnis teiginys yra tas, kad spyruoklinių ir nespyruoklinių dalių masės santykis yra didelis, ir jis važiuoja stabiliau.

Nepakeičiamos spyruoklės ir amortizatoriai
Kadangi dalis, jungianti dvi dalis ir atsakinga už atramą, jėgos perdavimą ir smūgio sugėrimą, spyruoklių ir amortizatorių pasirinkimas turi didesnį poveikį. Kiek nespyruoklinės dalies atsimušimo jėga atsispindi spyruoklinėje dalyje, labiau lemia spyruoklės ir amortizatoriai.
Taigi: modifikavimas yra sistemingas inžinerinis procesas, todėl būtina vengti vienpusio{0}}keitimo.