Неподрессоренная масса автомобиля что
Что такое неподрессоренная масса, и на что она влияет
Неподрессоренная масса – один из терминов, часто используемых в тест-драйвах и материалах о доработке автомобилей. Обычно он упоминается в контексте замены дисков на более легкие, но само понятие неподрессоренной массы заметно шире. Разбираемся, что это такое, и на что влияет этот параметр.
Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее входят кузов, рама, силовой агрегат и прочие элементы «верхней части» автомобиля. Все же, что находится «ниже амортизаторов и пружин» – это неподрессоренная масса, причем сами несущие элементы подвески тоже добавляют к неподрессоренной массе часть веса.
В число составляющих неподрессоренной массы входят диски, шины, тормозные механизмы, ступичные подшипники и сами ступицы, приводные валы, полуоси, ШРУС, балки и мосты подвески, а также сами пружины и амортизаторы – и рессоры, конечно. К слову, в английском языке термин «неподрессоренная масса» звучит как « unsprung mass » – то есть, «неподпружиненная масса», что несколько проще для понимания.
Чтобы полноценно ответить на этот общий вопрос, стоит понимать, что неподрессоренная масса – это не монолитный груз, подвешенный снизу на автомобиль, а сочетание разных деталей и элементов конструкции, выполняющих разные функции. Однако в целом она влияет на следующие характеристики автомобиля:
устойчивость и стабильность автомобиля;
расход топлива и динамические характеристики.
Начнем с простого: неподрессоренная масса как таковая влияет на плавность хода. Объяснить это просто: при наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
Эти показатели напрямую проистекают из предыдущего объяснения о воздействии неподрессоренной массы на подрессоренную и их взаимного отношения. Все просто: в момент наезда на препятствие неподрессоренная масса движется вверх, и колесо разгружается, а то и вовсе отрывается от дороги. Чем выше при этом неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем дольше колесо будет находиться в таком «подвешенном» состоянии, и наоборот – чем тяжелее автомобиль относительно неподрессоренных масс, тем он быстрее «прижимает» их обратно к дороге.
Продолжая пример с пикапами, можно провести аналогичную параллель. Пустой пикап, двигаясь по неровной дороге, будет больше подпрыгивать на неровностях, и в повороте эти вертикальные колебания будут заметно влиять на устойчивость автомобиля: корму будет переставлять, сносить или уводить в сторону. Если же заполнить кузов грузом, вертикальные колебания кузова снизятся, и автомобиль будет увереннее вести себя в повороте, заметно меньше разгружая колеса на неровностях: это значит, что вырастут показатели устойчивости, стабильности и, в какой-то мере, управляемости.
На эти показатели более всего влияет не вся неподрессоренная масса как таковая, а прежде всего элементы, преобразовывающие крутящий момент в движение – шины, диски и приводные валы, которые в случае с зависимой подвеской также считаются частично неподрессоренной массой. Здесь действует простой принцип: более тяжелое колесо или вал труднее раскрутить и обеспечить ему постоянное вращение. Поэтому как приводные валы, так и колеса стараются сделать легкими, сохранив показатели прочности и надежности.
В случае с валами это можно иллюстрировать появлением карбоновых карданных валов, ну а колеса как один из самых легкозаменяемых элементов конструкции – буквально бесконечное поле для тюнинга и улучшения. Здесь и легкосплавные и кованые диски, и диски из карбона, и более энергоэффективные шины с меньшей массой и сниженным сопротивлением качению.
Взаимосвязь колес с расходом топлива и динамическими характеристиками очевидна: чем легче колесо, тем проще и быстрее его будет раскрутить – соответственно, на это потребуется меньше затрат энергии и меньше времени, что означает меньший расход и лучшую динамику автомобиля.
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, можно сделать главный вывод: усилия инженеров направлены на максимальное уменьшение неподрессоренной массы. Увеличение отношения подрессоренной и неподрессоренной массы нельзя осуществить за счет увеличения подрессоренной массы, а это значит, что единственный способ реализовать желаемое отношение – уменьшить неподрессоренную. Именно поэтому в современных автомобилях мы видим алюминиевые подвески, кованые диски, независимые подвески, исключающие из неподрессоренной массы балки, мосты и карданы, и другие технические решения, направленные на ее снижение.
Физика подвески и рулевого управления. Часть 2. Соотношение подрессоренных и неподрессоренных масс
Очень часто приходится натыкаться на гаражные дебаты о соотношениях мощность/вес, развесовка перед/зад, о высоком или низком центре тяжести. Всё это, конечно, очень важно и в конечном счёте нужно учитывать при постройке или доводке авто. Но сегодня мы затронем тему, которую обычно почти не касаются, а именно соотношение подрессоренных масс к неподрессоренным.
Почему эта тема актуальна? В первую очередь потому, что любой мало-мальски серьёзный тюнинг (исключение разве что чип-тюнинг) приводит к изменению этой величины, ибо вводятся новые элементы. К примеру, установка других колёс, замена суппортов и тормозных дисков приводит к изменению неподрессоренных масс. Облегчение салона или элементов кузова, свап мотора, замена коробки или дифференциала приводят к изменению подрессоренных масс.
Немного определимся с понятиями:
Неподрессоренные массы — это массы элементов автомобиля, имеющих практически линейную зависимость поведения от сил, порождаемых дорожным покрытием.
Если же сошлёмся на Википедию:
Неподрессо́ренная ма́сса — понятие, применимое к наземным средствам передвижения, имеющим подвеску, которое обозначает массу, включающую массу колес и других деталей, крепящихся непосредственно к ним (дисков, шин, элементов тормозной системы, находящихся на колесе).
Подрессоренные массы — это массы элементов автомобиля, подвешенных на гасящих элементах. Сами же гасящие элементы (пружины, амортизаторы, рессоры) относят, как правило, к неподрессоренным массам.
Википедия утверждает, что подрессоренная масса — это масса автомобиля за вычетом неподрессоренных, что тоже верно.
Итак, обозначим эти массы как m(нпр) и m(пр) соответственно.
Соотношение этих масс пусть обзовём f, т.е.
f = m(пр) / m(нпр)
Теперь немного разберёмся, что реально имеет смысл в этом вопросе, а что не столь важно. Те, кто сталкивался с данными понятиями, частенько поговаривают о том, что облегчение неподрессоренных масс приводит к улучшению плавности хода и управляемости. Это утверждение верно, но от части. Иными словами это имеет место быть, когда облегчается только неподрессоренная масса. На практике же может меняться и то, и другое, и всё вместе. Поэтому правильно было бы выразиться так:
Увеличение соотношения подрессоренных масс к неподрессоренным приводит к улучшению способности подвески отрабатывать на неровных поверхностях без потери пятна контакта, более своевременной реакции и снижению нагрузки на автомобиль, что в свою очередь приводит к улучшению управляемости и комфорта.
Уменьшение соотношения подрессоренных масс приводит к повышению вероятности отрыва колёс на неровной поверхности, запаздыванию реакции и увеличению нагрузки на подвеску и кузов в целом, что соответственно приводит к ухудшению управляемости и комфорта.
Два крайних случая: автомобиль на воздушной подушке (соотношение достаточно высокое) и телега с валами на подшипниках (соотношение очень низкое).
Всё это связано с моментами инерции, которые развивают элементы. Чем больше соотношение, тем меньше передаётся сил как таковых на основную массу автомобиля, что позволяет устанавливать более жёсткую и быструю по времени реакции подвеску.
Яркие примеры:
— комфортабельные и управляемые немцы Мерседес, БМВ, Вольво, вес которых преобладает над весом неподрессоренных масс, несмотря на большие и широкие колёса, здоровые суппорта и тормозные диски, чугунные рычаги и тому подобное. Всё это приходится компенсировать установкой более мощных силовых агрегатов.
— легкие корейские и японские хэтчбэки (особенно, наверное, выделяется Хонда), в которых подвеска сделана из целого набора рычагов чуть ли не из листового металла, с маленькими тормозными дисками, крохотными суппортами и легкосплавными дисками маленького диаметра.
Интерсные данные ходят по сети:
Снижение веса колёс на 1 килограмм с точки зрения динамики эквивалентно уменьшению массы в салоне автомобиля приблизительно на 1.5 кг. С точки зрения комфорта — на 10. Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого всего на 2 килограмма (что в сумме дает 8 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в неё сел пассажир весом 80 кг., и так же быстро как будто из салона выкинули 12 кг (а пассажир не садился вовсе).
Если капнуть эту тему глубже, то можно понять, насколько изменение веса и конструкции конкретных элементов влияет на увеличение соотношения масс, ибо в плане физики всё гораздо сложнее, и необходимо не только слепо изменять соотношение в большую сторону, но и понимать, насколько это отражается на развесовке по осям и насколько стоит изменить регулировку упругих элементов на каждой отдельной оси.
Но, думаю, чтобы осознать важность данного соотношения, написанного мною сегодня достаточно.
Матчасть 17. Подрессоренные и неподрессоренные массы
Доброе утро, любители пошевелить извилинами, и те кто просто случайно попал сюда)
по просьбам трудящихся мы сегодня «покурим» пятничную тему, которая проста и ненавязчива)
Для простого обывателя выдам сразу простое определение: все что на подвеске, то подрессоренное, что не болтается на подвеске, то не подрессоренное.
то есть в момент езды, подрессоренная скачет, а не подрессоренная повторяет все неровности, для тех кто не понял о чем я, пойдем в картинку
просто, наглядно без заморочек
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:15
К неподрессоренным массам относятся: колеса, шины, ступицы колес, тормозные барабаны или диски, рессоры, рычаги подвески, амортизаторы и пружины.(согласно стандарту DIN торсионные валы — уже подрессоренная масса)
Вес стабилизатор поперечной устойчивости 50/50 то есть половина засчитывается туда, половина туда(чуть позже вы поймете зачем)
Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность.
В общем случае, чем больше неподрессоренная масса — тем хуже плавность хода, и напротив — чем она меньше, тем ход автомобиля плавней. Точнее говоря, всё зависит от соотношения подрессоренной и неподрессоренной масс.
При наезде колеса на дорожную неровность оно поднимается и передает усилие на кузов, действуя через упругий элемент. Воздействие этого перемещения колеса на перемещение кузова зависит от того, насколько кузов тяжелее колеса и всего, что соединено с ним, — другими словами, от соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс. Чем меньше величина неподрессоренных масс, тем меньшее воздействие на плавность хода оказывает движение по неровной дороге. Это явилось основной причиной перехода к независимым подвескам, которые не имеют тяжелой балки, соединяющей колеса, и в которых только само колесо и все, что связано с ним, является неподрессоренным.
Большая величина отношения подрессоренных и неподрессоренных масс оказывает влияние не только на плавность хода, но и на способность автомобиля держать дорогу. Чем тяжелее кузов относительно колеса, тем быстрее колесо возвращается на место постоянного контакта, после того как оторвется от дороги при наезде на неровность. Поэтому конструкторы современных автомобилей стремятся максимально снизить величину неподрессоренных масс.
Допустим есть некий автомобиль массой 1300 кг и мощностью 100 л.с.
Стандартное колесо которого имеет массу 16 кг.
Если мы поставим на него колеса массой 11 кг при неизменном диаметре — насколько изменится динамика авто?
Есть следующие мнения на этот счет:
1. Снятие с каждого колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 20 кг.;
2. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно прибавке в 1 л.с.
3. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 1 кг. (т.е. эффекта никакого).
Причина в том, что колесо, кроме того, что движется поступательно с машиной, еще и вращается. И кроме массы имеет момент инерции, то есть к инерции поступательного движения добавляется инерция вращения. Кроме этого все еще зависит от того, за счет чего снижена масса колеса. Если уменьшилась масса частей, близких к оси вращения — эффект меньше, если ближе к ободу — эффект больше.
Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого диска на четыре килограмма (что в сумме дает 16 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели четыре пассажира, но при этом нисколько не потеряет в своих разгонных характеристиках.(если нагрузить в машину 10 кг, то она будет ехать плавнее, а если 450 то еще плавнее)
Тема: Неподрессоренная масса автомобиля
Опции темы
Поиск по теме
Неподрессоренная масса автомобиля
Всем добрейшего времени суток;)
Обратил внимание на то, что многие автолюбители понятия не имеют, что такое неподрессоренная масса автомобиля и с чем её едят?
Вчера, после очередного вопроса, не найдя даже такого упоминания на форуме, где обсуждают касалось бы всё до полнейших мелочей. решил заняться просвещением народа;)
А учитывая, что ссылочки народишко не очень уважает, постараюсь изложить основные тезисы.
— устойчивость и стабильность автомобиля;
— расход топлива и динамические характеристики.
Почему мы говорим о колесе? Потому что многие из Вас сейчас в раздумиях, какую резину взять, возможно комплект дисков. Как правило учитываются многие факторы, но мало кто обращает внимание на их массу, ведь 1 кг на колесо вроде бы не много?
При наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
Все просто: в момент наезда на препятствие неподрессоренная масса движется вверх, и колесо разгружается, а то и вовсе отрывается от дороги. Чем выше при этом неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем дольше колесо будет находиться в таком «подвешенном» состоянии, и наоборот – чем тяжелее автомобиль относительно неподрессоренных масс, тем он быстрее «прижимает» их обратно к дороге.
Взаимосвязь колес с расходом топлива и динамическими характеристиками очевидна: чем легче колесо, тем проще и быстрее его будет раскрутить – соответственно, на это потребуется меньше затрат энергии и меньше времени, что означает меньший расход и лучшую динамику автомобиля.
Так же хочется отметить то, что момент инерции зависит от квадрата расстояния, т.е. те, кто ставят колёса большего диаметра [уточню, я имею ввиду больший наружный диаметр колеса, а не диаметр диска, к примеру замену штатной 245/45/19 на 235/50/19 ] (допустим для увеличения просвета или профиля шины, или просто потому что «выглядит круче») непосредственно влияют на динамику автомобиля, т.к. даже при одинаковой массе колесо большего диаметра раскрутить заметно сложнее.
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:15. Увеличивая это соотношение, можно добиться более высокой плавности хода автомобиля. Это соотношение можно изменить двумя способами: увеличив подрессоренную массу либо уменьшив неподрессоренную. Однако, если увеличивать подрессоренную массу, к примеру, загрузить по максимуму салон автомобиля, то разгонная динамика снизится. А вот уменьшив неподрессоренную массу, можно сохранить и даже улучшить динамику, добившись при этом высокой плавности хода. Добиться этого можно, например, снизив вес колёс.
При соотношении неподрессоренной и подрессоренной масс 1:15, снижение веса колёс на 1 килограмм, с точки зрения комфорта, эквивалентно увеличению массы в салоне автомобиля приблизительно на 15 кг.
Надеюсь, было полезно! Удачи на дорогах!
Наиболее ощутимым достоинством кованых дисков по сравнению с литыми является масса. На самом деле многие оригинальные литые диски весят порядка нескольких десятков килограммов. А вот качественные кованые диски при аналогичном или большем запасе прочности могут быть легче литых в 2-3 раза.
А Вы знаете для чего автомобилю лёгкие диски?
Неподрессоренная масса – это суммарная масса дисков, шин и элементов тормозной системы. Остальные элементы автомобиля, которые удерживаются над землей за счёт подвески, называются подрессоренной массой.
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы имеет важное значение. Сила, с которой неподрессоренные компоненты воздействуют на автомобиль снизу вверх, должна быть компенсирована весом подрессоренной массы. Иначе автомобиль будет терять сцепление с поверхностью дороги и станет неуправляемым.
Помимо управляемости, вес колёс оказывает влияние на динамику разгона и торможения. Чем тяжелее колеса, тем больше энергии и времени понадобится автомобилю для изменения скорости их вращения. Установка лёгких кованых дисков поможет в разы улучшить эти показатели.
Соотношение масс
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет около 1:15. Изменяя это соотношение, можно добиться более высокой плавности хода автомобиля. Это соотношение можно изменить двумя способами:
Увеличением подрессоренной массы;
Уменьшением неподрессоренной массы.
Если увеличивать подрессоренную массу, например, загрузив салон автомобиля, то разгонная динамика заметно ухудшится.
Благодаря замене дисков на более лёгкие, и соответственно, уменьшая неподрессоренную массу автомобиля, Вы улучшите динамику и добьётесь высокой плавности хода.
Уменьшение массы диска на 1 килограмм, с точки зрения динамики, эквивалентно уменьшению массы в салоне автомобиля примерно на 1,5 кг. С точки зрения комфорта – на 10 кг.
Если Вы снижаете вес каждого диска на 2 килограмма (что в сумме дает 8 килограммов), тогда Ваш автомобиль будет ехать так плавно, как если бы в нее сел пассажир весом 80 кг., и так же быстро, будто из салона выкинули 15 кг, а пассажир не садился вовсе.
Выводы
Многие клиенты отмечают большую плавность хода при переходе на увеличенный диаметр дисков. Владельцы спортивных автомобилей получают подтверждение разницы. Некоторые клиенты обращают внимание и на снижение расхода топлива. Автомобиль на самом деле по другому ведет себя на более лёгких дисках. Если пробег Вашего автомобиля несколько тысяч километров и Вы уже к нему привыкли, тогда Вы точно почувствуете, что автомобиль начал быстрее разгоняться, останавливаться и поворачивать.
Читайте так же: Выбор автомобильных дисков. А в следующей статье речь пойдет про Именитые японские диски.
Возможно Вам понравиться
Премиум
Японские диски SSR Vienna Shalk R18 4×114.3, 5×114.3 ET37 8JJ ЦО73 в идеальном состоянии прямо из Японии по доступной цене со 100% предоплатой.
Стильные,мега-крутые,кованные,Японские диски. В идеаольном состоянии.
Японская, легкая, разборная ковка с красивыми полками
Японская свежая, редкая ковка Lowenhard LG6W
Оптимальная цена
Разборные японские кованые диски Weds Kranze R18 5×114.3 высокого качества по доступным ценам без пробега по российским дорогам.
Японская разноширокая ковка +летняя резина в подарок 215/40/18
Знаменитые оригинальные Японские спортивные диски Work CR-KAI В белом цвете из Японии без пробег по россйским дорогам.
Диски кованые прямо из Японии оригинального качества без пробега по российским дорогам.