Компаниите за окачване продължават да разработват своите продукти чрез намаляване на теглото и подобряване на производителността.

ефективността

Всеки ден компаниите за спиране намират нови начини за оптимизиране на своите продукти. Независимо дали става въпрос за намаляване на теглото или създаване на нов пролетен дизайн, компаниите непрекъснато работят за подобряване на системите за окачване, за да отговорят на непрекъснато нарастващите нужди на своите клиенти.

Ашли Дъдинг, директор инженеринг в Hendrickson’s Truck Commercial Vehicle Systems, Woodridge, IL, казва, че има много фактори, които компаниите за окачване трябва да имат предвид при проектирането на продукт. Прилагането на превозното средство е първият фактор, който трябва да се има предвид, тъй като той ще определи кой тип окачване, като въздух срещу пружина, трябва да се използва. Dudding продължава, че различни показатели за производителност, включително издръжливост и стабилност на ролката, също са важни аспекти, които трябва да се вземат предвид.

Пролет срещу гума срещу въздух

В зависимост от вида на приложението, в което ще бъде използвано превозно средство, се определя дали въздушното, пружинното, гуменото или друг тип окачване ще са най-подходящи. Всеки тип е проектиран да предлага възможно най-добрата ефективност при каране, но как те са в състояние да се справят с различни среди е ключовият взимащ решение.

Hutchens Industries (Hutchens), Springfield, MO, проектира механични стоманени пружинни окачвания, често наричани пружинни окачвания, за магистрални ремаркета. Рус Бразеал, вицепрезидент по инженеринг в Hutchens, казва, че компанията се фокусира върху този тип технологии, тъй като макар да е по-стара технология, тя също е доказана. Пролетните окачвания предлагат минимални първоначални инвестиции и по-ниска дългосрочна поддръжка. Brazeal казва, че докато се поддържат крепежните елементи, окачването по принцип не изисква поддръжка, докато въздушното окачване има въздушни системи и въздушни възглавници, които могат да бъдат по-податливи на повреди.

С механично пружинно окачване самите пружини са основният абсорбатор на енергия. Триенето между пружинните листа, плоските стоманени пластини и нарязани на различни дължини, след което се закрепват заедно с болтове, или в самото окачване изолира товара от пътя, за да поддържа превозното средство стабилно и операторът да се чувства комфортно. Този метод на самозаглушаване елиминира необходимостта от амортисьори като тези, които се намират във въздушните окачвания, казва Brazeal.

Dudding отбелязва, че пружинните окачвания предлагат по-постоянна скорост на пружината, което означава, че когато камионът е празен, скоростта на пружината е подобна на тази, когато камионът е напълно натоварен. Това изисква скоростта на пружината да бъде достатъчно висока, за да осигури добри характеристики на стабилност на ролката, когато е напълно натоварена, които могат да бъдат по-високи от идеалните, когато са в празно състояние. Това понякога може да доведе до неудобно, твърдо пътуване за операторите на превозни средства, поради което Hendrickson разработи своите гумени пружинни окачвания за превозни средства, които се използват както на пътя, така и извън него, като самосвали.

Гумените пружини се отличават с нелинейна, силно променлива скорост на пружината, казва Дъдинг. Те осигуряват по-ниска пружинна скорост, когато камионът е празен, за да осигури на оператора на превозното средство по-добро пътуване. След като камионът е натоварен, скоростта на пружината се увеличава, за да осигури по-висока стабилност на търкаляне, особено важно при превозни средства с висок център на тежестта. Това hleps осигурява комфортно пътуване както при натоварени, така и при ненатоварени условия. Дъдинг казва, че гумените окачващи системи „имат много артикулация, така че имат много добра офроуд мобилност“.

Това е важно, когато се работи в минно приложение, например, когато пътните настилки обикновено са грапави и камионите са натоварени много с материал за транспортиране, казва Дъдинг. При този тип приложение високата стабилност на ролката е от ключово значение за избягване на преобръщане, когато транспортираният материал се разтоварва. „[Гумените окачвания] имат крива на пружинен дебит, че с увеличаване на натоварването върху тях те развиват много висока стабилност на търкаляне,“ казва Дъдинг.

Както Dudding, така и Brazeal отбелязват, че въздушните окачвания са се увеличили в популярността си за приложения на магистралата през годините. Дъдинг казва, че това е така, защото шофьорите в шосейните превозни средства са много чувствителни към комфорта и динамиката на високоскоростните превозни средства. Окачването с въздушно пътуване е в състояние да осигури комфорт, независимо дали автомобилът е празен или натоварен, „тъй като въздушната пружина се променя и ви дава оптимизирана скорост на пружината независимо от натоварването на шасито“, казва Дъдинг. Тъй като шосейните превозни средства обикновено нямат толкова висок център на тежестта, те не се нуждаят от окачване, което осигурява толкова висока стабилност при търкаляне. Работният цикъл също е по-малко тежък, което позволява въздушното окачване да продължи по-дълго, отколкото би могло да се използва при офроуд приложения.

Създаване на по-леки окачвания

От години компаниите за окачване работят за оптимизиране на своите продукти, като проектират системи за окачване с по-малко тегло. „Всички сме в надпревара до Луната, за да намерим най-лекото окачване“, казва Бразел.

Brazeal казва, че Hutchens използва стомана с по-голяма якост, за да помогне за създаването на по-леко окачване. Стоманата с висока якост позволява на компанията да намали количеството стомана, което използва, като същевременно получава същата желана товароносимост и издръжливост. Помага и за намаляване на разходите, тъй като разходите за материали са нараснали през последните няколко години.

Стоманата с по-висока якост се използва както в рамката, така и в пружините на окачването. За изворите са необходими по-малко листа, което според Brazeal осигурява значително спестяване на тегло. „[Окачвания] преди няколко години може да са използвали пружина с 10, 12 или 14 листа“, казва Бразеал. „Днес те могат да използват дву- или трилистна пружина.“

Използването на гумена пружинна технология също може да помогне за намаляване на теглото на окачванията. Хендриксън работи с гумени пружини от няколко години. Проектирани да заменят плоските листови пружини, използвани в традиционните окачвания, гумените пружини са в състояние да носят същия товар като стоманената пружина, но тежат много по-малко. „Буквално спестявате стотици килограми само в изворите“, казва Дънинг. Механичното окачване със стоманени пружини може да тежи между 1200 и 1400 паунда за 46 000 фунта. окачване на капацитета. Окачването с гумени пружини обаче ще тежи по-малко от 900 паунда, казва Дънинг.

LORD Corp., Cary, NC, установи, че процесът на свързване след вулканизация (PV) може да предложи спестяване на тегло и за окачване. PV свързването (виж страничната лента, стр. 24) обикновено се използва за залепване на втвърден каучук към себе си или към компонент в ситуации, когато компонент, като система за окачване, е твърде голям, за да се побере в традиционния процес на залепване от каучук към метал, казва Тод Уолис, мениджър автомобилен маркетинг, Америка в LORD Corp.

Уолис казва, че в миналото нещо като стабилизатора на окачването обикновено е изисквало болтове, скоби или други закрепващи устройства, за да прикрепи щангата към рамката на превозното средство или други компоненти. Процесът на PV свързване обаче позволява стабилизаторът да бъде поставен без допълнителните парчета. Елиминирането на необходимостта от болтове или скоби за закрепване на стабилизатора помага да се намали общото тегло на системата за окачване.

Регулаторни ефекти

Въпреки че създаването на продукт с по-малко тегло винаги е било една от основните цели в дизайна на окачването, през последните няколко години става все по-важно. И двамата Brazeal и Dudding отбелязват, че полезният товар е важен фактор, който трябва да се има предвид, тъй като, особено за автомобилите на магистрала, договорите се основават на това колко продукт може да бъде транспортиран за определен период от време. Увеличаването на разходите за гориво и прилагането на регламентите за емисиите през последните няколко години оказват влияние върху полезния товар, което изисква от производителите на превозни средства да намерят начини за облекчаване на тези ефекти.

Повишеното тегло на двигателите, отговарящи на емисиите, доведе до необходимост от намаляване на теглото на друго място на превозно средство, като например на ремаркето или окачването. Дъдинг отбелязва, че някои превозни средства са добавили 400 килограма тегло, за да отговарят на разпоредбите за емисиите. „Виждали сме много дейности за смекчаване на наддаването на тегло благодарение на регламентите за нивото“, казва той.

Наскоро въведената FMVSS 121 регулиране на намаленото разстояние за спиране за автомобилите на магистралата също е оказала известен ефект върху окачването. За да се изпълни регулацията спирачките се увеличиха по размер. Проектиран с мисълта за FMVSS 121, Hendrickson разработи своите оси STEERTEK NXT, които осигуряват спестяване на тегло до 47 паунда, като същевременно приспособяват по-високите спирачни въртящи моменти, необходими за постигане на регулирането на намаленото спирачно разстояние, казва Дъдинг.

Военни приложения

Както всяко превозно средство извън магистралата, тези, предназначени за военни приложения, имат изключително неравен терен за маневриране. Проектирането на безопасно и трайно окачване е особено важно, тъй като военните превозни средства често работят в ситуации на живот или смърт.

Магнитореологичните (MR) течни суспензии на LORD Corp. използват MR течност в амортисьорите, за да осигурят силно отзивчиво, активно амортизиране в много по-широк диапазон на управление, казва Джеймс Якел, мениджър за бизнес развитие в LORD Corp. Амортисьорите, съчетани с централен електронен контролер, позволява на системата за окачване да се адаптира към терена, по който се движи превозното средство, като се приспособява при необходимост към различните нива на вибрации, удар или движение. „Системата е проектирана да подобри значително ефективността на типичното военно превозно средство, намалявайки времето, необходимо за изпълнение на мисии, като предлага подобрена безопасност и контролирани скорости“, казва той.

Компанията е проектирала MR окачването, за да замени лесно пасивните амортисьорни системи за окачване, използвани в момента от много военни превозни средства. Yakel казва, че пасивните системи, които използват амортисьори, не се приспособяват към променящите се условия при шофиране на терена, както прави активната система, причинявайки дискомфорт и умора при пътуване на пътниците в автомобила. Способна да се побере в същото пространство като пасивен амортисьор, системата MR течност наистина тежи малко повече поради плътността на течността и по-тежката конструкция. Yakel обаче отбелязва, че подобреният контрол на преобръщане, осигурен от MR окачването, позволява други компоненти, като ролка или стабилизаторни пръти, да бъдат намалени в тегло или напълно елиминирани.

Хендриксън работи с AxleTech International, Троя, Мичиган, за разработване на система за окачване, специално за превозни средства, защитени от засада (MRAP) на Navistar. Системата за окачване MaxxPro Dash е независима система за окачване с високоскоростни планетарни задвижващи оси. Dudding казва, че независимото окачване позволява много големи ходове на колелата, достигащи +/- 7 инча за 14 инча от общия ход, докато типичното конвенционално пружинно окачване може да предложи +/- 3 инча. Увеличеният ход на колелата осигурява добра офроуд мобилност, което позволява на автомобила да се съчетава над терена с лекота. Той също така създава мека пружинна скорост за добра изолация и качество на возене. С независимото окачване има и висока стабилност на първичното търкаляне, казва Дъдинг, което позволява на автомобила да поддържа баланса си.

Бъдещи тенденции

Оптимизацията ще продължи да бъде целта и предизвикателството при дизайна на окачването. Постоянните усилия за намаляване на теглото ще бъдат от ключово значение, както и повишаване на надеждността на окачванията.

Дъдинг казва, че заедно с оптимизацията на теглото и производителността, винаги ще има разследвания за нови технологии или намиране на начин да направят съществуващите технологии да работят в други приложения. Например, високоскоростната планетарна ос на Hendrickson и независимата система за окачване са насочени към военни приложения, но Dudding отбелязва „ще видите, че част от тази технология мигрира в специални превозни средства като пожарни автомобили“ или други превозни средства с изисквания за висока производителност.

„Предизвикателствата винаги са изборът на правилното окачване, като същевременно се поддържа безопасно, стабилно превозно средство, което ще носи товара“, казва Brazeal, „и осигуряване на очакваната трайност, като същевременно се поддържат минимални тегло и разходи.“

Кинематиката е ключов фактор, който трябва да се има предвид при проектирането на система за окачване. Известни също като кинематични и параметри на съответствие (K и C), тези показатели, като стабилност на търкаляне и скорост на пружината, характеризират работата на окачването.

Контролирането на кинематиката е важно, казва Ашли Дъдинг от Hendrickson, защото те гарантират, че автомобилът има добро поведение при управление по всяко време. Ако превозното средство изведнъж се наложи да се укрие, аварийната маневра, добра кинематика, ще гарантира, че превозното средство може да направи това безопасно. Например, управлението в центъра е много важно за шосейните превозни средства. Добрите K и C характеристики помагат на превозното средство да се движи прави, а не да се лута, което изисква корекция на водача.

Процесът на залепване (PV) на LORD Corp. осигурява по-лесен метод за залепване на големи или сложни компоненти, които не се вписват в традиционния процес на залепване от каучук към метал. Използвано за свързване на втвърден каучук със себе си или с компонент, PV свързването е добра алтернатива на механичното закрепване. Тод Уолис, мениджър за автомобилен маркетинг, Америка, казва, че това е така, защото механично закрепените части могат да се откачат или да се счупят с течение на времето, засягайки продължителността на живота на продукта.

Дан Адам, New Business Development, LORD Corp., казва, че PV свързването позволява предварително формоване на гумени части, което улеснява прикрепването им към други части. Уолис добавя, че вместо да използва триене за задържане на парчета, PV свързването всъщност свързва частите заедно.

Търсенето на по-висока производителност и по-екстремни експлоатационни условия увеличиха използването на PV свързване на окачващи системи през последните няколко години. Адам казва, че с конските сили получаването на по-високи окачвания трябва да носи по-голяма тежест. „Механичните крепежни елементи просто не могат да пренасят товара, без да се разхождат или отдалечават от металните части“, казва той.