Op het eerste gezicht lijkt de ophanging van een auto vrij eenvoudig. Als de hobbels uiteindelijk minder hobbelig zijn dan is het allemaal goed, toch?
In werkelijkheid heeft het ophangsysteem enorm veel te doen en moeten de componenten bestand zijn tegen een enorme hoeveelheid stress in vergelijking met andere grote systemen in een auto. Het ophangsysteem bevindt zich tussen het frame en de wielen en dient meerdere belangrijke doelen. In het ideale geval absorbeert een goed afgestemde ophanging hobbels en andere onvolkomenheden in de weg, zodat de mensen in de auto comfortabel kunnen reizen. Hoewel dit vanuit het perspectief van een passagier erg belangrijk is, zal de bestuurder bepaalde andere kenmerken van het veersysteem opmerken. Dit systeem is ook verantwoordelijk voor het zoveel mogelijk op de grond houden van de wielen.
De wielen zijn uiterst belangrijk voor prestaties en voertuigveiligheid. De wielen zijn het enige deel van een auto dat de weg raakt. Dit betekent dat ze de stroom naar de grond moeten brengen en tegelijk moeten sturen terwijl ze ook verantwoordelijk zijn voor het stoppen van het voertuig. Zonder een systeem om de hobbels en kuilen in wegen te absorberen, zou het voertuig schudden en wiebelen over een ruw oppervlak en het voertuig in wezen onbruikbaar maken door gebrek aan tractie. Hoewel het veersysteem een geweldige oplossing is voor hobbelige wegen, voegt het veel complexiteit toe wanneer je bedenkt dat de wielen nu verantwoordelijk zijn voor al hun standaardtaken en nu op en neer moeten reizen om schokken te absorberen van stoten tijdens het maken het handvat van het voertuig alsof het niet op veren staat en met elke draai wordt omgegooid.
Dit is de reden waarom het veersysteem erg complex is. Er zijn veel onderdelen bij betrokken en een enkel gebroken of verbogen stuk kan de hele opstelling saboteren.
Hoe werkt het veersysteem?
Voor het grootste deel hebben moderne auto's onafhankelijke ophanging voor- en achterkant, zodat elk wiel onafhankelijk van de anderen kan rijden. Sommige auto's gebruiken echter een meer basale balkas vanwege lagere kosten en eenvoudiger ontwerp. De enige straalassen die nog steeds in nieuwe auto's worden gebruikt, zijn actieve assen. Live-assen hebben een aangedreven wiel aan elk uiteinde en dode assen hebben aan elk uiteinde een vrij draaiende band. Het probleem met achterbanden die niet onafhankelijk bewegen, is dat ze altijd dezelfde hoek behouden ten opzichte van elkaar in plaats van ten opzichte van het wegdek. Dit betekent minder tractie en minder voorspelbaarheid in de afhandeling. Tot de nieuwste iteratie maakte de Ford Mustang gebruik van een actieve as en kreeg zware kritiek omdat hij prestaties offreerde voor nostalgische handling.
Balkassen dragen ook bij aan onnodig onafgeveerd gewicht. Niet-afgeveerd gewicht is gewicht dat niet op de ophanging rust. Gewicht dat op de ophanging rust, wordt veergewicht genoemd. Een laag onafgeveerd gewicht hebben in vergelijking met het afgeveerde gewicht, maakt een auto lichter en levendiger aanvoelend. Het tegenovergestelde zorgt voor een harde rit en een gevoel van minder controle over het voertuig. Als de differentiële stuurkracht naar de wielen via de assen aan het frame of de carrosserie van de auto is bevestigd in plaats van aan de as zelf, is er een aanzienlijk lager onafgeveerd gewicht. Dit is één grote reden, afgezien van de vele andere voordelen van het kunnen bewegen van één wiel zonder de andere wielen sterk te beïnvloeden, waarom onafhankelijke ophanging bijna overal door autofabrikanten wordt aangenomen voor de voor- en achterwielen van hun voertuigen.
Onafhankelijke voorwielophanging maakt het mogelijk dat elk voorwiel op en neer beweegt met de veer en schokdemper vastgebout aan het frame aan het ene uiteinde en een bedieningsarm of een vorkbeen aan het andere uiteinde. Een bedieningsarm is bevestigd aan de voorzijde van het voertuig nabij het midden aan het ene uiteinde van de arm en aan het andere uiteinde van het stuurboord. Een wishbone doet hetzelfde, behalve dat het zich op twee punten aan het frame hecht, waardoor het stuk op een wishbone lijkt. De positionering van elk onderdeel in onafhankelijke voorwielophanging is erg belangrijk omdat de voorwielen moeten sturen en een consistente uitlijning moeten behouden om een veilige werking van het voertuig te garanderen.
Onafhankelijke achterwielophanging maakt gebruik van dezelfde technologie als het front zonder rekening te houden met de stuurdynamiek, omdat de achterwielen meestal niet sturen. Achterwiel- en vierwielaangedreven auto's hebben een differentieel gemonteerd op het frame in het midden van de bedieningsarmen of draagarmen, terwijl voorwielaangedreven auto's een zeer eenvoudige achterwielophanging hebben, waarvoor alleen veren en schokdempers nodig zijn.
Schokdempers en veren bieden alle demping en compressie wanneer de vering beweegt. Veren zorgen voor kracht om het veergewicht van de wielen af te houden en weerstand te bieden aan comprimeren. Schokdempers zijn met olie gevulde cilinders die de ophanging dwingen te comprimeren en in een constante snelheid te decomprimeren om te voorkomen dat de veren op en neer gaan. Moderne schokdempers (of schokdempers) zijn aanslaggevoelig, wat betekent dat ze soepeler zijn bij lichte hobbels en meer weerstand bieden tegen grote hobbels. Zie de veren als waakhonden, klaar om de auto agressief te verdedigen tegen stoten. De schokdempers zouden degenen zijn die vasthouden aan de leibanden van de waakhonden, ervoor zorgen dat ze het werk niet te ver opnemen en meer kwaad dan goed doen.
Veel auto's, met name kleine auto's, maken gebruik van Mac Pherson Struts die zich in het midden van een spiraalveer bevinden en die als schokdempers werken. Dit bespaart ruimte en is ook lichter.
Hoe verhoogt het ophangsysteem het passagierscomfort?
Wanneer het rij- of rijcomfort van een auto goed is, betekent dit dat de ophanging een goede wegisolatie heeft. De ophanging kan indien nodig op en neer bewegen zonder het voertuig te schokken. Net genoeg gevoel vanaf de weg bereikt de bestuurder, zodat ze weten van alle alarmerende wegomstandigheden en een gerommelstrook voelen als ze de schouder van een hogesnelheidsweg binnengaan.
Oudere luxeauto's, in het bijzonder Amerikaanse luxe auto's, hebben de reputatie zo'n soepele ophanging te hebben dat de bestuurder zou voelen alsof ze een boot besturen. Dit is niet optimaal, omdat het voelen van de weg (in ieder geval een beetje) essentieel is om het situationeel bewustzijn tijdens het rijden te behouden. Sportwagens en fabrieksafstemde compacts worden vaak bekritiseerd vanwege hun slechte wegisolatie. De fabrikanten van deze auto's gaan ervan uit dat hun demografen op zoek zijn naar snelle rondetijden op een baan over wegcomfort. Ook krijgen voertuigen die op racecircuitsnelheid rijden veel meer downforce vanuit de lucht waardoor comfortabele op de snelweg gerichte ophanging onvoorspelbaar kan optreden, vooral in bochten.
Enkele mogelijke problemen met het lichaam of de rit om op te letten, zijn onder meer:
Body Roll: Wanneer het lichaam van de auto in de bocht naar buiten leunt. Alle auto's doen dit tot op zekere hoogte bij het om de hoek rijden, maar als het lichaam van de auto te veel rolt, kan het voertuig door het gewicht verplaatsen, vroegtijdig uit de bocht rijden of de tractie verliezen op een of meer wielen .
Bottom Out: Wanneer de banden het lichaam van de auto raken wanneer de vering wordt gecomprimeerd. Dit gebeurt wanneer de auto niet voldoende ophanging heeft om de kracht van de bobbel op te vangen. Bump-stops kunnen dit voorkomen door een kussen te bieden tussen de ophanging en het frame dat voorkomt dat de band hoog genoeg omhoog komt om het lichaam van de auto te raken, maar als ze onvoldoende zijn of ontbreken, kan dit probleem zich voordoen. Uit de grond komen kan het lichaam, de wielen of het ophangsysteem gemakkelijk beschadigen.
Hoe helpt het ophangsysteem de auto verbonden te blijven met de weg?
Het vermogen van een auto om te rijden op de weg wordt gemeten aan de hand van hoe goed het voertuig een goede tractie en zelfs gewichtsverdeling kan behouden als er verschillende krachten bij betrokken zijn. Om zich stabiel te voelen tijdens het stoppen, heeft een auto een ophanging nodig waarbij de voorkant niet naar beneden kan duiken wanneer de remmen worden ingedrukt. Voor een soepele acceleratie is een ophanging vereist die voorkomt dat de auto naar achteren hurkt bij het openen van de gasklep. Het schakelende gewicht geeft de helft van de wielen het grootste deel van de tractie, verspilt kracht en veroorzaakt inconsistente rijeigenschappen.
Zoals hierboven vermeld, is het lichaam dat teveel in de hoeken rolt slecht voor het hanteren. Carrosserie is ook slecht omdat het de tractie naar de ene kant van de auto verschuift, meer dan de andere bij het afronden van een bocht. Dit zorgt ervoor dat de binnenbanden minder grip hebben en mogelijk het wegdek verlaten. Opschorting die een goede wegligging biedt, zal dit grotendeels voorkomen.
Sommige tractieproblemen die kunnen worden toegeschreven aan een minder dan ideale ophangsysteem, zijn onder meer:
Bump Steer: Bij het raken van een hobbel draait de auto naar links of rechts zonder dat de bestuurder aan het wiel draait. Slechte uitlijning van de ophanging kan ervoor zorgen dat de wielen zodanig worden geheld dat dit probleem wordt veroorzaakt.
oversteer: Wanneer de achterkant van de auto tractie verliest en loskomt bij het afronden van een hoek. Als het lichaam te veel bochten maakt, kan de gewichtswijziging ervoor zorgen dat de achterwielen minder grip krijgen. Het hebben van de achterwielen in een hoek die de band niet voldoende op de weg houdt tijdens het nemen van bochten kan ook dit probleem veroorzaken.
understeer: Wanneer de voorwielen grip verliezen en een hoek afronden en ervoor zorgen dat het voertuig naar de buitenkant van de bocht afdrijft. Vergelijkbaar met overstuur, overmatige lichaamsrol of niet goed gehoekte wielen kunnen ervoor zorgen dat de voorwielen slecht tractie hebben als ze in de bochten gaan. Onderstuur is vooral gevaarlijk omdat auto's met voorwielaandrijving sturen en kracht leveren aan de voorwielen. hoe minder tractie de voorwielen hebben, des te minder kan de auto effectief sturen.
Zowel Oversteer als Understeer worden verergerd door gladde wegomstandigheden.
Onderhoud van de ophanging
Omdat de hoofdtaak van het veersysteem is om schokken op te vangen om het voertuig en de inzittenden te beschermen, zijn onderdelen gebouwd om vrij duurzaam te zijn. Er zijn een paar andere componenten op moderne voertuigen die net zo over-engineered zijn als die in het veersysteem.
Toch, met zoveel beweging en kracht in de ophanging, verslijten onderdelen onvermijdelijk of worden ze beschadigd. Ernstige kuilen kunnen zelfs de auto zo diep naar beneden brengen dat de torens die de veren op hun plaats houden, buigen of breken.
Krakende geluiden gaan meestal gepaard met bussen en andere verbindingen schieten tekort. Als een hoek van het voertuig te veerkrachtig wordt wanneer u over hobbels gaat, laat u de schokdempers of stutten meteen inspecteren. Problemen met de ophanging moeten onmiddellijk worden aangepakt, dus als de hantering of schokabsorptie in een voertuig verandert, moet deze zo snel mogelijk worden geïnspecteerd.