Viðfangsefni:
- Frelsisgráður í hjólleiðsögn
- Lamir í stýrishjóli
- Leiðbeiningar í stýrishjólinu
- Reiknaðu frelsisgráður
Frelsisgráður í stýringu:
Fjöðrun bíls inniheldur fjölda lamir (þar á meðal á armbeinum og höggdeyfum) sem veita frelsisgráður í allri fjöðruninni. Hjólaleiðsögnin tryggir að mögulegar frelsisgráður mögulegra hjólahreyfinga takmarkast við aðeins eina eða tvær. Ef hjól er ekki haldið „föstu“ mun það geta snúist, hallað (í x og y áttir), snúið, hreyft sig frjálslega upp og niður. Hjólið er þá í grundvallaratriðum „laust“ frá fjöðruninni. Það getur farið í hvaða átt sem er án „leiðsagnar“. Hver hreyfing sem hér var nefnd er ein frelsisgráðu.
Hjólafjöðrunin, þ.e.a.s hjólaleiðsögnin, tryggir að hreyfifrelsi sé takmarkað við 1 frelsisgráðu. Þetta þýðir að hjólið getur aðeins hreyft sig „frjálst“ í eina átt, án áhrifa frá ökumanni. Þessi frjálsa hreyfing er upp og niður hreyfing þjöppunar og frákasts. Hjólið getur hoppað inn og út óhindrað yfir ójöfnu vegaryfirborði.
Hjólfjöðrun bíls er smíðuð með fjölda línulama, kúluliða og snúnings-rennihjörum. Þessir lamir hafa allir áhrif hver á annan. Ein of margar lamir skapar of margar frelsisgráður (þannig að hjólið getur óviljandi færst í mismunandi áttir) eða 0 frelsisgráður (hjólið getur ekki hreyft sig og getur því ekki þjappað saman og þjappað saman).
Lamir í stýrishjólinu:
Lína löm:
Þessi línahjör getur færst í 1 átt; upp og niður. Þetta veitir 1 frelsisgráðu.
Kúlulega:
Með þessari löm geta viðkomandi hlutar gert 3 hreyfingar miðað við hvern annan; kinkandi, velti og snúningshreyfing. Þessi löm hefur 3 frelsisgráður, því þegar lömin er „laus“ getur hún gert 3 frjálsar hreyfingar (sjá örvar).
Snúnings-renna löm:
Þessi löm getur gert 2 hreyfingar; snúnings- og inn og út renna hreyfing. Í grundvallaratriðum er þetta dæmi um höggdeyfara (frá McPherson stífu). Þessar 2 hreyfingar tryggja að snúningsrennilömurinn hafi 2 frelsisgráður.
Leiðbeiningar í hjólahandbókinni:
Til að búa til hjólafjöðrun úr ýmsum gerðum af lamir þarf stundum að sameina lamir á 1 hlut, t.d. armbein. Við köllum þennan burðararm síðan leiðsögumann. Hér að neðan eru nokkur dæmi um þessa leiðara:
Línulör með kúluliða:
Þetta er dæmigert dæmi um þráðbein, sem er tengdur við yfirbygginguna (eða undirgrind) línuhljörhliðinni og tengdur við stýrishnúann á kúluliðahliðinni. Þegar öll þessi löm er laus getur hún færst bæði í hreyfistefnu línuljörsins (1 átt) og 3 áttir kúluliðsins. Þegar öllu er á botninn hvolft hefur línulömurinn 1 frelsisgráðu og kúluliðurinn 3. Þar sem litið er á þennan hluta sem 1 leiðara er hægt að leggja frelsisgráðurnar saman. 1 og 3 gera það síðan 4 frelsisgráður.
Tvöfaldur kúluliður:
Dæmi um stýri með tvöföldu kúluliði er spennustöngin með innri og ytri spennukúlum. Hver kúluliður hefur 3 frelsisgráður, þannig að þar sem það er 1 leiðari ætti að leggja þetta saman. Hins vegar hafa þeir sama sjálfssnúning, því ef 1 kúluliður gerir snúningshreyfingu, þá gerir hinn það líka. Þannig að 1 frelsisgráðu sjálfssnúningsins telur ekki (sjá rauðu örvarnar). Frelsisgráðurnar fyrir þennan leiðara eru alls 6, en í útreikningnum sem fylgir skal slá inn töluna 1 undir „sjálfsnúningur r“. Þessi 1 er síðan dregin frá í útreikningnum.
Snúnings-rennihöm með kúluliði:
Eins og fyrr segir er höggdeyfir snúnings-rennihöm. Samt sem áður, sérhver McPherson stuð er líka með kúluliða fyrir ofan sig, jafnvel þó þú myndir ekki halda það í fyrstu. Það er annað gúmmí efst á demparanum. Þetta gúmmí veitir höggdeyfanum ákveðið hreyfifrelsi og hefur því einnig eiginleika kúluliða. Höggdeyfi hefur því bæði 2 frelsisgráður snúnings-rennilömsins og 3 frelsisgráður kúluliða, sem samanlagt gerir 5. Hér er líka um náttúrulegan snúning að ræða, því snúningshreyfing snúnings-rennihjarans er sama hreyfing og snúningshreyfing kúluliðsins. Þannig að 1 verður að bæta við „r“ sjálfssnúningsins.
Reiknaðu frelsisgráður:
Hægt er að reikna fjölda frelsisstiga út frá stöðvunargögnum. Til að klára formúluna á réttan hátt verður að skipta lamir og leiðbeiningum í flokka:
- L fyrir fjölda leiðara
- g fyrir fjölda liða og lama
- r fyrir fjölda náttúrulegra snúninga (eins og með tvöfalda kúluliðinn í 1 leiðarvísi)
Auk þess eru stafirnir:
- k fyrir fjölda hjólahaldara (í flestum tilfellum 1, vegna þess að þetta er stýrishnúinn)
- εfi fyrir fjölda frelsisgráður fyrir heildarfjölda liða og lama lagðar saman.
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
Dæmi:
Hjólafjöðrun inniheldur: k 1 hjólbera (hnúi), L 2 stýringar, g 5 samskeyti, r 2 sjálfsnúningar, εfi 15 heildar frelsisgráður
Í formúluformi er þetta:
F = 6 (1 + 2 – 5) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F=1
Svo núna er 1 frelsisgráðu, svo þetta er gott. Hjólið getur gert hreina upp og niður hreyfingu.
Til að skýra þetta er hér dæmi með mynd af hjólafjöðrun:
Myndin hér að neðan er af McPherson stökki með samsvarandi goðsögn. Bókstafirnir A, B og C tákna leiðsögurnar og tölurnar 1 til 6 tákna lamir / samskeyti.
εfi eru frelsisgráður lamanna lagðar saman; svo 3 frelsisgráður á hvern kúluliða (svo 4 x 3), 1 frelsisgráðu línulömsins og 2 frelsisgráður snúnings-rennilömsins.
Formúluna er hægt að klára með þessu:
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
F = 6 (1 + 3 – 6) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = -12 – 2 + 15
F = -14 + 15
F= 1 frelsisgráðu
