Sujeten:
- Fräiheetsgraden am Rad Féierung
- Scharnéier am Rad Guide
- Guiden am Rad Guide
- Berechent Grad vu Fräiheet
Fräiheetsgraden an der Riederleitung:
D'Suspension vun engem Auto enthält eng Rei Scharnéier (och op de Wonschbeen a Schockdämpfer), déi d'Fräiheetsgraden an der ganzer Suspension ubidden. D'Radleitung garantéiert datt déi méiglech Fräiheetsgrade vun de méigleche Radbewegungen op nëmmen een oder zwee limitéiert sinn. Wann e Rad net "fix" ofgehale gëtt, wäert et fäeg sinn ze rotéieren, kippen (an x- an y-Richtungen), dréinen, fräi erop an erof goen. D'Rad ass dann am Prinzip "los" vun der Ophiewe. Et kann an all Richtung ouni "Leedung" bewegen. All Bewegung déi just erwähnt ass ass ee Grad vu Fräiheet.
D'Radophängung, also d'Radleitung, garantéiert datt d'Bewegungsfräiheet op 1 Fräiheetsgrad limitéiert ass. Dëst bedeit datt d'Rad "fräi" an nëmmen 1 Richtung beweege kann, ouni Afloss vum Chauffer. Déi fräi Bewegung ass d'Up-and-Down Bewegung vun der Kompressioun a Rebound. D'Rad kann iwwer eng ongläich Stroossefläch ongehindert eran an eraus sprangen.
D'Radophiewe vun engem Auto ass mat enger Rei vu Linnenscharnéier, Kugelgelenk a Rotary-Sliding Scharnéier konstruéiert. Dës Scharnéier beaflossen all aner. Een ze vill Scharnéier schaaft ze vill Fräiheetsgraden (sou datt d'Rad onbedéngt a verschiddene Richtungen beweege kann) oder 0 Fräiheetsgraden (d'Rad kann net beweegen an dofir net kompriméieren a kompriméieren).
Scharnéier am Rad Guide:
Linn Scharnier:
Dës Linn Scharnier kann an 1 Richtung réckelen; erop an erof. Dëst bitt 1 Fräiheetsgrad.
Kugelgelenk:
Mat dësem Scharnier kënnen déi relevant Deeler 3 Beweegunge relativ zuenee maachen; eng noding, rolling a dréiende Bewegung. Dëst Scharnier huet 3 Fräiheetsgraden, well wann d'Scharnier "los" ass, kann et 3 fräi Beweegunge maachen (kuckt Pfeiler).
Schwenk-Scharnier:
Dëst Scharnier kann 2 Bewegungen maachen; eng rotéierend an eng an an eraus rutschen Bewegung. Am Prinzip ass dëst e Beispill vun engem Schock absorber (vun engem McPherson Strut). Dës 2 Beweegunge suergen dofir datt de Rotary-Sliding Scharnier 2 Fräiheetsgraden huet.
Guiden am Rad Guide:
Fir eng Radophängung aus verschiddenen Aarte vu Scharnéier ze kreéieren, mussen d'Scharnéier heiansdo op 1 Objet kombinéiert ginn, z.B. Mir nennen dësen Ënnerstëtzungsarm dann e Guide. Drënner sinn e puer Beispiller vun dësen Dirigenten:
Linn Scharnier mat Kugelgelenk:
Dëst ass en typescht Beispill vun engem Wonschbone, deen un de Kierper (oder Ënnerframe) op der Linn Scharnier Säit verbonnen ass a mat der Lenknuckle op der Kugelgelenk Säit verbonnen ass. Wann dëst ganzt Scharnier lass ass, kann et souwuel a Bewegungsrichtung vum Linn Scharnier (1 Richtung) wéi an 3 Richtungen vum Kugelgelenk bewegen. Nodeems d'Linnscharnier 1 Fräiheetsgrad huet an d'Kugelgelenk 3. Well dësen Deel als 1 Dirigent gesi gëtt, kënnen d'Fräiheetsgraden zesummegesat ginn. Déi 1 an déi 3 maachen et dann 4 Fräiheetsgraden.
Duebel Kugelgelenk:
E Beispill vun engem Guide mat engem duebele Kugelgelenk ass d'Kraaftstab mat den bannenzegen a baussenzege Kraaftstabbäll. All Kugelgelenk huet 3 Fräiheetsgraden, also well et 1 Dirigent ass, sollten dës zesummegesat ginn. Si hunn awer déiselwecht Selbstrotatioun, well wann 1 Kugelgelenk eng Rotatiounsbewegung mécht, da mécht deen aneren och. Also 1 Fräiheetsgrad vun der Selbstrotatioun zielt net (kuckt déi roude Pfeiler). D'Fräiheetsgrade fir dësen Dirigent sinn am Ganzen 6, awer an der Berechnung déi folgend ass, gitt d'Nummer 1 ënner "Selbstrotatiounen r". Dësen 1 gëtt dann an der Berechnung subtrahéiert.
Schwenk-Scharnier mit Kugelgelenk:
Wéi virdru scho gesot, e Schockdämpfer ass e Rotary-Sliding Scharnier. Wéi och ëmmer, all McPherson Strut huet och e Kugelgelenk uewen, och wann Dir dat am Ufank net géif mengen. Et gëtt en anere Gummi uewen um Schockdämpfer. Dëse Gummi bitt e bësse Bewegungsfräiheet fir de Schockdämpfer an huet dofir och d'Eegeschafte vun engem Kugelgelenk. E Schockdämpfer huet also souwuel déi 2 Fräiheetsgrade vum Rotary-Sliding Scharnier an déi 3 Fräiheetsgrade vum Kugelgelenk, wat zesummen 5 mécht. Och hei gëtt et eng natierlech Rotatioun, well d'Rotatiounsbewegung vum dréiende Scharnier déiselwecht Bewegung ass wéi d'Rotatiounsbewegung vum Kugelgelenk. Also 1 muss op den "r" vun der Selbstrotatioun bäigefüügt ginn.
Berechent Fräiheetsgraden:
D'Zuel vun de Fräiheetsgraden kann op Basis vun den Suspensiondaten berechent ginn. Fir d'Formel richteg ze kompletéieren, mussen d'Scharnéier a Guiden a Kategorien opgedeelt ginn:
- L fir d'Zuel vun Dirigenten
- g fir d'Zuel vu Gelenker a Scharnéier
- r fir d'Zuel vun natierleche Rotatiounen (wéi mat der duebel Kugelgelenk an 1 Guide)
Zousätzlech sinn d'Bréiwer:
- k fir d'Zuel vun de Raddréier (am meeschte Fäll 1, well dëst de Lenknuckle ass)
- εfi fir d'Zuel vun de Fräiheetsgraden fir d'Gesamtzuel vun de Gelenker a Scharnéier zesummen.
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
Beispill:
A Rad Ophiewe enthält: k 1 Raddréier (Knuckle), L 2 Guiden, g 5 Gelenker, r 2 Selbstrotatiounen, εfi 15 Gesamtfräiheetsgraden
An Formel Form ass dëst:
F = 6 (1 + 2 - 5) - 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = 1 dir
Also elo gëtt et 1 Fräiheetsgrad, also ass dat gutt. D'Rad kann eng reng erop an erof Bewegung maachen.
Fir dëst ze klären, hei ass e Beispill mat engem Bild vun engem Rad Ophiewe:
D'Bild hei drënner ass vun engem McPherson Strut mat der entspriechender Legend. D'Bréiwer A, B an C representéieren d'Guiden an d'Zuelen 1 bis 6 representéieren d'Scharnéier / Gelenker.
εfi sinn d'Fräiheetsgrade vun de Scharnéier zesummen; also 3 Fräiheetsgrade pro Kugelgelenk (also 4 x 3), 1 Fräiheetsgrad vun der Linn Scharnier an 2 Fräiheetsgrade vum Rotary-Sliding Scharnier.
D'Formel kann mat dësem ofgeschloss ginn:
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 = dir 1 Fräiheetsgrad
