Auton jousituksen jousivakio on voima, joka tarvitaan puristamaan jousitusjousi yhden pituusyksikön verran. Jos 500 N:n kuorma puristaa kierrejousta 10 mm, jousivakio on 50 N/mm. Insinöörit käyttävät tätä numeroa ajomukavuuden, korin kallistuksen, kantavuuden ja jousituksen taajuuden ennustamiseen. Oikean jousivakion valinta ei tarkoita jousen tekemistä mahdollisimman kovaksi tai pehmeäksi; kyse on jousinopeuden sovittamisesta ajoneuvon massaan, käyttötarkoitukseen ja vaimennuksen mukaan.
Määritelmä ja Hooken laki
Auton jousitusjousi käyttäytyy lineaarisena elastisena elementtinä normaalilla toiminta-alueellaan. Hooken laki sanoo, että voima on verrannollinen taipumaan:
F = k x
missä F on kohdistettu voima, x on taipuma ja k on jousivakio. Jousijousessa k ilmaistaan yleensä newtoneina millimetriä kohti (N/mm) tai newtoneina metriä kohti (N/m). Yksi N/mm vastaa 1000 N/m.
Mitataksesi k:n asettamalla jousi puristusmittariin, kirjaamalla kuorma kahdessa tai useammassa taipumapisteessä ja jakamalla kuorman muutos taipuman muutoksella:
k = (F2 - F1) / (x2 - x1)
- Jos jousen puristuminen vapaasta pituudesta 20 mm:iin kestää 1200 N ja 40 mm:iin 1800 N, niin k = (1800 - 1200) / (40 - 20) = 30 N/mm.
- Pehmeämmän jousen nopeus voi olla lähellä 20 N/mm, kun taas suorituskykyisen jousen nopeus voi olla 70 N/mm tai enemmän.
Miksi jatkuva kevät vaikuttaa ajoon ja ajoon
Jousitusjouset määrittelevät jousitetun massan luonnollisen taajuuden. Kun jäykkä kappale, jonka massa on m, jousinopeudella k toisessa kulmassa, ajotaajuus on:
f = (1/2π) x sqrt(k/m)
Tyypillisessä henkilöautossa ajotaajuus on yleensä noin 1,0 - 1,5 Hz. Korkeampi jousinopeus nostaa tätä taajuutta ja saa auton tuntumaan kiinteämmältä; alhaisempi nopeus laskee sitä ja tekee autosta pehmeämmän.
- Korkeampi jousivakio: pienempi korin kallistus ja kallistus, nopeampi ohjausvaste, suurempi kantavuus, mutta kovemmat iskut ja vähemmän pitoa karkealla asfaltilla.
- Matalampi jousivakio: tasaisempi ajo, parempi renkaiden kosketus pienissä töyssyissä, mutta enemmän kehon liikettä ja suurempi riski laskeutua pohjaan kuormituksen alaisena.
- Jousi ja vaimennin on sovitettava yhteen. Suurinopeuksinen jousi, jolla on heikko vaimennus, voi jatkaa värähtelyä kolarin jälkeen.
Kulmamassa sisältää jousitetun massan, mutta ei jousittamattomia komponentteja, kuten pyörät ja ohjausvarret. Siksi sama jousi tuntuu erilaiselta raskaammassa ja kevyemmässä autossa.
Tyypilliset jousivakioalueet
Kaikille autoille ei ole yhtä oikeaa jousivakiota. Jousituksen suunnittelijat valitsevat hinnat akselipainon, jousituksen liikeradan, rullan jäykkyystavoitteiden ja ajolaadun perusteella.
| Ajoneuvon luokka | Tyypillinen jousinopeus (N/mm) |
|---|---|
| Kevyt kaupunkiauto | 20-28 |
| Keskikokoinen sedan | 30–45 |
| SUV / kevyt kuorma-auto | 40–60 |
| Suorituskyky/raitasuuntautunut | 50–80 |
Nämä luvut edustavat kierrejousen omaa nopeutta. Tehollinen nopeus pyörässä voi olla erilainen, kun jousituksen geometria vahvistaa tai vähentää jousen liikettä.
Spring Rate vs. Wheel Rate
Kun jousi on kiinnitetty ohjausvarteen tai MacPherson-tukeen, pystysuuntainen voima renkaan kosketuskohdassa ei aina ole yhtä suuri kuin jousivoima. Jousen liikeradan ja pyörän liikesuhteen suhdetta kutsutaan liikesuhteeksi. Tehokas pystynopeus pyörässä on:
pyörimisnopeus = jousinopeus x (jousen liike / pyörän liike)²
Jos jousi puristuu 0,6 mm, kun pyörä liikkuu 1,0 mm, pyörimisnopeus on vain 0,36 kertaa jousinopeus. 40 N/mm jousella varustetun auton tehollinen pyörimisnopeus olisi siis noin 14,4 N/mm kyseisessä kulmassa. Tämä laskelma on olennainen verrattaessa ilmoitettuja jousivakioita eri jousitusmallien välillä.
Kuinka valita oikea kevätvakio
Ennen kuin valitset korvaavan tai muunnetun jousitusjousen, määritä tavoitekuorma, sallittu liikematka ja haluttu ajotaajuus.
- Aloita valmistajan alkuperäisestä jousinopeudesta ja vapaasta pituudesta vakiovaihtoa varten.
- Valitse kuormaa kantavaan käyttöön jousi, jonka voimakkuus on suurempi normaalilla ajokorkeudella, ei vain pidempää jousta.
- Jos auto on laskettu, pidä tarpeeksi iskunliikettä, jotta jousi ei kierry.
- Tarkista vaimentimen puristus- ja paluuominaisuudet; jousinopeus, joka on liian kaukana vaimentimen asetuksesta, aiheuttaa kiireisen tai kelluvan ajon.
- Harkitse progressiivisia jousia, kun haluat mukavan alhaisen nopeuden ja kiinteämmän nopeuden kuormituksessa tai kaarteissa.
Tehtaan vaihtojouset
Alkuperäisten varusteiden vaihtojousien pitäisi palauttaa tehdasjousivakio, vapaa pituus ja istuinrakenne. Oikea OE-vaihtokone valmistetaan samalla langan halkaisijalla, aktiivisten kelojen lukumäärällä ja kelojen kokonaismäärällä kuin alkuperäinen.
OE-vaihtojousitusjouset henkilö- ja kuorma-autoihin Tämä luettelo kattaa tehdaskohtaiset vaihtojouset, jotka on suunniteltu palauttamaan alkuperäinen ajokorkeus ja jousinopeus. Se sopii omistajille, jotka asettavat etusijalle ennakoitavan ajettavuuden ja mukavuuden muuttamatta ajoneuvon jousituksen geometriaa. Näytä tuote → Modifioidut ja suorituskykyiset jouset
Muokatut jousitusjouset asennetaan yleensä pienemmälle ajokorkeudelle ja korkeammalla jousivakiolla kehon kallistumisen vähentämiseksi. Tarkoituksena ei ole vain tehdä autosta jäykempi; se on siirtää käytettävää taajuusaluetta kohti parempaa ohjausvastetta ja vakautta jonkin verran ajomukaisuuden kustannuksella.
Muokatut maasto- ja maantieautojen jousitusjouset Päivitetyt jouset tähtäävät alentuneeseen korin kallistukseen ja alempaan ajokorkeuteen samalla kun ne parantavat ohjausvastetta. Ne palvelevat harrastajia, jotka hyväksyvät jäykemmät mukautukset paremman vakauden takaamiseksi jalkakäytävällä tai vaativassa maastossa. Näytä tuote → Lue yksityiskohtainen vertailu lineaarisista ja progressiivisista malleista miten lineaariset ja progressiiviset jousinopeudet verrataan keskenään .
Kevätvakion tarkistaminen
Tuotantojousitusjousia ei määritetä pelkästään vapaalla pituudella. Luotettava toimittaja mittaa kuorman tietyillä puristuskorkeuksilla ja raportoi jousinopeuden toleranssin sisällä.
- Asenna jousi kalibroituun puristustesteriin.
- Aseta jousi tasaisten levyjen tai jousiistuinten väliin, jotka vastaavat ajoneuvon geometriaa.
- Purista jousi esijännityskorkeudelle ja tallenna voima.
- Purista toiseen määritettyyn korkeuteen ja kirjaa voima uudelleen.
- Vähennä nämä kaksi kuormaa ja jaa ne taipumalla, jolloin saadaan jousivakio.
Valmistajat, jotka noudattavat IATF/TS16949-laatumenettelyjä, säätävät tavallisesti jousen nopeutta noin ±5 %:n toleranssilla tavallisille kierrejousitusjousille. Kuorma tietyllä korkeudella on usein käytännöllisempi hyväksymiskriteeri kuin pelkkä teoreettinen jousivakio.
Zhejiang Zongheng Spring Co., Ltd. soveltaa tätä mittausmenetelmää laboratoriossaan käyttämällä kuormitustestajia, väsymistestereitä ja materiaalianalyysilaitteita erän yhdenmukaisuuden tarkistamiseen. Jos tarvitset jousia, joilla on määritelty jousivakio, ota yhteyttä suunnittelutiimiimme ajoneuvotyypin, tavoitemäärän ja kuormitusvaatimusten mukaan.
Jousitusjousi vakio FAQ
Mikä on tyypillinen auton jousitusjousen jousivakio?
Useimpien henkilöautojen kierrejousien lineaarinen nopeus on 20-60 N/mm. Kompaktit autot ovat yleensä lähellä alempaa päätä, kun taas maastoautot ja suorituskykyiset autot sijaitsevat lähellä korkeampaa päätä. Tarkka arvo riippuu akselipainosta ja jousituksen rakenteesta.
Onko korkeampi jousivakio aina jäykempi?
Kyllä, lineaariselle jouselle. Suurempi k tarkoittaa, että jokaista taipumamillimetriä kohden tarvitaan enemmän voimaa. Tuntuma riippuu kuitenkin myös liikesuhteesta, vaimennuksesta, renkaiden jäykkyydestä ja töyssyistä.
Voinko mitata jousivakiota irrottamatta jousta?
Ei tarkasti. Jousi täytyy purkaa autosta tai ainakin mitata jousitusdynamometrillä luotettavan kuormitus-poikkeamakäyrän saamiseksi. Pommitustesteistä tehdyt pyörännopeuslaskelmat ovat hyödyllisiä varmentamisessa, mutta ne sisältävät renkaiden ja holkkien vaikutuksen.
Mitä tapahtuu, jos jousivakio on liian korkea?
Liian korkea nopeus vähentää jousituksen kulkua, siirtää enemmän tieiskua runkoon ja heikentää renkaiden mukavuutta epätasaisilla pinnoilla. Se voi myös ylittää iskunvaimentimen ja saada ajoneuvon tuntumaan uupuneelta.
Voiko kierrejousen leikkaaminen muuttaa sen jousivakiota?
Kelan leikkaaminen poistaa aktiiviset käämit ja lisää jousen voimakkuutta, mutta se muuttaa myös jousen istukkapintoja ja voi aiheuttaa jännityskeskittymiä. Se ei ole luotettava tapa virittää jousitusta, eikä sitä yleensä suositella maantieajoneuvoihin.
