자동차 스프링 및 댐퍼 작동 원리

정지 시스템 운전자의 차량 제어와 탑승자의 편안함 모두에 영향을 미칩니다. 스프링은 바퀴가 위로 움직여 도로의 요철을 흡수하고 충격을 줄이며, 댐퍼는 위아래로 튀는 것을 방지합니다. 다양한 기계적 링크가 바퀴를 일직선으로 유지합니다.

스프링의 종류

리프 스프링

대부분의 자동차에는 강철 스프링이 있으며 가장 오래된 유형은 판 스프링입니다. 맨 위의 가장 긴 스트립인 마스터 리프는 프레임에 연결되는 눈으로 양쪽 끝이 말려 있습니다. 아래의 잎은 점점 더 짧아지고 덜 휘어집니다.

작동 중인 리프 스프링

스프링이 편향되면서 납작해져서 두 번째 리프가 마스터 리프에 닿고 세 번째 리프가 두 번째 리프에 닿게 됩니다. 따라서 스프링은 점점 더 단단해집니다. 이러한 스프링은 뻣뻣하고 평범한 싱글 리프보다 부드러운 승차감을 제공합니다.

일부 자동차에서는 다중 리프 스프링이 단면이 가늘어지고 편향됨에 따라 점진적인 강성을 갖는 특수 단일 리프로 대체되었습니다.

코일 스프링

코일 스프링은 단순히 탄력 있는 강철 막대의 나선형입니다. 바퀴의 수직 이동에 의해 늘어나거나 압축됩니다.

비틀림 막대는 스플라인 또는 정사각형 끝이 있는 길이의 스프링 강철입니다. 한 스플라인 끝은 서스펜션의 일부를 형성하는 레버 암에 고정됩니다. 레버 암이 위아래로 움직일 때 바가 회전합니다.

토션 바

다른 스플라인 끝은 프레임에 고정됩니다. 스플라인은 고정 장치에서 막대가 회전하는 것을 멈춥니다. 대신 서스펜션이 편향될 때 막대가 비틀려야 합니다.

모든 형태의 강철 스프링에서 도로 충격에 의해 설정된 힘은 승객에게 전달되지 않고 스프링 처짐에 의해 저장됩니다. 그런 다음 힘을 점차적으로 해제하여 차량을 평탄한 상태로 복원합니다.

고무 스프링은 동일한 기능을 수행할 수 있지만 에너지를 많이 저장하지 않으므로 경량 차량에만 사용됩니다.

유압 서스펜션의 한 형태는 고무 스프링과 결합하여 시스템을 개선할 수 있습니다. 휠의 상하 운동은 댐퍼 밸브를 통해 한 챔버에서 다른 챔버로 유체를 펌핑합니다. 각 챔버의 반대쪽에는 압축 가스가 있는 유연한 다이어프램이 있습니다.

유체가 밸브를 통해 챔버로 들어오면 가스가 더 압축됩니다. 실제로 가스는 공압 스프링 역할을 합니다.

일반적으로 전륜 챔버에서 펌핑된 유체의 일부가 서스펜션을 균등화하기 위해 같은 쪽의 후륜으로 이동하는 링크 튜브가 있습니다.

시트로엥 유압 서스펜션을 위아래로 펌프질하여 원하는 높이로 차를 올리거나 내릴 수 있습니다.

댐퍼

자동차가 범프를 넘을 때 스프링이 휘었다가 다시 튕깁니다. 스프링에 저장된 에너지가 어떤 식으로든 발산되지 않으면 자동차는 계속해서 위아래로 튕깁니다.

일반적으로 충격 흡수 장치라고 하는 댐퍼가 이 기능을 수행합니다. 댐퍼에는 휠의 상하 운동과 함께 밀봉된 오일이 채워진 실린더 내부에서 움직이는 피스톤이 있습니다.

피스톤에는 좁은 제어 통로와 일방향 밸브가 있어 한 챔버에서 다른 챔버로 오일이 흐르도록 하지만 매우 느립니다.

이 동작은 스프링 진동을 늦추고 자동차를 평탄한 상태로 되돌립니다.

댐퍼에는 세 가지 유형이 있습니다. 텔레스코픽 댐퍼는 망원경처럼 보이고 같은 방식으로 짧아집니다. 한쪽 끝은 액슬에, 다른 쪽 끝은 몸체에 볼트로 고정되어 있습니다.

스트럿 인서트는 비슷하지만 MacPherson 스트럿 내부에 맞도록 설계되었습니다(MacPherson 스트럿 인서트 갱신 참조).

레버 암 댐퍼는 유압 도어 클로저와 유사합니다. 1개 또는 2개의 피스톤을 포함하는 댐퍼는 차체 또는 프레임에 고정되며 피벗 레버가 여기서 액슬까지 확장됩니다.

일부 자동차에는 오일과 가스가 모두 포함된 댐퍼가 있습니다. 오일로 채워진 댐퍼보다 더 효율적으로 작동합니다.

유압 서스펜션

유압 서스펜션 유압 서스펜션은 고무 스프링과 자동차의 같은 쪽에 있는 앞바퀴와 뒷바퀴를 연결하는 댐퍼 시스템을 결합합니다. 앞바퀴가 범프 위로 올라가면 서스펜션 장치(디스플레이서 장치로 알려짐)의 일부 유체가 뒷바퀴 장치로 흘러 들어 올려 차량의 수평을 유지하는 경향이 있습니다. 각 디스플레이 장치에서, 유체는 댐핑 효과를 제공하는 양방향 밸브를 통과합니다. 후륜이 범프를 통과하면 유체가 전면 디스플레이서 장치로 돌아가고 원래 수준으로 복원됩니다.