Corvette-lehtijousi - Corvette leaf spring
Corvette-lehtijousi viittaa yleisesti riippumattomaan jousitukseen, joka käyttää kuituvahvistettua muovia (FRP) monilehtijousta tavallisten kelajousien sijaan. Se on nimetty Chevrolet Corvetten , amerikkalaisen urheiluauton, jolle se alun perin kehitettiin ja käytettiin, mukaan. Tämän jousituskokoonpanon merkittävä ominaisuus on yksilehtijousen asennus siten, että se voi toimia sekä ajojousena että vierintävastuksena. Päinvastoin kuin monissa lehtijousien sovelluksissa autojen jousitusmalleissa, tämä tyyppi ei käytä jousta sijaintilinkkinä. Vaikka tämä jousitustyyppi liittyy erityisesti useisiin Chevrolet Corvetten sukupolviin, mallia on käytetty muissa General Motors -tuotteissa sekä Volvo Cars- ja Mercedes-Benz-ajoneuvoissa . Fiat valmisti autoja, joilla oli samanlainen kokoonpano, käyttäen monilehtiä teräsjousta FRP-monilehtijousen sijasta.
Design
Lehtijousi-jousituksen kokoonpano on riippumaton , koska toisen pyörän liikettä ei määrää toisen asento. Ohjausvartta käytetään määrittämään pyörän liike jousituksen ollessa puristettuna. Tavalliset kierrejouset korvataan yhdellä FRP-jousella, joka ulottuu auton leveydelle. Kuten jousia käyttävissä itsenäisissä jousitusjärjestelmissä, ja toisin kuin tavalliset lehtijousitetut Hotchkiss-taka-akselit , jousituksen kinematiikka määritellään vain ohjausvarsien avulla.
Kuten kierrejousi-jousitusrakenteessa, FRP-monilehtijousi tukee ajoneuvon painoa. FRP-lehtijouset eroavat kuitenkin teräskeloista ja perinteisistä teräksisistä monilehtijousista useilla merkittävillä tavoilla. FRP muovi jouset on 4,3-5,5 kertaa kannan energian varastointi painoa kohti, teräkseen verrattuna. Tämä antaa kevyemmän jousen tietylle sovellukselle. Neljännen sukupolven Corvette-mallissa käytetty yksi FRP-monolehtijousi on 33 prosenttia vastaavan sarjan jousien painosta. Verrattaessa FRP: tä tavanomaisiin teräslehtijousiin vastaavissa sovelluksissa säästetty paino on vieläkin suurempi. Kolmannen sukupolven Corvette tarjosi valinnaisen FRP-monilehtijousen vaihtoehtona tavalliselle monilehtiselle teräsjouselle, jolloin 22 kilon teräsjousi korvattiin 3 kilogramman FRP-jousella. Volvo väittää säästävänsä 5 kiloa (10 lb) käyttämällä FRP-jousta toisen sukupolven XC90: n takajousituksessa verrattuna jousia käyttäviin malleihin.
Monilehtisestä teräksestä valmistetun jousen lehtien suhteellinen liukuva liike johtaa puristukseen perustuvaan hystereesiin jousen puristuksen suhteen. Tämä murtuma vähentää jousituksen yhteensopivuutta ja voi heikentää ajon laatua ja hallittavuutta. Yksittäisten lehtien puuttuessa yksilehtisessä jousessa vältetään tarttumista.
FRP-jousilla mainostetaan olevan poikkeuksellinen käyttöikä ja korroosionkestävyys. Muuntogeenisessä testissä, jossa verrattiin kolmannen sukupolven Corvette-jousia, havaittiin, että monilevyisten teräsjousien vika oli todennäköisesti 200 000 täyden ajosyklin jälkeen. Korvaava FRP-lehtijousi ei osoittanut minkäänlaista suorituskyvyn heikkenemistä kahden miljoonan täyden jakson jälkeen.
Pakkaukset mainitaan sekä poikittaisen FRP-lehtien jousen etuna että haittana kelajousiin verrattuna sovelluksesta riippuen. FRP-jousi on tyypillisesti asetettu matalalle ripustukselle, mikä johtaa matalaan painopisteeseen. Se antaa myös valmistajille mahdollisuuden välttää korkeita jousitukia, mikä johtaa tasaisempaan lattiaan jousituksen ympärillä. James Schefter kertoo, että C5: n ja sitä uudempien Corvette-mallien tapaan alkuperäisten vaimenninjoustojen käyttö olisi pakottanut alustan insinöörit joko nostamaan iskupylväitä pystysuoraan tai siirtämään niitä sisäänpäin. Takana tämä olisi vähentänyt tavaratilaa. Edessä tämä olisi häirinnyt moottorin pakkaamista. Lehtijousen käyttö mahdollisti jousen sijoittamisen alustan alle poissa tieltä pitäen iskunvaimenninkokoonpanon halkaisijan vain peltiä vastaavalla, ei vaimentimen ja jousen. Kuitenkin muissa sovelluksissa, kuten kilpa-autojen malleissa, tarve ulottaa ajoneuvon leveys johti merkittäviin suunnittelurajoituksiin. Käämi- ja vääntöjouset tarjoavat paremmat pakkausmahdollisuudet kilpasovelluksiin. FRP-jousilla on myös rajoitettu saatavuus ja valinta kelajousiin verrattuna. Korkeammat kustannukset on mainittu myös haittana verrattaessa FRP-jousia kierrosjousiin tuotantoajoneuvoissa.
Ominaisuudet
FRP: n poikittaisten lehtijousien etu - kun ne on tuettu laajalti sijoitetuilla, käännettävillä kiinnikkeillä - on kyky vaihtaa kallistuksenvakaaja. Tyypillisesti jouset, jotka tarjoavat riittävän ajonopeuden, tarvitsevat lisäjousen ( kallistuksenvakaajan ) jousituksen telanopeuden lisäämiseksi . Poikittaisen lehtijousen kahden puolen kytkeminen ajoneuvon yli johtaa kaatumisenestotangon tyyppiseen käyttäytymiseen. Corvette-insinöörit ovat maininneet tämän ominaisuuden mahdollistavan kevyemmän kallistuksenvakaajan käytön ja jopa eliminoineet takaosan kallistuksenvakaajan joissakin seitsemännen sukupolven Corvette-versioissa.
Kun kumpaakin pyörää käännetään ylöspäin, jousen keskiväli (kääntyvien kiinnikkeiden välinen osa) taipuu alaspäin. Jos molemmat pyörät taipuvat ylöspäin samanaikaisesti (esimerkiksi törmäämällä tönkään), keskiosa taipuu tasaisesti saranakiinnikkeiden välillä. Rullassa vain yksi pyörä taipuu ylöspäin, mikä pyrkii muodostamaan jousen keskikohdan S-muotoiseksi kaareksi. Tuloksena on, että jousituksen toisen puolen pyörimisnopeus riippuu toisen puolen siirtymästä. Se, missä määrin jousi toimii kallistuksenvakaajana, riippuu kääntöpalkkien välisestä etäisyydestä ja niiden jäykkyydestä.
Yksinkertaistettu tasainen suorakulmainen jousi kuvaa tätä periaatetta. Jousen oikean puolen taipuminen johtaa vasemman puolen nousuun. Vertailun vuoksi jäykkä keskiteline (2. ja 3. sukupolven korvetit ja muut autot) ei näytä liikkumista toisella puolella, kun toinen on taipunut.
Sovellukset
Useat valmistajat ovat valmistaneet ajoneuvoja tai konsepteja, joissa on käytetty riippumattomia etu- tai takajousituksia, joita tukevat poikittaislehtijouset, joilla on kaatumisenesto.
- Chevrolet Corvette: C4 1984–1996 (vain edessä, keskellä olevalla takajousella ei ollut kaatumisenestoa), C5 – C7, 1997–2019 (edessä ja takana).
- GM W -autot: ensimmäinen sukupolvi (Lumina, Grand Prix, Regal, Cutlass Supreme).
- GM E -autot: (Eldorado, Toronado, Riviera, Reatta, Allante).
- Volvo 960 (mallivuodesta 1995) nimettiin malliksi S90 (sedan) / V90 (vaunu) mallivuodesta 1997 vuoteen 1998.
- Volvo XC90 (toinen sukupolvi).
- Mercedes-Benz Sprinter -autot (vain edessä, takana Hotchkiss).
- Opel GT : 1969–1973 (vain edessä), Tukivarsi kelajousilla, panhard-tanko (takana).
- Smart ForTwo Mk1-Mk3 (käytetään MacPherson Strutsin kanssa).
- Volkswagen 1-litrainen auto , prototyyppi.
- Indigo 3000 , ruotsalainen valmistettu, pienikokoinen roadster. Poikittaisen lehtijousen vierintävastusten vuoksi autossa ei ole erillistä etutankoa.
- Fiat 128 käyttää samanlaista järjestelmää, jossa on enemmän perinteinen useiden lehtien teräs jousi mutta konfiguroida kahdella kääntyy, jolloin saatiin anti-telan vaikutus.
- Joissakin myöhemmissä Triumph Spitfire- ja Triumph GT6 -malleissa käytettiin takana olevia poikittaisia teräksisiä lehtijousia, joissa oli kääntymisen estävät kääntötelineet.
- Varhaisten Ford-autojen poikittainen lehtijousi ja kiinteäakselinen etujousitus .
Useat autoyhtiöt ovat hakeneet patentteja jousitusmalleille käyttämällä poikittaista komposiittilehtijousta, jota tuetaan samalla tavalla kuin Corvettea.
- Ford Global Technologies, 2006, patentti # 7029017, poikittaisella lehtijousella varustetun moottoriajoneuvon pyörän jousitus .
- Porsche AG, 2000, patentti # 6029987, moottoriajoneuvon etuakseli . Kuvaa joustintukijärjestelmää, jota tukee poikittainen lehtijousijärjestelmä, joka on pääosin sama kuin Corvetten käyttämä. Porsche-patentissa mainitaan tämän järjestelyn hyödylliset stabiloivat vaikutukset.
- Honda, 1992, poikittainen lehtijousityyppinen jousituspatentti # 5141209.
- DaimlerChrysler, 2004, patentti # 6811169, komposiittijousitus, joka suorittaa myös tavanomaisen tai aktiivisen jousitusjärjestelmän alemman ohjausvarren toiminnon .
- ZF julkaisi lokakuussa 2009 konseptisen takajousituksen, jossa käytettiin komposiittijousipohjaista takajousitusta. Joustintukipohjainen jousitus käyttää poikittaista lehtijousta toimiakseen sekä ajo- että vierintävastuksena. ZF-käsite eroaa Corvettessa käytetystä järjestelmästä käyttämällä lehtijousia yhtenä jousituslinkkinä.
