Federung: die „Verbindung“ zwischen Karosserie und Rad

Die Fahrzeugfederung ist ein Schlüsselsystem, das Karosserie und Räder verbindet, und ihre Kernaufgabe besteht darin, Kraft und Drehmoment zu übertragen, Straßenschläge zu dämpfen und die Fahrstabilität des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Obwohl die Struktur der Federung anscheinend komplex ist, besteht sie hauptsächlich aus drei Kernkomponenten: elastischen Elementen, Dämpfern (Dämpfer) und Führungsmechanismen sowie mehreren Zusatzkomponenten, die die Gesamtleistung verbessern.

Drei Kernkomponenten: Die „Troika“ der Aufhängung

Elastische Komponenten: die „Mittelstütze“ des Puffers

Das elastische Element ist der Pufferkern der Federung und hat die Hauptaufgabe, die Stoßenergie von der Straßenoberfläche zu absorbieren und die vertikale Last des Fahrzeugs zu unterstützen. Die üblichen elastischen Elemente sind Spiralfedern, Drehstangfedern, Luftfedern und so weiter, obwohl sie in verschiedenen Formen sind, ist die Kernrolle jedoch die Bereitstellung von elastischen Stützen und Puffern.

Schockdämpfer (Dämpfer): glatter "Guardian"

Die Rolle des Stoßdämpfers ist es, die anhaltenden Schwingungen des Körpers aufgrund von Straßenkompferenzen zu unterdrücken. Sie verwandelt die beim Komprimieren und Rebounden der elastischen Komponenten erzeugte Energie hydraulisch oder elektromagnetisch in Wärme und löst sie ab. Ohne Stoßdämpfer wird der Körper wie ein Trampolin weiter nach oben und unten schlagen, wenn das Fahrzeug einem Stoß begegnet, und der Stoßdämpfer ist das Schlüsselkomponent, das den Körper "hält" und ihn glatt wiederherstellt.

Orientierende Agentur: "Kommandant" der Bewegung

Die Lenkeinrichtung ist für die präzise Steuerung der Bewegungsbahn des Rades gegenüber dem Karosserie verantwortlich, z. B. durch die Steuerung der Veränderungen der äußeren Neigung und des vorderen Strahlwinkels, wenn das Rad auf und unter schlägt, und die Übertragung der Längskraft (Antrieb / Bremsen) und der seitlichen Kraft (Drehen). Führungsmechanismus besteht in der Regel aus verschiedenen Verbindungen, Schwingarmen, die üblichen Strukturen sind ein Querarm, doppelter Querarm (doppelter Gabelarm), mehrere Verbindungen usw. Die unterschiedlichen Strukturen beeinflussen direkt die Bedienstabilität und den Komfort des Fahrzeugs.

Zusatzteile: "Plus" der Leistung

Horizontale Stabilisierungsstange (Anti-Kippstange): Anti-Kippstange „Balance Hand“

Die Hauptfunktion des horizontalen Stabilisators besteht darin, die Seitenneigung beim Kurven des Fahrzeugs zu reduzieren. Es nutzt seine eigene Drehsteifigkeit, um bei inkonsistenten Bewegungen der linken und rechten Räder Gegenkraft zu erzeugen und die Bewegung beider Seiten auszugleichen, was die Bedienstabilität des Fahrzeugs verbessert.

Pufferblöcke: "Sicherheitswachter" für den extremen Schutz

Die Rolle des Pufferblocks ist es, einen harten Kollision von Metallteilen (wie dem unteren Arm und dem Rahmen) zu verhindern, wenn der Aufhängungsweg die Grenzen erreicht (z. B. bei einer großen Grube) und die Rolle des Schutzes der Aufhängungsstruktur zu spielen, um Teileschäden durch übermäßige Schläge zu vermeiden.

Technologieentwicklung: Der "Weg der Evolution" der Suspension

Frühe Suspension: Einfacher Ausgangspunkt

Der Ausgangspunkt der Aufhängungstechnik geht auf die Zeit der Wagen zurück. Die frühe Fahrzeugfederung war sehr primitiv, wie der Mercedes One von 1886, wo die Räder über starre Achsen direkt mit dem Karosserie verbunden waren, fast ohne Puffer und ein starkes Stoßgefühl. Das Ford-Modell T von 1908 wurde mit einer nicht unabhängigen Stahlplattenfederfederung verwendet, obwohl die Struktur einfach und kostengünstig ist, aber der Komfort schlecht ist und sich nur den rauen Straßenbedingungen anpassen kann.

Die Geburt der unabhängigen Aufhängung: Ein technologischer Durchbruch

1922 wurde der italienische Blue Flag Lambda zum ersten Serienfahrzeug der Welt mit unabhängiger Federung der Vorderräder, um das Problem der nicht unabhängigen Federung zu lösen. 1931 wurde der Mercedes 170 das erste Modell mit einer vierrädrigen unabhängigen Federung, deren vordere Federung mit zwei Gabelarmen und die hintere Federung als Schwingwelle konzipiert wurde, die das Gefühl von Stoßen auf der Steinstraße erheblich verringerte, aber die hohen Herstellungskosten beschränkten sie auf Luxusmodelle.

Grundlage der klassischen Struktur: Reife der Technologie

1982 wurde der Audi 80 mit einem getriebenen Arm freistehendem Heckhängen ausgestattet, der die Räder mit dem Nebenrahmen über einen einzigen Längsarm verbindet, wodurch der Platzbedarf erheblich verringert wurde. 1994 wurde die fünf Verbindungen der Mercedes W210 E-Klasse unabhängig von der Heckhängung zum Höhepunkt der Heckhängungstechnologie, fünf Verbindungen präzise steuern die sechs Freiheitsgrade des Rades, die Filtereffizienz wurde erheblich verbessert, aber die Struktur ist komplex und die Wartungskosten sind hoch.

Die Entwicklung von elastischen Komponenten und Dämpfern: Von passiver zu aktiver

Frühe elastische Elemente waren hauptsächlich mechanische Federn (wie Spiralfedern, Stahlplattenfedern, Drehstangfedern). 1957 wurde der Cadillac Eldorado Brougham das erste PKW mit Luftfederung, aber die frühen Systeme reagierten langsam und hatten eine hohe Ausfallrate. Im Jahr 2003 brachten die CDC (kontinuierliche Dämpfungssteuerung) des Cadillac CTS und der MRC (magnetische Stromdämpfer) des Corvette Z06 im Jahr 2006 die Federung in das Zeitalter der "Millisekundenreaktion" und verbesserten die Bedienbarkeit und den Komfort des Fahrzeugs erheblich.

Systemintegration und Revolution: Der intelligente Sprung

Im Jahr 2018 präsentierte das Audi A8 die erste prädiktive aktive Federung, mit der die frontale Kamera Straßenkompenzen im Voraus vorhersagt und die Federungsparameter im Voraus anpasst. Im Jahr 2020 wird die „Magic Carpet Suspension 2.0“ der Mercedes S-Klasse mit einem 48V-System integriert, das die Straßenoberfläche mit einem Laserradar scannt und die Dämpfung 1.000 Mal pro Sekunde anpasst, mit dem Ziel, einen „Null-Stoß“ durch den Bremsband zu erreichen. 2024 wird das Active Ride-System von Porsche Paramela mit einer Hydraulikpumpe und einem doppelten Außenventil unabhängig von jedem Stoßdämpfer gesteuert, wodurch die herkömmliche Kippstange aufgehoben wird und die Reaktionsgeschwindigkeit extrem schnell ist. 2025 wird das vollaktive Federsystem "Skywalk" des Weilai ET9 mit Funktionen wie vorzeitigem Heben des Rades, Unterdrückung des Knickens und aktivem Abziehen des Kopfes ausgestattet, um das Fahrerlebnis in allen Bereichen zu verbessern.

Vom passiven zum aktiven, von der Reaktion zum Vorhersagen: Die Zukunft der Federtechnologie

Die Entwicklung der Federtechnologie hat sich vom passiven Aufstoß zur aktiven Aufstoßlösung und zur intelligenten Vorhersage der Straßenverhältnisse verändert. Die frühe Federung war rein mechanisch aufgebaut und konnte nur passiv auf den Aufprall des Fahrwerks reagieren. Mit der Entwicklung der elektronischen Steuerungstechnik kann die Federung den Zustand des Fahrzeugs über einen Sensor erkennen und die Dämpfung oder die Höhe aktiv einstellen. Mithilfe von Umgebungssensoren wie Laserradar, Millimeterwellen-Radar, Kameras kann die Federung heute den Straßenzustand im Voraus vorhersagen und die Parameter einstellen, bevor die Räder aufstoßen.

Von der Entwicklung der Fahrzeugfederung bis heute hat jeder technologische Durchbruch das Fahrerlebnis der Menschen grundlegend verändert. Mit dem Fortschritt der Intelligenz- und Elektrotechnik wird sich die Fahrtechnik in Zukunft weiter entwickeln, um den Anwendern ein komfortableres, stabileres und intelligenteres Fahrerlebnis zu bieten.