2 lat temu
Kiedy czytałem o samochodach wyścigowych z lat 40. i 50., termin zawieszenie de Dion pojawiał się raz za razem. Technologia ta była wszechobecna w samochodach wyścigowych z Niemiec, Włoch, Anglii i Stanów Zjednoczonych od lat dwudziestych do wczesnych lat sześćdziesiątych.
Zawieszenie De Dion to genialne rozwiązanie trudnego problemu napędzania tylnych kół przy zachowaniu maksymalnej przyczepności. Pomysł istniał od samego początku motoryzacji, ale został w dużej mierze zapomniany. Tak było, dopóki nie został odkurzony przez wielkiego konstruktora samochodów wyścigowych Harry’ego Millera, który wykorzystał zawieszenie do zdominowania wyścigów owalnych w połowie lat dwudziestych.
Zawieszenie de Dion samodzielnie poprawiło osiągi samochodu. Zagłębmy się w ten wynalazek, aby zrozumieć, czym on jest i dlaczego był kluczową różnicą między wygraną a przegraną.
Krótka historia De Dion
Oś de Dion została wynaleziona w 1894 roku przez francuskiego inżyniera Charlesa Trépardoux, który był współzałożycielem De Dion-Bouton, francuskiego producenta samochodów, od którego urządzenie wzięło swoją nazwę. Opracował swój wynalazek do zastosowania w parowym trójkołowcu, ale nie przyjął się, dopóki nie pojawił się ponownie w nieoczekiwanym miejscu: w warsztacie w Los Angeles amerykańskiego wizjonera wyścigów, Harry’ego Millera.
De Dion wyraźnie widoczny na Millerze 122 FWD z 1925 roku
W 1924 roku Miller zbudował samochód wyścigowy Indianapolis, jak żaden inny. Rewolucyjny Miller 122 FWD wykorzystywał napęd na przednie koła i był pomysłem Jimmy’ego Murphy’ego i Rileya Bretta. Czczony jako jeden z największych wszechczasów, 122 odnosił zwycięstwo za zwycięstwem w Stanach Zjednoczonych i Europie. Zawieszenie de Dion umożliwiło radykalną konfigurację 122 FWD. Następna generacja Millera 91 wygrała Indianapolis 500 w 1926, 1928 i 1929 roku.
De Dion pojawił się ponownie w przerażającym Mercedesie W125 w 1937 roku, który zdominował wyścigi Grand Prix tego roku, a także zasmakował zwycięstwa w Vanderbilt Cup 1937, który odbył się na Long Island w Nowym Jorku. Auto-Unions gwałtownie skopiowało W125 w Type D w 1938 roku, chociaż z prostszą konstrukcją.
Po wojnie zawieszenie de Dion było uważane za najnowocześniejsze w samochodach wyścigowych i sportowych, aż do lat 60. XX wieku, kiedy zastąpiło je zawieszenie niezależne. Prawie każdy samochód Grand Prix tamtej epoki korzystał z tego systemu, w tym Ferrari, Maserati, Vanwall, BRM i tak dalej, w tym kultowe samochody, takie jak Aston Martin DBR1 i Maserati 250F.
Ten typ zawieszenia był również stosowany w samochodach drogowych, debiutując w Lancii Aurelia Series 4 w 1954 roku, a także w jej następcy, Lancii Flaminia. Inni producenci używali go w samochodach produkcyjnych, w tym Iso, Bizzarini, Alfa Romeo, Ferrari, Aston Martin, Maserati, Mazda, Chrysler i Alfa Romeo, by wymienić tylko kilku.
Podział pracy
Dla uproszczenia użyjemy jako przykładu samochodu skonfigurowanego z silnikiem z przodu, który napędza tylne koła. (Miller 122 z napędem na przednie koła był wyjątkiem, a nie regułą!) Kiedy układy napędowe przeniosły się poza napędy pasowe i łańcuchowe na wały napędowe i mechanizmy różnicowe, standardowym sposobem napędzania tylnych kół była „belkowa oś”, czyli tzw. „sztywna oś”, „żywa oś” lub urządzenie Hotchkiss. Był wszechobecny, ponieważ był funkcjonalny, ale miał wiele wad, które nie zostały dobrze zrozumiane, dopóki nie pojawiły się mocniejsze silniki.
Żywa oś
Oś typu belka łączy mechanizm różnicowy, wały napędowe i oś w sztywną obudowę. Zasadniczo jest to rozwiązanie typu „wszystko w jednym”, które łączy koła, a następnie napędza je jednocześnie. Oś belki ma trzy wady: 1) jest ciężkim elementem, który jest w 100% nieresorowany; 2) koła są sztywno połączone, więc jeżeli jedno jest zakłócone, drugie również, co powoduje słabą przyczepność; oraz 3) reakcja momentu obrotowego, spowodowana obracaniem się wału napędowego i osi w przeciwnych kierunkach, obciąża sprężyny i ma tendencję do podnoszenia jednego tylnego koła, przez co moc nie jest przykładana równomiernie na zakrętach lub podczas gwałtownego przyspieszania. (Jeśli oglądasz NASCAR i przypominasz sobie odniesienia do „podskakiwania koła”, jest to reakcja na moment obrotowy z użyciem żywych osi.)
W szczególności kwestia masy nieresorowanej ma ogromny i szkodliwy wpływ na dynamikę pojazdu, a przede wszystkim wyższy współczynnik masy nieresorowanej zmniejsza przyczepność opon, zwłaszcza na nierównej nawierzchni.
Oś De Dion
Wejdź do zawieszenia de Dion, znanego również jako „martwe osie” i często określane jako „rury de Dion” od ich charakterystycznego elementu rurowego. Oś de Dion rozdziela dwie funkcje tylnej osi: zawieszenie i dostarczanie mocy. Koła są połączone ze sobą dzięki dużej poprzeczki, która często jest rurą o dużej średnicy, aby lepiej zrównoważyć stosunek wytrzymałości do masy.
Oto jak to działa
Rura De Dion znajduje się za kołami i łączy się z mocowaniami łożysk kół po każdej stronie. Zwykle zakrzywia się do tyłu, dzięki czemu trzyma się z dala od mechanizmu różnicowego, który znajduje się bezpośrednio na osi między tylnymi kołami. Mechanizm różnicowy jest teraz przymocowany do podwozia, a nie do osi, co sprawia, iż wraz z półosiami są odciążone. Półosie są następnie połączone z kołami dzięki pary przegubów uniwersalnych z każdej strony, dzięki czemu moc jest przenoszona równomiernie, gdy koła poruszają się w górę iw dół w płaszczyźnie pionowej. Urządzenie utrzymuje oś centralnie względem podwozia, dzięki czemu koła poruszają się tylko w pionie i zachowują pochylenie 0 stopni. Należą do nich łącznik Watts (pokazany na poniższym schemacie, drążek Panharda lub centralny łącznik ramy A. (Obejrzyj ten film demonstracyjny łącznika Watts, aby zobaczyć, jak to działa).
Podsumowując: rura łączy koła i utrzymuje je centralnie i pionowo, podczas gdy wały napędowe je napędzają.
Schemat tylnego zawieszenia De Dion z samochodu Vanwall GP z 1958 r. Wykorzystującego drążek Watts.
Różnica De Dion
W porównaniu z prymitywną osią pod napięciem, martwa oś de Dion radykalnie poprawiła osiągi samochodów w następujący sposób:
Zmniejsza masę nieresorowaną. Im mniejsza masa nieresorowana, tym lepsze osiągi. Gdy ciężar jest resorowany, zawieszenie pojazdu może go kontrolować, co poprawia przyczepność, pokonywanie zakrętów i izolację drogi. De Dions znacznie obniża tę wartość, przenosząc elementy napędowe z osi na podwozie.
De Dion: Koła pozostają w pionie
Tylne opony są zawsze pionowe. Koła są zawsze ustawione pod kątem 90 stopni w stosunku do nawierzchni drogi, bez względu na to, jak bardzo ciało się toczy, więc powierzchnia styku opony jest stała, co poprawia przyczepność.
Eliminuje podskakiwanie koła. Reakcja momentu obrotowego jest wyeliminowana, ponieważ półosie są odizolowane od osi, dzięki czemu moc płynnie przechodzi przez oba koła jednocześnie.
Trwałe komponenty. Osie De Dion są masywne, więc nie są podatne na awarie, w przeciwieństwie do niezależnych układów zawieszenia, które mają bardziej złożone i delikatne elementy, które są podatne na awarie.
W końcu pojawiła się lepsza technologia. Niezależne zawieszenia zostały po raz pierwszy zastosowane w samochodzie Grand Prix z dominującym Mercedesem W196 w 1954 roku. Jednak technologia ta nie rozwinęła się w tej chwili, głównie z powodu wycofania się Mercedesa z wyścigów po tragedii Le Mans w 1955 roku.
Półniezależne zawieszenie de Dion było pomostem od prymitywnej osi belki do nowoczesnego zawieszenia niezależnego, którego używamy do dziś. Jednak „martwe osie” są przez cały czas używane i przez cały czas są popularne w samochodach Muscle Cars, w których dostarczanie mocy jest ważniejsze niż zdolność pokonywania zakrętów. W swoim czasie de Dion był odpowiedzialny za ogromny postęp w zakresie osiągów i adekwatności jezdnych, co pokazało, iż zawieszenie, którego optymalizacja trakcji i dostarczania mocy może być równie ważne jak brutalna moc.
Bibliografia
1924 Miller 122 FWD i 1926 Miller 91 FWD, Supercars.netAutomotive Dictionary: De Dion Suspension, Unique Cars and PartsBarker, Ronald and Anthony Harding, Automotive Design: Dwunastu wielkich projektantów i ich praca (wydanie drugie), Society of Automotive Engineers, Inc. , 1992Campbell, Colin, Projekt wyścigowych samochodów sportowych, Robert Bentley Inc., 1973Kompletny przewodnik po zawieszeniach samochodowych, Biblie samochodowe, 2 sierpnia 2021 r. De Dion Tube, Beam Axle, De Dion-Bouton, Watt’s Linkage i Mercedes-Benz W125, Wikipedia artykułyHarry Miller, Indianapolis Motor Speedway MuseumHoward, Keith, oś De Dion, Motor Sport, kwiecień 2001. Lekka sztywna oś napędzana, cartecc.comZawieszenie: jak to działa, Donut Media, 15 sierpnia 2018 r. Vegi, Leela Krishna, de-Dion Drive, The Engineer’s Junction, 13 czerwca 2011Watts Link Geometry, Pedantic Publishing, 27 stycznia 2017
