単筒式ショックと複筒式ショック: 乗り心地の比較

異なるショック設計を実行している 2 台のトラックで同じポットホールにぶつかると、2 つの異なるストーリーを感じるでしょう。一発の衝撃は綺麗に吸収されます。もう1つは、乗り心地が落ち着く前に少しうろつきながら長居します。このギャップは、ショック自体の内部、つまり 1 つまたは 2 つのチューブで何が起こっているかによって決まります。

単筒式ショックと複筒式ショックの製造方法

ツインチューブショックは、入れ子になった2つのシリンダーを使用します。インナーチューブにはピストンロッド、ピストンバルブ、作動油が収容されています。アウターチューブにはリザーブ液とガスチャージが蓄えられます。ピストンが動くと、流体がベースバルブを通って 2 つのチューブの間に押し込まれ、車両の動きを制御する減衰力が発生します。

モノチューブショックはそれを単気筒にまで取り除きます。 1本のチューブにオイルとガスの両方が入っています 、フリーフローティングピストンによって内部が分離されています。作動ピストンは依然として内部で上下に動きますが、流体がその間を移動するための 2 番目のチャンバーはなく、すべてが 1 つのより大きな直径のチューブ内で行われます。そもそもショックアブソーバーがどのように振動を減衰させるのかについての基本的な仕組みについて詳しくは、こちらをご覧ください。 ショックアブソーバーの機能とその仕組みの概要 .

エアレーションが乗り心地に影響を与える理由

バルブ内を高速で移動する作動油により、エアレーションと呼ばれるプロセスで空気がバルブ内に吹き込まれることがあります。空気を含んだ液体はきれいなオイルよりも圧縮しやすいため、最も必要なときに、つまり、バンプ中、負荷がかかっているとき、荒れた路面でショックの減衰力が不安定になることを意味します。

ツインチューブ設計では、動作中に流体が 2 つのチャンバー間で活発に流れるため、この問題にさらされやすくなります。強い衝撃によりその流れが妨げられ、ガスがオイルと混合する可能性があります。モノチューブショックは、このほとんどを完全に回避します。フローティングピストンにより、ガスとオイルがチューブの半分に永久に分離された状態に保たれるため、ショックがどれだけ強く作用しても、両者が混合する機会はほとんどありません。

応答性と減衰精度

ツインチューブショックは、順番に動作する複数のバルブに依存しており、ピストンバルブとベースバルブが減衰の役割を分担します。モノチューブショックはすべてを単一のバルブアセンブリに集中させ、圧力をコンポーネント間で分割するのではなく、ピストン面全体に均等に分散します。

また、単筒式は、利用可能な直径を食い込む外側リザーブチャンバーがないため、同等のサイズの複筒式設計よりも幅広のピストンを使用する傾向があります。ピストンの表面積が大きくなるということは、ストロークごとにより多くのオイルが移動することを意味し、ダンピングの精度と熱放散の両方が向上します。この 2 つのことは、凹凸のある路面でのより制御された予測可能な乗り心地に直接つながります。

設置の柔軟性と耐色褪せ性

複筒式ショックは通常、直立して取り付ける必要があります。逆さまに取り付けると、内部のガスと流体の配置が正常に機能しなくなります。モノチューブ ショックにはそのような制限はありません。フローティング ピストンにより向きに関係なくすべてが適切に分離されるため、機能を失うことなく直立、反転、さらには水平に取り付けることができます。

耐退色性も同様のパターンに従います。フェードはショックの熱の蓄積やガス漏れによって減衰能力が失われることで発生し、ショックの使用期間が長くなるほど悪化します。モノチューブは流体容量が大きく、熱放散が優れているため、継続的なハードな使用でも色褪せしにくくなっています。これがまさに、ツインチューブが日常の乗客の快適さの標準である一方、パフォーマンスやオフロード用途でより頻繁に使用される理由です。

アプリケーションに適合する設計

どちらのデザインも普遍的に「優れている」というわけではありません。正しい選択は、日々のショックにどのような対応をしなければならないかによって異なります。乗客の快適な用途など、スムーズで低振動の環境では、通常、ツインチューブの低コストで快適な減衰特性がより現実的な選択肢となります。持続的な熱、起伏の多い地形、または重度の周期的荷重を伴うものでは、単筒式の安定性の利点により、より高いコストが正当化される傾向があります。

この分裂は産業用機器や商業用機器にもはっきりと現れます。 オペレーターの快適性を考慮したキャビンショックアブソーバー 多くの場合、ツインチューブの動作に関連するよりスムーズで寛容な特性が優先されますが、 車室内の振動を最小限に抑えるために作られたドライブダウンキャビンショックアブソーバー より要求の厳しい反復的な衝撃荷重に対処する必要があります。トレーラー側には、 トレーラーダンパーは荷重の安定性を考慮して設計されています フェイスは常に変化する重量配分により、荷重に関係なく一貫した減衰力を重視します。これらの原則がどのようにスケールアップするかについて詳しくは、この記事をご覧ください。 大型トラックのシャーシシステム内でショックアブソーバーがどのように機能するか では、はるかに高い負荷と長いデューティ サイクルに伴う追加の考慮事項について説明します。

乗り心地を正しい方法でテストする

乗り心地の良さを主張するのは簡単ですが、一貫したテストフレームワークがなければ検証するのは困難です。車両力学エンジニアは通常、次のような標準化された手順を参照します。 SAE の乗用車および小型トラック用の定常方向制御試験規格 主観的な印象だけに頼るのではなく、実際の運転操作下でサスペンションとダンピングの選択が実際に車両の制御にどのような影響を与えるかを評価します。

どのデザインに着地するにせよ、ショックの構造を実際の動作条件 (熱、負荷サイクル、取り付け方向) に適合させることは、データシートに記載されている単一の仕様よりも長期的な乗り心地にとって重要です。