Fjädrar i Formel 1 - för bättre väghållning och stabilitet

Hos Lesjöfors har vi en lång historia av att leverera precisionsspiralfjädrar till racingteam och är betrodda av några av de största leverantörerna av chassifjädrar.

I det här inlägget går vi igenom de olika komponenterna i fjädringssystem, vilka typer av fjädrar som används inom motorsport och hur de påverkar bilens köregenskaper och funktion.

Nu kör vi!

Fjädringssystem för racing

Ett fjädringssystem för racing spelar en viktig roll för bilens prestanda på banan. Systemet kopplar chassit till hjulen och består av komponenter som fjädrar, stötdämpare och länkarmar, som tillsammans styr hjulrörelser och fordonsdynamik.

Fjädringens huvudsakliga uppgift är att absorbera stötar från banan och hjälpa däcken att behålla kontakten med vägen. Det bidrar till effektiv bromsning, styrning och acceleration.

Olika komponenter i fjädringssystem

Komponenter som bidrar till ett framgångsrikt fjädringssystem är:

1. Fjädrar och dämpare: Dessa kärnkomponenter absorberar stötar från banan och hjälper till att bibehålla stabilitet och däckkontakt.
2. Krängningshämmare: Dessa hjälper till att kontrollera bilens krängning vid kurvtagning och förbättrar stabiliteten.
3. Bärarmar: Även kallade länkarmar, kopplar bärarmarna chassit till hjulen och styr hjulens rörelser.
4. Tryckstänger och dragstänger: Dessa överför krafter från hjulnaven till dämpare och fjädrar, vilket påverkar hur bilen reagerar på vägförhållanden.
5. Vippmekanismer: Dessa är mekaniska länkar som omvandlar den linjära rörelsen från tryckstänger eller dragstänger till roterande rörelse.

Mästerskapsvinnande motorsportfordon med hög prestanda skapas när ovanstående komponenter kombineras med precisionstillverkade spiralfjädrar.

Fjädrarnas roll i fjädringssystem

Tryckfjädrar används inom motorsport för att absorbera stötar och lagra elastisk energi. Det bidrar till bättre köregenskaper över gupp, ojämnheter och banans kantstenar. Fjädrarna hjälper också till att stabilisera bilen vid snabba riktningsförändringar och kraftig inbromsning.

Genom att ta upp och avleda energi från stötar och vibrationer hjälper fjädrarna bilen att hantera de höga belastningar som uppstår på banan.

Typer av fjädrar som används i Formel 1

Tryckfjädrar, vridfjädrar och tallriksfjädrar används i Formel 1-bilar. Vridfjädrar kan även användas i form av torsionsstavar. De olika fjädertyperna är anpassade för att hantera höga dynamiska belastningar, arbeta i kompakta utrymmen och ge rätt fjädringsegenskaper för applikationen.

Här är en snabb översikt över varje typ av fjäder som används i Formel 1-racing.

Tryckfjädrar

Tryckfjädrar är den mest traditionella typen som används i fjädringssystem och är kända för sin hållbarhet och förmåga att hantera höga dynamiska belastningar.

Vridfjädrar (torsionsstavar)

Vridfjädrar, som i vissa konstruktioner används i form av torsionsstavar, använder vridkrafter för att skapa fjäderverkan. De har en kompakt konstruktion och kan monteras längsgående i bilen med anslutning till hjulupphängningens länkarmar.

Genom att anpassa torsionsstavarnas egenskaper kan teamen finjustera fjädringens styvhet och bilens köregenskaper efter olika banförhållanden.

Tallriksfjädrar

Tallriksfjädrar är brickformade fjädrar som kan hantera höga belastningar vid små nedböjningar. De används främst i kopplingssystemet snarare än i hjulupphängningen.

Den kompakta konstruktionen gör dem väl lämpade för applikationer där stora krafter behöver hanteras inom ett begränsat utrymme.

Översikt över fjädringssystem med tryckstång och dragstång

I Formel 1 används dragstångs- och tryckstångsfjädring i bilens fram- och bakfjädring. Båda systemen omfattar dämpare, fjädrar och krängningshämmare och ger teamen möjlighet att finjustera bilens köregenskaper och fjädringsstyvhet.

Nedan går vi igenom de två systemen närmare.

Tryckstång

En tryckstångsfjädring använder en stång som är ansluten till hjulnavet. När hjulet rör sig uppåt överför stången kraften till en vippmekanism, som i sin tur aktiverar fjädern och dämparen högre upp i bilens chassi.

Den här lösningen kan ge fördelar för både aerodynamik och viktfördelning. Tryckstångsfjädring är också vanlig i moderna Formel 1-bilar och kan vara enklare att integrera och serva än dragstångslösningar.

Dragstång

Dragstångsfjädring fungerar på liknande sätt, men med omvänd mekanism. Stången drar i en vippmekanism som är monterad längre ned i chassit. Den här lösningen placerar fjädringskomponenterna lägre i bilen och kan ge aerodynamiska fördelar samt bidra till en lägre och mer kompakt fjädringslayout.

Tryck- och dragstänger

Tryckstänger och dragstänger kan också kombineras i samma fjädringskonfiguration. Red Bulls RB20 från 2024 använder till exempel dragstångsfjädring fram och tryckstångsfjädring bak.

Bilens köregenskaper och aerodynamiska prestanda har fått andra konkurrenter att överväga en liknande layout. Tryckstångsfjädringen bak påverkar utrymmet runt golvet och kan möjliggöra en smalare växellådslayout, medan dragstångsfjädringen fram kan bidra till att styra luftflödet runt framdäcken.

Fjädrarnas påverkan på Formel 1-bilens köregenskaper

Användningen av fjädrar i Formel 1-bilar förbättrar hållbarhet och prestanda avsevärt. Här är fem sätt som fjädrar bidrar till prestandan hos motorsportfordon.

1. Stötabsorption: Fjädrar absorberar stötar från banan och bibehåller stabilitet och däckkontakt.
2. Förbättrade köregenskaper: Fjädrar hjälper till att balansera bilen, vilket förbättrar kurvtagning och manövrerbarhet.
3. Justerbar fjädringsinställningar: Med fjädrar kan fjädringsinställningarna finjusteras efter banförhållanden och körstil.
4. Minskat slitage: Fjädrar hanterar de krafter som verkar på bilen och förlänger livslängden för andra komponenter.
5. Optimal markfrigång: Fjädrar bibehåller optimalt avstånd från marken, vilket är avgörande för aerodynamik och hastighet.

Regelverk och krav

FIA (Fédération Internationale de l'Automobile) ansvarar för regelverket inom Formel 1 och fastställer tekniska krav för bland annat material, dimensioner och egenskaper hos komponenter i fjädringssystem.

Reglerna bidrar till säkerhet och rättvisa tävlingsförhållanden. Teamen måste följa kraven när de konstruerar och använder fjädringskomponenter, inklusive fjädrar, för att uppfylla de tekniska bestämmelserna och klara de obligatoriska kontrollerna inför tävling.

Slutsats 

Precisionsfjädrar spelar en viktig roll inom motorsport genom att absorbera stötar och bidra till bättre köregenskaper, kontroll och hastighet. De tre vanligaste fjädertyperna som tas upp här är tryckfjädrar, torsionsstavar och tallriksfjädrar. Tryckfjädrar är de vanligaste i hjulupphängningar och kan användas i fjädringssystem med både tryckstång och dragstång.

Med lång erfarenhet av att leverera precisionsspiralfjädrar till racingteam förstår vi de höga krav som fjäderprodukter behöver uppfylla inom motorsport.

Vi vet också att olika tävlingar ställer olika krav på spiralfjädrar, från Dakar Rally och Indianapolis 500 till Isle of Man TT, Formula Racing och Goodwood Festival of Speed.

Lesjöfors arbetar med flera motorsportgrenar, bland annat superbike, rally, motocross enduro, cross country, autocross, road racing, karting, banracing och Formel 1. De flesta av våra projekt inom konstruktion, utveckling och tillverkning för motorsport handlar om att skapa kundanpassade chassifjädrar för motorcykelracing och högpresterande racingbilar.

Vi är stolta över vår kontinuerliga forskning och utveckling samt våra investeringar i teknik och team. Det placerar oss i framkant bland tillverkare av fjädrar för motorsport.

Kontakta vårt expertteam idag för att få veta mer om kundanpassade motorsportfjädrar.