プリロードとバネ

サスペンションのイラストです

これをまず、ジャッキアップしてみましょう







タイヤを外します







プリロードをかけます

よっこいしょよっこいしょ

結構かかりました







タイヤをつけます







ジャッキから降ろします







最初と最後の図を比較してみましょう







ちなみにプリロードをかけるのは、ジャッキアップしなくても出来ます

着地状態で同じことをするとどうなるか、アニメーションで見てみましょう







ちなみにこれをスカイフックの視点で見てみると、こうなります
















よく見てみると、アッパーマウント⇔ロアシート間の距離…つまりバネの長さは変わっていません。
したがって、ここではバネにかかる力も変わりません。

「プリロードをかけた分、バネにかかる力は大きくなるのでは？」と思ってしまいそうですが、これ、意外とそういうわけではありません。
作業としては「プリロードをかける＝ロアシート位置を上げる」という作業をしていますので、「バネを置いておく土台（ロアシート）の位置が持ち上げられた」、という解釈が適当だと思います。







プリロードをかける際の力は、バネとは関係なしに、重いクルマを持ち上げる力、つまり車高を上げる力として使われます。
車高を上げる力に使われてしまうので、バネに蓄えられるような力は残りません。

これは着地状態＝１Ｇを前提とした話なので、ジャッキアップされた状態＝０Ｇの状態であれば、もちろん「そのときバネにかかる力」はプリロードによって変わります。
たくさんプリロードかければたくさんバネに力がかかりますし、少しのプリロードなら少しの力がかかります。
でもクルマはその状態で走るわけではありませんので、着地状態でどういう力が働いているか？を考えることが大事です。
着地状態では、プリロードの有無はバネにかかる力に影響を与えず、レンチを回して入力したエネルギはもっぱら車高を上げることに使われます。

プリロードについて、ときどき「バネの縮み始めの部分をあらかじめ縮ませておくことで、バネの反力が増して、コーナリング初期の反応が良くなる」といったような説明を目にします。
でもプリロードをかけても着地状態におけるバネの反力は増えません。
ボールペンの中に入ってる小さいバネを指で縮めたところを想像してもらえば分かると思いますが、バネにかかる力というのは「あかかじめ縮ませておくかどうか」によって変わることはありません。
バネを指で縮めていくと、ただ単に「そのとき縮められた量」によって、そこにかかる力が変わります。























付記

プリロードをかけると車高が変わるため、ロール軸の角度やアライメントが変わります。
なので結果としては「車高変化によって」ハンドリングに影響を与えることになります。

また、プリロード量を変えるとダンパの伸び/縮みのバランスが変わります。
したがって、底突き/伸びきりが起こる車の場合は、ハンドリングに大きな影響が出ます。
プリロードの調整はそちらを目的に行うとよいでしょう。

そういう意味ではプリロードとは「バネの縮み始めをあらかじめ縮ませておくこと」ではなく「１Ｇにおけるダンパ内のピストン位置を調整すること」という解釈がよいと思います。

でも言葉を直訳すると「あらかじめかけておく荷重」なんですよね。
実際の作業経験が豊富な人ほど、ジャッキアップ状態でロアシートをぐいぐい回していくときの印象から、バネに力が蓄えられていくイメージを持ってしまいやすいようです。
先日もうちの整備士が勘違いしていたので、仕事上ちょっと困ることがありました。
気持ちは分かるので、仕方ない面はあるんですけどね。