یکی از مهم ترین بخش های یک خودرو سیستم تعلیق و فنر بندی آن است، زیرا بدون این سیستم عملا خودرو از مفاهیمی چون کنترل و هندلینگ برخوردار نخواهد بود، چه رسد به آنکه بخواهد با نرمی سواری ، راحتی و لذت را برای سرنشینان به ارمغان بیاورد!
سیستم های تعلیق کنونی به نسبت گذشته بسیار پیشرفته تر و پیچیده‌ترشده اند و توضیح و تفسیر عملکرد آنها نیاز به پیش زمینه و بررسی فناوری های نسل های پیشین دارد. برای همین تصمیم گرفتیم تا در این مقاله به بیان پیش نیاز ها اکتفا کنیم و در سری مقالات بعدی سیستم تعلیق بر روی جزییات آن به طور تخصصی تری تمرکز نماییم.
به طور کلی میتوان گفت سیستم تعلیق ۳ وظیفه اصلی را بر عهده دارد که عبارت اند از:
- حفظ حداکثری سطح تماس لاستیک ها با زمین
- حفظ تعادل خودرو در پیچ ها
- تامین راحتی و نرمی برای سرنشینان
تمامی این وظایف به طور کلی بر عهده ی سه قسمت اصلی این سیستم می باشد که عبارت اند از فنر، دمپر و میل تعادل .
بهتر است برای درک بهتر و دید صحیح نسبت به کارکرد سیستم تعلیق با یک مثال و شبیه سازی ساده به مسئله ورود کنیم.
یک گاری ساده را در نظر بگیرید ، گاری برای حرکت در یک مسیر صاف و بدون شیب عرضی به راحتی و بدون مشکل توانایی حرکت را دارد و با مشکل خاصی روبه رو نخواهد بود ، ولی تنها کافیست که این مسیر صاف جای خود را با مسیر های پر دست‌انداز که دارای ترک ، چاله و برامدگی هستند عوض کند تا سواری را برای سواران گاری به جهنم تبدیل شود.حالا کمی جلوتر برویم. اگر فقط چرخ هارا به واسطه یک فنر به اسکلت گاری متصل کنیم، با این کار حتی پیش از آزمایش هم میتوان انتظارتغییرقابل توجهی در این سیستم را داشت، تغییری که میتوان تفاوت آن را آشکارا احساس کرد :تبدیل سواری خشک همراه با کوبش گاری به یک سواری نرم و الاکلنگی .
اما نکته ی بدیهی آن است که نمیتوان در یک سیستم تعلیق تنها از یک فنر استفاده کرد ، به این خاطر که فنر ها برای جذب انرژی وارد به گاری که از سطح مسیر ناشی میشوند موثر هستند ولی برای دفع آن نیرو قدرت کافی را ندارند تا به حالت اولیه خود بازگردند، به این معنا که اگر به یک فنر نیرویی وارد شود به مراتب باونس (bounce ) خواهد کرد. کاملا مشابه به یک آونگ که اگر تا یک سطح بالا برده و رها شود به نوسان در خواهد آمد و آن را تکرار می کند تا وقتی که به طور کامل بایستد. حال برای جلوگیری از این اتفاق مهندسان در سیستم های تعلیق از کمک ها (dampers) ها استفاده کردند. کمک ها را با بیان بسیار ساده و شبیه سازی اغراق آمیز می توان به دو استوانه که یک طرف آن ها بسته است و خلاف جهت یکدیگر در هم قرار گرفته و در داخل آن محفظه ای برای روغن تعبیه شده است، تشبیه کرد .
پیشنهاد میشود کمی بیشتر درباره تیونینگ ظاهری خودرو بدانید.
یک جسم پیستون مانند در داخل کمک قرار دارد که دارای سواخ های ریزی است تا هنگامی که روغن میخواهد از آن ها عبور کند انرژی را به خود جذب کند.
در سیستم تعلیق میل تعادل ( sway bar) وظیفه بسیار ساده و در عین حال حیاتی حفظ نهایت تماس لاستیک ها با سطح جاده را به عهده دارد.
اکثر سیستم هایی که برای خودرو های سنگین نصب می شوند و با خودرو های قدیمی اشتراک زیادی دارند، سیستم فنربندی تخت است . این سیستم تعلیق با آنکه برای تحمل بار زیاد ایده‌آل است ولی سواری خشکی را ارائه میدهد.
این نوع از سیستم تعلیق در راستای عمودی فضای زیادی را اشغال نمی کند اما این موضوع در راستای افقی صادق نیست.
سیستمی که در اکثر خودرو هایی که انتقال نیروی موتور توسط دیفرانسیل به چرخ های جلو است ، نصب میشود ، سیستم تعلیق مک‌فرسون استرات است و فضای مورد نیاز برای آن بر خلاف مورد قبلی می باشد .
این سیستم تعلیق از یک فنر که دور یک کمک قرار دارد تشکیل میشود که قرارگیری آن بر چرخ به صورت نسبتا عمودی است.
نوع پیشرفته تری از سیستم های تعلیق که استفاده از آن متداول است، سیستم تعلیق دو جناغی
(double wishbone suspension) است .
double wishbone
در این نوع سیستم تعلیق از دو بازویی که بشکل جناغ هستند بهره گرفته میشود که یکی از آنها مسئول جذب لرزش ها و دیگری برای کنترل است.
موضوعات متعددی برای شناخت بیشتر تعلیق باید بررسی شوند مانند آنسپرانگ مس ( unsprang mass ) ، انواع دمپر ها و سیستم های دیگری مانند هیدرولیکی ،سیستم های گازی که برپایه هواکار میکنند ، پنوماتیک و مشابه آنها که در ادامه صرفا جهت آشنایی به توضیح مختصر آنها خواهیم پرداخت
اما پیش از آن به یک موضوع پایه ای تر میپردازیم که ببینیم در چه خودرویی از چه تعلیقی استفاده میشود و در این بین به انواع شاسی های مورد استفاده در خودرو ها هم نیم نگاهی خواهیم داشت .
برای پیکاپ تراک ها (خودرو های پرطرفدار در امریکا) اکثرا از میل های دو کششی یا اکسل ثابت با فنر تخت استفاده میشود این تعلیق ها هوی دوتی (heavy duty) هستند اما برای باگی ها و خودرو های تماما افرودی از شاک های برپایه هوا استفاده میشود. این تعلیق ها برای جذب و از بین بردن نیرو های وارده برچرخ عالی هستند ولی این مزایا کم هزینه هم نخواهند بود و دارای قیمت واستهلاک بالا نیز می باشند.
خودروهایی که نیاز به میزان زیادی ریجیدیتی ندارند مانند سواری ها برای کاهش وزن و هزینه های جاری مانند تعمیرات و نگهداری از شاسی و بدنه یکپارچه استفاده میشود که در تمامی خودرو های ایرانی قابل مشاهده است.
در خودرو های اروپایی قدیمی از سیستمی بر پایه میل پیچشی یا تورشن بار استفاده میشد (البته این خودرو ها همچنان در کشور تردد دارند و تولید میشوند مانند پژو ۴۰۵ )
عملکرد سیستم تعلیق تورشن بیم به این شکل است که حرکت عمودی چرخ را به حرکت پیچشی تبدیل میکند . میل پیچشی یک مقاومت خاص در برابر پیچش دارد .این سیستم در تعلیق عقب خودرو بکار میرود.
در خودرو های اقتصادی تر از سیستم تعلیق نیمه مستقل در عقب استفاده میشود که شامل یک تیرصلب در وسط دو تیر موازی عمود بر آن که کمک و فنر بر آن سوار است ، میشود.
آیا بصورت کامل درباره تیونینگ خودرو و روش های ارتقا خودرو میدانید؟ برای آشنایی به صفحه تیونینگ چیست مراجعه نمایید.
سیستم های تعلیق بادی یکی ازتاثیرگذار ترین دست‌آورد ها در دنیای خودرو به حساب می‌آید ، این موضوع به مراتب در خودرو های لوکس بیشتر مشهود است. سیستم های تعلیق بادی دارای یک کمپرسور هوا و کیسه مانند هایی برای کمک فنر میباشند که با توجه به سیستم آن دارای ویژگی های منحصر به فرد خود میباشند . برای مثال در آخرین نسخه رولزرویس گوست از سیستمی استفاده میشود که با توجه به سطح جاده سفتی و نرمی کمک فنر هارا تنظیم میکند تا خودرو با کمترین رول به هنگام حرکت مواجه شود علاوه بر این یکی از مهم ترین قابلیت هایی که سیستم های تعلیق بادی دارند قابلیت تنظیم ارتفاع (ride hight ) برای خودرو به ارمغان می‌آورد.
سیستم تعلیق بادی ارزان قیمت نیستند، به همین دلیل است که از آن در خودرو های لوکس وگران قیمت استفاده میشود .
سیستم تعلیق هیدرولیک یکی از قابل فهم ترین اما پیچیده ترین مهندسیها را داردکه در ابتدا در سال ۱۹۷۰ بر روی خودرو ی سیتروئن دی اس نصب شد و محبوبیت زیادی پیدا کرد ، یکی از معروف ترین خودرو هایی که در ایران از هیدرولیک استفاده میکند، فرانسوی محبوب ، زانتیا است قسمت های اصلی مورد استفاده در تعلیق هیدرولیک همان چیزی است که در سیستم تعلیق بادی بیان شد با این تفاوت که روغن جایگزین هوا و به جای حضور کمپرسور از پمپ روغن در آن استفاده میشود و به جای مخزن روغن تعلیق هیدرولیک از مخزن پر شده توسط نیتروژن استفاده شده است که به آنها اصطلاحا “گوی” میگویند.
حال یک سیستم تعلیق هیدرولیک چه مزایایی دارد؟ فرض کنید در یک پیچ هستیم و به چرخ خارجی نیروی رول به سمت پایین وارد میشود اگر با کمک پمپ روغن ،فشار را افزایش دهیم تا با این کار باعث سفت تر شدن آن سمت شویم ،نتیجه ی این تغییر فشار در کمک ها را میتوان در کمتر شدن رول خودرو به هنگام پیچیدن در آن سمت از سیستم تعلیق که خارج پیچ قرار دارد ، مشاهده کرد.
مشابه این امر در اسکوات شتابگیری و دایو ترمز گیری هم دیده میشود که در نهایت باعث بهتر شدن هندلینگ و سواری خودرو میشود
رینگ اسپورتی عزیز جهت آشنایی با قیمت روز خودرو کلیک نمایید.
در نهایت لازم به ذکر است که طبق آزمون تست هندلینگ MOOSE (گوزن) خودرو هایی که از سیستم تعلیق فعال استفاده میکنند بهترین عملکرد را از خود به نمایش گذاشته اند
برای بررسی دقیق و جزیی نسبت به موارد گفته شده و مطالب تکمیلی در خصوص سیستم تعلیق از قبیل زوایای مربوط به چرخ ها در سیستم تعلیق و تنظیمات آن که شامل
۱.تنظیمات کمبر : زاویه سطحی یک چرخ نسبت به کف زمین
۲.تنظیمات کستر : زاویه مرکز چرخ با بالای کمک
۳.تنظیمات تو : زاویه سطح مرکزی چرخ به حالت مستقیم حرکت
سیستم های تعلیق مستقل، نیمه مستقل ، وابسته ، چنداتصاله(multi links) و …خواهیم پرداخت
