مقالات
در حال خواندن
سیستم های تعلیق خودرو+ویدیو
0

سیستم های تعلیق خودرو+ویدیو

توسط میلاد سکاکی۸ فروردین, ۱۳۹۶

وقتی مردم راجع به خودروها صحبت می‌کنند، معمولا به مواردی نظیر اسب بخار، گشتاور و صفر تا صد اشاره می‌شود، اما قدرتی که موتور ایجاد می‌کند بدون کنترل مناسب روی خودرو بی‌فایده است. وظیفه‌ی سیستم تعلیق بیشینه کردن اصطکاک بین تایرها و سطح جاده است، از این طریق فرمان‌پذیری خودرو به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد و راننده و مسافران راحتی بیشتری خواهند داشت. واضح است که سیستم تعلیق در تامین ایمنی خودرو هم نقش بسیاری دارد.
سیستم تعلیق یا فنربندی (به انگلیسی: Suspension) قسمتی از خودرو است که باعث می‌شود نوسانات حاصل از حرکت خودرو برروی سطوح ناهموار به جِرم معلق که شامل اتاق، شاسی، متعلقات و سرنشینان وارد نشود. سیستم تعلیق از جِرم فنربندی‌شده، فنر، کمک‌فنر و جِرم فنربندی‌نشده تشکیل شده‌است

اگر یک جاده کاملا صاف و بدون هیچ دست‌اندازی باشد نیازی به سیستم تعلیق نیست، اما حتی یک آزادراه تازه ساخته شده هم کاملا صاف نیست. دست‌اندازها، نقص‌های جاده و سرعت‌گیرها با توجه به بزرگی و ارتفاع‌شان به چرخ‌های خودرو نیروی عمودی وارد می‌کنند و اگر سیستم تعلیق وجود نداشته باشد، این نیرو به بدنه انتقال پیدا کرده و حتی می‌تواند باعث جدا شدن چرخ‌ها از سطح زمین شود. سیستم تعلیق باید انرژی حاصل از این نیروی عمودی را جذب کرده و از انتقال آن به بدنه جلوگیری کند.

سیستم تعلیق که بخشی از شاسی خودرو است به طور کلی سه هدف دارد

  1. جذب انرژی حاصل از عبور از دست‌انداز‌ها و جلوگیری از انتقال آن به بدنه.
  2.  حفظ تماس بین چرخ‌ها و جاده، چرا که همین تماس و اصطکاک به ماشین قابلیت فرمان‌پذیری، ترمز و شتاب‌گیری می‌دهد.
  3.  انتقال مناسب وزن ماشین در زمان پیچیدن. سیستم تعلیق از جدا شدن یک طرف ماشین از زمین جلوگیری می‌کند.

این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:

  •    شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط   سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.
  •    سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس  لاستیک را کنترل می کند.
  •   سیستم هدایت – مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.
  • چرخ ها و لاستیک ها – اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند.

انواع سیستم تعلیق خودرو

سیستم تعلیق مستقل Independent Suspension

در این مدل، سیستم تعلیق هر چرخ جداگانه و مستقل می باشد، پس هنگامی که به چرخی ضربه ای وارد شود، فقط همان چرخ دچار نوسان می شود و این ضربه و نوسان به چرخ های دیگر منتقل نمی شود.

در  خودروهای سواری، در محور جلو از سیستم تعلیق مستقل استفاده می کنند.

مزایای سیستم تعلیق مستقل عبارتست از:

۱- کم حجم بودن و سواری راحت سر نشینان

۲- کاهش جرم فنر بندی نشده ( اتصال اکسل و دیفرانسیل به شاسی سبب افزایش جرم فنر بندی شده می شود و فقط چرخ ها به صورت فنر بندی نشده باقی می ماند. )

۳- انطباق بهتر چرخ ها با سطح جاده (چون سیستم تعلیق هر چرخ مستقل است) هنگام شتاب گیری یا ترمز گیری و حتی سر پیچ ها، سطح اتکای هر چرخ با جاده حفظ می شود و این تطابق باعث ایجاد هندسه فرمان بهتر و افزایش قدرت فرمان پذیری و هدایت خودرو می شود.

از معایب سیستم تعلیق مستقل می توان به طراحی پیچیده اتصالات چرخ ها، تنظیم سخت تر زوایای چرخ و هزینه های بالای تعمیر اشاره کرد.

سیستم تعلیق وابسته Dependent Suspension 

در این سیستم تعلیق، اتصال چرخ ها و اکسل به صورت صلب بوده و سیستم تعلیق بین اکسل و شاسی قرار دارد. در سیستم تعلیق وابسته وقتی به یکی از چرخ ها ضربه ای اعمال شود، ارتعاشات ناشی از ضربه به چرخ مقابل هم انتقال می یابد و آن چرخ هم دچار نوسان می شود. این سیستم تعلیق در خودروهای سنگین و محور عقب خودروهای سواری به کار می رود که محور عقب آن ها محرک است استفاده می شود.

در این سیستم تعلیق، اتصال چرخ ها و اکسل به صورت صلب بوده و سیستم تعلیق بین اکسل و شاسی قرار دارد. در سیستم تعلیق وابسته وقتی به یکی از چرخ ها ضربه ای اعمال شود، ارتعاشات ناشی از ضربه به چرخ مقابل هم انتقال می یابد و آن چرخ هم دچار نوسان می شود. این سیستم تعلیق در خودروهای سنگین و محور عقب خودروهای سواری به کار می رود که محور عقب آن ها محرک است استفاده می شود.

برای وصل کردن اکسل به شاسی به صورت تعلیقی وابسته از فنرهای تخت و گاهی از فنرهای اول استفاده می شود. در مجموع برای اتصال چرخ ها به اکسل از فنرهای قوی که عمل بار آن ها خوب باشد استفاده می کنند. این سیستم تعلیق از استحکام و پایداری مناسبی برخوردار است اما قدرت فرمان پذیری و کیفیت سواری آن کم است زیرا نوسانات ناشی از ضربات وارد به چرخ ها بیشتر به اتاق و سرنشینان منتقل می شود.

سیستم تعلیق نیمه مستقل Semi Independent Suspension

سیستم تعلیق نیمه مستقل، حالتی ما بین دو نوع سیستم تعلیق وابسته و مستقل دارد نه کاملاً مستقل است و نه وابستگی کامل دارد.

در سیستم تعلیق نیمه مستقل، چرخ های طرفین با یکدیگر ارتباط دارند ولی این ارتباط کاملاً صلب نیست.

نوسانات یک چرخ تا حدی روی چرخ مقابل اثر می گذارد ولی شدت این تأثیر گذاری به اندازه سیستم های تعلیق وابسته نیست. از این نوع سیستم تعلیق در رنو و پراید استفاده می شود.

فنرها

سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:

  •  فنرهای پیچشی – رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.
  •  فنرهای تخت – این نوع از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند. فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال ۱۹۸۵ بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.
  •  فنرهای بادی – فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال ۱۹۳۰ فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

ضربه گیر

تا زمانی که خودرویی فاقد یک ساختار تقلیل دهنده نیرو باشد، فنر آن، انرژی را که از یک دست انداز جذب کرده، به صورت و آهنگ کنترل نشده ای پخش کرده و رها می سازد. فنر در بسامد طبیعی خود باز و بسته می شود تا جایی که همه انرژی را که جذب کرده، از دست بدهد. تعلیقی که تنها بر اساس فنرها طراحی و ساخته شده باشد، سواری بسیار پرتحرک و بسته به نوع زمین، خودرویی غیرقابل کنترل را به وجود می آورد.

در تعریف ضربه گیر، یا کمک فنر، باید گفت “وسیله ای برای کنترل حرکات نامطلوب فنر در طی فرآیند تقلیل.” کمک ها، کار تقلیل نیروی حرکات لرزشی را بر عهده دارند، بدین صورت که انرژی جنبشی (حرکت تعلیق) به انرژی گرمایی تبدیل می شود، و انرژی گرمایی نیز در سیّال روغنی (هیدرولیکی) از بین می رود. برای درک بهتر طرز کار آن، به درون یک کمک فنر نگاهی می اندازیم تا ساختار و عملکردش را بهتر ببینیم.

ستون-پایه و میل موج گیر

در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.

آینده سیستم های تعلیق

در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.

چگونه کار می کند؟ سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.

متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال ۲۰۰۹ میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند.

ویدیو سیستم تعلیق خودرو را در زیر مشاهده کنید.

واکنش شما چیست؟
I like it
160%
interested
60%
Hate it
0%
What
20%
درباره نویسنده
میلاد سکاکی
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید