اجزا سیستم تعلیق
سیستم تعلیق خودرو از بخش‌های مختلفی تشکیل می‌شود. این واژه در حقیقت کلمه‌ای برای توصیف مجموعه محور و نحوه اتصال آن به شاسی و چرخ‌های خودرو است. به صورت مختصر می‌توان آن‌ها را به پنج گروه کمک، فنر، طبق، بوش و محور تقسیم بندی کرد. اما هر یک از این اجزا نقشی مهم و اساسی در کنترل حرکت خودرو، کیفیت سواری و دفع ضربات بر عهده دارند.
کمک و فنر
آنچه در زبان پارسی معمولا با نام “کمک‌فنر” شناخته می‌شود، در حقیقت ترکیبی از دو نام کمک (در زبان انگلیسی دمپر/Damper یا جاذب ضربه/Shock Absorber) و فنر (اسپرینگ/Spring) است و در حقیقت دو بخش جدا از سیستم تعلیق را شامل می‌شود که در زبان پارسی به دلیل ادغام با یکدیگر، از دیدگاه فنی باعث بروز سردرگمی در بیان متون فنی و میان افراد می‌شود. وظیفه فنر یا Spring در حقیقت تحمل وزن خودرو و سرنشینان آن و هر آنچه در بالاتر از سطح مجموعه سیستم تعلیق قرار دارد است. اگرچه این عضو در دفع ضربات حاصل از ناهمواری‌ها نیز نقشی اساسی دارد، اما وظیفه اصلی آن کنترل و تحمل وزن خودرو است. فنر در خودروهای مختلف می‌تواند ساختارهای متفاوتی از جمله لول (Coil یا Spiral)، شمشی، برگی یا تخت (Leaf) و پیچشی (Torsion) را شامل شود. این در حالی است که وظیفه فنر یا دمپر یا Damper، در حقیقت جذب ضربات و میرا کردن حرکت گهواره‌ای طولی و عرضی خودرو است. در نتیجه ضربه‌ای‌که به مجموعه سیستم تعلیق وارد می‌شود، از سوی این عضو جذب و میرا می‌شود. انواع کمک یا دمپر می‌تواند نوع هیدرولیکی (روغنی)، نئوماتیک (Pneumatic/بادی-با تلفظ اشتباه پنوماتیک در ایران) یا الکترومگنتیک (هیدرولیکی مغناطیسی با کنترل کامپیوتری) باشد. اصطلاح فنی کمک فنر در حقیقت به نوعی سیستم اطلاق می‌شود که هر دو قطعه کمک و فنر را به صورت یک ترکیب واحد در دل خود جای داده است. این سیستم ترکیبی از یک دمپر قرار گرفته درون یک فنر لول (Coil یا Spiral) است که به دلیل داشتن ساختار بسیار فشرده و جمع و جور، بیشتر در خودروهای اسپرت کم ارتفاع و معمولا در سیستم تعلیق محور جلو بیشتر خودروهای سبک به کار گرفته می‌شود. مجموعه ادغام شده کمک فنر را به صورت تخصصی با نام Coil Over نیز خطاب می‌کنند.
طبق خودرو
طبق خودرو یا Control Arm یا بازوی کنترلی، بخشی از سیستم تعلیق است که در بسیاری از انواع سیستم تعلیق خودرو وجود دارد. این بخش وظیفه کنترل حرکت مجموعه سیستم تعلیق و مجموعه ادوات چرخ (شامل اسپیندل یا توپی و سگ‌دست یا بازوی فرمان) را عهده‌دار است. وجود طبق در بیشتر مدلهای سیستم تعلیق به منظور کنترل زاویه حرکت تعلیق به سمت بالا و پایین و همچنین تنظیم زوایای حیاتی نظیر زوایای کمبر و کستر (Camber and Caster Angles) است. توضیحات بیشتر در مورد زوایا و هندسه فرمان، نیازمند یک مقاله جداگانه است.
بوش
بوش یا Bushing قطعه‌ای لاستیکی یا فلزی یا ترکیبی از متریال فلز با لاستیک‌های خاص و بادوام نظیر پلی اورتان (Polyurethane) است که در محل اتصال قطعات متحرک و ضربه‌پذیر (نظیر قطعات سیستم تعلیق) به یکدیگر استفاده می‌شود. وظیفه بوش ایجاد حرکتی کنترل شده و محدود، در بازه حرکت یک قطعه متحرک است که تحت ضربات مداوم و سنگین قرار دارد. خرابی، پارگی یا فساد بوش‌ها در سیستم تعلیق ضمن کاهش چشمگیر از نرمی و لذت سواری با خودرو، با بروز سر و صدا و ایجاد آسیب جدی به قطعات و لاستیک‌سایی شدید همراه خواهد بود.
محور یا اکسل
محور یا اَکسِل (Axel)، در حقیقت بخشی از سیستم انتقال نیرو خودرو به شمار می‌آید. اما از آنجا که طراحی و نوع مهندسی محور تعیین کننده مدل تعلیق به کار رفته برای آن محور است، واژه سیستم تعلیق می‌تواند نشان دهنده نوع محور نیز باشد. به عبارت دیگر، در بیان نام برخی سیستم‌های تعلیق، شنونده در صورت آشنایی با آن نوع تعلیق می‌تواند به سادگی متوجه نوع طراحی محور در آن خودرو نیز بشود، یا برعکس. به عنوان مثال با بیان سیستم تعلیق جناغی دوبل فعال، شنونده درمی‌یابد که این نوع محور در حقیقت یک محور مستقل است که به دلیل فعال بودن، احتمالا به محور عقب یک خودرو اسپرت یا محور جلو یک شاسی بلند دو دیفرانسیل تعلق دارد که به احتمال قوی از سیستم فنربندی لول (یا پیچشی) بهره می‌گیرد. تمامی این اطلاعات تنها از نام نوع سیستم تعلیق دریافت شده است بدون آن که اشاره‌ای به نوع خودرو یا طراحی نوع محور آن شده باشد. در نتیجه در بسیاری از موارد به منظور بیان نوع سیستم تعلیق به کار رفته در یک خودرو، ممکن است در اصل به نوع محور آن خودرو اشاره شود که خود بیانگر نوع سیستم تعلیق به کار رفته در آن خودرو بخصوص است.
میل موج گیر
میل موج‌گیر یا میله تعادل یا Sway Bar یک میله با خاصیت فنری است که به منظور افزایش پایداری و برقراری تعادل حرکتی میان دو چرخ سمت راست و چپ در یک محور به کار گرفته می‌شود. این میله فنری با اتصالی مشخص و گاها قابل تنظیم (قابل تنظیم در خودروهای اسپرت و برخی شاسی بلندها و در نسخه‌های تولید بازار افترمارکت)، چرخ سمت راست را به چرخ سمت چپ متصل می‌کند. در نتیجه زمانی که چرخ سمت راست روی یک برجستگی می‌رود، میل موج‌گیر نیز در اتصال با تعلیق آن چرخ به سمت بالا حرکت کرده و ضمن داشتن خاصیت فنری برای دفع اندکی از این فشار وارده، چرخ سمت چپ را نیز با خود به سمت بالا می‌کشد. در نتیجه بالا رفتن یا پایین آمدن چرخ سمت راست بر اثر عبور از یک ناهمواری برجسته یا یک چاله فرو رفته، موجب بالا و پایین شدن نسبی چرخ سمت چپ می‌شود. این مهم باعث می‌شود که اتاق خودرو تا جای ممکن در موازات محور دو چرخ باقی بماند و در نتیجه خودرو دچار پدیده روُل (Roll/چرخش در راستای محور طولی) یا همان حرکت گهواره‌ای نشود. وجود میل موج‌گیر در بسیاری از خودروها و در برخی محورها ضروری نیست اما از این سیستم تقریبا در محور جلو تمامی خودروها استفاده می‌شود چرا که بیشترین تاثیر چرخش رول در محور جلو خودرو اتفاق می‌افتد. اما وجود این قطعه ساده در خودروهای اسپرت که قرار است در پیچ‌ها عملکرد تند و تیز و دقیق و کاملا پایدار داشته باشد، کاملا ضروری است. از طرف دیگر، وجود میل موج‌گیر در خودروهای شاسی بلند موجب محدود‌تر شدن حرکت محورها و در نتیجه سه لنگ شدن سریع‌تر خودرو در ناهمواری‌های شدید می‌شود که برای عبور از بیراهه‌های سنگین نقطه ظعف به حساب می‌آید. از این رو سیستم میل موج‌گیر در بازار بیشتر شاسی بلندهای جهان از نوع تنظیم شونده عرضه می‌شود و بسیاری از شاسی بلندهای جهان از جمله محصولات آفرودی شرکت کرایسلر (جیپ و رم)، به نسخه الکترونیکی این سیستم مجهز هستند که با اشاره یک کلید و به صورت الکترونیکی، سیستم موج‌گیر را از مدار حذف می‌کند تا عبور از بیراهه‌های سنگین راحت‌تر شود. حدف میل موج‌گیر موجب گیجی و بازی شدید شدید فرمان، عدم تعادل و پایداری کاملا محسوس در پیچ‌ها و برخورد تایر با دیواره داخلی گلگیرها می‌شود. همچنین در موارد شدید چپ کردن بسیار ساده خودرو در مانورهای ناگهانی حتی در سرعت‌های پایین، یکی از خطرناک‌ترین تاثیرات حذف سیستم میل موج‌گیر است.
وظیفه سیستم تعلیق
به صورت کلی وظایف سیستم تعلیق در تمامی خودروها و حتی تمامی وسایل نقلیه را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد. برای آن‌که بهتر و دقیق‌تر متوجه اتفاقاتی که پیرامون سیستم تعلیق بر ناهمواری‌ها می‌افتد باشیم، باید در ابتدا بدانیم که این سیستم چه کارهایی انجام می‌دهد.
دفع ضربات
با عبور چرخ از برجستگی‌ها یا فرورفتگی‌های تند و تیز و ناگهانی مسیر، مانند دست‌اندازها و چاله‌ها، سیستم تعلیق به سمت پایین و بالا حرکت می‌کند تا با فشرده شدن فنر و کمک هیدرولیکی (یا بادی)، ضربه را در بازه‌ای مشخصی از مسافت طی شده از سوی اجزا تعلیق، دفع کند. این عامل مهم‌ترین عملکرد سیستم تعلیق است که عموم مخاطبان صنعت خودرو از آن آگاه هستند.
کنترل حرکت و پایداری
سیستم تعلیق خودرو در کنار دفع ضربه‌های حاصل از ناهمواری مسیر، اصلی‌ترین عضو در کنترل حرکت خودرو در مسیری مشخص است. این بخش با دربر گرفتن اجزای نگهدارنده و کنترل کننده زاویه فرمان، وظیفه کنترل حرکت خودرو در مسیر مستقیم یا کنترل دقیق خودرو در زاویه‌های مختلف فرمان را بر عهده دارد. هرگونه خرابی در سیستم تعلیق می‌تواند با تغییر زاویه فرمان (خروج خودرو از مسیر خط مستقیم یا به اصطلاح فنی، کشیدن خودرو به یک سمت)، برهم خوردن هندسه فرمان، افزایش چشمگیر حرکت رول و لاستیک‌سایی همراه شود. همچنین سیستم تعلیق موظف است با کمک مجموعه کمک و فنر، میل موج‌گیر، بوش‌ها، زوایای هندسه فرمان و زوایای کمبر و کستر، پایداری خودرو را در پیچ‌ها و عبور از موانع حفظ کند
انواع سیستم تعلیق
حالا با آگاهی از قطعات و اعضای تشکیل دهنده سیستم تعلیق و نحوه عملکرد آن‌ها، می‌توانید با درک بهتر به بررسی انواع سیستم تعلیق و مزایا و معایب آن‌ها بپردازیم.
سیستم تعلیق جناغی دوبل
جناغی دوبل (Double Wishbone) یا دو بازو A شکل (Double A Arm) یکی از رایج‌ترین انواع سیستم تعلیق مستقل در صنعت خودروسازی جهان است. این سیستم از دو طبق مشابه حرف A انگلیسی تشکیل می‌شود که در هر چرخ در بالای یکدیگر قرار می‌گیرند و با یک مجموعه واحد کمک فنر (Coil Over) یا کمک و فنر جدا از هم پشتیبانی می‌شوند. این سیستم تعلیق با فنر لول، شمش و پیچشی و با کمک هیدرولیک، گازی و مغناطیسی قابل تولید است. این سیستم تعلیق همچنین در هر دو محور عقب و جلو و در تمامی مدلهای فعال (محور دریافت کننده نیرو پیشرانه) و غیر فعال قابل استفاده است. از این رو کاربری این سیستم تعلیق در خودروهای سبک، سواری، شاسی بلند، وانت و خودروهای نیمه سنگین و مخصوصا بیشتر در محور جلو خودروها دیده می‌شود. +تعلیق مستقل +هزینه تولید، نگهداری و تعمیرات معقول +دوام فنی عالی +توان تعلیق عالی +کیفیت سواری بسیار بالا +قابلیت تنظیم تمامی زوایای هندسی +کاربری سبک تا نیمه سنگین -عدم قابلیت استفاده برای خودورهای سنگین.
سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش
محور یکپارچه فنر شمش (Leaf Spring Solid Axle) یا محور صلب (Rigid Axle) در حقیقت نام نوعی محور در خودرو است. این محور همان‌طور که از نامش پیدا است به صورت یکپارچه (غیر مستقل) به تولید رسیده و می‌تواند فعال یا غیر فعال باشد. این نوع سیستم با سیستم فنربندی شمش به تولید می‌رسد و در نسخه غیر فعال در محور جلو خودروهای تجاری سنگین (انواع کامیون‌ها و کشنده‌ها) با نام انحصاری محور تیرکی (Beam Axle) و در نسخه فعال در شاسی بلندهای توانمند آفرودی (نظیر انواع جیپ‌ها) و خودروهای سواری قدیمی (نظیر پیکان، و بیشتر خودورهای متحرک عقب آمریکایی) استفاده می‌شود. به دلیل یکپارچه بودن و اتصال مستقیم هر دو چرخ در یک محور یکپارچه به یکدیگر، استفاده از سیستم موج‌گیر در محور عقب خودروهایی که از این سیستم تعلیق بهره می‌گیرند الزامی نیست چرا که یکپارچه بودن خود محور تا حد زیادی رفتار سیستم موج‌گیر را شبیه‌سازی می‌کند. اما در صورت به کارگیری این سیستم تعلیق در محور جلو، حضور میل موج‌گیر به منظور افزایش پایداری و حفظ تعادل خودرو به هنگام مانوردهی کاملا ضروری است. سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش یکی از قدیمی‌ترین سیستم‌های تعلیق استفاده شده از سوی بشر است که قدمت آن به دوران ساخت انواع گاری و درشگه باز می‌گردد. در این سیستم فشار کنترل حرکت‌های غیر مجاز محور بر عهده فنرهای شمش قرار گرفته است و به همین دلیل نیازی به داشتن بازوهای کنترلی ندارد. از این رو یکی از بادوام‌ترین، ساده‌ترین و اقتصادی‌ترین سیستم‌های تعلیق در صنعت خودرو جهان است. یکی از بزرگ‌ترین نقطه ضعف‌های این سیستم تعلیق داشتن وزن قابل توجه تعلیق نشده محور به دلیل استفاده از آهن ریخته‌گری (چُدن) در ساختار محور و پوسته دیفرانسیل است که تاثیر منفی بر پایداری و فرمان‌پذیری خودرو می‌گذارد. +سادگی طراحی و تعمیرات +بسیار اقتصادی و بسیار بادوام +طول عمر مفید بسیار بالا +استهلاک بسیار پایین به دلیل استفاده از کمترین قطعات متحرک +توان تحمل ضربات شدید و فشار وزن بسیار زیاد +قابلیت افزایش یا کاهش توان تعلیق با سادگی بسیا زیاد (با کم یا زیاد کردن تعداد لایه‌های فنر) +قابلیت افزایش یا کاهش ارتفاع خودرو با سادگی بسیار زیاد (با افزایش یا کاهش طول گوشواره‌ها) -آسایش سواری کم -پایداری نه چندان خوب در سناریوهای خاص -نامناسب برای خودروهای اسپرت -کاهش پایداری در صورت عدم استفاده از میل موج‌گیر در محور عقب -داشتن وزن تعلیق نشده زیاد و در نتیجه کوبش طبیعی تعلیق بر دست‌اندازها -عدم سادگی اعمال تغییرات در زوایای اساسی و هندسه فرمان.
سیستم تعلیق مولتی لینک
تعلیق چند اتصال یا مولتی لینک (Multi-Link) یکی از پیچیده‌ترین و دقیق‌ترین سیستم‌های تعلیق مستقل است که در تنوعی قابل توجه و ویژه کاربری‌های متفاوت به تولید می‌رسد. از این سیستم تعلیق در بیشتر خودروهای اسپرت، شاسی بلندهای عملکرد محور و سدان‌های لوکس و گران‌قیمت که آسایش سواری در آن‌ها بسیار اهمیت دارد، استفاده می‌شود. این سیستم به دلیل داشتن اتصالات چندگانه طبق از توپی چرخ به شاسی، به چند اتصال، چند نقطه اتصال یا مولتی لینک مشهور است. یکی از برترین قابلیت‌های این سیستم تنظیم بسیار دقیق و کاملا مستقل تک به تک تمامی زوایای مهم چرخ‌ها و هندسه فرمان است که باعث می‌شود این سیستم در میان خودروهای عملکرد محور بسیار محبوب باشد. در عوض به دلیل داشتن تعداد طبق‌ها و بازوهای کنترلی بسیار زیاد، طراحی، تولید و نگهداری این دست تعلیق بسیار گران‌قیمت و هزینه‌بردار است و به همین دلیل تنها در گروهی از خودروهای لوکس و عملکرد محور از آن استفاده می‌شود. +پایداری بسیار عالی تحت سناریوهای مختلف +فرمان‌پذیری بسیار دقیق +آسایش و لذت سواری بالا +قابلیت تنظیم همه جانبه زوایای مختلف -هزینه طراحی، تولید و نگهداری بسیار بالا -استهلاک بالاتر به دلیل داشتن قطعات متحرک و بوش‌های بیشتر.
سیستم تعلیق سه لینک، چهار لینک و پنج لینک
سه لینک (3-Link) یا ترای لینک (Tri-Link) یا سه نقطه اتصال، چهار لینک (4-Link) یا چهار نقطه اتصال و پنج لینک (5-Link) یا پنج نقطه اتصال هر سه از زیرمجموعه گروه سیستم تعلیق‌های مولتی لینک، اما از نوع غیر مستقل به حساب می‌آیند. با این تفاوت که سیستم سه لینک، چهار لینک و پنج لینک در حقیقت همان سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش است که در آن به جای استفاده از فنر شمش، از فنر لول استفاده می‌شود. در نتیجه بیشتر آنچه در خصوص سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش گفته شد، در خصوص این سه سیستم تعلیق نیز صدق می‌کند. از آنجایی که فنر لول برخلاف فنر شمش، قابلیت کنترل حرکات غیر مجاز محور خودرو را ندارد، در این نوع تعلیق از سه، چهار یا پنج بازو کنترلی معروف به پنهارد یا میل پنهارد (Panhard Bar) کمک گرفته می‌شود که دقیقا بر همین اساس نام محور سه لینک، چهار لینک یا پنج لینک را به خود اختصاص داده است. این سیستم تعلیق تقریبا فقط در خودروهای شاسی بلند توانمند آفرودی، خودروهای سنگین نظامی و ترابری و برخی خودروهای سواری سایز بزرگ قدیمی آمریکایی استفاده می‌شود. نمونه سه لینک این تعلیق معمولا در محور جلو و نمونه چهار لینک و پنج لینک در محور عقب (محور دائم متحرک) به کار می‌رود. از آنجایی که ذات عملکرد فنر لول به مراتب از فنر شمش نرم‌تر است، این سه مدل تعلیق معمولا در هر دو محور با سیستم میل موج‌گیر همراه هستند تا پایداری و مانورپذیری خودرو را افزایش داده و از بروز پدیده رول جلوگیری به عمل آورد. این سیستم تعلیق مجموعه‌ای از ویژگی‌های مثبت و منفی سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش را با مجموعه‌ای از خصوصیات خوب و بد فنر لول ترکیب کرده است. +سواری نرم‌تر و راحت‌تر از تعلیق یکپارچه فنر شمش +توان جذب و خنثی‌سازی بسیار خوب ضربات و ناهمواری‌ها +دوام و عمر مفید زیاد اما نه به اندازه تعلیق یکپارچه فنر شمش +عدم کوبش تعلیق + قابلیت افزایش ارتفاع با سادگی بسیا زیاد (افزودن اسپیسر زیر فنر) -عدم سادگی اعمال تغییرات در زوایای اساسی و هندسه فرمان -داشتن وزن تعلیق نشده زیاد -نامناسب برای خودرو/های اسپرت -گیجی نسبی فرمان -رول بیشتر اتاق و عدم پایداری در سناریوهای خاص -دارای بوش و قطعات متحرکت بیشتر از تعلیق یکپارچه فنر شمش.
این مقاله توسط تیم هایپر آفرود تهیه شده است.
دیدگاه خود را بنویسید