بسم الله الرحمن الرحیم
سلام بر اهل صلح دوستی انسانیت
دانستنی‌ها درباره سیستم تعلیق اتومبیل
بخش اول:
در کاتالوگ‌ها یا دفترچه راهنمای خودروها، در قسمت نوع سیستم تعلیق با نام‌هایی چون: سیستم تعلیق مستقل، مک فرسون، پیچشی، Multilink و ... مواجه می‌شویم، اما متاسفانه اطلاعات عامه مردم، درباره سیستم تعلیق و انواع و اجزای آن در حد بسیار اندکی می‌باشد؛ در حدی که حتی برخی افراد نمی‌دانند سیستم تعلیق یا Suspension به کدام قسمت یا قسمت‌هایی از خودرو اطلاق میشود، بنابراین در این مطلب سعی خواهد شد فلسفه وجود این سیستم، اجزا تشکیل دهنده و انواع مختلف آن همراه با مزایا و معایب هر کدام مورد بررسی قرار گیرد.
مراقب خودتون باشید
چیزهایی نصیب ما میشود که آن‌ها را باور داریم
MCLAREN SUPER CARS
مسئول انجمن صندلی داغ
جانشین انجمن مکانیک و روباتیک
چیزهایی نصیب ما میشود که آن‌ها را باور داریم.
ای کاش یاد بگیریم، که زیر بارهای خمشی و پیچشی زندگی نقطه تسلیم را بالا بگیریم و مقاومت شکست را حداکثر کنیم تا چرخ‌دنده‌های زندگیمان از لهیدگی و تداخل در امان باشد.
عمر دست خداست، پراید فقط وسیلس
کل آیتم ها 48
...ادامه از پست قبل
طَبَق‌ها بر حسب نوع سیستم تعلیق در هر دو محور جلو و عقب قابل استفاده بوده و باز هم بر حسب نوع سیستم تعلیق ممکن است یک خودرو بدون طَبَق، با یک طَبَق در هر چرخ یا با دو طَبَق در هر چرخ، طراحی شود.
محل قرارگیری طَبَق‌ها ممکن است در نیمه بالا و یا نیمه پایین متعلقات چرخ باشد، که در صورتی که در قسمت بالا قرار داشته باشد به آن طَبَق بالا و در صورتی که در قسمت پایین واقع شده باشد به آن طَبَق پایین گفته میشود.
طَبَق پایین در محور جلوی اکثر خودروهای امروزی دیده میشود، اما استفاده از طَبَق بالا با گسترش سیستم فنر و کمک‌فنر یک‌پارچه (Strut) رو به کاهش است.
ادامه دارد...
...ادامه بحث رو پی می‌گیریم:
سیبک (Ball Joint):
سیبک همان‌گونه که از نامش پیداست از یک گوی فلزی دسته‌دار تشکیل شده که درون یک محفظه کروی از جنس فولاد سخت شده قرار گرفته و اطرافش با بوش‌های لاستیکی پوشیده شده. سیبک به عنوان محور چرخشی، چرخ‌ها را به نحوی به سیستم تعلیق متصل می‌نماید که قابلیت چرخش در زمان پیچاندن فرمان، هم‌زمان با بالا و پایین رفتن چرخ‌ها در دست‌اندازها (حرکت سیستم تعلیق) وجود داشته باشد، دقیقا بمانند آن‌چه در محل اتصال پای انسان به لگن وجود دارد.
سیبک‌ها که قابلیت ساپورت مقداری از وزن خودرو را نیز دارا هستند، معمولا از یک‌سو به طَبَق و از سوی دیگر به متعلقات چرخ متصل می‌شوند. سیبک‌ها معمولا فقط در محور جلو، و به سر هر طَبَق دیده می‌شوند، البته سیبک‌هایی هم در اتصالات میل‌فرمان وجود دارد که کوچک‌تر از سیبک‌های سیستم تعلیق هستند و غالبا توسط عوام با سیبک‌های سیستم تعلیق اشتباه گرفته می‌شوند.
اکثر سیبک‌ها نیاز به نگهداری ندارند، اما در برخی خودروهای قدیمی از سیبک‌های گریس‌خور استفاده شده که باید هم‌زمان با تعویض روغن یا حداکثر هر ۶ ماه یک‌بار گریس‌کاری شوند.
ادامه در پست بعد...
میل‌تعادل (Stabilizer ، Sway Bar ، Anti Roll Bar):
میل‌تعادل یا به اصطلاح مکانیک‌ها، موج‌گیر، در اکثر موارد برای بالا بردن تعادل خودرو و جلوگیری از چپ شدن آن، در خودروهایی که دارای سیستم تعلیق مستقل (در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد) می‌باشند، به کار می‌رود.
میله‌ی تعادل یک میله فولادی است که در دو سر دارای بوش بوده و غالبا بین دو چرخ یک محور قرار می‌گیرد و به اصطلاح دو چرخ را به یکدیگر متصل می‌نماید، میل‌تعادل معمولا به وسیله دو اتصال محوری (Pivot) در دو طرف به شاسی نیز متصل میشود.
در هنگامی که خودرو درون یک پیچ قرار می‌گیرد و مثلا پیچ به سمت چپ می‌چرخد، بدنه خودرو به سمت راست متمایل می‌گردد و چرخ‌های سمت راست تمایل به بلند شدن پیدا می‌کنند؛ در این حالت میل‌تعادل نیروی روبه‌بالای چرخ مخالف را، با پیچش خود (مانند Torsion Bar) به چرخ داخل پیچ منتقل کرده و آن را پایین کشیده، متعادل می‌نماید. بسته به قطر میله، میل‌تعادل تا ۱۵٪ قابلیت کاهش امکان چپ شدن خودرو را داراست.
Strut:
زمانی که کمک‌فنر در درون فنر لول قرار گیرد به این ترکیب اصطلاحا Strut گفته میشود. البته این ترکیب قرارگیری کمک و کمک‌فنر همیشه Strut خوانده نمی‌شود، بلکه تنها زمانی، ترکیب کمک‌فنر قرار گرفته درون فنر را Strut می‌نامند که این دو علاوه بر انجام وظایف اصلی خود، با حذف سیبک و طَبَق بالا، نقش یک رابط را نیز مابین سیستم تعلیق و شاسی ایفا نمایند.
این سیستم رکن اصلی سیستم‌های McPherson (نوعی سیستم تعلیق است که در بحث بعدی بررسی خواهد شد) محسوب میشود و بیشتر هم در همین سیستم، دیده میشود. این نوع قرارگیری فضای کمتری اشغال نموده و قیمت ارزانی نیز داراست و در اکسل جلوی اکثر خودروهای امروزی دیده میشود.
Strut Braces:
زمانی که صحبت از بالا بردن هندلینگ خودرو میشود، اولین فکری که به ذهن هر کس می‌رسد کاهش ارتفاع خودرو است، اما یکی دیگر از مؤثرترین روش‌ها استفاده از "Strut Brace" در خودروهایی است که دارای سیستم Strut می‌باشند.
زمانی که شما درون یک پیچ قرار می‌گیرید تمامی شاسی خودرو به پیچش واداشته میشود، چرا که هیچ پیوند فیزیکی بین دو سوی بالایی آن نیست (میل‌تعادل در منتها الیه پایین، دو سوی شاسی را به هم متصل می‌نماید) و تنها اتصال بدنه خودرو است، که آن هم به راحتی به نسبت مقاومتش دچار خمش میشود. اما یک Strut Brace که از روی موتور عبور کرده و در دو سمت به برآمدگی محل پیچ شدن Strutها به بدنه وصل میشود، سیستم تعلیق را محکم‌تر کرده و از چپ شدن خودرو تا حد زیادی جلوگیری می‌نماید.
در مواردی که موتور ارتفاع بالاتری نسبت به محفظه Strutها داشته باشد می‌توان از Strut Brace چهار ضلعی استفاده نمود.
بخش چهارم:
پس از توضیح و تفسیر اکثر قسمت‌های سیستم تعلیق، در این قسمت بالاخره به مطلب اصلی یعنی انواع سیستم‌های تعلیق رسیده‌ایم، اما اجازه دهید قبل از شروع این بحث، تنها دو مورد دیگر را که آگاهی از آن‌ها نیز برای شروع بحث ضروری است، یادآور شوم.
Camber:
Camber به زاویه عمودی چرخ نسبت به خودرو اطلاق میشود، این زاویه در حالت عادی معمولا در اکثر خودروها صفر است، در صورتی که فاصله بالای دو چرخ مقابل، به یکدیگر نزدیک‌تر از پایین‌شان باشد Camber یا زاویه چرخ، منفی است و اگر هم که عکس این موضوع صادق باشد، زاویه چرخ مثبت است.
سیستم تعلیقی که در مواجه با پیچ‌ها و دست‌اندازها و با بالا و پایین رفتن چرخ در جای خود، قابلیت تبدیل وضعیت زاویه چرخ به حالت‌های منفی و مثبت را داشته باشد و Camber بهینه را در مواجه با شرایط مختلف ایجاد نماید، در مقایسه با خودرویی که در تمام حالات زاویه‌ای یکسان، مثلا صفر دارد از توانایی بالاتری در کنترل خودرو برخوردار خواهد بود.
خصوصا زمانی که در سر پیچ، چرخی به سمت بالا کشیده میشود ، زاویه Camber منفی یا همان باز شدن چرخ‌ها، باعث تعادل بهتر خودرو خواهد شد، پس اگر سیستم تعلیق قابلیت انحراف زاویه چرخ را در شرایط مختلف دارا باشد، کمک‌های شایانی به تعادل خودرو خواهد نمود.
Sprung & Unsprung Weight:
هر آن‌چه که وزنش بر روی فنرهای خودرو وارد آید؛ از جمله بدنه، شاسی، موتور، سرنشینان و ... را Sprung Weight یا وزن وارده می‌نامند و در مقابل وزن لاستیک‌ها، رینگ‌ها، کمک‌فنرها، اکسل و ...، وزن غیر وارده یا Unsprung Weight محسوب میشود. هر چه میزان وزن غیر وارده کمتر باشد، عکس‌العمل سیستم تعلیق در مواجه با دست‌اندازها سریع‌تر بوده و نرمی رانندگی بیشتری را نیز فراهم می‌نماید. هم‌چنین وزن غیر وارده کمتر، باعث میشود تا نیروی موتور با گشتاور بیشتری به سطح جاده منتقل شده و صرف خنثی کردن وزن غیر وارد نشود.
انواع سیستم‌های تعلیق:
سیستم‌های تعلیق به طور گسترده به دو دسته مستقل و غیر مستقل تقسیم می‌شوند که هر یک از این دو نیز شامل انواع متفاوتی می‌باشند. در نوع غیر مستقل یا وابسته (dependent) به طور معمول از یک اکسل یک‌پارچه، برای هر دو چرخ یک محور استفاده میشود؛ که چرخ‌ها را به موازات یکدیگر و عمود بر اکسل نگه می‌دارد و زمانی که تنظیم یک چرخ بر هم بخورد، تنظیم چرخ مقابل آن نیز بر هم خواهد خورد، هم‌چنین اگر یک چرخ با دست‌اندازی روبرو شود و بالا یا پایین برود چرخ دیگر نیز موازی با آن تحت تاثیر این حرکت واقع خواهد شد.
اما در نوع مستقل (Independent) که نوع پیشرفته‌تری محسوب میشود، هر چرخ توانایی حرکت مستقل و بدون تاثیر گرفتن از چرخ مقابل را داراست.
در ادامه سعی خواهد شد اکثر سیستم‌های تعلیق موجود و حتی برخی انواع از رده خارج شده، مورد بررسی قرار گیرند.
Solid Beam Axle یا Live Axle:
اولین تولید انبوه سیستم تعلیق جلو برای خودروها مربوط به این سیستم می‌باشد. این نوع را که Hotchkiss نیز می‌نامندش، از یک بیم قوی و قطور فولادی تشکیل شده که دو چرخ مقابل را به یکدیگر متصل می‌نماید. این سیستم که پس از موفقیت در، درشکه‌ها به خودروها انتقال یافت؛ به حدی خوب و ایده‌آل به نظر می‌رسید که تا مدت زمان زیادی، کسی فکر طراحی سیستمی جدیدتر از آن را در سر نپروراند. در حالی که این سیستم اولین نوع سیستم تعلیق بوده است اما به دلیل قابلیت‌های خاصش در تحمل وزن‌های سنگین، هنوز هم در بسیاری از خودروهای سنگین یافت میشود. اگر به زیر یک خودروی سنگین نگاه کرده باشید، حتما این بیم قطور را که بین دو چرخ واقع شده خواهید دید. این سیستم ممکن است بسته به استفاده در جلو یا عقب خودروها با فنر تخت یا فنر لول مورد استفاده قرار گیرد (در خودروهای سنگین غالبا از فنر تخت استفاده میشود).
هم‌چنین با پیشرفت این سیستم طی سالیان گذشته، بر اساس دیگر اجزای تشکیل دهنده سیستم Solid Beam (صلب)، ممکن است نام‌های دیگری نیز به آن اطلاق شود، از جمله زمانی که لینک‌هایی (رابط یا طبق‌های باریک) از روی بیم به صورت عرضی یا طولی به کف اتاق متصل شوند بر اساس تعداد این لینک‌ها سیستم را Three Link ، Four Link و ... می‌نامند، در صورتی هم که در نوع ۴ لینک دو عدد از لینک‌ها به صورت زاویه‌دار به سمت وسط خودرو منحرف شوند، آن را Angled Arm می‌نامند.
در دو نوع ۳ و ۴ لینکی و همین‌طور اکثر انواع بدون لینک Solid Axle مشکلاتی در زمینه کنترل افقی خودرو وجود دارد. از این رو از یک میله فولادی به نام Panhard Bar که از یک سمت اکسل به صورت کج به سر لینک مقابل می‌رود، استفاده می‌کنند تا از حرکت خودرو از یک سمت به سمت دیگر به صورت افقی جلوگیری نماید، Panhard Bar در برخی دیگر سیستم‌ها نیز ممکن است یافت شود.
به طور کل سیستم‌هایی که از Solid Axle استفاده می‌نمایند، همگی از نوع غیر مستقل بوده، دارای سیستمی ساده، قدرتی بالا در تحمل وزن و تقریبا بدون نیاز به تنظیم زاویه چرخ می‌باشند (در صورتی هم که تنظیم چرخ‌ها به هم بخورد میزان کردن آن‌ها کار مشکلی خواهد بود). اما در مقابل در اکثر آن‌ها به خصوص انواع غیر لینکی؛ وزن غیر وارده (Unsprung Weight) بسیار بالا، به دلیل سنگین بودن اکسل، هم‌چنین تحت تاثیر قرار گرفتن چرخ مقابل در هنگام مواجه چرخ مخالف با دست‌انداز که از عیوب تمامی سیستم‌های غیر مستقل می‌باشد و هم‌چنین بزرگی سایز سیستم از عیوب سیستم‌های Solid Beam محسوب می‌شوند.
Swing Axle:
پس از آن که مهندسین خودرو به معایب سیستم Solid Beam پی بردند؛ کوشش، برای ساخت اولین سیستم مستقل آغاز شد، یکی از این تلاش‌ها به ساخت نوعی با نام Swing Axle انجامید که امروزه آن را نه مستقل بلکه نیمه مستقل می‌دانند. همان گونه که از نام آن پیداست، این سیستم اجازه می‌دهد تا چرخ‌ها به صورت محوری به قسمتی در وسط دو چرخ خودرو متصل شده و قابلیت بالا و پایین رفتن در قوس مربوط به خود را داشته باشند.
این سیستم که به عنوان سیستم تعلیق عقب در فولکس‌های Beetle قدیمی (قورباغه‌ای خودمان) دیده میشود با وجود سادگی نسبی، دارای نرمی رانندگی بهتری نسبت به سیستم Solid Axle می‌باشد. اما با وجود مستقل بودن، به دلیل مشکلی در هندلینگ که آن را پدیده Jacking می‌نامند و ناشی از بلند شدن چرخ در سر پیچ‌ها به دلیل ایجاد زاویه Camber مثبت در چرخ خارج از پیچ است (باید منفی شود تا تعادل خودرو حفظ شود)، این سیستم از مقبولیت چندانی برخوردار نشد و جای خود را به دیگر سیستم‌ها داد.
