۲۸ شهریور ۱۳۹۵ , ساعت ۱۸:۳۳
534

معرفی انواع سیستم تعلیق خودرو

انواع سیستم های تعلیق :

سیستم های تعلیق بطور گسترده به دو دسته مستقل و وابسته تقسیم می شوند که هر یک از این دو نیز شامل انواع متفاوتی می باشند . در نوع وابسته به طور معمول از یک اکسل یکپارچه ، برای هر دو چرخ یک محور استفاده می شود ؛ که چرخها را به موازات یکدیگر و عمود بر اکسل نگه می دارد و زمانی که تنظیم یک چرخ بر هم بخورد ، تنظیم چرخ مقابل آن نیز بر هم خواهد خورد ، همچنین اگر یک چرخ با دست اندازی روبر شود و بالا یا پایین برود چرخ دیگر نیز موازی با آن تحت تاثیر این حرکت واقع خواهد شد .

                

 

اما در نوع مستقل که نوع پیشرفته تری محسوب می شود ، 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 .

 

تعلیق یکپارچه یا اکسل صلب :

اولین تولید انبوه سیستم تعلیق جلو برای خودروها مربوط به این سیستم می باشد . این نوع را که Hotchkiss نیز می نامندش از یک بیم قوی و قطور فولادی تشکیل شده که دو چرخ مقابل را به یکدیگر متصل می نماید . این سیستم که پس از موفقیت در ، درشکه ها به خودروها انتقال یافت ؛ به حدی خوب و ایده آل به نظر می رسید که تا مدت زمان زیادی ، کسی فکر طراحی سیستمی جدیدتر از آنرا در سر نپروراند . در حالی که این سیستم اولین نوع سیستم تعلیق بوده است اما بدلیل قابلیتهای خاصش در تحمل وزنهای سنگین ، هنوز هم در بسیاری از خودروهای سنگین یافت می شود . 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 خودرو ها با فنر تخت یا فنر لول مورد استفاده قرار گیرد ( در خودروهای سنگین غالبا از فنر تخت استفاده می شود).

همچنین با پیشرفت این سیستم طی سالیان گذشته ، بر اساس دیگر اجزای تشکیل دهنده سیستمصلب  ، ممکن است نامهای دیگری نیز به آن اطلاق شود ، از جمله زمانی که لینکهایی ( رابط یا طبق های باریک ) از روی بیم بصورت عرضی یا طولی به کف اتاق متصل شوند بر اساس تعداد این لینکها سیستم را 3 اتصاله، 4 اتصاله و … می نامند ، در صورتی هم که در نوع ۴ لینک دو عدد از لینکها به صورت زاویه دار به سمت وسط خودرو منحرف شوند ، آنراتک بازو می نامند . در دو نوع ۳ و ۴ لینکی و همینطور اکثر انواع بدون لینک اکسل صلبمشکلاتی در زمینه کنترل افقی خودرو وجود دارد . از اینرو از یک میله فولادی به نام Panhard Bar  که از یک سمت اکسل به صورت کج به سر لینک مقابل می رود ، استفاده می کنند 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 .

تصویر یک                   Panhard Bar

                                         

بطور کل سیستم هایی که از اکسل صلب استفاده می نمایند ، همگی از نوع وابسته بوده ، دارای سیستمی ساده ، قدرتی بالا در تحمل وزن و تقریبا بدون نیاز به تنظیم زاویه چرخ می باشند ( در صورتی هم که تنظیم چرخها به هم بخورد میزان کردن آنها کار مشکلی خواهد بود‌ ) . اما در مقابل در اکثر آنها بخصوص انواع غیر لینکی ؛ وزن غیر وارده بسیار بالا ، بدلیل سنگین بودن اکسل ، همچنین تحت تاثیر قرار گرفتن چرخ مقابل در هنگام مواجه چرخ مخالف با دست انداز که از عیوب تمامی سیستم های وابسته می باشد و همچنین بزرگی سایز سیستم از عیوب سیستم های اکسل صلب محسوب می شوند .

 

اکسل نیمه مستقل :

پس از آنکه مهندسین خودرو به معایب سیستم اکسل صلب پی بردند ؛ کوشش ، برای ساخت اولین سیستم مستقل آغاز شد ، یکی از این تلاشها به ساخت نوعی با نام اکسل شناور انجامید که امروزه آنرا نیمه مستقل می دانند . همانگونه که از نام آن پیداست ، این سیستم اجازه می دهد 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 بعنوان سیستم تعلیق عقب در فولکس های Beetle قدیمی ( قورباغه ای خودمان ) دیده می شود با وجود سادگی نسبی ، دارای نرمی رانندگی بهتری نسبت به سیستم اکسل صلب می باشد . اما با وجود نیمه مستقل بودن ، بدلیل مشکلی در هندلینگ که آنرا پدیدهJacking می نامند و ناشی از  بلند شدن چرخ در سر پیچها بدلیل ایجاد زاویه Camberمثبت 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.    

 

بازوی عقبی :

این سیستم که یک سیستم مستقل محسوب می شود از یک یا چند بازو ( Trailing Arm )در جلوی هر چرخ بهره می برد که برای ساپورت سیستم از سمت دیگر به زیر شاسی متصل میشوند . این سیستم نسبت به سیستمهایی که تا کنون بررسی شد ، فضای کمتری را اشغال نموده و انعطاف پذیری بهتری را نیز داراست . اولین با ر این سیستم با استفاده از فنر لول در چرخهای جلوی فولکس  Beetle  استفاده شد .

اما بدلیل اینکه در این سیستم ، زاویه Camber چرخ در تمامی حالات ثابت بود ، این سیستم خیلی زود از رده خارج شد و جای خود را به سیستم مشابهی داد که این مشکل را ندارد و آن سیستم ، نیمه بازوی عقبی  است که با کج بودن زاویه قرار گیری بازوها باعث می شود زاویه Camber بهینه در شرایط مختلف بدست آید .

                                          

                 

این سیستم با فنر لول ، سیستم نسبتا قابل قبول و کم حجمی برای اکسل عقب خودروهای کوچک محسوب می شود ، افزایش وزن خودرو بدلیل نیاز به قوی بودن بازوها و دیگر اجزا این سیستم ، همچنین احتمال خم شدن بازوها در مواجه با وزنهای زیاد نیز از معایب این دو سیستم بالاخص نوع بازوی عقبی می باشند .

 

میله پیچشی :

این سیستم زیرشاخه ای از سیستم Trailing Arm محسوب می گردد که در آن بازوهای عقبی های دو چرخ بوسیله یک میله مشابه آنچه درسیستم  یکپارچه دیده می شود‌ ، به یکدیگر متصل هستند . تفاوت میله رابط در این سیستم با سیستم صلب در اینجاست که میله در سیستم پیچشی ، توانایی پیچش مختصری را نیز داراست ، از همین رو آنرا ، میله پیچشی می نامند .

 

میله پیچشی سیستمی است نیمه مستقل ، چرا که با وجود قابلیت پیچش مختصر محور رابط دو چرخ ، همین اتصال ، خود باعث عدم استقلال چرخها می گردد . این سیستم بدلیل نحوه قرارگیری کمکها ، عدم نیاز به میله موج گیر و عدم نیاز به فضای عرضی زیاد ، فضای بسیار کمی را اشغال می نماید . همین امر باعث شده ، این سیستم در اکسل عقب اکثر خودروهای جمع و جور دیفرانسیل جلو ، مورد استفاده قرار گیرد . این سیستم غالبا با دو نوع فنر یافت میشود ؛ فنر لول در خودروهایی چون گلف ، فیات پونتو ، پراید ، ماتیز و …. از سیستم میله پیچشی با فنر لول بهره می برند و خودروهایی نظیر پژو ۲۰۶ ، هیوندای Getz و بیشتر خودروهای پژو نظیر ۴۰۵ نیز دارای سیستم میله پیچشی می باشند که استفاده از لفظمیله پیچشی برای معرفی این نوع سیستم تعلیق ، چندان هم بی ربط نیست و به اصطلاح تلفیقی از نام لوازم بکار رفته در این سیستم است ، اما استفاده از این نام در انواع با فنر لول چندان درست به نظر نمی رسد. این سیستم ها در مقایسه با دیگر سیستمهایی که برای اکسل عقب خودروها بکار می روند کیفیت چندانی دارا نیستند ، و بیشتر بدلیل اشغال کمتر فضا و همچنین ارزان بودنشان در خودروهای با سایز کوچک استفاده می شوند .

 

سیستم تعلیق مک فرسون :

این سیستم که در دهه ۷۰ میلادی در اکثر خودروها رواج یافت به نام سازنده اش که از کارکنان کارخانه GM و بعدها Ford بود ، نامگذاری گردیده . در این سیستم که رکن اصلی آن Strut می باشد ، خود Strut بعنوان یک اتصال برای کنترل وضعیت چرخ استفاده می شود و شاسی را به سیستم تعلیق متصل می نماید . همانگونه که قبلا در توضیح Strut   ذکر شد ، این سیستم باعث حذف طَبَق بالا و متعلقاتش میشود ، از اینرو این سیستم در خودروهایی که با کمبود فضا مواجه باشند خصوصا خودروهای دیفرانسیل جلو بسیار کارآمد خواهد بود . این سیستم که غالبا دارای میل موج گیر برای حفظ تعادل خودرو می باشد ، دارای شاخص هایی چون کیفیت نسبتا خوب رانندگی ، نسبتا بهینه بودن زاویه Camber و ارزان بودن سیستم می باشد ، که  هم در اکسل جلو و هم در اکسل عقب خودروهای کلاس متوسط بخصوص خودروهای با دیفرانسیل جلو به وفور یافت میشود . نمونه آنرا می توانید در اکسل جلوی اکثر خودروها از جمله انواع خودروهای پژو ، همچنین پراید ، ماتیز ، هیوندای ورنا و …  بیابید .

  

             

 

سیستم تعلیق جناغی دوبل :

تکامل بعدی در سیستم های تعلیق طراحی سیستم جناغی دوبل بود که در آن دو طَبَق به شکل حرف A ، با طولهایی یکسان و به موازات یکدیگر در بالا و پایین مرکز چرخ قرار می گرفتند .

                     

 

                  

این سیستم بدلیل وجود دو طَبَق قوی ، کنترل بسیار خوبی را دارا بود اما این سیستم نیز قابلیت تغییر زاویه Camber را دارا نبود . همین اشکال ، باعث طراحی نوع جدید سیستم جناغی گردید . در این نوع برای اینکه سیستم بتواند ، در هنگام فشردگی زاویه منفی ، و در هنگام باز شدن زاویه مثبت پیدا نماید ؛ طَبَق بالا کوتاهتر از طَبَق پایین در نظر گرفته شد ، همین امر باعث شد تا طَبَق پایین حین حرکت شعاع کمتری را پیموده و چرخ هنگام بالا رفتن دچار زاویه منفی گردد که این امر همانطور که گفته شد از انحراف خودرو در پیچها جلوگیری می نماید .

 

                     

این سیستم در اکسل جلوی بسیاری از خودروهای جدید امروزی ، اکثر خودروهای مسابقه ای از جمله فِراری ، اکثر خودروهای کارخانه هوندا و … یافت می شود و تقریبا خالی از هر اشکالی است . این سیستم مستقل ، از فنر لول که کمک فنر نیز درونش واقع شده ، بهره می برد . اما نمی توان برای این شکل قرارگیری فنر و کمک فنر لفظ Strut استفاده نمود ، چرا که فنر و کمک فنر خاصیت ایفای نقش یک اتصال را مانند آنچه در Strut وجود دارد ، ایفا نمی کنند . و کاربرد لفظ Strut ، برای این شکل قرارگیری ، فقط در نوع مک فرسون می باشد .

سیستم تعلیق چند اتصاله :

تعریف دقیقی برای این سیستم که از اوایل دهه ۸۰ رایج گردید ، وجود ندارد . اما بطور کل هرگاه یک سیستم مستقل دارای بیش از ۲ لینک ( طبق ) باشد به آن چند اتصاله گویند ، در مواردی این سیستم با سیستم بازوی عقبی نیز تلفیق می گردد که مقاومت بالاتری را پدید می آورد . اما نوع مرسوم آن که دارای ۴ لینک ( رابط ) می باشد ، تقریبا همانند سیستم جناغیاست ، با این تفاوت که دسته های هر جناغ ، به یکدیگر متصل نیستند و هر یک به صورت جداگانه تنظیم پذیری بهتری را برای سیستم تعلیق فراهم می نماید .

 

اما همانطور که گفته شد ، سیستمهای دیگری مانند سیستم ۵ لینک اکسل عقب خودروهای هوندا و سیستم Z شکل BMW های سری ۳ نیز با نام چند اتصاله شناخته می شوند ، که البته بدلیل دارا بودن بازو می توان آنها را تلفیقی از  چند اتصاله و بازوی عقبی دانست . نمونه هایی از سیستم چند اتصاله را که آخرین تکنولوژی در سیستم های تعلیق مکانیکی اکسل عقب برای خودروهای سواری محسوب می شود را می توانید در اکسل عقب خودروهایی چون هیوندای ورنا ، میتسوبیشی گالانت ، BMW  های سری ۳ ، مرسدس های کلاس S و … ببینید .

 

مزایای سیستم تعلیق چند اتصاله  :

آسایش و رفاه بیشتر سرنشین خودرو

کاهش مشکلات حرکت خودرو وهمچنین میزان سایش تایرها

خصوصیت فنری بسیار بیشتر به هنگام حرکت خودرو به سمت بالا و پائین

بر روی خودروهایی با سیستمهای متفاوت قابل نصب می باشد و می توان از آنها در بسیاری از انواع خودروهااستفاده نمود

امکان کنترل جهت و راهبری فوق العاده ای را برای خودرو فراهم می کند

 

معایب سیستم تعلیق چند اتصاله :

  این سیستمها دارای پیچیدگی های بسیاری در طراحی می باشند

هزینه های تولید، نصب و نگهداری آنها بالا می باشد

در مقایسه با دیگر سیستمهای تعلیق فضای بیشتری از خودرو را اشغال می نمایند

              

سیستم تعلیق هیدرولیکی :

در سیستم تعلیق هیدرولیکی سیلندری روغنی موجود است که میزان و فشار روغن موجود در سیلندر ارتفاع سیستم تعلیق و در نتیجه میزان سختی آن را تنطیم می نماید ، بنابراین با قرار دادن یک سوپاپ الکتریکی در ورودی سیلندر ، پردازنده مرکزی میزان روغن درون سیستم را تنطیم می نماید

سیستم تعلیق بادی :

سیستم تعلیق بادی که امروزه در خودروهای شاسی بلند با توانایی حرکت خارج جاده ای خوب همچون Range Rover یا Porsche Cayenne استفاده می شوند از لحاظ کارکردی بسیار شبیه به سیستم هیدرولیکی است ولی با این تفاوت که در این سیستم به جای روغن و پمپ روغن از هوا و کمپرسور هوا استفاده شده است و پردازنده مرکزی خودرو با تنظیم فشار هوای درون سیلندر ارتفاع سیستم تعلیق را تنطیم می نماید. مزیت این سیستم نسبت به سیستم تعلیق هیدرولیکی در استفاده از هوا می باشد که جای تنظیم بیشتری را برای راننده به ارمغان می آورد به همین علت است که خودرو های شاسی بلند جدید از این سیستم استفاده می کنند.

 

سیستم تعلیق الکترومغناطیسی :

اما جالب ترین تکنولوژی ابدایی برای پیاده سازی در سیستم تعلیق فعال ، سیستم الکترومغناطیسی می باشد، در این سیستم سیلندر تنظیم کننده ارتفاع تعلیق از روغنی پر شده است که حاوی تکه های بسیار ریز آهن است. همچنین درون پیستون این سیلندر هسته ای سیم پیچی شده و از جنس مواد فرومغناطیس ( مواد حساس به میدان مغناطیسی ) وجود دارد که با گذشتن جریان از درون آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود. با ایجاد میدان مغناطیسی توسط هسته جا سازی شده در پیستون تکه های آهنی درون روغن در جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده حالت می گیرند و مجموعه ای مقاوم در برابر حرکت پیستون به وجود می آورند. حال هر چه میدان مغناطیسی قوی تر باشد پس تکه های آهنی بیشتری در کنار هم قرار می گیرند و بدین ترتیب مقاومت بیشتری در برابر حرکت پیستون صورت خواهد گرفت و سیستم تعلیق "سفت تر" می شود. پس وظیفه پردازنده مرکزی در این تکنولوژی کنترل جریان گذرنده از هسته می باشد. سیستم تعلیق الکترومغناطیسی با توجه به محدودیت های الکتریکی که دارد جای تنظیم و بازی زیادی را برای سیستم تعلیق به وجود نمی آورد و برای همین است که اغلب خودرو های اسپرت که کمتر نیاز به تنطیم سیستم تعلیق دارند از این تکنولوژی سود جسته اند. البته مهمترین مزیت این تکنولوژی نسبت به سیستم های تعلیق بادی و هیدرولیکی پاسخ بسیار سریع تر آن است که در نتیجه خودرو سریع تر خود را با جاده هماهنگ می نماید که این پارامتر برای خودروهای اسپورت ، بسیار حائز اهمیت 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 .

 

سیستم باس چگونه کار می کند؟ به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی 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 موتور الکترومغناطیسی خطی 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 موتور الکترومغناطیسی خطیهمچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد  و این همان سیستم تعلیق الکترومغناطیسی است.

گرد آورنده علیرضا

پاسخ دهید