آشنایی با سیستم های تعلیق خودرو

وظایف سیستم تعلیق در خودرهاقابلیت هدایت خودرو موقع رانندگی در جاده ها به خصوص سر پیچ ها و موقع ترمز کردن عکس العمل مناسب در مقابل نیروها و
گشتاورهای ناشی از شتاب یا ترمز گرفتن و نیروهای جانبی و همچنین ناهمواری جاده پایداری قطعات خودرو در مقابل ناهمواری های جاده جلوگیری از ارتعاشات و نوسانات ناشی از پستی و بلندی جاده به شاسی خودرو و در نهایت راحتی سرنشینان تأمین و حفظ هندسه تعلیق چرخ های جلو و فرمان حفظ تماس چرخ ها با سطح جاده حین گذر ازناهمواری ها و تحمل 35 تا 65 درصد وزن کلی خودرو و همچنین افزایش راحتی سفر و ... از جمله وظایف سیستم تعلیق است .
1 – تعلیق ثابت
وقتی هر دو چرخ به یک محور واحد متصل شوند و در یک زمان با هم نوسان کنند ، تعلیق را ثابت ( وایسته ) گویند . تعلیق ثابت در همه خودروهای سنگین هر دو محور و در هر در محورهای عقب خودروهای سواری قدیمی نظیر پیکان یا در هر دو محور SUV های قدیمی مانند لندروور و پاترول به کار رفته است . البته شماری از خودروهای نظامی نیز همچنان از چنین سیستم تعلیقی بهره می برند .
مزایا
الف : قیمت تمام شده ارزان
ب : استحکام مطلوب محور و قابلیت تحمل وزن های زیاد و ضربات شدید .
ج : ثابت ماندن زوایای چرخ ها که افزایش عمر لاستیک ها را در پی دارد .
د : این سیستم تعلیق به خوبی نیروهای جانبی وارد بر چرخ ها را جذب می کند و نیاز به اهرم بندی های واسطه کمتری دارد .
ه : در جاده های کم اصطکاک تعادل فرمان خودرو به خوبی حفظ می شود .
معایب
الف : به علت وابسته بودن هر دو چرخ چپ و راست به یکدیگر در زمان گذشتن خودرو از مسیرهای ناهموار چرخ های طرفین اخلاقی کاملا متضاد با یکدیگر خواهند داشت و امکان چپ کردن یا از دست رفتن تعادل خودرو نسبت به سیستم های فنربندی جدیدتر ( مستقل ) بیشتر است .
ب : سنگینی قسمت فنربندی نشده ( مجموعه اتصالات چرخ ها و محورها ) در این نوع سیستم تعلیق ، سواری خودرو به شکل کلی خشک و خسته کننده است .
تغییر شکل دادن فنرهای تعلیق
در هنگام ترمز کردن و شتاب گیری بدنه خودرو به دلیل وجود نیروهای اینرسی در جهت عکس حرکت می کند ، به عبارت دیگر در زمان شتاب گیری که چرخ ها به جلو حرکت می کند بدنه به عقب متمایل می شود و در هنگام ترمز کردن که چرخ ها تمایل به کند شدن و ایستادن دارند ، بدنه به جلو متمایل می شود . در این حالت ها مجموعه تعلیق که رابط بین شاسی و محور چرخ ها به حساب می آید در معرض تغییر شکل قرار می گیرد . می توان گفت فنر در حالت ترمزگیری تقریبا به شکل حرف لاتین S در می آید و در زمان شتاب گیری در وضعیت معکوس ( مشابه حرف لاتین Z ) تغییر شکل می دهد . به منظور جلوگیری از تغییر شکل عرضی محورها مهندسان اهرم مایلی که یک سر آن به محور و سر دیگر آن به شاسی متصل می شود را ( به نام پانارد ) طراحی کرده اند که نقش پر رنگی را در عملکرد بهتر سیستم تعلیق بازی می کند .
در هنگام ترمزگیری وضعیت دیگری نیز به وجود می آید که با نام دایو یا تمایل بدنه برای کاهش ارتفاع به سمت جلو توصیف می شود . طبیعی است که هر چه نیروی اینرسی زیادتر و فاصله مرکز ثقل خودرو از سطح مسیر حرکت بیشتر باشد ، تمایل خودرو به کاهش ارتفاع در زمان ترمز گیری افزایش می یابد اما با انتخاب زاویه مناسب اهرم ها و محل تکیه گاه های فنرها می توان مقدار کله زنی خودروها را کاهش داد .
2 – تعلیق سیستم
در سیستم تعلیق مستقل هر چرخ می تواند به شکل مستقل از سایر چرخ ها نوسان کند . مهم ترین قطعه ای که در تعلیق مستقل وجود دارد اتصالات و مفصل های سیبکی است . این قطعات کروی شکل به خوبی امکان حرکت بین دو قطعه را با کمترین اصطکاک فراهم می کنند در عین حال سیبک ها در معرض نیروهای کششی و فشاری قرار می گیرند .
مزایا
الف : به علت تماس بهتر چرخ ها با سطح مسیر امکان هدایت و کنترل بهتر خودرو به وجود می آید .
ب : به علت وزن فنربندی نشده ، نیرمهای وارد شده به چرخ ها نسبت به سیستم تعلیق ثابت به شکل بهتری جذب می شوند .
ج : امکان از دست رفتن کنترل خودرو در زمان تردد روی مسیرهای ناهموار نسبت به تعلیق وابسته کاهش می یابد.
د : از آنجا که وزن محور به وسیله شاسی جذب می شود و دیفرانسیل و قطعات سنگین در شمار قطعات فنربندی شده هستند ، می توان فنر نرمی را برای تعلیق انتخاب کرد .
ه : در هنگام شتاب گیری و پیچیدن خودرو چرخ ها سطح اتکای بیشتری به دست آورده و ایمنی کلی خودرو افزایش می یابد .
معایب
الف : به علت انعطاف و نرمی بیشتر سیستم تعلیق تغییرات زاویه ای چرخ ها زیادتر از سستم های تعلیقی وابسته است که این امر منجر به فرسایش بیشتر لاستیک ها می شود .
ب : مخارج تعمیر و نگهداری و تولید تعلیق مستقل زیاد است .
رایج ترین انواع سیستم تعلیق مستقل عبارتند از :
الف : طبق دار ذوبل ( جناغی دوبل ) بازوهای A شکل
ب : مک فرسون
ج : اهرم طولی
طبق دار دوبل
این سیستم به عنوان یکی از بهترین انواع سامانه های تعلیق مستقل شناخته می شود.گبق ها اهرم های مثلثی شکلی است که قاعدی آنها به رام شاسی و راسشان به وسیله مفصل سیبکی به اهرم چرخ اتصال داده می شود.در چرخ های جلواهرم دیگری نیز مربوط به سیستم فرمان (شغال دست_سگ دست)وجود دارد که با حرکت آن اهرم چرخ حول سیبک های بالا و پایین دوران دارد.معمولا فنر این گونه تعلیق مارپیچی یا پیچشی است که در صورت مارپیچی بودن فنر زیر و زیر شاسی در محل مناسبی که پیش بینی شده تکیه میکند.در صورت داشتن فنر پیچشی میله فنر به طبق بسته می شود.
خصوصیات تعلیق طبق دار
الف:جذب همه نیروهای عمومی طولی و عرضی به وسیله اهرم های تعلیق
ب:در صورت کوچک ساختن طبق بالا و بزرگ تر بودن طبق پایین و غیر موازی نسب کردن آنها می توان هندسه چرخ ها را طوری تنظیم کرد که در موقع پیچیدن سطح اتکای چرخ ها زیاد شود و کمتر منفی پیدا کند در نتیجه هندلینگ و ایمنی حرکت در هنگام پیچیدن افزایش پیدا میکند اما در صورت موازی بودن طبق ها چرخ ها بیشتر در صفحه قائم حرکت می کنند و تغییر زاویه نمی دهند .
ج : این سیستم یکی از بهترین سامانه های فنربندی برای خودروهای سریع و مسابقه ای به حساب می آید و در خودروهای سواری اسپرت نیز کاربرد فراوانی دارد . فرسایش شدید لاستیک ها و تعمیر و نگهداری پر هزینه به علت وجود تعداد زیاد قسعات مصرقی لاستیکی به عنوان دو نقسه ضعف عمده سامانه جناغی دوبل شناخته می شود .
تعلیق مستقل مک فرسون
این سیستم که یکی از رایج ترین انواع سامانه های فنربندی در خودروهای امروزی به حساب می آید ، یک طبق در زیر و یک محور نسبتا بلند در بالای اهرم چرخ ها به کار می رود . اهرم زیر گلگیر به وسیله فلانچ یاتاقان می شود و محور می تواند در داخل فلانچ چرخش کند .
از طرف پایین هم محور چرخ روی سیبکی چرخش می کند بنابراین در مفصل بندی آن فقط یک سیبک قرار دارد .
مزایا :
الف : ساده بودن ساختمان تعلیق و ارزانی قیمت تمام شده و هزینه نگهداری کمتر نسبت به انواع جناغی دوبل
ب : لاستیک سایی اندک چرخ ها به علت حرکات جانبی کمتر
ج : تعیین ساده زوایای تواین و کستر
معایب
الف : به طاق گلگیرها ( محل بسته شدن فلانچ بالایی مجموعه فنر و کمک فنر ) نیروی زیادی وارد می شود ، از این رو باید زیرسازی نیرومندی در هنگام ساخت به عمل آید و بهتر است از استرس بار استفاده شود .
ب : می توان گغت در صورت خرابی مجموعه فنر ضربه های چرخ نسبت به سایر سیستم ها بدون واسطه به اتاق خودرو وارد می شود .
ج : نیروهای عمودی و عرضی وارد شده بر چرخ اهرم مایل بلند را کج می کند و در نتیجه دسته پیستون کمک فنر کج می شود و ضمن ضربه زدن تعلیق ، لاستیک سایی افزایش می یابد .