هر خودرو از بخشها و اجزاي متفاوتي تشكيل شده است كه هر يك وظايفي را برعهده دارند. سيستم فنربندي/تعليق از مهمترين اجزاي يك خودرو است كه عملكرد صحيح و سلامت تكتك اجزاي تشكيلدهندهي آن نقشي اساسي در كنترل و تجربهي رانندگي راحت دارد. در اين مقاله، ابتدا وظيفهي اصلي اين سيستم را توضيح ميدهيم و در ادامه ضمن مرور تاريخچهي پيدايش و استفاده از آن به شرح روند توسعه و بهبود، اجزا و انواع آن ميپردازيم.
وظيفهي سيستم فنربندي خودرو
اگر سطح جادهها بهطور ايدهآل صاف باشد (از لحاظ تئوري سطحي را در انديشه متخصصين بگيريد كه بهطور كامل صيقلي باشد) استفاده از سيستم تعليق ضروري نيست، اما حقيقت اين است كه حتي بهترين جادهها هم بسيار با سطح صاف ايدهآل فاصله دارند. اين فاصله ميان حقيقت و تئوري سبب ميشود كه به خودروي در حركت نيروهايي از سطح جاده وارد شود. در صورت عدم كنترل اين نيروها كنترل خودرو سخت شده و تجربهي رانندگي با آن خدشهدار ميشود.
براساس قوانين حركت نيوتن، نيروها علاوهبر اندازه، جهت دارند. بر اين اساس، وجود سطحي ناصاف روي جاده سبب اعمال نيرويي رو به بالا در جهت عمود بر سطح به چرخ ميشود كه اندازهي آن بستگي به ميزان بزرگي ناصافي دارد. اين نيرو سبب ايجاد شتابي عمودي در خودرو ميشود كه بدون سيستم فنربندي تمام اين نيرو به كابين خودرو وارد ميشود. در اين حالت كابين در جهت نيروي اعمالي حركتي رو به بالا خواهد داشت و در صورتي كه نيروي يادشده بهقدر كافي زياد باشد، ميتواند سبب از دست رفتن اصطكاك تايرها با سطح جاده شود. سپس، نيروي گرانش خودرو را دوباره به سمت پايين كشيده و سبب كوبيده شدن خودرو بر سطح جاده ميشود. اين مثال خود بيانگر ميزان اهميت استفاده از سيستم فنربندي است.
بيشتر مهندسان خودرو ديناميك يك خودروي متحرك را از دو جنبه مورد توجه قرار ميدهند:
۱. سواري: عبارت است از قابليت حركت نرم روي سطوح ناهموار
۲. فرمانپذيري: عبارت است از قابليت شتابگيري، ترمز و پيچيدن امن در يك خودرو
اين دو ويژگي ميتوانند برپايهي سه اصل مهم جذب نيروها، چسبندگي با سطح و قابليت پيچيدن مورد مطالعه قرار گيرند كه در جدول زير به توضيح هر يك ميپردازيم:
اصل | مفهوم | هدف | راهحل |
---|---|---|---|
جذب نيروها | قابليت خودرو در جذب نيروهاي وارده از سطح جاده و عدم انتقال آنها به كابين | حركت روان خودرو روي سطوح ناهموار | جذب نيروهاي وارده و ميرا كردن آنها بدون ايجاد نواسانات ناخواسته در خودرو |
چسبندگي با سطح | ميزان قابليت خودرو در حفظ چسبندگي تايرها با سطح در شرايط مختلف جاده و رانندگي (براي مثال در هنگام ترمزگيري شديد به دليل انتقال وزن از عقب به سمت جلو، امكان از دست رفتن تماس تايرهاي عقب با سطح جاده وجود دارد) | حفظ تماس تايرها با سطح جاده در هر شرايطي، چراكه حفظ اصطكاك با سطح جاده سبب ايجاد قابليت فرمانپذيري، ترمزگيري و كنترل خودرو ميشود | كاهش حداكثري انتقال وزن خودرو از جلو به عقب، چپ به راست يا برعكس |
قابليت پيچيدن | قابليت خودرو براي حركت روي جادههاي داراي پيچ | به حداقل رساندن تمايل خودرو به غلتش در هنگام عبور از پيچها به دليل وارد شدن نيروي گريز از مركز، بالا آوردن يك سمت از خودرو و پايين بردن سمت مخالف | انتقال وزن خودرو در هنگام پيچيدن از سمت بالا رفته به سمت پايين رفته |
سيستم فنربندي خودرو وظيفهي تأمين تمام اهداف ذكر شده در جدول بالا از طريق راهحلهاي ارائه شده را برعهده دارد. هر يك از اين وظايف مكمل ديگري است و وجود نقص در عملكرد هر يك ميتواند بر كل سيستم اثرگذار باشد.
تاريخچه
نمونههاي اوليهي سيستم فنربندي نخستين بار در كالسكهها و گاريها مورد استفاده قرار گرفت. در نمونههاي نخستين پلتفرم گاريها روي زنجيرهاي فلزي متصل به چرخها تاب ميخوردند. در قرن هفدهم ميلادي زنجيرهاي فلزي جاي خود را به تسمههاي چرمي دادند و حدود سال ۱۷۵۰ ميلادي فنرهاي برگي (كه در فارسي به اسم طبق شناخته ميشوند) راه خود را به سيستم فنربندي بعضي گاريها باز كردند. اين سيستم اوليه تا آغاز قرن نوزدهم ميلادي بهعنوان پايهي سيستمهاي تعليق امروزي باقي ماند و در اواسط قرن نوزدهم با ظهور فنرهاي بيضوي فصل جديدي در دنياي سيستمهاي فنربندي آغاز شد.
سيستمهاي فنربندي اوليه بهطور خاص براي گاريها و كالسكههايي طراحي شده بود كه بهواسطهي نيروي حيوانات كشيده ميشدند و بهطبع سرعت حركت پاييني داشتند. با وقوع انقلاب صنعتي و اختراع موتورهاي احتراق داخلي صنعت خودروسازي بهسرعت پيشرفت كرد و سرعت بهعنوان متغيري مهم در صنعت خودروسازي مطرح شد. افزايش سرعت حركت بهواسطهي ظهور پيشرانههاي احتراق داخلي سبب شد تا نياز به سيستم فنربندي كارآمد بيشازپيش حس شود.
اولين نمونهي سيستم تعليق كارآمد نياز به دانش پيشرفتهي متالورژي و مهارت بالا براي توليد داشت كه تنها با وقوع انقلاب صنعتي امكانپذير بود. اوبادايا اليوت (Obadiah Elliott) اولين شخصي بود كه پتنتي براي سيستم فنربندي يك خودرو به ثبت رساند. در پتنت اليوت هر چرخ خودرو داراي دو طبق در هر طرف بود. طبقها به اكسل متصل بودند و كابين خودرو بهطور مستقيم روي اين طبقها قرار ميگرفت.
در طول يك دهه بيشتر كالسكههاي بريتانيايي به سيستم فنربندي طبقدار مجهز شدند. اگرچه فنرهاي برگي (طبقها) از زمان مصريان باستان مورد استفاده قرار ميگرفتند، اما بهكارگيري گسترده از اين سيستم در قرن نوزدهم ميلادي آغاز شد و هنوز هم در صنعت خودروسازي خودروهاي سنگين مورد استفاده قرار ميگيرد. در سال ۱۹۰۱ ميلادي خودروي مورس براي نخستين بار در تاريخ خودروسازي به ضربهگير سيستم فنربندي مجهز شد. هانري فورنيه (Henri Fournier) به لطف استفاده از اين سيستم توانست سوار بر خودروي مورس فاتح مسابقات اتومبيلراني «پاريس تا برلين» در ۲۰ ژوئن سال ۱۹۰۱ ميلادي شود.
استفاده از فنرهاي لول در سيستم فنربندي خودروها اولينبار در سال ۱۹۰۶ ميلادي آغاز شد. شركت براش موتور (Brush Motor Company) با استفاده از فنر لول در سيستم تعليق مدل Brush Runabout فصل جديدي را در تاريخ اين صنعت رقم زد. امروزه در بيشتر سيستمهاي فنربندي خودروها از فنر لول استفاده ميشود و از آن زمان تاكنون بيشتر نوآوريها پيرامون نحوهي بهكارگيري و چينش فنرهاي لول در سيستمهاي تعليق بوده است.
اجزاي اصلي سيستم فنربندي
سيستم فنربندي خودروهاي امروزي از صدها قطعهي كوچك و بزرگ تشكيل شده است كه هر يك وظيفهي خاصي را برعهده دارد. حذف هر يك از اين قطعات يا بروزي خرابي در آنها بر راحتي، فرمانپذيري و ايمني خودروها تأثير ميگذارد. در اين بخش ضمن دستهبندي اين اجزا سعي داريم با اجزاي عمده و مهم اين سيستم آشنا شويم.
بهطور كلي سيستم فنربندي خودروها از ۶ بخش اصلي تشكيل ميشود كه در ادامه به توضيح هر يك ميپردازيم:
رينگ و لاستيك
بيرونيترين جزء سيستم تعليق يك خودرو رينگ و لاستيك است. تايرها بهعنوان تنها بخشي كه در تماس مستقيم با سطح جاده قرار دارند از اهميت بهسزايي در سيستم فنربندي برخوردار هستند. همواره در عبور از ناهمواريها اولين اثر بر تايرها گذاشته ميشود. تايرها بخشي از انرژي وارد شده را جذب ميكنند كه بهصورت تغييرشكل ظاهري و گرما مشخص ميشود. علاوه بر اين، چسبندگي مناسب تايرها با سطح جاده ميتواند سبب بهبود عملكرد فرمانپذيري و حركتي در خودرو شود كه يكي از اهداف اصلي استفاده از سيستم فنربندي است. رينگ خودرو نيز بايد طراحي بهينه و توزيع وزني مناسبي داشته باشد تا بتواند به بهترين شكل وزن خودرو را روي سطح جاده منتقل كند.
فنرها
فنرها وظيفهي جذب ضربات منتقل شده از سطح جاده را برعهده دارند. بهعلاوه، اين فنرها هستند كه پس از عبور از روي ناهمواريها با باز شدن خود از حالت فشرده، تايرها را بهسرعت با سطح جاده در تماس نگه ميدارند. در بعضي خودروها (بهخصوص خودروهاي مسابقهاي) فنرها جاي خود را به ميلههاي فلزي دادهاند. با اين حال وظيفهي اين بخش از سيستم فنربندي در هر حالت تأمين آسايش سرنشينان و به حداقل رساندن تكانهاي كابين خودرو است. در حال حاضر سه دستهي عمده از فنرها در خودروهاي امروزي مورد استفاده قرار ميگيرند كه عبارتاند از:
فنرهاي لول
فنر لول درست مشابه فنرهاي موجود در خودكارها است. اين فنرها از مفتولهاي با استحكام بالا ساخته ميشوند كه حول يك محور پيچيده شده و بهصورت كويل در ميآيند. استفاده از اين فنرها در خودروهاي امروزي بسيار معمول است بهطوريكه در سيستم فنربندي بيشتر خودروهاي امروزي از اين فنرها استفاده شده است.
طبقها/فنرهاي برگي
طبقها يا فنرهاي برگي از قديميترين فنرهاي مورد استفاده در سيستمهاي تعليق است. ساخت اين فنرها بسيار ساده است و از روي هم قرار گرفتن تعدادي تسمهي فلزي يا چوبي ساخته ميشوند. به دليل سادگي ساخت و تعويض اين فنرها تا سال ۱۹۸۵ ميلادي استفاده از اين فنرها در خودروها بسيار مرسوم بود. در حال حاضر نيز همچنان از اين فنرها در خودروهاي سنگين استفاده ميشود.
ميلههاي پيچشي
ميلههاي پيچشي در حقيقت ميلههايي فولادي هستند كه قابليت پيچش و تغيير شكل دارند. يك سر اين ميله به بدنه و سر ديگر آن به جناغي متصل است. جناغي بهعنوان اهرم در هنگام عبور از ناهمواريها به ميلهي پيچشي نيرو وارد كرده و سبب پيچش و تغيير شكل آن ميشود. شركت كرايسلر در دههي ۵۰ ميلادي از اين سيستم در خودروهاي خود استفاده ميكرد.
دمپر/جاذب ضربات
دمپر يا كمك فنر در همكاري با فنرها وظيفهي ميرا كردن نيروهاي وارد شده از سطح جاده را برعهده دارند. اگرچه فنرهاي لول با فشردهشدن بخشي از انرژي وارده را در خود جذب ميكنند، اما وظيفهي اصلي ميراكردن نيروها و جذب حداكثري تكانهاي واردشده از سطح جاده برعهدهي دمپرها است. بدون وجود جاذب ضربات فنرها آنقدر به بالا و پايين شدن ادامه ميدهند تا درنهايت انرژيهاي وارده دفع شود، عملي كه در حقيقت به دليل وجود ناهمواريهاي بيشمار سطح جادهها هرگز انجام نخواهد شد و تجربهي رانندگي بسيار ناخوشايندي رقم ميخورد.
دمپرها انواع مختلفي دارند كه ميتوان آنها را به دو گروه عمدهي هيدروليكي (مبتني بر روغن) و نيوماتيكي (مبتني بر گاز) تقسيمبندي كرد. استفاده از هر يك از اين دمپرها به عوامل مختلفي بستگي دارد و هر يك مزايا و معايب خاص خود را دارند. بهطور كلي دمپرهاي گازي يا نيوماتيكي ارزش بالاتري دارند.
كمك فنر در حقيقت يك پمپ هيدروليك است كه از يك سيلندر و پيستون كه با روغن يا گاز پر شده تشكيل شده است. يك سر اين سيلندر به چرخ و سر ديگر آن به بدنه متصل است. با عبور خودرو از روي ناهمواري، پيستون بهسمت داخل سيلندر فشرده ميشود. روي بخش داخلي پيستون سوراخهاي ريزي براي جريان سيال از يك سو به سوي ديگر در انديشه متخصصين گرفته شده است. باتوجه به ريز بودن اين سوراخها سيال بهسختي بهسمت ديگر جريان مييابد و در جريان اين انتقال سيال، انرژي واردشده بهصورت گرماي منتقلشده به روغن ميرا ميشود.
ميل تعادل
ميل تعادل يك ميلهي فلزي است كه وظيفهي ايجاد ثبات بيشتر در خودرو را برعهده دارد. اين ميلهي فلزي دو كمك فنر موجود روي يك اكسل را بههم مرتبط ميكند. در اين حالت با حركت كمك فنر يك سمت فنر و كمك فنر سمت ديگر نيز تاحدودي حركت ميكند تا خودرو در هر حالت از ثبات برخوردار باشد. اين خاصيت بهخصوص در پيچها براي حفظ كنترل خودرو اهميت مييابد.
ميلههاي رابط
در سيستم فنربندي خودروها تعداد زيادي ميلهي رابط ميان اجزاي مختلف اين سيستم تعبيه شده است. اين ميلههاي فلزي بسيار محكم با درانديشه متخصصينگرفتن طول عمر طولاني معادل طول عمر يك خودرو ساخته ميشوند اگرچه در بعضي شرايط مانند تصادف يا ضربات شديد ممكن است دچار آسيب شوند و جايگزيني آنها ضروري شود.
مفصل، ياتاقان و بوشينگ
اين قطعات سبب اتصال اجزاي مختلف ميشوند و به آنها اجازهي حركتهاي دوراني ميدهند. اين قطعات بهدليل ماهيت كاري و نوع مواد بهكاررفته در ساخت آنها ممكن است بهسرعت خراب شده و نياز به تعويض پيدا كنند. در صورت خرابي يكي از اين اجزا، راننده ميتواند از طريق لرزش يا صداي توليدشده در هنگام عبور از ناهمواريها به اشكال موجود در سيستم فنربندي پي ببرد.
انواع سيستم فنربندي در خودروها
سيستم فنربندي در خودروهاي امروزي را ميتوان از دو جهت تقسيمبندي كرد. دستهبندي اول بر مبناي محل قرارگيري در جلو يا عقب خودرو و دستهبندي دوم بر مبناي مستقل يا وابسته بودن سيستم است. در سيستمهاي وابسته چرخهاي نصب شده روي يك اكسل به يكديگر وابستهاند. به اين معنا كه با حركت يكي از چرخها چرخ ديگر نيز حركت ميكند. اين سيستم از لحاظ عملكرد و هزينهي ساخت سادهتر و ارزانتر است، اما از لحاظ راحتي كنترل خودرو و آسايش سرنشينان تعريف چنداني ندارد. سيستم تعليق به كار رفته در محور جلو و عقب يك خودرو ميتواند متفاوت باشد و در اغلب خودروها اين حقيقت صادق است.
در سيستمهاي مستقل چرخهاي متصل به هر اكسل آزادانه و مستقل از چرخ ديگر امكان حركت دارد. اين عمل سبب ميشود كه در عبور از ناهمواريها تكانهاي خودرو به حداقل برسد و درنتيجه ميزان كنترل و آسايش افزايش يابد. در ادامه به معرفي تعدادي از مهمترين سيستمهاي مستقل و وابسته در محورهاي جلو و عقب ميپردازيم.
انواع سيستم فنربندي مستقل
فنربندي مكفرسون
سيستم تعليق مكفرسون (MacPherson Suspension Strut) در سال ۱۹۴۷ ميلادي توسط يكي از مهندسان جنرال موتورز، ارل اس. مكفرسون (Earle S. MacPherson) ابداع شد. اين سيستم در بسياري از خودروهاي امروزي يافت ميشود، اما استفاده از آن در خودروهاي اروپايي شايعتر است. بهطور ساده در اين سيستم كمكفنر داخل فنر لول تعبيه شده است و اين دو بهصورت واحدي يكپارچه عمل ميكنند. از اين سيستم بيشتر در خودروهاي محور جلو محرك استفاده ميشود. مزيت سيستم فنربندي مكفرسون كاهش حجم و وزن سيستم فنربندي مستقل براي محور جلوي خودرو است.
فنربندي دو جناغي
سيستم فنربندي دو جناغي (Double Wishbone) از دو قطعهي جناغي شكل (A-Arm) تشكيل شده است كه با فاصلهاي عمودي روي هم و در راستاي يكديگر قرار ميگيرند. يك سر قطعات جناغي به چرخ و سر ديگرشان به ساختار خودرو متصل ميشود. در ميان دو قطعهي جناغي از فنر و كمك فنر استفاده ميشود تا ضربات وارد شده خنثي شود. اين سيستم كنترل بسيار خوبي روي حركت چرخها بهخصوص زاواياي كمبر اعمال ميكند و امروزه در خودروهاي بسياري نظير آئودي، فراري، هوندا و... مورد استفاده قرار ميگيرد. سيستم فنربندي دو جناغي خود داراي انواع مختلفي است كه هر يك براي موارد خاصي مورد استفاده قرار ميگيرند.
فنربندي بازوي نگهدارنده/تريلينگ آرم
سيستم فنربندي بازوي نگهدارنده (Trailing arm Suspension) بهدليل اشكالات زياد در كنترل خودرو هنگام عبور از پيچها مدتها پيش توسط خودروسازان فراموش شده است. اين سيستم كه در فارسي به نامهاي مختلفي همچون بازوي نگهدارنده، بازوهاي دنبالهاي و اهرم دو شاخهاي ساده و خمشونده شناخته ميشود، بسيار شبيه سيستم دو جناغي عمل ميكند با اين تفاوت كه شكل خاص بازوها سبب ميشود تا يك سر آنها به شاسي خودرو متصل شود. اين سيستم در هنگام عبور از ناهمواريها تنها اجازهي حركت عمودي را به چرخها ميدهد و درنتيجه از تغيير زاويهي كمبر در هنگام شتابگيري و عبور از پيچها خبري نيست. به همين دليل حفظ سطح اتكاي مناسب در چرخها امكانپذير نيست و درنتيجه كنترل خودرو با اشكال مواجه ميشود. اين سيستم فنربندي در فولكسواگن بيتل استفاده ميشد.
فنربندي تير كشانش دوقلو
سيستم فنربندي تير كشانش دوقلو (Twin I-beam Suspension) بهطور انحصاري توسط فورد و در وانتهاي سري F به كار گرفته شد. اين سيستم تلفيقي از سيستمهاي مستقل و وابسته است كه از تركيب سيستم فنربندي بازوي نگهدارنده و سيستم اكسل صلب ابداع شده است. اين سيستم از نصب دو تير در جلوي خودرو تشكيل شده است. يك سر هر تير به چرخ و سر ديگر روي يك محور قرار ميگيرد. اين دو تير تا حدي همپوشاني دارند و در مركز به يكديگر متصل ميشوند اما خللي در حركت مستقل آنها پديد نميآيد. روي هر دو تير و در سر نزديك به چرخ مجموعهي فنر و كمك فنر قرار ميگيرد كه سبب جذب و دفع ضربات ميشود.
فنربندي لاستيكي مولتون
سيستم تعليق لاستيكي مولتون (Moulton Rubber Suspension) در سال ۱۹۵۹ توسط يكي از مهندسان طراح ميني، دكتر آلكس مولتون معرفي شد. اين سيستم براساس تراكم يك جسم جامد لاستيكي عمل ميكند و با حذف فنر و كمك فنر يك قطعهي لاستيكي را جايگزين ميكند. اين سيستم كمحجم و كمهزينه است و در حال حاضر از آن در دوچرخههاي كوهستان استفاده ميشود.
فنربندي طبقدار عرضي
سيستم تعليق طبقدار عرضي (Transverse leaf spring Suspension) از تركيب سيستم دوجناغي با فنر برگي (طبق) ابداع شده است. با حذف فنر لول در سيستم دوجناغي و استفاده از يك طبق عرضي كه به جناغ پاييني چرخهاي روي يك محور متصل است، سيستم فنربندي طبقدار عرضي بهوجود ميآيد. وسط طبق عرضي روي اكسل خودروي قرار ميگيرد و به چرخها اجازه ميدهد تا بهطور مستقل حركت كنند. از اين سيستم در شورولت كوروت استفاده شده است.
فنربندي وابسته/غيرمستقل
استفاده از سيستم فنربندي وابسته در خودروهاي امروزي اغلب محدود به محور عقب است. دليل اين امر عدم نياز به فرمانپذيري چرخهاي عقب و درنتيجه تأثير اندك محور عقب در كنترل خودرو در شرايط عادي است. با اين حال استفاده از سيستمهاي مستقل سبب راحتي و آسايش بيشتر سرنشينان خواهد شد. در ادامه مروري بر چهار سيستم فنربندي وابسته خواهيم داشت كه بعضي از آنها هنوز هم در خودروها مورد استفاده قرار ميگيرند.
فنربندي اكسل صلب
سيستم فنربندي اكسل صلب (Solid axle) يكي از سادهترين و در عين حال ارزانترين سيستمهاي وابسته است. در اين سيستم چرخهاي روي يك محور توسط يك تير افقي به يكديگر متصل و فنرها روي اين تير نصب شده و بهطور مستقيم به شاسي خودرو وصل ميشوند. در اين سيستم ميتوان از طبق يا فنرهاي لول استفاده كرد. با استفاده از فنرهاي لول استفاده از بازوهاي كنترلي جهت حمايت از فنرها الزامي است.
فنربندي اكسل تيري شكل
سيستم فنربندي اكسل تيري شكل (Beam axle) نمونهي بهبوديافته از سيستم فنربندي اكسل صلب است. در سيستم اكسل صلب خودرو در حركات افقي دچار لغزش و اشكال ميشود كه براي حل اين معضل دو تير از مركز اكسل بهصورت مورب به چرخها متصل ميشود تا حركات جانبي را به حداقل برساند.
فنربندي چهار ميلهاي
سيستم فنربندي چهار ميلهاي (4bar) ميتواند در محور جلو و عقب بهكار گرفته شود. اين سيستم كه به دو دستهي قطري و مثلثي تقسيم ميشود، شامل چهار ميله است كه با زاويههاي مختلف به اكسل و بدنه متصل شدهاند. در اين سيستم ميلههاي چهارگانه وظيفهي حفظ مركزيت اكسل را برعهده دارند كه اين امر در پيچها و شرايط گوناگون رانندگي از اهميت بهسزايي برخوردار است.
فنربندي دديون
در سيستم فنربندي دديون (De Dion Suspension) يك ميلهي صلب كه چرخ روي يك محور را به هم متصل ميكند و اتصالاتي از هر چرخ به ديفرانسيل متصل ميشود كه سبب حركت آزادانهي چرخ نسبت به ديفرانسيل ميگردد. اين سيستم درحقيقت تركيبي پيچيده از سيستم تريلينگ آرم و محور صلب است. از مزاياي اين سيستم ميتوان به افزايش اصطكاك تايرها با سطح جاده و كاهش جرم فنربندينشده اشاره كرد. با وجود اين مزايا، افزايش وزن و پيچيدگيهاي متخصص اين سيستم سبب شده است تا استقبال زيادي از آن به عمل نيايد.
سيستمهاي فنربندي خاص و نوين
در اين بخش به معرفي سيستمهاي فنربندي خاص نظير سيستمهاي چند اتصالي و تكنولوژيهاي نوين ميپردازيم.
فنربندي چند اتصاله
نخستين بار در اواخر دههي ۶۰ ميلادي مرسدس بنز از سيستم فنربندي چنداتصاله (Multi-link Suspension) در مدل C111 استفاده كرد. اين سيستم بدون شك بهترين سيستم تعليق مستقل ساختهشده تاكنون است كه علاوه بر فراهمكردن آسايش حداكثري براي سرنشينان، كنترل بينظير خودو در شرايط مختلف جاده و رانندگي را رقم ميزند.
اين سيستم درحقيقت از سيستم فنربندي دوجناغي مشتق شده است كه در آن با حذف بازوهاي جناغي و جايگزيني آنها با ميلههاي طولي و افقي ضربات عمودي واردشده توسط دمپرها ميرا ميشود. در اين سيستم حداقل سه ميلهي كنترلي به چرخ متصل است كه طولهاي متفاوتي دارند كه از طريق بوشها و اتصالات مفصلي به ديگر اجزا متصل ميشوند.
در خودروهاي فرمول يك بهدليل مزاياي بيشمار از سيستم فنربندي چنداتصالي استفاده ميشود تا علاوه بر افزايش كنترل خودرو، در كاهش فضاي اشغالي توسط سيستم تعليق اقدام شود. در اين خودروها فنرهاي لول و دمپرها بهجاي قرارگيري مستقيم و عمودي روي اتصالات بهصورت افقي تعبيه شدهاند تا ضربات سطح جاده را به حركات افقي و رفتوبرگشتي تبديل و ميرا كنند.
فنربندي فروفلويد يا دمپرهاي مجهز به سيال مگنتو رئولوژي
در سال ۲۰۰۶، آئودي از مدل TTرونمايي كرد. اين خودرو از جهات بسياري يكي از پرچمداران مهندسي خودرو به شمار ميرفت، اما در اين بخش تمركز ما بر سيستم فنربندي انقلابي خودروي مذكور معطوف است. در سيستم فنربندي آئودي TT براي نخستين بار در تاريخ خودروسازي از سيالي آهنربايي استفاده شده است كه به سيال مگنتو رئولوژي (Magneto-rheological fluid)، تغيير شكلپذير بهواسطهي خاصيت آهنربايي مشهور است. اين سيستم فنربندي از مكانيزم تطبيقپذير پيوسته بهره ميبرد كه در آن سيستم فنربندي باتوجه به شرايط رانندگي، سطح جاده و نحوهي تغيير دنده در كسري از ثانيه خود را با شرايط جديد تطبيق ميدهد تا در هر لحظه بهينهترين حالت ايجاد شود.
در اين سيستم با جايگزيني سيال هيدروليكي معمول در دمپرها با يك سيال سينتتيك هيدروكربني كه حاوي نانو ذرات آهنربايي است و اعمال ولتاژ در سر پيستونهاي دمپر، يك ميدان مغناطيسي ايجاد ميشود كه ميتواند جهت حركت نانو ذرات آهنربايي و درنتيجه خواص روغن جديد را تغيير دهد. تغييرات لحظهاي در ميدان مغناطيسي بهطور پيوسته خاصيت روغن جديد را دستخوش تغيير قرار ميدهد و در شرايط مختلف گرانروي روغن را كنترل ميكند. كنترل گرانروي باعث ميشود كه روغن در هنگام عبور از سوراخهاي موجود روي سطح داخلي پيستون دمپر گاهي بهراحتي و گاهي بهسختي عبور كند و درنتيجه سيستم فنربندي در هر لحظه باتوجه به شرايط به نرمي يا سفتي عمل كند.
فنربندي خطي الكترومغناطيسي
شركت بوز (Bose)، كه در زمينهي فناوريهاي صوتي فعال است، چند سالي است كه روي يك ايدهي انقلابي در زمينهي سيستم فنربندي خودروها كار ميكند. اين شركت با حذف تمام قطعات معمول در يك سيستم فنربندي و جايگزيني آنها با يك موتور خطي الكترومغناطيسي ايدهاي كاملا نوآورانه و انقلابي را عملي كرده است.
سيستم ابداعي بوز بهلطف موتور الكترومغناطيسي بهطور پيوسته ضربات وارده از سطح جاده را جذب ميكند و در هر لحظه تنظيمات لازم براي حداكثر كنترل و آسايش را فراهم ميكند. در اين سيستم با هر بار جمعشدن و جذب ضربات و بهواسطهي تقويتكنندهي موجود، انرژي الكتريكي مورد نياز سيستم تأمين ميشود. اين سيستم همچنين ميتواند حركات بدنهي خودرو در پيچها و شرايط ناهموار را به حداقل برساند.
طول عمر سيستم فنربندي چقدر است؟
سيستم فنربندي خودروها با درانديشه متخصصينگرفتن طول عمري ۱۰ ساله ساخته ميشوند. با اين حال اين طول عمر به عوامل زيادي نظير شرايط استفاده از خودرو، شرايط رانندگي و كيفيت سطح جادهها بستگي دارد. بهطور معمول براي خودرويي كه هر روز مورد استفاده قرار ميگيرد طول عمر سيستم تعليق به ۶۰ تا ۸۰ هزار كيلومتر محدود ميشود. پيشنهاد ميشود كه در هر ۶۰ هزار كيلومتر فنربندي خودرو بهطور كامل مورد بازرسي قرار گيرد تا در صورت لاخبار تخصصي بخشهايي از آن تعمير يا تعويض شود.
از شاخصترين نشانههاي بروز خرابي در سيستم فنربندي پارگي قطعات لاستيكي، وجود روغن روي كمك فنرها، وجود روغن روي بوشينگها، كوبش بيش از حد و سروصداي غيرمتعارف است.
دليل سروصداي فنربندي چيست؟
خوشبختانه در بيشتر مواقع سروصداي ناشي از سيستم فنربندي بهدليل بروز خرابي در قطعات لاستيكي نظير بوشينگها است. تعمير و تعويض اين قطعات هزينهي زيادي ندارد و بهنسبت ساده است. اين قطعات بهدليل ماهيت لاستيكي و شرايط كاري نسبت به ديگر اجزاي سيستم فنربندي طول عمر كمتري دارند و بهتر است در هر بار تعويض روغن مورد مطالعه قرار گيرند.
هم انديشي ها