سقف كانورتيبل يا جمعشونده خودرو چگونه كار ميكند؟
عبور باد از ميان موها و حس جريان هواي اطراف باعث ميشود لذت جاده و مناظر دوچندان شود. اين حس خوشايند تنها يكي از مزاياي هيجانانگيز نشستن در يك خودروي كانورتيبل (روباز يا سقف جمعشونده) است. خودروي كانورتيبل ظاهري جذاب و اغلب جوانپسند دارد كه بهلطف سقف متحرك ميتواند تجربههاي هيجانانگيزتري نسبت به خودروهاي معمولي رقم بزند. در اين مقاله با نگاهي دقيق به مكانيزم عملكرد سقفهاي كانورتيبل با ويژگيهاي طراحي و جزئيات مهندسي آنها آشنا ميشويم.
ساختار
طراحي يك خودروي روباز بهسادگي بريدن سقف و نصب پارچهاي تاشو نيست. حقيقت اين است كه سقف در يك خودروي معمولي براي تأمين امنيت و استحكام ساختار شاسي خودرو حياتي است. در حالت استاندارد سقف مانع پيچش و خمشدن خودرو ميشود و طراحي خودرويي بدون سقف مانند طراحي يك پل معلق بدون استفاده از كابل است. خودروي بدون سقفي كه از لحاظ ساختاري استحكام كافي نداشته باشد، پيچوتاب ميخورد و درنتيجه فرمانپذيري ضعيفي دارد. براي مثال هنگام عبور از روي سرعتگير (خصوصا در صورت عبور قطري و مورب) بدنهي خودرو بهطور كاملا ملموس دچار پيچش خواهد شد.
براي حل اين معضل، ساختار يك خودروي كانورتيبل بايد بهطور قابلتوجهي استحكام يابد و بدنهي خودرو بايد با سازههاي سنگين تقويت شود كه همين امر باعث ميشود اغلب خودروهاي كانورتيبل نسبت به نسخههاي استاندارد سنگينتر باشند.
آيروديناميك
بهطور معمول خودروهاي كانورتيبل در حالتي كه سقفشان جمع شده است، نسبت به نسخههاي استاندارد، ويژگيهاي آيروديناميكي ضعيفتري دارند. وجود يك سقف كشيده باعث ميشود، هوا بهصورت جريان آرام در اطراف خودرو جريان يابد و درنتيجه ضريب درگ كاهش مييابد. با اين حال، با پرداختن به جزئيات مهندسي ميتوان خودرويي روباز ساخت كه در حالت بدون سقف نيز از لحاظ آيروديناميكي مناسب باشد.
يكي از اين جزئيات، استفاده از شيشهاي كوچك در عقب پشتسريهاي صندلي است. شايد بهصورت تصادفي خودروهاي كانورتيبلي را ديده باشيد كه موهاي سرنشينانش به سمت جلو (خلاف جهت حركت خودرو و وزش باد) حركت ميكند. دليل اين است كه جريان هوا باسرعت از روي شيشهي جلو عبور ميكند و در برخورد با جريان آرام هواي داخل كابين بخشي از آن سرعت خود را از دست ميدهد. با ازدستدادن سرعت اين جريان آشفته شده و يك طوفان افقي كوچك ايجاد ميكند كه در كابين خودرو به حركت درميآيد و آن صحنهي عجيب را رقم ميزند. تعبيهي يك شيشهي كوچك در قسمت عقب راه نفوذ هواي آشفته به درون كابين را سد ميكند و درنتيجه كابين ساكتتر و سرنشينان آسايش بيشتري خواهند داشت. بهعلاوه، خودرو از لحاظ آيروديناميكي عملكرد بهتري خواهد داشت. براي نمونه لكسوس SC430 در حالت سقف بسته و سقف باز تقريبا ويژگيهاي آيروديناميكي يكساني دارد.
سقف پارچهاي يا نرم
هوندا S2000 رودستر نمونهاي از يك خودروي روباز معمولي است. سقف كانورتيبل اين خودرو نيمهخودكار است؛ به اين معني كه براي باز و بسته كردن آن راننده بايد گيرههاي تعبيهشده روي شيشهي جلو را باز و بسته كند و سپس با فشردن يك دكمه سقف پارچهاي بهآرامي باز ميشود. در صورتي كه شيشههاي خودرو بالا باشند، قبل از بازشدن سقف ابتدا شيشهها بهطور خودكار پايين رفته سپس فرايند بازشدن سقف آغاز ميشود. سقف پارچهاي بهواسطهي يك مكانيزم جمعكننده تا ميشود و در صندوق عقب قرار ميگيرد.
در هوندا S2000 دو موتور الكتريكي در دو طرف پايههاي سقف وظيفهي بهكارانداختن مكانيزم جمعكننده را برعهده دارند. اتصال موتورها با سازهي سقف از طريق يك جفت چرخدنده و ميلهي واسط صورت ميگيرد. مسير حركت و محل قرارگيري سازه در هر لحظه بهطور دقيق توسط سازهي سقف تعيين ميشود. اتصالي قيچي شكل كه توسط اتصال بازوهاي فلزي توسط پين ساخته شده، با باز و بستهشدن خود سقف پارچهاي را باز يا تا ميكند. بهمحض باز شدن سقف گيرههاي تعبيهشده روي شيشهي جلو محكم شده و كل سازه را محكم ميكند. جنس شيشهي عقب در خودروهاي كانورتيبل مختلف تفاوت دارد؛ براي مثال در هوندا S2000 شيشهي عقب از جنس پلاستيك شفاف است و براي كاهش حجم سقف هنگام باز شدن اين پلاستيك نيز تا ميشود. در خودروهاي مدرنتر امروزي شيشهي عقب ديگر از جنس پلاستيك ساخته نميشود و البته قابل تاشدن نيست.
سقف فلزي
لكسوس SC430 يك خودروي كانورتيبل مجهز به سقف فلزي است. كابين اين خودرو در حالت عادي ساكت است و ساختار مستحكم خودرو كاملا حس ميشود. بهمحض فشردن يك دكمه سقف خودرو باز شده و سطح ديگري از لذت سواري به سرنشينان منتقل خواهد شد. سقف اين خودرو هنگام باز شدن به دو نيمه تقسيم ميشود و در نهايت در قسمت عقب خودرو درون محفظهاي مشترك با صندوق عقب جاي ميگيرد. درست مانند هوندا S2000 در اين خودرو نيز ابتدا شيشهها پايين ميرود، سپس فرايند باز شدن سقف آغاز ميشود. پس از پايينرفتن شيشهها در صندوق عقب از قسمت انتها (نزديك به ستونهاي انتهايي سقف) بالا ميآيد، سپس سقف به دو نيمه تقسيم شده و جمع ميشود. با قرارگرفتن سقف درون محفظهي پيشبينيشده در صندوق عقب بسته ميشود. نكتهي قابلتوجه در مورد اين خودرو قابليت استفاده از صندوق عقب با وجود فضاي كم موجود پس از قرارگيري سقف در آن است.
باتوجه به اينكه مكانيزم سقف كانورتيبل اين خودرو كاملا خودكار عمل ميكند، در مقايسه با هوندا S2000 و خودروهاي قديميتر پيچيدگيهاي متخصص بيشتري دارد. براي مثال باتوجه به اينكه گيرههاي مختلفي بايد بهطور خودكار باز و بسته شوند، عملگرها و موتورهاي هيدروليكي و الكتريكي مختلفي در اين خودرو تعبيه شده، اما در نهايت اساس مكانيزم اصلي براي باز و بستهكردن سقف مشابه هوندا S2000 است.
هم انديشي ها