سیستم تعلیق خودرو چیست و چه وظایفی دارد؟
وقتی مردم به عملکرد خودرو فکر می کنند، معمولاً به قدرت اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا 60 فکر می کنند. اما اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، تمام توان تولید شده توسط موتور پیستونی بی فایده است. به همین دلیل مهندسان خودرو تقریباً به محض تسلط بر موتور احتراق داخلی چهار زمانه توجه خود را به سیستم تعلیق خودرو معطوف می کنند. وظیفه سیستم تعلیق خودرو این است که اصطکاک بین لاستیک ها و سطح جاده را به حداکثر برساند، ثبات فرمان را با هندلینگ خوب ایجاد کند و راحتی مسافران را تضمین کند. در این مقاله از ام کوپارت مرجع فروش لوازم یدکی هیوندای ، نحوه عملکرد سیستم تعلیق خودرو، نحوه تکامل آنها در طول سالها و طراحی تعلیق ها در آینده را بررسی خواهیم کرد.
سیستم تعلیق خودرو چیست؟
به بیان ساده، قسمتی از خودرو است که بیشتر نیروهایی را که خودرو از رانندگی در جاده دریافت می کند نفی می کند و از ثابت ماندن کابین اطمینان حاصل می کند. این می تواند سنگهای کوچکی در جاده و یا چاله های بزرگ باشد، تعلیق با همه آنها سروکار دارد. به طور خلاصه، سیستم تعلیق یک شبکه محافظ از اجزای جذب کننده ضربه مانند فنرها و دمپرهاست. سیستم تعلیق اتومبیل با جذب انرژی از ناهنجاری های مختلف جاده و سایر ضربه های جنبشی به ایمنی و روان رانندگی شما کمک می کند. علاوه بر این، با افزایش اصطکاک به لاستیک های شما کمک می کند تا با جاده در تماس باشند.
این یک درک عادی است که ما داریم که وظیفه سیستم تعلیق خودرو این است که فقط وقتی یک ضربه یا ترک در جاده ظاهر می شود، یک بالشتک تهیه کند. خیلی بیشتر از این کار می کند. صادقانه بگویم، رانندگی با ماشین را آسان تر می کند. سایر مواردی که تعلیق انجام می دهد چیست؟ در این مقاله از ام کوپارت مرجع فروش لوازم یدکی کیا ، به این سال پاسخ داده ایم.
سیستم تعلیق خودرو خود را نوعی کالسکه در نظر بگیرید که کابین اصلی خودرو روی آن نشسته است. کابین شما راحت تر است زیرا روی سیستم تعلیق قرار گرفته است که به چرخ های خودرو متصل است. خودرو و کابین آن در برابر ضربه هایی که هنگام رانندگی معمول است، حتی در جاده های با آسفالت خوب عایق بندی شده اند.
مزایای سیستم تعلیق خودرو
هر خودروی مدرن به دلیل مزایایی که دارد به سیستم تعلیق مجهز شده است. مثلا:
سیستم های تعلیق اصطکاک بین لاستیک خودرو و جاده را حداکثر می کند. با به حداکثر رساندن اصطکاک، می توانید وسیله نقلیه خود را با ثبات بیشتری هدایت کرده و هندلینگ راحت تری را تجربه کنید. هرچه تماس لاستیک ها با جاده بیشتر باشد ، ایمن تر و ایمن تر می توانید رانندگی کنید.
سیستم تعلیق خودرو شما همچنین راحتی بیشتری را ایجاد می کند. با محدود کردن انرژی جنبشی منتقل شده از نقص های جاده مانند دست اندازها به کابین خود ، به مراتب کمتر از بالا و پایین می پرید و مسافران شما نیز از سواری نرم تری لذت خواهند برد.
علاوه بر این، سیستم تعلیق می تواند به افزایش طول عمر و دوام خودرو شما کمک کند. با محدود کردن میزان انتقال انرژی از ناهمواری ها و چاله های موجود در جاده ، اجزای خودرو شما با گذشت زمان بسیار کمتر مالیات می گیرند. بنابراین ، سایر اجزای خودرو شما بیشتر عمر خواهند کرد.
طرز کار سیستم تعلیق خودرو چگونه است؟
اگر جاده ای کاملاً مسطح و بدون هیچ گونه بی نظمی باشد، تعلیق لازم نیست. اما جاده ها از مسطح فاصله دارند. حتی بزرگراه های تازه آسفالت شده دارای ایرادات ظریفی هستند که می توانند با چرخ های خودرو تعامل داشته باشند. این ایرادات نیروهایی را به چرخ ها وارد می کند. بر اساس قوانین حرکتی نیوتن، همه نیروها هم اندازه و هم جهت دارند. دست انداز در جاده باعث می شود که چرخ عمود بر سطح جاده به سمت بالا و پایین حرکت کند. البته شدت آن بستگی به این دارد که آیا چرخ در حال برخورد با یک برآمدگی بزرگ یا یک سنگ کوچک است. در هر صورت، چرخ خودرو با عبور از یک مانع، شتاب عمودی را تجربه می کند.
بدون ساختار مداخله ای، تمام انرژی عمودی چرخ به قاب منتقل می شود که در یک جهت حرکت می کند. در چنین شرایطی، لاستیک ها می توانند ارتباط خود را با جاده به طور کامل از دست بدهند. سپس، تحت نیروی جاذبه رو به پایین، لاستیک ها می توانند به سطح جاده برگردند. چیزی که شما نیاز دارید سیستمی است که انرژی چرخ های عمودی را جذب می کند و به قاب و بدنه اجازه می دهد بدون اختلال سوار شوند در حالی که لاستیک ها در جاده از ناهمواری ها پیروی می کنند.
دینامیک خودرو
به مطالعه نیروهای در حال کار بر روی یک ماشین در حال حرکت، دینامیک خودرو می گویند و شما باید برخی از این مفاهیم را درک کنید تا درک کنید که چرا ابتدا سیستم تعلیق ضروری است. اکثر مهندسان خودرو پویایی یک خودرو در حال حرکت را از دو منظر در نظر می گیرند:
- سواری: توانایی خودرو در هموارکردن جاده های ناهموار
- هندلینگ: توانایی خودرو در شتاب گیری ایمن، ترمز و پیچ
این دو ویژگی را می توان در سه اصل مهم – جداسازی جاده، نگه داشتن جاده و پیچ خوردن – بیشتر توضیح داد. جدول زیر این اصول و نحوه تلاش مهندسان برای حل چالش های منحصر به فرد برای هر کدام را شرح می دهد.
اجزای سیستم تعلیق خودرو
سیستم تعلیق خودرو در واقع بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهم زیر بدنه خودرو است. این سیستم ها عبارتند از:
- قاب: اجزای ساختاری و قابل حمل که از موتور و بدنه خودرو پشتیبانی می کند و به نوبه خود توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شوند
- سیستم تعلیق: مجموعه ای که وزن را تحمل می کند ، ضربه را جذب کرده و از بین می برد و به حفظ تماس با لاستیک کمک می کند.
- سیستم فرمان: مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا خودرو را هدایت کند.
- لاستیک ها و چرخ ها: اجزایی که حرکت وسیله نقلیه را از طریق گرفتن و/یا اصطکاک با جاده ممکن می سازد.
بنابراین سیستم تعلیق تنها یکی از سیستم های اصلی در هر وسیله نقلیه است.
با در نظر گرفتن این تصویر کلی، وقت آن است که به سه جزء اساسی هر سیستم تعلیق نگاه کنیم: فنرها ، دمپرها و میله های تاب.
انواع فنر در سیستم تعلیق خودرو
سیستم های فنری امروزی بر اساس یکی از چهار طرح اساسی است:
فنرلول
فنرهای لول رایج ترین نوع فنر هستند و در اصل یک میله پیچشی سنگین است که حول یک محور پیچیده شده است. فنرهای لول فشرده و منبسط می شوند تا حرکت چرخ ها را جذب کنند.
فنر برگ
فنر برگ شامل چندین لایه فلزی (به نام “برگ”) هستند که به هم متصل شده اند و به عنوان یک واحد عمل می کنند. چشمه های برگ برای اولین بار در واگن های اسب سواری استفاده می شدند و تا سال 1985 در اکثر خودروهای آمریکایی یافت می شد. امروزه نیز در اکثر کامیون ها و وسایل نقلیه سنگین استفاده می شود.
میله پیچشی
میله های پیچشی از ویژگی های پیچشی یک میله فولادی برای ارائه عملکرد شبیه فنر سیم پیچ استفاده می کنند. نحوه عملکرد آنها این است: یک سر میله به قاب خودرو متصل شده است. انتهای دیگر به یک میل چسب متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که عمود بر نوار پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ به یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به استخوان آرزو و سپس از طریق حرکت اهرمی به نوار پیچشی منتقل می شود. سپس میله پیچشی در امتداد محور خود می پیچد تا نیروی فنری را ایجاد کند. خودروسازان اروپایی از این سیستم به طور گسترده استفاده کردند ، مانند پاکارد و کرایسلر در ایالات متحده، در دهه های 1950 و 1960.
فنر هوا
فنرهای هوا شامل یک محفظه استوانه ای از هوا است که بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته است و از ویژگی های فشاری هوا برای جذب ارتعاشات چرخ استفاده می کند. این فناوری امروزه در بسیاری از وسایل نقلیه لوکس استفاده می شود ، اما این مفهوم در واقع بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کامیون های اسب سواری پیدا کرد. فنرهای هوا از این دوران از دیافراگم های چرمی پر از هوا و بسیار شبیه به دمیده ساخته شده بودند. آنها در دهه 1930 با فنرهای هوای لاستیکی قالب گیری شده جایگزین شدند.
بر اساس محل قرارگیری فنرها روی یک ماشین – یعنی بین چرخ ها و قاب – مهندسان اغلب راحت می دانند که در مورد جرم برآمده و جرم ناپدید شده صحبت کنند.
دمپرها: جذب کننده های شوک
سیستم تعلیق ساخته شده تنها بر روی فنرها می تواند سواری فوق العاده پر جنب و جوش و بسته به نوع زمین و خودرویی غیرقابل کنترل داشته باشد. کمک فنر یا دمپر – جذب کننده های شوک – با تبدیل انرژی جنبشی حرکت سوسپانسیون به انرژی حرارتی که می تواند از طریق سیال هیدرولیک پراکنده شود، سرعت حرکت ارتعاشی را کاهش داده و از آن می کاهد. برای درک نحوه عملکرد این دستگاه، بهتر است به داخل یک کمک فنر نگاه کنید تا ساختار و عملکرد آن را ببینید.
همه کمک فنرهای مدرن به سرعت حساس هستند – هرچه تعلیق سریعتر حرکت کند، کمک فنر مقاومت بیشتری را ایجاد می کند. این امر باعث می شود تا ضربه ها با شرایط جاده تنظیم شوند و تمام حرکت های ناخواسته ای که ممکن است در یک وسیله نقلیه در حال حرکت رخ دهد، را کنترل کنند.
نحوه کارکرد کمک فنر خودرو
کمک فنر در اصل یک پمپ روغن است که بین قاب ماشین و چرخ ها قرار می گیرد. سوار بالای ضربه به قاب (یعنی وزن فنر) وصل می شود، در حالی که پایه پایین به محور، در نزدیکی چرخ (یعنی وزن ناپدید شده) متصل می شود. در طراحی دو لوله، یکی از رایج ترین انواع کمک فنر، پایه بالایی به میله پیستون متصل می شود، که به نوبه خود به پیستون متصل می شود و در لوله ای پر از مایع هیدرولیک قرار می گیرد. لوله داخلی به عنوان لوله فشار و لوله بیرونی به عنوان لوله ذخیره شناخته می شود. لوله ذخیره مایع هیدرولیک اضافی را ذخیره می کند.
هنگامی که چرخ خودرو با یک دست انداز در جاده برخورد می کند و باعث سیم پیچ شدن و باز شدن فنر می شود، انرژی فنر از طریق پایه بالایی ، از طریق میله پیستون به پایین و به پیستون به کمک فنر منتقل می شود. سوراخ ها پیستون را سوراخ کرده و اجازه می دهند تا مایع با حرکت پیستون در لوله فشار بالا و پایین حرکت کند. از آنجا که سوراخ ها نسبتاً کوچک هستند، فقط مقدار کمی مایع، تحت فشار زیا، از آن عبور می کند. این باعث کند شدن پیستون می شود ، که به نوبه خود سرعت فنر را کند می کند.
نکته:
کمک فنرها در دو چرخه کار می کنند – چرخه فشرده سازی و چرخه اکستنشن. چرخه تراکم با حرکت پیستون به سمت پایین و فشردن مایع هیدرولیک در محفظه زیر پیستون رخ می دهد. چرخه امتداد زمانی رخ می دهد که پیستون به سمت بالای لوله فشار حرکت می کند و سیال موجود در محفظه بالای پیستون را فشرده می کند. یک ماشین معمولی یا یک کامیون سبک در طول چرخه گسترش خود مقاومت بیشتری نسبت به چرخه فشرده سازی خود خواهد داشت. با در نظر گرفتن این موضوع، چرخه فشرده سازی حرکت وزن ناپدید شده خودرو را کنترل می کند، در حالی که اکستنشن وزن سنگین تر و سریعتر را کنترل می کند.
دمپر: تسمه و Sway Bars
یکی دیگر از ساختارهای روان کننده رایج، تسمه است – اساساً کمک فنر در داخل فنر سیم پیچ نصب شده است. دمپر ها دو کار را انجام می دهند: عملکرد میرایی مانند کمک فنرها و پشتیبانی ساختاری از سیستم تعلیق خودرو را ارائه می دهند. این بدان معناست که تسمه ها کمی بیشتر از کمک فنرها عمل می کنند، که وزن خودرو را تحمل نمی کنند – آنها فقط سرعت انتقال وزن را در یک ماشین کنترل می کنند، نه خود وزن.
از آنجایی که ضربه ها و پایه های رانندگی ارتباط زیادی با هندلینگ خودرو دارند، می توان آنها را از ویژگی های ایمنی مهم دانست. ضربه ها و پایه های فرسوده می توانند باعث شوند وزن بیش از حد خودرو از پهلو به پهلو و جلو به عقب منتقل شود. این امر باعث می شود تایر در گرفتن جاده و عملکرد هندلینگ و ترمزگیری کاهش دهد.
Sway Bars
Sway Bars (همچنین به عنوان میله های ضد رول نیز شناخته می شوند) همراه با کمک فنرها یا پایه ها برای ایجاد ثبات بیشتر در حرکت خودرو استفاده می شود. Sway Bars یک میله فلزی است که تمام محور را پوشش می دهد و به طور موثر هر طرف تعلیق را به هم متصل می کند.
هنگامی که سیستم تعلیق در یک چرخ به بالا و پایین حرکت می کند، Sway Bars تاب حرکت را به چرخ دیگر منتقل می کند. این یک سواری سطح تر ایجاد می کند و تاب خودرو را کاهش می دهد. به طور خاص، هنگام پیچ خوردن با رول اتومبیل روی سیستم تعلیق خود مبارزه می کند. به همین دلیل، امروزه تقریباً همه اتومبیل ها دارای Sway Bars به عنوان تجهیزات استاندارد هستند، اگرچه در غیر این صورت، کیت ها نصب میله ها را در هر زمان آسان می کنند.
انواع سیستم تعلیق خودرو : جلو
تا کنون، بحث های ما بر نحوه عملکرد فنرها و دمپرها روی هر چرخ معطوف شده است. اما چهار چرخ خودرو در دو سیستم مستقل با هم کار می کنند – دو چرخ با محور جلو و دو چرخ با محور عقب متصل می شوند. این بدان معناست که یک خودرو می تواند و معمولاً دارای نوع متفاوتی از سیستم تعلیق در جلو و عقب است.
بیشتر با این که آیا محور سفت و محکم چرخ ها را متصل می کند یا اجازه حرکت مستقل چرخ ها مشخص می شود یا خیر. آرایش قبلی به عنوان یک سیستم وابسته شناخته می شود ، در حالی که آرایش دوم به عنوان یک سیستم مستقل شناخته می شود. در بخش های بعدی ، برخی از انواع متداول سیستم تعلیق جلو و عقب را که معمولاً در خودروهای اصلی استفاده می شود ، بررسی می کنیم.
سیستم تعلیق وابسته جلو
سیستم تعلیق وابسته جلو دارای محور سفت و محکمی است که چرخ های جلو را به هم متصل می کند. اساساً ، این یک نوار محکم در جلوی خودرو به نظر می رسد که توسط فنرهای برگ و کمک فنر در جای خود نگه داشته شده است. در مورد کامیون ها ، سیستم تعلیق جلو وابسته سالهاست که در خودروهای اصلی استفاده نمی شود.
سیستم تعلیق جبهه مستقل
در این تنظیم، چرخ های جلو مجاز به حرکت مستقل هستند. پایه مکفرسون، که توسط ارل اس مک فرسون از جنرال موتورز در سال 1947 توسعه یافت، پرکاربردترین سیستم تعلیق جلو است، به ویژه در خودروهای اروپایی.
پایه مک فرسون یک کمک فنر و یک فنر سیم پیچ را در یک واحد ترکیب می کند. این سیستم تعلیق جمع و جورتر و سبک تری را ارائه می دهد که می تواند برای خودروهای دیفرانسیل جلو استفاده شود.
سیستم تعلیق دو سر میل دار، که به عنوان سیستم تعلیق A-arm یا بازوی کنترل نیز شناخته می شود، یکی دیگر از انواع متداول سیستم تعلیق مستقل جلو است.
در حالی که چندین پیکربندی متفاوت وجود دارد، این طرح معمولاً از دو بازوی استخوانی شکل برای قرار دادن چرخ استفاده می کند. هر استخوان طناب، که دارای دو حالت نصب بر روی قاب و یکی در قسمت چرخ است، دارای ضربه گیر و فنر سیم پیچ برای جذب ارتعاشات است. سیستم تعلیق دو سر میل کنترلی امکان کنترل بیشتر بر زاویه کامبر چرخ را فراهم می آورد که میزان کج شدن چرخ ها به داخل و خارج را توضیح می دهد. آنها همچنین به حداقل رساندن چرخش یا تاب خوردن کمک می کنند و فرمان را ثابت تر می کنند. به دلیل این ویژگی ها، سیستم تعلیق دو خطی در چرخ های جلو اتومبیل های بزرگ رایج است.
انواع سیستم تعلیق ماشین: عقب
سیستم تعلیق عقب وابسته
اگر یک محور محکم چرخ های عقب خودرو را به هم متصل کند، سیستم تعلیق معمولاً بسیار ساده است – یا بر اساس فنر برگ یا فنر کویل. در طراحی قبلی، فنرهای برگ مستقیماً به محور محرک متصل می شوند. انتهای فنرهای برگ مستقیماً به قاب متصل می شوند و کمک فنر در گیره ای که فنر را به محور نگه می دارد، متصل می شود. سالهاست که خودروسازان آمریکایی به دلیل سادگی این طرح را ترجیح می دهند.
با استفاده از فنرهای کویل جایگزین برگها، می توان همان طرح اولیه را بدست آورد. در این حالت، فنر و کمک فنر را می توان به عنوان یک واحد یا به عنوان اجزای جداگانه نصب کرد. هنگامی که آنها جدا هستند، فنرها می توانند بسیار کوچکتر باشند، که این امر باعث کاهش فضای اشغال سیستم تعلیق می شود.
سیستم تعلیق مستقل عقب
اگر هر دو سیستم تعلیق جلو و عقب مستقل باشند، همه چرخ ها به صورت جداگانه سوار شده و فنر می زنند و در نتیجه تبلیغات خودروها به عنوان “سیستم تعلیق مستقل چهار چرخ” مطرح می شود. هر گونه سیستم تعلیق قابل استفاده در جلوی خودرو را می توان در عقب استفاده کرد و نسخه های سیستم های مستقل جلو که در قسمت قبل توضیح داده شد را می توان در محورهای عقب یافت. البته ، در عقب خودرو، قفسه فرمان – مجموعه ای که شامل چرخ دنده چرخ دنده است و چرخها را از یک طرف به طرف دیگر می چرخاند – وجود ندارد. این بدان معناست که سیستم تعلیق مستقل عقب را می توان نسخه های ساده تر از جلوها دانست ، اگرچه اصول اساسی یکسان هستند.
سوالات سیستم تعلیق خودرو
سیستم تعلیق برای خودرو چه می کند؟
وظیفه سیستم تعلیق خودرو این است که اصطکاک بین لاستیک ها و سطح جاده را به حداکثر برساند ، ثبات فرمان را با هندلینگ خوب ایجاد کند و راحتی مسافران را تضمین کند.
سیستم تعلیق خودرو از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟
- سیستم تعلیق خودرو در واقع بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهم زیر بدنه خودرو است. این سیستم ها عبارتند از:
- چارچوب: قطعه سازه ای، قابل حمل که از موتور و بدنه خودرو پشتیبانی می کند، که به نوبه خود توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شوند.
- سیستم تعلیق: مجموعه ای که وزن را تحمل می کند ، ضربه را جذب کرده و از بین می برد و به حفظ تماس با لاستیک کمک می کند.
- سیستم فرمان: مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا خودرو را هدایت و هدایت کند.
- لاستیک ها و چرخ ها: اجزایی که حرکت وسیله نقلیه را از طریق گرفتن و/یا اصطکاک با جاده ممکن می سازد
سیستم تعلیق ماشین چقدر عمر دارد؟
سیستم تعلیق خودرو شما به طور معمول نیاز به تعمیرات یا تعویض قطعات – مانند ضربه و ضربه گیر – در فاصله 50،000 مایل دارد.
مشکلات تعلیق خودرو چیست؟
از آنجا که سیستم تعلیق خودرو از قسمت های زیادی تشکیل شده است، مشکلات متعددی در هر مکانی از سیستم تعلیق می تواند رخ دهد. به طور معمول، برخورد شدید و دست اندازهای قابل توجه – مانند چاله ها یا موانع جاده – منجر به مشکلات تعلیق یا خسارت می شود.
چگونه می توان فهمید که سیستم تعلیق شما آسیب دیده است؟
علائم خرابی سیستم تعلیق می تواند شامل رانش، کشیدن در پیچ ها، سواری ناهموار باشد که باعث می شود هرگونه برخورد در جاده را احساس کنید و حرکت متناوب رو به جلو هنگام توقف.
خلاصه
در نهایت، سیستم تعلیق خودرو شما تنها یکی از اجزای بسیار مهم مورد نیاز برای اطمینان از سواری ایمن در هر زمان سوار شدن به وسیله نقلیه است. بدون سیستم تعلیق، خودروها در بهترین حالت ناهموار و در بدتر، خطرناک خواهند بود.
اطمینان حاصل کنید که سیستم تعلیق خود را در وضعیت مناسب نگه دارید و به طور دوره ای خودرو را برای بازرسی با مکانیک معتبر به داخل ببرید. اگر سوار شدن شما زیاد ناهموار شد یا مشکوک هستید که احتمالاً سیستم تعلیق شما دچار فرسودگی شده است، به شدت پیشنهاد می کنیم وسیله نقلیه خود را برای تعمیر به آنجا ببرید.
