دانستنيها درباره سيستم تعليق 4

[booleck]

دانستنيها درباره سيستم تعليق

بخش چهارم :

پس از توضيح و تفسير اکثر قسمتهای سيستم تعليق ، در اين قسمت بالاخره به مطلب اصلی يعنی انواع سيستم های تعليق رسيده ايم ، اما اجازه دهيد قبل از شروع اين بحث ، تنها دو مورد ديگر را که آگاهی از آنها نيز برای شروع بحث ضروری است ، يادآور شوم .

Camber :

Camber به زاويه عمودی چرخ نسبت به خودرو اطلاق می شود ، اين زاويه در حالت عادی معمولا در اکثر خودروها صفر است ، در صورتيکه فاصله بالای دو چرخ مقابل ، به يکديگر نزديک تر از پايينشان باشد Camber يا زاويه چرخ ، منفی است و اگر هم که عکس اين موضوع صادق باشد ، زاويه چرخ مثبت است . سيستم تعليقی که در مواجه با پيچها و دست اندازها و با با لا و پايين رفتن چرخ در جای خود ، قابليت تبديل وضعيت زاويه چرخ به حالتهای منفی و مثبت را داشته باشد و Camber بهينه را در مواجه با شرايط مختلف ايجاد نمايد ، در مقايسه با خودرويی که در تمام حالات زاويه ای يکسان ، مثلا صفر دارد از توانايی بالاتری در کنترل خودرو برخوردار خواهد بود . خصوصا زمانی که در سر پيچ ، چرخی به سمت بالا کشيده می شود ، زاويه Camber منفی يا همان باز شدن چرخها ، باعث تعادل بهتر خودرو خواهد شد ، پس اگر سيستم تعليق قابليت انحراف زاويه چرخ را در شرايط مختلف دارا باشد ، کمک های شايانی به تعادل خودرو خواهد نمود .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/camber.jpg

Sprung & Unsprung Weight :

هر آنچه که وزنش بر روی فنرهای خودرو وارد آيد ؛ از جمله بدنه ، شاسی ، موتور ، سرنشينان و ... را Sprung Weight يا وزن وارده می نامند و در مقابل وزن لاستيکها ، رينگها ، کمک فنرها ، اکسل و ... ، وزن غير وارده يا Unsprung Weight محسوب می شود . هر چه ميزان وزن غير وارده کمتر باشد ، عکس العمل سيستم تعليق در مواجه با دست اندازها سريعتر بوده و نرمی رانندگی بيشتری را نيز فراهم می نمايد . همچنين وزن غير وارده کمتر ، باعث می شود تا نيروی موتور با گشتاور بيشتری به سطح جاده منتقل شده و صرف خنثی کردن وزن غير وارد نشود .

[booleck]

انواع سيستم های تعليق :

سيستم های تعليق بطور گسترده به دو دسته مستقل و غير مستقل تقسيم می شوند که هر يک از اين دو نيز شامل انواع متفاوتی می باشند . در نوع غير مستقل يا وابسته ( dependent ) به طور معمول از يک اکسل يکپارچه ، برای هر دو چرخ يک محور استفاده می شود ؛ که چرخها را به موازات يکديگر و عمود بر اکسل نگه می دارد و زمانی که تنظيم يک چرخ بر هم بخورد ، تنظيم چرخ مقابل آن نيز بر هم خواهد خورد ، همچنين اگر يک چرخ با دست اندازی روبر شود و بالا يا پايين برود چرخ ديگر نيز موازی با آن تحت تاثير اين حرکت واقع خواهد شد .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/dependent.jpg

اما در نوع مستقل ( Independent ) که نوع پيشرفته تری محسوب می شود ، هر چرخ توانايی حرکت مستقل و بدون تاثير گرفتن از چرخ مقابل را داراست .

در ادامه سعی خواهد شد اکثر سيستمهای تعليق موجود و حتی برخی انواع از رده خارج شده ، مورد بررسی قرار گيرند

Solid Beam Axle يا Live Axle :

اولين توليد انبوه سيستم تعليق جلو برای خودروها مربوط به این سيستم می باشد . اين نوع را که Hotchkiss نيز می نامندش از يک بيم قوی و قطور فولادی تشکيل شده که دو چرخ مقابل را به يکديگر متصل می نمايد . اين سيستم که پس از موفقيت در ، درشکه ها به خودروها انتقال يافت ؛ به حدی خوب و ايده آل به نظر می رسيد که تا مدت زمان زيادی ، کسی فکر طراحی سيستمی جديدتر از آنرا در سر نپروراند . در حالی که اين سيستم اولين نوع سيستم تعليق بوده است اما بدليل قابليتهای خاصش در تحمل وزنهای سنگين ، هنوز هم در بسياری از خودروهای سنگين يافت می شود . اگر به زير يک خودروی سنگين نگاه کرده باشيد ، حتما اين بيم قطور را که بين دو چرخ واقع شده خواهيد ديد . اين سيستم ممکن است بسته به استفاده در جلو يا عقب خودرو ها با فنر تخت يا فنر لول مورد استفاده قرار گيرد ( در خودروهای سنگين غالبا از فنر تخت استفاده می شود ) .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/solid-with-leaf.jpghttp://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/solid-with-coil.jpg
'

[booleck]

همچنين با پيشرفت اين سيستم طی ساليان گذشته ، بر اساس ديگر اجزای تشکيل دهنده سيستم Solid Beam ( صلب ) ، ممکن است نامهای ديگری نيز به آن اطلاق شود ، از جمله زمانی که لينکهايی ( رابط يا طبق هاي باريک ) از روی بيم بصورت عرضی يا طولی به کف اتاق متصل شوند بر اساس تعداد اين لينکها سيستم را Three Link ، Four Link و ... می نامند ، در صورتی هم که در نوع ۴ لينک دو عدد از لينکها به صورت زاويه دار به سمت وسط خودرو منحرف شوند ، آنرا Angled Arm می نامند . در دو نوع ۳ و ۴ لينکی و همينطور اکثر انواع بدون لينک Solid Axle مشکلاتی در زمينه کنترل افقی خودرو وجود دارد . از اينرو از يک ميله فولادی به نام Panhard Bar که از يک سمت اکسل به صورت کج به سر لينک مقابل می رود ، استفاده می کنند تا از حرکت خودرو از يک سمت به سمت ديگر به صورت افقی جلوگيری نمايد ، Panhard Bar در برخی ديگر سيستمها نيز ممکن است يافت شود .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/4link.jpghttp://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/4link.jpg

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/panhard_rod.jpg

بطور کل سيستم هايی که از Solid Axle استفاده می نمايند ، همگی از نوع غير مستقل بوده ، دارای سيستمی ساده ، قدرتی بالا در تحمل وزن و تقريبا بدون نياز به تنظيم زاويه چرخ می باشند ( در صورتی هم که تنظيم چرخها به هم بخورد ميزان کردن آنها کار مشکلی خواهد بود‌ ) . اما در مقابل در اکثر آنها بخصوص انواع غير لينکی ؛ وزن غير وارده ( Unsprung Weight ) بسيار بالا ، بدليل سنگين بودن اکسل ، همچنين تحت تاثير قرار گرفتن چرخ مقابل در هنگام مواجه چرخ مخالف با دست انداز که از عيوب تمامی سيستم های غير مستقل می باشد و همچنين بزرگی سايز سيستم از عيوب سيستم های Solid Beam محسوب می شوند .

Swing Axle :

پس از آنکه مهندسين خودرو به معايب سيستم Solid Beam پی بردند ؛ کوشش ، برای ساخت اولين سيستم مستقل آغاز شد ، يکی از اين تلاشها به ساخت نوعی با نام Swing Axle انجاميد که امروزه آنرا نه مستقل بلکه نيمه مستقل می دانند . همانگونه که از نام آن پيداست ، اين سيستم اجازه می دهد تا چرخها به صورت محوری به قسمتی در وسط دو چرخ خودرو متصل شده و قابليت بالا و پايين رفتن در قوس مربوط به خود را داشته باشند .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/swing-axle.jpg

اين سيستم که بعنوان سيستم تعليق عقب در فولکس های Beetle قديمی ( قورباغه ای خودمان ) ديده می شود با وجود سادگی نسبی ، دارای نرمی رانندگی بهتری نسبت به سيستم Solid Axle می باشد . اما با وجود مستقل بودن ، بدليل مشکلی در هندلينگ که آنرا پديده Jacking می نامند و ناشی از بلند شدن چرخ در سر پيچها بدليل ايجاد زاويه Camber مثبت در چرخ خارج از پيچ است ( بايد منفی شود تا تعادل خودرو حفظ شود ) ، اين سيستم از مقبوليت چندانی برخوردار نشد و جای خود را به ديگر سيستمها داد .

[booleck]

Trailing Arm Suspension و Semi Trailing Arm Suspension :

اين سيستم که يک سيستم مستقل محسوب می شود از يک يا چند بازو ( Trailing Arm ) در جلوی هر چرخ بهره می برد که برای ساپورت سيستم از سمت ديگر به زير شاسی متصل ميشوند . اين سيستم نسبت به سيستمهايی که تا کنون بررسی شد ، فضای کمتری را اشغال نموده و انعطاف پذيری بهتری را نيز داراست . اولين با ر اين سيستم با استفاده از فنر لول در چرخهای جلوی فولکس Beetle استفاده شد . اما بدليل اينکه در اين سيستم ، زاويه Camber چرخ در تمامی حالات ثابت بود ، اين سيستم خيلی زود از رده خارج شد و جای خود را به سيستم مشابهی داد که اين مشکل را ندارد و آن سيستم ، Semi Trailing Arm است که با کج بودن زاويه قرار گيری بازوها ( Trailing Arms ) باعث می شود زاويه Camber بهينه در شرايط مختلف بدست آيد .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/trailing-arms-differ.jpg

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/trailing.jpg
http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/trailingarm.jpg

اين سيستم با فنر لول ، سيستم نسبتا قابل قبول و کم حجمی برای اکسل عقب خودروهای کوچک محسوب می شود ، افزايش وزن خودرو بدليل نياز به قوی بودن بازوها و ديگر اجزا اين سيستم ، همچنين احتمال خم شدن بازوها در مواجه با وزنهای زياد نيز از معايب اين دو سيستم بالاخص نوع Trailing Arm می باشند .

: Twist Beam ( Torsion Beam )

اين سيستم زيرشاخه ای از سيستم Trailing Arm محسوب می گردد که در آن Trailing Arm های دو چرخ بوسيله يک ميله مشابه آنچه در Solid Axle ديده می شود‌ ، به يکديگر متصل هستند . تفاوت بيم يا ميله رابط در اين سيستم با سيستم صلب ( Solid Beam ) در اينجاست که بيم يا ميله در سيستم پيچشی ( Twist Beam ) ، توانايی پيچش مختصری را نيز داراست ، از همين رو آنرا ، Twist Beam يا ميله پيچشی می نامند . Twist Beam سيستمی است نيمه مستقل ، چرا که با وجود قابليت پيچش مختصر محور رابط دو چرخ ، همين اتصال ، خود باعث عدم استقلال چرخها می گردد . اين سيستم بدليل نحوه قرارگيری کمکها ، عدم نياز به ميله موج گير و عدم نياز به فضای عرضی زياد ، فضای بسيار کمی را اشغال می نمايد . همين امر باعث شده ، اين سيستم در اکسل عقب اکثر خودروهای Compact ديفرانسيل جلو ، مورد استفاده قرار گيرد . در ادامه توضيح اين نکته ضروری است که نام اصلی اين سيستم Twist Beam می باشد اما به اشتباه آنرا Torsion Beam که نام ديگر Torsion Bar ( يک نوع فنر خودرو ، که در بخش اول اين مطلب بررسی شد ) است ، نيز می نامند و همين امر نيز باعث اشتباه آن با Torsion Bar که در واقع تنها نوعی فنر محسوب می شود و نه يک نوع از سيستم تعليق ، می گردد . خصوصا در ترجمه فارسی ، که هر دو ، ميله پيچشی ترجمه می شوند و همين امر تشخيص آنها را از يکديگر مشکل می نمايد . اين سيستم غالبا با دو نوع فنر يافت ميشود ؛ فنر لول و يا Torsion Bar . خودروهايی چون گلف ، فيات پونتو ، پرايد ، ماتيز و .... از سيستم Twist Beam با فنر لول بهره می برند و خودروهايی نظير پژو ۲۰۶ ، هيوندای Getz و بيشتر خودروهای پژو نظير ۴۰۵ نيز دارای سيستم Twist Beam با Torsion Bar می باشند که استفاده از لفظ Torsion Beam برای معرفی اين نوع سيستم تعليق ، چندان هم بی ربط نيست و به اصطلاح تلفيقی از نام لوازم بکار رفته در اين سيستم است ، اما استفاده از اين نام در انواع با فنر لول چندان درست به نظر نمی رسد . اين سيستم ها در مقايسه با ديگر سيستمهايی که برای اکسل عقب خودروها بکار می روند کيفيت چندانی دارا نيستند ، و بيشتر بدليل اشغال کمتر فضا و همچنين ارزان بودنشان در خودروهای با سايز کوچک استفاده می شوند .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/206.jpg
http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/twist-beam-golf.jpg

[booleck]

McPherson :

اين سيستم که در دهه ۷۰ ميلادی در اکثر خودروها رواج يافت به نام سازنده اش Earle S. McPherson که از کارکنان کارخانه GM و بعدها Ford بود ، نامگذاری گرديده . در اين سيستم که رکن اصلی آن Strut می باشد ، خود Strut بعنوان يک لينک برای کنترل وضعيت چرخ استفاده می شود و شاسی را به سيستم تعليق متصل می نمايد . همانگونه که قبلا در توضيح Strut ( به بخش سوم رجوع شود ) ذکر شد ، اين سيستم باعث حذف طَبَق بالا و متعلقاتش ميشود ، از اينرو اين سيستم در خودروهايی که با کمبود فضا مواجه باشند خصوصا خودروهای ديفرانسيل جلو بسيار کارآمد خواهد بود . کيفيت نسبتا خوب رانندگی ، نسبتا بهينه بودن زاويه Camber و ارزان بودن سيستم را می توان از شاخص های اين سيستم تعليق مستقل دانست که هم در اکسل جلو و هم در اکسل عقب خودروهای کلاس متوسط بخصوص خودروهای ديفرانسيل جلو يافت ميشود . نمونه آنرا می توانيد در اکسل جلوی اکثر خودروها از جمله انواع خودروهای پژو ، همچنين پرايد ، ماتيز ، هيوندای ورنا و ... بيابيد .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/strut.jpghttp://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/mcpherson.jpg

Double Wishbones يا A-Arm :

تکامل بعدی در سيستم های تعليق طراحی سيستم جناغی يا Double Wishbones بود که در آن دو طَبَق به شکل حرف A ، با طولهايی يکسان و به موازات يکديگر در بالا و پايين مرکز چرخ قرار می گرفتند .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/double-wishbones.jpg
اين سيستم بدليل وجود دو طَبَق قوی ، کنترل بسيار خوبی را دارا بود اما اين سيستم نيز قابليت تغيير زاويه Camber را دارا نبود . همين اشکال ، باعث طراحی نوع جديد سيستم جناغی گرديد . در اين نوع برای اينکه سيستم بتواند ، در هنگام فشردگی زاويه منفی ، و در هنگام باز شدن زاويه مثبت پيدا نمايد ؛ طَبَق بالا کوتاهتر از طَبَق پايين در نظر گرفته شد ، همين امر باعث شد تا طَبَق پايين حين حرکت شعاع کمتری را پيموده و چرخ هنگام بالا رفتن دچار زاويه منفی گردد که اين امر همانطور که گفته شد از انحراف خودرو در پيچها جلوگيری می نمايد .

http://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/double-wishbone.jpghttp://www.arbabzadeh.com/~hooshnam/suspension-4/a-arm.jpg

اين سيستم در اکسل جلوی بسياری از خودروهای جديد امروزی ، اکثر خودروهای مسابقه ای از جمله فِراری ، اکثر خودروهای کارخانه هوندا و ... يافت می شود و تقريبا خالی از هر اشکالی است . اين سيستم مستقل ، از فنر لول که کمک فنر نيز درونش واقع شده ، بهره می برد . اما نمی توان برای اين شکل قرارگيری فنر و کمک فنر لفظ Strut استفاده نمود ، چرا که فنر و کمک فنر خاصيت ايفای نقش يک لينک را مانند آنچه در Strut وجود دارد ، ايفا نمی کنند . و کاربرد لفظ Strut ، برای اين شکل قرارگيری ، فقط در نوع McPherson می باشد