از سیستم تعلیق بیشتر بدانیم

از سیستم تعلیق بیشتر بدانیم

قطعاً تاکنون کلماتی درباره جلوبندی، تعلیق، فنر، کمک‌فنر و… به گوش‌تان خورده است. اما خصوصاً اگر خریدار یکی از شاسی بلندهای نیسان هستید، بد نیست نگاه عمیق‌تری به این اصطلاحات و مفاهیم سیستم تعلیق داشته باشید.

وظیفه سیستم تعلیق چیست؟

سیستم تعلیق یا Suspension به هر چیزی گفته می‌شود که بین چرخ‌ها و بدنه قرار می‌گیرد و حرکت خودرو در مسیرهای ناهموار را به یک حرکت نرم و هموار تبدیل می‌کند. درواقع، سیستم تعلیق کاری می‌کند که وقتی چرخ‌ها مسیری پرتلاطم را طی می‌کنند، بدنه حداقل تکان و نوسان را داشته باشد و راحتی سرنشین حفظ شود.

از سوی دیگر، اگر سیستم تعلیق وجود نداشته باشد، چرخ‌های خودرو نمی‌توانند به‌درستی به سطح جاده بچسبند و در نیمی از مواقع، روی هوا می‌مانند. یک سیستم تعلیق خوب، تضمین می‌کند که چهار چرخ خودرو همیشه به سطح جاده چسبیده‌اند. حتی اگر با سرعت زیاد از روی یک سرعت‌گیر پریده باشید، سیستم تعلیق کمک می‌کند که چرخ‌ها بلافاصله به زمین بچسبند. حتی اگر بدنه خودرو با کمی تأخیر پایین بیاید.

1

اجزای سیستم تعلیق چیست؟

سیستم تعلیق به‌طور عمومی از سه «گروه» از قطعات تشکیل می‌شود:

  • بازو‌ها و بوش‌های متصل‌کننده چرخ به بدنه: درواقع این بازوها باعث می‌شوند مسیری برای حرکت چرخ به سمت بالا و پایین مشخص شوند. این بازو هستند که چرخ را در مسیر خود تثبیت می‌کنند و بوش‌ها، عملکردی مانند لولا دارند.
  • فنر: حرکت نوسانی چرخ به سمت بالا و پایین بر عهده این قطعه است. یعنی وقتی در یک سرعت‌گیر، چرخ به سمت داخل (بالا) جمع می‌شود، وظیفه فنر این است که آن را به‌جای اول برگرداند. معمولاً در محور جلوی خودروها، مانند این شکل از فنر لوله‌ای استفاده می‌شود. در محور عقب نیز بسته به نوع خودرو از انواع مختلف فنر (مثل فنرهای برگی) استفاده می‌شود.
  • کمک‌فنر: کمک‌فنر، قطعه‌ای است که در مقابل هرگونه حرکت مقاومت می‌کند. خصوصیت کمک‌فنر این است که هرچه سعی کنید با سرعت بیشتری آن را حرکت دهید، مقاومت آن بیشتر می‌شود. مثلاً اگر به‌سرعت از روی یک سرعت‌گیر عبور کنید، کمک‌فنر بیشترین مقاومت را دارد و اگر به‌آرامی عبور کنید، کمک‌فنر خیلی نرم، به فنر اجازه می‌دهد که جمع شود. وظیفه اصلی کمک‌فنر این است که نوسانات فنر را خنثی کند. بدون کمک‌فنر، خودرو مثل یک الاکلنگ نوسان می‌کند.

هر سیستم تعلیقی که در خودروها مشاهده می‌کنید باید این سه عضو را داشته باشد. اینکه این سه عضو چگونه به شکل یک سیستم تعلیق استفاده می‌شوند، ممکن است تفاوت داشته باشد. مثلاً ممکن است کمک‌فنر داخل فنر لول قرار گیرد، ممکن است که فنر برگی استفاده شود و کمک‌فنر در کنار آن باشد و یا هر چیدمان دیگری. اما یادتان باشد، هر سیستم تعلیقی باید حتماً فنر، کمک‌فنر و بازو داشته باشد. مثلاً در چرخ جلوی موتورسیکلت‌ها، مجموعه این سه نقش در یک قطعه به نام «دوشاخه» خلاصه شده‌اند و در چرخ‌های عقب، بازو به‌صورت جداگانه وجود دارد و فنر و کمک‌فنر، با یکدیگر ادغام شده‌اند.

سیستم تعلیق جلو، همیشه پیچیده‌تر از سیستم تعلیق عقب است، چرا که باید با سیستم فرمان یکپارچه شود، و البته در خودروهای دیفرانسیل جلو یا دو دیفرانسیل، سیستم انتقال قدرت نیز به پیچیدگی این سیستم می‌افزاید. به‌کل این سیستم، «جلوبندی» گفته می‌شود. طبیعی است که جلوبندی، به خاطر حجم پیچیدگی قطعات آن، نسبت به تعلیق عقب خرابی بیشتری دارد.

چرا سیستم‌های تعلیق خودروها فرق دارند؟

اصلاً شاید مهم‌ترین تفاوت خودروها از نظر کلاس، در همین سیستم تعلیقشان باشد. در واقع نصف کیفیت رانندگی هر خودرو را همین سیستم مشخص می‌کند. سیستم تعلیق، ملاحظات بسیاری دارد. هرچه سیستم تعلیق خشک‌تر طراحی شود، و فنرهای سفت‌تر و کوتاه‌تری در آن به کار گرفته شود، سواری خودرو نیز خشک‌تر می‌شود. اما در جاده‌های آسفالته، چسبندگی خودرو افزایش می‌یابد و سر پیچ‌ها خودرو کمتر به طرفین مایل می‌شود. به همین علت است که خودروهای اسپرت همیشه ارتفاع بسیار کمی دارند. خصوصاً با ارتفاع کم، جریان هوای زیر خودرو کاهش می‌یابد، و عملکرد آیرودینامیکی خودرو بهتر می‌شود. فنرهای خودروهای مسابقه‌ای آن‌قدر خشک هستند که شاید از بیرون احساس کنید چرخ‌های آن‌ها اصلاً فنر و تعلیق ندارد. سیستم‌های تعلیق اسپرت، به‌طورکلی سواری راحتی ندارند و فلسفه آن‌ها، عملکرد بالا و چسبندگی خودرو است و نه راحتی سرنشین.

اما مردم عادی که قصد مسابقه دادن ندارند. مردم به دنبال خودروهای نرم و راحت هستند. به همین دلیل سیستم تعلیق خودروهای سواری معمولی، نرم‌تر ساخته شده و چرخ‌ها در آن‌ها نوسان بیشتری دارند. ازآنجایی‌که خودروهای عادی برای سرعت‌های زیر ۱۵۰ کیلومتر بر ساعت طراحی شده‌اند، طبیعی است که می‌توانند کمی ارتفاع بیشتری از زمین داشته باشند، و نوسان چرخ‌های آن‌ها نیز بیشتر باشد تا تکان‌های جاده کمتر به سرنشینان انتقال یابد.

حال آن سوی قضیه را در نظر بگیرید: یک خودروی آفرود، اولاً نیازمند ارتفاع زیادی از سطح زمین است تا بتواند از سطوح شدیداً ناهموار به‌خوبی عبور کند، ثانیاً چرخ‌ها باید توانایی نوسان زیادی داشته باشند تا با ناهمواری جاده تطبیق پیدا کنند. این نکته باعث می‌شود که در این خودروها فنرها بسیار نرم‌تر از خودروهای عادی باشند و درنتیجه، در سواری عادی، تکان‌های این خودروها بیشتر از خودروهای سواری است. ضمن اینکه باید لاستیک‌های بسیار بزرگ و سنگینی داشته باشند که در هر ناهمواری کوچکی فرو نرود و گیر نکنند. لاستیک بزرگ هم روی سیستم تعلیق اثراتی دارد که در ادامه بررسی می‌کنیم. با توجه به این نکات، می‌بینیم که طراحی خودروی SUV که هم قابلیت آفرود داشته باشد، و هم تکان‌های آن در رانندگی عادی باعث آزردگی سرنشینان نشود، کار بسیار پیچیده‌ای است. مثل این است که بخواهید بدون خیس شدن، پا به رودخانه بگذارید. مهندسان طراح در شرکت‌های خودروسازی بزرگی همچون نیسان، وظیفه‌شان دقیقاً طراحی چنین سیستم‌هایی است که بتواند به انواع و اقسام نیازها به بهترین نحو پاسخ دهد.

پس در حالت کلی، سه نوع سیستم تعلیق را شناختیم: اسپرت، سواری و آفرود. هر یک از این سه نوع تعلیق، خصوصیات خود را دارند و برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند.

اثر رینگ‌ها و لاستیک‌ها بر سیستم تعلیق

هر چیزی که به نحوی سر راه انتقال وزن خودرو به زمین قرار گیرد، جزئی از سیستم تعلیق است و باید به آن توجه شود. رینگ‌ها، لاستیک‌ها، دیسک‌ها و سیلندرهای ترمز، و هر قطعه دیگری که دقیقاً با چرخ‌ها حرکت می‌کند، و زیر فنرهای تعلیق خودرو قرار دارد، مجموعه‌ای را تشکیل می‌دهند که به آن‌ها می‌گوییم: «وزن فنربندی‌نشده». در مقابل، هر چیزی که وزنش روی فنرها بیفتد، شامل بدنه، شاسی، موتور و… همگی با هم «وزن فنربندی‌شده» خودرو را تشکیل می‌دهند.

چرا این دو را از هم تفکیک می‌کنیم؟ فرض کنید که یک خودرو با وزن ۱۰۰۰ کیلوگرم، با سرعت بسیار زیادی از روی یک سرعت‌گیر عبور می‌کند. همچنین فرض کنید مجموعه وزن چرخ‌ها، دیسک‌ها و… (وزن فنربندی نشده خودرو) ۱۰۰ کیلوگرم باشد. در این حالت، می‌توانید خودرو را به شکل دو جسم متصل‌به‌هم تصور کنید که همزمان با هم، حرکت می‌کنند. یک جرم ۹۰۰ کیلوگرمی که روی هوا حرکت می‌کند، و یک جسم ۱۰۰ کیلوگرمی که به زمین چسبیده‌ است.

در لحظه برخورد با سرعت‌گیر، جسم ۱۰۰ کیلوگرمی (چرخ‌ها) به سمت بالا پرتاب می‌شود و پس از عبور از سرعت‌گیر، با فشار وزن خودرو (جسم ۹۰۰ کیلوگرمی) که از طریق سیستم تعلیق به آن اعمال می‌شود، دوباره به سمت پایین برمی‌گردد و به سطح جاده می‌چسبد. درواقع، در ناهمواری‌های جاده، این وزن خودرو است که حرکت نوسانی چرخ‌ها را مهار می‌کند. هرچه چرخ‌ها سنگین‌تر باشند، بدنه خودرو برای مهار چرخ‌ها، باید ضربات سنگین‌تری را متحمل شود و تکان‌های خودرو شدید‌تر می‌شود. در مقابل، وقتی وزن چرخ‌ها در مقابل وزن خودرو کمتر شود، ضربات ناشی از مهار چرخ‌ها کاهش می‌یابد و سواری نرم‌تر می‌شود.

بدین ترتیب، یکی از مهم‌ترین چالش‌های طراحی خودرو، کاهش وزن فنربندی نشده خودروست و طراحان می‌کوشند حتی‌الامکان رینگ‌ها، لاستیک‌ها، دیسک‌ها و ترمزها وزن کمتری داشته باشند. اما همان‌طور که گفتیم، یک خودروی آفرودی باید لاستیک‌های بزرگی داشته باشد. بدین ترتیب، این محدودیت فیزیکی باعث می‌شود تا خودروهای آفرود، تکان‌های بیشتری را تجربه کنند. در مقابل، در طراحی خودروهای لوکس، طراحان چندان دغدغه وزن بدنه را ندارند. چرا که هرچه وزن بدنه بیشتر باشد، سواری خودرو نرم‌تر می‌شود و سرنشین خودرو حس بهتری پیدا می‌کند.

بسیاری از افراد تصور می‌کنند که تفاوت رینگ‌های آلیاژی با رینگ‌های فولادی معمولی، این است که رینگ‌های آلیاژی زیباترند. درحالی‌که تفاوت اصلی رینگ‌های آلیاژی و آلومینیومی با رینگ‌های فولادی، این است که وزن کمتری دارند و در نتیجه سواری بسیار نرم‌تری به راننده ارائه می‌دهند. دلیل اینکه شاسی بلندهای نیسان، مثل جوک و اکس‌تریل، همگی به رینگ‌های آلیاژی مجهز هستند نیز همین است. درواقع به کمک این رینگ‌ها، می‌توانید یک سیستم تعلیق آفرودی داشته باشید که تکان‌های مشابه یک خودروی سواری باشد.

وظیفه طراحان سخت‌کوش و نوآور در تمام شرکت‌های خودروسازی متعهد دنیانظیر نیسان، این است که بتوانند بر این‌گونه محدودیت‌های طراحی غلبه کنند، و خودروهایی بسازند که همزمان مزایای انواع مختلف خودروها را در اختیار رانندگان قرار دهند. خودروهایی که هم توانایی آفرود داشته باشند، هم سواری آن‌ها نرم و راحت باشد.

انواع فنرها

فنرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودروها سه نوع‌اند:

فنر لول یا لوله‌ای: این فنرها به شکل مارپیچ هستند و عملکرد بسیار خوبی دارند. اما کمی گران هستند و محدوده وزنی مشخص دارند و در خودروهای سواری استفاده می‌شوند. سال‌ها پیش (در دوره پیکان) تعلیق جلو فنر لول، و تعلیق عقب فنر برگی بود. امروزه تمام خودروهای سواری و آفرود، مجهز به فنرلول هستند.

3

فنر لوله‌ای

فنر برگی: فنرهای برگی، ارزان، خشک، و پرتحمل هستند. به همین دلیل برای تعلیق عقب وانت‌ها (پیکاپ‌ها) بسیار گزینه خوبی محسوب می‌شوند. این فنرها، محدوده وزنی گسترده‌ای دارند و می‌توانند به‌خوبی از پس تحمل وزن‌های بالا بر بیایند. در کامیون‌ها نیز از این نوع فنرها استفاده می‌شود.

2

فنر برگی

فنر پیچشی: این فنرها، نیرو را به‌طور طولی و عرضی انتقال نمی‌دهند، بلکه فقط می‌توانند نیروی پیچشی را انتقال دهند. وظیفه این فنرها این است که دو چرخ مقابل هم را در خودرو به هم متصل کند. هر زمان که چرخ راست کمی بالا برود، به کمک این فنرها، چرخ سمت چپ نیز جمع می‌شود. درنتیجه، وقتی سر پیچ‌ها، بدنه خودرو به سمت خارج پیچ متمایل می‌شود، این فنرها این حرکت را مهار می‌کنند. به همین دلیل به آن‌ها Anti-Roll Bar گفته می‌شود. چرا که حرکت Roll یا همان تمایل جانبی خودرو را مهار می‌کنند.

4

انواع کمک‌فنرها

کمک‌فنرهای مورد استفاده در خودروها معمولاً بر دو نوع‌اند:

  • کمک‌های روغنی: این نوع کمک‌فنرها از دو سیلندر متصل‌به‌هم تشکیل شده‌اند که برای حرکت کمک‌فنر، باید روغن از یک سیلندر به سیلندرِ دیگر منتقل شود. در مسیر حرکت روغن، یک ناحیه بسیار باریک وجود دارد که مانع از حرکت سریع روغن می‌شود. درنتیجه کمک‌فنر می‌تواند در مقابل حرکت‌های سریع مقاومت کند. اما اگر کمک‌فنر را به‌آرامی حرکت دهید، حتی با دست هم قابل جمع کردن است و روغن می‌تواند منتقل شود. یک اصطلاح رایج در خرابی این کمک‌فنرها این است که می‌گویند: «کمک‌فنرروغن‌زده». یعنی اینکه روغن موجود در سیلندر به بیرون نشت کرده و دیگر کارایی ندارد.
  • کمک‌های گازی: این کمک‌ها، مکانیسمی شبیه کمک‌های روغنی دارند، با این تفاوت که ماده موجود در سیلندرها گاز است. درنتیجه عملکرد نرم‌تری دارند و طبیعتاًگران‌تر هستند.

66

6

همان‌طور که گفته شد، معمولاً فنرهای لوله‌ای با کمک‌فنر به‌صورتیکپارچهدرمی‌آیند. در این شکل شیوه یکپارچه شدن یک کمک‌فنر با فنر لوله‌ای را مشاهده می‌کنید.

امیدواریم این مطلب به افزایش آگاهی شما درباره خودرویتان کمک کرده باشد.