وظیفه سیستم تعلیق چیست؟انواع سیستم تعلیق

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.

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.

جزای تشکیل دهنده سیستم تعلیق

این سیستم همانطور که اشاره شد از اجزای داخلی فنر، کمک فنر، سیبک، بوش، طبق و چرخ ها تشکیل شده است که هر کدام از این اجزا وظیفه خاصی را در امر کنترل و حفظ خودرو در جاده انجام می دهند. بعنوان مثال کمک فنرها وظیفه اصلی را در کنترل ارتعاشات وارده به خودرو دارند. بدون حضور کمک فنرها خودرو بسیار سفت و خشک حرکت کرده و به همین سبب پس از گذشت مدت زمان کوتاهی از هم خواهد پاشید.

سیبک نیز قطعه ایست که به سبب اتصال قطعات دیگر در سیستم تعلیق به کار گرفته می شود که بزرگترین مشخصه آن این است که توانایی گردش و چرخش را نیز از درون دارد. با استفاده از سیبک می توان دو قطعه را در حالی که هر کدام امکان جابجایی و گردش را نیز داشته باشند، به صورت محکم به یکدیگر متصل نمود.

بوش ها نیز مانند سیبک ها عمل می کنند و مخصوص اتصالات قطعات با یکدیگر می باشند. تنها تفاوت این قطعات با سیبک در این است که قطعاتی که توسط بوش به یکدیگر متصل می شوند، توانایی گردش فقط در یک جهت را دارا هستند.

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.

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.

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.

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.

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