انواع سیستم تعلیق خودرو و اجزاء ان

سیستم تعلیق یا فنربندی چیست؟
قسمتی از خودرو است که باعث می‌شود نوسانات حاصل از حرکت خودرو برروی سطوح ناهموار به جِرم معلق که شامل اتاق، شاسی، متعلقات و سرنشینان وارد نشود. سیستم تعلیق از جِرم فنربندی‌شده، فنر، کمک‌فنر و جِرم فنربندی‌نشده تشکیل شده‌است.

سیستم تعلیق خودرو دو وظیفهٔ مهم را برعهده دارد که یکی جذب نوسانات و ارتعاشات وارد به چرخ‌ها بر اثر ناهمواری‌های جاده و دیگری تماس مؤثر لاستیک چرخ‌ها با سطح جاده‌ است. در سیستم تعلیق خودرو همیشه دو مقوله مورد بحث بوده: یکی کیفیت سواری دادن و دیگری قابلیت هدایت و کنترل، که این دو مرتباً در تضاد با یکدیگرند. به عبارت دیگر، بهبود یکی باعث بروز اشکال در دیگری می‌شود.

سیستم تعلیق خودرو در حقیقت بخشی از شاسی آن است وبه نوعی با تمامی اجزای زیرین خودرو در ارتباط است. یک سیستم تعلیق خوب علاوه بر اینکه راحتی و آرامش را برای سرنشینان به همراه می آورد به پایداری خودرو در جاده هم کمک بسیاری می کندو در چسبندگی و تعادل آن نقش مهمی دارد. اگر خودرو هایی مانند پورشه باکستر، موستانگ، دوج چلنجر در جاده هندلینگ وچسبندگی فوق العاده ای دارند یکی از دلایل آن داشتن سیستم تعلیق پیشرفته آنهاست.

سیستم تعلیق علاوه بر اینکه باید وزن خودرو را تحمل کند باید ضربه هایی را که در دست انداز ها به خودرو وارد می شود جذب کند و مانع از انتقال آن به بدنه خودرو شود و نوسان آن را میرا کند و باید طوری طراحی شود که در شرایط مختلف تماس لاستیک ها را با سطح جاده حفظ کند.

وظیفه سیستم تعلیق که یکی از مهمترین اجزای خودرو به شمار می رود، ایجاد ارتباط بین جاده و خودرو است. این سیستم در مواردی هم چون هدایت خودرو، شتاب گیری، و ترمز نقش ویژه ای ایفا می کند. لازم به یادآوری است، در صورت عدم وجود سیستم تعلیق، تمام قطعات خودرو به دلیل شدت ضربات وارده از جاده، به سرعت از بین می روند و عمر خودرو کوتاه می شود. با توجه به اهمیت موضوع، در این مقاله قصد داریم ضمن بررسی اجزای تشکیل دهنده سیستم تعلیق، به مطالعه انواع آن ها نیز خواهیم پرداخت.

فیلم آموزشی سیستم تعلیق خودرو

سیستم تعلیق وظایف زیر را بر عهده دارد :

1- تحمل وزن خودرو
2- جذب ضربات وارده و تبدیل آن ها به ارتعاش
3- حفظ هندسه سیستم فرمان و موقعیت چرخ ها
4- افزایش قابلیت فرمان پذیری خودرو
5- افزایش میزان پایداری خودرو
6- حفظ تماس چرخ ها با سطح جاده

هندسه سیستم تعلیق قسمت1 (Camber, Toe, Caster, KPI, Scrub Radius

این سیستم به طورکلی از چند قسمت مختلف شامل:

(1) فنر
(2) کمک فنر
(3) سیبک
(4) بوش
(5)طبق
(6) میل تعادل (‌ میل موجگیر)
(7) استرات (Strut )

البته هر کدام از این بخش ها نیز به نوبه خود به زیرشاخه های متعددی تقسیم بندی می شوند که در این جا به طور خلاصه تری به معرفی آن ها می پردازیم.

(1) فنر:

این قطعه، یکی از بخش های اصلی سیستم تعلیق خودرو محسوب می شود و بسته به نوع سیستم تعلیق، در شکل های گوناگونی اعم از فنر تخت، لول، و پیچشی ساخته می شود. (الف) فنر تخت: این نوع فنر در سیستم تعلیق ثابت، به شکل فلز تخت و محکم و قابل انعطاف ساخته می شود که سپس تعدادی از آن ها روی هم چیده می شوند و به عنوان یک مجموعه در سیستم به کار می رود. (ب) فنر لول: این نوع فنر در واقع میل گرد پیچیده به دور محوری استوانه ای شکل است. (ج) فنر پیچشی: خاصیت ارتجاعی این نوع فنر در جهت عقربه های ساعت افزایش و خلاف آن کاهش می یابد.

(2) کمک فنر:

کمک فنر یا جاذب ضربه نیز از دیگر بخش های مهم سیستم تعلیق است. وظیفه این قطعه، جذب ضربات ناشی از حرکت در مسیرهای ناهموار است.

(3) سیبک (‌ Ball Joint ) :

در سیستم تعلیق گاهی نیاز به اتصال قطعات به صورت محکم به یکدیگر و گاهی نیاز است تا در عین وجود اتصالات محکم، امکان حرکت و چرخش آن ها نیز وجود داشته باشد که در این هنگام از سیبک استفاده می شود. سیبک یک گوی فلزی دسته دار است که درون محفظه ای فولادی قرار دارد و دور آن با لاستیک پوشانده شده است و در داخل آن امکان گردش دارد.

سیبک بعنوان محور چرخشی ، چرخها را به نحوی به سیستم تعلیق متصل می نماید که قابلیت چرخش در زمان پیچاندن فرمان ، همزمان با بالا و پایین رفتن چرخها در دست اندازها ( حرکت سیستم تعلیق ) وجود داشته باشد ، دقیقا بمانند آنچه در محل اتصال پای انسان به لگن وجود دارد . سیبکها که قابلیت ساپورت مقداری از وزن خودرو را نیز دارا هستند ، معمولا از یکسو به طَبَق و از سوی دیگر به متعلقات چرخ متصل می شوند . سیبکها معمولا فقط در محور جلو ، و به سر هر طَبَق دیده می شوند ، البته سیبک هایی هم در اتصالات میل فرمان وجود دارد که کوچکتر از سیبکهای سیستم تعلیق هستند و غالبا توسط عوام با سیبک های سیستم تعلیق اشتباه گرفته می شوند.

اکثر سیبکها نیاز به نگهداری ندارند ، اما در برخی خودروهای قدیمی از سیبکهای گریس خور استفاده شده که باید همزمان با تعویض روغن یا حداکثر هر ۶ ماه یکبار گریس کاری شوند .

(4) بوش (‌ Bushe ):

بوش نیز مانند سیبک برای اتصال قطعات مختلف سیستم تعلیق ایتفاده میشوند ولی قطعاتی که با بوش به هم وصل شوند فقط در یک جهت میتوانند حرکت کنن و نمی توانند مانند سیبک در هر جهت گردش کنند.

بوشها قطعاتی هستند اکثرا از جنس لاستیک طبیعی که برای اتصال بین قطعات متحرک سیستم تعلیق به یکدیگر استفاده می شوند . هدف استفاده از بوشها حذف سر و صدا (Noise ) در حین حرکت ، حذف لرزشها و تحمل مقداری از ضربات وارده به جهت خاصیت الاستیکی می باشد . بوشهای لاستیکی مقاومت خوبی در برابر کشش داشته ، همچنین در دماهای پایین ، بسیار مقاوم می باشند. اما در مکانهایی که بدلیل سرعت حرکت ، دما بالاست ، زود سخت شده و دچار ترکیدگی و شکست می شوند ، در چنین مواردی بهتر است از بوشهای ساخته شده از اورتان ( Urethane ) که مقاومت بیشتری در برابر گرما دارند ، استفاده شود ، البته این نوع بوشها انعطاف پذیری نوع لاستیکی را دارا نبوده و نرمی خودرو و هندلینگ آن را تا حدی تحت تاثیر قرار می دهند.

بوشها در مواردی بعنوان محور (‌ Pivot ) عمل می نمایند ، بدین صورت که دو قسمت فلزی بوسیله یک بوش استوانه ای مانند شکل زیر به یکدیگر متصل شده و در نتیجه حرکتی مانند حرکات مفاصل بدن انسان حاصل می گردد و حرکت سیستم تعلیق با وجود اتصال به شاسی ، با منتقل نمودن کمترین ضربه امکان پذیر می گردد .

(5) طبق:

طبق قطعه فولادی محکمی است که شاسی را به سیستم تعلیق متصل میکند و در طرفی که به شاسی متصل می شود بوشها و در طرف دیگر که به چرخ وصل میشود سیبکها وجود دارند.
قطعه ای است فلزی که در دو سر دارای بوشهای محوری ( مانند آرنج یا زانوی انسان عمل می کند ) می باشد که از یک سمت به قطعات متحرک سیستم تعلیق و از سمت دیگر به شاسی خودرو متصل می گردد و نقش اتصال شاسی به قطعات سیستم تعلیق را بر عهده دارد .

در برخی موارد طبق ها به شکل حرف A می باشند یعنی در سمتی که به شاسی متصل می شوند دارای دو محور هستند که در این صورت آنها را جناغی ( Wish Bone ) و یا A-Arm می نامند، اما در مواردی که به صورت یکپارچه باشند ، همان نام طَبَق ( Control Arm ) به آنها اطلاق می گردد .

طبق ها بر حسب نوع سیستم تعلیق در هر دو محور جلو و عقب قابل استفاده بوده و باز هم بر حسب نوع سیستم تعلیق ممکن است یک خودرو بدون طَبَق ، با یک طَبَق در هر چرخ یا با دو طَبَق در هر چرخ ، طراحی شود . محل قرار گیری طَبَق ها ممکن است در نیمه بالا و یا نیمه پایین متعلقات چرخ باشد ؛ که در صورتیکه در قسمت بالا قرار داشته باشد به آن طَبَق بالا و در صورتیکه در قسمت پایین واقع شده باشد به آن طَبَق پایین گفته می شود .

طبق پایین در محور جلوی اکثر خودروهای امروزی دیده می شود ، اما استفاده از طَبَق بالا با گسترش سیستم فنر و کمک فنر یکپارچه ( Strut ) رو به کاهش است .

(6) میل تعادل (‌ Stabilizer ، Sway Bar ، Anti Roll Bar) :

میل تعادل یا به اصطلاح مکانیکها ، موج گیر ، در اکثر موارد برای بالا بردن تعادل خودرو و جلوگیری از چپ شدن آن ، در خودرو هایی که دارای سیستم تعلیق مستقل ( در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد ) می باشند ، بکار می رود .
میله تعادل یک میله فولادی است که در دو سر دارای بوش بوده و غالبا بین دو چرخ یک محور قرار می گیرد و باصطلاح دو چرخ را به یکدیگر متصل می نماید ،‌ میل تعادل معمولا بوسیله دو اتصال محوری ( Pivot ) در دو طرف به شاسی نیز متصل می شود .

میله موج گیر به کنترل غلتش اتاق در هنگام دور زدن و پیچیدن یا رانندگی روی سطوح ناهموار کمک می کند. میل موج گیر جلو (شکلهای ۱و ۳ ) نوعی فنر موج گیر است. اینمیل موج گیر معمولا بین دو طبق پایین نصب می شود. وقتی خودرو پیچی را طی می کند، اتاق به طرف بیرون پیچ متمایل می شود. در نتیجه این تمایل، طبقهای پایین در جهت مخالف حرکت می کنند و میل موج گیر را می پیچانند اما میل موج گیر در برابر پیچش مقاومت می کند. این عمل سبب سفت شدن سیستم تعلیق در هنگام پیچیدن خودرو می شود، در نتیجه اتاق خودرو کمتر کج می شود یا غلتش پیدا می کند .

(7) استرات (Strut )

زمانی که کمک فنر در درون فنر لول قرار گیرد به این ترکیب اصطلاحا Strut گفته می شود . البته این ترکیب قرارگیری کمک و کمک فنر همیشه Strut خوانده نمی شود ، بلکه تنها زمانی ، ترکیب کمک فنر قرار گرفته درون فنر را Strut می نامند که این دو علاوه بر انجام وظایف اصلی خود ،با حذف سیبک و طَبَق بالا ، نقش یک رابط را نیز مابین سیستم تعلیق و شاسی ایفا نمایند.این سیستم رکن اصلی سیستم های McPherson ( نوعی سیستم تعلیق است ) محسوب می شود و بیشتر هم در همین سیستم ، دیده می شود .

انواع سیستم تعلیق

از نظر استقلال عملکرد در مجموعه :
۱- تعلیق‌های مستقل
۲- تعلیق‌های صُلب و وابسته
۳- تعلیق‌های نیمه‌مستقل

و طبقه‌بندی ازنظر محرک بودن:

۱- تعلیق محرک
۲- تعلیق غیرمحرک

و طبقه‌بندی ازنظر:

۱- کاربری در جلو
۲- کاربری در عقب

سیستم های تعلیق بطور گسترده به دو دسته مستقل و وابسته تقسیم می شوند که هر یک از این دو نیز شامل انواع متفاوتی می باشند . در نوع وابسته به طور معمول از یک اکسل یکپارچه ، برای هر دو چرخ یک محور استفاده می شود ؛ که چرخها را به موازات یکدیگر و عمود بر اکسل نگه می دارد و زمانی که تنظیم یک چرخ بر هم بخورد ، تنظیم چرخ مقابل آن نیز بر هم خواهد خورد ، همچنین اگر یک چرخ با دست اندازی روبر شود و بالا یا پایین برود چرخ دیگر نیز موازی با آن تحت تاثیر این حرکت واقع خواهد شد .اما در نوع مستقل که نوع پیشرفته تری محسوب می شود ، هر چرخ توانایی حرکت مستقل و بدون تاثیر گرفتن از چرخ مقابل را داراست .

تعلیق یکپارچه یا اکسل صلب :

اولین تولید انبوه سیستم تعلیق جلو برای خودروها مربوط به این سیستم می باشد . این نوع را که Hotchkiss نیز می نامندش از یک بیم قوی و قطور فولادی تشکیل شده که دو چرخ مقابل را به یکدیگر متصل می نماید . این سیستم که پس از موفقیت در ، درشکه ها به خودروها انتقال یافت ؛ به حدی خوب و ایده آل به نظر می رسید که تا مدت زمان زیادی ، کسی فکر طراحی سیستمی جدیدتر از آنرا در سر نپروراند . در حالی که این سیستم اولین نوع سیستم تعلیق بوده است اما بدلیل قابلیتهای خاصش در تحمل وزنهای سنگین ، هنوز هم در بسیاری از خودروهای سنگین یافت می شود . اگر به زیر یک خودروی سنگین نگاه کرده باشید ، حتما این بیم قطور را که بین دو چرخ واقع شده خواهید دید . این سیستم ممکن است بسته به استفاده در جلو یا عقب خودرو ها با فنر تخت یا فنر لول مورد استفاده قرار گیرد ( در خودروهای سنگین غالبا از فنر تخت استفاده می شود).

همچنین با پیشرفت این سیستم طی سالیان گذشته ، بر اساس دیگر اجزای تشکیل دهنده سیستمصلب ، ممکن است نامهای دیگری نیز به آن اطلاق شود ، از جمله زمانی که لینکهایی ( رابط یا طبق های باریک ) از روی بیم بصورت عرضی یا طولی به کف اتاق متصل شوند بر اساس تعداد این لینکها سیستم را 3 اتصاله، 4 اتصاله و … می نامند ، در صورتی هم که در نوع ۴ لینک دو عدد از لینکها به صورت زاویه دار به سمت وسط خودرو منحرف شوند ، آنرا تک بازو می نامند . در دو نوع ۳ و ۴ لینکی و همینطور اکثر انواع بدون لینک اکسل صلب مشکلاتی در زمینه کنترل افقی خودرو وجود دارد . از اینرو از یک میله فولادی به نام Panhard Bar که از یک سمت اکسل به صورت کج به سر لینک مقابل می رود ، استفاده می کنند تا از حرکت خودرو از یک سمت به سمت دیگر به صورت افقی جلوگیری نماید ، Panhard Bar در برخی دیگر سیستمها نیز ممکن است یافت شود .

بطور کل سیستم هایی که از اکسل صلب استفاده می نمایند ، همگی از نوع وابسته بوده ، دارای سیستمی ساده ، قدرتی بالا در تحمل وزن و تقریبا بدون نیاز به تنظیم زاویه چرخ می باشند ( در صورتی هم که تنظیم چرخها به هم بخورد میزان کردن آنها کار مشکلی خواهد بود‌ ) . اما در مقابل در اکثر آنها بخصوص انواع غیر لینکی ؛ وزن غیر وارده بسیار بالا ، بدلیل سنگین بودن اکسل ، همچنین تحت تاثیر قرار گرفتن چرخ مقابل در هنگام مواجه چرخ مخالف با دست انداز که از عیوب تمامی سیستم های وابسته می باشد و همچنین بزرگی سایز سیستم از عیوب سیستم های اکسل صلب محسوب می شوند .

اکسل نیمه مستقل :

پس از آنکه مهندسین خودرو به معایب سیستم اکسل صلب پی بردند ؛ کوشش ، برای ساخت اولین سیستم مستقل آغاز شد ، یکی از این تلاشها به ساخت نوعی با نام اکسل شناور انجامید که امروزه آنرا نیمه مستقل می دانند . همانگونه که از نام آن پیداست ، این سیستم اجازه می دهد تا چرخها به صورت محوری به قسمتی در وسط دو چرخ خودرو متصل شده و قابلیت بالا و پایین رفتن در قوس مربوط به خود را داشته باشند .

این سیستم که بعنوان سیستم تعلیق عقب در فولکس های Beetle قدیمی ( قورباغه ای خودمان ) دیده می شود با وجود سادگی نسبی ، دارای نرمی رانندگی بهتری نسبت به سیستماکسل صلب می باشد . اما با وجود نیمه مستقل بودن ، بدلیل مشکلی در هندلینگ که آنرا پدیدهJacking می نامند و ناشی از بلند شدن چرخ در سر پیچها بدلیل ایجاد زاویه Camberمثبت در چرخ خارج از پیچ است ( باید منفی شود تا تعادل خودرو حفظ شود ) ، این سیستم از مقبولیت چندانی برخوردار نشد و جای خود را به دیگر سیستمها داد.

بازوی عقبی :

این سیستم که یک سیستم مستقل محسوب می شود از یک یا چند بازو ( Trailing Arm )در جلوی هر چرخ بهره می برد که برای ساپورت سیستم از سمت دیگر به زیر شاسی متصل میشوند . این سیستم نسبت به سیستمهایی که تا کنون بررسی شد ، فضای کمتری را اشغال نموده و انعطاف پذیری بهتری را نیز داراست . اولین با ر این سیستم با استفاده از فنر لول در چرخهای جلوی فولکس Beetle استفاده شد .

اما بدلیل اینکه در این سیستم ، زاویه Camber چرخ در تمامی حالات ثابت بود ، این سیستم خیلی زود از رده خارج شد و جای خود را به سیستم مشابهی داد که این مشکل را ندارد و آن سیستم ، نیمه بازوی عقبی است که با کج بودن زاویه قرار گیری بازوها باعث می شود زاویه Camber بهینه در شرایط مختلف بدست آید .

این سیستم با فنر لول ، سیستم نسبتا قابل قبول و کم حجمی برای اکسل عقب خودروهای کوچک محسوب می شود ، افزایش وزن خودرو بدلیل نیاز به قوی بودن بازوها و دیگر اجزا این سیستم ، همچنین احتمال خم شدن بازوها در مواجه با وزنهای زیاد نیز از معایب این دو سیستم بالاخص نوع بازوی عقبی می باشند .

بازوی تعلیق هواپیمای سسنا 404

میله پیچشی (تورشن بار) :

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 آنراTorsion 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 ، هيوندایGetz 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 .

میله پیچشی سیستمی است نیمه مستقل ، چرا که با وجود قابلیت پیچش مختصر محور رابط دو چرخ ، همین اتصال ، خود باعث عدم استقلال چرخها می گردد . این سیستم بدلیل نحوه قرارگیری کمکها ، عدم نیاز به میله موج گیر و عدم نیاز به فضای عرضی زیاد ، فضای بسیار کمی را اشغال می نماید . همین امر باعث شده ، این سیستم در اکسل عقب اکثر خودروهای جمع و جور دیفرانسیل جلو ، مورد استفاده قرار گیرد . این سیستم غالبا با دو نوع فنر یافت میشود ؛ فنر لول در خودروهایی چون گلف ، فیات پونتو ، پراید ، ماتیز و …. از سیستم میله پیچشی با فنر لول بهره می برند و خودروهایی نظیر پژو ۲۰۶ ، هیوندایGetz و بیشتر خودروهای پژو نظیر ۴۰۵ نیز دارای سیستم میله پیچشی می باشند که استفاده از لفظ میله پیچشی برای معرفی این نوع سیستم تعلیق ، چندان هم بی ربط نیست و به اصطلاح تلفیقی از نام لوازم بکار رفته در این سیستم است ، اما استفاده از این نام در انواع با فنر لول چندان درست به نظر نمی رسد. این سیستم ها در مقایسه با دیگر سیستمهایی که برای اکسل عقب خودروها بکار می روند کیفیت چندانی دارا نیستند ، و بیشتر بدلیل اشغال کمتر فضا و همچنین ارزان بودنشان در خودروهای با سایز کوچک استفاده می شوند .

سیستم تعلیق مک فرسون :

این سیستم که در دهه ۷۰ میلادی در اکثر خودروها رواج یافت به نام سازنده اش که از کارکنان کارخانه GM و بعدها Ford بود ، نامگذاری گردیده . در این سیستم که رکن اصلی آن Strut می باشد ، خود Strut بعنوان یک اتصال برای کنترل وضعیت چرخ استفاده می شود و شاسی را به سیستم تعلیق متصل می نماید . همانگونه که قبلا در توضیح Strut ذکر شد ، این سیستم باعث حذف طَبَق بالا و متعلقاتش میشود ، از اینرو این سیستم در خودروهایی که با کمبود فضا مواجه باشند خصوصا خودروهای دیفرانسیل جلو بسیار کارآمد خواهد بود .

این سیستم که غالبا دارای میل موج گیر برای حفظ تعادل خودرو می باشد ، دارای شاخص هایی چون کیفیت نسبتا خوب رانندگی ، نسبتا بهینه بودن زاویه Camber و ارزان بودن سیستم می باشد ، که هم در اکسل جلو و هم در اکسل عقب خودروهای کلاس متوسط بخصوص خودروهای با دیفرانسیل جلو به وفور یافت میشود . نمونه آنرا می توانید در اکسل جلوی اکثر خودروها از جمله انواع خودروهای پژو ، همچنین پراید ، ماتیز ، هیوندای ورنا و … بیابید .

سیستم تعلیق جناغی دوبل :

تکامل بعدی در سیستم های تعلیق طراحی سیستم جناغی دوبل بود که در آن دو طَبَق به شکل حرف A ، با طولهایی یکسان و به موازات یکدیگر در بالا و پایین مرکز چرخ قرار می گرفتند .

این سیستم بدلیل وجود دو طَبَق قوی ، کنترل بسیار خوبی را دارا بود اما این سیستم نیز قابلیت تغییر زاویه Camber را دارا نبود . همین اشکال ، باعث طراحی نوع جدید سیستم جناغی گردید . در این نوع برای اینکه سیستم بتواند ، در هنگام فشردگی زاویه منفی ، و در هنگام باز شدن زاویه مثبت پیدا نماید ؛ طَبَق بالا کوتاهتر از طَبَق پایین در نظر گرفته شد ، همین امر باعث شد تا طَبَق پایین حین حرکت شعاع کمتری را پیموده و چرخ هنگام بالا رفتن دچار زاویه منفی گردد که این امر همانطور که گفته شد از انحراف خودرو در پیچها جلوگیری می نماید .

این سیستم در اکسل جلوی بسیاری از خودروهای جدید امروزی ، اکثر خودروهای مسابقه ای از جمله فِراری ، اکثر خودروهای کارخانه هوندا و … یافت می شود و تقریبا خالی از هر اشکالی است . این سیستم مستقل ، از فنر لول که کمک فنر نیز درونش واقع شده ، بهره می برد . اما نمی توان برای این شکل قرارگیری فنر و کمک فنر لفظ Strut استفاده نمود ، چرا که فنر و کمک فنر خاصیت ایفای نقش یک اتصال را مانند آنچه در Strut وجود دارد ، ایفا نمی کنند . و کاربرد لفظ Strut ، برای این شکل قرارگیری ، فقط در نوع مک فرسون می باشد .

سیستم تعلیق چند اتصاله :

تعریف دقیقی برای این سیستم که از اوایل دهه ۸۰ رایج گردید ، وجود ندارد . اما بطور کل هرگاه یک سیستم مستقل دارای بیش از ۲ لینک ( طبق ) باشد به آن چند اتصاله گویند ، در مواردی این سیستم با سیستم بازوی عقبی نیز تلفیق می گردد که مقاومت بالاتری را پدید می آورد . اما نوع مرسوم آن که دارای ۴ لینک ( رابط ) می باشد ، تقریبا همانند سیستم جناغیاست ، با این تفاوت که دسته های هر جناغ ، به یکدیگر متصل نیستند و هر یک به صورت جداگانه تنظیم پذیری بهتری را برای سیستم تعلیق فراهم می نماید .

اما همانطور که گفته شد ، سیستمهای دیگری مانند سیستم ۵ لینک اکسل عقب خودروهای هوندا و سیستم Z شکل BMW های سری ۳ نیز با نام چند اتصاله شناخته می شوند ، که البته بدلیل دارا بودن بازو می توان آنها را تلفیقی از چند اتصاله و بازوی عقبی دانست . نمونه هایی از سیستم چند اتصاله را که آخرین تکنولوژی در سیستم های تعلیق مکانیکی اکسل عقب برای خودروهای سواری محسوب می شود را می توانید در اکسل عقب خودروهایی چون هیوندای ورنا ، میتسوبیشی گالانت ، BMW های سری ۳ ، مرسدس های کلاس S و … ببینید .

مزایای سیستم تعلیق چند اتصاله :

– آسایش و رفاه بیشتر سرنشین خودرو
– کاهش مشکلات حرکت خودرو وهمچنین میزان سایش تایرها
– خصوصیت فنری بسیار بیشتر به هنگام حرکت خودرو به سمت بالا و پائین
– بر روی خودروهایی با سیستمهای متفاوت قابل نصب می باشد و می توان از آنها در بسیاری از انواع خودروهااستفاده نمود
– امکان کنترل جهت و راهبری فوق العاده ای را برای خودرو فراهم می کند

معایب سیستم تعلیق چند اتصاله :

– این سیستمها دارای پیچیدگی های بسیاری در طراحی می باشند
– هزینه های تولید، نصب و نگهداری آنها بالا می باشد
– در مقایسه با دیگر سیستمهای تعلیق فضای بیشتری از خودرو را اشغال می نمایند

سیستم تعلیق هیدرولیکی :

در سیستم تعلیق هیدرولیکی سیلندری روغنی موجود است که میزان و فشار روغن موجود در سیلندر ارتفاع سیستم تعلیق و در نتیجه میزان سختی آن را تنطیم می نماید ، بنابراین با قرار دادن یک سوپاپ الکتریکی در ورودی سیلندر ، پردازنده مرکزی میزان روغن درون سیستم را تنطیم می نماید.

کاربرد سیستم های هیدرولیک در طراحی خودروها با جایگزینی ترمز هیدرولیکی بجای ترمزهای مکانیکی نوع کابلی و یا اهرمی آغاز شد. در این سیستم و با توجه به قابلیت های انعطاف پذیری مایعات و با ایجاد فشار روی مایع امکان انتقال نیروی ترمز به تمام چرخها بوجود آمد.

بعدها از سیستم هیدرولیک و به روش مشابهی با ترمزهای هیدرولیکی در مکانیزم کلاچ خودروها استفاده شد. در ادامه روند توسعه تکنولوژی در ساخت خودروها، کاربرد هیدرولیک وسعت بیشتری یافت و در سیستم های دیگر خودرو مانند جذب کننده ضربات (کمک فنر)، فرمانهای هیدرولیکی و گیربکس اتوماتیک بکار گرفته و متداول شد.

ایده بکارگیری سیستم هیدرولیک در مکانیزم تعلیق خودروها اولین بار در سال 1952 در شرکت خودرو سازی سیتروئن مطرح شد. طراحان شرکت سیتروئن در طراحی و ساخت سیتروئن مدل DS19 از تمام مکانیزم های هیدرولیکی که تا آن زمان ابداع شده بود استفاده کردند.آنها در طرح این خودرو بجای استفاده از سیستم های هیدرولیکی متعدد و مستقل برای هر کدام از مکانیزم ها، اقدام به طراحی یک سیستم هیدرولیکی مرکزی نمودند. به این ترتیب از نصب پمپ، مخزن و روغن و مکانیزم های جداگانه خودداری کرده و یک مجموعه مشترک و اصلی جایگزین تجهیزات فوق گردید. این سیستم هیدرولیک مرکزی و مشترک چندین زیر مجموعه که هر کدام عمل مستقلی در خودرو انجام می دادند را تغذیه می کرد.

این طرح باعث آسانتر شدن طراحی و یکپارچگی بیشتر خودرو گردید. میزان قابل توجه توان هیدرولیکی که توسط موتور برای سیستم هیدرولیک این خودرو در نظر گرفته شده بود به طراحان آزادی عمل و ابتکار بیشتری می داد. در اینجا بود که ایده بکارگیری سیستم هیدرولیک در مکانیزم تعلیق نه فقط بعنوان ضربه گیر (کمک فنر) بلکه بعنوان یک سیستم تعلیق کاملاً هیدرولیکی شکل گرفت.

طراحان سیتروئن به این فکر افتادند که می توانند بجای استفاده از روشهای متداول در سیستم تعلیق، یعنی استفاده از انواع فنرها و یا میله های پیچشی که تا آن زمان بکار می رفت، سیستم هیدرولیکی جدیدی را جایگزین کنند که ضمن تحمل بار خودرو عمل ضربه گیری را نیز انجام دهد.این یک طرح آزمایشی بود که در سال 1955 روی خودروی سیتروئن مدلDS19 نصب گردید.این روش بطور باورنکردنی باعث نرمی خودرو و بی تکان شدن رانندگی شده بود و ویژگی را بوجود آورده بود که به هیچ وجه با روشهای متداول سیستم تعلیق قابل تصور نبود. جالب ترین ویژگی در این خودرو امکان تغییر و تنظیم ارتفاع بود. برای این کار با تنظیم حجم روغن ارسالی به جک های هیدرولیکی که جایگزین فنر شده بودند امکان بالا و پايین بردن اتاق خودرو نسبت به سطح جاده بوجود آمده بود.

از ویژگیهای دیگر این خودرو تراز اتوماتیک سطح ماشین هنگام قرار گرفتن در سطوح ناهموار بود و این عمل با توجه به موقعیت بازوهای سیستم تعلیق نسبت به بدنه و تغییر اتوماتیک حجم روغن در جک های خودرو انجام می گردید.طراحان DS19 به مرور زمان تغییرات زیادی در سیستم هیدرولیک نمونه اولیه ایجاد کردند ولی آنچه که اهميت داشت بکارگیری روش کاملاً جدیدی از کاربرد هیدرولیک در خودرو بود که قبلاً هرگز انجام نشده بود.

اصول کار سیستم تعلیق هیدرولیکی که در بعضی مواقع بنام هیدروپنوماتیک نیز از آن نام برده می شود بر اصل تراکم پذیری گازها و غیرقابل تراکم بودن مایعات بنا نهاده شده است. هر کدام از جک های بکار برده شده در سیستم تعلیق که جایگزین فنرهای معمولی شده اند شامل یک سیلندر و پیستون ساده و یک مخزن یا انباره که تحت فشار گاز نیتروژن است و در بالای جک نصب می شود هستند.

روغن هیدرولیک می تواند بین جک و انباره حرکت رفت و برگشت داشته باشد. وزن بدنه خودرو که روی چرخها وارد می شود باعث بالا آمدن پیستون در سیلندر شده و در نتیجه خروج روغن از جک و ورود آن را به انباره در پی خواهد داشت. با اضافه شدن روغن به انباره تراکم گاز نیتروژن حبس شده در داخل انباره افزایش می یابد تا با وزن خودرو به تعادل برسد. به این ترتیب گاز نیتروژن داخل انباره با متراکم شدن بیشتر مانند یک فنر عمل می کند.

با قرار دادن یک اورفیس (مجرای تنگ) بین پیستون و انباره سرعت نوسان پیستون کاهش داده می شود و ضربات ناشی از سطوح ناهموار جذب می گردد، عملی که در خودروهای معمولی توسط کمک فنر انجام می شود.در مدلهای جدید خودروهای شرکت سیتروئن که با نام زانتیا به بازار معرفی شده اند. نمونه های بسیار پیشرفته و جدیدی از سیستم های هیدرولیکی نصب شده اند در این خودرو قابلیت های متعددی ایجاد گردیده است.

کنترل الکترونیکی زانتیا که به آن هیدرواکتیو می گویند به سیستم اجازه می دهد که مکانیزم تعلیق آن براي جذب ضربات متناسب با وضعیت ناهمواری جاده تغییر کند در اکسل های بکار گرفته شده در این خودروها بجز انباره های بالای جکها یک انباره در مرکز اکسل نصب شده است و با وصل شدن و یا قطع شدن ارتباط این انباره به مدار تعلیق هیدرولیکی ماشین میزان نرمی و یا سفتی حرکتهای بدنه تغییر می کند.

برای این منظور با قرار دادن تعدادی سنسور شرایط مختلف رانندگی مانند سرعت ماشین، سرعت و میزان فرمانگیری، نوسانات مربوط به جاده، شتابگیری و یا توقف را دریافت و به کامپیوتر دستگاه ارسال می کنند و بعد از پردازش داده های ورودی سیگنال ارسالی از کامپیوتر به شیر برقی تعبیه شده در مدار هیدرولیک ارسال می شود و از طریق این شیر رگلاتورهای کنترل نرمی (stiffness regulator) مقدار دهانه اورفیس بین جکهای دو طرف اکسل و انباره مرکزی را تغییر می دهند،

در نتیجه مقدار و سرعت تبادل روغن بین جکها و انباره تغییر کرده و به این ترتیب شدت نوسانات جک ها متناسب با شرایط جاده تنظیم می گردد. با این روش ترکیب بی نظیری از سواری راحت و کنترل بالای جاده ای ایجاد می گردد با اضافه شدن امکانات جدید الکترونیکی سطح تراز دستگاه با توجه به سرعت فرمانگیری و پیچ های تند، شتاب گیری و ترمزهای ناگهانی حفظ می گردد و در سخت ترین شرایط رانندگی راحتی سرنشینان و امکان کنترل خودرو را به حداکثر می رساند و تمام این قابلیت ها با توجه به بکارگیری سیستم تعلیق هیدرولیکی خودرو امکان پذیر شده است.

امروزه از سیستم های تعلیق هیدرولیکی در بسیاری از ماشین آلات سنگین و خودروهای نظامی استفاده می شود.جایي که بکارگیری سیستمهای مرسوم فنری مشکلات فراوانی به همراه دارد و کیفیت و کارایی لازم را نیز نخواهد داشت بگونه ای که تصور عدم استفاده از سیستم تعلیق هیدرولیکی در ماشین آلاتی نظیر کامیونهای معدن و بسیاری از جرثقیل های غول پیکر و تریلرهای بزرگ با تعداد چرخهای فراوان تا حدودی غیرممکن بنظر می رسد.

سیستم تعلیق بادی :

سیستم تعلیق بادی که امروزه در خودروهای شاسی بلند با توانایی حرکت خارج جاده ای خوب همچون Range Rover یا Porsche Cayenne استفاده می شوند از لحاظ کارکردی بسیار شبیه به سیستم هیدرولیکی است ولی با این تفاوت که در این سیستم به جای روغن و پمپ روغن از هوا و کمپرسور هوا استفاده شده است و پردازنده مرکزی خودرو با تنظیم فشار هوای درون سیلندر ارتفاع سیستم تعلیق را تنطیم می نماید. مزیت این سیستم نسبت به سیستم تعلیق هیدرولیکی در استفاده از هوا می باشد که جای تنظیم بیشتری را برای راننده به ارمغان می آورد به همین علت است که خودرو های شاسی بلند جدید از این سیستم استفاده می کنند.

فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال ۱۹۳۰ فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

کمپروسور هوا اولین و اصلی ترین قسمت یک سیستم تعلیق بادی می باشد که وظیفه فشردن هوا را بر عهده دارد.شیر برقی:روی هر فنر سولنوئیدی نصب شده که باز و بسته می شود و فشار و حجم هوای داخل فنر را کنترل می کند. خاموش و روشن کردن کمپرسور و قطع و وصل سولنوئیدها به عهده مدول کنترل الکترونیکی است.شیر ورود و خروج مرکزی:تمام لوله های ورود و خروجی هوا از این قسمت عبور میکنند و به نوعی نقش ترمینال را دارد. و به وسیله پردازنده مرکزی کنترل می شود.(ECU)شیر فشار شکن: در صورتی که فشار تانک هوا به حد مطلوب رسید این شیر جریان هوای کمپروسور را قطع میکندتانک هوا : هوای فشرده توسط کمپروسور در داخل تانک ذخیره میشود.فیلتر هوا خشک کن: هوا خشک کنی که روی کمپرسور نصب شده است، رطوبت هوا را می گیرد . در نتیجه آب- که می تواند به سیستم صدمه بزند – وارد آن نمی شود. انبار هوا: هوای فشرده در داخل انباره نقش ضربه گیر را دارد و همچنین با کم یا زیاد شدن باعث تنظیم ارتفاع وسیله نقلیه میشود.این خاصیت در تریلر ها و اتوبوس ها نقش پر رنگی دارد. همچنین در خودرو های سوپر اسپرت کم شدن هوا باعث نزدیک شدن مرکز ثقل به زمین و حفظ پایداری می شود.

وقتی بار وارد بر اتاق افزایش می یابد، اتاق پایین می آید حسگرهای ارتفاع با فرستادن سیگنال به مدول کنترل وضعیت جدید اتاق را به آن اطلاع می دهند . مدول کنترل کمپرسور باد را به کار می اندزد و شیرهای سولنوئیدی فنرهای بادی را باز می کند فشار هوا در فنرها افزایش می یابد و فنرها اتاق را به ارتفاع اولیه خود باز می گردانند . سپس مدول کنترل کمپرسور باد را خاموش می کند و شیرهای سولنوئیدی را می بندد. – وقتی بار اتاق کاهش می یابد ، اتاق بالا می رود. در این هنگام حسگرهای ارتفاع به مدول کنترل الکترونیکی سیگنال می دهند .این مدول شیرهای سولنوئیدی را باز می کند تا مقداری از هوای فنر ها خارج شود. وقتی اتاق به ارتفاع اولیه خود بازگشت، با فرمان مدول کنترل الکترونیکی، شیرهای سولنوئیدی بسته می شوند.از این حالت همچنین میتوان هنگام بارگیری و تخلیه بار به منظور هم سطح کردن تریلربا سکوی بار گیری استفاده کرد.همچنین در اتوبوس ها به منظور سوار و پیاده شدن مسافران میتوان کل یا قسمتی از اتوبوس را با سکو هم سطح کرد .

سیستم تعلیق الکترومغناطیسی :

اما جالب ترین تکنولوژی ابدایی برای پیاده سازی در سیستم تعلیق فعال ، سیستم الکترومغناطیسی می باشد، در این سیستم سیلندر تنظیم کننده ارتفاع تعلیق از روغنی پر شده است که حاوی تکه های بسیار ریز آهن است. همچنین درون پیستون این سیلندر هسته ای سیم پیچی شده و از جنس مواد فرومغناطیس ( مواد حساس به میدان مغناطیسی ) وجود دارد که با گذشتن جریان از درون آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود. با ایجاد میدان مغناطیسی توسط هسته جا سازی شده در پیستون تکه های آهنی درون روغن در جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده حالت می گیرند و مجموعه ای مقاوم در برابر حرکت پیستون به وجود می آورند. حال هر چه میدان مغناطیسی قوی تر باشد پس تکه های آهنی بیشتری در کنار هم قرار می گیرند و بدین ترتیب مقاومت بیشتری در برابر حرکت پیستون صورت خواهد گرفت و سیستم تعلیق “سفت تر” می شود. پس وظیفه پردازنده مرکزی در این تکنولوژی کنترل جریان گذرنده از هسته می باشد. سیستم تعلیق الکترومغناطیسی با توجه به محدودیت های الکتریکی که دارد جای تنظیم و بازی زیادی را برای سیستم تعلیق به وجود نمی آورد و برای همین است که اغلب خودرو های اسپرت که کمتر نیاز به تنطیم سیستم تعلیق دارند از این تکنولوژی سود جسته اند. البته مهمترین مزیت این تکنولوژی نسبت به سیستم های تعلیق بادی و هیدرولیکی پاسخ بسیار سریع تر آن است که در نتیجه خودرو سریع تر خود را با جاده هماهنگ می نماید که این پارامتر برای خودروهای اسپورت ، بسیار حائز اهمیت می باشد.