وقتی مردم به عملکرد خودرو فکر می کنند، معمولاً به اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا 60 فکر می کنند. اما اگر راننده نتواند ماشین را کنترل کند، تمام نیروی تولید شده توسط یک 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 ( سیستم کمک فنر ) معطوف کردند .
وظیفه سیستم تعلیق خودرو به حداکثر رساندن اصطکاک بین لاستیک ها و سطح جاده، ایجاد ثبات فرمان با هندلینگ خوب و اطمینان از راحتی سرنشینان است. در این مقاله، نحوه عملکرد سیستم تعلیق خودرو، چگونگی تکامل آنها در طول سال ها و طراحی سیستم کمک فنر در آینده را بررسی خواهیم کرد.
اگر جاده ای کاملا صاف و بدون بی نظمی بود، نیازی به تعلیق نبود. اما جاده ها از هموار بودن فاصله زیادی دارند. حتی بزرگراههای تازه آسفالتشده دارای نواقص ظریفی هستند که میتوانند با چرخهای خودرو تعامل داشته باشند. این عیوب است که به چرخ ها نیرو وارد می کند. طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها هم قدر و هم جهت دارند.یک دست انداز در جاده باعث می شود که چرخ به صورت عمود بر سطح جاده به سمت بالا و پایین حرکت کند. البته بزرگی به این بستگی دارد که آیا چرخ با یک برآمدگی عظیم برخورد می کند یا یک لکه کوچک. در هر صورت، چرخ خودرو هنگام عبور از یک نقص 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 به طور کامل تماس خود را با جاده قطع کنند .سپس، تحت نیروی گرانش رو به پایین، لاستیک ها می توانند دوباره به سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید سیستمی است که انرژی چرخ شتاب عمودی را جذب کرده و به بدنه و بدنه اجازه میدهد بدون مزاحمت حرکت کنند در حالی که لاستیکها برآمدگیهای جاده را دنبال میکنند. مطالعه نیروهایی که روی یک خودروی متحرک کار می کنند، دینامیک وسیله نقلیه نامیده می شود، و شما باید برخی از این مفاهیم را درک کنید تا درک کنید که چرا سیستم تعلیق در وهله اول ضروری است. اکثر مهندسان خودرو دینامیک یک خودروی متحرک را از دو منظر در نظر می گیرند:
. سواری: توانایی ماشین برای هموارسازی یک جاده پر دست انداز
۲ . هندلینگ: توانایی خودرو برای شتاب گیری ایمن، ترمزگیری و پیچیدن
قاب: اجزای ساختاری و باربری که از موتور و بدنه خودرو پشتیبانی میکند که به نوبه خود توسط سیستم تعلیق پشتیبانی میشوند.
سیستم تعلیق: تنظیمی که وزن را تحمل می کند، شوک را جذب و کاهش می دهد و به حفظ تماس تایر کمک می کند.
انواع کمک فنر خودرو
فنرهای مارپیچ رایج ترین نوع فنر هستند و در اصل یک میله پیچشی سنگین هستند که حول یک محور می پیچند. فنرهای سیم پیچ فشرده و منبسط می شوند تا حرکت چرخ ها را جذب کنند.
فنرهای برگ شامل چندین لایه فلزی (به نام "برگ") هستند که به یکدیگر متصل شده اند تا به عنوان یک واحد عمل کنند. فنرهای برگ برای اولین بار در کالسکه های اسبی مورد استفاده قرار گرفت و تا سال 1985 در اکثر خودروهای آمریکایی یافت می شد. آنها هنوز هم در اکثر کامیون ها و وسایل نقلیه سنگین استفاده می شوند.
میلگردهای پیچشی از خواص پیچشی یک میله فولادی برای ارائه عملکرد فنر مانند استفاده می کنند. نحوه کار آنها به این صورت است: یک انتهای میله به قاب وسیله نقلیه متصل می شود. انتهای دیگر به یک استخوان جناغی متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که عمود بر میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ به یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به استخوان جناغی و سپس از طریق عمل اهرمی به میله پیچشی منتقل می شود. سپس میله پیچشی در امتداد محور خود می پیچد تا نیروی فنر را تامین کند .
فنرهای هوا شامل یک محفظه استوانه ای از هوا است که بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته است و از کیفیت فشاری هوا برای جذب ارتعاشات چرخ استفاده می کند. این فناوری امروزه در بسیاری از وسایل نقلیه لوکس استفاده میشود، اما این مفهوم در واقع بیش از یک قرن قدمت دارد و میتوان آن را روی کالسکههای اسب کشیده پیدا کرد.