توضیحات
سیستم
جلوبندی
تعلیق
برای بسیاری که روی راحتی سواری تمرکز می‌کنند، ممکن است به نظر برسد که سیستم تعلیق صرفاً مجموعه‌ای از فنرها و کمک فنرها است که چرخ‌ها را به بدنه خودرو متصل می‌کند. با این حال، این یک دیدگاه بسیار ساده از سیستم تعلیق است. سیستم تعلیق خودرو سواری نرمی را در جاده‌های ناهموار فراهم می‌کند و در عین حال اطمینان می‌دهد که چرخ‌ها در تماس با زمین باقی می‌مانند و چرخش خودرو به حداقل می‌رسد. سیستم تعلیق شامل سه بخش اصلی است: ساختاری که وزن خودرو را تحمل می‌کند و هندسه تعلیق را تعیین می‌کند، فنری که انرژی سینماتیکی را به انرژی پتانسیل یا برعکس تبدیل می‌کند و ضربه‌گیر که یک وسیله مکانیکی است که برای اتلاف انرژی جنبشی طراحی شده است.
سیستم تعلیق خودرو چرخ‌های خودرو را به بدنه آن متصل می‌کند در حالی که وزن خودرو را تحمل می‌کند. این امکان حرکت نسبی بین چرخ و بدنه خودرو را فراهم می‌کند. از نظر تئوری، یک سیستم تعلیق علاوه بر اینکه باید از نیروی محرکه، فرمان، ترمزها و نیروهای مرتبط با آنها پشتیبانی کند باید درجه آزادی چرخ (DOF) را از ۶ به ۲ در محور عقب و ۳ در محور جلو کاهش دهد. حرکات نسبی چرخ عبارتند از: حرکت عمودی آن، حرکت چرخشی حول محورهای جانبی و حرکت چرخشی حول محورهای عمودی به دلیل زاویه فرمان.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
عملکرد
سیستم‌های تعلیق
همانطور که قبلا ذکر شد، بیشتر فرض می‌شود که تنها عملکرد یک سیستم تعلیق، جذب ناهمواری جاده است. با این حال، تعلیق یک وسیله نقلیه باید چندین الزام را با اهداف تا حدی متضاد در نتیجه شرایط عملیاتی متفاوت برآورده کند. سیستم تعلیق بدنه خودرو را به زمین متصل می‌کند، بنابراین تمام نیروها و گشتاورهای بین این دو از سیستم تعلیق عبور می‌کنند. بنابراین، سیستم تعلیق مستقیماً بر رفتار دینامیکی خودرو تأثیر می‌گذارد. مهندسان خودرو معمولاً عملکرد سیستم تعلیق را از طریق سه اصل مهم مطالعه می کنند:
- راحتی سواری: راحتی سواری بر اساس احساس مسافر در یک وسیله نقلیه در حال حرکت تعریف می‌شود. متداول‌ترین وظیفه سیستم تعلیق، ایزوله کردن جاده است یعنی جداسازی بدنه وسیله نقلیه از اختلالات جاده. به طور کلی، کیفیت سواری را می‌توان با سطح ارتعاش محفظه مسافر تعیین کرد. منابع ارتعاش درونی و بیرونی زیادی در خودرو وجود دارد. منابع ارتعاش داخلی شامل موتور و گیربکس خودرو است، در حالی که بی‌نظمی‌های سطح جاده و نیروهای آیرودینامیکی منابع ارتعاش بیرونی هستند. طیف ارتعاش ممکن است بر اساس محدوده فرکانس تقسیم شود و به عنوان راحت (۰ الی ۲۵ هرتز) یا نویز و خشن (۲۵ الی ۲۰۰۰۰ هرتز) طبقه‌بندی شود.
- جاده چسبی (Road Holding): نیروهای وارد بر نقطه تماس بین چرخ و جاده از طریق سیستم تعلیق بر روی بدنه خودرو وارد می‌شوند. مقدار و جهت نیروها رفتار و عملکرد خودرو را تعیین می‌کند. بنابراین یکی از وظایف مهم سیستم تعلیق، جاده چسبی است. نیروهای جانبی و طولی ایجاد شده توسط یک تایر مستقیماً به نیروی معمولی تایر بستگی دارد که از توانایی‌های پیچیدن، کشش و ترمز پشتیبانی می‌کند. اگر تغییر در بار معمولی تایر به حداقل برسد، این شرایط بهبود می‌یابد. عملکرد دیگر سیستم تعلیق پشتیبانی از وزن ثابت خودرو است. اگر فضای مورد نیاز سیستم تعلیق برای حرکت‌های کلی آن در وسیله نقلیه مناسب باشد، این کار به خوبی انجام می‌شود.
- هندلینگ یا خوش دستی: یک سیستم تعلیق خوب باید تضمین کند که وسیله نقلیه در هر مانور پایدار خواهد بود. با این حال، هندلینگ عالی بیشتر از ثبات است. خودرو باید به ورودی‌های راننده به طور متناسب پاسخ دهد در حالی که به آرامی دستورات فرمان / ترمز / شتاب‌گیری او را دنبال می‌کند. رفتار خودرو باید قابل پیش‌بینی باشد و بر این اساس اطلاعات رفتاری باید به راننده اطلاع داده شود. سیستم‌های تعلیق می‌توانند به روش‌های مختلفی بر هندلینگ خودرو تأثیر بگذارند: آنها می‌توانند حرکت چرخش و گام خودرو را به حداقل برسانند، زوایای چرخ‌ها را کنترل کنند و انتقال بار جانبی را در طول پیچ‌ها کاهش دهند.
اجزای اصلی
سیستم‌های تعلیق
سیستم تعلیق خودرو از چهار جزء اصلی تشکیل شده است: مکانیسم، فنر، کمک فنر و بوش‌ها
- مکانیسم: مکانیسم تعلیق ممکن است شامل یک یا چند بازو باشد که چرخ را به بدنه خودرو متصل می‌کند. آنها تمام نیروها و گشتاورها را در جهات مختلف بین بدنه خودرو و زمین منتقل می‌کنند. مکانیسم برخی از مهمترین ویژگی‌های سیستم تعلیق را تعیین می‌کند. هندسه تعلیق و زوایای چرخ و حرکات نسبی آنها را تعیین می‌کند. تغییر در زوایای چرخ در طول حرکت سیستم تعلیق باعث تغییر در نیروهای لاستیک می‌شود که بر روی جاده چسبی و هندلینگ تاثیر می‌گذارد. وزن اصلی یک سیستم تعلیق از مکانیسم آن ناشی می‌شود. استفاده از مواد سنگین در ساخت آن باعث کاهش کیفیت سواری می‌شود. در حالی که مواد سبک، اگرچه کیفیت سواری را بهبود می بخشد، گران‌تر هستند.
- فنر: فنر معمولاً یک سیم پیچ یا چند نوار فلزی است که خاصیت کشسانی دارد. وزن خودرو را تحمل می‌کند و سیستم تعلیق را برای مسافران قابل تحمل می‌کند. برای درک بهتر رفتار تعلیق، مهمترین جزء که نیاز به مطالعه دارد فنر است. با این حال، با اهمیت آن، یک تضاد ایجاد می‌شود: هنگام استفاده از فنرهای با سفتی بالا، وسیله نقلیه جاده چسبی و هندلینگ خوبی از خود نشان می‌دهد، اما با کاهش قابل ملاحظه راحتی سواری. این شرایط در هنگام انتخاب سفتی فنر مناسب محدودیت ایجاد می‌کند. وزن و اندازه فنر نیز ممکن است این شرایط را دشوار کند.
- کمک فنر: کمک فنر وسیله‌ای مکانیکی یا هیدرولیکی برای تعدیل تکانه‌ها است. کمک فنر با میرایی بالا کیفیت سواری وسیله نقلیه را کم و زیاد می‌کند تا فوراً تکانه‌ها را برای بهبود هندلینگ و جاده چسبی، کاهش دهد.
- بوشینگ‌ها: بوش‌ها از تماس مستقیم دو جسم فلزی برای جداسازی صدا و به حداقل رساندن لرزش، جلوگیری می‌کنند. در بوش‌ها برای جداسازی از مواد نرم مانند لاستیک استفاده می‌شود. در واقع آنها نوعی جداکننده ارتعاش هستند که برای اتصال اجزای متحرک مختلف به بدنه خودرو یا قاب تعلیق استفاده می‌شود. انواع بسیاری از بوش وجود دارد، و آنها بر اساس تعداد DOF بین دو قسمت متصل که پشتیبانی می‌کنند، طبقه‌بندی می‌شوند. اتصالات چرخشی رایج‌ترین نوع بوشینگ‌ها هستند. آنها استوانه‌ای حلقوی هستند و یک حرکت نسبی چرخشی را پشتیبانی می‌کنند، در حالی که مفاصل توپی حرکت نسبی چرخشی را در همه جهات امکان‌پذیر می‌کنند. بوش‌ها برخی از گران‌ترین قطعات در سیستم تعلیق هستند.
ویژگی‌های مورد نیاز
سیستم تعلیق
یک سیستم تعلیق باید الزامات خاصی را برای استفاده در وسایل نقلیه برآورده کند. ویژگی‌های اصلی مورد نظر به شرح زیر است:
- استقلال: مطلوب است که حرکت چرخ در یک طرف محور، مستقل از حرکت چرخ در طرف دیگر محور باشد. در شکل زیر، در بالا خودرویی را نشان می‌دهد که چرخ چپ آن از روی یک دست انداز می‌گذرد. در سرعت‌های بالاتر، چرخ می‌تواند بدون ایجاد مزاحمت برای چرخ دیگر، از روی دست انداز رد شود. این تنها زمانی امکان‌پذیر است که هر چرخ دارای یک سیستم تعلیق مستقل باشد. استقلال حرکت چرخ، راحتی سواری، جاده چسبی و هندلینگ خودرو را بهبود می‌بخشد.
- كنترل خوب زاویه كمبر (Camber): زاويه كمبر زاويه چرخ حول محور طولی آن است. خمیدگی منفی مطلوب است زیرا منجر به بهبود هندلینگ می‌شود، با این حال، شکل محدب جاده‌ها برای کاهش ساییدگی لاستیک‌ها به سمت خمیدگی مثبت تمایل دارد. به دلیل دست انداز جاده و غلت بدنه، در نهایت خمیدگی تغییر می‌کند. با طراحی یک هندسه تعلیق خوب، می‌توانیم زاویه کمبر را کنترل کنیم.
- کنترل خوب زاویه غلت بدنه (Body roll): هر سیستم تعلیق دارای یک مرکز رول یا غلت است. خط هیپوستاتیک که مرکز غلت سیستم تعلیق جلو و عقب را به هم متصل می‌کند، محور غلت نامیده می‌شود. بدنه وسیله نقلیه در حین مانورهای پیچ در این خط می‌چرخد. تحلیل محور غلت به دلیل تأثیر آن بر رول بدنه و رفتار جانبی خودرو ضروری است. طراحی هندسه تعلیق باید بهترین موقعیت محور غلت را برای بهینه‌سازی حرکت غلت بدنه خودرو در نظر بگیرد.
- بهره‌وری فضای خوب: جای تعجب نیست که فضای استفاده شده توسط سیستم تعلیق ممکن است برای نصب سایر اجزای خودرو مشکلاتی ایجاد کند. در زیر کاپوت، سیستم تعلیق باید فضای کافی برای موتور و سایر اجزای آن باقی بگذارد. همچنین سیستم تعلیق محور عقب نباید با صندوق عقب خودرو تداخل داشته باشد و تنها فضای داخلی آن را اشغال کند.
- راندمان ساختاری خوب: سیستم تعلیق باید بتواند وزن خودرو و تمام نیروها و گشتاورهای اعمال شده در ناحیه تماس بین چرخ و جاده را کنترل کند. مکانیسم تعلیق باید بارها را به خوبی به بدنه وارد کند و از انتقال نیروهای متمرکز به بدنه خودرو جلوگیری کند.
- ایزولاسیون خوب: بهبود کیفیت سواری و جداسازی ناهمواری جاده یکی از مهمترین وظایف سیستم تعلیق است.
- وزن کم: به دلیل ناهمواری جاده، انرژی حرکتی سیستم تعلیق متناسب با جرم آن است. انرژی سینماتیکی بالاتر منجر به شوک‌های منتقل شده قوی‌تر به بدنه خودرو می‌شود. این اثر به وضوح کیفیت سواری را کاهش می‌دهد. برای به حداقل رساندن این اثر منفی، باید جرم سیستم تعلیق را با استفاده از طرح‌های بهینه و یا مواد سبک وزن به حداقل برسانیم. مواد سبک وزن ممکن است هزینه را افزایش دهند و بنابراین، یک طراحی متعادل برای هر سیستم تعلیق مورد نیاز است.
- عمر طولانی: هیچ کس از تعمیر مکرر ماشین خود لذت نمی‌برد، بنابراین سیستم تعلیق باید به اندازه هر قسمت دیگر ماشین بادوام باشد. یک سیستم بادوام می‌تواند در برابر سایش، فشار یا آسیب مقاومت کند که همه اینها نقش مهمی در موفقیت یک محصول دارند.
- هزینه کم: در حالی که تعریف هزینه کم به اندازه کافی یک موضوع ذهنی است، سیستم تعلیق به عنوان یک سیستم فرعی خودرو باید مقرون به صرفه باشد. سیستم‌های تعلیق با کارایی بالا گران‌تر هستند و عمدتاً در خودروهای درجه یک استفاده می‌شوند. استفاده از تعداد زیاد بوشینگ و مواد سبک وزن مطمئناً کیفیت سواری، عایق‌بندی صدا و عملکرد سیستم را بهبود می‌بخشد، اما قیمت تمام شده محصول را نیز افزایش می‌دهد.
- سایر ویژگی‌های سیستم تعلیق ممکن است شامل ضد شیرجه و ضد اسکات بودن می‌باشد. هنگامی که وسیله نقلیه در حال ترمز است، شیرجه رخ می‌دهد، جایی که جلوی وسیله نقلیه پایین آمده و دم آن بالا می‌رود. عمل مشابه اما مخالف شیرجه، اسکات است که در هنگام شتاب اتفاق می‌افتد. این حرکت چرخشی اندک است، اما از آنجایی که بدن انسان به این حرکت بسیار حساس است، کاهش این حرکت در کابین مسافران، کیفیت سواری بیشتری را ممکن می‌سازد.
انواع
سیستم تعلیق
سیستم تعلیق محور صلب (Rigid or Solid Axle)
یک محور صلب به عنوان اولین نوع سیستم تعلیق مورد استفاده در وسایل نقلیه‌ای است که در آن چرخ‌ها در هر دو انتهای یک تیر صلب استفاده می‌شوند. یک سیستم اکسل صلب معمولاً از فنرهای برگ یا شمشی استفاده می‌کند، اما برخی از آنها مجهز به فنرهای لول هستند. سیستم تعلیق محور صلب به عنوان یک نوع مستقل از سیستم تعلیق طبقه‌بندی نمی‌شود، بنابراین هر حرکت یک چرخ به چرخ دیگر منتقل می‌شود. محورهای صلب در زمینه ظرفیت حمل بار بهتر هستند و علاوه بر آن محورهای صلب مقرون به صرفه و بادوام هستند. با این حال، آنها هنگام در نظر گرفتن خودروهای سواری دارای معایب بسیاری هستند. فنرهای برگ منجر به انتقال نویز و ارتعاش ناخواسته می‌شود. تیرهای صلب به طور قابل توجهی کیفیت سواری را کاهش می‌دهند و اندازه و ابعاد آنها فضای زیادی را در بالای محور برای قرار دادن فنرها می‌طلبد.
سیستم تعلیق محور صلب معمولاً در وسایل نقلیه تجاری که ظرفیت حمل بار بالایی مورد نیاز است استفاده می‌شود. جدول زیر خلاصه ای از جزئیات در مورد سیستم محور صلب را ارائه می‌دهد.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
تأثیر متقابل چرخ‌ها |
بد |
|
زاویه کمبر |
تثبیت چرخ‌ها روی محور |
بد |
|
زاویه غلت |
ارتفاع مرکز غلت بالا |
متوسط |
|
بهره‌وری فضا |
نیاز به فضای بیشتر |
بد |
|
راندمان سازه |
نیروهای متمرکز در نقاط نصب |
بد |
|
ایزولاسیون |
پر سر و صدا به دلیل حرکت فنرهای برگ در برابر یکدیگر |
بد |
|
وزن |
محور سنگین |
بد |
|
طول عمر |
قطعات متحرک و تعمیر و نگهداری کمتر |
خوب |
|
هزینه |
اجزای کمتر و بدون قطعات پیچیده |
خوب |
سیستم تعلیق تیر پیچشی (Torsion Beam)
محور یا تیر پیچشی به عنوان محبوب‌ترین سیستم تعلیق محور عقب برای خودروهای دیفرانسیل جلو سایز کوچک و متوسط شناخته می‌شود. تعلیق تیر پیچشی شامل دو بازوی عقب با یک عضو متقاطع انعطاف پذیر در بین آن است که در شکل زیر نشان داده شده است. عضو متقاطع تمام نیروها و گشتاورها را جذب می‌کند و به طور همزمان به عنوان میله ضد غلت یا میل موج‌گیر کار می‌کند. تیر پیچشی یک سیستم تعلیق نیمه مستقل است. دارای اجزای کمی و ساختاری ساده است. بنابراین، سبک، ارزان، به راحتی مونتاژ می‌شود و به فضای کمی نیاز دارد. ماهیت سبک وزن سیستم باعث بهبود راحتی سواری می‌شود، اما تغییر شکل اعضای متقاطع خود باعث تمایل به بیش فرمانی نیروی جانبی و هندلینگ ضعیف می‌شود.
علاوه بر این، انعطاف‌پذیری بین اعضای متقاطع، کنترل کمبر و غلت بدنه را کاهش می‌دهد. خلاصه‌ای از محورهای تیرهای پیچشی در جدول زیر ارائه شده است.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
نیمه مستقل |
متوسط |
|
زاویه کمبر |
انعطاف بیشتر به دلیل عضو متقاطع |
متوسط |
|
زاویه غلت |
انعطاف بیشتر به دلیل عضو متقاطع |
متوسط |
|
بهره‌وری فضا |
به فضای کمتری نیاز دارد |
خوب |
|
راندمان سازه |
نیروهای متمرکز در چند نقطه نصب |
بد |
|
ایزولاسیون |
عایق‌بندی بهتر و بدون صدای فنرهای برگ |
متوسط |
|
وزن |
سیستم های ساده با اجزای سبک |
خوب |
|
طول عمر |
قطعات متحرک و تعمیر و نگهداری کمتر |
خوب |
|
هزینه |
اجزای کمتر و بدون قطعات پیچیده |
خوب |
سیستم تعلیق بازوی نگهدارنده (Trailing Arm)
سیستم تعلیق بازوی نگهدارنده که با نام‌های بازوی دنباله‌دار و اهرم دو شاخه‌ای ساده و خم‌شونده نیز شناخته می‌شود، در محور عقب خودروهای دیفرانسیل جلو یا عقب استفاده می‌شود و به عنوان یک سیستم تعلیق مستقل طبقه‌بندی می‌شود. این سیستم تعلیق از یک بازوی کنترلی تشکیل شده است که به صورت طولی به بدنه متصل است، در حالی که چرخ‌ها موازی با بدنه می‌مانند، بنابراین هیچ تغییری در زاویه کمبر (Camber) و توء (Toe) در اثر حرکت عمودی چرخ ایجاد نمی‌شود. با این حال، در اثر تغییر زاویه غلت بدنه، زاویه کمبر چرخ به طور قابل توجهی تغییر می‌کند. برای کاهش این اثر ناخواسته، طراحی بازوی دنباله‌دار به یک سیستم تعلیق بازوی نیمه دنباله‌دار تغییر یافته است، به این صورت که محور بازوی کنترل با محور طولی وسیله نقلیه همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، زاویه ایجاد می‌کند.
در سیستم تعلیق بازوی نیمه دنباله‌دار بهبود یافته، تغییرات جزئی زوایای کمبر و توء به دلیل حرکت عمودی چرخ یا چرخش بدنه اتفاق می‌افتد. اگرچه سیستم‌های تعلیق دنباله‌دار و نیمه دنباله‌دار راحتی سواری، دوام و عملکرد هندلینگ خوبی را ارائه می‌دهند، اما اکنون قدیمی هستند زیرا سیستم‌های تعلیق مستقل مؤثرتری برای وسایل نقلیه وجود دارد. ویژگی‌های اصلی این سیستم‌ها در جدول زیر ذکر شده است.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
کاملاً مستقل |
عالی |
|
زاویه کمبر |
با طراحی بهینه محور بازوها |
خوب |
|
زاویه غلت |
با طراحی بهینه محور بازوها |
خوب |
|
بهره‌وری فضا |
به فضای کمتری نیاز دارد |
خوب |
|
راندمان سازه |
دو نقطه اتصال در هر چرخ |
متوسط |
|
ایزولاسیون |
در نقاط اتصال از بوش استفاده می‌شود |
خوب |
|
وزن |
بستگی به طراحی بازوی کنترل دارد |
خوب |
|
طول عمر |
بدون عناصر پیچیده |
خوب |
|
هزینه |
به چهار بوش در هر محور نیاز دارد |
متوسط |
سیستم تعلیق دو جناغی (Double Wishbone)
سیستم تعلیق دو جناغی در محورهای جلو و عقب استفاده می‌شود و از دو بازوی کنترلی برای نگه‌داشتن چرخ تشکیل شده است که در شکل زیر نشان داده شده است.
مزیت اصلی سیستم تعلیق دو جناغی طراحی سینماتیک قابل تنظیم آن است. موقعیت‌ها، طول‌ها و زوایای بازوهای کنترلی، رفتار چرخش و گام خودرو را مشخص می‌کند (از طریق ارتفاع مرکز غلت و موقعیت قطب گام)، همچنین سیستم دو جناغی می‌تواند بر تغییرات زاویه چرخ پس از حرکت مربوط به ضربه تأثیر بگذارد. طراح می‌تواند ویژگی‌های تعلیق را برای نیازهای خاص انواع مختلف خودرو تنظیم کند تا به بهترین عملکرد هندلینگ و پایداری دست یابد.
سیستم تعلیق دو جناغی از لحاظ جانبی بزرگ است، بنابراین اثرات نامطلوب بر کیفیت سواری را به حداقل می‌رساند. این نوع تعلیق به دلیل پیچیدگی و تعداد اتصالات نسبتاً گران است. اتصال فنر به بازوی جناغی پایینی یا به استخوان جناغی بالایی همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، ممکن است به ترتیب باعث تداخل در محور شفت یا فضای اضافی برای جاسازی سیستم تعلیق شود. خلاصه‌ای از ویژگی‌های سیستم تعلیق دو جناغی در جدول زیر آمده است.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
کاملاً مستقل |
عالی |
|
زاویه کمبر |
قابل تنظیم |
خوب |
|
زاویه غلت |
قابل تنظیم |
خوب |
|
بهره‌وری فضا |
به فضای بزرگتری به خصوص در جهت جانبی نیاز دارد |
بد |
|
راندمان سازه |
چهار نقطه اتصال در هر چرخ |
خوب |
|
ایزولاسیون |
در نقاط اتصال از بوش استفاده می‌شود |
خوب |
|
وزن |
بستگی به مصالح و نوع طراحی بازوهای جناغی دارد |
متوسط |
|
طول عمر |
بدون عناصر پیچیده |
خوب |
|
هزینه |
ممکن است گران باشد |
متوسط |
سیستم تعلیق مک‌فرسون (Macpherson Strut)
سیستم تعلیق مک‌فرسون معمولاً به عنوان محور جلوی وسایل نقلیه سایز کوچک و متوسط دیفرانسیل جلو استفاده می‌شود. بازوی کنترل بالایی در سیستم دو جناغی با پایه‌ای جایگزین شده است که به طور محکم به سگ‌دست چرخ متصل است.
بازوی کنترل پایین عمدتاً نیروهای جانبی و طولی را تحمل می‌کند و ساختار و شکل آن نقش مهمی در کنترل سازش چرخ دارد. این سیستم تعلیق مستقل به اندازه کافی کوچک است تا امکان نصب موتور را در زیر کاپوت پس از نصب سیستم تعلیق فراهم کند. ارزان‌تر و سبک‌تر از سیستم تعلیق دو جناغی است. با این حال، جایگزینی بازوی بالا با پایه باعث کاهش کنترل چرخش، گام، و زاویه چرخ می‌شود، بنابراین از نقطه نظر هندلینگ وسیله نقلیه، پایه مک‌فرسون صرفا قابل قبول است. خلاصه‌ای از ویژگی‌های تعلیق مک‌فرسون در جدول زیر آمده است.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
کاملاً مستقل |
عالی |
|
زاویه کمبر |
به خوبی سیستم دو جناغی نیست |
متوسط |
|
زاویه غلت |
به خوبی سیستم دو جناغی نیست |
متوسط |
|
بهره‌وری فضا |
به فضای کمتری نیاز دارد |
خوب |
|
راندمان سازه |
نیروهای متمرکز بر روی سه نقطه اتصال |
متوسط |
|
ایزولاسیون |
استفاده از بوشینگ در نقاط اتصال |
خوب |
|
وزن |
سبک وزن |
خوب |
|
طول عمر |
پایه طراحی پیچیده‌تری نسبت به سایر سیستم تعلیق دارد |
متوسط |
|
هزینه |
طراحی ساده تر در مقایسه با سیستم دو جناغی |
خوب |
سیستم تعلیق چند پیوندی (Multi-link)
در سال‌های اخیر، سیستم‌های تعلیق مولتی لینک یا چند پیوندی یا چند اتصالی در محور عقب خودروهای لوکس رایج شده‌اند.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، یک سیستم تعلیق چند پیوندی با پنج یا چند پیوند برای ساختن یک ساختار خرپایی تشکیل شده است، جایی که بیشتر پیوندها درست زیر بار محوری قرار دارند. پارامترهای طراحی زیادی در این پیکربندی وجود دارد، بنابراین تعلیق‌های چند پیوندی را می‌توان برای کنترل بهتر زوایای چرخ و حرکات بدنه طراحی کرد. همچنین ساختار خرپایی تعلیق چند پیوندی آن را بسیار سبک کرده است. اما همین تعداد زیاد پیوندها و اتصالات، سیستم تعلیق چند پیوندی را پیچیده و گران با هزینه‌های نگهداری بیشتری می‌کند. خلاصه‌ای از ویژگی‌های تعلیق چند پیوندی در جدول زیر فهرست شده است.
|
ویژگی‌ها |
توضیحات |
وضعیت |
|
استقلال |
کاملاً مستقل |
عالی |
|
زاویه کمبر |
از طریق طراحی قابل بهینه‌سازی است |
عالی |
|
زاویه غلت |
از طریق طراحی قابل بهینه‌سازی است |
عالی |
|
بهره‌وری فضا |
قابل طراحی برای فضاهای تنگ |
متوسط |
|
راندمان سازه |
چندین نقطه اتصال |
عالی |
|
ایزولاسیون |
استفاده از بوشینگ در نقاط اتصال |
خوب |
|
وزن |
ساختار خرپا |
عالی |
|
طول عمر |
به دلیل پیچیدگی نیاز به تعمیر و نگهداری اضافی دارد |
متوسط |
|
هزینه |
گران |
بد |
جمع‌بندی
چه نوع سیستم تعلیقی مناسب هر یک از وسایل نقلیه زیر است؟
سدان جمع و جور: سدان‌های کامپکت به عنوان خودروهای مقرون به صرفه در نظر گرفته می‌شوند و سیستم تعلیقی که فضای کمتری اشغال کند به دلیل ماهیت جمع و جور آنها بسیار مهم است. بنابراین یک سیستم تعلیق مناسب باید نسبتا کوچک و ارزان باشد. به این ترتیب، رایج‌ترین پیکربندی در سدان جمع و جور، سیستم تعلیق مک‌فرسون برای محور جلو، و سیستم تیر پیچشی برای محور عقب است. این پیکربندی کیفیت سواری و هندلینگ متوسطی را در محدوده مقرون به صرفه ارائه می‌دهد.
شاسی‌بلند سایز متوسط: یک شاسی‌بلند سایز متوسط ممکن است گاهی اوقات خارج از جاده رانندگی کند، جایی که نیروهای قابل توجهی بر سیستم تعلیق وارد می‌شود. بنابراین، دوام، کارایی سازه و ایزولاسیون باید در اولویت قرار گیرد. از منظر ایمنی، کنترل زاویه غلت بدنه بسیار مهم است زیرا شاسی‌بلندها به دلیل ارتفاع زیاد، مستعد واژگونی هستند. بنابراین، برای یک شاسی‌بلند سایز متوسط، باید یک سیستم مک‌فرسون بهبود یافته یا یک سیستم دو جناغی در محور جلو و یک سیستم چند پیوندی برای محور عقب انتخاب شود. شکل و تعداد بوش‌های سیستم مک‌فرسون زمانی که برای یک شاسی‌بلند طراحی می‌شود به دلیل ظرفیت تحمل بار بیشتر بهبود می‌یابد.
وانت یا ون تجاری: معمولاً از وانت تجاری برای توزیع کالا در شهرها استفاده می‌شود، بنابراین سیستم تعلیق در محور عقب باید بتواند بارهای بزرگ را هر روز تحمل کند. دوام و هزینه نگهداری پایین در این نوع خودرو بسیار مهم است. بهتر است در اکسل جلو از سیستم مک‌فرسون بهبود یافته یا سیستم دو جناغی استفاده شده و برای محور عقب یک سیستم محور صلب مناسب است.
سدان لوکس فول سایز: مشتریانی که یک سدان لوکس فول سایز می‌خرند، از نظر ویژگی‌ها و عملکرد خودرو، بهترین انتظار را دارند. سیستم تعلیق باید هندلینگ عالی را از طریق کنترل دقیق زوایای کمبر و غلت، و کیفیت راحتی سواری عالی از طریق عایق‌بندی کامل لرزش‌ها ارائه دهد. در محور جلوی یک سدان لوکس فول سایز می‌توان از سیستم دو جناغی یا چند پیوندی و در محور عقب از سیستم چند پیوندی استفاده کرد.
منبع: Vehicle Suspension System Technology and Design
نویسندگان: اوستا گودرزی، امیر خواجه‌پور، Yukun Lu
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.