X انجام پروژه های نرم افزار های مهندسی مکانیک
جزوه اجزای ماشین/ کاربرد فنر در خودرو - وبلاگ مهندسی مکانیک

جزوه اجزای ماشین/ کاربرد فنر در خودرو

کاربرد فنر در خودرو
 
 
 
یک خودرو باید در مقابل تغییر مقدار بار وارده و تغییر نقطه ثقل، انعطاف پذیر بوده و توانایی مواجهه با آنها را داشته باشد. سیستم تعلیق علاوه بر دفع ضربات و جلوگیری از انحراف و چپ شدن خودرو تواناییهای دیگری نظیر...

کاربرد فنر در خودرو
 
 

کاربرد فنر در خودرو :

 

 فنر بندی برای خودروهایی که با شتاب نسبی زیادی حرکت می کنند به دلایل زیر ضروری میباشد

الف: جذب ضربات چرخ که از جاده وارد می شود و کاستن انتقال ان به اتاق و سرنشینان

ب: استهلاک ضربات چرخ ها و جلوگیری از انتقال ان ها به اتصالات و مفصل ها

ج:فشردن دائم چرخ ها به سطح زمین و نتیجه افزایش نیروی کششی چرخ ها محرک

د: تماس چرخ های جلو با سطح جاده و تسلط راننده بر هدایت و کنترل بهتر خودرو

وزن فنر بندی شده : وزن قسمت هایی از خودرو که روی فنرها قرار دارد را گویند

وزن فنر بندی نشده : وزن قسمت هایی از خودرو که زیر فنرها قرار دارد

فنر سخت شونده : فنری که با نیروی کم تغییرات طولی زیادی داشته باشد و با افزایش نیرو تغییرات طولی ان کاهش یابد فنر سخت شونده گویند این فنر
در خودروهای سنگین کاربرد دارد

فنر نرم شونده : فنری که ابتدا در مقابل بار کم دارای تغییرات طولی کم و سپس با افزایش بار دارای تغییرات طولی زیادی باشد فنر نرم شونده گویند

انواع فنر :
الف : فنرهای فولادی : این نوع فنر از فولادهایی با الیاژ منگنز . سیلیسیم . کرم و غیره می باشد فنرهای فولادی به صورت شمشی و مارپیچی و پیچشی در تعلیق خودروها به کار می رود

ب: فنرهای غیر فولادی : فنرهای غیر فولادی به صورت لاستیکی . پنوماتیکی . روغنی و گازی میباشد

فنر


یک خودرو باید در مقابل تغییر مقدار بار وارده و تغییر نقطه ثقل، انعطاف پذیر بوده و توانایی مواجهه با آنها را داشته باشد. سیستم تعلیق علاوه بر دفع ضربات و جلوگیری از انحراف و چپ شدن خودرو تواناییهای دیگری نظیر ؛ نگهداری میزان تنظیم چرخها در حالت صحیح، نگهداشتن ارتفاع خودرو در میزان ثابت ، پشتیبانی از وزن خودرو و تنظیم نحوه پخش آن ، نگهداشتن تایرها در تماس با جاده و ... را نیز داراست .
یک سیستم تعلیق دارای اجزاء بسیاری است، اما اصلی‌ترین اجزای آن فنر و کمک فنر می‌باشند:
فنر: قسمتی از سیستم تعلیق می‌باشد که وزن خودرو را پشتیبانی کرده ، ارتفاع خودرو را در حد استانداردش ثابت نگه داشته و ضربات جاده را نیز دفع می‌کند . فنرها که اغلب میله‌ها یا حلقه‌های فولادی انعطاف‌پذیری هستند، به شاسی و اتاق خودرو اجازه می‌دهند تا بدون اخلال در حرکت خودرو، دست‌اندازها را یکی پس از دیگری پشت سر بگذارد .
کمک فنر: در صورتی که خودرویی تنها مجهز به فنر باشد، زمانی که باری اضافه روی فنرها اعمال شود یا وسیله نقلیه با یک دست‌انداز روبرو شود، فنر با جمع شدن آن را جذب می‌کند، اما زمانی که یک فنر جمع می‌شود، مقداری انرژی در خود ذخیره می‌کند که برای تخلیه این انرژی، فنر باز شده و انرژی وارده را به شکلی غیر قابل کنترل رها می‌سازد و از آنجائی که فیزیک یک فنر با نوسان و ارتعاش آمیخته است پس از باز شدن دوباره جمع شده و سپس دوباره باز می‌شود و این حرکت تا زمان تخلیه کامل انرژی ادامه می‌یابد، البته هر بار با فرکانسی کمتر از بار قبل. این سیکل باعث جدا شدن چرخ از سطح جاده، خارج کردن کنترل خودرو از دست راننده و از بین بردن نرمی و راحتی سواری و ایجاد حالتی مشابه قایق سواری، می‌شود. آنچه این مشکل را حل می‌کند چیزی نیست جز کمک فنر؛ کمک فنری که در شرایط مناسب قرار داشته باشد به سیستم تعلیق اجازه می‌دهد تا نوسان به وجود آمده را به یک یا دو سیکل تقلیل داده، حرکت بیش از حد را تعدیل کرده و وزن وارد بر چرخها را در حالت تعادل و چسبیده به جاده قرار دهد. با کنترل فنر و حرکات سیستم تعلیق، اجزاء دیگر سیستم نظیر Tie Rod ها نیز در وضعیت درست خود فعالیت خواهند کرد و همین امر تنظیم چرخها را نیز به صورت ثابت در حالت صحیح خود، نگه می‌دارد.
کمک فنر عموما شامل یک پیستون با سوراخهای ریز می‌باشد که در درون یک استوانه حاوی سیال هیدرولیکی حرکت می‌کند که عبور تحت فشار سیال از سوراخها، منجر به حرکت ملایم پیستون در استوانه می‌شود .
انواع کمک‌فنرها عبارتند از: دو تیوپه، تک تیوپه، با مخزن بیرونی
دو تیوپه: در این مدل از کمک فنر که همان نوع بررسی شده در بالاست، یک تیوپ اصلی وجود دارد که پیستون در آن حرکت می‌کند و تیوپ دوم که تیوپ ذخیره نام دارد، در گرداگرد تیوپ اصلی قرار گرفته تا سیال مازاد را در خود جای دهد.
کمک‌های دو تیوپه انواع متنوعی دارند که برخی از لحاظ تکنولوژی منحصر به یک یا چند کارخانه بوده و دارای قیمتهای بالا و کارآییهای خاصی نیز هستند، اما انواع متداول آن به شرح زیر می باشند:
دو تیوپه گازی: گسترش کمک‌فنرهای گازی باعث ایجاد برتری عمده‌ای در رانندگی با خودروهای مجهز به این نوع کمک فنر شده است. این نوع از کمک فنر به مشکلات موجود در کنترل و هدایت خودروهایی که مجهز به شاسی و بدنه یکپارچه هستند یا فاصله چرخهایشان کم است یا نیاز به فشار بالای باد تایرها دارند، خاتمه بخشیده است. این کار تنها با افزودن مقداری گاز نیتروژن با فشار کم در تیوپ ذخیره انجام می‌گیرد. این در حالی است که تصور عامه بر این است که در کمک‌های گازی تنها از نوعی گاز استفاده می‌شود و از روغن خبری نیست . اما چنین نیست، در این نوع کمک فنر، گاز (نیتروژن) تنها حجم بسیار کمی از حجم مواد موجود در کمک را شامل می‌شود . فشار نیتروژن درون تیوپ ذخیره نیز بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ psi می‌باشد .
یکی دیگر از محاسن نیتروژن جلوگیری از ایجاد کف در کمک فنر است. این کف ( Foam ) که حاصل ترکیب شدن روغن با هوا (در کمک فنرهای دو تیوپه هیدرولیکی بجای نیتروژن ، هوا وجود دارد) است، قابل فشرده شدن می‌باشد، از اینرو باعث اخلال در کار کمک شده و نرمی و راحتی رانندگی را از بین می‌برد همچنین واکنشهای کمک فنر را با تاخیر مواجه می‌کند. در انواع گازی، نیتروژن تحت فشار قابلیت ترکیب شدن با روغن را دارا نیست. در صورتی هم که مقادیر کمی هوا در پروسه تولید یا در حین کارکرد کمک وارد آن شده باشد، به دلیل وجود فشار نیتروژن تنها به صورت حباب در روغن پخش می‌شود .
دیگر مزیت کمک فنرهای گازی، بازگشت جزئی آنها پس از فشرده شدن است، این امر که به دلیل بیشتر بودن سطح مقطع زیر پیستون نسبت به سطح بالای پیستون (به دلیل وجود میله) و وجود فشار بالای نیتروژن وارد بر سطح بزرگتر ( زیر پیستون) اتفاق می‌افتد، باعث بالا رفتن ضریب فنر شده و تا حدی از پایین رفتن سر خودرو هنگام ترمزگیری، پایین رفتن عقب خودرو در هنگام شتاب‌گیری و چپ شدن و انحراف خودرو جلوگیری می‌کند.
دو تیوپه هیدرولیکی: عینا مشابه نوع گازی می‌باشند، با این تفاوت که در آنها به جای نیتروژن تحت فشار کم، از هوا در فشار معمولی استفاده می‌شود که مشکلاتی نظیر ایجاد کف در آنها اجتناب‌ناپذیر است (نوع هیدرولیکی، نسل اول کمک فنرهای دو تیوپه محسوب می‌شوند که اکنون جای خود را به انواع گازی سپرده‌اند) .
دو تیوپه Foam Cell: در این نوع به جای اینکه اجازه داده شود گاز نیتروژن در تماس با سیال هیدرولیکی (روغن) قرار گیرد، سلولهایی از نیتروژن اشباع شده به کار می‌رود. این نوع نیز همانند نوع گازی، از ایجاد کف هوا و روغن جلوگیری می‌کند، اما در صورتی که در دماهای بسیار بالا قرار گیرد (کارکرد در جاده‌های با دست‌انداز بسیار زیاد در مدت زیاد) پس از سرد شدن دیگر کیفیت اولیه خود را باز نخواهد یافت.

یکی از اشکالات کمک‌های دو تیوپه، نداشتن قابلیت نصب شدن به صورت زاویه‌دار و یا سر و ته می‌باشد، این امر باعث می‌شود در مواردی که سازنده با کمبود جا مواجه است امکان استفاده از این نوع کمک را نداشته باشد، دیگر اشکال کمک‌های دو تیوپه نیز دفع نشدن کافی گرما به خارج می‌باشد، چرا که تیوپ ذخیره مانعی بر سر خروج گرمای تولیدی در پیستون بوده و گرما نیز باعث کاهش ویسکوزیته روغن می‌شود که این امر کارآیی کمک فنر را کاهش می‌دهد (این مشکل در نوع گازی کمتر به وجود می‌آید). کمک‌های دو تیوپه در اکثر خودروهای سواری، وانتها، SUV ها و کامیونهای سبک به کار می‌رود.
تک تیوپه: در این نوع از کمک فنر همانطور که از نامش پیداست، تیوپ ذخیره وجود ندارد. در درون تیوپ اصلی ۲ پیستون وجود دارد ؛ پیستون متحرک و پیستون جداکننده (معلق)، پیستون متحرک که به میله کمک فنر متصل است دقیقا مشابه انواع دو تیوپه عمل می‌کند، ‌اختلاف اصلی اینجاست که در این نوع از سوپاپ فشردگی خبری نیست و به جای آن یک پیستون جداکننده، محفظه حاوی روغن را از محفظه گاز جدا می‌کند، محفظه زیرین حاوی گاز با فشار ۳۶۰ psi می‌باشد . در حین کارکرد در سیکل بازشدن، هنگامی که فشاری بر پیستون متحرک وارد نشود، بر اثر فشار نیتروپن زیرین، بالا آمده و فضای خالی را پر می‌کند، در سیکل فشرده شدن نیز تحت فشار، پیستون پایین می‌رود تا کمک تا انتها فشرده شود.
این نوع کمک فنر قابلیت نصب در تمامی حالتها را داراست، همچنین به دلیل فشار بالای نیتروژن، بر خلاف دیگر انواع کمک فنر قابلیت ساپورت مقدار کمی از وزن خودرو را نیز دارد. در این نوع به دلیل نبود تیوپ ذخیره مشکل دفع حرارت تولیدی نیز وجود ندارد، در صورت بروز گرما نیز نه تنها کارآیی آن کاهش نمی‌یابد، بلکه در پی افزایش فشار نیتروژن (در اثر گرما) بهبود نیز می‌یابد. همچنین به دلیل نبود تماس بین روغن و گاز یا هوا مشکل تشکیل کف نیز وجود ندارد، اما عیب این نوع کمک فنر آسیب‌پذیری آن است چرا که به دلیل نبود تیوپ ذخیره، در صورت برخورد شیئی خارجی با پوسته کمک و ایجاد فرورفتگی، پیستون از حرکت باز می‌ماند. این نوع کمک فنر در بسیاری از خودروهای سواری، وانتها، SUV‌ها و کامیونهای سبک استفاده می‌شود، اما قیمت بالاتری نسبت به انواع تک تیوپه دارد .
با مخزن بیرونی: این نوع که بهترین نوع کمک فنر محسوب می‌شود، برای کارهای برجسته‌ای چون مسابقات اتومبیلرانی و موتورسیکلت‌رانی به کار می‌رود و قیمت بالایی نیز دارد. در این نوع، از یک کمک فنر تک تیوپه سبک و کوچک استفاده می‌شود که به وسیله یک لوله به مخزنی که در قسمتی جدای از کمک فنر واقع شده و حاوی سیال و گاز می‌باشد وصل می‌شود‌، درون مخزن یک پیستون جداکننده و یک سوپاپ فشردگی قرار دارد، از اینرو می‌توان این نوع را ترکیبی از دو نوع قبلی یعنی دوتیوپه و تک‌تیوپه دانست .
اشغال فضای کمتر در پشت چرخ، به دلیل پرتابل بودن مخزن دوم (در برخی موارد به تیوپ اصلی چسبانده شده، اما در اکثر موارد جدا می‌باشد)، خنک شدن بهتر و قابل تنظیم بودن، از مزایای این نوع کمک فنرها محسوب می‌شود

 

۵ نوع عمده فنر در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرد:
۱- فنر مارپیچ ( Coil Spring ) :
نوع معمول و شناخته شده فنر می‌باشد که یک میله پیچیده شده (حلقه شده) فولادی است، قطر و ارتفاع حلقه، قدرت و مقاومت فنر را تعیین می‌کند. افزایش قطر میله،‌ باعث افزایش قدرت فنر می‌شود، در حالیکه افزایش طول آن باعث افزایش انعطاف‌پذیریش خواهد شد .
مقدار وزنی که برای فشردن یک فنر مارپیچ به میزان یک اینچ لازم است را نرخ فنر ( Spring Rate ) می‌نامند . این مقدار برای اندازه‌گیری قدرت فنر استفاده می‌شود و می‌توان آنرا نرخ فشردگی فنر نیز اطلاق کرد. برای مثال اگر ۱۰۰ پوند وزن لازم باشد تا فنری با حلقه‌های مساوی در ارتفاع یک اینچ فشرده شود‌، برای اینکه همین فنر ۲ اینچ فشرده شود نیاز به ۲۰۰ پوند وزن می‌باشد، اما این فرمول فقط برای فنرهایی صادق است که فشردگی حلقه‌های یکسانی دارند. در فنرهای پیشرفته (Progressive Springs)، یک فنر دارای نرخ‌های مختلف در نقاط مختلفش می‌باشد. این فنرها به دو روش ساخته می‌شوند. در روش اول ،‌ فنر در قسمتهای مختلف از ارتفاعش، دارای ضخامتهای مختلفی است و در نوع دوم که نوع متداولتری است، فشردگی فنر در قسمتهای بالاتر بیشتر است . اصولا فنرهای چند نرخی باعث می‌شوند تا در زمان خالی بودن خودرو، قسمتی که دارای نرخ کمتری است، وارد عمل شده و سواری نرمتری را فراهم کند و در هنگام اعمال وزن نیز قسمت با نرخ بالا وارد عمل شده و حمایت و کنترل بهتری را برای وسیله نقلیه فراهم می‌سازد .
محاسن: فنرهای مارپیچ به هیچ تنظیمی نیاز نداشته و اکثرا بدون خرابی می‌باشند.
معایب: این نوع فنرها از لحاظ تحمل وزن محدودیت داشته همچنین احتمال ضعیف شدنشان هم وجود دارد که این امر باعث بر هم خوردن تنظیم هندسی و ارتفاع خودرو و فرسودگی تایرها و دیگر قطعات خودرو می‌شود. با اندازه‌گیری ارتفاع خودرو و مقایسه آن با میزان مشخص شده، می‌توان از ضعیف شدن فنرها آگاه شد .
موارد مصرف: این نوع فنر، در اغلب خودروهای سواری امروزی استفاده می‌شود.
۲- فنر تخت ( Leaf Spring ) :
فنرهای تخت که در دو نوع تک ورقی و چند ورقی عرضه می‌شوند، این فنرها مانند فنرهای مارپیچ برای جذب ضربه جمع نمی‌شوند، بلکه خم می‌شوند. نوع چند ورق شامل چند صفحه فولادی انعطاف‌پذیر با طولهای مختلف می‌باشد که روی یکدیگر قرار گرفته‌اند و در مواجهه با ضربات جاده خم شده و روی یکدیگر می‌لغزند. در نوع تک ورق نیز که عمدتا از نوع باریک شونده می‌باشد، تنها یک ورق فنری که در وسط کلفت‌تر از طرفین می‌باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد،‌ این نوع از فنرهای تخت عمدتا از کامپوزیتها ساخته می‌شوند، اما نوع فولادی آنها نیز یافت می‌شود. فنرهای تخت عمدتا به صورت مجزا برای هر چرخ استفاده می‌شوند که در طول خودرو و در زیر هر چرخ نصب می‌شوند، اما برخی کارخانجات نیز، از نوع متقاطع (ضربدری) آن برای هر دو چرخ استفاده می‌کنند. فنرهای تخت به وسیله یک رابط U شکل به اکسل خودرو متصل می‌شوند و از دو طرف نیز به شاسی وصل می‌شوند.
محاسن: این نوع از فنرها توانایی ساپورت وزنهای زیاد را دارا بوده و سواری نرمتری را برای خودروهای سنگین به ارمغان می‌آورند.
معایب: نیاز به جای زیاد، وجود اصطکاک بین ورقه‌های فنر و ایجاد صدای ناشی از لغزش فنرها روی یکدیگر (با نصب ورقهای پلاستیکی بین ورقه‌های فنر قابل حل است) و همچنین نیاز به سرویس و نگهداری از معایب این فنرها محسوب می‌شود.
موارد مصرف: این نوع از فنرها بیشتر در خودروهای سنگین، وانت بارها، برخی SUVها (‌در مورد وانتها و SUVهای جدید فقط برای چرخهای عقب استفاده می‌شود) و حتی برخی خودروهای سواری قدیمی نظیر پیکان دیده می‌شود.. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.
3- فنر هوایی (Air Spring) :

نوع دیگری از فنرها می‌باشد که در حال رواج یافتن می‌باشند. فنر هوا یک سیلندر لاستیکی است که با هوای فشرده پر شده و پیستونی که به اتصالات پایین چرخ متصل است با حرکت خود در این سیلندر باعث فشردگی هوا و ایجاد حالت فنریت خواهد شد. اگر میزان وزن خودرو تغییر کند نیز یک والو در بالای سیلندر هوا باز شده تا به مقدار هوای داخل سیلندر بیفزاید (یک کمپرسور این هوا را تامین می‌کند) و این امر باعث خواهد شد تا خودرو با وجود افزایش بار وارده، در ارتفاع ثابت خود باقی بماند.
محاسن: نرمی بسیار بالا مانند غوطه‌وری در هوا
معایب: پیچیدگی سیستم و قیمت بالای آن
موارد مصرف: برای خودروهای سواری، وانت‌ها و کامیونهای سبک در حال رایج شدن می‌باشد.

موارد مصرف: اولین بار روی خودروهای مینی استفاده شد، اما هم‌اکنون در کمتر خودرویی به کار می‌رود و تنها برای دوچرخه‌ها و موتورهای مسابقه و صخره‌نوردی استفاده می‌شود.
در آخر برای نمونه به مرور سیستم تعلیق برخی خودروها می‌پردازیم:
سیستم تعلیق اکسور (کامیون تولید کارخانه ایران خودرو):
جلو: فنر پارابولیک (۲ لایه)+میل موج گیر+کمک فنر
عقب : فنر بادی+میل موج گیر+کمک فنر
سیستم تعلیق سمند سریر:
جلو: MC PHERSON دوچرخ مستقل – فنرلوله ای – کمک فنر هیدرولیکی
عقب : چرخها نیمه مستقل – کمک فنرهیدرولیکی
سیستم تعلیق پژو ۴۰۵ استیشن:
جلو: فنر مارپیچی با میله Anti roll ، چرخهای مستقل با دو کمک فنر هیدرولیکی - تلسکوپی
عقب: میله پیچشی با میله Anti roll (بسته به سیستم انتقال نیرو)، چرخهای مستقل با دو کمک فنر هیدرولیکی - تلسکوپی
سیستم تعلیق پژو ۲۰۶:
تعلیق جلو: مستقل از نوع مک فرسون با فنر پیچشی

 فنر شمشی یا برگه ای:

بیشتر در خودرو های سنگین و سواری مثل پیکان و اریا که اکسل ان ها یک پارچه است در جهت طولی نصب میشود و مقداری از وزن را تحمل می نماید برای زیاد کردن نیروی فنر از چند شمش که روی هم بسته می شوند استفاده می کنند البته تعداد شمش ها تابع نیروی است که به محور جلو یا عقب خودرو وارد می شود بزرگترین فنر را شاه فنر گویند که دو سر ان قوس بیشتری دارند از این رو برای بستن ان ها روی هم باید نیروی زیاد تری مصرف کرد و توسط یک پیچ و مهره بلندی به نام سنتر بولت یعنی پیچ وسط و بست ها یا گیره های مخصوص در طرفین مهار می شوند برای نصب این نوع فنرها در قسمت جلو به شاسی از طریق قامه فنر و یک پیچ و مهره و بوش قامه فنر که از جنس برنج است استفاده می شود و در طرف دیگر توسط گوشواره به رام وصل می گردد برای جلوگیری از سایش اتصالات گریس کاری می شوند وظیفه گوشواره این است که امکان تغییر طول فنر در اثر نوسانات خودرو را فراهم می کند بین لایه های فنر ها فیلمی از روغن گرافیت قرار می دهند تا لایه ها به راحتی بتوانند روی هم بلغزند و خاصیت نوسان گیری ان زیاد شود و همچنین از زنگ زدگی فنر ها جلوگیری می شود اخیرا به جای گریس با گذاشتن ورقه های مخصوص از جنس پلاستیک بین لایه های فنرها این کار را انجام می دهند .

 فنر پیچشی:

 این نوع فنر معمول ا با پیچش حول محور طولشان تغییر فرم می دهد و به شکل میله یا تسمه ای هستند در خودروهایی مثل فولکس واگن کاربرد دارند به این صورت است که فنر داخل یک پوسته ای یاتاقان شده که از یک طرف به کمک هزار خاری محکم می شود و از طرف دیگر به کمک اهرمی به چرخ متصل و نهایتا موجب پیچش فنر میگردد فنرهای جلوی فولکس واگن به شکل تسمه ای هستند که داخل دو پوسته محکم شده اند و این فنرها در جهت عرضی خودرو قرار گرفته اند ولی میتوان ان ها را در جهت طولی هم به کار برد .

کاربرد فنر پیچشی : الف : به صورت فنر بندی عادی در خودروها استفاده میشود. ب: از این فنرها برای اهرم های طولی و عرضی وپانارد و ضد غلتش استفاده می کنند اهرم ضد غلتش که به غلط به ان موج گیر می گویند وقتی که خودرو در حال پیچیدن است در اثر نیروی گریز از مرکز چرخ های خارج پیچ به فرو رفتن در زمین و چرخ های داخل پیچ به بلند شدن از زمین متمایل می شوند یک سر میله ضد غلتش به یک طبق و سر دیگر ان با میله ی قابل تنظیمی بر طبق دیگر وصل می شود وسط میله به وسیله ی بوش به زیر شاسی طوری وصل می شود که امکان چرخش را به ان بدهد وقتی که چرخ پیچ از روی زمین بلند می شود در این میله انرژی پتانسیل ذخیره می شود و با برخاستن میله مخالفت میکند این نیروی بالا برنده که باعث مقاومت پیچشی در میله ی ضد غلتش می شود در سر دیگر ان نیروی پایین اورنده تولید می کند و بدنه را که تمایل نزدیک شدن به زمین را دارد از زمین بلند می کند از معایب فنر پیچشی این است که برای نرم عمل کردن فنر باید طول فنر بلند انتخاب شود لذا گشتاور زیادی در تکیه گاه فنر ایجاد می شود و به کف سازی نیرومندی نیاز است .

فنر پنوماتیکی:

از خاصیت تراکم پذیری هوا و گازها ی دیگر به جای فنر در تعلیق خودروها استفاده می شود این روش که بیشتر در خودروهای سنگین و گاهی هم در خودروهای سبک کاربرد دارد دارای نرمش خوبی است دستگاه فنر هوایی از کمپرسور و محفظه با کیسه هوایی و لوله های انتقال هوا و رگلاتور تنظیم فشار تشکیل شده است .

طرز کار این سیستم به این شرح میباشد که اهرم متصل به شاسی نسبت به ارتفاع ان بالا و پایین می رود با حرکت اهرم رگلاتور به بالا یا پایین سوپاپ های رگلاتور باز و بسته می شود با حرکت اهرم سوپاپ ورودی باز شده هوای فشرده از مجرا به کیسه های فنر ارسال می شود وقتی که اهرم در جهت مخالف حرکت کند سوپاپ ورودی بسته و سوپاپ خروجی باز می شود در این موقع باد کیسه فنر تا حدی خالی می شود که اهرم در حالت وسط قرار بگیرد بنابراین نسبت به افزایش بار خودرو فشار باد در کیسه های هوایی زیاد می شود و با کاهش بار فشار هوای فنر کاهش پیدا می کند با این وصف می توان فنرهای هوایی را نوع ایدال دانست زیرا در حالت سبک بودن شاسی فنر نرم است و در حالت سنگین بودن مانند فنر سخت عمل میکند برای اندازگیری فشار موثر باد فنرها از رگلاتور تنظیم فشار استفاده می کنند رگلاتور روی شاسی بسته شده اهرم ان به محور خودرو وصل می شود با افزایش بار خودرو شاسی به طرف محور چرخ نزدیک می شود در این حالت شیر هوای فشرده به کیسه باز می شود تا ارتفاع مجازی که رگلاتور را تنظیم کرده اند شاسی را بالا ببرد وقتی شاسی به اندازه ای لازم بالا رفت رگلاتور شیر را می بندد در هنگام خالی شدن باد خودرو شاسی از محور چرخ دور می شود در این اهرم شیر دیگری را باز کرده مقداری از هوای کیسه ی فنر را به خارج باز میکند

مزایای کمک فنرهای گازی نسبت به فنرهای حلزونی متداول و معمولی

-یک کمک فنر گازی دارای یک کندی و نرمی ذاتی است درحالیکه فنر معمولی سریع و تند عمل می کند و احتمال آسیب به فرد یا وسیله را تشدید می نماید.
2-
کمک فنر گازی دارای قفل و بست محکمتری نسبت به فنر معمولی بوده و استحکام آن بیشتر است.
3-
کمک فنر گازی تا20 سال وظیفه ی خود را مانند روز اول انجام میدهد ولی فنر معمولی روزبه روز ضعیفتر می شود.
4-
یک کمک فنر گازی ضد زنگ و ضد خوردگی است.
5-
کمک فنر گازی  ایمن است و استفاده از آن بسیار ساده می باشد.
6-
کمک فنر گازی  "خود کنترل" و کامل است و به قطعه ی دیگری محتاج نیست.

 آینده سیستم های تعلیق


در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.
 

 

Bose® Suspension Front Module

چگونه کار می کند؟ سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.
متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال 2009 میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند.

موضوعات

صفحات