سیستم تعلیق دابل ویشبون - اجزا و عملکرد
سیستم تعلیق دابل ویشبون (Double Wishbone Suspension) یکی از مهمترین انواع سیستمهای تعلیق خودرو است که در بسیاری از خودروهای سواری و اسپرت به کار گرفته میشود. این سیستم به دلیل طراحی مخصوص و خواص عملکردی خود، کنترل بهتر خودرو را در پیچها، کاهش نوسانات بدنه و ارتقاء راحتی رانندگی فراهم میکند. در این مقاله با جزئیات، اجزا، نحوه عملکرد و مزایای سیستم تعلیق دابل ویشبون آشنا خواهیم شد.
مقدمهای بر سیستم تعلیق دابل ویشبون
سیستم تعلیق دابل ویشبون که گاهی به آن «سیستم تعلیق بازویی دوبل» نیز گفته میشود، شامل دو بازوی کنترل مستقل است که هر کدام به شکل بازویی (Wishbone) طراحی شدهاند. این دو بازو معمولاً به صورت مثلثی شکل بوده و به چرخ اتصال دارند. جذابیت اصلی این سیستم در این است که بازوهای بالا و پایین میتوانند به صورت مستقل حرکت کنند و به این ترتیب این امکان به وجود میآید که تغییرات زاویه چرخ نسبت به بدنه خودرو به حداقل برسد.
اجزای سیستم تعلیق دابل ویشبون
هر سیستم تعلیق دابل ویشبون اغلب از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:
1. بازوی بالایی (Upper Control Arm)
این بازوی مثلثی شکل در بالای چرخ نصب میشود و بین شاسی خودرو و سیستم چرخ قرار دارد. بازوی بالایی باعث نگه داشتن چرخ در محل خود شده و کنترل حرکت آن را در مسیر عمودی و افقی تسهیل میکند.
2. بازوی پایینی (Lower Control Arm)
بازوی پایینی نزدیک به سطح جاده قرار دارد و مانند بازوی بالایی وظیفه کنترل حرکت چرخ را دارد. این بازو اغلب بزرگتر و مقاومتر ساخته میشود زیرا نیروهای بیشتری را تحمل میکند.
3. مفصل توپی (Ball Joint)
یکی از کلیدیترین اجزای سیستم، مفصل توپی است که بازوهای کنترل را به دو قسمت از بدنه و چرخ متصل میکند. این مفصل امکان حرکت آزادی را در جهتهای مختلف فراهم میکند.
4. فنر و کمکفنر (Spring & Shock Absorber)
سیستم تعلیق دابل ویشبون معمولاً با فنر مارپیچ و کمکفنر تکمیل میشود. فنر وظیفه حفظ ارتفاع خودرو و جذب نوسانات جاده را دارد و کمکفنر با کنترل سرعت حرکت فنر از نوسانات بیش از حد جلوگیری میکند.
5. محور چرخ (Spindle/Knuckle)
محور چرخ که چرخ به آن متصل است، معمولا به بازوهای بالا و پایین از طریق مفاصل توپی وصل شده و امکان چرخش چرخ به طرفین برای فرماندهی را فراهم میکند.
نحوه عملکرد سیستم تعلیق دابل ویشبون
عملکرد اصلی سیستم تعلیق دابل ویشبون کنترل حرکتهای عمودی چرخ و پایداری زاویه چرخ به منظور حفظ تماس بهینه تایر با سطح زمین است. در ادامه به بررسی دقیق نحوه عملکرد این سیستم میپردازیم:
کنترل حرکت عمودی
هر بازوی کنترل (بالایی و پایینی) به وسیله مفاصل توپی قادر به حرکت مستقل است. وقتی چرخ بر اثر ناهمواریها به بالا و پایین حرکت میکند، بازوها ضمن حفظ موقعیت چرخ، آن را به صورت عمودی کنترل میکنند. به عنوان مثال در عبور از یک دستانداز، فنر و کمکفنر حرکت عمودی چرخ را کنترل کرده و بازوهای کنترل اجازه میدهند چرخ به شکلی هموار حرکت کند.
کنترل زاویه چرخ (Camber and Caster)
یکی از ویژگیهای مهم سیستم تعلیق دابل ویشبون قابلیت تنظیم دقیق زاویههای چرخ از جمله کامبر (Camber) و کاستر (Caster) است. هنگام حرکت چرخ به سمت بالا یا پایین، این سیستم به گونهای طراحی شده که چرخ کمی به سمت داخل یا خارج متمایل میشود که باعث حفظ تماس بیشتر تایر با زمین و بهبود چسبندگی در پیچها میشود. این عملکرد باعث میشود خودرو در پیچها پایداری و کنترل بهتری داشته باشد.
اثر توپولوژی بازوها
بازوهای بالایی و پایینی به طور معمول به صورت مثلثی (بازویی) نصب شدهاند، شکل مثلثی این بازوها امکان توزیع بهتر نیروهای ناشی از ضربه و فشار را فراهم میکند، همچنین باعث کاهش وزن و افزایش دوام میشود. طراحی بازوها بر اساس طول و زاویه نصب آنها، بر هندسه چرخ و در نتیجه هندلینگ خودرو تأثیر بسزایی دارد.
مزایای سیستم تعلیق دابل ویشبون
سیستم دابل ویشبون در مقایسه با دیگر سیستمهای تعلیق مانند مکفرسون یا تعلیق بازویی ساده، مزایای متعددی دارد:
1. کنترل بهتر هندسه چرخ
به دلیل طراحی دو بازویی، تغییرات زاویه کامبر و تنظیمات دیگر بهتر تحت کنترل است. این مسئله منجر به چسبندگی بهتر تایرها در مسیرهای پیچدار و کاهش سایش ناخواسته تایر میشود.
2. بهبود راحتی رانندگی
حرکت مستقل بازوها باعث جذب بهتر ناهمواریهای مسیر شده و لرزشهای منتقل شده به کابین را کاهش میدهد. این موضوع بخصوص در خودروهای لوکس و اسپرت اهمیت بالایی دارد.
3. قابلیت تنظیم بالا
سیستم دابل ویشبون امکان تنظیم دقیق زوایای چرخ، ارتفاع خودرو، و سختی فنرها را فراهم میکند که برای اهداف اسپرت و مسابقهای بسیار حیاتی است.
4. دوام و استحکام بیشتر
بازوهای مثلثی شکل و مفاصل توپی با کیفیت بالا، تحمل نیروهای وارده در شرایط سخت را افزایش میدهند که منجر به افزایش طول عمر سیستم تعلیق میگردد.
معایب و محدودیتهای سیستم دابل ویشبون
با وجود مزایای بیشمار، سیستم دابل ویشبون دارای محدودیتهایی نیز هست که عبارتند از:
- پیچیدگی ساختاری: طراحی و نصب بازوهای متعدد، فضای بیشتری نسبت به سیستمهای سادهتر نیاز دارد که در خودروهای جمع و جور ممکن است مشکلساز باشد.
- هزینه تولید و نگهداری بالا: تعداد قطعات بیشتر و نیاز به مفاصل توپی با کیفیت باعث افزایش هزینههای تولید و تعمیر این سیستم میشود.
- وزن بیشتر: نسبت به سیستمهای مکفرسون، وزن کلی بیشتری دارد که ممکن است در خودروهای کوچک ناخواسته محسوب شود.
کاربردهای سیستم تعلیق دابل ویشبون در صنعت خودرو
سیستم دابل ویشبون بهخصوص در خودروهایی که نیاز به هندلینگ دقیق و عملکرد بالا دارند، مانند خودروهای مسابقهای، اسپرت و لوکس، بسیار استفاده میشود. برای مثال:
- BMW سری 3 و 5: اغلب مدلهای جدید به خصوص در محور جلو از سیستم دابل ویشبون استفاده میکنند.
- Toyota Supra: سیستم تعلیق عقب دابل ویشبون برای بهبود فرمانپذیری و کنترل بهتر خودرو به کار گرفته شده است.
- خودروهای مسابقهای فرمولا 1: سیستم دابل ویشبون با تغییرات دقیق هندسه، نقش مهمی در عملکرد خودرو دارد.
نتیجهگیری
سیستم تعلیق دابل ویشبون یکی از پیشرفتهترین طراحیهای تعلیق خودرو به شمار میرود که با اجزای دقیق و عملکرد بهینه، باعث بهبود هندلینگ، راحتی و ایمنی رانندگی میشود. این سیستم البته محدودیتهایی از نظر فضا و هزینه دارد، اما برای خودروهای پیشرفته و اسپرت انتخاب اول مهندسان است. آشنایی با ساختار و عملکرد سیستم دابل ویشبون به درک بهتر مهندسی خودرو و تصمیمگیری دقیق در زمینه تعمیر و نگهداری کمک میکند.