اجزای سیستم تعلیق - کمک فنرها
سیستم تعلیق خودرو یکی از مهمترین بخشهای مکانیکی است که به راحتی، ایمنی و پایداری خودرو در سطح جاده کمک میکند. در این مقاله به طور جامع به معرفی اجزای کلیدی سیستم تعلیق به ویژه کمک فنرها پرداخته و نقش فنی آنها را در کنترل حرکت خودرو تشریح خواهیم کرد.
معرفی کلی سیستم تعلیق
سیستم تعلیق مجموعهای از قطعات مکانیکی است که بین شاسی و چرخها قرار میگیرد. وظایف اصلی این سیستم شامل جذب شوکهای جاده، حفظ تماس چرخها با سطح زمین، افزایش کنترل خودرو و بهبود کیفیت رانندگی است. از اجزای مهم در این سیستم میتوان به فنرها، کمک فنرها، اتصالات، محور تعلیق و ضربهگیر اشاره کرد.
اجزای اصلی سیستم تعلیق
- فنرها: فنرهای مارپیچی، تیغهای یا بادی که انرژی ضربهها را جذب و ذخیره میکنند.
- کمک فنرها: وظیفه کنترل حرکت فنر را دارند تا ارتعاشات به نحو مطلوب کاسته شود.
- بازوها و اتصالات (Linkages): قطعاتی که چرخها را به بدنه خودرو متصل میکنند و حرکتهای تعریف شده را امکانپذیر میکنند.
- ضربهگیر: برخی مدلها ضربهگیر مستقل دارند که بر کاهش لرزشها اثرگذار است.
کمک فنرها: قلب کنترلی سیستم تعلیق
کمک فنر یا شوک آبزوربر یکی از اجزای حیاتی سیستم تعلیق است که هدف اصلی آن مهار حرکت ناگهانی فنر است و باعث تثبیت خودرو میشود. بدون کمک فنرها، فنر تنها قادر به جذب شوک است اما کنترل حرکات ارتعاشی و نوسانات به خوبی انجام نشده و کیفیت سواری کاهش مییابد.
ساختار و نحوه عملکرد کمک فنر
کمک فنر معمولا از یک سیلندر فلزی پر شده با روغن هیدرولیکی یا گاز تشکیل شده است که درون آن یک پیستون متصل به محور کمک فنر حرکت میکند. هنگام حرکت ناگهانی سیستم تعلیق (مانند عبور از دستانداز یا چاله)، کمک فنر به دو صورت عمل میکند:
- مقاومت در برابر فشار: وقتی فنر فشرده میشود، کمک فنر روغن را از دریچههایی عبور میدهد که سبب مقاومت در برابر حرکت تند فنر میشود.
- کنترل بازگشت: هنگامی که فنر باز میشود، کمک فنر سرعت بیرون آمدن فنر را کنترل کرده تا ارتعاش باقیمانده حذف شود.
این عملکرد دوگانه از نوسانهای مکرر فنر جلوگیری و سبب رانندگی نرمتر و ایمنتر میگردد.
انواع کمک فنرها
کمک فنرها با توجه به کاربرد، طراحی مکانیکی و تکنولوژی مورد استفاده به چند دسته تقسیم میشوند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند:
1. کمک فنر روغنی (هیدرولیک)
این نوع کمک فنر متداولترین نوع در خودروهاست. قالبا یک سیلندر پر از روغن دارد که پیستون درون آن حرکت میکند. هنگامی که فنر فشرده میشود، روغن از دریچههای ریز داخل کمک عبور میکند و مقاومت ایجاد میکند.
ویژگیها: ساختار ساده، هزینه کمتر، اما حساس به نشت روغن و تغییر عملکرد در دماهای مختلف.
2. کمک فنر گازی
در این مدل، علاوه بر روغن، یک مخزن گاز نیتروژن فشار بالا وجود دارد که از ایجاد حباب هوا در روغن جلوگیری میکند. این موضوع موجب بهبود عملکرد کمک فنر در حرکات سریع و کاهش کف کردن روغن میگردد.
مزایا: پاسخ سریعتر به نوسانات، عمر طولانیتر و عملکرد بهتر در شرایط سخت.
3. کمک فنرهای تنظیمی و الکترونیکی
با پیشرفت تکنولوژی، کمک فنرهای الکترونیکی به وجود آمدهاند که میتوانند سختی و نرمی خود را متناسب با شرایط رانندگی و فرماندهی ECU خودرو تغییر دهند. این نوع در خودروهای لوکس و اسپرت دیده میشود و موجب افزایش ایمنی و комфорт میگردد.
نقش کمک فنر در ایمنی و راحتی رانندگی
کمک فنرها با کنترل حرکت فنر و حفظ تماس چرخها با جاده، ضمن کاهش تکانهای بدنه خودرو، نقش مهمی در بهبود عملکرد ترمزگیری، فرمانپذیری و پایداری دینامیکی ایفا میکنند.
جلوگیری از رفتارهای ناپایدار خودرو
بدون کمک فنر، فنر به صورت بدون کنترل بالا و پایین حرکت میکند که این موضوع منجر به:
- از دست رفتن تماس چرخها با زمین در دستاندازها
- حرکت بیش از حد بدنه (Roll) در پیچها
- افزایش طول مسافت ترمز
- کاهش کنترل سرپیچها و شیبها
کمک فنر با جذب این حرکات ناخواسته، سطح ایمنی را افزایش میدهد.
راحتی سرنشینان
کمک فنرها باعث کاهش ارتعاشات و لرزشهای ناشی از ناهمواریهای سطح جاده شده و در نتیجه سواری نرمتر و راحتتری را برای سرنشینان فراهم میکنند. برای نمونه در خودروهای سواری لوکس، کمک فنرهای گازی و الکترونیکی به گونهای طراحی شدهاند که واکنش مناسب به هر نوع دستانداز دارند و لرزشهای زیاد بدنه را به حداقل میرسانند.
عوامل تأثیرگذار بر عملکرد کمک فنر
عملکرد کمک فنرها بستگی به چند فاکتور کلیدی دارد که شناخت این موارد میتواند در نگهداری بهتر و انتخاب صحیح کمک فنر مؤثر باشد:
1. کیفیت روغن کمک فنر
روغن داخل کمک فنر باید ویسکوزیته مناسب داشته باشد تا بتواند جریان خوبی از دریچهها عبور کند و مقاومت مورد نیاز را ایجاد کند. تغییر ویسکوزیته در اثر افزایش دما باعث تغییر در پاسخ کمک فنر میشود.
2. دیافراگمهای دریچهای (Valves)
دریچههای کوچک داخل کمک فنر، محل عبور روغن را کنترل میکنند. شکل، اندازه و تعداد این دریچهها روی میزان مقاومت و زمان پاسخ کمک فنر تأثیرگذار است.
3. شرایط محیطی و حرارتی
دمای محیط میتواند ویسکوزیته روغن را تغییر دهد و باعث نرم یا سفت شدن عملکرد کمک فنر شود. همچنین گرمای ناشی از حرکتهای مکرر، عملکرد قطعات داخلی را تحت تأثیر قرار میدهد.
4. ساییدگی و نشت روغن
پس از مدتی استفاده، آببندی کمک فنر ممکن است آسیب ببیند و روغن نشت کند. این امر عملکرد damping را کاهش داده و در نتیجه سیستم تعلیق توانایی کنترل ارتعاشات را از دست میدهد.
نحوه نگهداری و تست کمک فنر خودرو
برای حفظ کیفیت عملکرد کمک فنر، بازرسی و نگهداری دورهای ضروری است. در ادامه روشهای تشخیص خرابی کمک فنر و نکات مهم نگهداری بیان میشود:
روشهای تست ساده و کاربردی
- تست لگد زدن خودرو: با فشار دادن دستی روی کاپوت یا صندوق عقب خودرو و رها کردن سریع، مشاهده میشود که خودرو چند بار حرکت نوسانی انجام میدهد. اگر بیشتر از دو بار باشد، کمک فنرها نیاز به تعویض دارند.
- بررسی نشت روغن: وجود لکه روغن روی بدنه کمک فنر نشاندهنده خرابی واشرهاست.
- تفاوت رانندگی: اگر خودرو در پیچها بیش از حد به پهلو متمایل شود یا در دستاندازها ضربه زیادی احساس شود، این علائم آسیب در کمک فنرها است.
نکات مهم در نگهداری
- از تردد مکرر در جادههای بسیار ناهموار خودداری کنید.
- کابین خودرو را به طور منظم تمیز کنید تا از ورود گرد و خاک به بخشهای متحرک جلوگیری شود.
- کمک فنرها را در بازههای زمانی مشخص و یا پس از طی کیلومترهای معین تعویض نمایید.
- همواره کمک فنرهای با کیفیت و مناسب مدل خودرو انتخاب و نصب کنید.
نمونههای کاربردی و مقایسه کمک فنر در خودروها
برای درک بهتر اهمیت و نحوه عملکرد کمک فنرها، بررسی چند مثال واقعی از خودروهای مختلف مفید است:
خودروی سواری شهری – تویوتا کرولا
تویوتا کرولا با کمک فنرهای روغنی استاندارد عرضه میشود که مناسب رانندگی شهری است. این کمک فنرها صدمه کمتری به سواری وارد میکنند و با تمرکز بر راحتی و دوام طراحی شدهاند. پیچیدگی سیستم ساده است و هزینه نگهداری پایین دارند.
خودروی شاسی بلند – تویوتا پرادو
در این خودروها کمک فنرهای گازی و روغنی از نوع دو مرحله ای (Twin-Tube) استفاده میشود که علاوه بر جذب شوکهای شدید جاده، پایداری و کنترل در خارج از جاده را فراهم میآورند.
خودروی اسپرت – ب ام و سری 3
این خودروها معمولا کمک فنرهای الکترونیکی مجهز به سیستمهایی مثل Adaptive M Suspension دارند که با استفاده از حسگرهای مختلف، سختی کمک فنر را در لحظه تنظیم میکنند. این امر باعث عملکرد بهتر در پیچها و راحتی بیشتر میشود.
نتیجهگیری
کمک فنرها بخش کلیدی سیستم تعلیق خودرو هستند که با کنترل حرکت فنرها و جذب شوکهای جاده، نقش مهمی در ایجاد رانندگی ایمن، پایدار و راحت دارند. انتخاب نوع مناسب کمک فنر و نگهداری صحیح آنها از الزامات مهم برای ارتقای عملکرد خودرو به شمار میآید.
در نهایت، آگاهی از ساختار، عملکرد و نحوه نگهداری کمک فنرها به هر رانندهای کمک میکند تا با شرایط بهتری با خودرو خود تعامل داشته باشد و طول عمر سیستم تعلیق خود را افزایش دهد.