سیستم تعلیق ماشین چگونه کار می‌کند؟

با این حال که بیشتر مردم کمی در مورد چرخ‌ها، سیستم‌های فرمان و ترمز خودروهای خود می‌دانند، بسیاری از آن‌ها نمی‌دانند که سیستم تعلیق ماشین چیست؟ یا چگونه کار می‌کند؟
آیا به دنبال این هستید که بفهمید سیستم تعلیق خودروی شما چیست؟ و دقیقاً چه کار می‌کند؟
بیایید با هم نگاه دقیق‌تری بیندازیم.
وقتی مردم به عملکرد خودرو فکر می‌کنند، معمولاً به اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا 60 فکر می‌کنند. اما اگر راننده نتواند ماشین را کنترل کند، تمام نیروی تولید شده توسط یک موتور پیستونی بی‌فایده است. به همین دلیل مهندسان خودرو تقریباً به محض تسلط بر موتور احتراق داخلی چهار زمانه توجه خود را به سیستم تعلیق معطوف کردند.

سیستم تعلیق خودرو چیست؟

به طور خلاصه، سیستم تعلیق خودروی شما یک شبکه محافظ از اجزای ضربه‌گیر مانند فنرها و دمپرها است. سیستم تعلیق ماشین با جذب انرژی ناشی از دست اندازه‌های مختلف جاده و سایر ضربه‌های جنبشی به اطمینان از ایمن و روان بودن رانندگی شما کمک می‌کند. علاوه بر این، با افزایش اصطکاک لاستیک‌ها، به لاستیک‌های شما کمک می‌کند تا با جاده در تماس باشند.
وظیفه سیستم تعلیق خودرو به حداکثر رساندن اصطکاک بین لاستیک‌ها 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 سال‌ها و طراحی سیستم تعلیق در آینده را بررسی خواهیم کرد.
تعلیق ماشین خود را به عنوان نوعی کالسکه در نظر بگیرید که کابین اصلی خودرو روی آن قرار دارد. کابین شما راحت‌تر شده است زیرا روی سیستم تعلیق قرار دارد که به چرخ‌های خودرو متصل است. خودرو و کابین آن در برابر ضربه‌هایی که هنگام رانندگی حتی در جاده‌های آسفالت شده معمول است، عایق هستند.
اگر جاده‌ای کاملاً صاف و بدون بی‌نظمی بود، نیازی به تعلیق نبود. اما جاده‌ها از هموار بودن فاصله زیادی دارند. حتی بزرگراه‌های تازه آسفالت‌ شده دارای نواقص ظریفی هستند که می‌توانند با چرخ‌های خودرو تعامل داشته باشند. این عیوب است که به چرخ‌ها نیرو وارد می‌کند. طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها هم قدر و هم جهت دارند. یک دست‌انداز در جاده باعث می‌شود 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 می‌کند یا یک لکه کوچک. در هر صورت، چرخ خودرو هنگام عبور از یک نقص شتاب عمودی را تجربه می‌کند.

(قسمت‌های تعلیق شامل فنرها، دمپرها و میله‌های تاب است.)

بدون ساختار مداخله‌ای، تمام انرژی عمودی چرخ به قاب منتقل می‌شود که در یک جهت حرکت می‌کند. در چنین شرایطی، لاستیک‌ها می‌توانند به طور کامل تماس خود را با جاده قطع کنند. سپس، تحت نیروی گرانش رو به پایین، لاستیک‌ها می‌توانند دوباره به سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید سیستمی است که انرژی چرخ شتاب عمودی را جذب کرده و به بدنه اجازه می‌دهد بدون مزاحمت حرکت کنند در حالی که لاستیک‌ها برآمدگی‌های جاده را دنبال می‌کنند.
مطالعه نیروهایی که روی یک خودروی متحرک کار می‌کنند، دینامیک وسیله نقلیه نامیده می‌شود، و شما باید برخی از این مفاهیم را درک کنید تا بفهمید که چرا سیستم تعلیق در وهله اول ضروری است. اکثر مهندسان خودرو دینامیک یک خودروی متحرک را از دو منظر در نظر می‌گیرند:
سواری: توانایی ماشین برای هموارسازی یک جاده پر دست‌انداز:
هندلینگ: توانایی خودرو برای شتاب گیری ایمن، ترمز گیری و پیچیدن
این دو ویژگی را می‌توان در سه اصل مهم بیشتر توصیف کرد. جداسازی جاده، نگه داشتن جاده و پیچیدن. سیستم تعلیق یک خودرو با اجزای مختلف آن، تمامی راه حل‌های شرح داده شده را ارائه می‌دهد.
بیایید به بخش‌های یک سیستم تعلیق معمولی نگاه کنیم، از تصویر بزرگ‌تر شاسی گرفته تا اجزای منفرد که سیستم تعلیق را درست می‌کنند.

قطعات سیستم تعلیق خودرو

اجزای اساسی سیستم تعلیق شامل تمامی سیستم‌های مهمی است که در زیر بدنه خودرو قرار دارند. این سیستم‌ها عبارتند از:

1. قاب
2. سیستم تعلیق
3. سیستم فرمان
4. لاستیک‌های و چرخه

در ادامه هر یک از موارد فوق را بررسی خواهیم کرد.

1. قاب

اجزای ساختاری و باربری که از موتور و بدنه خودرو پشتیبانی می‌کند که به نوبه خود توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می‌شوند.

2. سیستم تعلیق

تنظیمی که وزن را تحمل می‌کند، شوک را جذب و کاهش می‌دهد و به حفظ تماس تایر کمک می‌کند.

3. سیستم فرمان

مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله نقلیه را هدایت کند

4. لاستیک‌ها و چرخ‌ها

اجزایی که حرکت وسیله نقلیه را از طریق گرفتن و یا اصطکاک با جاده ممکن می‌کنند. بنابراین سیستم تعلیق تنها یکی از سیستم‌های اصلی در هر وسیله نقلیه‌ای است.

فنرهایی که به کنترل ارتفاع و بار سیستم تعلیق و کابین کمک می‌کنند.
شوک (که دمپر نیز نامیده می‌شود)، که تکانه‌های انرژی جنبشی مختلفی را که لاستیک‌های شما هنگام تماس با جاده منتقل می‌کنند را جذب و کاهش می‌دهند.
سیستم تعلیق خودروی شما نیز به احتمال زیاد دارای یک نوار ضد نوسان است. نوار ضد نوسان می‌تواند به تغییر حرکت چرخ‌ها نسبت به فرمان کمک کند. این به طور مؤثر جهت ماشین شما را هنگام حرکت در جاده تثبیت می‌کند.
خودروی شما احتمالاً دارای سیستم تعلیق هم برای چرخ‌های جلو و هم برای چرخ‌های عقب است.
سیستم‌های تعلیق می‌توانند مستقل یا وابسته باشند:
سیستم‌های تعلیق مستقل زمانی استفاده می‌شوند که چرخ‌های عقب یا جلو شما به ترتیب مستقل از محور جلو یا عقب حرکت کنند.
در طرف مقابل، زمانی که جهت چرخ توسط حرکت محور محدود می‌شود، از سیستم‌های تعلیق وابسته استفاده می‌شود.

تعلیق چه کاری انجام می‌دهد؟

برای اینکه به طور کامل بفهمید سیستم تعلیق شما چه می‌کند، باید درک کنید که اگر خودروی شما این سیستم را نداشت چه اتفاقی می‌افتاد.
هنگامی که در جاده رانندگی می‌کنید، لاستیک‌های اتومبیل شما به طور طبیعی بر روی نواقص و دست اندازهای مختلف می‌چرخند. این ضربه‌ها با چرخ‌های خودروی شما تعامل دارند و هر بار نیرو وارد می‌کنند. قوانین فیزیک حکم می‌کند که هر نیرویی که بر یک جسم وارد می‌شود دارای قدر و جهت است.
هنگامی که در جاده با یک دست‌انداز مواجه می‌شوید، چرخ شما را مجبور می‌کند تا با زاویه عمود (عمودی نسبت به سطح جاده) به سمت بالا و پایین حرکت کند. البته، برآمدگی‌های کوچک انرژی جنبشی عمودی زیادی را به ماشین شما منتقل نمی‌کنند. اما دست اندازهای بزرگ‌تر جاده یا نقص سطح می‌تواند مقدار زیادی انرژی را منتقل کند.
عقل سلیم است؛ وقتی چرخ‌های ماشین شما به یک دست‌انداز برخورد می‌کند، ماشین شما انرژی دریافت می‌کند و به سمت بالا یا پایین تکان می‌خورد.
اگر سیستم تعلیق نداشتید، تمام آن انرژی به قاب ماشین شما منتقل می‌شد.
این نوع انتقال انرژی می‌تواند در بهترین حالت، سواری در ماشین را ناراحت کند. علاوه بر این، ماشین شما ممکن است به طور فرضی چسبندگی خود را در جاده از دست بدهد و باعث شود چرخ‌ها به بالا بپرند و سپس به سطح جاده برگردند.

انرژی انتقال یافته از طریق چرخ‌های ماشین شما را جذب می‌کند. به کابین خودروی شما کمک می‌کند تا به راحتی روی سیستم تعلیق حرکت کند، حتی زمانی که در جاده‌های ناقص سوار می‌شوید.
دو مؤلفه اصلی ذکر شده در بالا، هر دو نقش حیاتی در این فرآیند دارند. ضربه‌ها یا دمپرها تکانه‌ها را جذب می‌کنند و انرژی جنبشی به جای انتقال به کابین خودروی شما (حداقل به همان میزان) در طول دمپرها حرکت می‌کند.
در همین حال، فنرهای متصل به سیستم تعلیق شما خم می‌شوند و منبسط می‌شوند تا اتلاف آن انرژی جنبشی را کنترل کنند. آن‌ها همچنین از بالا و پایین رفتن بیش از حد سیستم تعلیق خودروی شما جلوگیری می‌کنند.
هر دوی این مؤلفه‌ها در کنار هم، احساس سواری خودروی شما را نسبتاً هموار و یکنواخت نگه می‌دارند.

چرا تعلیق بسیار مهم است؟

هر خودروی مدرن به دلیل مزایایی که دارد مجهز به سیستم تعلیق است. مثلاً:
سیستم‌های تعلیق اصطکاک بین لاستیک‌های خودرو و جاده را به حداکثر می‌رسانند. با به حداکثر رساندن اصطکاک، می‌توانید وسیله نقلیه خود را با ثبات بیشتری هدایت کنید و هندلینگ راحت‌تری را تجربه کنید. هرچه تماس لاستیک‌های شما با جاده بیشتر باشد، می‌توانید ایمن‌تر و ایمن‌تر رانندگی کنید.
سیستم تعلیق خودروی شما نیز راحتی بیشتری را فراهم می‌کند. با محدود کردن انرژی جنبشی انتقال یافته از نواقص جاده مانند دست اندازها به کابین، شما به مراتب کمتر به بالا و پایین می‌پرید و مسافران نیز از سواری نرم‌تری لذت خواهند برد.
علاوه بر این، سیستم‌های تعلیق می‌توانند به افزایش طول عمر و دوام خودروی شما کمک کنند. با محدود کردن میزان انتقال انرژی از دست اندازها و چاله‌های جاده، اجزای خودروی شما در طول زمان مالیات بسیار کمتری دریافت خواهند کرد. بنابراین، سایر اجزای ماشین شما دوام بیشتری خواهند داشت.

در نهایت، سیستم تعلیق خودروی شما تنها یکی از بسیاری از اجزای حیاتی مورد نیاز برای اطمینان از سواری ایمن هر زمان که سوار وسیله نقلیه خود می‌شوید است. بدون سیستم تعلیق، وسایل نقلیه در بهترین حالت ناهموار و در بدتر، خطرناک خواهند بود.

اطمینان حاصل کنید که سیستم تعلیق خود را با بردن دوره‌ای خودرو برای بازرسی توسط مکانیک خبره در وضعیت خوبی نگه دارید. اکیداً پیشنهاد می‌کنیم که اگر سواری شما بیش از حد ناهموار شد یا احتمال می‌دهید که سیستم تعلیق شما فرسوده شده است، وسیله نقلیه خود را برای تعمیر ببرید.