انواع فنر در سیستم تعلیق خودرو و تأثیر آن بر پایداری و راحتی
سیستم تعلیق خودرو بدون وجود فنر عملاً معنا ندارد. فنرها نقش اصلی در جذب ضربات جاده، حفظ تماس تایر با سطح زمین و تأمین راحتی سرنشین دارند. انتخاب نوع فنر در طراحی خودرو مستقیماً بر نرمی، فرمانپذیری، پایداری در پیچها و حتی مصرف سوخت تأثیر میگذارد. در این مقاله به بررسی کامل انواع فنرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودرو، مزایا و معایب هرکدام و کاربرد آنها در خودروهای مختلف میپردازیم.
آنچه در این مقاله خواهید خواند...
چرا انتخاب نوع فنر در طراحی خودرو اهمیت دارد؟
در طراحی پلتفرم خودرو، مهندسان باید میان سه فاکتور اصلی تعادل ایجاد کنند:
- راحتی سرنشین
- پایداری و هندلینگ
- توان تحمل بار
نوع فنر تعیین میکند خودرو در دستانداز چگونه رفتار کند، در پیچ چه مقدار بادیرول داشته باشد و هنگام ترمزگیری چقدر تعادل خود را حفظ کند.
دستهبندی انواع فنر در سیستم تعلیق خودرو
از گذشته تاکنون پنج نوع اصلی فنر در سیستم تعلیق خودرو استفاده شده است:
-
فنر شمشی (Leaf Spring)
-
فنر تیغهای پیچشی
-
فنر مارپیچ (Coil Spring)
-
فنر پیچشی (Torsion Bar)
-
فنر بادی (Air Spring)
بکارگیری نوع فنر در سیستم تعلیق خودرو موضوعی بسیار مهم در طراحی پلت فرم خودرو می باشد و عملا راحتی سرنشین و پایداری خودرو را تحت تاثیر قرار می دهد. در ادامه هرکدام را تخصصی بررسی میکنیم.:
- فنر شمشی : این گروه از فنر از قدیمی ترین و محکم ترین فنرهای خودرو می باشد که در تعلیق خودروهای سواری قدیمی همچون پیکان، تعلیق عقب و جلوی خودروهای شاسی بلند همچون پاترول، تعلیق عقب و جلوی خودروهای تجاری همانند مرسدس بنز 1921، ولو F12 مورد استفاده قرار گرفته است.
بزرگترین مزیت این فنرها استحکام نسبتا مناسب به منظور تحمل بارهای زیاد بوده است در حالیکه معایب آن از جمله سنگینی، اشغال فضای زیاد، عدم امکان نصب با فاصله عرضی زیاد بین فنرهای چپ و راست و برزو اصطکاک به دلیل زنگ زدگی بین لایه های فنر شمشی و غیره باعث گردیده که امروزه کمتر از این نوع فنر حتی در خودروهای تجاری گرانقیمت همچون ولو FH12 مورد استفاده قرار گیرد. - فنر تیغه ای : در این نوع فنر، چندین تیغه فلزی از جنس فولاد فنر با خاصیت پیچشی در کنار یکدیگر قرار گرفته و تشکیل یک مجموعه فنر پیچشی را می دهد. این دسته فنر پیچشی همانگونه در تعلیق جلوی فولکس واگن بیتل قدیمی مورد استفاده واقعی شده است از وسط در بدنه خودرو تثبیت شده است و دو سر این دسته فنر پیچشی به بازوهای مکانیزم تعلیق چپ و راست متصل شده است.
کل این دسته فنر پیچشی در یک لوله محافظ مملو از گریس قرار گرفته است که باعث می شود عمر این نوع فنر به طرز عجیبی نامحدود باشد. البته از این نوع فنر استقبال زیادی به دلیل تولید و توسعه فنرهای پیچشی نشد. - فنر مارپیچ یا لول : این دسته از فنرها از پرکاربردترین فنرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودرو می باشند به نحوی که در تعلیق عقب و جلوی بسیاری از خودروها به کار گرفته شده است. از بزرگترین مزایای این نوع فنر سبک بودن و قابلیت نصب آن در فاصله دورتری از فنر سمت دیگر می باشد که باعث افزایش پایداری خودرو حین عبور از پیچ جاده می شود.
- فنر پیچشی : این نوع فنر در واقع یک میله از جنس فولاد فنر می باشد که یک سمت آن به بدنه خودرو و سمت دیگر آن به یکی از بازوهای مکانیزم تعلیق و عمدتا به صورت هزارخار متصل شده است. از بزرگترین مزایای این نوع فنر می توان به سبک بودن، قابلیت نصب در فواصل دور عرضی نسبت به فنر سمت دیگر، قابلیت تنظیم ارتفاع خودرو و قابلیت نصب در فضاهای غیر مفید خودرو به صورت طولی و عرضی اشاره کرد. این نوع فنر در تعلیق عقب پژو پارس، 405، 206 و خانواده سمند و دنا به صورت عرضی و در تعلیق جلوی خودروی نیسان وانت به صورت طولی نصب گردیده است.
- فنر بادی : این نوع فنر به دلیل ویژگی قابلیت تنظیم فشار باد آن، می تواند سختی فنر متناسب با بار، سرعت خودرو، نوع جاده و غیره را ایجاد نماید که باعث شده است عمدتا از این نوع فنر در سیستم های تعلیق فعال و نیمه فعال استفاده گردد و مزایای زیادی را ایجاد می کند که حین حرکت خودرو در شتابگیری، ترمزی گیری و در پیچ جاده، منجر به ارتقای پایداری می گردد و از معایب آن پیچیدگی سیستم پنوماتیک آن و نهایتا گران بودن آن می توان اشاره کرد.
مقایسه سریع انواع فنرها
| نوع فنر | راحتی | تحمل بار | هزینه | پیچیدگی |
|---|---|---|---|---|
| شمشی | کم | بسیار زیاد | کم | ساده |
| تیغهای پیچشی | متوسط | متوسط | متوسط | متوسط |
| مارپیچ | زیاد | متوسط | کم | ساده |
| پیچشی | متوسط | متوسط | متوسط | متوسط |
| بادی | بسیار زیاد | قابل تنظیم | زیاد | پیچیده |
جمعبندی نهایی
انتخاب نوع فنر در سیستم تعلیق خودرو یکی از مهمترین تصمیمات در طراحی پلتفرم خودرو است. فنر شمشی برای تحمل بار بالا، فنر مارپیچ برای راحتی سواری، فنر پیچشی برای تنظیم ارتفاع و فنر بادی برای سیستمهای پیشرفته و لوکس استفاده میشود. هرکدام بسته به نوع کاربری خودرو، شرایط جاده و سطح تکنولوژی انتخاب میشوند. شناخت این تفاوتها برای تعمیرکاران، دانشجویان مکانیک و علاقهمندان خودرو اهمیت زیادی دارد.
سوالات متداول
1- کدام نوع فنر در خودروهای سواری امروزی رایجتر است؟
فنر مارپیچ (لول) به دلیل وزن کم، راحتی بالا و طراحی ساده، پرکاربردترین نوع فنر در خودروهای سواری مدرن است.
2- چرا هنوز از فنر شمشی در وانتها استفاده میشود؟
زیرا تحمل بار بسیار بالایی دارد و برای خودروهای باری مناسبتر است.
3- فنر پیچشی چه مزیتی نسبت به فنر لول دارد؟
امکان تنظیم ارتفاع و اشغال فضای کمتر از مزایای فنر پیچشی است.
4- فنر بادی چه برتریای نسبت به سایر فنرها دارد؟
قابلیت تنظیم سختی و ارتفاع خودرو متناسب با شرایط رانندگی مهمترین مزیت آن است.
5- آیا میتوان نوع فنر خودرو را تغییر داد؟
در برخی خودروها امکان تغییر وجود دارد، اما نیازمند تغییرات مهندسی در سیستم تعلیق است و باید با استاندارد کارخانه سازنده مطابقت داشته باشد.
مدرس صیاد نصیری
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف
گروه فنی مهندسی ایمگ
سلام
من سایت شما و همچنین پیج شما رو در اینستاگرام دنبال می کنم، آقای نصیری خیلی خوب توضیح میدن و میشه گفت چیز یاد میگیره آدم . خواهش من اینه که تخصصی تر صحبت کنن خیلی عامیانه و شبیه مجلات خودرو که کلی گویی می کنند هست. اگر در رابطه با سیستمی صحبت می کنند بهتره بطور تخصصی برای قشری که رشته مکانیک خودرو دارند صحبت کنند و ودیو ها دسته بندی شده باشن به لحاظ تخصص و عمق مطلب
سپاس
لطفا شما نظر ندین اینجوری بهتره
با تشکر 😉