سیستم تعلیق خودرو و انواع آن

سیستم تعلیق در خودروها از دیدگاه عمومی و به صورت کلی، یک مجموعه فنی به منظور دفع ضربات حاصل از عبور از ناهمواری‌های سطح مسیر است و دیگر هیچ. بله، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم تعلیق همان‌طور که از نام و نوع عملکردش پیدا است، میرا کردن ناهمواری‌ها و جذب ضربات حاصل از آن‌ها است تا سرنشینان خودرو سواری راحت‌تر و لذت‌ بخش‌تری را درون خودرو تجربه کنند. اما داستان تعلیق همین جا تمام نمی‌شود. این سیستم مهندسی بسیار پیچیده که در زیر خودرو و دور از نگاه سرنشینان خودرو قرار دارد، وظایف بسیار مهم و حساتی دیگری را بر دوش می‌کشد که تصور آن‌ها برای افراد معمولی خارج از تصور است. در ادامه این مقاله به بررسی مهم‌ترین و رایج‌ترین انواع سیستم تعلیق می‌پردازیم. از این رو سیستم‌های تعلیق خاص و نادر نظیر تعلیق شاه شاسی (King Frame) شرکت تاترا، تعلیق الکترو مگنتیک شرکت بوز (Bose)، سیستم تعلیق بازو کشنده متضاد سیتروئن 2CV (ژیان) یا تعلیق پوش‌راد (Push Rod) خودروهای مسابقه‌ای را بررسی نخواهیم کرد.

اجزا سیستم تعلیق

سیستم تعلیق خودرو از بخش‌های مختلفی تشکیل می‌شود. این واژه در حقیقت کلمه‌ای برای توصیف مجموعه محور و نحوه اتصال آن به شاسی و چرخ‌های خودرو است. به صورت مختصر می‌توان آن‌ها را به پنج گروه کمک، فنر، طبق، بوش و محور تقسیم بندی کرد. اما هر یک از این اجزا نقشی مهم و اساسی در کنترل حرکت خودرو، کیفیت سواری و دفع ضربات بر عهده دارند.

کمک و فنر

آنچه در زبان پارسی معمولا با نام “کمک‌فنر” شناخته می‌شود، در حقیقت ترکیبی از دو نام کمک (در زبان انگلیسی دمپر/Damper یا جاذب ضربه/Shock Absorber) و فنر (اسپرینگ/Spring) است و در حقیقت دو بخش جدا از سیستم تعلیق را شامل می‌شود که در زبان پارسی به دلیل ادغام با یکدیگر، از دیدگاه فنی باعث بروز سردرگمی در بیان متون فنی و میان افراد می‌شود. وظیفه فنر یا Spring در حقیقت تحمل وزن خودرو و سرنشینان آن و هر آنچه در بالاتر از سطح مجموعه سیستم تعلیق قرار دارد است. اگرچه این عضو در دفع ضربات حاصل از ناهمواری‌ها نیز نقشی اساسی دارد، اما وظیفه اصلی آن کنترل و تحمل وزن خودرو است. فنر در خودروهای مختلف می‌تواند ساختارهای متفاوتی از جمله لول (Coil یا Spiral)، شمشی، برگی یا تخت (Leaf) و پیچشی (Torsion) را شامل شود. این در حالی است که وظیفه فنر یا دمپر یا Damper، در حقیقت جذب ضربات و میرا کردن حرکت گهواره‌ای طولی و عرضی خودرو است. در نتیجه ضربه‌ای‌که به مجموعه سیستم تعلیق وارد می‌شود، از سوی این عضو جذب و میرا می‌شود. انواع کمک یا دمپر می‌تواند نوع هیدرولیکی (روغنی)، نئوماتیک (Pneumatic/بادی-با تلفظ اشتباه پنوماتیک در ایران) یا الکترومگنتیک (هیدرولیکی مغناطیسی با کنترل کامپیوتری) باشد. اصطلاح فنی کمک فنر در حقیقت به نوعی سیستم اطلاق می‌شود که هر دو قطعه کمک و فنر را به صورت یک ترکیب واحد در دل خود جای داده است. این سیستم ترکیبی از یک دمپر قرار گرفته درون یک فنر لول (Coil یا Spiral) است که به دلیل داشتن ساختار بسیار فشرده و جمع و جور، بیشتر در خودروهای اسپرت کم ارتفاع و معمولا در سیستم تعلیق محور جلو بیشتر خودروهای سبک به کار گرفته می‌شود. مجموعه ادغام شده کمک فنر را به صورت تخصصی با نام Coil Over نیز خطاب می‌کنند.

طبق خودرو

طبق خودرو یا Control Arm یا بازوی کنترلی، بخشی از سیستم تعلیق است که در بسیاری از انواع سیستم تعلیق خودرو وجود دارد. این بخش وظیفه کنترل حرکت مجموعه سیستم تعلیق و مجموعه ادوات چرخ (شامل اسپیندل یا توپی و سگ‌دست یا بازوی فرمان) را عهده‌دار است. وجود طبق در بیشتر مدل‌های سیستم تعلیق به منظور کنترل زاویه حرکت تعلیق به سمت بالا و پایین و همچنین تنظیم زوایای حیاتی نظیر زوایای کمبر و کستر (Camber and Caster Angles) است. توضیحات بیشتر در مورد زوایا و هندسه فرمان، نیازمند یک مقاله جداگانه است.

بوش

بوش یا Bushing قطعه‌ای لاستیکی یا فلزی یا ترکیبی از متریال فلز با لاستیک‌های خاص و بادوام نظیر پلی اورتان (Polyurethane) است که در محل اتصال قطعات متحرک و ضربه‌پذیر (نظیر قطعات سیستم تعلیق) به یکدیگر استفاده می‌شود. وظیفه بوش ایجاد حرکتی کنترل شده و محدود، در بازه حرکت یک قطعه متحرک است که تحت ضربات مداوم و سنگین قرار دارد. خرابی، پارگی یا فساد بوش‌ها در سیستم تعلیق ضمن کاهش چشمگیر از نرمی و لذت سواری با خودرو، با بروز سر و صدا و ایجاد آسیب جدی به قطعات و لاستیک‌سایی شدید همراه خواهد بود.

محور یا اکسل

محور یا اَکسِل (Axel)، در حقیقت بخشی از سیستم انتقال نیرو خودرو به شمار می‌آید. اما از آنجا که طراحی و نوع مهندسی محور تعیین کننده مدل تعلیق به کار رفته برای آن محور است، واژه سیستم تعلیق می‌تواند نشان دهنده نوع محور نیز باشد. به عبارت دیگر، در بیان نام برخی سیستم‌های تعلیق، شنونده در صورت آشنایی با آن نوع تعلیق می‌تواند به سادگی متوجه نوع طراحی محور در آن خودرو نیز بشود، یا برعکس. به عنوان مثال با بیان سیستم تعلیق جناغی دوبل فعال، شنونده درمی‌یابد که این نوع محور در حقیقت یک محور مستقل است که به دلیل فعال بودن، احتمالا به محور عقب یک خودرو اسپرت یا محور جلو یک شاسی بلند دو دیفرانسیل تعلق دارد که به احتمال قوی از سیستم فنربندی لول (یا پیچشی) بهره می‌گیرد. تمامی این اطلاعات تنها از نام نوع سیستم تعلیق دریافت شده است بدون آن که اشاره‌ای به نوع خودرو یا طراحی نوع محور آن شده باشد. در نتیجه در بسیاری از موارد به منظور بیان نوع سیستم تعلیق به کار رفته در یک خودرو، ممکن است در اصل به نوع محور آن خودرو اشاره شود که خود بیانگر نوع سیستم تعلیق به کار رفته در آن خودرو بخصوص است.

میل موج‌ گیر

میل موج‌گیر یا میله تعادل یا Sway Bar یک میله با خاصیت فنری است که به منظور افزایش پایداری و برقراری تعادل حرکتی میان دو چرخ سمت راست و چپ در یک محور به کار گرفته می‌شود. این میله فنری با اتصالی مشخص و گاها قابل تنظیم (قابل تنظیم در خودروهای اسپرت و برخی شاسی بلندها و در نسخه‌های تولید بازار افترمارکت)، چرخ سمت راست را به چرخ سمت چپ متصل می‌کند. در نتیجه زمانی که چرخ سمت راست روی یک برجستگی می‌رود، میل موج‌گیر نیز در اتصال با تعلیق آن چرخ به سمت بالا حرکت کرده و ضمن داشتن خاصیت فنری برای دفع اندکی از این فشار وارده، چرخ سمت چپ را نیز با خود به سمت بالا می‌کشد. در نتیجه بالا رفتن یا پایین آمدن چرخ سمت راست بر اثر عبور از یک ناهمواری برجسته یا یک چاله فرو رفته، موجب بالا و پایین شدن نسبی چرخ سمت چپ می‌شود. این مهم باعث می‌شود که اتاق خودرو تا جای ممکن در موازات محور دو چرخ باقی بماند و در نتیجه خودرو دچار پدیده روُل (Roll/چرخش در راستای محور طولی) یا همان حرکت گهواره‌ای نشود. وجود میل‌ موج‌گیر در بسیاری از خودروها و در برخی محورها ضروری نیست اما از این سیستم تقریبا در محور جلو تمامی خودروها استفاده می‌شود چرا که بیشترین تاثیر چرخش رول در محور جلو خودرو اتفاق می‌افتد. اما وجود این قطعه ساده در خودروهای اسپرت که قرار است در پیچ‌ها عملکرد تند و تیز و دقیق و کاملا پایدار داشته باشد، کاملا ضروری است. از طرف دیگر، وجود میل موج‌گیر در خودروهای شاسی بلند موجب محدود‌تر شدن حرکت محور‌ها و در نتیجه سه لنگ شدن سریع‌تر خودرو در ناهمواری‌های شدید می‌شود که برای عبور از بیراهه‌های سنگین نقطه ظعف به حساب می‌آید. از این رو سیستم میل موج‌گیر در بازار بیشتر شاسی بلندهای جهان از نوع تنظیم شونده عرضه می‌شود و بسیاری از شاسی بلند‌های جهان از جمله محصولات آفرودی شرکت کرایسلر (جیپ و رم)، به نسخه الکترونیکی این سیستم مجهز هستند که با اشاره یک کلید و به صورت الکترونیکی، سیستم موج‌گیر را از مدار حذف می‌کند تا عبور از بیراهه‌های سنگین راحت‌تر شود. حدف میل‌ موج‌گیر موجب گیجی و بازی شدید شدید فرمان، عدم تعادل و پایداری کاملا محسوس در پیچ‌ها و برخورد تایر با دیواره داخلی گلگیرها می‌شود. همچنین در موارد شدید چپ کردن بسیار ساده خودرو در مانورهای ناگهانی حتی در سرعت‌های پایین، یکی از خطرناک‌ترین تاثیرات حذف سیستم میل موج‌گیر است.

وظیفه سیستم تعلیق

به صورت کلی وظایف سیستم تعلیق در تمامی خودروها و حتی تمامی وسایل نقلیه را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد. برای آن‌که بهتر و دقیق‌تر متوجه اتفاقاتی که پیرامون سیستم تعلیق بر ناهمواری‌ها می‌افتد باشیم، باید در ابتدا بدانیم که این سیستم چه کارهایی انجام می‌دهد.

دفع ضربات

با عبور چرخ از برجستگی‌ها یا فرورفتگی‌های تند و تیز و ناگهانی مسیر، مانند دست‌اندازها و چاله‌ها، سیستم تعلیق به سمت پایین و بالا حرکت می‌کند تا با فشرده شدن فنر و کمک هیدرولیکی (یا بادی)، ضربه را در بازه‌ای مشخصی از مسافت طی شده از سوی اجزا تعلیق، دفع کند. این عامل مهم‌ترین عملکرد سیستم تعلیق است که عموم مخاطبان صنعت خودرو از آن آگاه هستند.

کنترل حرکت و پایداری

سیستم تعلیق خودرو در کنار دفع ضربه‌های حاصل از ناهمواری مسیر، اصلی‌ترین عضو در کنترل حرکت خودرو در مسیری مشخص است. این بخش با دربر گرفتن اجزای نگهدارنده و کنترل کننده زاویه فرمان، وظیفه کنترل حرکت خودرو در مسیر مستقیم یا کنترل دقیق خودرو در زاویه‌های مختلف فرمان را بر عهده دارد. هرگونه خرابی در سیستم تعلیق می‌تواند با تغییر زاویه فرمان (خروج خودرو از مسیر خط مستقیم یا به اصطلاح فنی، کشیدن خودرو به یک سمت)، برهم خوردن هندسه فرمان، افزایش چشمگیر حرکت رول و لاستیک‌سایی همراه شود. همچنین سیستم تعلیق موظف است با کمک مجموعه کمک و فنر، میل موج‌گیر، بوش‌ها، زوایای هندسه فرمان و زوایای کمبر و کستر، پایداری خودرو را در پیچ‌ها و عبور از موانع حفظ کند.

فاکتور نامرئی

سیستم تعلیق خودرو رابطه تنگاتنگی با علم فیزیک و هندسه دارد. در نتیجه یکی از مهم‌ترین مسائلی که از دید یک فرد معمولی به دور می‌ماند، فاکتور وزن و تاثیر آن بر عملکرد سیستم تعلیق است. فاکتور وزن در بررسی فنی خودرو به دو وزن تعلیق شده و وزن تعلیق نشده تقسیم می‌شود. وزن تعلیق شده (Sprung Weight) به وزن هر آن چیزی که بالاتر از سیستم تعلیق قرار دارد گفته می‌شود. یعنی وزن شاسی، اتاق، سرنشینان، صندلی‌ها، پیشرانه و گیربکس، سیستم انتقال نیرو، بار بند و متعلقات روی آن، متعلقات صندوق عقب، تایر زاپاس، سوخت موجود در باک و … هر آن چیزی که بالاتر از سطح سیستم تعلیق است. وزن تعلیق نشده (Unsprung Weight) وزن هر آن چیزی است که در پایین سیستم تعلیق قرار دارد و کنترل رفتار آن مستقیما به عهده سیستم تعلیق است. این مورد شامل وزن تایرها و ریم‌ها، وزن مجموعه ترمز، وزن محورها و اجزا سیستم تعلیق و متعلقات آن است. حالا اهمیت دانستن این تقسیم بندی در چیست؟ در حقیقت در موضوع بررسی سیستم تعلیق، آنچه اهمیت دارد میزان وزن تعلیق نشده است. همان‌طور که در علم فیزیک دوم دبیرستان خواندیم، قانون سوم نیوتون معروف به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک از گروه قوانین سه‌گانه حرکت نیوتون می‌گوید: اگر به جسمی نیرو وارد کنیم، آن جسم نیرویی به همان بزرگی و در جهت مخالف به ما وارد می‌کند. به عبارت ساده‌تر، هر ضربه یک ضربه معادل به همراه دارد به همان بزرگی، اما در جهت مخالف. حالا تصور کنید که مجموعه وزن تعلیق نشده یک خودرو (به عنوان مثال محور جلو) با یک دست‌انداز برخورد می‌کند. این برخورد با دست‌انداز باعث اعمال نیرویی به بزرگی ضربه وزن کل محور جلو به دست‌انداز و در نتیجه وارد آمدن نیرویی با همان بزرگی به محور جلو خودرو می‌شود. این نیرو معکوس باعث بالا پریدن محور جلو و جمع شدن سیستم تعلیق در این محور و در نتیجه عملکرد سیستم تعلیق می‌شود. پس همه چیز به خوبی پیش می‌رود؟ پاسخ منفی است. موضوع آن است که تقریبا هیچ سیستم تعلیقی به تنهایی نمی‌تواند از پس نیرو وارد آمده به مجموعه وزن تعلیق نشده برآید. به همین دلیل عبور از دست‌اندازها همیشه با احساس ضربه به اتاق و استهلاک بوش‌ها همراه خواهد بود. حالا تصور کنید که با استفاده از ریم‌ یا تایرهای بزرگ‌تر و بعضا غیر استاندارد (مخصوصا در خودورهای آفرود با ریم‌های فولادی و تایرهای بسیار سنگین‌وزن)، تناسبات طراحی شده در وزن تعلیق نشده شرکت خودروساز را برهم بزنیم. نتیجه آن خواهد بود که با سنگین‌تر کردن مجموعه وزن تعلیق نشده، ضربه وارد به سیستم تعلیق به هنگام عبور از دست اندازها بزرگ‌تر و شدید‌تر خواهد شد. این مهم باعث فرسایش سریع‌تر بوش‌های سیستم تعلیق و همچنین وارد آمده ضربه‌ای سنگین‌تر به شاسی و اتاق خودرو می‌شود که ضمن برهم زدن راحتی و آسایش سواری، در موارد حاد می‌تواند به تابیدن یا ترک خوردن شاسی و پایه‌های اتاق بی‌انجامد و تعادل و پایداری خودرو را مخصوصا در پیچ‌های تند و در سرعت زیاد دچار مشکل کند.

سیستم تعلیق مستقل یا غیر مستقل؟

یکی دیگر از عناصر دور از چشمان افراد معمولی، صفت مستقل یا غیر مستقل در خطاب کردن نوع سیستم تعلیق در یک خودرو است. از این دو واژه برای بیان وجود یا عدم وجود اتصال و ارتباط مستقیم میان چرخ‌های دو سمت یک محور استفاده می‌شود. به این ترتیب که سیستم تعلیق مستقل به نوعی سیستم تعلیق گفته می‌شود که در آن تعلیق سمت راننده در محور جلو، ارتباط مستقیمی با تعلیق سمت شاگرد ندارد. توجه داشته باشید که وجود سیستم میل موج‌گیر در محورهای خودرو ربطی با عنوان مستقل یا غیر مستقل بودن آن تعلیق ندارد و ارتباط دو چرخ در یک محور با سیستم میل موج گیر یک ارتباط مستقیم به حساب نمی‌آید. هر یک از این دو نوع سیستم تعلیق کاربردهای خود را دارند و هر یک برای یک کاربری خاص مناسب هستند. تمایز بارز میان سیستم تعلیق مستقل و غیر مستقل در داشتن قطعات متحرک بیشتر، هزینه طراحی، تولید و نگهداری بالاتر، پایداری بیشتر و قابلیت کنترل مجزا و انحصاری هر یک از چرخ‌ها در سیستم مستقل و اقتصادی بودن فرایند تولید سیستم تعلیق، سهولت تعمیرات و نگهداری و پایداری کمتر غیر مستقل است.

انواع سیستم تعلیق

حالا با آگاهی از قطعات و اعضای تشکیل دهنده سیستم تعلیق و نحوه عملکرد آن‌ها، می‌توانید با درک بهتر به بررسی انواع سیستم تعلیق و مزایا و معایب آن‌ها بپردازیم.

سیستم تعلیق جناغی دوبل

جناغی دوبل (Double Wishbone) یا دو بازو A شکل (Double A Arm) یکی از رایج‌ترین انواع سیستم تعلیق مستقل در صنعت خودروسازی جهان است. این سیستم از دو طبق مشابه حرف A انگلیسی تشکیل می‌شود که در هر چرخ در بالای یکدیگر قرار می‌گیرند و با یک مجموعه واحد کمک فنر (Coil Over) یا کمک و فنر جدا از هم پشتیبانی می‌شوند. این سیستم تعلیق با فنر لول، شمش و پیچشی و با کمک هیدرولیک، گازی و مغناطیسی قابل تولید است. این سیستم تعلیق همچنین در هر دو محور عقب و جلو و در تمامی مدل‌‌های فعال (محور دریافت کننده نیرو پیشرانه) و غیر فعال قابل استفاده است. از این رو کاربری این سیستم تعلیق در خودروهای سبک، سواری، شاسی بلند، وانت و خودروهای نیمه سنگین و مخصوصا بیشتر در محور جلو خودروها دیده می‌شود. +تعلیق مستقل +هزینه تولید، نگهداری و تعمیرات معقول +دوام فنی عالی +توان تعلیق عالی +کیفیت سواری بسیار بالا +قابلیت تنظیم تمامی زوایای هندسی +کاربری سبک تا نیمه سنگین -عدم قابلیت استفاده برای خودورهای سنگین

سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش

محور یکپارچه فنر شمش (Leaf Spring Solid Axle) یا محور صلب (Rigid Axle) در حقیقت نام نوعی محور در خودرو است. این محور همان‌طور که از نامش پیدا است به صورت یکپارچه (غیر مستقل) به تولید رسیده و می‌تواند فعال یا غیر فعال باشد. این نوع سیستم با سیستم فنربندی شمش به تولید می‌رسد و در نسخه غیر فعال در محور جلو خودروهای تجاری سنگین (انواع کامیون‌ها و کشنده‌ها) با نام انحصاری محور تیرکی (Beam Axle) و در نسخه فعال در شاسی بلندهای توانمند آفرودی (نظیر انواع جیپ‌ها) و خودروهای سواری قدیمی (نظیر پیکان، و بیشتر خودورهای متحرک عقب آمریکایی) استفاده می‌شود. به دلیل یکپارچه بودن و اتصال مستقیم هر دو چرخ در یک محور یکپارچه به یکدیگر، استفاده از سیستم موج‌گیر در محور عقب خودروهایی که از این سیستم تعلیق بهره می‌گیرند الزامی نیست چرا که یکپارچه بودن خود محور تا حد زیادی رفتار سیستم موج‌گیر را شبیه‌سازی می‌کند. اما در صورت به کارگیری این سیستم تعلیق در محور جلو، حضور میل موج‌گیر به منظور افزایش پایداری و حفظ تعادل خودرو به هنگام مانوردهی کاملا ضروری است. سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش یکی از قدیمی‌ترین سیستم‌های تعلیق استفاده شده از سوی بشر است که قدمت آن به دوران ساخت انواع گاری و درشگه باز می‌گردد. در این سیستم فشار کنترل حرکت‌های غیر مجاز محور بر عهده فنرهای شمش قرار گرفته است و به همین دلیل نیازی به داشتن بازوهای کنترلی ندارد. از این رو یکی از بادوام‌ترین، ساده‌ترین و اقتصادی‌ترین سیستم‌های تعلیق در صنعت خودرو جهان است. یکی از بزرگ‌ترین نقطه ضعف‌های این سیستم تعلیق داشتن وزن قابل توجه تعلیق نشده محور به دلیل استفاده از آهن ریخته‌گری (چُدن) در ساختار محور و پوسته دیفرانسیل است که تاثیر منفی بر پایداری و فرمان‌پذیری خودرو می‌گذارد. +سادگی طراحی و تعمیرات +بسیار اقتصادی و بسیار بادوام +طول عمر مفید بسیار بالا +استهلاک بسیار پایین به دلیل استفاده از کمترین قطعات متحرک +توان تحمل ضربات شدید و فشار وزن بسیار زیاد +قابلیت افزایش یا کاهش توان تعلیق با سادگی بسیا زیاد (با کم یا زیاد کردن تعداد لایه‌های فنر) +قابلیت افزایش یا کاهش ارتفاع خودرو با سادگی بسیار زیاد (با افزایش یا کاهش طول گوشواره‌ها) -آسایش سواری کم -پایداری نه چندان خوب در سناریوهای خاص -نامناسب برای خودروهای اسپرت -کاهش پایداری در صورت عدم استفاده از میل موج‌گیر در محور عقب -داشتن وزن تعلیق نشده زیاد و در نتیجه کوبش طبیعی تعلیق بر دست‌اندازها -عدم سادگی اعمال تغییرات در زوایای اساسی و هندسه فرمان

سیستم تعلیق مولتی لینک

تعلیق چند اتصال یا مولتی لینک (Multi-Link) یکی از پیچیده‌ترین و دقیق‌ترین سیستم‌های تعلیق مستقل است که در تنوعی قابل توجه و ویژه کاربری‌های متفاوت به تولید می‌رسد. از این سیستم تعلیق در بیشتر خودروهای اسپرت، شاسی‌ بلندهای عملکرد محور و سدان‌های لوکس و گران‌قیمت که آسایش سواری در آن‌ها بسیار اهمیت دارد، استفاده می‌شود. این سیستم به دلیل داشتن اتصالات چندگانه طبق از توپی چرخ به شاسی، به چند اتصال، چند نقطه اتصال یا مولتی لینک مشهور است. یکی از برترین قابلیت‌های این سیستم تنظیم بسیار دقیق و کاملا مستقل تک به تک تمامی زوایای مهم چرخ‌ها و هندسه فرمان است که باعث می‌شود این سیستم در میان خودروهای عملکرد محور بسیار محبوب باشد. در عوض به دلیل داشتن تعداد طبق‌ها و بازو‌های کنترلی بسیار زیاد، طراحی، تولید و نگهداری این دست تعلیق بسیار گران‌قیمت و هزینه‌بردار است و به همین دلیل تنها در گروهی از خودروهای لوکس و عملکرد محور از آن استفاده می‌شود. +پایداری بسیار عالی تحت سناریوهای مختلف +فرمان‌پذیری بسیار دقیق +آسایش و لذت سواری بالا +قابلیت تنظیم همه جانبه زوایای مختلف -هزینه طراحی، تولید و نگهداری بسیار بالا -استهلاک بالاتر به دلیل داشتن قطعات متحرک و بوش‌های بیشتر

سیستم تعلیق سه لینک، چهار لینک و پنج لینک

سه لینک (3-Link) یا ترای لینک (Tri-Link) یا سه نقطه اتصال، چهار لینک (4-Link) یا چهار نقطه اتصال و پنج لینک (5-Link) یا پنج نقطه اتصال هر سه از زیرمجموعه گروه سیستم تعلیق‌های مولتی لینک، اما از نوع غیر مستقل به حساب می‌آیند. با این تفاوت که سیستم سه لینک، چهار لینک و پنج لینک در حقیقت همان سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش است که در آن به جای استفاده از فنر شمش، از فنر لول استفاده می‌شود. در نتیجه بیشتر آنچه در خصوص سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش گفته شد، در خصوص این سه سیستم تعلیق نیز صدق می‌کند. از آنجایی که فنر لول برخلاف فنر شمش، قابلیت کنترل حرکات غیر مجاز محور خودرو را ندارد، در این نوع تعلیق از سه، چهار یا پنج بازو کنترلی معروف به پنهارد یا میل پنهارد (Panhard Bar) کمک گرفته می‌شود که دقیقا بر همین اساس نام محور سه لینک، چهار لینک یا پنج لینک را به خود اختصاص داده است. این سیستم تعلیق تقریبا فقط در خودروهای شاسی بلند توانمند آفرودی، خودروهای سنگین نظامی و ترابری و برخی خودروهای سواری سایز بزرگ قدیمی آمریکایی استفاده می‌شود. نمونه سه لینک این تعلیق معمولا در محور جلو و نمونه چهار لینک و پنج لینک در محور عقب (محور دائم متحرک) به کار می‌رود. از آنجایی که ذات عملکرد فنر لول به مراتب از فنر شمش نرم‌تر است، این سه مدل تعلیق معمولا در هر دو محور با سیستم میل موج‌گیر همراه هستند تا پایداری و مانورپذیری خودرو را افزایش داده و از بروز پدیده رول جلوگیری به عمل آورد. این سیستم تعلیق مجموعه‌ای از ویژگی‌های مثبت و منفی سیستم تعلیق یکپارچه فنر شمش را با مجموعه‌ای از خصوصیات خوب و بد فنر لول ترکیب کرده است. +سواری نرم‌تر و راحت‌تر از تعلیق یکپارچه فنر شمش +توان جذب و خنثی‌سازی بسیار خوب ضربات و ناهمواری‌ها +دوام و عمر مفید زیاد اما نه به اندازه تعلیق یکپارچه فنر شمش +عدم کوبش تعلیق + قابلیت افزایش ارتفاع با سادگی بسیا زیاد (افزودن اسپیسر زیر فنر) -عدم سادگی اعمال تغییرات در زوایای اساسی و هندسه فرمان -داشتن وزن تعلیق نشده زیاد -نامناسب برای خودرو/های اسپرت -گیجی نسبی فرمان -رول بیشتر اتاق و عدم پایداری در سناریو‌های خاص -دارای بوش و قطعات متحرکت بیشتر از تعلیق یکپارچه فنر شمش

سیستم تعلیق مک‌ فرسون و مک فرسون استرات

سیستم تعلیق مک‌فرسون (MacPherson/با تلفظ صحیح مک‌-فی-‌یِرسِن) یکی از ساده‌ترین، ارزان‌ترین و اقتصادی‌ترین سیستم‌های تعلیق مستقل در جهان به شمار می‌آید که کاربرد گسترده آن در خودروهای سبک وزن و به صورت کلی بیشتر خودروهای اقتصادی و ارزان قیمت است. در حقیقت هزینه تولید این سیستم تعلیق به اندازه‌ای پایین است که تقریبا تمامی خودروهای تولید بازار ایران، از خودروهای تولید داخل گرفته تا خودروهای چینی مونتاژی، از یکی از دو نوع سیستم تعلیق مکفرسون یا مک‌فرسون استرات بهره می‌گیرند. سیستم تعلیق مک‌فرسون به بیان ساده همان سیستم تعلیق جناغی دوبل است که به جای دو طبق، از یک طبق A شکل بهره گرفته و معمولا با تعلیق کمک فنر (Coil Over) پشتیبانی می‌شود. هرچند که نمونه کمک و فنر لول جدا از هم نیز در این سیستم به کار می‌رود. از این رو این سیستم را می‌توان با نام جناغی تک یا Single A Arm نیز خطاب کرد. کلمه Strut در نام تعلیق مک‌فرسون استرات به معنای ستون و پایه است. از این رو تمایز میان سیستم تعلیق مکفرسون و مکفرسون استرات در آن است که نمونه مکفرسون استرات در محور جلو خودرو به کار گرفته می‌شود که مجموعه کمک فنر (Coil Over) در آن نقش ستون دورانی سیستم فرمان‌پذیری خودرو را نیز ایفا می‌کند. در حالی که تعلیق مک‌فرسون با کم و فنر جدا از هم یا به صورت کمک فنر، بیشتر در محور عقب (فعال یا غیر فعال) به کار گرفته می‌شود. +طراحی و تولید ساده، ارزان و بسیار اقتصادی +تعمیرات ساده +وزن تعلیق نشده بسیار کم‌به دلیل اتصال دیفرانسیل به اتاق (در مکفرسون استرات خودرو متحرک جلو) -حساس و ضعیف در برابر ضربه‌ها و ناهمواری‌ها -تحمل وزن کم -نامناسب برای خودورهای سنگین‌تر از کراس‌اوور سایز بزرگ -استهلاک بالا به دلیل داشتن ساختاری نسبتا ساده و ضعیف -آسیب‌پذیر در بخش ستون دورانی سیستم فرمان -نامناسب برای جاده‌های غیر آسفالت -عمر مفید کم -گیجی و کشش فرمان به هنگام شتابگیری تند و تیز

سیستم تعلیق بازو کشنده

تعلیق بازو کشنده یا Trailing Arm را به بیان ساده باید نوع غیر مستقل مک‌فرسون دانست. در نتیجه این تعلیق در بسیاری از ویژگی‌ها (به جز مستقل بودن) با مک‌فرسون در اشتراک است. تعلیق بازو کشنده به عنوان سیستم تعلیق غیر فعال (فاقد توان حرکتی) و معمولا در محور عقب خودروهای متحرک جلو سبک وزن، به همراه فنر لول استفاده می‌شود. اگر عملکرد تعلیق تنها یک چرخ را در سیستم بازو کشنده مورد بررسی قرار دهیم، دقیقا شاهد حضور سیستم تعلیق مک‌فرسون تعلیق عقب غیر فعال خواهیم بود. اما تفاوت اینجا است که سیستم تعلیق بازو کشنده از نوع مستقل نیست و هر دو چرخ یک محور در این سیستم از طریق یک تیرچه عرضی به یکدیگر متصل هستند. وظیفه این تیرچه که با میل فنری موج‌گیر همراه است، شبیه‌سازی قوی‌تر عملکرد مکانیزم میل‌ موج‌گیر است. در نتیجه تعلیق بازو کشنده یک سیستم غیر مستقل به حساب می‌آید. این سیستم بیشتر در محور عقب خودروهای سبک اقتصادی متحرک جلو (نظیر محور عقب پژو ۲۰۶ و پراید) استفاده می‌شود که در محور جلو خود از سیستم تعلیق مکفرسون استرات استفاده می‌کنند. با این حساب سیستم تعلیق بازو کشنده ممکن است به سادگی با تعلیق مک‌فرسون غیر فعال اشتباه گرفته شود. +هزینه طراحی و تولید ساده و کم‌هزینه +تعمیرات ساده و اقتصادی +دوام و عمر مفید مشابه به تعلیق مک‌فرسون -حساس در برابر ضربات شدید و سطوح ناهوار -نامناسب برای خودروهای شاسی بلند و سنگین -پایداری کم در سناریو‌های خاص همانند (تعلیق یکپارچه فنر شمش) -آسایش و لذت سواری کم

سیستم تعلیق محور نوسانی

محور نوسانی یا Swing Axle یا سیستم تعلیق مستقل عقب (IRS/Independent Rear Suspension) را می‌توان نمونه قدیمی‌تر و جد پدری تعلیق مستقل مکفرسون دانست. همانند سیستم مک‌فرسون، محور نوسانی نیز از یک طبق برای کنترل حرکات چرخ استفاده می‌کند در حالی که بر خلاف سیستم مک‌فرسون ممکن است از سوی هر دو نوع فنر شمش یا لول پشتیبانی شود. این سیستم تعلیق قدیمی به دلیل داشتن ساختار مستقل، وزن تعلیق نشده کم، قابلیت استفاده در محور فعال عقب و عدم تاثیرگذاری بر زاویه کمبر چرخ مقابل، محبوب خودروسازان قرار گرفت، اما به دلیل عدم بهره‌گیری از سیستم میل موج‌گیر و داشتن رفتار غیر قابل پیش بینی به هنگام اجرای مانورهای تیز در سرعت‌های بالا (حساسیت در برابر چپ کردن در اثر حرکت رول بسیار زیاد)، در پایان دهه ۱۹۶۰ میلادی از سوی خودروسازان آمریکایی ترد شد. با این حال مرسدس بنز تا پیش از تولید W126 در دهه ۱۹۸۰ میلادی، همچنان از این سیستم تعلیق قدیمی و نسبتا ناپایدار بهره می‌گرفت. سیستم تعلیق نوسانی سالیان درازی است که مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و جای خود را به نسخه مطمئن‌تر و پایدار‌تر مکفرسون داده است. تعلیق محور نوسانی برای دوران خود یک پیشرفت قابل توجه در زمینه طراحی و تولید انواع سیستم تعلیق به شمار می‌آمد. +ساختار طراحی و تولید اقتصادی +تعمیرات ساده +وزن تعلیق نشده کم به دلیل اتصال دیفرانسیل به اتاق -دوام و عمر بالاتر در مقایسه با تعلیق مکفرسون   -رفتار غیر قابل پیشبینی در سناریوهای خاص -تغییر در زاویه کمبر به هنگام بازی تعلیق -استقلال حرکتی بیش از حد چرخ‌ها -مناسب برای خودروهای سبک -عدم قابلیت تنظیم زوایای هندسی تعلیق

کدام تعلیق بهتر است؟

پس از آشنایی با اجزا تشکیل دهنده، آگاهی از نحوه عملکرد سیستم تعلیق و انواع آن، ممکن است این سوال پیش آید که کدام یک از این سیستم‌های تعلیق را می‌توان به عنوان برترین گزینه انتخاب کرد؟ حقیقت آن است که هر یک از سیستم‌های تعلیق به منظور تامین هدفی مشخص و رفع نیازهای یک کلاس از خودروهای بخصوص طراحی و تولید شده‌اند و نمی‌توان برای تمامی خودروهای تولید شده در جهان از کلاس‌ها و کاربری‌های مختلف یک نسخه واحد پیچید. با این حال اگر قرار باشد مزایا و معایب سیستم‌های تعلیق مختلف را از تمامی جنبه‌ها مورد بررسی قرار دهیم، باید بگوییم که سیستم تعلیق جناغی دوبل (Double A Arm) یکی از برترین سیستم‌های تعلیق در جهان است که از دیدگاه کاربری در طیف گسترده‌ای از خودروهای تولید انبوه اقتصادی سبک، سدان و استیشن‌های خانوادگی، شاسی بلندهای سبک و سنگین، وانت‌های سایز بزرگ، خودورهای تجاری نیمه سنگین و حتی سوپراسپرت‌ها به کار گرفته می‌شود. ترازو مجموع ویژگی‌های این تعلیق نسبتا ساده، به سمت کفه مزایا به شدت سنگینی می‌کند و از این بابت باید آن را یکی از بادوام‌ترین، پایدار‌ترین و نرم‌ترین سیستم‌های تعلیق در تاریخ صنعت خودروسازی جهان دانست.

نویسنده: شهاب انیسی