مشاهده مطلب
مشاهده مطلب
تاریخ انتشار : ۱۱ دی ۱۴۰۱ |
موضوع : فنی - آموزشی
کمک فنر چیست و چگونه کار می‌کند؟
در ادامه مرور بر اجزای مختلف خودرو، این بار به سراغ سیستم تعلیق و به‌طور ویژه کمک فنر ها رفته‌ایم. کمک فنر نقشی اساسی در آسایش سرنشینان خودرو دارد و همان‌گونه که خواهیم دید بدون وجود این قطعه در خودرو، راندن بر روی ناهمواری‌های جاده به جهش‌های پی‌درپی چرخ‌ها و اتاق خودرو تبدیل خواهد شد. برای آشنایی با طرز کار، انواع و نشانه‌های خرابی کمک فنر با ما همراه باشید.
تاریخچه سیستم تعلیق خودرو
کالسکه‌ها و واگن‌های قرن ۱۶ میلادی برای حل مشکل احساس ضربات و تکان‌ها در بدنه از تسمه‌های چرمی که از چهار طرف به شاسی متصل می‌شدند، استفاده می‌کردند. در این وسایل اتصال مستقیم چرخ‌ها به شاسی و در ادامه به اتاق باعث می‌شود تمامی ضربات حاصل از برخورد چرخ‌ها به سطح مسیر به داخل اتاق منتقل شود. به‌خصوص آنکه در آن دوران جاده‌ها در بهترین حالت شوسه بودند و چرخ‌ها نیز بدون هیچ روکشی، از جنس چوب ساخته می‌شدند.
به دلیل اینکه بدنه واگن‌ها نسبت به شاسی معلق بود این تجهیزات Suspension (به معنی تعلیق) نام گرفت و همین نام نیز امروزه برای سیستم تعلیق خودروها به کار گرفته می‌شود. این سیستم خود به‌تنهایی بیان کننده مفهوم کمک فنر به معنای امروزی نبود ولی باعث می‌شد که بدنه و چرخ‌ها به‌طور مستقل حرکت کنند و به این ترتیب بخش زیادی از ضربات وارده به چرخ‌ها را پیش از رسیدن به اتاق مستهلک می‌کرد. این تجربه نقطه شروع ساخت کمک فنر با مفهوم امروزی بود.
وظیفه کمک فنر ماشین چیست؟
همان‌گونه که از اسم کمک فنر مشخص است وظیفه اصلی آن کنترل نوسانات فنرها و نیز کنترل حرکات سیستم تعلیق و نگه‌داشتن چرخ به‌صورت چسبیده به جاده است. این کار با تبدیل انرژی جنبشی حاصل از نوسانات فنر و سیستم تعلیق و تبدیل آن به انرژی گرمایی در کمک فنر انجام می‌گیرد. فنر به دلیل خاصیت ارتجاعی خود، پس از آنکه کشیده و یا فشرده شده و رها می‌شود، با توجه به ضریب سختی‌اش (که به‌طور کلی نشان دهنده توان لازم برای فشردن یا کشیدن فنر است) از خود نوسان نشان می‌دهد. به این معنی که پس از رها کردن فنر فشرده شده، این فنر باز می‌شود و به دنبال آن شروع به باز و بسته شدن می‌کند.
این اتفاق شاید به‌عنوان یک تفریح کودکانه جذاب به نظر برسد اما در زمانی که این فنر بر روی خودرو نصب می‌شود، نوسان آن می‌توان بسیار آزار دهنده و البته خطرناک باشد و نیاز است با استفاده از یک وسیله کمکی، جلوی این نوسانات مداوم گرفته شود. چراکه در صورت وجود چنین نوساناتی در چرخ‌ها، عملا در چند لحظه به‌صورت پوسته ارتباط چرخ و زمین قطع و وصل می‌شود و این به معنی قطع و وصل انتقال نیروی موتور به زمین و البته قطع و وصل کنترل راننده بر چرخ‌های جلو است.
فنرهای سخت‌تر هم راه حل نیست
از سوی دیگر فنر خودرو در مواجهه با ضربات ناگهانی (به‌عنوان مثال ناشی از عبور خودرو از یک سرعت‌گیر) ممکن است واکنش مناسبی نشان ندهد و نتواند به میزان کافی نیروی ضربه را جذب کند. برای حل این مشکل می‌توان از فنرهای قوی‌تر استفاده کرد اما در این شرایط رانندگی در حالت عادی سخت و آزار دهنده می‌شود. برای این منظور نیز می‌توان از ابزار کمکی استفاده کرد که ضربات ناگهانی وارد شده به سیستم تعلیق را مستهلک کند.
به‌طور کلی وظایف زیر را در خودرو بر عهده دارد:
- مانع از جهش چرخ خودرو در دست‌اندازها می‌شود
- مانع کج شدن خودرو در موقع پیچیدن
- از کله زدن خودرو در هنگام ترمزهای شدید جلوگیری می‌کند
- مانع از پائین آمدن عقب خودرو در هنگام شتاب گیری می‌شود.
درمجموع می‌توان گفت کمک فنر در زمان جمع شدن و باز شدن فنر، در مقابل حرکت سریع آن مقاومت می‌کند و به این ترتیب مانع از حرکت ارتجاعی فنرها می‌شود.
کمک فنر چگونه کار می‌کند؟
اگر بخواهیم یک تصویری کلی از کمک فنر بیان کنیم در واقع یک پمپ سیال (معمولا روغن) است که مابین بدنه خودرو و چرخ‌های آن قرار گرفته است و قسمت بالایی آن به بدنه و قسمت دیگر آن به اکسل، نزدیک چرخ متصل است. هنگام رانندگی در جاده به‌طور حتم با دست‌انداز یا هر مانع دیگری در سطح جاده مواجه شده‌اید. ازآنجاکه اولین سطح تماس خودرو با جاده از طریق چرخ خودرو است، این ارتعاشات از طریق چرخ به فنر خودرو منتقل می‌شود و در نتیجه این ارتعاشات باعث باز و بسته شدن فنر می‌شود.
در این هنگام انرژی فنر از طریق سر بالایی کمک فنر به آن منتقل می‌شود، سپس به میل پیستون و از آن طریق به پیستون درون کمک فنر منتقل می‌شود. پیستون در اثر دریافت این ضربات، سیال (که به‌طور عمومی روغن است) را فشرده می‌کند. هرچند روغن به میزان بسیار کمی متراکم می‌شود اما همین میزان اندک نیز می‌تواند تا حد اندکی شدت ضربه را مستهلک کند. اما برای ارتقا کارکرد کمک فنر، طراحان این وسیله به سیال اجازه می‌دهند در میان دو بخش بالایی و پایینی حرکت کند اما این حرکت کنترل شده است و به‌سختی انجام می‌شود تا نیرو را به خود جذب کند.
منافذ تعبیه شده بر روی پیستون به سیال اجازه گذر از خود را می‌دهند و این باعث می‌شود که در حین حرکت پیستون به سمت بالا و پایین، در لوله فشار جریان داشته باشد.با توجه به اینکه اندازه این سوراخ‌ها نسبتا ریز است، تحت فشار بالا، تنها مقدار کمی روغن از آن‌ها درز می‌کند. این عمل، حرکت پیستون و در نتیجه حرکت فنر را کند می‌سازد. این موضوع باعث می‌گردد که ضربات با فشار کمتری به بدنه و به دنبال آن به سرنشینان منتقل شود. در این زمینه می‌توانید مطلب بررسی مزایا و معایب X22 Pro را بخوانید که در آن به نقش کمک فنر در پایداری خودرو اشاره شده است.
سیکل انبساطی و انقباضی
به‌طور کلی حرکت کمک فنر (بر مبنای حرکت پیستون درون آن) به دو صورت تراکمی و انبساطی است. زمانی که پیستون با توجه به نیروی وارد شده به آن از طریق میل پیستون، به سمت پایین حرکت می‌کند، این عمل باعث می‌شود تا سیال روغن که در زیر محفظه پیستون قرار گرفته است، متراکم شود. مجموعه این حرکت‌ها منجر به سیکل تراکمی کمک فنر می‌شود.
حال آنکه سیکل انبساطی در نقطه مقابل سیکل تراکمی است به عبارت دیگر زمانی که پیستون به سمت بالای لوله فشار (در جهت عکس حرکت پیستون در گردش تراکمی) حرکت داده می‌شود، سیال (روغن) موجود در بالای پیستون متراکم می‌شود، که این فعل و انفعالات بیانگر حرکت سیکل انبساطی است. به‌طور کلی مقاومت بیشتری در طول گردش انبساطی نسبت به گردش متراکم وجود دارد. بنابراین مشخص است که سیکل متراکم، کنترل وزن نامعلق خودرو و سیکل انبساطی کنترل وزن معلق را بر عهده دارند. با همین نوسان‌ها است که کمک فنر بعضی از خودروها سفت‌تر می‌شود. به‌عنوان مثال در مورد فونکس FX به دلیل ساختار اسپرت، شاهد کمک‌هایی هستیم که اندکی سفت‌تر از مدل‌های دیگر است.
انواع کمک فنر
کمک‌فنرهای رایج که در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به دو گروه کمک فنر روغنی و کمک فنر گازی طبقه‌بندی می‌شوند که در اینجا به توضیح مختصری از آن‌ها می‌پردازیم. هر یک از این انواع کمک فنر مزایایی دارند که در ادامه خواهید خواند.
کمک روغنی
به‌طور کلی کمک فنرهای هیدرولیکی از پیستون، روغن، میل پیستون و بدنه اصلی (در کمک‌فنرهای هیدرولیکی بدنه از دو یا سه لوله هم محور تشکیل شده است که در نوع سه لوله‌ای آن، خارجی‌ترین لوله، گردگیر است) تشکیل شده‌اند. اساس کار این نوع کمک فنر بدین گونه است که با حرکت میل پیستون، پیستون جا به جا می‌شود
با این جابجایی روغن داخل محفظه بالای پیستون از طریق سوراخ‌هایی که روی پیستون تعبیه شده به سمت پایین و به داخل محفظه زیر پیستون رانده می‌شود. به عبارت دیگر در طی مرحله باز شدن، روغنی که در محفظه بالای پیستون تحت فشار قرار گرفته به محفظه زیر پیستون منتقل می‌شود. این عمل برای جبران حجم جابجا شده میل پیستون است. مرحله جمع شدن کمک فنر عکس مرحله باز شدن است.
کمک فنر گازی
مهم‌ترین تفاوت کمک‌فنرهای تلسکوپی در مقایسه با نوع روغنی آن، گاز نیتروژن تزریق شده در آن است. به دلیل اینکه فشار این گاز بین ۸۰ تا ۳۵۰ PSI است بنابراین مانع از ترکیب شدن روغن با مولکول‌های هوا می‌شود. در نتیجه ابتدا باعث افزایش عمر کمک فنر شده و در ادامه جریان روغن در بدنه روان‌تر می‌شود. این عوامل خود منجر به کاهش فشار ناشی از ضربات به کابین خودرو خواهد شد.
نشانه‌های خرابی کمک فنر
کمک فنر خودرو به دلیل آنکه به‌صورت پیوسته در معرض فشار ناشی از وزن خودرو و تنش‌های ناشی از حرکت خودرو بر روی جاده است، عمر مفید مشخصی داشته و در معرض خرابی قرار می‌گیرد. در ادامه برخی از نشانه‌های خرابی کمک فنر را مرور می‌کنیم:
- نشتی روغن از کمک فنر
- بالا و پایین رفتن نامعقول خودرو در جاده‌های ناهموار
- شیرجه رفتن خودرو در ترمزهای ناگهانی
- سروصدای بیش از اندازه سیستم تعلیق در موقع شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا عبور از ناهمواری‌های جاده که می‌تواند از ترک خوردگی و یا تغیر شکل بوش‌ها باشد
- تایرهای فرسوده و جویده شده نشانگر عیب در سیستم تعلیق به‌خصوص در کمک فنرها است
- خودرو در هنگام حرکت دچار لرزش‌هایی در چرخ‌های جلو می‌شود
- اگر در هنگام رانندگی خودرو شما به یک سمت کشیده شود
البته برخی از این علائم با عیوب دیگر سیستم تعلیق و جلوبندی نیز مرتبط است و در این زمینه لازم است از تعمیرکار ماهر کمک بگیرید.
عوامل افزایش دهنده طول عمر کمک
رعایت موارد زیر منجر به بالا رفتن طول عمر کمک فنر و نیز افزایش کارایی آن می‌شود:
- ترمزهای ناگهانی فشار مضاعفی را بر روی اجزای سیستم تعلیق مانند فنر و کمک فنر و بخصوص قطعات لاستیکی وارد کرده و باعث کاهش طول عمر کمک فنر می‌شود.
- بالانس کردن دوره‌ای لاستیک‌ها منجر به کاهش ارتعاشات و ضربه‌های ناخواسته به کمک فنر می‌شود.
- گریس کاری دوره‌ای اجزای سیستم تعلیق مانند سیبک‌ها به شرطی که دارای گریس خور باشند.
- تعویض نکردن لاستیک‌های فرسوده باعث افزایش ضربات ناشی از دست‌اندازها، پستی‌ها و بلندی‌های جاده می‌شود.
مشاوره خرید محصولات مدیران خودرو (نقدی | اقساطی) برای اطلاع از جدیدترین شرایط فروش محصولات مدیران خودرو (ام وی ام | فونیکس) به صورت نقدی و اقساطی، شماره خود را درج کنید.
ثبت نظر