loading...
آکایران :F1 Suspensions
/section>

سیستم تعلیق یکی از اجزای حیاتی خودروها به خصوص نمونه های مسابقه ای است. این سیستم باید توانایی ارایه هندلینگ و فرمان پذیری و در عین حال سواری نرم و راحت را برای راننده ها فراهم کند. در مسابقات فرمول یک نیز به دلیل سرعت بسیار بالای خودرو ها، قابلیت های هندلینگ آن ها بسیار حائز اهمیت است. برای آشنایی بیشتر با این سیستم ها، با زومیت همراه باشید.

بنا به گزارش آکاایران : طبق روال در پیش گرفته، در این سری از مقالات به تکنولوژی های به کار رفته در خودروهای فرمول یک می پردازیم و در چهارمین مقاله از آن قصد داریم به بررسی سیستم تعلیق این خودرو ها بپردازیم.

مقالات مرتبط:

در ابتدا لازم است دلایل پرداختن به فرمول یک و تکنولوژی های به کار رفته در این خودروها را یادآوری کنیم. خودرو های فرمول یک از تکنولوژی های بسیار پیشرفته ای بهره می برند. به نحوی که می توان از رقابت های فرمول یک پس از صنعت هوافضا به عنوان نوک پیکان علم مهندسی نام برد. تکنولوژی های مورد استفاده در این مسابقات چندین سال از صنعت خودروسازی جلوتر هستند و شاهد استفاده این تکنولوژی ها در خودرو های معمولی چند سال پس از استفاده آن ها در فرمول یک هستیم. تنها دلیل این امر هزینه های بسیار سنگین تحقیق توسعه است که تیم ها برای پیشرفت خودرو های خود همه ساله متحمل می شوند.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

آکاایران: همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق

 

ابتدا به طور خلاصه به تشریح عملکرد سیستم تعلیق خواهیم پرداخت.

سیستم تعلیق برای جذب ارتعاشات وارد شده از سطح و جاده و کنترل جرم خودرو استفاده می شوند. این سیستم ها در طول تاریخ خودروسازی تحول زیادی داشته و پیشرفت چشم گیری در زمینه های بهبود راحتی و نحوه عملکرد در فرمان پذیری و هندلینگ، به خود دیده اند. این پیشرفت به خودروسازان این امکان را می دهد تا به تولید خودرویی بپردازند که علاوه بر عملکرد نرم و راحت، در مانورپذیری نیز حرف های زیادی برای گفتن داشته باشد.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

وزن خودرو ها به دو دسته وزن فنردهی شده و وزن فنردهی نشده تقسیم می شوند. وزن فنردهی شده عبارت است از بدنه خودرو به همراه سرنشینان و سیستم های پیشرانه و انتقال قدرت و در طرف مقابل وزن فنردهی نشده قرار دارد که عبارت است از تایر ها، رینگ ها، سیستم تعلیق و اجزای متصل به چرخ سیستم ترمز. وظیفه اصلی سیستم تعلیق کنترل رفتارهای دینامیکی وزن فنردهی شده خودرو است. ذکر این نکته ضروری است که هرچقدر وزن فنردهی نشده کمتر باشد خودرو عملکرد بهتری در مانور پذیری خواهد داشت. پس طراحی و تولید سیستم تعلیق سبک از اولویت های مهندسان مربوطه است. در عکس بالا دو زاویه ی مهم رول و پیچ نیز مشخص شده اند.

اما اجزای اصلی سیستم تعلیقق عبارت است از فنر ها، دمپر ها، بازوهای اتصالی به همراه مستهلک کننده های لاستیکی (بوش ها). هرکدام از این اجزا نقش مهمی را ایفا می کنند و عدم رفتار مناسب آن ها، عملکرد کل سیستم را مختل خواهد کرد. در ادامه به تشریح وظیفه فنرها و دمپرها که اجزای کلیدی سیستم تعلیق هستند، خواهیم پرداخت.

فنر ها

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

این قطعات نقش اصلی را در تعیین رفتار خودرو ایفا می کنند. با افزایش ضریب فنریت، خودرو رفتار اسپرت تری به نمایش می گذارد و البته که از راحتی آن کاسته خواهد شد و بالعکس. همچنین فنرها وظیفه تعیین ارتفاع خودرو را نیز دارند. پس از عبور خودرو از دست انداز، این فنرها هستند که بلافاصله خودرو را به ارتفاع اصلی خود باز می گردانند. اما چندین نوع مختلف از فنرها در سیستم های تعلیق استفاده می شود که فنرهای لول، پیچشی و تخت از انواع آن ها هستند.

دمپرها

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

دمپرها یا مستهلک کننده های ویسکوز نقش جاذب انرژی را ایفا می کنند. اگر این قطعات وجود نداشته باشند پس از عبور خودرو از دست انداز، سیستم تعلیق رفتار نوسانی از خود نشان خواهد داد و خودرو به حرکت نوسانی بالا و پایین خود ادامه خواهد داد. اما دمپرها پس از جابجایی چرخ ها بلافاصله اقدام به جذب انرژی می کنند تا سرنشینان کمترین نوسان را تجربه کنند.

انواع سیستم تعلیق

 اما سیستم های تعلیق به سه دسته مستقل، نیمه مستقل و غیر مستقل تقسیم می شوند. در سیستم های تعلیق مستقل همانطور که از نام آن ها پیداست، چرخ های عملکرد مستقلی از یکدیگر خواهند داشت. به این منظور که با جابجایی عمودی یکی از چرخ ها، چرخ دیگری جابجا نخواهد شد. این مساله کمک شایانی به فرمان پذیری خودرو خواهد کرد، اما اشغال فضای زیاد یکی از مشکلات آن ها است. این سیستم ها عموما در محور جلو کاربرد دارند، زیرا در این بخش از خودرو به دلیل وجود پیشرانه و جعبه دنده، استفاده از سیستم تعلیق کارآمد، حیاتی است.

 در سیستم های تعلیق نیمه مستقل معمولا دو چرخ به وسیله بازو های فنری به یکدیگر متصل می شوند. در نهایت سیستم تعلیقق غیر مستقل قرار دارد که رفتار دو چرخ وابستگی زیادی به یکدیگر خواهد داشت. معمولا از سیستم های تعلیق مستقل و نیمه مستقل در محور عقب خودرو استفاده می شود که فضای صندوق بار بزرگتری در اختیار سرنشینان قرار گیرد.

 اما دسته بندی دیگری که سیستم های تعلیق را به گروه های مختلف تقسیم می کند عبارت است از سیستم های تعلیق غیر فعال، نیمه فعال و فعال. سیستم های تعلیق غیر فعال نمونه های معمولی موجود در بازار که در اکثر خودروها استفاده می شوند، هستند که این سیستم ها در تمامی شرایط رفتار یکسانی خواهند داشت و قیمت پایین و عملکرد مطمئن از بزرگترین مزیت های آن ها است.

دسته بعدی سیستم های تعلیق نیمه فعال هستند که در آن ها از دمپرهای هوشمند استفاده شده است. در این دمپرها به واسطه استفاده از مایع ویسکوز مخصوص، می توان ضریب دمپینگ خودرو را تغییر داد و عملکرد سیستم تعلیق را برای شرایط مختلف بهینه کرد. به عنوان مثال می توان با سفت تر کردن سیستم تعلیق خودرو را برای مانور های شدید آماده کرد و با نرم تر کردن آن برای جاده های ناهموار آماده شد. بازار این نوع از سیستم های تعلیق با توجه به پیشرفت روز افزون و کاهش قیمت در حال گسترش است و تمامی خودرو های رده ی لوکس به بالا از آن ها بهره می برند.

در نهایت نیز سیستم های تعلیق فعال قرار دارند. این سیستم های پیشرفته علاوه بر جذب نیرو اقدام به اعمال نیرو نیز می کنند. با توجه به میزان سرعت، وضعیت فرمان و شتاب های وارده به خودرو و شرایط جاده، سیستم تصمیم به اعمال نیرو می کند. این سیستم ها در فرمان پذیری و هندلینگ خودرو بهبود قابل توجهی ایجاد می کنند. اما متاسفانه مصرف بالای انرژی و قیمت سرسام آور باعث جلوگیری از گسترش استفاده ی آن ها شده است.

سیستم های تعلیق متداول

اکنون به معرفی چند سیستم تعلیق متداول خواهیم پرداخت.

سیستم تعلیق مک فرسون

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

بدون اغراق مک فرسون را می توان پر کاربردترین نوع سیستم تعلیق دانست که در محور جلو استفاده می شود. این سیستم تعلیق از نوع مستقل است و به دلیل قیمت مناسب و عملکرد خوب بین خودروسازان بسیار محبوب است و در اکثر نمونه های پایین رده و میان رده استفاده می شود.

سیستم تعلیق دو جناغی

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

این سیستم تعلیق که نمونه پیشرفته تر مک فرسون به حساب می آید عملکرد بهتری نسبت به آن دارد و در خودروهای میان رده و لوکس مصرف گسترده ای دارد.

سیستم تعلیق چند اتصاله

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

سیستم تعلیق مالتی لینک یا چند اتصاله پیشرفته ترین نوع سیستم تعلیق است و به لطف عملکرد فوق العاده اش در هندلینگ، عموما در خودروهای اسپرت استفاده می شود. این سیستم تعلیق بهترین هماهنگی بین راحتی و هندلینگ را دارد و هم چنین دست طراح برای برای بهینه سازی آن بسیار باز است زیرا با تغییر پارامتری از آن، پارامترهای دیگر تغییر نخواهند کرد.

سیستم های تعلیق فرمول یک

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

پس از معرفی اجمالی انواع سیستم های تعلیق حال به معرفی و بررسی نمونه های به کار رفته در خودروهای فرمول یک می پردازیم.

در ابتدا لازم است بدانید مبحث راحتی در این خودروها جایی ندارد و تیم ها سیستم های تعلیق را تا جای ممکن سخت طراحی می کنند تا فرمان پذیری خودرو افزایش یابد. در سال ۱۹۹۰ قانون منع استفاده از سیستم های تعلیق فعال تدوین شد و بدین وسیله تمامی قطعات سیستم تعلیق باید بدون دخالت سیستم های الکتریکی عمل کنند.

از بخش معرفی سیستم های تعلیق می توان حدس زد که تیم ها از کدام یک از انواع آن ها استفاده می کنند. درست است، سیستم تعلیق چند اتصاله در هر دو محور جلو و عقب این خودروها استفاده می شود. این سیستم به نحوی طراحی می شود تا زوایای چرخ ها در هر حالتی به پایداری خودرو کمک کند و راننده از تماس تایر ها با زمین در تمامی طول پیست اطمینان حاصل کند.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور
 

تمامی بازو های سیستم تعلیق از فیبر کربن تولید شده اند تا وزن فنردهی نشده خودرو به حداقل برسد. هم چنین پیش از شروع هر مسابقه رفتار سیستم تعلیق با توجه به شرایط پیست، شرایط جوی و نوع رانندگی راننده تنظیم می شود.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

در خودرو های فرمول یک، فنر مشابه نمونه های بکار رفته در خودرو های معمولی وجود ندارد. بلکه همین بازوها با حالت فنری خود نقش فنر را هم ایفا خواهند کرد. هم چنین دمپرهای بکار رفته در خودروی بعضی تیم ها با نمونه های ویسکوز معمولی تفاوت زیادی دارند. در این خودرو ها  از دمپرهای خاصی به نام اینرتر استفاده می شود که دانشگاه کمبریج اولین نمونه ی آن ها را معرفی کرده است. در این قطعات نیروی عمودی چرخ ها در فلایویل کوچکی به صورت دورانی ذخیره می شود. عملکرد بسیار سریع اینرترها از مهم ترین مزایای آن ها است. لازم به ذکر است که با توجه به طراحی اختصاصی سیستم تعلیقق در هر تیم، ممکن است تفاوت زیادی بین سیستم های مورد استفاده در آن ها باشد.

سیستم تعلیق (FRICS (Front and Rear Inter-Connected Suspension

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

همه ساله شاهد معرفی تکنولوژی های جدیدی در رقابت های فرمول یک هستیم. تیمی که زودتر اقدام به استفاده از آن ها کند، می تواند از پیشتازی خود در طول فصل مطمئن باشد. این روند همواره منجر به اعتراض سایر تیم ها در خصوص قانونی بودن استفاده از فناوری جدید می شود، اما در نهایت همه ی تیم ها برای جبران فاصله ی به وجود آمده ناچار به کپی کردن و استفاده از همان تکنولوژی می شوند. اگر از مشتاقان رقابت های فرمول یک باشید، حتما این سوال برای شما پیش آمده است که دلیل برتری بی چون و چرای مرسدس بنز طی فصل های اخیر چه بوده است. در ادامه به پاسخ این سوال نیز خواهیم پرداخت.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

سیستم تعلیق متصل شده جلو و عقب FRICS نام جدید ترین تکنولوژی مورد استفاده در تعلیق خودرو های فرمول یک است که در سال ۲۰۱۱ توسط مرسدس بنز معرفی شد، و توسعه آن تا سال ۲۰۱۳ ادامه یافت تا جایی که تبدیل به یکی از نقاط قوت این تیم شد. لوتوس نیز بلافاصله پس از مرسدس اقدام به استفاده از این سیستم در خودروها خود کرد.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

در این سیستم تعلیق چرخ های چپ و راست و در مرحله بعد محور های جلو وعقب از طریق محفظه های هیدرولیکی به یکدیگر متصل شده اند تا عملکرد پایدارتری برای خودرو به ارمغان بیاورند. این سیستم علاوه بر عملکرد مشابه آنتی رول بار از ایجاد زاویه پیچ نیز جلوگیری می کند. در این سیستم هر چهارچرخ به یکدیگر وابسته هستند و بدین وسیله خودرو همواره در شرایط مختلف اعم از پیچ های سریع و یا ترمزگیری های سخت، ارتفاع خود را حفظ خواهد کرد. این مساله در سرعت های بالا بسیار حائز اهمیت است، از آن جهت که نیروی دان فورس در سرعت های بالا می تواند باعث رفتار ناپایدار خودرو شود.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

در تصویر بالا جریان های رفت و برگشتی سیال را در محفظه های هیدرولیکی را هنگام پیچیدن و یا ترمزگیری مشاهده می کند. هنگام ترمزگیری وزن خودرو با انتقال به محور جلو باعث فشرده شدن این محور می شود. اما با اتصال محفظه های هیدرولیکی به یکدیگر، محور عقب از فشرده شدن محور جلو جلوگیری می کند و هر دو محور با کاهش ارتفاع برابر از ایجاد زاویه پیچ در خودرو جلوگیری می کنند. این مساله هنگام پیچیدن برای محفظه های متصل به بازوهای چرخ های چپ و راست نیز صادق است.

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور

با استفاده از این سیستم خودرو فقط برای مقاطع زمانی کوچکی کاهش ارتفاع را تجربه خواهد کرد و زاویه های رول و پیچ به واسطه تفاوت ارتفاع در چرخ ها ایجاد نخواهند شد. هم چنین لازم به ذکر است با استفاده از سوپاپ های تعبیه شده، عملکرد این سیستم در سرعت های کم متوقف می شود تا راننده سواری نرمی را تجربه کند. مرسدس بنز توانست با ارایه زودتر این سیستم برتری قابل توجهی نسبت به سایر تیم ها به خصوص هنگام عبور از پیچ ها، بدست آورد.

نظر شما در رابطه یا سیستم تعلیق خودرو های فرمول یک چیست؟

محمد حسین جعفری

منبع :

همه چیز درباره ی فرمول یک: سیستم تعلیق - عکس ماشین | عکس موتور


شما احتمالا با جستجوی کلمات زیر وارد مقاله شده اید چنانچه مطلب مرتبط با جستجوی شما نبوده همان کلمه را در جستجوی سایت وارد کنید

اجزای سیستم تعلیق جناغی double wishbones , سيستم مستقل مك فرسون



تبلیغات