بررسی سیستم حرکت و انتقال قدرت خودرو ( قسمت 2 )

توضیحات: نازو تک; 01 تیر 1403; 09 تیر 1403; 376

در این پست میخوانید :

پیشگفتار

در پست قبلی مقداری از مبحث بسیار وسیع سیستم حرکت و انتقال قدرت خودرو را مورد بررسی قرار دادیم در این پست قسمت 2 ( دوم ) این موضوع را که در مورد سیستم تعلیق و گیربکس خودرو میباشد مورد بررسی قرار میدهیم، پس با ما همراه باشید.

نقش سیستم تعلیق در عملکرد و هندلینگ خودرو

سیستم تعلیق یکی از اجزای اساسی و حیاتی در هر خودرو است که بر امنیت و عملکرد آن تأثیرگذار است. نقش اصلی سیستم تعلیق در چهار عملکرد اصلی خودرو شامل کنترل وضعیت جاده، انتقال نیرو، کنترل وضعیت بدنه و راحتی سواران می‌باشد. در این قسمت از مقاله به بررسی نقش سیستم تعلیق در عملکرد و هندلینگ خودرو خواهیم پرداخت.

هندلینگ خودرو چیست؟

هندلینگ خودرو یا فرمان پذیری ( Automobile handling ) یکی از ویژگی‌های مهمی است که برای ایمنی و کارایی خودرو اهمیت دارد. اصطلاح هندلینگ به توانایی خودرو در کنترل و مدیریت حرکت‌هایش در هنگام رانندگی اشاره دارد. یک خودرو با هندلینگ مناسب، قادر است به خوبی در خطوط منحنی و در هنگام تغییر مسیر، کنترل پذیری مناسب داشته باشد.

عوامل مختلفی بر هندلینگ خودرو تأثیر می‌گذارند از جمله سیستم تعلیق، تعادل و توزیع وزن، لغزش لاستیک‌ها و سیستم‌های کنترلی. همچنین طراحی شاسی و بدنه خودرو نیز نقش مهمی در بهبود هندلینگ ایفا می‌کند.

برای افزایش هندلینگ خودرو، مهم است که تعمیرات و نگهداری منظم انجام شود، لاستیک‌ها در شرایط عالی نگهداری شوند و سیستم تعلیق به درستی تنظیم شود. از طرف دیگر، رانندگان نیز می‌توانند با آموزش‌های رانندگی مهارت‌های لازم برای کنترل بهتر خودرو را یاد بگیرند.

نقش سیستم تعلیق در عملکرد و هندلینگ خودرو

نقش اصلی سیستم تعلیق در عملکرد خودرو، کنترل وضعیت جاده است. با توجه به شرایط مختلف جاده مانند صافی، پرتگاه، خاکی یا لغزنده بودن جاده، سیستم تعلیق باید بتواند وضعیت خودرو را تطبیق دهد تا از، از دست دادن کنترل بر روی خودرو جلوگیری کند. همچنین، سیستم تعلیق باید بتواند ارتفاع خودرو را نسبت به زمین تنظیم کند تا در شرایط مختلف جاده، فاصله لازم بین بدنه خودرو و زمین حفظ شود.

انتقال نیرو نیز یکی از عملکردهای مهم سیستم تعلیق است. در هنگام عبور از چاله‌ها یا موانع، سیستم تعلیق باید بتواند فشار وارده به چرخ‌ها را کاهش داده و از انتقال نیرو به بدنه خودرو جلوگیری کند. همچنین، در زمان ترمز کردن یا شتاب دادن، سیستم تعلیق باید بتواند نیروهای وارده را به طور موثر تر منتقل کرده و عملکرد ترمز و شتاب را بهبود بخشید.

کنترل وضعیت بدنه نیز یکی دیگر از وظایف اصلی سیستم تعلیق است. با توجه به دینامیک ( داینامیک ) بودن حرکت خودرو، سیستم تعلیق باید بتواند نوسانات وارده به بدنه را کاهش داده و استحکام و پایداری خودرو را افزایش دهد. همچنین، در صورت بروز خطرات ناشی از شوک‌های وارده به بدنه، سیستم تعلیق باید بتواند به صورت خودکار و سریع عمل کرده و خطرات را کاهش دهد.

راحتی سواران نیز یک جنبه مهم در نقش سیستم تعلیق است. با توجه به تأثیرات نوسانات و لغزش‌های جاده بر روی سواران، سیستم تعلیق باید بتواند راحتی و آسایش سواران را حفظ کرده و از احساس ناراحتی یا استرس آن‌ها جلوگیری کند.

به طور کلی، سیستم تعلیق با تأثیرگذاری بر این چهار عملکرد اصلی، موجب بهبود عملکرد و هندلینگ خودرو می‌شود. علاوه بر این، استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند سیستم‌های تعليق فعال و سيستم‌های کنترل پيشرفته، عملکرد و هندلینگ خودرو را بهبود می‌بخشد و امکانات جدیدی را به راننده ارائه می‌دهد.

suspension system

اصول طراحی و اجزای سیستم تعلیق

سیستم تعلیق یکی از اجزای بسیار مهم در خودروها است که بوسیله آن امکان کنترل و پایداری خودرو در هنگام حرکت و تغییر سرعت فراهم می‌شود. طراحی مناسب و استفاده از اجزای بهینه در سیستم تعلیق، تأثیر بسیار زیادی بر رفتار و عملکرد خودرو دارد. در این قسمت از مقاله به بررسی اصول طراحی و اجزای مهم سیستم تعلیق خواهیم پرداخت.

اصول طراحی سیستم تعلیق

استفاده از اجزای با کیفیت : یکی از اصول مهم در طراحی سیستم تعلیق، استفاده از اجزای با کیفیت و استاندارد است. این اجزا شامل فنرها، آمورتیسورها، بوشینگ‌ها و قطعات دیگر مرتبط با سیستم تعلیق می‌باشند. استفاده از اجزای با کیفیت، تأثیر بسیار زیادی بر رفتار و عملکرد سیستم تعلیق دارد و می‌تواند ایمنی و راحتی رانندگی را بهبود بخشد.

تعادل مناسب بین راحتی و کنترل : یک سیستم تعلیق مناسب، باید توانایی فراهم کردن رانندگی راحت و همچنین کنترل مناسب در هنگام حرکت و تغییر سرعت را داشته باشد. برای دست‌یابی به این هدف، نقش فنرها، آمورتیسورها و سایر اجزای سیستم تعلیق بسیار حائز اهمیت است.

سازگاری با شرایط جاده : یک خودرو در طول عمر خود با شرایط مختلف جاده مواجه می‌شود، از جمله جاده‌های صاف و خشن، منطقه‌های شهری و خارج از شهر و ... . بنابراین، یک سیستم تعلیق مناسب باید قابلیت سازگاری با این شرایط مختلف را داشته باشد.

بهینه‌سازی وزن : وزن سیستم تعلیق نقش بسزای مهم در عملکرد و کارایی خودرو دارد. طراحان باید توانایی بهینه‌سازی وزن اجزای سیستم تعلیق را داشته باشند تا علاوه بر بهبود عملکرد، مصرف سوخت نیز کاهش یابد.

تست و ارزیابی : پس از طراحی و تولید سیستم تعلیق، تست و ارزیابی مناسب بر روی آن صورت می‌گیرد. این مرحله بسیار حائز اهمیت است زیرا اطمینان از عملکرد صحیح و استاندارد سیستم تعلیق را فراهم می‌کند.

اجزای سیستم تعلیق

فنرها : فنرها یکی از اجزای اصلی سیستم تعلیق هستند که نقش اصلی در جذب فشار و لغزش جاده را دارند. فنرها باید قابل تنظیم باشند تا بتوان به بهینه‌سازی رانندگی روان و کنترل مناسب دست یافت.

آمورتیسورها : آمورتیسورها چگونگي حذف نوسانات ناشي از حركت‌هاي كف شيب‌دار يا نامنظم خودرو هستند.

بوشینگ‌ها : بوشینگ‌ها نقش مهمي در کنترل و جذب لغزش و نوسانات دارند. استفاده از بوشینگ‌های با کیفیت و مناسب، موجب بهبود عملکرد سیستم تعلیق خواهد شد.

لولا : لولا يك قطعه است كه قصد جلوگيري از حركات نامطلوب دارد.

محور : محور در خودرو به قطعات اصلی زیرسیستم های مختلف خودرو اطلاق می‌شود که انتقال نیرو و حرکت را در خودرو امکان‌پذیر می‌کنند.

چرخ : چرخ يك قطعة است كه حرکت روی زمین را امکانپذیر میکند.

باتوجه به اصول طراحي و اجزای مورد نياز در يك سيستم تعليق، مي‌توان گفت كه طراحي صحيح و به كارگيري اجزاء مناسب مي‌تواند علاوه بر بهبود عملكردي خودرو، سطح رضايت مشتريان را نيز بهبود بخشد.

انواع سیستم های تعلیق (مک فرسون، چند اتصالی، هوشمند و...)

انواع مختلفی از سیستم‌های تعلیق خودرو وجود دارد که عبارتند از :

سیستم تعلیق مک‌فرسون (MacPherson Strut) :

این یکی از رایج‌ترین و ساده ترین سیستم‌های تعلیق است.
در این سیستم، یک پیستون و فنر در کنار هم قرار دارند و به طور همزمان عمل می‌کنند.
این سیستم به راحتی در خودروهای جلو محرک نصب می‌شود.

سیستم تعلیق چند اتصالی (Multi-Link Suspension) :

در این سیستم چندین اتصالی (بازوها یا لینک‌ها) برای اتصال چرخ به بدنه استفاده می‌شود.
این سیستم امکان کنترل بهتر هندلینگ و پایداری خودرو را فراهم می‌کند.
معمولاً در خودروهای عملکردی و ورزشی استفاده می‌شود.

سیستم تعلیق هوشمند (Smart Suspension) :

این سیستم‌ها قابلیت تنظیم خودکار پارامترهای تعلیق را دارند.
با استفاده از سنسورها، این سیستم‌ها وضعیت جاده و رانندگی را ارزیابی کرده و به طور مناسب تنظیم می‌شوند.
این سیستم‌ها به ویژه در خودروهای لوکس و سواری کاربرد دارند.

سایر انواع سیستم‌های تعلیق :

سیستم تعلیق مستقل (Independent Suspension)
سیستم تعلیق وابسته (Dependent Suspension)
سیستم تعلیق هوایی (Air Suspension)
سیستم تعلیق الکترونیکی (Electronic Suspension)

هر کدام از این سیستم‌های تعلیق ویژگی‌های خاص خود را دارند که بسته به نوع خودرو و نیازهای رانندگی، می‌توانند انتخاب شوند.

تحلیل تاثیر سیستم تعلیق بر پایداری، راحتی سواری و کنترل پذیری خودرو

نقش سیستم تعلیق بر پایداری خودرو

سیستم تعلیق مناسب به خودرو کمک می‌کند تا در هنگام پیچیدن، تغییر مسیر و ترمزگیری پایداری خود را حفظ کند.
سیستم‌های تعلیق پیشرفته مانند چند اتصالی و هوشمند، امکان کنترل بهتر چرخ‌ها را فراهم می‌کنند و به بهبود پایداری خودرو کمک می‌کنند.
در صورت طراحی نامناسب سیستم تعلیق، احتمال بروز ناپایداری و واژگونی خودرو افزایش می‌یابد.

نقش سیستم تعلیق بر راحتی سواری

سیستم تعلیق با جذب ضربات و لرزش‌های ناشی از سطح جاده، آسایش و راحتی سرنشینان را تأمین می‌کند.
فنرها و بوش‌های تعلیق با جذب این ضربات و ارتعاشات، از انتقال آنها به بدنه خودرو جلوگیری می‌کنند.
سیستم‌های تعلیق پیشرفته مانند هوایی و الکترونیکی، امکان تنظیم بهینه پارامترهای تعلیق را فراهم می‌کنند و راحتی سواری را افزایش می‌دهند.

نقش سیستم تعلیق بر کنترل‌پذیری خودرو

سیستم تعلیق مناسب به راننده کمک می‌کند تا بتواند خودرو را به خوبی کنترل کند.
در سیستم‌های تعلیق پیشرفته، پارامترهای تعلیق به طور خودکار تنظیم می‌شوند و به بهبود کنترل‌پذیری خودرو کمک می‌کنند.
سیستم‌های تعلیق ناکارآمد موجب کاهش پاسخ‌گویی خودرو به فرمان‌های راننده و در نتیجه کاهش کنترل‌پذیری آن می‌شوند.

پیشرفت های تکنولوژیکی در گیربکس خودرو

پیشرفت‌های تکنولوژیکی در گیربکس خودرو ( Gearbox car ) یا همان جعبه دنده ماشین طی دهه‌های اخیر چشمگیر بوده است. برخی از این پیشرفت‌ها عبارتند از :

گیربکس اتوماتیک

گیربکس اتوماتیک به طور خودکار و بدون دخالت راننده تعویض دنده‌ها را انجام می‌دهد.
این گیربکس‌ها به‌ تدریج جایگزین گیربکس‌های دستی شده‌اند و به راحتی رانندگی کمک می‌کنند.
انواع پیشرفته‌تر آن مانند گیربکس CVT و DCT بازده و کارآیی بهتری دارند.

گیربکس دوکلاچه (Dual Clutch Transmission - DCT)

این نوع گیربکس از دو کلاچ جداگانه استفاده می‌کند که امکان تعویض سریع‌تر دنده‌ها را فراهم می‌کند.
گیربکس DCT ترکیبی از گیربکس دستی و اتوماتیک است و بازده بالاتری دارد.
این گیربکس‌ها معمولاً در خودروهای اسپرت و پرفورمنس استفاده می‌شوند.

گیربکس CVT (Continuously Variable Transmission)

در این نوع گیربکس، انتقال قدرت به صورت پیوسته و بدون تعویض دنده‌های مکانیکی انجام می‌شود.
گیربکس CVT امکان استفاده بهینه از توان موتور را فراهم می‌کند و بازده و آب‌گیری بهتری دارد.
این گیربکس‌ها معمولاً در خودروهای سواری و شهری استفاده می‌شوند.

گیربکس های الکترونیکی و هوشمند

در این گیربکس‌ها، سیستم‌های الکترونیکی و حسگرها برای تعویض دنده‌ها و بهینه‌سازی عملکرد به کار می‌روند.
این گیربکس‌ها می‌توانند با توجه به شرایط رانندگی و سبک رانندگی، عملکرد خود را تنظیم کنند.
استفاده از این گیربکس‌ها به بهبود بازده، کاهش مصرف سوخت و افزایش لذت رانندگی کمک می‌کند.

gearbox

بررسی انواع گیربکس دستی، اتوماتیک، CVT، DCT و ... مزایا و معایب هر نوع گیربکس و کاربرد آنها

با آنالیز انواع مختلف گیربکس در خودروها، مزایا و معایب هر کدام را بررسی می‌کنیم :

گیربکس دستی

مزایا : سادگی ساختار، هزینه پایین، کنترل بیشتر برای راننده
معایب : خستگی راننده، مشکل در ترافیک شهری

گیربکس اتوماتیک

مزایا : راحتی و آسایش در رانندگی، عملکرد هماهنگ با موتور
معایب : هزینه بالاتر، پیچیدگی بیشتر، مصرف سوخت بیشتر

گیربکس CVT (گیربکس بی‌نهایت متغیر)

مزایا : بازده بالا، مصرف سوخت کمتر، عملکرد هماهنگ با موتور
معایب : احساس غیر طبیعی تعویض دنده، محدودیت در قدرت انتقال

گیربکس DCT (گیربکس دو کلاچه)

مزایا : تعویض دنده‌های سریع، بازده بالا، کنترل بهتر راننده
معایب : پیچیدگی بیشتر و هزینه بالاتر نسبت به گیربکس اتوماتیک

گیربکس الکترونیکی و هوشمند

مزایا : قابلیت تنظیم خودکار، افزایش بازده و عملکرد
معایب : پیچیدگی بیشتر، احتمال خرابی قطعات الکترونیکی

در مجموع هر کدام از این گیربکس‌ها برای کاربردهای خاصی مناسب‌تر هستند و انتخاب آن‌ها باید با توجه به نیازهای خودرو، سبک رانندگی و بودجه صورت گیرد. مزایا و معایب هر گیربکس در انتخاب نهایی نقش مهمی دارند.

ارتقای عملکرد گیربکس با فناوری های جدید (هیبریدی، الکتریکی و...)

فناوری‌های جدید، عملکرد گیربکس خودروها را به طرز چشمگیری ارتقا داده‌اند. برخی از این پیشرفت‌ها عبارتند از :

گیربکس هیبریدی

در خودروهای هیبریدی، گیربکس با یک یا چند موتور الکتریکی ترکیب می‌شود.
این سیستم به‌طور هوشمند از ترکیب قدرت موتور بنزینی و الکتریکی استفاده می‌کند و بازده و عملکرد را بهبود می‌بخشد.
گیربکس‌های هیبریدی معمولاً از فناوری‌های CVT یا DCT استفاده می‌کنند.

گیربکس در خودروهای الکتریکی

در خودروهای تمام‌الکتریک، به دلیل ماهیت عملکرد موتور الکتریکی، نیازی به گیربکس متداول نیست.
به‌جای گیربکس مکانیکی، از سیستم‌های الکترونیکی کنترل گشتاور استفاده می‌شود که به‌طور مستقیم به چرخش چرخ‌ها متصل است.
این سیستم‌ها قابلیت تنظیم و کنترل دقیق گشتاور را دارند و کارایی بیشتری نسبت به گیربکس‌های متداول دارند.

فناوری‌های الکترونیکی پیشرفته

استفاده از سنسورها، کنترلرها و سیستم‌های هوشمند در گیربکس‌ها باعث ارتقای قابل‌توجه عملکرد آن‌ها شده است.
این فناوری‌ها به‌طور خودکار و بر اساس شرایط رانندگی، تنظیمات گیربکس را بهینه می‌کنند.
امکان تعویض دنده‌های سریع‌تر، بهبود بازده و کاهش مصرف سوخت از جمله مزایای این فناوری‌ها است.

در مجموع، ترکیب فناوری‌های هیبریدی، الکتریکی و الکترونیکی پیشرفته، عملکرد گیربکس‌ها را به طرز چشمگیری ارتقا داده و باعث بهبود کارایی، بازده و راحتی سواری خودروها شده است.

پایان قسمت 2

امیدواریم تا این قسمت از مبحث سیستم حرکت و انتقال قدرت خودرو برای شما مفید بوده باشد، شما میتوانید با درج دیدگاه و انتشار این پست، نازو تک را در هر چه بهتر شدن خدمات یاری رسانید.