انواع سیستم تعلیق وظایف زیر رو برعهده داره:
1- جذب نوسانات و ارتعاشات وارده به چرخ مخصوصاً اتاق از طرف جاده
2- تماس موثر چرخ ها با جاده برای حفظ تعادل
3- تحمل وزن خودرو
4- افزایش میزان پایداری
5- حفظ هندسه سیستم فرمان و موقعیت چرخ
6- افزایش قابلیت فرمان پذیری
در طراحی انواع سیستم تعلیق 2 مسئله مهم مورد توجه است: 1- آرامش سرنشینان 2- قابلیت حرکتی خودرو یا به تعبیری دینامیک خودرو
سیستم تعلیق مستقل جلو
3-1: سیستم تعلیق مک فرسون طرح اول
این نوع سیستم تعلیق برای اولین بار در سال 1947 توسط مهندسی به نام ارل اس مک فرسون که در شرکت جنرال موتورز ابداع شد. این سیستم پرکاربردترین تعلیق مستقل در جلو هستش که تا به امروز در خودروها به کار رفته. این سیستم علاوه بر ارزون بودن و سادگی در بسیاری از خودروهای معمولی و حتی اسپرت به کار میره. همون طور که در تصویر زیر می بینید ضربه گیرها در درون فنر قرار گرفته و قابل مشاهده نیشت . به مجموعه فنر و ضربه گیر که در درون هم قرار گرفتن کومبو (combo) میگن. که باعث میشه حجم سیستم کم بشه. برای کنترل وضعیت چرخ ها از strut که در قسمت اول توضیح دادیم انجام می گیره و بار اصلی بر روی استرات قرار داره همون طور که گفته شد کیفیت رانندگی در این نوع خوب بوده و فضای کمی را اشغال می کنه که برای خودروهای دیفرانسیل جلو خیلی کاربردی هست البته از این سیستم در تعلیق عقب هم استفاده میشه. برای مثال از این سیستم در پژو، پراید، ماتیز، سمند توی تعلیق جلو استفاده شده است.
3-2: انواع سیستم تعلیق دوجناغی یا طبق دار دوبل
3-2-1: سیستم تعلیق دوجناغی یا طبق دار دوبل طرح اول (Double wishbone or Double A suspension)
در این سیستم دارای 2 عدد طبق در بالا و پایین بوده و در میانه این دو طبق استرات قرار داره و همچنین سگ دست متصل به دو طبق، در میانه قرار داره. این سیستم نسبت به مک فرسون فضای بیشتری رو اشغال می کنه ولی در عوض به خاطر داشتن دو عدد طبق در بالا و پایین نوسانات در آن به مراتب کمتر هست. این نوع تعلیق در خودروهای زیادی استفاده میشه. فشارهای ناشی از وزن خودرو به طبق پایین وارد شده و طبق بالا حرکت چرخ رو کنترل می کنه. برای مثال در اتومبیل آئودی R8 استفاده شده است.
3-2-2: سیستم تعلیق دوجناغی یا طبق دار دوبل طرح دوم
این طرح شبیه طرح اول هستش . تنها تفاوتش در اینه که کمبو (combo) روی جناق بالای قرار داره و یک بازوی کنترلی جایگزین جناق پایینی شده است. از اون جایی که فضای زیاد رو اشغال می کنه در خودروها به ندرت استفاده می کنن. معمولاً از این نوع سیستم در اتومبیل های باگی استاده می کنن.
3-3: سیستم تعلیق چند میله ای یا مولتی لینک (Multi Link suspension)
این نوع تعلیق چسبندگی بهتری نسبت به تعلیق دو جناغی و مک فرسونی داره. در این سیستم از مدل کمبو (Combo) نیستش. بلکه کمک فنر و فنر لول از هم جداگانه در کنار هم قرار گرفتن. عدم استفاده از کمبو به دلیل داشتن فضای کافی موجود بین میله هاست. به دلیل چسبندگی زیاد در اتومبیل های اسپرت ازش استفاده می کنن از معایبش اینکه فضای زیادی رو اشغال می کنه. برای مثال این نوع سیستم در مرسدس بنز E-Class مدل 2010 نصب شده است. البته این نکته خالی از لطف نباشه که بدونید این سیستم اولین بار اواخر دهه 1960 میلادی در اتومبیل مفهومی مرسدس بنز C-111 به دنیا معرفی شد. و در ادامه روی محصولات بنز W201 و W124 نصب شد. در محصولات که به فروش رفته می تونیم پژو 407 رو نام ببریم.
3-4: سیستم تعلیق بازوی دنبال کننده (Trailing Arm suspension)
در این سیستم تعلیق از دو میله کنترلی درست شده که در جهت طول خودرو نصب شده است. عملکرد این سیستم شبیه سیستم طبق دار دوبل هستش با این تفاوت به جای استفاده از طبق از دو بازوی کنترلی استفاده کرده . همچنین در طبق دار دوبل در راستای عرض خودرو نصب میشد در حالیکه در این سیستم در راستای طول خودرو نصب میشه. و به دلیل نصب در راستای طولی دیگر حرکت اسکرابی که در گیف بالا نشان داده شده وجود ندارد. این سیستم قدیمی بوده و برای مثال در فولکس واگن بیتل قدیمی نصب شده و به دلیل فضای اشغالی زیاد دیگه ازش استفاده نمی کنند
3-5: سیستم تعلیق تیر دوقلو (Twin beam suspension)
این نوع تعلیق ترکیبی از دو نوع تعلیق بازوی آویزان و تیر محوری هستش با این تفاوت برای مهارکردن از تیر برای چرخ مقابل به کار رفته. تیر از سمت مقابل چرخ، به شاسی وصل میشه. این سیستم توسط فورد برای ماشین های سنگین ارائه شد و فضای زیادی رو اشغال می کنه. در صورت استفاده در ماشین سواری ارتعاش طیادی به سرنشیان منتقل می کنه.
3-6: سیستم تعلیق لاستیک مولتون یا تعلیق شیپوری (Moulton Rubber suspension)
این سیستم در سال 1959 توسط دکتر آلکس مولتون ارائه شد. در این طرح به جای استفاده از فنر، از یک قطعه لاستیکی استفاده شده. این قطعه همانند فنر فشرده شده و عمل می کنه. از مزیت این سیستم اینه که فضای کمی رو اشغال می کنه و چون شبیه به شیپور هستش بهش تعلیق شیپوری هم می گن.
انواع سیستم تعلیق بر اساس انتقال سیالات (Suspension systems based on fluid transmissions)
در این نوع سیستم ها، چرخ ها با اتصال هیدرولیکی همانند سیستم تعلیق های وابسته به هم متصل هستن. با وجود تحریک شدن یک چرخ بر روی دیگری تاثیر میزاره با این تفائت که نیروی انتقال کنترل شده است و باعث نرمی و بهبود در دینامیک خودرو میشه. در ادامه چند مدل سیستم تعلیق رو معرفی می کنیم.
3-7-1:هیدرولاستیک (Hydro lastic suspension)
این طرح توسط دکتر آلکس مولتون در سال 1964 معرفی شد. در این طرح از خاصیت جایه جایی و لاستیک ارتجاعی استفاده کرده. در این سیستم تعلیق های جلو وعقب توسط لوله روغن به هم متصلن. در این مدل تعلیق هر یک از سیستم ها از یک گویی تشکیل شده که توی اون روغن و دیافراگم قرار داره. بين سيستم تعليق جلو و عقب، لوله روغن به كار رفته كه تعادل دو قسمت را برقرار میكنه. وقتي چرخ جلو به مانعی اصابت كنه، ديافراگم به طرف بالا حركت كرده و روغن از مجرای بزرگتر سوپاپ عبور ميكنه و به سيلندر چرخ عقب میره. نفوذ روغن اضافی به سيلندر چرخ عقب موجب بلند شدن قسمت عقب شاسی و بالا رفتن انرژي پتانسيل تعليق میشه. به محض عبور چرخ از مانع، فشار روغن در مدار كاهش پيدا میكنه، كه پايين آمدن شاسی نيرو به سيلندر عقب و روغن مدار وارد نموده و روغن را به سيلندر چرخ جلو ارسال میكنه برای آنكه مانند نوسان گير، عمل ارتعاش گيری صورت بگیره عمل برگشت روغن از مجاری كوچكتری انجام میشه. اين نوع تعليق در سواریهای ليلاند به كار رفته است.
3-7-2:هیدروگاز (Hydro gas suspension)
این سیستم مدل تکمیل شده ی تعلیق هیدرو لاستیک هستش. ساختارش شبیه هیدرولاستیک هست با این تفاوت که در هیدروگاز قطعه ی لاستیکی وجود نداره و از یک دیافراگم جداکننده در بالای سیستم تعلیق استفاده کرده. در بالای دیافراگم گاز نیتروژن با فشار زیاد و در پایین آن سیال روغنی وجود داره. گاز نیتروژن جایگزین قطعه لاستیک شده و همانند فنر عملکرده با این تفاوت که این تعلیق بسیار نرم تر هستش. و در خودروهای اسپرت دهه هشتاد میلادی بسیار متداول بود. برای مثال این سیستم در تانک چلنجر 1 استفاده شد.!!!! (این تانک از سال 1983 تا 1990 در انگلستان تولید شد و بعداً به صورت دست دوم به اردن فروخته شد.)
3-7-3:هیدروپنوماتیک (Hydro pneumatic suspension)
این نوع سیستم توسط شرکت سیتروئن برای اولین بار در خودروی سیتروئن BX معرفی شد. در این سیستم یک پمپ هیدرولیک که به شفت موتور متصل است فشار سیال هدرولیکی رو تامین می کنه. در جلو بازویی هایی مانند نعلیق مک فرسون داره به این شکل که به جای فنر و ضربه گیر از یک وسیله ی کروی استفاده شده که با سیال هیدرولیک و گاز نیتروژن پر شده است، که به اون اصطلاحاً کُره میگن.
زمانیکه چرخی بر روی ناهموار مثلاً سرعت گیر میره پیستون موجود در کُره به سمت بالا میره و با فشرن روغن، دیافراگم به سمت بالا میره و گاز رو تحت فشار قرار میده و بعد از عبور از ناهمواری فشار گاز باعث پایین آمدن دیافراگم و در نتیجه روغن و پیستون به سر جایشان بر می گردن. همچنین در هنگام فشرده بودن پیستون در ناهمواری روغن فشرده شده از طریق لوله ای به چرخ دیگر که سمت مقابل باشه وارد میشه و پیستون سمت دیگر رو به سمت پایین فشار میده که باعث افزایش ارتفاع در اون چرخ میشه و تعادل ماشین یک دست باقی میمونه. هر چی فشار پشت دیافراگم به طور طبیعی قبل از فشرده شدن رو بالا ببریم سیستم تعلیق همانند ماشین ها عادی سفت تر عمل می کنه به اصطلاح خشک عمل می کنه. مشابه همین کار در فنرهای عادی، هر سفت تر باشه خشک تر عمل می کنه برای مثال در ماشین های دوگانه سوز در قسمت عقب اط فنرهای سفت تر استفاده می کنن. چون همیشه در صندوق کپسول CNG وجود داره. و این سفت تر بودن برای خنثی کردن وزن کپسول سنگی در عقب خودرو هستش. برای مثال این سیستم همون طور که در ابتدا گفته شد در سیتروئن BX به کار رفته.
3-7-4:هیدرو اکتیو (Hydro active suspension)
این سیستم نسل جدید سیستم تعلیق هیدرو نیوماتیک هستش. به این شکل که یک کُره دیگر در میان دو چرخ قرار دارد یعنی در جلو 3 کُره و در عقب هم 3 کُره وجود داره. در این سیستم برای عملکرد بهتر ابتدا نیرو توسط کُره ی روی چرخ در دست انداز یک بار میرا میشه و روغن وارد کُره وسطی شده، اونجا هم میرا میشه و نهایتاً در چرخ مقابل شده و برای بار سوم میرا میشه. این 3 بار باعث میشه سیستم خیلی نرم باشه. این حالت در سرعت های پایین که بهش مود نرم میگن کار می کنه. در مود نرم 2 مرحله سخت و 2 مرحله نرم داره. در حالیکه در سرعت بالا کُره میانی به طور پیش فرض از مدار خارج میشه و کامپیوتر خودرو بر اساس سرعت، وزن خودرو و زاویه فرمان تعیین میکنه که کُره میانی کار بکنه یا نه. در این تعلیق سیستم ترمز یه مدار تعلیق متصل است و نیروی ترمز از همین فشار سیال گرفته میشه. چرخ های جلو برای ترمز گیری از سیستم تعلیق جلو فشارشون رو میگیرن و چرخ های عقب از سیستم تعلیق عقب فشار ترمزشون رو میگیرن.
استفاده از فشار هیدرولیک تعلیق برای ترمز 3 مزیت داره:
1- این روش ایمن تر هستش چون فشار ترمز از سیستم تعلیق میاد که در این جا فشار همیشه زیاده. در نهایت قدرت ترمزگیری خوبه. در حالیکه در خودروهای عادی نیروی ترمز از یک پمپ ترمز میاد که در صورت خرابی پمپ یا کاهش فشار در مدار ترمز باعث کاهش قدرت ترمزگیری میشه.
2- در هنگام ترمزگیر به سمت جلو کله میزنه. چون فشار ماشین به جلو منتقل میشه و چرخ جلو به دلیل وزن بیشتر به خوبی قفل نشده و فشار ترمز در جلو بالا میره و برعکسش در چرخ عقب ایجاد میشه. در حالیکه در این سیستم چنین اتفاقی نمیوفته و ترمز به 4 چرخ یکسان میرسه که باعث ترمزگیری بهتر میشه.
3- در این طرح فشار تعلیق در هنگام ترمزگیری صرف ترمز شده در نتیجه فشار افت کرده در نتیجه ارتفاع چرخ های عقب کاهش پیدا می کنه و همچنین در جلو به دلیل وجود قطعه ای به نام انباره فشار (accumulator) ارتفاع کاهش پیدا نمی کنه در نتیجه ماشین در هنگام ترمز کردن کله نمیزنه چون ارتفاع هر 4 چرخ یکسان است.
این سیستم در خودرو زانتیا که در ایران موجود هست به کار رفته.
انواع سیستم تعلیق دیجیتال (Digital suspension systems)
در این نوع سیستم، تعلیق توسط سیگنال دیجیتال کامپیوتر کنترل میشه. سیستم از طریق جریان الکتریکی راه ندازی میشه و کامپیوتر عملکرد سیستم رو در کمنترب داره اگه یک چرخ دچار غلتش بشه کامپیوتر سریعاً با ارسال سیگنال حرکت ناخواسته رو از بین میبره
3-8-1: ضربه گیرهای فرو فلوید (Ferro fluid damper)
در این سیستم از یک سیالی به فرو فلوید استفاده شده. به این صورت که روغن نسبت به میدان مغناطیسی عکس العمل نشان داده و منسجم میشه و در صورت قطع شدن میدان مغناطیسی به حالت عادی بر می گرده. ساختار ضربه گیر فلوید همانند ضربه گیر ساده هستش با این تفاوت که ضربه گیر ساده با سیال هیدرولیکی پر شده ولی در فروفلوید با سیالی به نام فروفلوید پر شده است. درون پیستون روزنه هایی برای عبور سیال وجود داره و یک سیم پیچ هم وجود داره. در حالت عادی روغن در جریان است اما به محض تحریک شدن سیم پیچ توسط جریان الکتریکی روغن عکس العمل نشون میده و در درون روزنه ها جهت گیری می کنه و پیستون به سختی حرکت می کنه. هرچه جریان الکتریسیته بیشتر باشه روغن سفت تر شده و پیستون به سختی خیلی بیشتری حرکت می کنه. در این سیستم کامپیوتر بر اساس جاده، سرعت، وزن، شرایط خودرویی میرایی هر ضربه گیر رو تعیین می کنه. در حالت اسپرت میرایی ضربه گیرها زیاد و در رانندگی معمولی میرای کم میشه. ضربه گیر فرو فلوید نقش یک ضربه گیر رو داره و در این تعلیق باید از فنر هم استفاده بشه.
3-8-2: سیستم تعلیق میدان مغناطیسی خطی (Linear Electro Magnetic suspension system)
در این سیستم برای جایگزینی ضربه گیر، از یک عملگر الکترومغناطیس خطی، ساخته شده است. توی این عملگر یک آهنربای دائمی وجود داره که اطرافش سیم پیچ هست. با وصل شدن جریان سیم پیچ به آهنربای مغناطیسی تبدیل میشه و باعث میشه مگنت به بیرون و داخل حرکت کنه. با تغییر شدت جریان میزان بیرون آمدن تغییر می کنه. در این سیستم تعلیق، سیم پیچ به شاسی و مگنت به میل کمک متصل میشه. کامپیوتر هم با چهار سنسور که در اطراف خودرو نصب شده وضعیت تعلیق رو ارزیابی می کنه و با ارسال سیگنال به هر یک از چهار عملگر اکترومغناطیسی، وضعیت سیستم رو کنترل می کنه. برای مثال این سیستم در لکسوس LS460 به کار رفته است.
مزایای این سیستم شامل:
1- عملکرد سیستم سریع بوده و در ناهمواری ها به سرعت واکنش نشان میده.
2- مزیت دیگر، سیستم کنترل غلتش هستش. کامپیوتر در زمانی که متوجه غلتش بشه با تنظیم ارتفاع هر عملگر غلتش رو کنترل می کنه
3- قابلیت تنظیم ارتفاع داره. با این قابلیت میشه در مسیرهای ناهموار ارتفاع رو افزایش و در مسیر هموار کاهش داد.