سیستم تعلیق قابل تنظیم

سیستم ­های تعلیق قابل تنظیم به طور کلی به دو دسته هیدروپنوماتیک (روغن) و پنوماتیکی (گاز) تشکیل می­شود.

سامانه تعلیق هیدروپنوماتیک، این گونه سیستم تعلیق که از هیدرولیک به‌جای فنرهای مکانیکی استفاده می­شود. این گونه سیستم تعلیق از سامانه‌های پیچیده ای تشکیل می­شود. سامانه تعلیق هیدروپنوماتیک در سال ۱۹۵۰ برای اولین بار توسط شرکت سیتروئن ساخته شد. این سامانه تعلیق تا سال ۲۰۱۷ بر روی برخی از محصولات این شرکت نیز استفاده می­شد ولی بعد از این تاریخ دیگر برروی خودروهای سیتروئن به‌ کارگرفته نمی‌شود و امروز این سیستم به صورت کمکی بر روی برخی خودروهای شاستی بلند و لوکس میز استفاده می­شود و علاوه بر این بر روی خودروهای تجاری و نظامی نیز استفاده می­شود.

در سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک به جای فنرهای مکانیکی قدیمی، هر چرخ توسط یک سیلندر هیدرولیکی به یک مخزن روغن و نیتروژن متصل می‌شود. نحوه کارکردش هم این گونه می­باشد که در مخزن اصلی روغن و نیتروژن پر می‌شود و توسط جریان روغن و نیتروژن داخل مخزن سامانه کار می‌کند. هنگامی که وزن خودرو بیشتر شود، گاز نیتروژن داخل مخزن فشرده می‌شود و حجم آن کاهش می‌یابد و این گونه مانند فنر به سمت پایین می‌رود. برای بازگشت وضعیت خودرو به حالت اولیه مایع هیدرولیک با فشار به واسطه­ی پمپ به داخل مخزن ورود می‌کند و خودرو به حالت اول باز می‌گردد. این سامانه تعلیق در خودروها نرم‌ترین عملکرد را داراست و خودروهایی که از این سامانه بهره می‌برند توانایی تنظیم ارتفاع و همچنین حرکت با سه چرخ را دارا هستند.

نخستین نوع این سیستم تعلیق در سال ۱۹۵۲ میلادی بر روی خودروی شرکت سیتروئن به نام تراکسیون آوان قرار گرفت. در آن زمان این سیستم فقط به عنوان یک ضربه گیر بوده و سیستم کمکی به کار می‌رفت. اما در سال ۱۹۵۵ این سامانه به صورت آزمایشی بر روی خودروی سیتروئن دی‌اس۱۹ قرار گرفت که تکامل یافته تر بود و به جای فنرهای مکانیکی این سیستم کاملاً هیدروپنوماتیکی بود. در واقع نمونه کامل این سیستم نخستین بار بر روی خودروی سیتروئن دی‌اس۱۹ قرار گرفت و امروزه در برخی شرکت های خودروسازی مانند رولز رویس (سایه نقره ای)، مازراتی (کواتروپورته) استفاده می شود.

این سیستم بر روی تعداد زیادی از خودروهای سیتروئن به کارگرفته شده است و در نمونه خودروهایی که با این سیستم وارد ایران شدند سیتروئن زانتیا و سیتروئن C5 میتوان نام برد که طرفداران بسیار زیادی داشته.

جالب ترین ویژگی در این خودرو امکان تغییر و تنظیم ارتفاع بود . برای این کار با تنظیم حجم روغن ارسالی به جک های هیدرولیکی که جایگزین فنر شده بودند امکان بالا و پایین بردن اتاق خودرو نسبت به سطح جاده بوجود امده بود . از ویزگی های دیگر این خودرو تراز اتوماتیک سطح ماشین هنگام قرار گرفتن در سطوح نا هموار بود و این عمل با توجه به موقعیت بازوهای سیستم تعلیق نسبت به بدنه و تغییر اتوماتیک حجم روغن در جک های خودرو انجام می گردید.

مزایا سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک

از جمله برخی مزایای این سیستم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

صاف بودن دامپرها

رانندگی آسان‌تر

کنترل بهتر خودرو در پیچ‌ها

تطبیق وسایل الکتریکی با نحوه رانندگی

سیستم هیدروپنوماتیک می‌تواند تا ۲۵۰ هزار کیلومتر، عملکرد مناسبی داشته باشد.

با انواع محورهای عقب‌ چینی سازگار است.

معایب هیدروپنوماتیک

با وجود این‌که سیستم تعلیق مزایای زیادی را برای خودرو به همراه داشته است و می‌تواند شرایط را برای رانندگی راحت‌تر فراهم کند، دارای معایبی نیز می‌باشد که عبارت است از:

چنانچه این سیستم خراب شود، ممکن است به دیگر اجزای خودرو نیز آسیب جدی وارد کند.

وجود سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک سبب خرابی سوپاپ‌ها و دیگر اجزای شود.

مونتاژ این سیستم هزینه‌ زیادی دارد.

خرابی این هیدروپنوماتیک نیز موجب ایجاد اختلال در عملکرد خودرو می‌شود.

اصول کار سیستم تعلیق هیدرولیکی که به نام هیدروپنوماتیک نیز از آن نام برده می شود بر اصل تراکم پذیری گازها و غیر قابل تراکم بودن مایعات بنا نهاده شده است. هر کدام از جک­های به کار برده شده در سیستم تعلیق که جایگزین فنرهای معمولی شده­اند شامل یک سیلندر و پیستون ساده بوده و یک مخزن یا انباره که تحت فشار گاز نیتروژن است و در بالای جک نصب می­شود هستند. وقتی چرخ روی دست اندازی قرار گیرد پیستون به سمت  بالا حرکت می­کند و سیال را از سیلندر به داخل کره جابجا می­کند. در نتیجه دیافراگم لاستیکی و نیتروژن را در داخل فضای کوچکی فشرده می­نماید وقتی چرخ از مانع عبور کند پیستون را نیز به طرف پائین می کشد در نتیجه فشار سیال روغن پائین دیافراگم کم می­شود که در این حالت انرژی متراکم شده گاز نیتروژن آزاد شده و سیال را از کره به داخل سیلندر هدایت می­نمیاد. در این روش سیالی (روغن) که وارد کره شده است باعث فشرده شدن گاز شده و در نتیجه مانع وارد شدن نیروها از طرف ناهمواری­های جاده به اتاق خودرو می­شود و به همین خاطر سواری نرمی را سرنشینان تجربه میکنند.

گوی هیدروپنوماتیکی :

این قطعه جایگزین کمک فنر شده است و بر پایه یک گاز ( نیتروزن ) و یک مایع ( روغن ) عمل می­کند. که این مایع در ابتدا LHS  بوده اما به خاطر خاصیت جذب آب باعث اکسیداسیون سیستم می­گردید. سپس با  LHS2 این عیب تا حدودی برطرف گردید اما حل نهایی این مشکل با بکار گرفتن مایع جدیدی تحت عنوان LHM ( Liquide Hydraulique Mineral )  که یک نوع روغن معدنی می­باشد در اواسط دهه ۶۰ تهیه گردید و نباید به هیچ عنوان با روغن های دیگر مخلوط شود زیرا به آب بندی سیستم آسیب وارد می­کند.

داخل گوی دیافراگمی از جنس لاستیک مصنوعی وجود دارد که گاز را از روغن جدا می­کند و گوی به وسیله پیستون و سیلندری به چرخ متصل می­شود. وقتی بار بر روی خودرو گذاشته می شود گاز متراکم شده و حجم آن کاهش می­یابد و با انبساط سیستم به وضعیت اولیه خود بر می­گردد.

تنظیم کننده ارتفاع :

برای ثابت ماندن ارتفاع خودرو بعد از بارگذاری خودرو باید مقداری روغن اضافی با فشار بالا به سیستم تزریق کنیم که این عمل را قسمت Height Corrector که یکی در جلو و یکی در عقب خودرو وجود دارد صورت می­پذیرد  با اجازه ورود و خروج روغن از گوی انجام می دهد.

اگر خودرو در ارتفاع صحیح ( استاندارد تایین شده­ی سیستم ) باشد هیچ روغنی به سیستم وارد نمی­گردد و اگر از حالت تعادل خارج شود اهرم متصل به دستگاه تنظیم کننده ارتفاع سوپاپ آن را حرکت داده و اجازه بازگشت روغن از گوی را  می­دهد یا عکس این موضوع را برای کاهش ارتفاع انجام میدهد.

برای این که سیستم نرم­تر عمل کند نیز یک مکانیزم تاخیر دهنده در سیستم وجود دارد که به موجب آن از عکس العمل سریع سیستم جلوگیری می­نماید.

اهرم داخل خودرو –  دمپر :

برای کنترل نوسانات چرخ­ها و بدنه از دمپر که به واسطه­ی آن سرعت حرکت روغن را کاهش داده می­شود و به دلیل طراحی ساده­ی آن و موقعیت آن نیازی به تعویض پیدا نمی­کند استفاده می­شود .

داخل خودرو اهرمی برای تنظیم ارتفاع مثلا در جاده های ناهموار وجود دارد که حد بالای آن برای تعویض چرخ استفاده می­شود و حد پایین آن نیز برای انجام تعمیرات سیستم مورد استفاده قرار می­گیرد.

پمپ و رگولاتور :

روغن LHM  مخزن به وسیله پمپی که به واسطه­ی موتور به حرکت در می­آید به انباره­ی اصلی منتقل می­گردد. انباره اصلی یک گوی دیگر است که با رگلاتور ( Regulator ) ترکیب شده است و با ورود روغن LHM  به آن گاز داخل آن متراکم می­شود و در موقع نیاز به صورت یکنواخت و فزاینده روغن را وارد سیستم می­نماید و فشار را بین ۱۷۰ – ۱۴۰ بار ثابت نگه می­دارد. پمپ زمانی فعال می­گردد که فشار به کمتر از ۱۴۰ بار برسد ولی بالاتر از آن به صورت هرز می­گردد و روغن اضافی بدون این که به پمپ برود به مخزن بر می­گردد.

شیر اطمینان :

به منظور تامین فشار و حفظ آن در سیستم به کار گرفته می­شود. که دارای دو وظیفه اصلی می­باشد :

۱-  فراهم نمودن روغن تحت فشار برای سیستم ترمز و سیستم تعلیق ( در این خودرو سیستم ترمز و تعلیق به گونه­ای با هم دیگر وابسته بوده و اولویت نیز با سیستم ترمز می­باشد ) .

۲-در صورتی که یک مدار فشار معیوب شود، فشار کافی برای سایر مدارها را حفظ کند.

شمای کلی  :

تمام اجزای در بر گیرنده از مخزن گرفته تا شیر اطمینان جزیی از قسمت تامین کننده و حفظ فشار می­باشند. از قسمت تامین و حفظ فشار، روغن LHM به Height Corrector و سپس به گوی­های تعلیق می­رود. همچنین روغن برگشتی از گوی­های تعلیق به وسیله­ی تنظیم کننده ارتفاع و از میان لوله­های مجزا به مخزن باز می­گردد. قسمت تامین و حفظ فشار مستقیما سیستم تعلیق جلو و عقب را تغذیه می­نمایید.

نتیجه گیری :

۱- در سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک علاوه بر قابلیت خود تنظیمی سیستم همیش  نیز امکان تنظیم ارتفاع توسط راننده نیز فراهم می­باشد .

۲- سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک عملکرد آرامی و نرم دارد و به واسطه­ی آن تجربه رانندگی نرمی را سرنشینان تجربه میکنند.

۳- خودروسازان معمولا از تعلیق هیدروپنوماتیک بر روی خودروهای پیشرفته خود بهره می برند و بر روی خودروهای لوکس، برخی خودروهای تجاری و خودروهای نظامی استفاده می­شود.

۴- سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک می­تواند به طور قابل توجهی راحتی سفر را به همراه دارد و فرمان پذیری خودرو را بهبود بخشد.

۵- سیستم تعلیق هیدروپنوماتیک قادر است قبل از رسیدن به ناهمواری ها تنظیمات لازم را انجام دهد و چرخه را همیشه در تماس با سطح جاده نگه دارد .

6- گوی مرکزی در هر اکسل در دو حالت مدار قابل سوئیچ شدن می باشد تا مقدار حرکت تعلیق و میرایی را تغییر داده و تنظیم کند.