مقدمه:……………………………………………………………………………………………………………………………………………هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.
چکیده:…………………………………………………………………………………………….
طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود.مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند…………………………………………………………………………..
. سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس لاستیک را کنترل می کند.سیستم هدایت مکانیزمی است که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.
شاسی:شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند ویک یک شاسی خوب بایدچنین خصوصیاتی داشته باشد1 -تحمل بیشترین میزان وزن و تنش ممکنه2- کمترین میزان وزن شاسی در برابر بیشترین میزان تحمل بار3- کمترین حجم ممکنه4- سهولت در پیاده سازی سیستم5- هزینه پایانی جهت اجرای سیستم6- توانایی تغییر فرم در موارد مورد لزوم و در نقاط مشخص جهت بالاترین میزان جذب ضربه ایجاد شده7- توانایی حفظ استحکام و عدم تغییر فرم در قسمتهای حیاتی مورد نیاز سیستم جهت حفظ بالاترین میزان ایمنی8- توانایی مقاومت در برابر خوردگی تاثیدات شیمیایی و همچنین توانایی کارکرد در گرمای گسترده9- قابلیت تعمییر ساده و بازیابی خصوصیات اولیه10- انتقال کمترین میزان لرزش و صدا به قسمتهای درونی اتاق
سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.هستند
فنرهای پیچشی- فنرهای تخت- میله های پیچشی- فنرهای بادی
فنرها: جرم معلق و نامعلقجرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورتجداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود.
ضربه گیر
تا زمانی که خودرویی فاقد یک ساختار تقلیل دهنده نیرو باشد، فنر آن، انرژی را که از یک دست انداز جذب کرده، به صورت و آهنگ کنترل نشده ای پخش کرده و رها می سازد. فنر در بسامد طبیعی خود باز و بسته می شود تا جایی که همه انرژی را که جذب کرده، از دست بدهد. ،. در تعریف ضربه گیر، یا کمک فنر، باید گفت "وسیله ای برای کنترل حرکات نامطلوب فنر در طی فرآیند تقلیل نیرو کمک، اساساً یک پمپ روغن است که مابین بدنه خودرو و چرخ های آن قرار گرفته است.) سیستم رایج دیگر برای تقلیل نیرو، ستون و پایه نام دارد: اصولاً کمکی که درون فنر قرار دارد. ستون-پایه ها دو کار انجام می دهند: روند تقلیل نیرو را اعمال می کنند، نظیر کمک ها؛ و برای سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی ساختاری فراهم
می آورند
چهار چرخ خودرو با یکدیگر در دو نظام مستقل کار می کنند – دو چرخ متصل به اکسل جلویی و دو چرخ متصل به اکسل عقب یک خودرو می تواند دو نوع متفاوت از سیستم تعلیق در جلو و عقب داشته باشد و معمولاً بدین گونه است. بیشتر بدین بستگی دارد که دو چرخ توسط اکسلی یک تکه متصل گردیده اند، یا به صورت مستقل در حرکت اند. حالت اولی به نام سیستم یکپارچه شناخته شده، و دومی را نیز با نام سیستم جداگانه می شناسند.در یک سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، چرخ های جلویی اجازه حرکت به صورت مستقل دارند…………………………………………………………………………………………………………
اگر یک اکسل یک تکه، چرخ های عقب خودرو را به هم متصل نماید، آنگاه به طور معمول، خودرو دارای سیستم تعلیق بسیار ساده ای می باشد – بر پایه یک فنر تخت یا پیچشی.
سیستم های تعلیق ویژه:در مورد تعلیق خودروهای ویژه نظیر خودروهای تقویت شده، مسابقه ای و یا خودروهای مسابقات کاربرد دارد در حالی که تعلیق خودروهای ویژه از همان ویژگی های پایه بهره می برند، آنها از خصوصیات برتری نیز، بسته به شرایط رانندگی که در آن قرار دارند، برخوردار هستند.
انواع شاسی:……………………………………………………………………………………………………………………………….
1)شاسی مستقل :در شاسی های سرخود در اصل جزئی از اسکلت اتاق است. برای سبکتربودن وزن اتومبیل و به خاطر این که نیروی محرکه آن افزایش پیدا کند . در طراحی شاسی سر خوداز ورقهای نازک فلزی که آنها را به روش شکل دادن ( پروفیل) تولید می کنند. ……………………………………………………………
مزایای شاسی و اتاق مستقل
1- هزینه های تمام شده و اجرت کار به خاطر یک جا و مستقل بودن ساخت شاسی و اتاق و صرفه جویی در زمان (مراحل پرس کاری و جوشکاری) می شوند.
2- چون تعویض قطعات به علت خراب شدن به وسیله پیچ و مهره است زمان و مخارج کمتری دارد.
معایب شاسی و اتاق مستقل
1- به علت سنگین بودن خودرو نیروی محرکه آن برای شتاب گرفتن کمتر است. 2- طراحی ایمنی خودرو به علت سنگین بودن قطعات دشوار است و در هنگام تصادف احتمال این که سرنشینان دچار حادثه شوند زیاد است. 3- ساخت قطعات و اسکلت آن نیاز به پرس های سنگین و ماشین آلات گران تری دارد. 4- به علت اتصال قطعات توسط پیچ ومهره به سر و صدای زیاد و همچنین استهلاک بیشتری دچار می شود
انواع شاسی های مستقل………………………………………………………………………………………………..
1- شاسی نردبانی. 2- شاسی صفحه ای3-شاسی لوله ای4- شاسی ستون فقرانی
2)شاسی نیمه جداشدنی: که دوجز دارداجزای ثابت:1- کف 2- ستونها 3- دیوارهای صندوق عقب 4- دیواره جلوی موتور…………………………………………………………………………
3) شاسی مونوکوک (یک پارچه):99 درصد خودروهای سواری معمولی از گونه آهنی این شاسی استفاده می کنند می توان نقاط شکست را از پیش طراحی کرد تا ایمنی غیر فعال خودرو بالاتر برود. مزیت دیگر این نوع شاسی ها فضای زیادی را اشغال می کند. اما این فضای اشغال شده در این شاسی فضای قابل استفاده به سبب پخش شدن قسمتهای مختلف مهارشاسی می باشد. در جای جای بدنه فضای کاربردی درون اتاق در این گونه از شاسی با فضای گسترده بالا می باشد.
اما معایب این گونه شاسی ها:
1- وزن بالای شاسی ( باتوجه به میزان استفاده از فلز در آن به این معنی که مقاومت بالا به معنای استفاده از میزان بیشتری از آهن در شاسی می باشدو اگر لزوما" استفاده از آهن را محدود کنیم جهت کاهش وزن مقاومت شاسی افت زیادی می کند. این موضوع نظربه اینکه مقاومت این شاسی هیچگاه به پای مقاومت لوله هانخواهد رسید. 2- همچنین این نوع شاسی در مقام مقایسه با دیگر گونه های شاسی کمترین میزان مقاومت در برابر وزن دارد. 3- عدم توانایی ضربات شدید4- عدم توانایی تعمییر پس از تصادف 5- پخش کردن ضربات به اتاق و سرنشینان که موجب تغیرناخواسته دربسیاری از قسمتهای اتاق می شود.
شاسی فلزی فوق سبک
در دهه نود و با پیشرفت اتومبیلها و افزایش نیروی تولیدی موتور و به تبع آن افزایش سرعت و قابلیتهای خودروها نیاز به شاسی سبکتر و محکمتری نسبت به گونه مونوکوک برای خودروهای تولید انبوه کاملا" احساس می شد . شناسایی مونوکوک جهت افزایش استحکام احتیاج به افزایش وزن در نوع استاندارد داشت و خودروسازان برای کاهش وزن این نوع شاسی و افزایش استحکام آن تصمیم به تغییرنوع آلیاژی مورد استفاده در گونه مونوکوک و همچنین تغییر در روند تولید و نوع اتصالات قطعات این شاسی کردند. نتیجه امر ساخت گونه ای از شاسی به نام ULSAB مخفف عبارت : ULTRA LIGHT STEEL AUTO BODY یا همان بدنه اتومبیل فلزی مافوق سبک بود.
. شاسی های غیررایج
و عمدتا" جهت ساخت خودروهای اسپورت یا سوپر اسپورتی با تیراژ تولید محدود و البته قیمت بالا تولید شده اند. .اولین و قدیمیترین و البته پرکارترین انواع غیر رایج شاسی که از نظر قیمت ساخت نیز قیمت معقولی دارد، شاسی و بدنه فایبرگلاس می باشد… فایبرگلاس برای بسیاری از خودروسازان درمقیاس کوچک و تولید غیر انبوه یک ماده کامل و کاربردی محسوب می شود. از فولاد و آلمینیوم سبکتر است و به سادگی شکل می گیرد و در مقابل پوسیدگی و خوردگی از مقاومت بالائی برخوردار است. مهمترین مزیت این شاسی و بدنه سادگی و قیمت ارزان جهت ساخت می باشد.
… گونه بعدی از شاسی های غیر رایج شاسی مونوکوک فیبرکربن می باشد……………..
فصل اول :
1- سیستم تعلیق چگونه کار می کند؟……………………………………..
2- شاسی………………………………………………………………………………………
3- فنرها………………………………………………………………………………………
4- فنرها: جرم معلق و نامعلق…………………………………………………………
5- سیستم های تعلیق تاریخی
6- ضربه گیر
7- ستون-پایه و میل موج گیر
8- انواع سیستم های تعلیق
9- سیستم های تعلیق ویژه
سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟ ……………………………………………
کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود.
اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها بر چرخ ها نیرو وارد
می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.
بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که نیاز است، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.
مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:
● سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.
● دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.
این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:
بخش
تعریف
هدف
راه حل
ایزولاسیون جاده
توانایی خودرو برای جذب یا جداسازی شوک جاده از قسمت سرنشین.
به بدنه خودرو این اجازه را بدهد تا به راحتی روی جاده های خراب حرکت کند.
انرژی را از دست اندازها گرفته و آن را آزاد کند، بی آن که بر خودرو تکان اضافی وارد سازد.
نگهدارندگی جاده
درجه ای که خودرو در آن تماس خود با سطح جاده را در طی تغییرات مختلف جهت و آن هم در یک خط مستقیم، تنظیم می نماید. (مثال: هنگامی که راننده ترمز می کند، وزن خودرو از لاستیک های عقب به لاستیک های جلو منتقل می گردد. به خاطر نزدیک شدن نوک ماشین به سطح جاده، این نوع از حرکت را "شیرجه" می نامند. اثر مخالف -نشست- در هنگام شتاب گرفتن رخ
می دهد، و وزن خودرو از لاستیک های جلو به عقب هدایت می شود.
نگهداشتن لاستیک ها در تماس با زمین، زیرا این اصطکاک بین لاستیک ها و جاده است که بر توانایی خودرو برای فرمان گرفتن، ترمز کردن و شتاب گرفتن تاثیر می گذارد.
به حداقل رسانیدن انتقال وزن خودرو از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب، که این انتقال وزن، از چسبندگی لاستیک ها به جاده می کاهد.
پیچ
توانایی یک خودرو برای طی یک مسیر پیچ دار.
به حداقل رساندن چرخش خودرو، که بر اثر وارد شدن نیروی گریز از مرکز به مرکز ثقل خودرو در حین دور زدن، طرف و پایین آوردن طرف مقابل.و سپس بلند کردن یک
انتقال وزن خودرو در هنگام دورزدن از طرف بالای خودرو به طرف پایین تر.
سیستم تعلیق یک خودرو، با تمام قطعات مختلفش، زمینه تمامی این راه حل ها را فراهم می آورد.
شاسی:
سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.
این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:
● شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.
● سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس لاستیک را کنترل می کند.
● سیستم هدایت – مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.
● چرخ ها و لاستیک ها – اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر
می سازند.
سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.هستند
فنرها:
سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:
● فنرهای پیچشی – رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.
● فنرهای تخت – این نوع از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند. فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال 1985 بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.
● میله های پیچشی – میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º 90 نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.
● فنرهای بادی – فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند
با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند – که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد – مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.
فنرها: جرم معلق و نامعلق
جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.
پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.
سیستم های تعلیق تاریخی
در قرن شانزدهم تلاشی در حل مشکل انتقال بد همه نیرو از دست انداز به گاری و واگن ها انجام گردید. آنها توسط چهار کیسه چرمی پر از باد که به چهار ستون شاسی متصل بودند، بدنه گاری را (که شبیه به یک میز وارونه بود) معلق نمودند، و چون بدنه گاری از شاسی معلق بود، سیستم، به عنوان یک "سیستم تعلیق" شناخته شد – اصطلاحی که امروزه نیز به انواع راه حل ها اطلاق می شود. سیستم "بدنه معلق"، یک نظام فنری کامل نبود، ولی چرخ ها و بدنه را قادر می ساخت تا به صورت آزاد حرکت کنند.
فنرهای نیمه بیضوی، که با نام "فنرهای گاری" نیز شناخته می شوند، به سرعت جایگزین تعلیق کیسه های چرمی شدند. فنرهای نیمه بیضوی به صورت عمومی در انواع واگن ها، گاری ها و … استفاده می شدند. اغلب، هم بر روی اکسل عقب و هم بر روی اکسل جلو به کار می رفتند. هرچند، این سیستم باعث به وجود آمدن موج رو به جلو و عقب می شد و مرکز ثقل بسیار بالایی داشت.
با ورود و ازدیاد خودروهای موتوری، سیستم های فنری متفاوت و موثرتری گسترش یافتند که سواری را بر سرنشینان راحت تر می کردند.
ضربه گیر
تا زمانی که خودرویی فاقد یک ساختار تقلیل دهنده نیرو باشد، فنر آن، انرژی را که از یک دست انداز جذب کرده، به صورت و آهنگ کنترل نشده ای پخش کرده و رها می سازد. فنر در بسامد طبیعی خود باز و بسته می شود تا جایی که همه انرژی را که جذب کرده، از دست بدهد. تعلیقی که تنها بر اساس فنرها طراحی و ساخته شده باشد، سواری بسیار پرتحرک و بسته به نوع زمین، خودرویی غیرقابل کنترل را به وجود می آورد.
در تعریف ضربه گیر، یا کمک فنر، باید گفت "وسیله ای برای کنترل حرکات نامطلوب فنر در طی فرآیند تقلیل." کمک ها، کار تقلیل نیروی حرکات لرزشی را بر عهده دارند، بدین صورت که انرژی جنبشی (حرکت تعلیق) به انرژی گرمایی تبدیل می شود، و انرژی گرمایی نیز در سیّال روغنی (هیدرولیکی) از بین می رود. برای درک بهتر طرز کار آن، به درون یک کمک فنر نگاهی می اندازیم .
کمک، اساساً یک پمپ روغن است که مابین بدنه خودرو و چرخ های آن قرار گرفته است. سر بالایی آن به بدنه (که همان وزن معلق باشد) و سر پایینی اش به اکسل، نزدیک چرخ (که همان وزن نامعلق باشد)، اتصال دارد. در یک طرح دو لوله ای، که یکی از رایج ترین انواع کمک ها می باشد، سر بالایی (از داخل) به یک میل پیستون متصل است، که آن نیز خود به یک پیستون اتصال دارد، که در نهایت پیستون در لوله ای حاوی سیّال روغنی قرار دارد. لوله ی داخلی را لوله فشار و لوله ی خارجی را لوله ذخیره (محافظ)
می نامند. لوله ذخیره، سیال روغنی مازاد را ذخیره می کند.
هنگامی که چرخ خودرو با دست اندازی در جاده برخورد می کند و باعث باز و بسته شدن فنر می شود، انرژی فنر از طریق سر بالایی کمک به آن منتقل می گردد، و سپس به میل پیستون و در نهایت به پیستون می رسد. منافذی که بر روی پیستون وجود دارند، به سیال اجازه گذر از خود را می دهند و می گذارند تا در حین حرکت پیستون به سمت بالا و پایین، درلوله فشار جریان داشته یاشد. به علت اندازه نسبتاً ریز سوراخ ها، تحت فشار بالا، تنها مقدار کمی روغن از آنها درز می کند. این عمل، حرکت پیستون و در نتیجه حرکت فنر را کند می سازد.
همه کمک های جدید، نسبت به سرعت حساس هستند – هر چه تعلیق سریع تر حرکت کند، کمک، مقاومت بیشتری را از خود نشان می دهد. این، کمک ها را قادر می سازد تا با شرایط جاده هماهنگ شده و همه تکان های نامطلوب ناشی از حرکت یک خودرو را، از قبیل پرش، موج، شیرجه ترمز و یا نشست شتاب، کنترل نماید………………………………………………………………………………………………………………………..
ستون-پایه و میل موج گیر
سیستم رایج دیگر برای تقلیل نیرو، ستون و پایه نام دارد: اصولاً کمکی که درون فنر قرار دارد. ستون-پایه ها دو کار انجام می دهند: روند تقلیل نیرو را اعمال می کنند، نظیر کمک ها؛ و برای سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی ساختاری فراهم می آورند. بدان معنا که ستون-پایه ها وزن بیشتری را نسبت به کمک ها انتقال
می دهند؛ که شامل وزن خودرو نمی شود – آنها تنها سرعتی را که وزن در آن منتقل می شود کنترل
می نمایند، نه خود وزن را.
به دلیل ارتباط زیاد کمک ها و ستون-پایه ها با کنترل خودرو، آنها را می توان به عنوان مشخصه های اصلی امنیتی به حساب آورد. ستون-پایه ها و کمک های کار کرده، ممکن است اجازه انتقال وزن از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب را دهند. این کار توانایی لاستیک را برای چسبیدن به جاده کاهش می دهد، و البته به همان میزان از دست فرمان (قدرت کنترل خودرو) و کارائی ترمز می کاهد.
میل موج گیرها (همچنین با نام میل پیچ گیر) همراه با کمک ها یا ستون-پایه ها استفاده می شوند تا به خودروی در حال حرکت، استقامت بیشتری دهند. میل موج گیر، میله ای است فلزی که کلّ اکسل را در بر می گیرد و به صورت موثری دو طرف تعلیق را به یکدیگر متصل می گرداند.
هنگامی که تعلیق در یک چرخ، بالا وپایین می رود، میل موج گیر حرکت را به چرخ دیگر انتقال می دهد. این کار باعث ایجاد یک سواری یک سطح تر شده و موج خودرو را کاهش می دهد. به خصوص، هنگامی که خودرو در حال دور زدن می باشد، میل موج گیر، با موج خودرو بر سیستم تعلیق درگیر می شود. به همین خاطر، تقریباً همه خودروهای امروزی دارای میل موج گیر، به عنوان تجهیزات استاندارد می باشند. هرچند اگر خودرویی فاقد این مزیت باشد، با استفاده از کیت ها به راحتی می توان آن را، در هر زمانی نصب نمود.
انواع سیستم های تعلیق
تا به اینجا، مبحث ما بر سر این بود که فنرها و کمک ها چگونه بر روی چرخ ها عمل می کنند. ولی چهار چرخ خودرو با یکدیگر در دو نظام مستقل کار می کنند – دو چرخ متصل به اکسل جلویی و دو چرخ متصل به اکسل عقب. این بدان معناست که یک خودرو می تواند دو نوع متفاوت از سیستم تعلیق در جلو و عقب داشته باشد و معمولاً بدین گونه است. بیشتر بدین بستگی دارد که دو چرخ توسط اکسلی یک تکه متصل گردیده اند، یا به صورت مستقل در حرکت اند. حالت اولی به نام سیستم یکپارچه شناخته شده، و دومی را نیز با نام سیستم جداگانه می شناسند.
سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، دارای یک اکسل جلو است که دو چرخ را به هم متصل می کند. اساساً همانند یک میله محکم است که در قسمت زیرین جلویی خودرو قرار داشته و در جایش به وسیله فنرهای تخت و کمک ها محکم شده است. این سیستم به طور معمول در کامیون ها و خودروهای باری، استفاده می شود. و سال هاست که در عمده خودروهای سواری به کار گرفته نمی شود.
در یک سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، چرخ های جلویی اجازه حرکت به صورت مستقل دارند. ستون-پایه مک فِرسُن (MacPherson) که توسط شخص وی، از شرکت جنرال موتورز در سال 1947 گسترش پیدا کرد، پر کاربرد ترین سیستم تعلیق جلویی می باشد، به خصوص در خودروهای منطقه ی اروپا.
ستون-پایه مک فرسن، کمک و فنر پیچشی را ترکیب کرده و به صورت یک واحد در می آورد. این عمل، سیستم تعلیق فشرده تر وسبک تری را برای خودروهای دیفرانسیل جلو فراهم می آورد.
سیستم تعلیق دو جناغی (همچنین بازوی A شکل) نوع دیگر معمول سیستم تعلیق جداگانه جلویی است.
Double-wishbone suspension on Honda Accord 2005 Coupe
در حالی که پیکربندی های بسیار گوناگونی وجود دارد، این طراحی به طور خاص برای حفظ چرخ، از دو بازوی جناغ شکل استفاده می کند. هر جناغ، که دارای دو محل اتصال به شاسی و یکی به چرخ می باشد، یک کمک و فنر پیچشی را برای جذب لرزش ها، حمل می کند. سیستم های تعلیق دو جناغی اجازه کنترل بیشتری را روی زاویه تمایل چرخ می دهند و آن، زاویه ای است که چرخ به خارج یا داخل تمایل پیدا می کند. آنها همچنین کمک به حداقل رسانیدن پیچ یا موج می کنند و احساس هدایت مطمئن تری را فراهم می نمایند. به خاطر همین مشخصات، به طور معمول از سیستم های تعلیق دوجناغی بر چرخ های جلویی خودروهای بزرگتر استفاده می شود.
حال نگاهی به سیستم های تعلیق عقب می اندازیم.
اگر یک اکسل یک تکه، چرخ های عقب خودرو را به هم متصل نماید، آنگاه به طور معمول، خودرو دارای سیستم تعلیق بسیار ساده ای می باشد – بر پایه یک فنر تخت یا پیچشی. در طرح اولی، فنرهای تخت مستقیماً به اکسل فرمان می چسبند. دو سر فنرهای تخت به صورت مستقیم به شاسی اتصال پیدا می کند، و کمک، به اتصالی که فنر را به بدنه نگاه می دارد، وصل می گردد. سالیان متمادی، تولید کنندگان خودروهای آمریکایی، استفاده از این طرح را به خاطر سادگی اش ترجیح می دادند.
همان طرح پایه با جایگزینی فنرهای پیچشی به جای تختی نیز به دست می آید. در این حالت، فنر و کمک می توانند به صورت یکپارچه و یا جدا از هم به کار گرفته شوند. هنگامی که جدا از هم باشند، می توان از فنرهای کوچکتری استفاده نمود تا سیستم تعلیق، فضای کمتری را اشغال نماید.
اگر هر دو سیستم عقب و جلو، جداگانه باشند آنگاه تمامی چرخ ها به صورت جداگانه به بدنه اتصال و جهش می یابند……………………………………………………………………………………………………………………………….
هر سیستم تعلیقی که بتوان در جلو به کار گرفت، و همینطور مدل های سیستم جداگانه جلویی که در قبل بدانها اشاره گردید، در عقب نیز به کار گرفته می شود. البته در عقب خودرو نظام هدایت (سیستمی که شامل چرخ دنده جناغی بوده و چرخ ها را قادر می سازد تا از جهتی به جهت دیگر گردش یابند) غایب است. این بدان معنی است که تعلیق های جداگانه عقب را می توان نسخ ساده شده جلویی ها دانست، اگر چه قسمت های اصلی به قوت خویش باقی می مانند.
سیستم های تعلیق ویژه
تا به اینجا، بحث بر سر تعلیق خودروهای دیفرانسیل جلو و عقب معمولی بوده – خودروهایی که در جاده های عادی و در شرایط رانندگی متعارف استفاده می شوند. ولی در مورد تعلیق خودروهای ویژه نظیر خودروهای تقویت شده، مسابقه ای و یا خودروهای مسابقات خارج از جاده چه؟ در حالی که تعلیق خودروهای ویژه از همان ویژگی های پایه بهره می برند، آنها از خصوصیات برتری نیز، بسته به شرایط رانندگی که در آن قرار دارند، برخوردار هستند. در ادامه یک بررسی را از چگونگی طراحی این سیستم برای سه نوع خودروی ویژه – فولکس باجا، خودروهای مسابقه ای فرمول یک و خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی می پردازیم.
طراحی فولکس قورباغه ای مشخصاً برای تبدیل شدن به یک خودروی مطلوب برای طرفداران مسابقات خارج از جاده انجام شده بود. با یک مرکز ثقل پایین و قرار گرفتن موتور بر اکسل عقب، فولکسِ تک دیفرانسیل، به راحتی خودروهای دو دیفرانسیل با شرایط غیر جاده ای کنار می آید. البته فولکس قورباغه ای با تجهیزات اولیه (کارخانه ای) خود، با شرایط غیر جاده ای هماهنگ نمی باشد. اکثر فولکس ها به یک سری تغییرات و تبدیل ها نیازمند هستند تا بتوان از آنها در شرایط سخت مسابقات صحرایی باجا کالیفرنیا استفاده نمود.
یکی از مهمترین تغییرات، در سیستم تعلیق به وجود می آید. با برداشتن سیستم تعلیق میله پیچشی، تجهیزات استانداردی که در جلو وعقب اکثر فولکس های سال های 1936 تا 1977 وجود داشته، می توان فضا را برای چرخ ها و لاستیک های سنگین و مخصوص خارج از جاده باز نمود. کمک فنرهای بلندتری جایگزین کمک های استاندارد شده تا بدنه را بالاتر ببرد و فضای بیشتری را به چرخ ها برای جابه جایی دهد. در بعضی موارد دیده شده که میله های پیچشی را به کل برداشته و با سیستم های فنری فشرده جایگزین می کنند، قطعاتی که شامل فنر و کمک در یک واحد قابل تنظیم قرار دارند. نتیجه این تغییرات، خودرویی است که به چرخ ها اجازه جا به جایی عمودی در حدود 20 اینچ (50 س م) با بیشتر را می دهد. چنین خودرویی به راحتی می تواند از مناطق سخت عبور نموده و اغلب به نظر می آید که پستی و بلندی ها را "نادیده" می گیرد، مانند سنگی که روی آب می جهد.
خودروی مسابقه ای فرمول یک، اوج تکامل و ابداع را در صنعت اتومبیل به نمایش می گذارد. وزن کم، بدنه های ترکیبی، موتورهای ده سیلندر قدرتمند و فرم ایرودینامیک پیشرفته، منجر به پدید آمدن خودروهایی سریع تر، امن تر و قابل اعتمادتر شده است.
برای بالا بردن مهارت راننده به عنوان فاکتور و هدف کلیدی در یک مسابقه، ملزومات و قوانین سختی بر طراحی خودروی مسابقه فرمول یک حاکم می باشد. برای مثال، قوانین مربوط به نظم بخشیدن به طراحی سیستم تعلیق بیان می کند که همه خودروهای فرمول یک بایستی به شیوه معمول فنربندی شوند، و اجازه استفاده از تعلیق های پویا (که توسط کامپیوتر کنترل و تنظیم شده اند) نمی دهد. با در نظر گرفتن این مطلب، خودروها دارای یک سیستم تعلیق چند اتصالی می شوند، که از یک مکانیزم چند میله ای استفاده می کند، همانند سیستم دوجناغی.
یک طرح دوجناغی از دو بازوی کنترل جناغ شکل استفاده می کند، تا حرکت بالا و پایین هر چرخ را کنترل نماید. هر بازو سه نقطه اتصال دارد – دو تا به شاسی و یکی در توپی چرخ – و هر اتصال دارای لولا است تا بتواند حرکت چرخ را کنترل کند. در همه خودروها فایده اولیه تعلیق دوجناغی، کنترل می باشد. هندسه بازوها و حرکت پذیری اتصالات به مهندسان، نهایت کنترل را بر زوایای چرخ و دیگر حرکات خودرو نظیر بلند شدن، نشست و یا پرش می دهد. هر چند بر خلاف خودروهای خیابانی و جاده ای، در خودروی فرمول یک، کمک ها و فنرهای پیچشی مستقیماً به بازوهای کنترل متصل نمی شوند. در عوض آنها به صورت افقی در طول خودرو قرار می گیرند و به وسیله یک سری میله و میل لنگ از دور کنترل می شوند. با چنین تنظیماتی، میله ها و میل لنگ ها حرکات بالا و پایینی چرخ را به حرکت عقب و جلویی تجهیزات فنری و تقلیل دهنده تبدیل می کنند.
دوره خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی از سال 1945 تا حدود 1965 می باشد. مانند فولکس های قورباغه ای، خودروهای کلاسیک تقویت شده، نیاز به تغییرات مشخصی از طرف صاحبانشان داشتتند. هر چند بر خلاف فولکس های قورباغه ای که بر روی شاسی فولکس ساخته شده اند، خودروهای تقویت شده بر روی انواع مختلفی ازمدل های قدیمی و اغلب تاریخی سوار بودند: خودروهایی که قبل از سال 1945 در خط تولید قرار داشتند، خوراک مناسبی برای تبدیلات تقویتی بودند، زیرا بدنه و شاسی های آنها اغلب در حالت خوبی قرار داشت، در حالی که موتورها و گیربکس هایشان (بخش انتقال نیرو) نیاز به جایگزینی کامل داشت. برای طرفداران و علاقه مندان خودروهای تقویتی کلاسیک، این دقیقاً همان چیزی بود که آنها می خواستند؛ زیرا به آنها اجازه نصب موتورهایی بس پر قدرت تر و قابل اطمینان تر می داد، نظیر فورد هشت سیلندر سر تخت و یا شورلت هشت سیلندر.
1923 T-bucket
یک نمونه ی خودروی تقویت شده مردمی T-Bucket نام داشت، زیرا بر پایه فورد مدل T ساخته شده بود. فرم معمول تعلیق، در جلوی فورد مدل T شامل یک اکسل I شکل یک تکه (تعلیق یکپارچه) یک فنر U شکل کالسکه ای (فنر تخت) و یک میله ی جناغی شکل (شعاعی) با توپی در میانه آن، که در یک کاسه که به گیربکس متصل بود، می چرخید. مهندسان فورد، مدل T را برای سواری در سطح بالاتر و همراه با حرکات بسیار زیاد سیستم تعلیق ساختند، تا مدلی ایده آل برای جاده های سخت و ابتدایی دهه 1930 باشد. ولی پس از جنگ جهانی دوم، خودروهای تقویتی شروع به تجربه موتورهای بزرگتری نظیر کادیلاک یا لینکلن بر روی خود کردند، واین بدین معنی بود که میله شعاعی جناغی-شکل، دیگر قابل استفاده نبود. و به جای آن، توپ مرکزی را حذف نموده و دو سر آن را به میله های شاسی جوش دادند. این طرح "جناغ دو تکه"، اکسل جلویی را حدود 1 اینچ (2.5 س م) پایین تر آورد و قدرت هدایت را بهبود بخشید.
پایین آوردن اکسل بیش از 1 اینچ، نیازمند یک طراحی کاملاً نوین بود؛ کاری که توسط شرکت بل اوتو انجام گردید. در طی دهه های 1940 و 1950، شرکت بل اوتو "اکسل های لوله ای پایین آمده" را معرفی کرد که خودرو را 5 اینچ کامل (13 س م) پایین آورد. اکسل های لوله ای از لوله های استیل نرم ساخته شده بودند و قدرت را همراه با ایرودینامیک در تعادل نگاه می داشتند. همچنین سطح استیلی، روکش کرومی را بهتر از اکسل های میله ای I شکل قبول می کرد؛ بنابراین تقویتی بازان اغلب، آنها را به خاطر کیفییات زیبایی شناختی شان ترجیح می دادند.
هر چند، برخی تقویتی بازان معتقد بودند که کنترل خوب فشارهای رانندگی، بر سختی اکسل های لوله ای و ناتوانی آنها در انعطاف پذیری نمی چربد. برای مرتفع ساختن این مشکل، تقویتی بازان، "تعلیق چهار میله ای" را معرفی کردند که دو اتصال آن بر روی اکسل و دو تای دیگر بر روی شاسی بود. در هر نقطه اتصال، انتهای میل های مدل-هواپیمایی، حرکات بسیاری را در تمام زوایا فراهم می نمودند. نتیجه؟ سیستم چهار میلی، کارکرد تعلیق در همه نوع شرایط رانندگی را بهبود بخشید.
فصل دوم :
1- شاسی مستقل
2- انواع شاسی های مستقل
3- شاسی نیمه جداشدنی
4- شاسی مونوکوک (یک پارچه)
5- شاسی فلزی فوق سبک
6- شاسی های غیررایج
7- آینده سیستم های تعلیق
8- نتیجه گیری
9- خصوصیات یک شاسی خوب
انواع شاسی:……………………………………………………………………………………………………………………………….
1-شاسی مستقل :
در شاسی های سرخود در اصل جزئی از اسکلت اتاق است. برای سبکتربودن وزن اتومبیل و به خاطر این که نیروی محرکه آن افزایش پیدا کند . در طراحی شاسی سر خوداز ورقهای نازک فلزی که آنها را به روش شکل دادن ( پروفیل) تولید می کنند.البته قسمتهائی از شاسی باید از ورقهایی که ضخامت بیشتری دارند مثل کف و محوطه موتور وهمچنین تکیه گاههای محورهای جلو و عقب که بیشترین نیرو و فشار بر آنها اعمال می شود درست می کنند. ضخامت ورقها معمولا 2 الی 3 میلی متری است وبه گونه ای جوشکاری
می شوند که از استحکام خوبی برخوردارند. خودروهای سواری در مقایسه با خودروهای سنگین نیروی کمی را تحمل می کنند و روی شاسی آنها بار استاتیکی کمتری وارد می شود. بنابرین خودروهای سواری می توانند با سرعت زیاد حرکت کنند و اصولا طراحی شاسی سرخود به همین منظور بوده است
بنابرین این نوع اول را خودروهای بدنه و شاسی جدا از هم و نوع دوم را خودروهای شاسی سرخود یا شاسی بدنه یکپارچه می نامند.
مزایای شاسی و اتاق مستقل
1- هزینه های تمام شده و اجرت کار به خاطر یک جا و مستقل بودن ساخت شاسی و اتاق و صرفه جویی در زمان (مراحل پرس کاری و جوشکاری) می شوند.
2- چون تعویض قطعات به علت خراب شدن به وسیله پیچ و مهره است زمان و مخارج کمتری دارد.
معایب شاسی و اتاق مستقل
1- به علت سنگین بودن خودرو نیروی محرکه آن برای شتاب گرفتن کمتر است
2- طراحی ایمنی خودرو به علت سنگین بودن قطعات دشوار است و در هنگام تصادف احتمال این که سرنشینان دچار حادثه شوند زیاد است.
3- ساخت قطعات و اسکلت آن نیاز به پرس های سنگین و ماشین آلات گران تری دارد.
4- به علت اتصال قطعات توسط پیچ ومهره به سر و صدای زیاد و همچنین استهلاک بیشتری دچار
می شود…………………………………………………………………………………………………………………………………………
انواع شاسی های مستقل ……………………………………………………………………………………
1- شاسی نردبانی
شاسی نردبانی یکی از اولین گونه های شاسی می باشد.
به صورت کلی شاسی به دوگونه مستقل و سرخود یا یکپارچه با اتاق طبقه بندی می شود. شاسی مستقل به صورت یک قطعه مجزا طراحی و ساخته میشودو اتاق و موتور و گیربکس به همراه مابقی سیستمهای فنی به صورت جداجدا به این شاسی متصل و محکم می شوند . این نوع از شاسی از گونه های بسیار قدیمی شاسی بوده و امروزه تقریبا" 99 درصد خودروها از شاسی های غیر مستقل استفاده می کنند و استفاده از شاسی های مستقل بسیار محدود و معدود شده است.شاسی های مستقل درابتدای امراز چوب(جهت استفاده درگاری ها ودرشکه ها) و در تعدادی از خودروهای اولیه استفاده شد. همچنین برخی از گونه های امروزی خودروهای دست ساز انگلیسی در برخی از بخشهای شاسی خود هنوز هم بعنوان سمبلی از اصالت استفاده میکنند! ( نظیر موریس مورگان )
بعدها استفاده از آهن و فولاد در ساخت شاسی های مستقل باب شد و تا به امروز هم شاسی های مستقل عموما" از جنس فولاد میباشند.
شاسی نردبانی ( LADDER CHASSIS ) یکی از اولین گونه های شاسی است. دلیل استفاده از لفظ نردبانی در این نوع از شاسی فرم ساخت کلی شاسی میباشد که شبیه به یک نردبان با دو تیرک طولی و تعدادی تیرک عرضی جهت تقویت و اتصال تیرکهای طولی شاسی می باشد.امروزه ایننوع شاسی را در اکثر خودروهای تجاری نظیر انواع کامیون ، اتوبوس ، برخی گونه های وانت و همچنین بعضی از SUV ها میتوانید پیدا کنید. این نوع شاسی تا قبل از دهه 60 شاسی استاندارد اکثر انواع خودروهای سواری نیز بود. همچنین امریکائی ها تا اواخر دهه 70 همچنان ا زاین گونه شاسی جهت خودروهای سوارلی به وفور استفاده میکردند. شاسی نردبانی مزایای محدودی نظیر قابلیت تحمل وزن بالا ، مقاومت خوب ، هزینه ساخت پایین و تکنیک ساخت ساده و غیر پیچیده دارد. همچنین تعمیرات برروی اتاق خودروئی که ا زاین نوع شاسی استفاده می کند به سادگی امکانپذیر بوده و شاسی خصوصیات خود را پس از تصادف سنگین همچنان حفظ می کند. معایب این نوع شاسی وزن بالا ، حجم اشغال شده زیاد( هم در طول و هم در عرض) قابلیت کم درجذب ضربه و ارتعاشات طولی به سبب سختی در این شاسی همچنین سروصدای و قابلیت تغییر فرم در نقاط حساس در موارد مورد نیاز ندارد . ضمنا" مقاومت پیچشی این نوع شاسی کم بوده و باعث عدم بکارگیری آن در خودروهای اسپرتی نیز می شود.
موارد استفاده از این گونه شاسیها در کامیونها بوده.
خصوصیات این شاسی به سبب قابلیت تحمل وزن بالا موجب بکارگیری آن در خودروهای تجاری به سبب این قابلیت و همچنین اهمیت پایین فضا و قیمت پایین این شاسی موجب ایده آل شدن بودن این نوع شاسی جهت خودروی تجاری میگردد.
برخی از انواع وانت سنگین وزن و همچنین برخی از انواع SUV بزرگ و البته غیر لوکس با قیمت پایین با شرایط کاری سخت هم هنوز از این نوع شاسی استفاده میکنند. ولی استفاده از این نوع شاسی با توجه به معایب ذکر شده و آسایش بسیارپایین آن درخودروهای سواری سالهاست منسوخ شده. ضمنا" خودروئی که از این نوع شاسی استفاده میکند از ایمنی بسیار پایین نیز برخوردار است.
جهت حفظ ایمنی در یک خودرو لازم است که قسمتهائی از شاسی مثل بخش جلو و عقب شاسی
درهنگام تصادف یا برخوردهای شدید قابلیت تغییر فرم به صورت ازپیش تعیین شده و کنترل شدن را داشته باشند. این سبب میشود که مقدارزیادی ازضربه حاصل از تصادف از این طریق جذب مستهلک شده و به قسمتهای داخلی اتاق و سرنشینان منتقل نشود. بسیاری از خودروهای قدیمی که از بدنه و شاسی های بسیار مستحکم با پروفیلهای قطور استفاده میکردند درحقیقت ارابه های مرگ بودند و ضربه حاصل از یک تصادف د راین خودروها عینا " به سرنشینان منتقل و در بسیاری موارد موجب مرگ سرنشینان میشد ! تصادف با چنین خودروهایی شبیه به این بود که سرنشین مستقیما" با سرعت به یک مانع برخورد کرده و نیروی بسیار زیادی را در کسری از ثانیه باید تحمل میکرد. شتاب منفی حاصل از این برخورد به حدی بود که در بسیاری از موارد موجب پرتاب شدت سرنشینان به بیرون خودرومیگردید و برخورد با قسمتها درونی خودرو نیز موجب مرگ جابجای سرنشینان می گشت ، در صورت استفاده از کمربند ایمنی در این خودروها فشار وارده به سرنشین در زمان تصادف ابتدا موجب خرد شدن قفسه سینه استخونهای گردن و در برخی موارد موجب پاره شدن کمربند ایمنی میگردید.
2- شاسی صفحه ای
در دهه پنجاه میلادی توسط دکترفردیناد گونه بعدی شاسی که برروی خودروی پورشه اولین بار بروی فولکس واگن بیتل معرفی شده شاسی صفحه ای بوده LEAF-CHASSTS شاسی صفحه ای
هم گونه ای پیشرفته تر از شاسی هایی بود که تا حدودی معایب این شاسی مستقل نظیر شاسی نردبانی بود که در گونه صفحه ای بهبود یافته بود. فرم کلی این شاسی همانند شبکه ای از پروفیلهای کوچک فلزی در قسمتهای کف اتاق پوشیده شده بود که توسط صفحات فلزی در قسمتهای کف اتاق پوشیده شده بود که توسط صفحات فلزی در قسمت کف خودرو اشغال می گردد.
در اینگونه قابلیت جذب ضربات انتقالی از سطح مسیر حرکت ازشاسی بهتر از گونه نردبانی بود و در کل سیستم تعلیق دراینگونه از شاسی ها بهتر از گونه نردبانی بود. همچنین فضای آزاد و بیشتری جهت حرکت مفید و موثر در اتاق به کمک این نوع شاسی بسیار بیشتر شده و توانایی پایین آوردن اتاق و نتیجتا" پایین آوردن مرکز ثقل خودرو بود و بیشتر هنگام حرکت به کمک این نوع شاسی و نتیجتا" پایداری مسیر می شد.
بزرگترین مشکل این نوع شاسی حساسیت زیاد شاسی نسبت به تنش های پیچشی بود و مقاومت پیچشی این نوع شاسی از نردبانی هم کمتر بود . همچنین توانایی تحمل وزن در اینگونه مانع بزرگی در جهت بکارگیری این گونه از شاسی محدود بود و موارد استفاده از این گونه از شاسی در خودروهای بزرگ و سنگین بوده است.
این شاسی در فولکس واگن مدل بیتل ( با آمار تولید بیش از 21 میلیون دستگاه) همچنین انواع قدیمی پورشه نظیر 356 و انواع SPEED STER CARERRA و B و A و گونه های مختلف آن یعنی 356 شامل شده است.
این گونه از شاسی از نردبانی بهتر بود اما از نظرایمنی سرنشینان ، این شاسی پایین بود و همچنین در صورت تصادف سنگین و وارد آمدن خسارت به این گونه شاسی بازگرداندن اینگونه ا زشاسی به دلیل هزینه بالا کار نسبتا" دشوار است.
طراحی و تولید شاسی لوله ای در مجموع این نقایص منجر به اولین گونه در دهه پنجاه جهت خودروهای اسپرتی آن زمان شد. این شاسی توسط مازراتی و در مدل تیپو 61 که یک خودرو مسابقه و به فاصله اندکی گونه ای دیگر از این نوع شاسی بود و معروف به ( گالونیک یا معروف به گلدوینگ ) که ابتدا یک خودرو مسابقه ای بود و بعدها به تولید انبوه رسید و معروف شد.
3- شاسی لوله ای
اولین گونه از شاسی های ( TUBULAR-CHASSIS ) شاسی لوله ای درپاسخ به نیازفضایی
سه بعدی بود که در دهه پنجاه و در تمام خودروهای اسپرتی آن زمان جهت یک شاسی مستحکم ساخته شد. گونه های قبلی شاسی یعنی نردبانی و صفحه ای و فقط در دوبعد فضایی ( که معمولا این دو بعد شاسی در سطح خودرو بود ) که به صورت طولی و عرضی اجرا می شدند.
شاسی لوله ای برخلاف این دوگونه به صورت سه بعدی و در جهات بدنه خودرو پیاده سازی می گردید که اصطلاحا" به این گونه شاسی ، شاسی فضای طرح پیاده سازی اطلاق می شود SPACE FRAME .
طریقه پیاده سازی این نوع از شاسی به این صورت بود که فرم کلی شاسی که شبیه به فرم تعدادی لوله با قطرهای متفاوت و کلی اتاق بود و از طریق اتصال این لوله ها پیاده سازی می گردید و بعدا" قطعات فنی خودرو و همچنین پانلهای بدنه و سایر قطعات به این شاسی متصل می شود. در برخی از گونه ها جهت اتصال ساده تر و راحت تر قطعات بدنه به جای استفاده از لوله از قوطی های مربع شکل استفاده می شد ولی بیشترین مقاومت بوسیله لوله های گرد بوجود می آمد. این نوع شاسی نیز ازکونه های پیشرفته شاسی مستقل بود و استحکام بسیارزیادی خصوصا" در برابر تنشهای پیچشی داشت و مقاومت آن در برابر وزن خودشاسی نسبت به گونه های دیگر بسیار بالا بود و خودروهای اسپرتی یکی شاسی ایده آل جهت تنها استفاده کنندگان این نوع شاسی تنها محسوب می شود این شاسی از اواخر دهه پنجاه و تا اواخر دهه شصت در خودروهای اسپرتی و سوپر اسپرتی استفاده می شد. از نظر ایمنی این نوع شاسی به سبب فرم مناسب در تمامی جهات از قفسه که توانایی محافظت مناسبی از سرنشینان ایجاد می کرد.
شرکت جگوا ر XJ220 در سوپراسپرت اوائل دهه نود خود مجددا" از اینگونه شاسی ها به صورت پراکنده استفاده کرد. از این نوع شاسی در خودروهای اسپرتی دست ساز انگلیسی با تولید بسیار محدود و به صورت پراکنده همچنان ادامه دارد.
4- شاسی ستون فقرانی
این نوع شاسی یکی دیگر از شاسی های مستقل بود است. در اتومبیل شرکت بسط دهنده و استفاده کنند این نوع سیستم که مخترع این نوع شاسی لوتس و کولبن چاپمن می باشد که اولین بار لوتس الان آنرا بروی گونه خودرویی که به تولید انبوه نرسید و به شرکت کیا کره فروخته شد و خط تولید آن سالها بعد به مدت کوتاهی در خط تولید قرار داشت. ایده شکل گیری این گونه از شاسی در حقیقت تکنیکی است در موجودات زنده و در مهره داران میلیونها سال است مورد استفاده قرار می گیرد که در حقیقت نوعی تکامل بیولوژیکی می باشد. همچنان نقاط شکست شده از پیش در این گونه از شاسی وجود نداشته ( پیاده سازی این نقاط درفرم استاندارد این گونه شاسی مشکل است ) و حداقل از نظر ایمنی در هنگام تصادف از روبرو این نوع شاسی ضعیف بود از معایب این نوع از شاسی حجم زیاد و بسته شاسی و همچنین سبب محدودیت فضای قابل استفاده در اتاق و سایز درها می شد که کلیه این مشکلات هنگام ورود و خروج سرنشینان را با مشکل مواجه می کند. جهت ساخت این شاسی ها زمان زیادی صرف می شود که ساخت آن تنها به صورت دست ساز مقدور می باشد و ساخت این نوع شاسی به صورت سری سازی و مکانیزه مقدور نبود و این امر موجب قیمت تمام شده بالای این نوع شاسی می شد.
این نوع شاسی فقط در مجموع این موارد بکارگیری خودروهای اسپرتی با حجم کابین و قیمت بالاگردید. بسیاری از خودروهایی که از این نوع شاسی استفاده کردند خودروهای اسپرتی ایتالیایی دهه 60 و مرسدس گلولینگ 300 بودند. اگر ستون فقرات یک مهره دار نظیر انسان را مورد بررسی قرار دهیم خواهید دید که این ستون در حقیقت چیزی نیست بیش از یک منحنی که انحناهای موجود در آن یک لوله باریک که منهنی به صورت می شود و از این طریق موجب افزایش استحکام و پایداری این ستون می شود.
از طریق فرمول N+1 مقاومت حاصله قابل محاسبه می می باشد.
همانگونه که تعدادی N در فرمول انحنای ستون و یک عددثابت می باشد.
با افزایش انحناها مقاومت ستون به صورت تصاعدی پیداست و به فرض ستون در حالت بدون انحنا تنها برابرO و مقاومت N مقاومت ثابت 1 می باشد. ( در این حالت حاصل برابریک میشود. ) در صورت قرار دادن دو انحنا در این ستون میزان مقاومت آن 5 برابر ! و در صورت قرار دادن 4 انحنا مقاومت آن 7 برابر ! در این حالت ستون صاف و عادی می شود. شاسی ستون فقراتی نیز بر مبنای این تکنیک شکل گرفته بدین صورت که ابتدا یک لوله ( معمولا لوله را از قوطی های مربع به صورتی که طول خودرو در خط میانی شکل درست می کند) در راستای عقب خودرو قرار می دهند که سروته این لوله به اکسلهای جلو و یا ( زیر شاسی های جلو وعقب که مجموعه قطعات فنی نظیر تعلیق و … بروی آنها سوار می شود) چرخها ترمز ، موتور ، سیستم متصل می شود.
همانطور که ملاحظه کردید این سیستم بسیار ساده و ارزان قیمت که امکان تولید و ساخت آن در مقایسه بسیار پایین می باشد. در صورت نیاز این گونه امکان ساخت آن به صورت دست ساز امکان پذیر است
درشاسی ستون فقراتی برای بالاتر بردن مقاومت شاسی می توان تعدادی محدود انحنا ایجاد کرد. در این سیستم اتاق مستقیما" به شاسی متصل می شود. و در خودروهایی که از این گونه شاسی استفاده می کنند جنس آن معمولا از موادی نظیر کامپوزیت و فایبرگلاس به سبب وزن پایین و مقاومت بالای اینگونه از اتاقهاست. در گونه های موتور جلو و دفرانسیل عقب لوله کاران مسقیما از درون لوله های شاسی عبور
می کنند. و این شاسی برای خودروهایی مناسب است که در طول و وزن پایین برخوردار باشند و ضمنا" موتور سیستم محرک چرخ آنها نیز در یک محور( یا با هم در جلو یا درعقب) قرار دارند.
اینگونه از شاسی اگربا طول بالا اجرا نشود مشخصات ایده آلی نظیر:
1- مقاومت بسیار بالا 2- حجم اشغال شده کم 3- زمان کم برای ساخت 4- وزن پایین 5- هزینه ساخت بسیار پایین 6- عدم نیاز به نگهداری
و در صورت تصادف سنگین نیز به این گونه شاسی خسارت خاصی وارد نخواهد شد.
شاسی نیمه جداشدنی
نوع دیگری از شاسی ها وجود دارد که آن ها را شاسی نیمه جدا شدنی گویند . شکل کارخانجات خودروسازی ROVER برای اولین بار خودروهایی را تولید کرده که شاسی آنها ازدوقسمت تشکیل شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………
الف: ( ثابت ) ب: قسمتهای جداشدنی از شاسی .
اجزای ثابت:1- کف 2- ستونها 3- دیوارهای صندوق عقب 4- دیواره جلوی موتور.
قسمتهای جداشدنی 1- سقف خودرو گلگیرها 2- گلگیرها 3- پنجره جلویی و غیره که اینها به وسیله پیچ و مهره به قسمت ثابت بسته می شوند.
مزایای شاسی نیمه جداشدنی
مزایای این نوع نسبت به دونوع دیگر عبارتند از 1- در هنگام تصادف هزینه قطعاتی که خراب شده اند و باید تعویض شوند پایین می آید 2- فرم اتاق شکل پذیر است و می توان طرح جدیدی را تولید کرد
3- می توان موتور و محورها را که نسبتا" سنگین هستندرا روی یک اسکلت جداگانه سوار کرد.
4- درمونتاژکردن امکان عایق بندی بهتری بین دو قطعه وجود دارد در نتیجه سروصدا وهمچنین ارتعاشات چرخها به اتاق کاهش می یابند که در ادامه با انواع این نوع شاسی آشنا می شویم.
1- شکل و نام چند نوع شاسی جدا شدنی
1- شاسی نردبان 2- شاسی وسط لوله ای کامیون3- شاسی صفحه ای مثل شاسی فولکس واگن قورباغه ای
شاسی مونوکوک (یک پارچه)
( MONO COQUE ) اولین گونه از شاسی های یکپارچه گونه مونوکوک که به این نام وجود دارد که متاسفانه جایگزین فارسی مناسب برای این نام وجود ندارد. عنوان شاسی گسترده د رفارسی شاید بتوان به آن پخش شده یا یکپارچه اطلاق کرد.
امروزه 99 درصد خودروهای سواری معمولی از گونه آهنی این شاسی استفاده می کنند.
طرح مونوکوک یک شاسی گسترده کلی است که فرم آن شبیه فرم کلی اتاق خودرو بوده و از اتصال قطعات مختلف با ابعاد متفاوت و با روش جوشکاری شکل سازند به قسمتهای مختلف اتاق نصب می گردد.
بر خلاف گونه های قبلی شاسی که مورد بررسی قرار گرفتند جهت ساخت و اسکلت و تحمل تنشها به صورت مجزا مختلف خودرو شکل می گرفت (قسمتهای تشکیل دهنده در گونه مونوکوک شاسی بروری شاسی قرار می گرفت که قسمتهای مختلف خودرو و اتاق آن را در بر می گیرد.)
در حقیقت شاسی خود قسمتهای مورد نیاز تقویت شده در ارتباط با تمامی قسمتهای از اتاق خودرو که در ارتباط مستقیم می باشد.
جهت ساخت این نوع شاسی قسمتهای بزرگ و کوچک دهنه اتاق که معمولا قسمتهای کوچک اتاق به وسیله پرسکاری و مابقی قسمتها با روشهای مختلف نظیر نورد ، ریخته گری ، فرجکاری و یا هیدروفرمینگ شکل می گیرند.
سپس این قطعات مجزا بروی داربستها و فرمهای شابلونی از پیش تعیین شده انواع جیگ و فیکسچرقرار
می گیرند و سپس جوشکاری ( جوشکاری بوسیله انواع روشها و به تازگی و عموما" و بعد از روباتیک و همچنین لیزری متصل شده )
این قطعات نظیر گلگیرها – درها – سقف و پانلهای مختلف بدنه متصل می شود و بعدا" پس از فسفاته شدن و درزگیری شدن شاسی پوشانده می شود و بدین ترتیب رنگکاری به کمک لایه های صداگیر این اتاق و شاسی به صورت همزمان و یکجا تولید می شود . کلیه نوارد در یک خط تولید سری بیش از چند دقیقه به طول نمی انجامد.
درتمامی جهات محافظت و ایمنی در این گونه از شاسی بالا بود و ضمنا" می توان نقاط شکست را از پیش طراحی کرد تا ایمنی غیر فعال خودرو بالاتر برود. مزیت دیگر این نوع شاسی ها فضای زیادی را اشغال
می کند. اما این فضای اشغال شده در این شاسی فضای قابل استفاده به سبب پخش شدن قسمتهای مختلف مهارشاسی می باشد. در جای جای بدنه فضای کاربردی درون اتاق در این گونه از شاسی با فضای گسترده بالا می باشد. و این جهت تولید خودروهای با فضای گسترده و در مقیاس تولیدی بالا یک مزیت بزرگ محسوب می شود.
اما معایب این گونه شاسی ها:
1- وزن بالای شاسی ( باتوجه به میزان استفاده از فلز در آن به این معنی که مقاومت بالا به معنای استفاده از میزان بیشتری از آهن در شاسی می باشدو اگر لزوما" استفاده از آهن را محدود کنیم جهت کاهش وزن مقاومت شاسی افت زیادی می کند. این موضوع نظربه اینکه مقاومت این شاسی هیچگاه به پای مقاومت لوله هانخواهد رسید.
2- همچنین این نوع شاسی در مقام مقایسه با دیگر گونه های شاسی کمترین میزان مقاومت در برابر وزن دارد.
3- عدم توانایی ضربات شدید4- عدم توانایی تعمییر پس از تصادف 5- پخش کردن ضربات به اتاق و سرنشینان که موجب تغیرناخواسته دربسیاری از قسمتهای اتاق می شود.
توجه به این موضوع استفاده از این نوع شاسی جهت خودروهای با عملا" منتفی است و نکته عجیب
دراسپرت با تولید محدود در اینجاست که شرکت پورشه چگونه این توانایی را دارد که خودروهای خود
( که اکثرا" گونه های اسپرتی با تولید محدود شاسی استفاده میکنند و قیمت تمام شده هم هستند ) از اینگونه ! نسبت به بقیه رقبا پایینتر است.
مجموع موارد فوق موجب به کارگیری عمومی تمامی خودروهای از این نوع شاسی شده که البته در این مورد تولید انبوه امروزی گرفت که یک خورد و باید استثنائی نظیر پورشه را هم درنظر اسپرت میباشد.
شاسی فلزی فوق سبک
در دهه نود و با پیشرفت اتومبیلها و افزایش نیروی تولیدی موتور و به تبع آن افزایش سرعت و قابلیتهای خودروها نیاز به شاسی سبکتر و محکمتری نسبت به گونه مونوکوک برای خودروهای تولید انبوه کاملا" احساس می شد . شناسایی مونوکوک جهت افزایش استحکام احتیاج به افزایش وزن در نوع استاندارد داشت و خودروسازان برای کاهش وزن این نوع شاسی و افزایش استحکام آن تصمیم به تغییرنوع آلیاژی مورد استفاده در گونه مونوکوک و همچنین تغییر در روند تولید و نوع اتصالات قطعات این شاسی کردند. جهت انجام این امر خودروسازان بدوا" شروع به جایگزینی آهن با آلمینیوم در شاسی مونوکوک کردند و به غیر از آئودی که در دوگونه A2 و A8 خود از شاسی محدود از آلمینیومی در تولید انبوه استفاده کرد بقیه به استفاده محدود از آلمینیوم در قسمتهایی از بدنه و شاسی نظیر پانلهای بدنه ، سقف ، پایه های سیستم تعلیق و درزیرشاسی های اتاق کردند. جایگزینی تدریجی آلمینیوم در صنایع خودروسازی باعث تهدید شرکت های سازنده فولاد و تعطیلی آنها در دراز مدت می شد و این شرکتها جهت ادامه حیات مجبور به اندیشیدن تدابیری شدند.
نتیجه این امر این بود که تولید کنندگان فولاد در آمریکا در خواستی از قسمت مهندسی شرکت پورشه جهت توسعه گونه ای از شاسی آهنی مونوکوک با وزن کمتر و مقاومت بیشتر نسبت به گونه استاندارد آن کردند. منتهی شرط اصلی این شرکتها استفاده از ورقهای آهنی وآلیاژی آن در ساخت این نوع شاسی جدید بود…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
نتیجه امر ساخت گونه ای از شاسی به نام ULSAB مخفف عبارت : ULTRA LIGHT STEEL AUTO BODY یا همان بدنه اتومبیل فلزی مافوق سبک بود.
طرح و ساختار کلی این نوع از شاسی شبیه به شاسی مونوکوک در گونه پایه است و تفاوتهای محدود به جزئیات ساخت شاسی می باشد که به صورت اصولی موجب افزایش استحکام و کاهش وزن این نوع از شاسی شده . تفاوتها شامل ساخت قطعات به روش هیدوفرمینگ ، استفاده از ورقهای فلزی ساندویچی و جوشکاری لیزری می باشد. هیدروفرمینگ یا شکل دهی به کمک فشار اب تکنیکی جدید در ساخت و شکل دهی قطعاتی است که قبلا" به صورت پرسی ساخته می شدند. در طریقه سنتی برای شکل دهی ورقهای فلزی ورق را درون قالب مربوطه قرار داده و به کمک فشار دستگاههای پرس سنگین ورق شکل قالی را به خود می گیرد . در این روش به سبب اعمال فشار مکانیکی و در اثر کشش ورق گوشه های ورق موقع شکل دهی ضخامتی کمتر از قسمت مرکزی آن پیدا می کند به همین دلیل طراحان ورق را با ضخامتی بیشتر از ضخامت اصلی مورد نیاز در نظر می گیرند که جبران کاهش ضخامت در موقع کشش بوسیله پرس را در نظرگرفته باشند. همچنین در این روش شکل دهی ورقها به سبب خاصیت ارتجاعی فولاد باید با زوایائی تیزتر از زاویه مورد نیاز پرس شوند تا خاصیت ارتجاعی ورق هم لحاظ شده باشد ، ضمنا" در روش سنتی پرس احتمال پارگی ورق خستگی در اثر کشش وایجاد ترکهای موئی و ظریف در هنگام پرس وجود دارد.
در مورد تکنیک هیدروفرینگ طریقه شکل گیری به صورت کلی متفاوت است . در این روش به جای استفاده از ورق فلزی معمولی ماده اولیه لوله های باریک فلزی می باشد. لوله فلزی مورد نظر که قرار است تبدیل به یک قطعه فرم دهی شده شود درون قالب مخصوص قطعه که فرم قطعه مورد نظر را دارد قرار
می گیرد و سپس آب را با فشار زیاد درون این لوله پمپ می شود و فشار بالای آب موجب پهن شدن و گسترش لوله فلزی درون قالب می شود تا شکل درون قالب را به خود بگیرد !
به سبب اینکه فشار آب درون لوله در همه جای آن یکنواخت است ضخامت ورق حاصل از این کار در همه جای آن یکنواخت خواهد بود. همچنین ترکهای موئی درون ورق نیز از بین رفته و ضمنا" فرم قطعه پس از خروج از درون قالب دقیقا" به شکل قالب می باشد و حالت فنری نیز ندارد. به این ترتیب طراحان می توانند از نازکترین ورق ممکن جهت کاهش وزن و حداکثر استحکام بهره بگیرند. اما ورقهای ساندویچی نوعی خاص از ورق می باشند که ازیک لایه ترموپلاستیکی ( معمولا پلی پروپیلن ) به عنوان هسته یا بیس ورق و محافظ و پوسته استفاده می کنند. این ترکیب ا زنظروزن در برابر مقاومت ثابت نسبت به هم نوع تمام فلزی خود 50 درصد سبکتر بوده بدون اینکه از نظر عملکردی تفوتی با گونه تمام فلزی داشته باشد. به سبب استحکام عالی این نوع ورق از آن در قسمتهایی که نیاز به سختی بالا و مقاومت زیاد می باشد استفاده می شود. این نوع از ورق به سبب نیاز به چسب کاری در محل اتصال به جای جوشکاری باعث محدودیت در استفاده می شود و در تمامی قسمتهای بدنه نمی توان از این نوع ورق استفاده کرد. جوشکاری لیزری هم موجب اتصال قطعات فلزی به صورت کاملا" مستحکم و یکپارچه بدون سوختگی لبه های کار با اتصالات ضعیف نظیر طریقه نقطه جوش یا جوش با نورد می شود.
در مقایسه با شاسی مونوکوک ابتدائی مهندسین پورشه اضهار می کنند که شاسی ULSAB از نظر وزنی 36 درصد سبکتر و 50 درصد مقاومت تر خصوصا" ا زنظر استحکام پیچشی می باشد. با توجه به اینکه استفاده تجاری از این نوع شاسی در سال1998شروع شده بودامروزه در کمتر از 8 سال تقریبا" استفاده از آن فراگیر شده واکثر خودروهای تولید انبوه آلمانی سایز کوچک و متوسط و همچنین تعداد زیادی از خودروهای جنرال متورز امرزوه از این تکنیک درتمام قسمتهای زیادی از شاسی خودروهای خود استفاده می کنند. به نظر می رسد که در آینده ای نه چندان دوراین نوع شاسی به سرعت کامل جایگزین شاسی مونوکوک اولیه شود. مزایای این نوع از شاسی شامل استحکام بالا و وزن پایینتر نسبت به گونه مونوک بدون افزایش قیمت در تولید می باشد اما هنوز برای استفاده در یک خودروی اسپرت تمام عیار این نوع از شاسی هم از نظر وزن و هم از نظر مقاومت ضعفهای اساسی داشته و جهت یک خودروی اسپرت قدرمند مناسب نیست.
شاسی فضائی آلمینیومی
ALUMINUM SPACE FRAME فضائی آلمینیومی با شاسی ASF توسط شرکت آئودی گونه دیگری از شاسی یکپارچه با اتاق بود که معرفی شد.
آلمینیومی پیشتر گفته شد که شرکت آئودی تنها خودروهای تمام را جهت اصلاح و کاهش وزن شاسی A2 و A8 تولید انبوه دنیا یعنی ارائه کرد مونوکوک که یک A8 اولین گونه این نوع شاسی بروی خودروی آئودی بزرگ و لوکس بود معرفی شد خودروی سدان همنوعان در زمان معرفی اظهار آئودی این بود که این شاسی از مونوکوک فلزی خود در زمان 40 درصد سبکتر و 40 درصد محکمتر افزایش مقاومت به آئودی این امکان را داد است. این کاهش وزن و ارائه کند و 4WD را به صورت یک خودروی چهارچرخ متحرک A8 که هنوز وزن آن از هم رده های دوچرخ متحرک خود کمتر باشد آلمینیومی آئودی حاصل ترکیب قطعات آلمینیومی شاسی گیری شده آلمینیومی ( اکسترود شده ) به معنی قطعات قالب اجزای آلمینیومی ساخته شده به روش دایکاست مکشی و آلمینیومی با ضخامت های متفاوت بود صفحات تقویت شده با مقاومت بالا کلیه این قطعات از آلیاژهای آلمینیومی ساخته شده بودندو همچنین در قسمتهایی از شاسی که تحت تنش بالا گوشه ها و درزها قطعات اکسترود شده بوسیله دایکاست کامل شده بودند انجام این کار مشکل بود، متصل جدید اتصال و در این طریق تولید شاسی از یک طرف راههای بستن قطعات به هم برای یکپارچه سازی قطعات اتاق و از طرف بالاتر تولید آلمینیوم و آلیاژهای آن باعث بالا رفتن هزینه مونوکوک می شد که با و جودیکه از نظر تولید شاسی نسبت به گونه مقاومت در وزن و مقاومت مزایای نسبی زیادی داشت و ضمنا" مقابل خوردگی شاسی بسیار بالاتر ا زگونه مونوکوک بود ولی هنوزتوجیه اقتصادی نداشت و به همین دلیل جهت کاهش قیمت تمام ساخت شاسی فضایی دومین تکنولوژی جهت A2 شده درمدل آلمینیومی معرفی شد…………………………………………………………………………………………………………….
.
شاسی های غیررایج
در قسمتهای قبلی انواع رایج شاسی که اکثرا" جهت تولید انبوه یا نیمه انبوه به کار می رفتند مورد بررسی قرار گرفتند.
در این بخش که آخرین بخش از مبحث شناسایی می باشد به بررسی انواع غیر رایج شاسی که کمتر مورد استفاده قرار می گیرند و عمدتا" جهت ساخت خودروهای اسپورت یا سوپر اسپورتی با تیراژ تولید محدود و البته قیمت بالا تولید شده اند خواهیم پرداخت. شاسی های مورد بررسی در این قسمت جهت تولید انبوه مورد استفاده قرار نگرفته اند.اولین و قدیمیترین و البته پرکارترین انواع غیر رایج شاسی که از نظر قیمت ساخت نیز قیمت معقولی دارد، شاسی و بدنه فایبرگلاس می باشد.
فایبرگلاس برای بسیاری از خودروسازان درمقیاس کوچک و تولید غیر انبوه یک ماده کامل و کاربردی محسوب می شود. از فولاد و آلمینیوم سبکتر است و به سادگی شکل می گیرد و در مقابل پوسیدگی و خوردگی از مقاومت بالائی برخوردار است. مهمترین مزیت این شاسی و بدنه سادگی و قیمت ارزان جهت ساخت می باشد.
این موضوع مهمترین مزیت جهت ساخت حتی به صورت تولید در مقیاس کوچک و به صورت دستی
می باشد.
تنها ایراد وارده به این نوع شاسی و بدنه شامل موارد معدود زیر است:
دقت پایین و تولرانس بالا در ساخت این گونه از شاسی به سبب ساخت بدون قالب و معمولا" به صورت دستی .
عدم علاقه خریداران به سوار شدن و استفاده ا زیک خودروی پلاستیکی !
توسعه و پیشرفت این نوع از شاسی و بدنه بوسیله خودروسازان انگلیسی و خصوصا" شرکتهای تولید کننده اتومبیلهای دست ساز صورت گرفت زیرا ساخت بدنه و شاسی فایبر گلاس تنها راه جهت تولید خودرو در مقیاس کوچک است با قیمت اقتصادی معقول می باشد.
پیشرو ی ساخت شاسی از جنس فایبرگلاس شرکت لوتوس می باشد.
این شرکت نخستین بار در دهه پنجاه میلادی در مل الیت خود که یک خودرو ی اسپرت کوچک بود از شاسی فایبرگلاس استفاده کرد……………………………………………………………………………………………………..
مهمترین مشخصه های این شاسی که کلیه ی قسمتهای فنی از قبیل موتور گیربکس و سیستم تعلیق را در برگرفته بود مقاومت بالا در حد شاسی های فیبرکربن مونوکوک امروزی بود و مزیت دیگر وزن بسیار پایین خودرو بود ( وزن این خودرو با احتساب کلیه متعلقات کمتر از 660 کیلوگرم بود ! ) البته این مورد را هم باید عنوان کرد که این خودرو مشکلات زیادی برای سازنده بوجود آورد . بزرگترین مشکل موجود این بود که اتصال قطعات فنی نظیر موتور یا سیستم تعلیق با شاسی نیاز به تولرانس بسیار پایین ومقاومت بالا در نقطه تماس دارد در حالی که فیبر گلاس فاقد این مشخصات می باشد. لوتوس جهت ساخت نمونه هائی با تولرانس و کیفیت مورد نظر مجبور به ساخت تعداد زیادی شاسی شد تا نمونه هایی با تولرانس مناسب جهت ساخت مورد ساخت مورد استفاده قرار گرفته و بقیه بلااستفاده رها شوند…………………
همچنین جهت بدست آوردن دقت مناسب باید مراقب بسیار زیادی جهت ساخت شاسی صورت
می گرفت . در هر صورت مدل الیت هرگز برای شرکت لوتوس مدل موفقی محسوب نشد و کلیه
الیت های ساخت لوتوس با ضرر در هنگام فروش مواجه شدند.
این مورد باعث عدم بکارگیری این نوع از شاسی در دیگر خودروها شد و شاسی فایبرگلاس به فراموشی سپرده شد.
امروزه از شاسی و بدنه فایبر گلاس در قسمت نیمه بالای شاسی و قسمتهایی که معمولا" تحت تنش و فشار کاری کم قرار دارند و احتیاج به تولرانس پایین هم در هنگام ساخت ندارند در بسیاری از خودروها نظیر لوتوس ، تی وی آر، مارکوس ، موروت ، کامارو ، فایربرد ، ونتوری و … که همگی خودروهائی زیبا و آئرودینامیک از گونه اسپرت محسوب می شوند استفاده می شود و در قسمتهای تحت تنش شاسی همچنان از گونه های شاسی لوله ای ، شاسی فضایی آلمینیومی یا مونوکوک مسطح ( نظیر مونوکوک معمولی بدون داشتن قطعات اتصالی شاسی در قسمت بدنه و ارتقاع خودرو ) استفاده می کنند.
این ترکیب وزن بسیار پایین درگونه فایبر گلاس کامل را تاحدودی افزایش می دهد……………………………….
گونه بعدی از شاسی های غیر رایج شاسی مونوکوک فیبرکربن می باشد.
استفاده اولیه از فیبرکربن و بعدها کولار در ساخت شاسی و بدنه خودرو به دهه هشتاد میلادی باز می گردد. و در حقیقت نمونه ای دیگر از راهیابی مواد مورد استفاده در صنایع هوا فضا به صنعت خودروسازی
می باشد. فیبرکربن نوعی خاص از مواد مرکب با بیس پلیمری و آرماتور بندی بوسیله الیاف کربن
( همانگونه که می دانید سخت ترین ماده موجود در دنیا کربن است ) به صورت ماتریسی می باشد.
الیاف کربن بالاترین میزان مقاومت در برابر وزن را در بین مواد صنعتی موجود در دنیا دارا هستند و پس از تارعنکبوت بارمقاومت 20 برابر در مقابل هم وزن خود فولاد کولار با مقاومت 7 تا 9 برابر در برابر هم وزن خود فولاد قرار دارد.
پس از اینکه در ابتدای دهه 80 فا ( فدراسیون جهانی اتومبیلرانی ) مجوز استفاده از شاسی و بدنه با مواد غیر فلزی را صادر کرد فیبر کربن کم کم راه خود را به دنیای خودروهای مسابقه ای و سپس خیابانی اسپورتی بازکرد.
در ابتدای دهه هشتاد تعدادی اتومبیل اسپرت که در بخشهایی ازپانهای بدنه آنها از فیبر کربن استفاده شده بود معرفی شدند که معروفترین آنها پورشه 959 و فراری 288 جی تی او بودند
طریقه ساخت قطعات بدنه و شاسی بوسیله فیبرکربن به این صورت است که ابتدا صفحه های بافته شده
ازفیبرکربن که معمولا" به شکل پارچه هستند در قطعات مختلف و مورد نیاز بریده شده ( لازم به ذکر است که الیاف کربن قبل ازمخلوط شدن با رزین به عنوان بیس ازقابلیت انعطاف و استحکام بسیار پایینی نظیر پارچه برخوردارند وبه سادگی قابلیت برش و فرم دهی با دست را دارند ) و برروی فویلهای آلمینیومی که به شکل قطعه مورد نیاز است قرار می گیرند. سپس لایه اول بوسیله رزین مایع پوشانده شده و رزین کلیه قسمتهای الیاف کربن را دربرمی گیرد . سپس لایه های بعدی از پارچه کربنی برروی لایه اول چسبانده شده و مجدا" رزین اندود می شود و بسته به مقاومت مورد نیاز تعدادلایه ها افزایش می یابد. پس از اتمام لایه گذاری و زرین کاری قطعه شکل گرفته به این ترتیب جهت پخت وارد یک کوره بزرگ با دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 90 پوند بر اینچ مربع شده و به مدت سه ساعت در این شرایط پخته می شود. پس از اتمام این عملیات قطعات نرم الیباف کربن و رزین تبدیل به یک ماده فرم داده شده بسیار سخت
( مقاومت حدود 6 برابر هم وزن خود از جنس فولاد ! ) می شود. قطعات بدنه ی که به این وسیله ساخته شده اند وزن بسیار پائین و مقاومت بسیار بالائی دارند.بسیاری از خودروهای سوپراسپرت دردهه هشتاد و نود در قسمتهائی از بدنه و بعضا" قسمتهائی از شاسی خود جهت کاهش وزن از قطعات فیبرکربن استفاده کردند. نمونه هایی از این خودروها عبارتند ازپورشه 959 ، فراری 288 جی تی او ، فراری اف 40 ، لامبورگینی دیایلواس وی جی تی . اما خودروهایی که از شاسی مونوکوک تمام کربنی به همراه بدنه فیبرکربن تا قبل از قرن 21 استفاده کردند عبارتند از: مک لارن بی 110 اس اس ( با گونه جی تی اشتباه نشود ) و فراری اف 50 . این سه خودرو بیشترین مقاومت در برابر وزن را در خودروهای ساخته شده در دنیا را داشته وقویترین گونه شاسی های دنیا متعلق به این خودروها می باشد.
ضمنا" شاسی مونوکوک فیبر کربنی ( نظیر مونوکوک فلزی ولی از جنس فیبرکربن ) نخستین بار توسط مک لارن برروی خودروی مسابقه ای ام پی 1/4 فرمولا که یک خودروی مسابقه ای فرمول 1 بود معرفی و سپس برروی مدل اف وان این شرکت به عنوان اولین خودروی خیابانی با این نوع شاسی نصب شد.
درمورد فراری اف 50 و مک لارناف وان باید گفت که گذشته از استفاده این دوخودرو از تکنیک دیگر تمامی خودروهای فرمولا یعنی استفاده از موتور بعنوان بخش عقبی شاسی خودرو هم استفاده می کنند. این تکنیک که اولین بار در مسابقات فرمولا وان درسال 1963 بوسیله لوتس مورد استفاده قرار گرفت و موجب پیروزی لوتس در این مسابقات گردید توسط کالین چپمن ( بنیانگذار لوتوس ) معرفی شد و در خودروی فرمولا وان لوتوس موتور و گیربکس بعنوان محل اتصال سیستم تعلیق عقب جهت کاهش وزن و عرض شاسی و همچنین کاهش ارتفاع محل نصب موتور و نتیجتا" افزایش پایداری خودرو به سبب مرکز ثقل پایینتر و همچنین بهبود ضریب دراگ آئرودینامیکی خودرو به سبب ارتفاع و ابعاد شاسی و وزن در قسمت عقب خودرو و ایراد آنهم انتقال لرزش به صورت مستقیم از موتور به بدنه و درون کابین می باشد. به صورت کلی مزیت شاسی مونوکوک فیبر کربنی وزن بسیار پایین و مقاومت بسیار بالای این نوع شاسی و حجم اشغال شده کم در قسمت شاسی و بدنه می باشد. بزرگترین مشکل این نوع از شاسی هم قیمت بسیار بالا و پروسه ساخت وقت گیر و پیچیده آن می باشد. این مورد در زمان تعمیرات شاسی هم خودنمایی
می کند و جهت تعمیرات به همان دستگاههای اولیه که جهت ساخت شاسی استفاده شده اند مجددا" نیاز داریم .
در مورد خودروهای بعد از سال 2000 فراری انزو از همین ترکیب استفاده می کند.
جدیدترین و آخرین گونه شاسی آلمینیومی مورد استفاده در لوتوس الیزه می باشد که جهت اتصالات بین قطعات مختلف آلمینیومی این شاسی که بوسیله روش اکسترود شکل گرفته اند از چسب جهت انجام اتصالات استفاده شده که موجب بالا رفتن مقاومت شاسی خصوصا"دربرابرگشتاورهای پیچشی شده است.روش ساخت دراین نوع شاسی نظیر سیستم ASF آئودی بوده و تفاوت فقط در طریقه اتصال قطعات می باشد.
رنو اسپرت اسپایدر هم از این نوع شاسی منتهی با اتصالات نقطه جوش برای اتصالات قطعات استفاده
می کند که در مقایسه باید گفت که شاسی لوتوس دارای وزن 65 کیلوگرمی در برابر 80 کیلوگرمی برای رنواست .
همچنین نیروی مورد نیاز برای پیچاندن شاسی به اندازه 1 درجه برای لوتوس 11000 نیوتون متر و برای رنو 10000 نیوتون مترمی باشد . همچنین با توجه به ضخامت قطعات آلمینیومی که در لوتوس 1.5 میلیمتر و در رنو 3 میلیمتر می باشد شاسی لوتوس به مراتب قویتروپیشرفته تر می باشد.
محاسن این نوع از شاسی شامل هزینه پایین جهت ساخت به صورت تولید محدود و همچنین مقاومت نسبت به وزن پایین ( تقریبا" نزدیک به شاسی مونوکوک فیبرکربن ) می باشد. ایراد این نوع از شاسی حجم اشغال شده بالای آن می باشد و ضمنا" درها به سبب قرار داشتن قسمتی از شاسی در ارتفاع باید در ارتفاع بالائی نسب شوند.
مجموع این موارد موجب بکارگیری این نوع از شاسی درخودروهای اسپرتی کوچک نظیرلوتوس الیزه ، لووس ام 250 و اپل اسپیداستر ( که در حقیقت همان لوتوس الیزه با مارک اپل است ) می باشد.
آینده سیستم های تعلیق
در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.
Bose(r) Suspension Front Module چگونه کار می کند؟
سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی
می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.
متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال 2009 میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند
نتیجه گیری:……………………………………………………………………
خصوصیات یک شاسی خوب :
1) تحمل بیشترین میزان وزن و تنش ممکنه ( خصوصا" تنش وزنی تعریف شده پیشش در شرایط خودرو)
2) کمترین میزان وزن شاسی در برابر بیشترین میزان تحمل بار
3) کمترین حجم ممکنه
4) سهولت در پیاده سازی سیستم
5) هزینه پایانی جهت اجرای سیستم
6) توانایی تغییر فرم در موارد مورد لزوم و در نقاط مشخص جهت بالاترین میزان جذب ضربه ایجاد شده
7) توانایی حفظ استحکام و عدم تغییر فرم در قسمتهای حیاتی مورد نیاز سیستم جهت حفظ بالاترین میزان ایمنی
8) توانایی مقاومت در برابر خوردگی تاثیدات شیمیایی و همچنین توانایی کارکرد در گرمای گسترده
9) قابلیت تعمییر ساده و بازیابی خصوصیات اولیه
10) انتقال کمترین میزان لرزش و صدا به قسمتهای درونی اتاق
شاسی های مستقل :
معایب:
1- این نوع شاسی ها تحمل نیروی پیچش بسیاربالا ندارند.
2- حجم اشغال شده زیاد.
3- سنگین بودن شاسی که باعث کم شدن شتاب می شود.
4- سروصدای زیاد به علت اتصال قطعات بوسیله پیچ و مهره.
5- ساخت قطعات مشکل است.
6- ایمنی کم برای سرنشینان…………………………………………………………………………………………………..
مزایا:
1- تحمل وزن
2- هزینه پایین جهت ساخت آن
3- شکل ساده و غیر پیچیده
4- قابلیت جذب ضربه
5- تعویض قطعات به علت خراب شدن بوسیله پیچ و مهره است و زمان و مخارج کمتری دارد. باتوجه به نکات گفته شده استفاده از این شاسی ها تا حدود زیادی پایین آمد به حدی که می توان گفت به کمتر از 5 درصد رسیده است که امروزه تنها شاسی که از این نوع شاسی ها در بازار وجود دارد شاسی لوله ای می باشدکه دردهه 90 شرکت جگوار 220 XJ ازایننوع شاسی ها به صورت پراکنده استفاده می کند.
شاسی های یکپارچه :
امروز در بیشتر خودروها از این گونه شاسی استفاده می کنند بطوری که استفاده از این نوع شاسی ها به 99 درصد رسیده است.
مزایای این نوع شاسی ها:
1- قدرت تحمل نیروها خصوصا" نیروی پیچشی
2- فضای بازوگسترده در شاسی
3- تعمیر این شاسی ها پس از تصادف ارزان قیمت است
4- فرم اتاق شکل پذیر است
5- سبک بودن شاسی
6- محکم تر بودن شاسی
معایب :
1- در بعضی شاسی های این نوع شاسی یکپارچه وزن خودرو بالا است. کمترین توان در مقابل وزن وارد شده است
2- جنس شاسی های یکپارچه معمولا" از فلزهای سبک می باشد . با اینکه از فلزهای سبک می باشد درمقابل ضربات شدید مقاوم بوده است
3- بهترین نوع این نوع شاسی ها شاسی های فوق سبک که از سال 90 در بازار عرضه می شد از این نوع شاسی ها که مزایایی نظیر سبک بودن – محکمتر بودن این شاسی ها است شاسی فوق سبک که در سال 98 بطور کامل در خودروها استفاده شده است.
شاسی وبدنه 45