عنوان پروژه : انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها
تعداد صفحات : ۱۷۱
شرح مختصر پروژه : پروژه ای که در این مطلب برای دانلود آماده شده است به بررسی انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها پرداخته است. کمک فنر یک وسیله هیدرولیکی لوله مانند است که در نزدیکی هر چرخ نصب می شود تا نوسانات فنر ها را کنترل یا میرا کند. یک سر کمک فنر به اتاق یا شاسی خودرو متصل می شود . سر دیگر آن به قطعه ای متحرک از سیستم تعلیق، مانند پوسته اکسل یا طبق متصل است. در این وضعیت حرکت فنر سبب افزایش و کاهش طول کمک فنر می شود.
کمک فنر در سیستم تعلیق موازی با فنر بسته می شود و مانند فنر نیروی محوری را جذب می کند. در موقع جمع شدن کمک فنر به سهولت منقبض شده اما در موقع باز شدن کمک فنر مقاومت می نماید و با کندی باز می شود وقتی کمک فنر فشرده می شود روغن از سوراخهای درشت تر سوپاپ ان جابجا می شود و لذا به سهولت تغییر مکان می دهد اما وقتی حالت انبساط ان فرامی رسد. برگشت روغن به محل اولیه خود از مجاری کوچکتر میسر می گردد در اثر برگشت روغن از مجاری کوچک نیروی اصطکاک روغن بالا رفته و انرژی مکانیکی به انرژی حرارتی تبدیل می گردد سپس گرما روغن در فضا پخش می گردد.
کمکفنر به همان اندازه که ایمنی حرکت را تضمین می کند، وظیفه خوش سواری را نیز بر عهده دارد. کمک فنر باید از پریدن( جهیدن) چرخها جلوگیری کند، یعنی تماس بین چرخ و جاده را همیشه برقرار سازد همچنین کله زدن خودرو را میرا کند. هر خودرو، کمک فنر خاص خود را دارد. کمک فنر نیز مانند لاستیک و لنت ترمز، تنش و شرایط کاری دشوار را تحمل می کند و از این رو نیاز به بازدید منظم دارد. تعویض به هنگام کمک فنر می تواند بر ایمنی راننده و سرنشینان اثر مهمی بگذارد. البته در این باره مشکلاتی وجود دارد.
کمک فنر دو جداره بی فشار ارزانترین و اقتصادی ترین نوع کمک فنر هیدرولیکی برای خودروی سواری است.کمک فنر دوجداره بافشار به نام کمک فنر دوجداره گازی یا کمک فنر کم فشار نیز شناخته می شود،،نمونه توسعه یافته و کاملتر کمک فنر دوجداره بی فشار است.یک کمک فنر به ازاء هر ۵/۱ کیلومتر رانندگی، حدودا ۵۰۰ بار نوسان (حرکت رو به بالا و پایین) می کند. که با این حساب یک خودرو در یک سال تقریبا ۵ میلیون نوسان را تجربه خواهد کرد.اگرچه این کمک فنرها طوری طراحی شده و از موادی ساخته شده اند که در برابر نوسانات شدید مقاومت کافی داشته باشند، ولی به هر حال عمر آنها محدود است.
رانندگان به ندرت به عدم کارایی کمک فنرها توجه می کنند و معمولا ضعف کمک فنرها را به طور ناخودآگاه با تغییر در نحوه رانندگی خود جبران می نمایند. آزمایش ها نشان می دهند که در یک وضعیت اضطراری، خط ترمز خودرویی که کمک فنر آن معیوب است، می تواند ۱۰ درصد افزایش یابد. همچنین عدم تعویض کمک فنرها، می تواند باعث نابالانسی خطرناک در سیستم فرمان و ترمز خودرو گردد.
در ادامه فهرست مطالب پروژه انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها را مشاهده می فرمایید :
فصل ۱- کمک فنر و خودرو
۱-۱- کاربرد و شیوه نصب
۱-۲- آزمایش کمک فنر
۱-۲-۱- آزمایش بر روی خودرو
فصل ۲- انواع کمک فنر
۲-۱- کمک فنر دو جداره بی فشار
۲-۱-۱- ساختار و شیوه کارکرد
۲-۱-۲- هواگیری و موازنه حجم
۲-۱-۳- رینگ آب بند،میله پیستون با پیستون، راهنما
۲-۱-۴- محفظه سیلندر،مخزن روغن،لوله محافظ
۲-۱-۵- کمک فنر برای موقعیت کاری دشوار،خودروی سواری
۲-۱-۶- روشهای تولید
۲-۲- کمک فنر دو جداره بافشار
۲-۲-۱- کمک فنر دو جداره مجهز به بالشتک گاز
۲-۲-۲- کمک فنر دو جداره بافشار
۲-۳- کمک فنر یک جداره بافشار
۲-۳-۱- ساختارو شیوه کارکرد
۲-۳-۲- رینگ آب بند،میله پیستون،راهنما
۲-۳-۳- محاسن و معایب
فصل ۳- بررسی نیروی میرایی
۳-۱- نیروی هیدورلیکی میراکننده
۳-۱-۱- منحنی مشخصه کمک فنر
۳-۱-۲- میرایی کاهنده،افزاینده و خطی
۳-۱-۳- نسبت کشش به فشار
۳-۱-۴- شیوه انتخاب و نوع فنربندی
۳-۱-۵- محاسبه نسبت میرایی کل خودرو محور چرخها
۳-۱-۶- میرایی مؤثر در نقطه تماس چرخ
۳-۱-۷- مثال عددی
۳-۲- میرایی اصطکاک
۳-۳- عوامل مؤثر بر میرایی
۳-۳-۱- دما
۳-۳-۲- کف آلود شدن روغن
۳-۳-۳- میرایی تئوری و حقیقی
۳-۳-۴- تلرانس میرایی
۳-۳-۵- کاهش اثر میرایی
۳-۴- روغن کمک فنر
فصل ۴- نکات طراحی
۴-۱- ابعاد و طول کمک فنر
۴-۱-۱- طول کمک فنر دوجداره
۴-۱-۲- طول کمک فنر یک جداره
۴-۱-۳- کمک فنر مجهز به ضربه گیر کشش و فشار
۴-۱-۴- فضای لازم
۴-۲- اتصالات کمک فنر
۴-۲-۱- خواسته های طراحی
۴-۲-۲- اتصالات چشمی
۴-۲-۳- اتصالات پینی
۴-۲-۴- نمونه ها ویژه
۴-۳- ضربه گیر و ایستان لاستیکی
۴-۳-۱- ضربه گیر کشش کمک فنر
۴-۳-۲- ضربه گیر فشار کمک فنر و ایستان
فصل ۵- کمک فنر تنظیم پذیر
۵-۱- کمک فنر تنظیم پذیر الکتریکی
۵-۱-۱- خواسته های طراحی
۵-۱-۲- سیستم شرکت بیلشتاین
۵-۱-۳- سیستم شرکت بوگه
۵-۱-۴- سیستم شرکت دلکو
۵-۱-۵- سیستم شرکت فیشتل و ساکس
۵-۱-۶- سیستم شرکت کنی
۵-۲- کمک فنر تنظیم پذیر الکترونیوماتیک
۵-۳- کمک فنر تنظیم پذیر هیدرولیکی
فصل ۶- لرزش گیر فرمان
۶-۱- کاربرد
۶-۲- لرزش گیر فرمان برای خودروی سواری و باری سبک
۶-۳- لرزش گیر فرمان برای خودروی باری
۶-۴- لرزش گیر فرمان با میرایی وابسته به راستای نصب
نشان های به کار رفته در روابط واحدها
منابع و مآخذ
عنوان پروژه : انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها
تعداد صفحات : ۱۷۱
شرح مختصر پروژه : پروژه ای که در این مطلب برای دانلود آماده شده است به بررسی انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها پرداخته است. کمک فنر یک وسیله هیدرولیکی لوله مانند است که در نزدیکی هر چرخ نصب می شود تا نوسانات فنر ها را کنترل یا میرا کند. یک سر کمک فنر به اتاق یا شاسی خودرو متصل می شود . سر دیگر آن به قطعه ای متحرک از سیستم تعلیق، مانند پوسته اکسل یا طبق متصل است. در این وضعیت حرکت فنر سبب افزایش و کاهش طول کمک فنر می شود.
کمک فنر در سیستم تعلیق موازی با فنر بسته می شود و مانند فنر نیروی محوری را جذب می کند. در موقع جمع شدن کمک فنر به سهولت منقبض شده اما در موقع باز شدن کمک فنر مقاومت می نماید و با کندی باز می شود وقتی کمک فنر فشرده می شود روغن از سوراخهای درشت تر سوپاپ ان جابجا می شود و لذا به سهولت تغییر مکان می دهد اما وقتی حالت انبساط ان فرامی رسد. برگشت روغن به محل اولیه خود از مجاری کوچکتر میسر می گردد در اثر برگشت روغن از مجاری کوچک نیروی اصطکاک روغن بالا رفته و انرژی مکانیکی به انرژی حرارتی تبدیل می گردد سپس گرما روغن در فضا پخش می گردد.
کمکفنر به همان اندازه که ایمنی حرکت را تضمین می کند، وظیفه خوش سواری را نیز بر عهده دارد. کمک فنر باید از پریدن( جهیدن) چرخها جلوگیری کند، یعنی تماس بین چرخ و جاده را همیشه برقرار سازد همچنین کله زدن خودرو را میرا کند. هر خودرو، کمک فنر خاص خود را دارد. کمک فنر نیز مانند لاستیک و لنت ترمز، تنش و شرایط کاری دشوار را تحمل می کند و از این رو نیاز به بازدید منظم دارد. تعویض به هنگام کمک فنر می تواند بر ایمنی راننده و سرنشینان اثر مهمی بگذارد. البته در این باره مشکلاتی وجود دارد.
کمک فنر دو جداره بی فشار ارزانترین و اقتصادی ترین نوع کمک فنر هیدرولیکی برای خودروی سواری است.کمک فنر دوجداره بافشار به نام کمک فنر دوجداره گازی یا کمک فنر کم فشار نیز شناخته می شود،،نمونه توسعه یافته و کاملتر کمک فنر دوجداره بی فشار است.یک کمک فنر به ازاء هر ۵/۱ کیلومتر رانندگی، حدودا ۵۰۰ بار نوسان (حرکت رو به بالا و پایین) می کند. که با این حساب یک خودرو در یک سال تقریبا ۵ میلیون نوسان را تجربه خواهد کرد.اگرچه این کمک فنرها طوری طراحی شده و از موادی ساخته شده اند که در برابر نوسانات شدید مقاومت کافی داشته باشند، ولی به هر حال عمر آنها محدود است.
رانندگان به ندرت به عدم کارایی کمک فنرها توجه می کنند و معمولا ضعف کمک فنرها را به طور ناخودآگاه با تغییر در نحوه رانندگی خود جبران می نمایند. آزمایش ها نشان می دهند که در یک وضعیت اضطراری، خط ترمز خودرویی که کمک فنر آن معیوب است، می تواند ۱۰ درصد افزایش یابد. همچنین عدم تعویض کمک فنرها، می تواند باعث نابالانسی خطرناک در سیستم فرمان و ترمز خودرو گردد.
در ادامه فهرست مطالب پروژه انواع کمک فنرها و روش طراحی آنها را مشاهده می فرمایید :
فصل ۱- کمک فنر و خودرو
۱-۱- کاربرد و شیوه نصب
۱-۲- آزمایش کمک فنر
۱-۲-۱- آزمایش بر روی خودرو
فصل ۲- انواع کمک فنر
۲-۱- کمک فنر دو جداره بی فشار
۲-۱-۱- ساختار و شیوه کارکرد
۲-۱-۲- هواگیری و موازنه حجم
۲-۱-۳- رینگ آب بند،میله پیستون با پیستون، راهنما
۲-۱-۴- محفظه سیلندر،مخزن روغن،لوله محافظ
۲-۱-۵- کمک فنر برای موقعیت کاری دشوار،خودروی سواری
۲-۱-۶- روشهای تولید
۲-۲- کمک فنر دو جداره بافشار
۲-۲-۱- کمک فنر دو جداره مجهز به بالشتک گاز
۲-۲-۲- کمک فنر دو جداره بافشار
۲-۳- کمک فنر یک جداره بافشار
۲-۳-۱- ساختارو شیوه کارکرد
۲-۳-۲- رینگ آب بند،میله پیستون،راهنما
۲-۳-۳- محاسن و معایب
فصل ۳- بررسی نیروی میرایی
۳-۱- نیروی هیدورلیکی میراکننده
۳-۱-۱- منحنی مشخصه کمک فنر
۳-۱-۲- میرایی کاهنده،افزاینده و خطی
۳-۱-۳- نسبت کشش به فشار
۳-۱-۴- شیوه انتخاب و نوع فنربندی
۳-۱-۵- محاسبه نسبت میرایی کل خودرو محور چرخها
۳-۱-۶- میرایی مؤثر در نقطه تماس چرخ
۳-۱-۷- مثال عددی
۳-۲- میرایی اصطکاک
۳-۳- عوامل مؤثر بر میرایی
۳-۳-۱- دما
۳-۳-۲- کف آلود شدن روغن
۳-۳-۳- میرایی تئوری و حقیقی
۳-۳-۴- تلرانس میرایی
۳-۳-۵- کاهش اثر میرایی
۳-۴- روغن کمک فنر
فصل ۴- نکات طراحی
۴-۱- ابعاد و طول کمک فنر
۴-۱-۱- طول کمک فنر دوجداره
۴-۱-۲- طول کمک فنر یک جداره
۴-۱-۳- کمک فنر مجهز به ضربه گیر کشش و فشار
۴-۱-۴- فضای لازم
۴-۲- اتصالات کمک فنر
۴-۲-۱- خواسته های طراحی
۴-۲-۲- اتصالات چشمی
۴-۲-۳- اتصالات پینی
۴-۲-۴- نمونه ها ویژه
۴-۳- ضربه گیر و ایستان لاستیکی
۴-۳-۱- ضربه گیر کشش کمک فنر
۴-۳-۲- ضربه گیر فشار کمک فنر و ایستان
فصل ۵- کمک فنر تنظیم پذیر
۵-۱- کمک فنر تنظیم پذیر الکتریکی
۵-۱-۱- خواسته های طراحی
۵-۱-۲- سیستم شرکت بیلشتاین
۵-۱-۳- سیستم شرکت بوگه
۵-۱-۴- سیستم شرکت دلکو
۵-۱-۵- سیستم شرکت فیشتل و ساکس
۵-۱-۶- سیستم شرکت کنی
۵-۲- کمک فنر تنظیم پذیر الکترونیوماتیک
۵-۳- کمک فنر تنظیم پذیر هیدرولیکی
فصل ۶- لرزش گیر فرمان
۶-۱- کاربرد
۶-۲- لرزش گیر فرمان برای خودروی سواری و باری سبک
۶-۳- لرزش گیر فرمان برای خودروی باری
۶-۴- لرزش گیر فرمان با میرایی وابسته به راستای نصب
نشان های به کار رفته در روابط واحدها
منابع و مآخذ
تعداد صفحات پایان نامه: 180 صفحه
فصل اول
کمک فنر و خودرو
– کاربرد و شیوه نصب
– آزمایش کمک فنر
کمکفنر به همان اندازه که ایمنی حرکت را تضمین می کند، وظیفه خوش سواری را نیز بر عهده دارد. کمک فنر باید از پریدن( جهیدن) چرخها جلوگیری کند، یعنی تماس بین چرخ و جاده را همیشه برقرار سازد همچنین کله زدن خودرو را میرا کند.
با طراحی و ساخت سیستمهای تعلیق جدید با قطعات نگهدارنده و راهنمای کم اصطکاک، و افزایش سرعت و توان خودرو، امروزه انتظارات از این قطعه نسبت به سالهای گذشته به مراتب بیشتر است.
از این رو هر خودرو، کمک فنر خاص خود را دارد. کمک فنر نیز مانند لاستیک و لنت ترمز، تنش و شرایط کاری دشوار را تحمل می کند و از این رو نیاز به بازدید منظم دارد. تعویض به هنگام کمک فنر می تواند بر ایمنی راننده و سرنشینان اثر مهمی بگذارد. البته در این باره مشکلاتی وجود دارد.
فرسودگی و کارکرد لاستیک را می توان به خوبی از سایش عاج لاستیک دریافت. اما از آنجا که کمک فنر در داخل شاسی قراردارد، بازرسی آن ساده نیست. مشکل دیگر این است که آزمایش کارکرد کمک فنر نصب شده دشوار است.
خرابی و نارسایی کمک فنر، به ندرت ناگهانی و بدون نشانه قبلی بروز می کند. اما، کاهش توان میرایی معمولاً به گونه ای است که راننده کاهش تدریجی آن را حس نمی کند و به مرور زمان، شیوه رانندگی خود را با آن وفق می دهد.
پس فقط کنترل منظم، به شیوه ای که انجمن کنترل خودرو توف با دستگاه آزمایش ارتعاش انجام می دهد،( بخش 1-2 را ببینید)، نارسایی کمک فنر را آشکار میکند. انجمن توف راینلند تا به حال بیش از 25 مرکز آزمایش کمک فنر برپا کرده است. آزمایشهایی که شرکت بوگه و فیشتل و ساکس از سال 1972 میلادی تاکنون انجام داده اند، نشان می دهد که سی درصد از خودروهای آزمایش شده. یک کمک فنر خوب داشته اند. در حدود سه درصد از خودروهای آزمایش شده سه یا چهار کمک فنر غیر قابل استفاده داشته اند. سازمان خودروسازی مرکز فنی آلیانس واقع در محل ایسمانینگ شهر مونیخ با استفاده از همین روش آزمایش به نتایجی مشابه دست یافته است.
1-1-کاربرد و شیوه نصب
کمک فنر را که جزء میرا کننده خودرو است، بین جرم فرم بندی نشده( تعلیق) و جرم فنر بندی شده( بدنه) نصب می کنند. اتصال بالایی کمک فنر را به بدنه خودرو و اتصال پایین آن را به بند واسطه و یا مستقیماً به محور خودرو وصل می کنند. برای دستیابی به بهترین بازده ممکن، محل قرارگیری کمک فنر بر روی شاسی را به گونهای طراحی می کنند که اتصال پایین کاملاً بیرون و در نزدیکی چرخ باشد و کمک فنر عمودی قرار گیرد، ( شکل 1-1). البته دستیابی به این طرح همیشه امکان پذیر نیست.
برای مجهز کردن لاستیک چرخ محرک خودرو به زنجیر چرخ، کمک فنرها کاملاً در داخل و بین فنرهای تخت قرار می گیرند. شکل 1-5 نمایی از محور عقب خودروی باربری دیملر بنز مدل 308/ D 207 ، را نشان می دهد. به دلیلی پایین آمدن سطح باربری و صرفه جویی در فضا، کمک فنرها کمی به سمت جلو نیز متمایل هستند. زاویه دار قرار گرفتن کمک فنر در راستای طولی یا عرضی در خودرو اثر میرایی در حالت پربار را می کاهد. ( شکل 1-2 را ببینید) در هنگام جمع شدن کمک فنر و حرکت همزمان بدنه به سمت بالا، زاویه بزرگتر می شود و در نتیجه مقدار بزرگنمایی میرایی iD نیز افزایش می یابد. بدین ترتیب با ثابت ماندن نیروی میرایی FD ، نیروی میرایی مؤثر در نقطه تماس چرخ کاهش می یابد. هر چه کمک فنرها به یکدیگر نزدیکتر باشند( یعنی اتصالات پایین آنها بیشتر در داخل قرار گیرند)، فاصله مؤثر آنها یعنی bD نسبت به عرض خودرو یعنی bh کوچکتر می شود، ( شکل 3-12) و نسبت میراییi تأثیر نامطلوبی در میرایی بدنه دارد.
هنگام جمع شدن تعلیق در محور جلو و عقب خودروهای سیتروئن مدل دیان 6و سی وی6 ، میله های کششی طولی 2 به کمک بند طولی 1 به فنرهای مارپیچ فشار وارد می کنند،( شکل 1-4 را ببینید).
در این نمونه، کمک فنرها را کاملاً افقی و موازی با میله های 2 نصب می کنند. از این رو کمک فنرها هنگام جمع شدن تعلیق کشیده می شوند،( برخلاف معمول که هنگام جمع شدن تعلیق، کمک فنر فشرده می شود).
کمک فنرهای یک جداره با بالشتک گازی و پیستون گاز که در بخش 2-2-1 بررسی می شود، برای این گونه شرایط کارکرد و نصب به صورت افقی بسیار مناسب هستند.
1-2- آزمایش کمک فنر
1-2-1- آزمایش بر روی خودرو
هنوز هم دارندگان خودرو از آزمایش تجربی کمک فنرـ یعنی نوسان دادن خودرو در جهت عمودی با دست ـ برای ارزیابی وضعیت سیستم تعلیق و آزمایش کمک فنر استفاده می کنند. این شیوه آزمایش را خودرو سازان و تولید کنندگان کمک فنر صریحاً رد می کنند و برای آن دلایل زیادی دارند. کارکرد یک کمک فنر به سرعت آن بستگی دارد، یعنی سرعتی که با آن میله پیستون در داخل کمک فنر به بالا و پایین حرکت میکند.
با نوسان دادن خودرو با دست نمی توان به سرعتهای زیاد دست یافت. واکنش به سرعت های زیاد که برای ایمنی حرکت مهم است، در اینجا آزمایش نمی شود. علاوه بر آن به دلیل وجود اصطکاک درونی در سیستم تعلیق خودرو، نتایج به دست آمده چندان قابل اعتماد نیست یا حتی می تواند اشتباه باشد.
پس از کارکرد زیاد خودرو، مفاصل راهنمای تعلیق به سختی قادر به حرکت هستند، زیرا مقدار اصطکاک درونی موجود نسبتاً زیاد می شود در این صورت اگر کمک فنر به طور مؤثر عمل نکند، اصطکاک درونی سیستم برای میرا کردن نوسانات و ارتعاشات در فرکانس کم کافی است.
از طرف دیگر، اگر خودرویی را که مفاصل تعلیق روان و کمک فنری با اصطکاک درونی اندک دارد، در سرعت کم، بیازمایند. احساس می کنند که خودرو به شدت به نوسان در می آید( حتی هنگامی که کمک فنر به خوبی عمل می کند). دستگاه آزمایش ارتعاشی که شرکت بوگه طراحی و تولید کرده است، آزمایش صحیح کمک فنر را میسر می کند،( شکل 1-5) در این دستگاه هر دو محور در جهت عمودی و در حالت بحرانی به نوسان در می آیند. هنگام عبور از حالت بحرانی، فرکانس تشدید و دامنه بیشینه سیستم تعلیق را با واحد میلیمتر اندازه گیری می کنند. این مقادیر را با حد مجازی که سازنده خودرو تعیین کرده است، مقایسه می کنند.
مشکلات دستگاه آزمایش ارتعاش عبارتند از:
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:65
فهرست مطالب:
سیستم تعلیق
زیربخشهای سیستم تعلیق
فنر
ویژگیهای مکانیکی فنر
دستهبندی فنرها
فنرهای پیچشی
میله پیچشی
میله پایدارنده
کاربرد میلههای پادغلت در سیستم تعلیق
کارکرد میله پادغلت
فنر تخت
چند لایه سازی فنر تخت
اصطکاک خشک
دستهبندی فنرهای تخت
ذوزنقهای
سهمی
دو لایه مرحلهای
فنر لاستیکی
جنس فنرها
کاربرد
ویژگیهای کارکردی لرزهگیر
نصب و جایگذاری لرزهگیر
نام گذاری
دستهبندی لرزهگیرها
لرزهگیر اصطکاکی
لرزهگیر گازی
چگونگی کارکرد
لرزهگیر تلسکوپی
فصل اول:
معرفی انواع کمک فنرها
و لرزه گیرها
سیستم تعلیق
لرزشهای پیدرپی بدنه خودرو سبب خستگی راننده و سرنشینان میشود. در پی آن کارایی و بازدهی رانندگی و عمر مفید خودرو کاهش یافته و سلامتی انسان به خطر میافتد. بنابراین مدلسازی مود سواری خودرو و به سازی پاسخ لرزشی آن با بهره از میرایندههای ارتعاشی از دیدگاههای مهم در طراحی خودرو بوده، که آسایش سرنشین، افزایش دوام خودرو، ایمنی و افزایش کنترل خودرو را به دنبال دارد.
خاصیت میرایش ارتعاشات و لرزشها و رفع بعضی از اغتشاشات حرکت در خودرو و حفظ بعضی ویژگیهای مناسب جهت ایمنی، از ویژگیهای مناسب مکانیکی است که انجام آن با یک وسیله مکانیکی امکانپذیر است . مجموعه مشخصی که فراهمگر هدف بالا است، سیستم تعلیق نام دارد. این مجموعه قلمرو وسیعی را با خواص و وظایف متفاوت در بر دارد.
نقش سیستم تعلیق در خودرو مهار چرخ در فضا (در سه راستای Z , Y , X) و فراهم کردن حرکات خطی و زاویهای مناسب آن است . نیز چرخها را به صورت تکیهگاهی امن در زیر خودرو نگاه میدارد به گونهای که چرخها توان مهارسازی نیروهای اعمالی به خودرو (گرانش، گریز از مرکز، نیروهای رانشی و ترمزی و ...) را داشته باشند. ویژگیهای سختی و میرایی تعلیق بایستی چنان برگزیده شوند که پایداری و آسایش خودرو تامین گردد.
برای پی بردن به جایگاه سیستم تعلیق، خودرو را در سه حالت زیر در نظر میگیریم :
بیتعلیق : بدون سیستم تعلیق، تایر و بدنه معلق میباشند. در نتیجه هر ناهمواری در سطح جاده ، به سرنشینان خودرو منتقل خواهد شد.
با تعلیق و بیلرزهگیر : در این حالت تایر به زمین چسبیده ولی بدنه معلق میباشد. در نتیجه بدنه خودرو به طور مداوم به بالا و پایین نوسان میکند.
با تعلیق و لرزهگیر : در این حالت تایر و بدنه به زمین چسبیده است و لرزهگیر، نوسانات فنر را دفع مینماید چرخها به راحتی به بالا و پایین حرکت کرده و پایداری، اطمینان و راحتی خودرو را در پی خواهد داشت.
شکل 1 ـ مقایسه خودرو بدون تعلیق، با تعلیق بدون لرزهگیر و با تعلیق کامل
زیر بخشهای عمده سیستم تعلیق شامل تایر، فنر و لرزهگیر میباشد که وظیفه آنها برقراری تماس بین چرخ و زمین، ایمنی و راحتی سرنشینان میباشد. نیز برای کاهش و در صورت امکان حذف سر و صدا و ارتعاشات، موادی چون لاستیک، چرم، اسفنج، فنرهای متفاوت (مارپیچی، شمشی و میلههای پیچشی) و ضربهگیرهای مختلف (اصطکاکی، هیدرولیکی و گازی) به کار میرود.
زیربخشهای سیستم تعلیق
فنر
فنر عنصری انرژی دهنده و گیرنده میباشد که بر اثر تغییر شکل کشسان انرژی پتانسیل آن تغییر میکند. در یک سیستم مکانیکی سختی نمایانگر ویژگیهای فنریت آن است.
در تعیین ویژگیهای فنریت سیستمهای مکانیکی باید انعطافپذیری قطعات را نیز لحاظ کرد. محاسبه سختی مؤثر یک مجموعه به سادگی و با بهره از قانون برآیند فنرها امکانپذیر است. اگر دو عضو به صورت سری قرار گرفته باشند، آنگاه فنر معادل به قرار زیر است :
(1-1)
اگر دو عضو به صورت موازی قرار گرفته باشند، آنگاه فنر معادل به قرار زیر است:
(1-2)
شکل 2 ـ روشهای مختلف سرهمبندی فنر : روش موازی، روش سری و روش پیچشی
ویژگیهای مکانیکی فنر
فنرها بر پایه رفتار و ویژگیهای نیرویی به دو دسته خطی و ناخطی تقسیم میشوند. در بیشتر فنرها، نیروهای فنر تابعی از تغییر شکل آن به قرار زیر است :
(1-3)
از آنجا که چرخش این میدان صفر است، بنابراین یک میدان نیروی پایستار است. تابع پتانسیل (انرژی پتانسیل) این میدان پایستار به قرار زیر است :
(1-4)
(1-5)
دستهبندی فنرها
فنرها گونههای مختلفی دارند، که انواع پرکاربرد آن در صنعت به قرار زیر است :
فنر مارپیچ
فنر مارپیچ مفتولی فولادی است که به صورت حلقهای پیچانده شده است (شکل ). فنر مارپیچ برای مقاومت در برابر بارهای کششی، فشاری یا پیچشی ساخته میشود. سختی یک فنر مارپیچ به قرار زیر است :
(1-6)
d : قطر مفتول فنر
N : تعداد حلقههای فنر
R : شعاع میانگین فنر
G : مدول برشی