فصل اول:

معرفي انواع كمك فنرها

و لرزه گيرها

سيستم تعليق

لرزش‌هاي پي‌درپي بدنه خودرو سبب خستگي راننده و سرنشينان مي‌گردد. در پي آن كارايي و بازدهي رانندگي و عمر مفيد خودرو كاهش يافته و سلامتي بشر به خطر مي‌افتد. بنابراين مدل‌سازي مود سواري خودرو و به سازي پاسخ لرزشي آن با بهره‌ از ميراينده‌هاي ارتعاشي از ديدگاه‌هاي مهم در طراحي خودرو بوده، كه آسايش سرنشين، افزايش دوام خودرو، ايمني و افزايش كنترل خودرو را به دنبال دارد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

خاصيت ميرايش ارتعاشات و لرزش‌ها و رفع بعضي از اغتشاشات حركت در خودرو و حفظ بعضي ويژگي‌هاي مناسب جهت ايمني،‌ از ويژگي‌هاي مناسب مكانيكي می باشد كه انجام آن با يك وسيله مكانيكي امكان‌پذير می باشد . مجموعه مشخصي كه فراهم‌گر هدف بالا می باشد، سيستم تعليق نام دارد. اين مجموعه قلمرو وسيعي را با خواص و وظايف متفاوت در بر دارد.

تأثیر سيستم تعليق در خودرو مهار چرخ در فضا (در سه راستاي Z , Y , X) و فراهم كردن حركات خطي و زاويه‌اي مناسب آن می باشد . نيز چرخ‌ها را به صورت تكيه‌گاهي امن در زير خودرو نگاه مي‌دارد به گونه‌اي كه چرخ‌ها توان مهارسازي نيروهاي اعمالي به خودرو (گرانش، گريز از مركز، نيروهاي رانشي و ترمزي و …) را داشته باشند. ويژگي‌هاي سختي و ميرايي تعليق بايستي چنان برگزيده شوند كه پايداري و آسايش خودرو تامين گردد.

براي پي بردن به جايگاه سيستم تعليق، خودرو را در سه حالت زير در نظر مي‌گيريم :

بي‌تعليق : بدون سيستم تعليق، تاير و بدنه معلق مي‌باشند. در نتيجه هر ناهمواري در سطح جاده ، به سرنشينان خودرو منتقل خواهد گردید.

با تعليق و بي‌لرزه‌گير : در اين حالت تاير به زمين چسبيده ولي بدنه معلق مي‌باشد. در نتيجه بدنه خودرو به گونه مداوم به بالا و پايين نوسان مي‌كند.

با تعليق و لرزه‌گير : در اين حالت تاير و بدنه به زمين چسبيده می باشد و لرزه‌گير، نوسانات فنر را دفع مي‌نمايد چرخ‌‌ها به راحتي به بالا و پايين حركت كرده و پايداري، اطمينان و راحتي خودرو را در پي خواهد داشت.

شكل 1 ـ مقايسه خودرو بدون تعليق، با تعليق بدون لرزه‌گير و با تعليق كامل

زير بخش‌هاي عمده سيستم تعليق شامل تاير،‌ فنر و لرزه‌گير مي‌باشد كه وظيفه آنها برقراري تماس بين چرخ و زمين، ايمني و راحتي سرنشينان مي‌باشد. نيز براي كاهش و در صورت امكان حذف سر و صدا و ارتعاشات، موادي زیرا لاستيك، چرم، اسفنج،‌ فنرهاي متفاوت (مارپيچي، شمشي و ميله‌هاي پيچشي) و ضربه‌گيرهاي مختلف (اصطكاكي، هيدروليكي و گازي) به كار مي‌رود.

زيربخش‌هاي سيستم تعليق

فنر

فنر عنصري انرژي دهنده و گيرنده مي‌باشد كه بر اثر تغيير شكل كشسان انرژي پتانسيل آن تغيير مي‌كند. در يك سيستم مكانيكي سختي نمايانگر ويژگي‌هاي فنريت آن می باشد.

در تعيين ويژگي‌هاي فنريت سيستم‌هاي مكانيكي بايد انعطاف‌پذيري قطعات را نيز لحاظ كرد. محاسبه سختي مؤثر يك مجموعه به سادگي و با بهره از قانون برآيند فنرها امكان‌پذير می باشد. اگر دو عضو به صورت سري قرار گرفته باشند، آنگاه فنر معادل به قرار زير می باشد :

(1-1)                                                                                 

اگر دو عضو به صورت موازي قرار گرفته باشند، آنگاه فنر معادل به قرار زير می باشد:

(1-2)                                                                                

شكل 2 ـ روش‌هاي مختلف سرهم‌بندي فنر : روش موازي، روش سري و روش پيچشي

ويژگي‌هاي مكانيكي فنر

فنرها بر پايه رفتار و ويژگي‌هاي نيرويي به دو دسته خطي و ناخطي تقسيم مي‌شوند. در بيشتر فنرها، نيروهاي فنر تابعي از تغيير شكل آن به قرار زير می باشد :

(1-3)                                                                    

از آنجا كه چرخش اين ميدان صفر می باشد، بنابراين يك ميدان نيروي پايستار می باشد. تابع پتانسيل (انرژي پتانسيل) اين ميدان پايستار به قرار زير می باشد :

(1-4)                                                        

(1-5)                                            

دسته‌بندي فنرها

فنرها گونه‌هاي مختلفي دارند، كه انواع پركاربرد آن در صنعت به قرار زير می باشد :

فنر مارپيچ

فنر مارپيچ مفتولي فولادي می باشد كه به صورت حلقه‌اي پيچانده شده می باشد (شكل   ). فنر مارپيچ براي مقاومت در برابر بارهاي كششي، فشاري يا پيچشي ساخته مي‌گردد. سختي يك فنر مارپيچ به قرار زير می باشد :

(1-6)                                            

d : قطر مفتول فنر

N : تعداد حلقه‌هاي فنر

R : شعاع ميانگين فنر

G : مدول برشي

شكل 3 ـ ساختار فنر مارپيچ

شكل 4 ـ گونه‌هاي مختلف انتهاي فنر مارپيچ

فنر مارپيچ نرم‌تر از فنر تخت می باشد، يعني داراي سختي كمتري مي‌باشد. اين گونه فنرها كاربرد فراواني در سيستم‌هاي تعليق خودرو دارا مي‌باشند. فنرهاي مارپيچ به كار رفته در سيستم تعليق بيشتر به صورت عمودي نصب مي‌شوند و بنابراين به فضايي مناسب نياز دارند. اصطكاك در اين گونه فنرها ناچيز و تنها در محل تماس فنر با بدنه مطرح می باشد. تنش اصلي ايجاد شده در اين گونه فنرها تنش برشي می باشد، اگر چه كمي‌هم در اثر خمش دچار تنش مي‌گردند.

فنرهاي مارپيچ بهترين خاصيت را براي جذب انرژي ناشي از حركات ارتعاشي خودرو دارا مي‌باشند و از اين نظر بهترين كارايي را دارند. فنرهاي مارپيچ اجازه انحرافهاي بزرگتري را نسبت به فنرهاي تخت مي‌دهند و بنابراين آسايش و نرمي‌بيشتري را نسبت به فنرهاي تخت براي سرنشين خودرو فراهم مي‌آورند. امروزه در سيستم تعليق جلو و پشت سواري‌ها فنر مارپيچ بكار مي‌رود و ديگر از فنرهاي تخت بهره گیری نمي‌گردد.

شكل 5 ـ گونه‌هاي مختلف اتصال و قرارگيري فنر مارپيچ

فنرهاي پيچشي

در فنرهاي پيچشي تغيير شكل زاويه‌اي سبب ايجاد گشتاور پيچشي می باشد. ارتباط نيرو و جابجايي در فنرهاي پيچشي به قرار زير می باشد :

(1-7)                                                        

ميله پيچشي

ميله پيچشي محوري فولادي می باشد كه در برابر گشتاور پيچشي قرار گرفته و تغيير شكل آن زاويه‌اي می باشد.

شكل 6 ـ نماي هندسي فنر پيچشي

ميله پيچشي بيشتر در سيستم‌هاي تعليق جداگانه به كار مي‌طریقه، كه از يك سو به شاسي متصل بوده و از سوي ديگر توسط يك بازو به چرخ متصل مي‌گردد و اين بازو رابطي می باشد ميان لرزش‌هاي خطي چرخ و لرزش‌هاي زاويه‌اي ميله پيچشي . سختي اين گونه فنرها از دو بخش زير شكل يافته می باشد :

سختي پيچشي ميله Kφ

سختي خمشي بازو Kb

اين دو بخش به صورت سري قرار گرفته‌اند و بنابراين سختي كل به قرار زير می باشد :

(1-8)                                                                    

ميله پايدارنده

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

يكي از زيربخش‌هاي مهم سيستم تعليق ميله‌هاي پايدارنده می باشد، كه براي افزايش پايداري به كار مي‌رود. نمونه‌اي از ميله‌هاي پايدارنده، ميله‌اي می باشد كه ميل موج گير (ميله پادغلت) ناميده مي‌گردد. ميل موج گير ميله‌اي فلزي می باشد كه به دو بازوي كنترلي چرخ‌هاي دروني و بيروني متصل مي‌گردد. هنگام افت و خيز يكي از چرخ‌ها، ميل موج‌گير حركت را به چرخ ديگر انتقال مي‌دهد. ميل موج گير يك تراز بالا در هنگام رانندگي ايجاد مي‌كند و سبب كاهش حركات لرزشي در هنگام چرخش خودرو می باشد . با در نظر داشتن پارامترهاي طراحي ميل موج‌گير مي‌توان تا 15 درصد در برابر حركت غلتشي خودرو در هنگام چرخش ايستادگي كرد. ميله پادغلت در واقع نوعي فنر پيچشي می باشد با اين تفاوت كه در سيستم‌هاي يكپارچه نصب شده و تنها در برابر غلتش نسبي محور و شاسي واكنش نشان مي‌دهد.

كاربرد ميله‌هاي پادغلت در سيستم تعليق

هنگامي‌كه بدنه مي‌غلتد و يا يكي از چرخ‌ها روي دست‌انداز يا درون چاله قرار مي‌گيرد، ميله پادغلت سبب افزايش سختي فنريت تعليق می باشد، يعني فنريت آن را كاهش مي‌دهد. هنگامي‌كه خودرو در راستاي مستقيم حركت مي‌كند، ميله پادغلت، سبب نرمي‌فنريت تعليق شده و بنابراين خوش سواري خودرو را بهبود مي‌بخشد.

ميله پادغلت يك ميله پيچشي مي‌باشد كه به چند بخش تقسيم شده می باشد و به صورت كناري و با ياتاقان و بوش‌هاي لاستيكي به بدنه لولا مي‌گردد و همينطور از دو طرف به بازوهاي لنگيده متصل شده می باشد.

كاركرد ميله پادغلت

اگر افت و خيز چرخ‌ها برابر باشد، آنگاه بازوهاي لنگيده همسو بوده و بنابراين ميله پادغلت نقشي در سختي غلتشي محور نخواهد داشت.

اگر افت و خيز چرخ‌ها برابر نباشد ، به گونه نمونه چرخ راست روي برآمدگي قرار گرفته و بالا رود، در اين حالت بازوي كنترل سمت راست بالا رفته و سبب گردش بازوي لنگيده چسبيده به آن سوي راست مي‌گردد. اما بازوي لنگيده سمت چپ تغيير نكرده و بنابراين تفاوت زاويه گردش بازوهاي لنگيده سبب ايجاد گشتاور در ميله پادغلت مي‌گردد و بنابراين نيرويي رو به بالا در سمت چپ بدنه ازطريق ياتاق‌هاي بوش هاي لاستيكي اعمال مي‌گردد و بنابراين سمت چپ بدنه به بالا مي‌رود. بنابراين سمت راست چرخ‌ها بالا رفته و بنابراين بدنه بالا مي‌رود و در سمت چپ كشش ميله پادغلت سبب بالا رفتن بدنه مي‌گردد. بنابراين بدنه بدون غلتش در موقعيت بالاتري قرار مي‌گيرد. بنابراين وظيفه ميله پادغلت جلوگيري از غلتش و كجي بدنه با تغيير ارتفاع آن می باشد.

فنر تخت

فنر تحت در هر دو سيستم تعليق جلو و پشت به كار مي‌رود. اين فنرها به صورت كناري نيز به كار مي‌طریقه و با اين طرح وسط فنر به اسكلت متصل شده و هر يك از دو انتهاي آن يك چرخ را نگهداري مي‌كند. طرز اقدام اين فنرها مانند تمام فنرهاي تخت می باشد موقعي كه چرخ با يك برآمدگي برخورد مي‌كند فنر به بالا خم مي‌گردد ضربه را مستهلك مي‌نمايد و برعكس هنگامي‌كه چرخ در يك گودي مي‌افتد به طرف پايين خم مي‌گردد بدين ترتيب فنر تخت در وسايل نقليه مانند فنر مارپيچي اقدام مي‌كند فنرها معمولا به گونه مكانيكي با وسائلي از قبيل بالشتك و بوش لاستيكي از بدنه عايق‌بندي شده‌اند اين اقدام از انتقال لرزشها به اسكلت و بدنه جلوگيري مي‌كند.

در حالت معمول اين فنرها بصورت چند لايه مي‌باشند كه بزرگترين فنر را شاه‌فنر مي‌گويند و لايه‌هاي ديگر فنر نسبت به شاه فنر كوچكتر مي‌باشند و به كمك ميله‌اي در وسط به يكديگر متصل شده‌اند و به وسيله گيره‌هاي مخصوصي از لغزيدن آنها در جهات مختلف جلوگيري مي‌گردد. در فنرهاي شمشي شاه فنر به كمك ميله يا بوش در يك طرف به قاب وصل مي‌گردد و از طرف ديگر به كمك ميله U شكل كه گوشواره ناميده مي‌گردد به رام خودرو متصل مي‌گردد. اين گوشواره تغيير طول فنر را در اثر نوسان آن فراهم مي‌سازد. همچنين بوش به كار رفته در اين فنرها برنجي مي‌باشد كه به كمك گريس از سايش آن جلوگيري مي‌گردد. البته در خودروهاي سبك از لاستيك هم بهره گیری مي‌گردد.

برای دیدن قسمت های دیگر این پژوهش لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد بهره گیری کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

دسته بندی : صنایع

دیدگاهتان را بنویسید