سیستم تعلیق نیمه مستقل، صلب و تفاوت های آن ها

سیستم های تعلیق یکپارچه از قدیم الایام تا کنون جزو پرکاربرد ترین سیستم های تعلیق در صنعت خودروسازی بوده اند و اکنون نیز همچنان بسیاری از خودرو های اقتصادی، تجاری و یا آفرودی در محور عقب خود از تعلیق های یکپارچه استفاده می کنند.

سیستم های تعلیق یکپارچه انواع مختلفی دارند و برخی از آن ها در گروه تعلیق های نیمه مستقل دسته بندی می شوند. در این مقاله ضمن معرفی سیستم های تعلیق یکپارچه و انواع آن ها، کاربرد های مختلف این سیستم های تعلیق را بیان می کنیم و تفاوت تعلیق صلب و نیمه مستقل را شرح می دهیم.

تاریخچه

از ابتدای شروع صنعت خودروسازی در قرن 19 میلادی، سیستم تعلیق یکپارچه همواره همراه همیشگی خودرو های تولید شده بود و در محور های جلو و عقب از این سیستم تعلیق استفاده می شد.

اما کم کم استفاده از تعلیق های مستقل در خودرو ها باب شد و از دهه 30 میلادی سیستم تعلیق دو جناغی و از دهه 50 میلادی سیستم تعلیق مک فرسون جای سیستم تعلیق صلب را در محور جلوی خودرو ها گرفتند و امروزه دیگر تقریبا هیچ خودروی شهری با تعلیق صلب در محور جلو تولید نمی شود.

اما در محور عقب اوضاع کمی متفاوت است؛ تعلیق های صلب در محور عقب خودروها تا دهه 80 میلادی حاکم مطلق بودند و حتی پس از آن که سیستم تعلیق مولتی لینک در دهه 80 فراگیر شد، باز هم تعلیق های یکپارچه به دلایل متعدد جایگاه خود را از دست ندادند و هنوز هم در خودرو های شهری اقتصادی، خودرو های تجاری و یا خودرو های آفرودی گران قیمتی مانند تویوتا لندکروز از آن ها استفاده می شود.

اما قابل ذکر است طراحان و مهندسان برای بهبود تعلیق های یکپارچه استفاده شده در محور عقب خودرو ها تلاش بسیاری کردند و انواع مختلفی از سیستم های تعلیق را پدید آوردند که با نام نیمه مستقل نیز شناخته می شوند. 

انواع تعلیق های یکپارچه

تعلیق های یکپارچه در محور عقب خودرو ها انواع مختلفی دارند که امروزه 3 مدل مشهور تر آن ها در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ سیستم تعلیق صلب، سیستم تعلیق نیمه مستقل میله پیچشی و سیستم تعلیق نیمه مستقل فنر پیچشی

1) سیستم تعلیق صلب - Solid Axle

تعلیق صلب در واقع قدیمی ترین و ساده ترین مدل تعلیق یکپارچه است. در این سیستم تعلیق یک اکسل یک تکه وجود دارد که دو چرخ عقب را به طور مستقیم به یکدیگر وصل می کند و می تواند از فنر شمش یا فنر لول استفاده کند که معمولا فنر لول در خودرو های شهری و فنر شمش در خودرو های تجاری به کار می رود. اگر تعلیق صلب از نوع فنر شمشی باشد توسط خود فنر ها به شاسی وصل شده و اگر از نوع فنر لول باشد توسط بازو های کنترلی به شاسی خودرو متصل می شود. در سیستم تعلیق صلب می توان برای کاهش ضربات از میل موجگیر استفاده کرد و همچنین این سیستم تعلیق قابلیت جای دادن دیفرانسیل و پلوس ها برای خودرو های مجهز به دیفرانسیل عقب را نیز در خود دارد.

- مزایای تعلیق صلب:

این سیستم تعلیق بسیار ارزان قیمت، ساده و به دور از پیچیدگی است. همچنین سیستم تعلیق صلب بسیار محکم است و زوایای مختلف چرخ مانند کمبر و زاویه دهانه به سختی در این تعلیق به هم می خورند و به همین دلیل، این تعلیق برای استفاده های تجاری سنگین و یا آفرودی بسیار مناسب است. در نهایت، به دلیل سادگی و استفاده از قطعات کم، هزینه های تعمیر و نگهداری این سیستم تعلیق بسیار ارزان بوده و استهلاک آن نیز بشدت پایین است.

- معایب تعلیق صلب:

در سیستم تعلیق صلب به دلیل اتصال مستقیم چرخ ها به یکدیگر، چرخ ها نمی توانند در مقابله با ناهمواری های جاده به طور مستقل از یکدیگر بازی کنند و تمام ضربات به طور عرضی میان آن ها منتقل می شود. از سوی دیگر، زاویه کمبر چرخ ها نیز در پیچ نسبت به یکدیگر تغییر نمی کند و ترکیب این موضوع با انتقال عرضی ضربات باعث می شود تا خودرویی که از تعلیق صلب استفاده می کند سواری خشک تر و هندلینگ ضعیف تری نسبت به خودرو هایی که از تعلیق مولتی لینک استفاده می کنند داشته باشد.

برای مثال، کیا ریو و نیسان ماکسیما های مونتاژ ایران از تعلیق صلب با فنر لول در محور عقب خود استفاده می کنند، نیسان زامیاد و تویوتا هایلوکس از تعلیق صلب مجهز به دیفرانسیل و فنر شمش در محور عقب خود بهره می برند و خودرویی مانند تویوتا لندکروز J200 نیز به تعلیق صلب دیفرانسیل دار همراه با فنر لول مجهز است.

2) سیستم تعلیق میله پیچشی - Twist Beam

سیستم تعلیق میله پیچشی در واقع سیستم تعلیق نیمه مستقلی است که امروزه در خودرو های اقتصادی دیفرانسیل جلو بسیار پرکاربرد است. این سیستم تعلیق ظاهری تقریبا مشابه با تعلیق صلب دارد اما عملکردش متفاوت است و دیفرانسیل نیز روی آن قابل نصب نیست. فرم کلی تعلیق میله پیچشی شبیه به حرف H انگلیسی است که در هر سمت خودرو قسمت بالایی حرف H توسط یک بوش به شاسی متصل است و قسمت پایینی آن نیز به چرخ متصل بوده و کمک فنر را روی خود نگه می دارد. بخش میانی حرف H نیز که در واقع میله متصل کننده دو چرخ به یکدیگر است قابلیت پیچش دارد و در هنگام دریافت ضربه از یک چرخ، با پیچش خود تلاش می کند تا ضربه وارد شده به طور مستقیم از یک چرخ به دیگری منتقل نشود، به همین علت این تعلیق نیمه مستقل نام گرفته است.

- مزایای تعلیق میله پیچشی:

این سیستم تعلیق ارزان قیمت است و به دلیل استفاده از بوش های کم تعداد، دوام آن زیاد بوده و هزینه های نگهداری آن پایین است. سیستم تعلیق میله پیچشی سبک وزن بوده و به دلیل نوع طراحی اش احتیاجی به استفاده از میل موجگیر جداگانه ندارد و معمولا خود اکسل نقش میل موجگیر را نیز ایفا می کند. خودرو هایی که از این تعلیق استفاده می کنند سواری نرم تر و هندلینگ بهتری نسبت به خودرو های دارای تعلیق صلب دارند.

- معایب تعلیق میله پیچشی:

سیستم تعلیق میله پیچشی با این که مانند تعلیق صلب نیرو را به طور کامل میان دو چرخ منتقل نمی کند اما باز هم در آن انتقال عرضی نیرو صفر نیست و همچنان نیرو میان چرخ های چپ و راست منتقل می شود؛ در نتیجه هندلینگ آن نسبت به تعلیق مولتی لینک ضعیف تر است و سواری خودرو نیز تکان های بیشتری دارد و خشک تر است. همچنین زاویه کمبر و دهانه چرخ ها در این سیستم تعلیق قابل تنظیم نیست و کمبر هر دو چرخ در سر پیچ ها از یکدیگر تاثیر مستقیم می گیرد و در نتیجه در پیچ هایی که آسفالت آن ها ناهمواری دارد، بی تعادل شدن خودرو در سرعت های بالا محتمل است.

اکثر خودرو های اقتصادی امروزه از سیستم تعلیق میله پیچشی استفاده می کنند. برای مثال در بازار ایران خودرو هایی مانند برلیانس H320، کیا سراتو و هیوندای الانترا از این تعلیق بهره می برند.

3) سیستم تعلیق فنر پیچشی - Torsion Bar 

آخرین مدل از انواع سیستم تعلیق های یکپارچه، سیستم تعلیق فنر پیچشی یا همان تورشن بار است. این سیستم تعلیق از یک اکسل استوانه ای شکل تشکیل شده که توسط دو بازوی عمود بر اکسل به چرخ ها متصل می شود. این اکسل مانند تعلیق میله پیچشی، در برابر دریافت ضربات عمودی از چرخ ها حول محور خود می پیچد تا جلوی انتقال مستقیم نیرو میان دو چرخ را بگیرد و به همین دلیل در دسته تعلیق های نیمه مستقل قرار می گیرد. در این سیستم تعلیق خبری از فنر لول نیست و وظیفه آن را فنر های پیچشی به عهده دارند و به همین جهت، اکسل های فنر پیچشی قابلیت تنظیم ارتفاع دارند.

این سیستم تعلیق استفاده عمده ای روی خودرو های نظامی سنگین وزن مانند تانک ها، کامیون ها و برخی SUV ها دارد اما در قرن بیستم استفاده از آن روی خودرو های شهری نیز مرسوم بوده است.

- مزایای تعلیق فنر پیچشی:

تعلیق های میله پیچشی حجم بسیار کمی دارد و عملا کمترین فضا میان تمام سیستم های تعلیق مورد استفاده را اشغال می کنند. همچنین آن ها به دلیل نیمه مستقل بودن و استفاده از فنر های پیچشی سواری نرم تر و هندلینگ بهتری نسبت به اكسل های صلب ارائه می دهند و از سوی دیگر، ارتفاع قابل تنظیم آن ها نیز می تواند به عنوان یک مزیت در نظر گرفته شود. قابل ذکر است که سیستم تعلیق فنر پیچشی عمر بالایی دارد و نگهداری از آن کم هزینه و ارزان قیمت است.

- معایب تعلیق فنر پیچشی:

سیستم تعلیق فنر پیچشی با وجود نیمه مستقل بودن همچنان سیستم تعلیق ایده آلی نیست و قابلیت تعدیل تمام تکان های سطح جاده را ندارد. معمولا در خودرو هایی که از این سیستم تعلیق استفاده می کنند تکان اضافه های زیادی حس می شود و هندلینگ آن ها نیز چندان چنگی به دل نمی زند. همچنین قابل ذکر است که به دلیل قابل تنظیم بودن این سیستم، هرگونه دستکاری خارج از چارچوبی می تواند موجب بهم خوردن تعلیق و کاهش هندلینگ خودرو شود.

امروزه استفاده از این سیستم تعلیق روی خودرو های شهری مرسوم نیست اما تولید آن در ایران به قوت خود پابرجاست. معروف ترین خودرو هایی که در بازار ایران از این سیستم تعلیق استفاده می کنند شامل پژو 206، پژو 405، سمند و تمام خودرو های وابسته به آن ها است.