سیستم تعلیق مک فرسون

در این مطلب قصد به معرفی سیستم های تعلیق مک فرسون و عقب مولتی داریم، با ما همراه باشید تا با این دو سیستم تعلیق آشنا شوید.

سیستم تعلیق مک فرسون

استرات مک فرسون نوعی سیستم تعلیق خودرو است که از بالای یک دمپر تلسکوپی به عنوان محور بالایی فرمان استفاده می کند. این سیستم به طور گسترده ای در سیستم تعلیق جلوی وسایل نقلیه مدرن استفاده می شود و به نام مهندس خودرو آمریکایی MacPherson، که این طرح را اختراع و توسعه داد، نامگذاری شده است.

تاریخچه سیستم تعلیق مک فرسون

Earle S. MacPherson در سال ۱۹۴۵ به عنوان مهندس ارشد پروژه خودروی سبک شورلت منصوب شد. او وظیفه توسعه یک خودروی جدید و کوچک تر را برای بازار بلافاصله پس از جنگ بر عهده گرفت، تلاشی که منجر به تولید شورولت کادت شد.

کادت قرار بود یک وسیله نقلیه پیشگام باشد و سه نمونه اولیه که تا سال ۱۹۴۶ ساخته شده بودند طیف گسترده ای از نوآوری ها را به نمایش گذاشتند. یکی از این ها یک سیستم تعلیق مستقل جدید انقلابی بود که دارای چیزی بود که امروزه به نام مک فرسون شناخته می شود. قرار بود کادت اولین خودروی تولیدی با بند مک فرسون باشد، اما این پروژه در سال ۱۹۴۷ لغو شد و هرگز تولید تجاری نشد. این تا حد زیادی به دلیل نگرانی های جنرال موتورز در مورد حاشیه سود پیش بینی شده کادت بود.

پس از متوقف شدن پروژه کادت، مک فرسون ناراضی جنرال موتورز را ترک کرد تا به فورد بپیوندد. طراحی جدید استوانه مک فرسون ممکن است از دیگر طرح های قبلی نیز الهام گرفته باشد. سیستم تعلیق استرات پیش از جنگ Stout Scarab می توانست تأثیرگذار باشد، و در آن زمان، پایه های بلند در ارابه فرود هواپیما به خوبی شناخته شده بودند.

مک فرسون پایه را برای هر چهار چرخ طراحی کرده است، اما معمولاً فقط برای سیستم تعلیق جلو استفاده می‌شود،جایی که یک چرخش فرمان و هم چنین یک تعلیق برای چرخ را فراهم می کند.

اولین خودروی تولیدی که از میله‌های مک فرسون استفاده می‌کند اغلب به اشتباه فورد ودت ۱۹۴۹ فرانسوی نامیده می‌شود، اما قبل از مک فرسون، با سیستم تعلیق جلوی مستقل بر اساس جناغ ها و فنر مارپیچ بالایی توسعه یافت. تنها در سال ۱۹۵۴، پس از این که کارخانه Vedette توسط سیمکا خریداری شد، وی به استفاده از پایه های جلویی روی آورد.

پس از ورود مک فرسون به فورد، اولین خودروی تولیدی که دارای پایه های مک فرسون بود، فورد کنسول ساخت بریتانیا در سال ۱۹۵۰ و زفیر بعدی بود.

طراحی مک فرسون

یک پایه مک فرسون از یک استخوان جناغی یا یک پیوند فشرده سازی قابل توجهی که توسط یک پیوند ثانویه تثبیت شده است، استفاده می کند، که یک نقطه نصب برای حمل کننده به شکل توپ یا یک محور به شکل چرخ ایجاد می کند. موقعیت جانبی و طول چرخ هم توسط بازو پایینی ایجاد می شود. در پایین بخش بیرون استارت یک حمل کننده به شکل توپ به صورت محکم که در بخش درونی به بالا و پایین حرکت می کند که یک پوسته مستقیم در بدنه ماشین کشیده شده است. خط از پایه بالای پایه تا اتصال توپی پایینی روی بازوی کنترلی به محور فرمان می دهد. محور استرات ممکن است از محور فرمان در پایین به سمت داخل زاویه داشته باشد تا لاستیک پاک شود، که باعث می شود در هنگام فرمان، قسمت پایینی از یک قوس پیروی کند.

استرات مک فرسون از معرفی ساختار واحد بهره مند شد، زیرا طراحی آن به فضای عمودی قابل توجهی و یک پایه محکم در بالا نیاز دارد که ساختار یک پارچه می تواند فراهم کند. ساختار Unibody هم چنین تنش های تعلیق را توزیع می کند.

استرات معمولاً هم فنر مارپیچ را که بدنه روی آن آویزان است و هم کمک فنر را که معمولاً به شکل کارتریج در داخل پایه نصب شده است حمل می کند. هم چنین می توان بازوی فرمان را در قسمت بیرونی پایینی تعبیه کرد.

کل مونتاژ بسیار ساده است و می توان آن را از قبل در یک واحد جمع کرد. هم چنین، حذف بازوی کنترلی بالایی، عرض بیشتری را در محفظه موتور ایجاد می کند، که برای خودروهای کوچک تر، به ویژه با موتورهای عرضی، مانند اکثر خودروهای محرک جلو، مفید است.

در صورت نیاز، می توان با جایگزین کردن یک میله ضد رول (میله پیچشی) برای بازوی شعاع، مونتاژ را ساده تر کرد. به همین دلایل، تقریباً در همه جا با تولید کنندگان کم هزینه ره به رو خواهیم بود. علاوه بر این، یک روش آسان برای تنظیم هندسه تعلیق ارائه می دهد.

بسیاری از نسخه های مدرن بازوی کنترل پایینی را با یک استخوان جناغی جایگزین می کنند. یک میله ضد غلت اختیاری است و در صورت وجود، توسط یک میله توپی متصل به فنر یا توسط یک توپ یا میله اتصال الاستومری به استخوان جناغی متصل می شود.

مزایا و معایب سیستم مک فرسون

از آن جایی که پایه های مک فرسون با ساختار قابل توجهی در ساختار تصادف جلوی خودرو بسته بندی شده اند، مهندسی خودروهایی که تصادف های هم پوشانی کوچک تر سخت تر را با پایه ها پشت سر می گذارند، آسان تر است، برخلاف خودروهایی که دارای تعلیق دوبل جناغی هستند.

نمونه های قابل توجه عبارتند از هوندا آکورد و سیویک، و هم چنین مرسدس E کلاس، که همگی برای بهبود عملکرد تصادف از اسکلت استفاده کردند. سادگی کلی طراحی هم چنین به این معنی است که اتصالات کمتری در سیستم تعلیق برای پوشیدن وجود دارد، بنابراین کاهش کمتری در هندلینگ و احساس فرمان در طول زمان وجود دارد.

همان طور که در پورشه ۹۱۱ GT3 و کیمن GT4 و سوبارو ایمپرزا WRX STI دیده می شود، پایه های تک لوله ای معکوس می توانند استحکام بیشتری را در سیستم تعلیق جلو ایجاد کنند. در نهایت، میله ها می توانند کارآمدتر از سایر انواع سیستم تعلیق جلو بسته بندی شوند، که فضای بار قابل توجهی را در جلو در خودروهای موتور عقب و وسط، مانند پورشه ۹۱۱ و باکستر، امکان پذیر می سازد.

تجزیه و تحلیل هندسی نشان می دهد که مجموعه نمی تواند حرکت عمودی چرخ را بدون درجاتی از تغییر زاویه خمیدگی، حرکت جانبی یا هر دو اجازه دهد. به طور کلی در نظر گرفته نمی شود که هندلینگ خوبی مانند تعلیق دوبل جناغی یا چند پیوندی داشته باشد، زیرا به مهندسان آزادی کمتری در انتخاب تعویض کمبر و مرکز رول می دهد.

خودروهایی که دارای ارتفاع سواری قابل تنظیم در کابین خلبان هستند، عموماً به دلیل تغییرات کامبر که بخشی اجتناب ناپذیر از طراحی است، نمی توانند دارای پایه های مک فرسون باشند. راید آسیب می بیند زیرا کمک فنر تقریباً حرکت عمودی یکسانی با چرخ دارد، بنابراین اهرم نسبتا کمی برای شکستن چسبندگی در مهر و موم ها وجود دارد. استرات مک فرسون تک محوری استاندارد نیز تمایل دارد که در جایی که مرکز محور فرمان از مرکز لاستیک های جلو منحرف شده است، دارای اسکاب مثبت باشد که منجر به هدایت گشتاور می شود.

علی رغم ایراداتی که وجود دارد، راه اندازی استرات مک فرسون هنوز در برخی از خودروهای با عملکرد بالا استفاده می شود، زیرا آن ها تمایل به حرکت سیستم تعلیق نسبتاً کمی دارند و بنابراین مشکلات سینماتیک مشابهی ندارند.

در سال‌های اخیر، جنرال موتورز و فورد مجموعه ای اصلاح شده را معرفی کردند که پایه را به دو بخش تقسیم می کند که انعطاف پذیری بالا و پایین و دینامیک فرمان را به طور جداگانه کنترل می کند.

از مزایای این طراحی می توان به تماس بیشتر با سطح و کاهش گشتاور فرمان اشاره کرد. معایب این سیستم وزن و هزینه اضافی است، اما هزینه کمتری نسبت به دو جناغی یا چند پیوندی دارد. یکی دیگر از انواع پایه مک فرسون، سیستم تعلیق جلوی دو محوری است که استخوان جناغی پایینی را به دو قسمت تقسیم می کند و در عین حال طراحی عمودی استاندارد پایه مک فرسون را حفظ می کند.

بررسی سیستم تعلیق عقب مولتی و مزایای آن

طراحی تعلیق مولتی پیشرفته ترین و کاربردی ترین سیستم تعلیق عقب مستقل موجود برای یک خودرو است. این سیستم تعلیق دارای تمام ویژگی های دوبل جناغی است، اما فضای کمتری را اشغال می کند، به طور کلی وزن کمتری دارد و به طور بالقوه قابل تنظیم تر است. در صورت استفاده از پیوندهای قابل تنظیم، ایده تعلیق مولتی استفاده از چندین پیوند کوتاه است تا اطمینان حاصل شود که خمیدگی، کاستور و انگشت پا در هنگام فشرده شدن یا کشیده شدن تعلیق تغییر نمی کنند یا به طور قابل پیش بینی تغییر نمی کنند.

سیستم تعلیق مولتی معمولا در مدل های سه، چهار و پنج لینک عرضه می شود. به بیان دقیق، هر طرح تعلیق که از سه یا چند لینک استفاده می کند، یک تعلیق مولتی است.

گزینه های جایگزین را در نظر بگیرید: سیستم تعلیق مک فرسون دارای دو پیوند است، یک بازوی کنترلی پایین و یک میله شعاع یا میله کنترل کشش بسته به این که با چه کسی صحبت می کنید. سیستم تعلیق پرتو پیچشی دارای یک پیوند (در هر چرخ) است. سیستم تعلیق بازوی عقب دارای یک بازوی A تک است و طراحی محور Weissach دارای دو پیوند است.

طرح های تعلیق چند پیوندی چهار و پنج لینک بیش ترین قابلیت شخصی سازی را ارائه می دهند. لینک های قابل تنظیم برای اکثر خودروهای اسپورت به راحتی در دسترس هستند و در هر صورت به راحتی می توان آن ها را ایجاد کرد، به عنوان مثال با استفاده از لوله های رزوه ای.

در مورد پنج پیوندی، پنج میله جداگانه وجود دارد، که در آن یک چهار پیوند معمولاً دارای یک بازو A در پایین و بالا، بالا، جلو و بالا پیوندهای عقب است. اگر از پیوندهای قابل تنظیم جلو و عقب استفاده می شود، می توان با تنظیم آن ها زاویه انگشت پا را تغییر داد. اگر از یک پیوند بالایی قابل تنظیم استفاده شود، می توان به راحتی آن را تغییر داد.

استفاده از دو بازوی پایین قابل تنظیم (در یک پنج پیوند) یا یک بازوی A که دو نقطه اتصال درونی آن می تواند به داخل و خارج حرکت کند، به شما امکان می دهد زاویه چرخش را تنظیم کنید. این اجازه می دهد درجه ای از سفارشی سازی در هیچ نوع تعلیق دیگری در دسترس نیست. علاوه بر این، سیستم تعلیق چند پیوندی تقریباً همیشه از طراحی سیم پیچی برای فنرها و میرایی استفاده می کند، که هم چنین اجازه می دهد تا بیشترین کنترل را بر سواری خودرو داشته باشید.

تنها اشکال طراحی چند لینک افزایش پیچیدگی و در نتیجه نقاط احتمالی بیشتر خرابی و افزایش هزینه است. با این حال، با استفاده از بوشینگ های پلی اورتان، طول عمر اجزای تعلیق را می توان به طور چشمگیری افزایش داد. اندازه کوچک تر پیوندها به طور کلی باعث صرفه جویی در وزن قابل توجهی در مقایسه با طرح جناغی دوگانه می شود.

سیستم تعلیق مولتی معمولاً روی یک زیر فریم نصب می شود که به پایین خودرو می پیچد، اگر چه در خودروهای فول فریم ممکن است مستقیماً به شاسی متصل شوند. از آن جایی که معمولاً در خودروهای تک بدنه استفاده می شوند، زیر فریم تقریباً اجباری است.

پایه های بالایی کمک فنرها ممکن است در یک بدنه ادغام شده یا به عنوان بخشی از زیر فریم اجرا می شوند. فریم فرعی معمولاً از طریق بوش هایی که منبع بالقوه پرش چرخ هستند به بدنه متصل می شود و گاهی اوقات از اسپیسرها (یا واشرها) برای فشرده کردن بوش ها برای کاهش انعطاف استفاده می شود، یا بوش ها ممکن است با بوش های فلزی جایگزین شوند که منجر به انتقال بیشتر می شود.

ارتعاش به بدنه وارد می شود، اما خم شدن بین بدنه و زیر فریم را به طور کامل از بین می برد. آن ها عمدتا در سیستم تعلیق عقب استفاده می شوند، اما ممکن است گاهی اوقات در جلو نیز یافت شوند.

بسیاری از خودروها از سیستم تعلیق مولتی در جلو و عقب خودرو استفاده می کنند. این ایمن ترین سیستم تعلیق است، به طوری که می توان کنترل را به خصوص در هنگام پیچیدن یا رانندگی در جاده های ناهموار حفظ کرد.

تاریخ: ۲۷  آذر ۱۴۰۱