موضوع: كمك فنر را بهتر بشناسيم

فنرها با ايجاد حركت فنري خود يك دستگاه (سيستم) ارتعاشي تشكيل مي دهند كه چنانچه

متوقف نشوند پس از هر ضربه تا مدتي نوساناتش ادامه پيدا مي كند مخصوصا ارتعاشاتي كه در

اثر ضربه هاي منظم در مسير بالا مي كنند(رزونانس)بسيار ناراحت كننده هستند. مقداري از

ارعاشات در اثر اصطكاك مولكولي جرم فنر گرفته مي شود ولي اين براي به آرامش در آوردن

سريع فنر كافي نيست. بنابر اين به ارتعاش خفه كني براي فنرها نياز است كه به اصطلاح كمك

فنر ناميده مي شود.

انواع كمك فنر:

كمك فنر ها به طور كلي به دو دسته تقسيم مي شوند:

الف) كمك فنرهاي هيدروليكي روغني:

در اين كمك فنر ها انرژي مكانيكي به وسيله راندن روغن هيدروليك از ميان شكاف ها بوسيله

پستون در يك سيستم بسته و تحت شرايط كنترل شدهاي جذب مي گردد.

ب)كمك فنرهاي گازي:

اين كمك فنرها از كمك فنرهاي هيدروليكي پشرفته تر هستند ودو نوع كمك فنر گازي وجود دارد:

1.كمك فنر يك لوله اي با فشار بالا گاز .

2.كمك فنر دو لوله اي با فشار پايين گاز.

اجزا اصلي كمك فنر عبارتند از:

1.واشر: واشر (seal) آب بندي حساس ترين بخش كمك فنر است و از ميان آنها ميله پستون بالا

و پايين مي رود.عمل دو جانبه اين واشر مانع خروج روغن از كمك فنر و ورود ذرات خارجي مانند

آب. نمك و گردوغبار به داخل كمك فنر مي گردد.

2.بدنه كمك فنر: بدنه كمك فنر از دو لوله فولادي متحدالمركز تشكيل شده است. اين دو لوله از

قسمت سوپاپ با يكديگر ارتباط دارند.

3.پستون: در كمك فنر از جنس فلز سينتزد(syntered) است و باعث نرمي و حداقل آسيب

پذيري كمك فنر مي گردد. پستون داراي يك حلقه(رينگ) آب بند از جنس فلز.تفلون يا نايلون است.

4.ميل پستون:ميل پستون ميله اي است كه به پستون متصل است و نقش مهمي در كمك فنر

دارد. اين ميله نه تنها بايد در برابر فشار هاي مكانيكي بسيار مقاوم باشد. بلكه چگونگي سطح

آن از نظر نرمي و زبري نيز در كارايي كمك فنر موثر است. سطح اين ميله از فولاد سخت شده

القايي كه با فلز كروم پوشانده شده ساخته مي شود و به همين دليل نرم است و مانع سايدگي

مي گردد.

5.سوپاپ: پستون و سوپاپ كفي كمك فنر داراي سوپاپ ورقي هستند. و هنگامي كه روغن از

منافذ ورودي تحت فشار عبور مي كند.باز و بسته مي شوند. اين صحفحات از فولاد ضد زنگ

ساخته شدهاند كه ويژگي خاص آنها را براي بيش از 10 ميليون بار دور انجام كار حفظ مي شود.

6.روغن: روغن كه مهمترين جزء در كاري كمك فنر است .

نقش روغن در كمك فنر از نظر هيدروليكي:

بطور كلي ماشين آلاتي كه داراي دستگاه(سيستم)هيدروليكي هستند انرژي ارتعاشي را به

انرژي حرارتي تبديل مي كنند. بنابر اين داراي خاصيت ضربه گيري هستند كه ضربه گيرها عمدتا

در بخش هاي چرخ و فرمان خودرو ها بكار مي روند.

كارآيي سيال هيدروليك در همه طراحي هاي كمك فنر (انواع يك لوله اي و دو لوله اي) يكسان

است ولي خواص ممانعت كنندگي از ساييدگي و ميزان گرانروي آن نسبت به نوع كمك فنر

اندكي متفاوت است. معمولا ميزان گرانروي سيال كمك فنر پايين است زيرا با گرانروي بالا

اصطكاك داخلي را زياد مي نمايد و موجب كاهش نيرو و افزايش سريع درجه حرارت مي گردد و

در نتيجه انتقال سريع و موثر نيرو صورت نمي گيرد.

در شرايط عملاتي تحت بار زياد (ep) دماي سيال افزايش مي يابد و گاهي تا 150 درجه

سانتگيراد مي رسد و اين دما بستگي به ميزان بار خودرو دارد.

ويژگي بسيار مهم ديگر روغن كمك فنر پايين بودن نقطه ريزش و نقطه ابري آن است. روغن كمك

فنر خوب بايد در دماي كم كارآيي خوبي داشته باشد باشد.

به طور كلي خواص لا زم در روغن كمك فنر عبارتند از:

1. قابليت روغن بمنظور روانكاري قطعات متحرك و جلوگيري از ساييدگي و سروصدا

2.پايداري روغن بطوريكه بتواند همپاي ساير قطعات تا آخر عمر كمك فنر خواص خود را حفظ كند.

3.تبخير نشدن در درجه حرارتي هاي بالا .

كف نكردن در حين كار زيرا در كمك فنر در سرعت ها ي زياد جريان روغن ممكن است كف ايجاد

شود كه در كاراي روغن اخلال ايجاد مي نمايد.

لزوم استفاده از کمک فنر یا ارتعاش گیر

وظیفه کمک فنر همان گونه که از اسم ان مشخص است این است که به فنر کمک می نماید

فنر در قبال نیروی خارجی تغییر شکل داده و انرژی ذخیره می کند به محض حذف نیروی خارجی

انرژی ذخیره شده را به سرعت ازاد می نماید و چند بار ارتعاش می نماید تا متعادل شود اگر به

سیستم تعلیق در حال ارتعاش ارتعاش جدیدی وارد شود دامنه ارتعاشات با هم جمع و تولیدروزنانس

می نماید که برای سرنشینان بسیار ناراحت کننده میباشد برای این منظور استفاده ازارتعاش گیر یا

کمک فنربای خودرو ضروری می باشد


اساس کار کمک فنر:

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 فرامیرسد

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 متداول ترین ارتعاش گیرها نوع تلسکوپی است که از دو

سیلندر یک طرف بسته ساخته شده و قسمت بسته ان به پوسته محور چرخ متصل می شود طرف

باز سیلندر به سمت بالا قرار داشته و در داخل ان یک پیستون با دسته پیستون حرکت می کند

دسته پیستون به شاسی بسته می شود البته سیلندر های نوع دو جداره هم بکاررفته است که در

روی پیستون دو نوع سوپاپ وجود دارد نوع مجرا درشتان هنگام فشرده شدن و نوع مجرا ریز ان در

موقع باز شدن در معبر روغن قرار می گیرد کمک فنرهای تلسکوپی یک لوله ای یا دو لوله ای

می باشد که در نوع دو لوله ای روغن بین دو جداره و در نوع یک لوله ای روغن در طرفین پیستون

جابجا می شود

انواع کمک فنر

الف کمک فنر تلسکوپی هدرولیکی ب کمک فنر گازی

کمک فنر تلسکوپی هیدرولیکی : این کمک فنرها از دو یا سه لوله هم محور تشکیل شده است

اگر کمک فنر سه لوله ای باشد خارجی ترین لوله گردگیر است طرز کار این کمک فنر در موقع باز

شدن به این صورت می باشد که روغن داخل محفظه بالای پیستون به طرف پایین و به داخل

محفظه زیر پیستون رانده می شود روغن پس از عبور از گذرگاه های نگهدارنده سوپاپ برگشت از

میان دیسک سوپاپ برگشت با فشار خارج شده و از میان کلیه سوراخ های پیستون عبور می کند

در طی کورس باز شدن روغنی که در محفظه بالای پیستون تحت فشار قرار گرفته به محفظه زیر

پیستون جریان می یابد این عمل برای جبران حجم جابجا شده میل پیستون است زمانی که میل

کمک فنر به بالا کشیده می شود فنر سوپاپ مکش در مجموعه سوپاپ فشاری به واسطه عبور

روغن بلند شده به طوری که سوپاپ دیسکس فشاری و سوپاپ نگهدارنده اجازه عبور روغن را

می دهد در ضمن مرحله جمع شدن کمک فنر عکس مرحله باز شدن می باشد

کمک فنر گازی : بزرگترین امتیاز کمک فنر گازی نسبت به کمک فنر هیدرولیکی در انتقال سریع

حرارت می باشد چون لوله خارجی ان در تماس مستقیم با هوا است لذا انتقال حرارت سریع تر

انجام میشود این نوع کمک فنر ها در درجه حرارتی بیش از 200 درجه سانتی گراد به خوبی کار

می کند معمولا طراحی ان ها از یک یا دو لوله هم محور ساخته شده و کاربرد وسیعی در صنایع

خودرو سازی دارند برای مثال در صندوق عقب بعضی از خودروهاسواری و اتوبوس ها و حتی تخت

خوابهای بیمارستان و صندلیهای دندان پزشکی کاربرد دارد در ضمن در درون کمک فنراز گاز تنها

استفاده نشده بلکه از گاز و روغن استفاده شده که این روغن و گاز در دو محفظه جدا از هم قرار

دارند و هر یک وظیفه خاص خود را در موقع جمع شدن و باز شدن کمک فنرانجام می دهد

کاویتاسیون در کمک فنر

هنگامی که سرعت باز شدگی کمک فنر زیاد باشد شیوهایی برای عبور بیشتر روغن از محفظه

ذخیره به داخل سیلندر به کار بسته شده لیکن اگر این سرعت از معمول بیشتر باشد روغن بلافاصله

فضای خالی شده ناشی از حرکت پیستون و میل پیستون را جبران نمی کند لذا این خلا عامل تقلیل

فشار محیط خود شده و روغن هیدرولیک در فضای بسته سیلندر تبخیر می شود این پدیده تبخیر که

همراه با وارد امدن ضربه به پیستون و لوله خارجی شده ایجاد حفره های هوا روی پیستون می گردد

و به کاویتاسیون موسوم است

عیب یابی کمک فنر

متاسفانه بيشتر رانندگان به كمك فنرها كه يكي از اساسي ترين قسمت ايمني خودرو است ;

اهميتي به نقايص ان نمي دهند وبيشتر توجه انان به ترمزها لاستيكها;كمربند ايمني و چرخها و

فرمان می باشد .در صورتيكه كمك فنر نقش بسيار ارزنده ائي در ايمني خودرو دارد جالب است

بدانيم در صورت خرابي كمك فنرها ضريب خرابی ساير قطعات خودرو نیز افزايش می یابد. اين

قطعات شامل :1-فنر تعليق 2-جعبه فرمان 3-ديفرانسيل 4-لاستيك چرخها 5-بلبرينگ چرخها

6-بوشهاي لاستيكي سيستم تعليق 7-گيربكس 8-سيستم تعليق 9-مجموعه سيبكهاي فرمان

لذا به منظور ایمنی بیشتر اطلاعات ذیل میتواند دید بهتری در خصوص شناخت وتشخیص خرابی های

کمک فنر ارائه نماید.

۱-اگر كمك فنر نشتي دارد حتما بايد كمك فنر تعويض گردد. ۲-بالا و پايين رفتن خودرو به خصوص اگر

جاده ناهموار باشد و يا شيرجه رفتن خودرو در حين ترمزهاي شديد ممكن است به دليل خرابي كمك

فنرها باشد. ۳-اگر در سر پيچ; خودرو بيش از حد بپيچد به نحوي كه راننده براي كنترل ان بايد تلاش

بيشتري كند اين روند مي تواند از خرابي كمك فنر باشد۴-اگر چرخها روي جاده برقصند و يا بالا و پايين

روند ممكن است از فرسودگي فنرها و كمك ها باشد. 5-اگر بوشهاي محل نصب كمك فنر ترك

خوردگي و يا تغيير شكل داده اند باعث سرو صدا در سيستم تعليق به خصوص در موقع شتاب گرفتن

; ترمز كردن ويا عبور از ناهمواريهاي سطح جاده مي شود. بنابراين هرچه زودتر نسبت به تعويض

بوشها اقدام شود.در غير اين صورت ايمني خودروبه شدت كاهش پيدا مي كند. 6.باركردن خودرو

بيش از ظرفيت ان عامل مهمي در ضيعف شدن سيستم تعليق منجمله كمك فنرها مي شود.به

خصوص زماني كه حركت اتومبيل در ناهمواري هاي جاده قرار بگيرد. واگر سرعت متناسب

با جاده و بار نباشد باعث شكسته شدن اتصالات مي شود . در نتيجه ناامن بودن خودرو و

سرنشينان حتمي است

آزمايش كمك فنر
آزمايش بر روي خودرو
هنوز هم دارندگان خودرو از آزمايش تجربي كمك فنر – يعني نوسان دادن خودرو در جهت عمودي با دست- براي ارزيابي وضعيت سيستم تعليق و آزمايش كمك فنر استفاده مي كنند. اين شيوه آزمايش را خودرو سازان و توليد كنندگان كمك فنر صريحاً رد مي كنند و براي آن دلايل زيادي دارند.

با نوسان دادن خودرو با دست نمي توان به سرعتهاي زياد دست يافت. واكنش به سرعت هاي زياد كه براي ايمني حركت مهم است،‌ در اينجا آزمايش نمي شود. علاوه بر آن به دليل وجود اصطكاك دروني در سيستم تعليق خودرو ، نتايج به دست آمده چندان قابل اعتماد نيست يا حتي مي توانداشتباه باشد.

پس ازكاركرد زياد خودرو ،‌مفاصل راهنماي تعليق به سختي قادر به حركت هستند،‌زيرا مقدار اصطكاك دروني موجود نسبتاً زياد مي شود در اين صورت اگر كمك فنر به طورموثر عمل نكند، اصطكاك دروني سيستم براي ميرا كردن نوسانات و ارتعاشات در فركانس كم كافي است.

از طرف ديگر ،‌اگر خودرويي را كه مفاصل تعليق روان و كمك فنري با اصطكاك دروني اندك دارد،‌در سرعت كم ،‌بيازمايند. احساس مي كنند كه خودرو به شدت به نوسان در مي آيد ( حتي هنگامي كه كمك فنر به خوبي عمل مي كند.) دستگاه آزمايش ارتعاشي كه شركت بوگه طراحي و توليد كرده است،‌آزمايش صحيح كمك فنر را ميسر مي كند،‌(شكل1) در اين دستگاه هر دو محور در جهت عمودي و درحالت بحراني به نوسان در مي آيند . هنگام عبور از حالت بحراني ،‌ فركانس تشديد و دامنه بيشينه سيستم تعليق را با واحد ميليمتر اندازه گيري مي كنند. اين مقادير را با حد مجازي كه سازنده خودرو تعيين كرده است،‌مقايسه مي كنند.

مشكلات دستگاه آزمايش ارتعاش عبارتند از:

q علاوه بر ميرايي كمك فنر، اصطكاك مكانيزم سيستم تعليق (بوشهاي راهنما و مفاصل گويي) نيز در نتايج به دست آمده دخيل هستند. اگر مقدار اصطكاك زياد باشد به اشتباه چنين نتيجه گيري مي شود كه كمك فنر كارآيي لازم را دارد.

q به دليل محدوديت فركان دستگاه سنجش ارتعاش ، كارايي كمك فنر را فقط در محدوده باريك سرعت مي آزمايد. از اين رو با اين نتايج نمي توان كارايي كمك فنر را در محدوده كاري واقعي ارزيابي كرد.

شكل 1 : دستگاه آزمايش ارتعاش ساخت شركت بوگه. لرزاننده 4 به اندازه دامنه حركت لنگ الكتروموتور در جهت عمودي به نوسان درمي آيد. با قطع كرده (خاموش كردن ) محرك،‌جرم محور از محدوده فركانس تشديد عبور مي كند. به كمك دامنه نوسان در بازه ياد شده مي توان با استفاده از رابطه فيزيكي (كه بين دامنه نوسان و نيروي ميرايي وجود دارد) به مقدار نيروي ميرايي دست يافت و نحوه كاركرد كمك فنر را ارزيابي كرد.


شكل 2: چرخه آزمايش كمك فنر بر روي دستگاه آزمايش VDA در آزمايش خودكار كمك فنر ،نيروي ميرايي پس ازطي كردن ششمين كورس در سرعت معيني اندازه گيري مي شود. اندازه گيري نيروي ميرايي در ششمين كورس به اين علت است كه بتوان با گذشت پنج كورس قبلي از هواگيري كمك فنر ونيز دقت اندازه گيري سرعت پيستون و نيروي ميرايي اطمينان يافت. از آنجا كه تغيير دادن فركانس و تعداد دور ساده تر از تغيير دادن دامنه نوسان است،‌كورس پيستون برابر با 100 ميليمتر ثابت نگه داشته مي شود.

كمك فنر توليد كننده توان (power- generating shock absorber) (pgsa)

كمك فنر الكترومغناطيسي همانند ژنراتور الكترومغناطيسي خطي كه فركانس هاي متغير را تبديل مي كند حركت جابجايي خطي بينابين تكراري را به توان الكتريكي مفيد تبديل مي كند

كمك فنر توليد كننده جريان الكتريكي قابليت و توانايي تبديل كردن حركات جابجايي و ارتعاشات مزاحم بوجود امده در هنگام رانندگي را به انرژي الكتريكي مفيد دارا مي باشد و از ان براي تغذيه وسيله نقليه لوازم جانبي الكتريكي يا شارژ كردن باتري هاي مورد استفاده در خودروهاي الكتريكي يا سوخت فسيلي استفاده مي كند اين وسيله امكان توليد مقدار زيادي توان الكتريكي را به ازاي كمترين وزن تحميلي به خودرو به منظور دستيابي به بهبود بازده سوخت فراهم كرده است همچنين لازم به ذكر است كه اين كمك فنر از نظر شكل محل نصب و روش نصب شرايطي همانند كمك فنر مرسوم و استاندارد دارد

اين كمك فنر در هر وسيله نقليه اي كه مجهز به تكنولوژي تعليق متحرك باشد و از الكتريسيته نيز بهره ببرد قابل نصب است

كمك فنر اتومبيل هاي مرسوم به منظور كنترل خودرو و نگه داشتن تاير بر روي سطح جاده از طريق تبديل انرژي جنبشي به حرارتي اقدام به خفه كردن (ميرا كردن يا مستهلك كردن ارتعاشات ) حركت تعليق مي نمايند در صورتيكه كمك فنرهاي توليد كننده توان اين انرژي جنبشي را بجاي تبديل به حرارت با استفاده از سيستم الكترومغناطيسي حركت خطي (linear motion electromagnetic system) (lmes) به الكتريسيته تبديل مي كنند

Lmes از توده اي اهن رباي دائمي متراكم جاي گرفته در پيستون اصلي يك سري سيم پيچهاي كويل استاتور با قابليت سوئيچينگ و يكسو كننده و سيستم كنترل الكترونيكي براي مديريت خروجي الكتريكي متغير و بار ميرا شده تشكيل شده است

شفت انتهايي pgsa كه به عضو متحرك تعليق بسته شده و به رديف هاي اهن ربا براي حركتي متناوب در داخل صفوف حلقه اي سيم پيچهاي استاتور نيرو وارد مي كند باعث توليد جريان متناوبي مي شود كه بعدا بوسيله يكسو كننده تمام موج به جريان مستقيم تبديل شده و باتري هاي خودرو ذخيره مي شود

الكتريسيته كه بوسيله هر كدام از pgsa ها توليد شده است سپس مي تواند با الكتريسيته ساير سيستمهاي توليد كننده توان (نظير ترمزهاي توليد كننده جريان الكتريسيته ) تركيب شده و در باتري هاي وسيله نقليه ذخيره گردد

· ميرايي قابل تنظيم :

سيستم كنترل الكترونيكي بر نيازها و عملكرد هر يك از تعليق هاي چرخ نظارت داشته و ميزان ميراكنندگي كمك فنر را با سوئيچينگ (قطع و وصل) سريع هر يك از حلقه هاي كويل استاتور تغيير مي دهد . با اين شيوه عملكردي كه مزاياي افزوده بسياري دارد كمك فنر در شرايط هموار رانندگي خيلي نرم عمل مي كند و به محض رسيدن به موقعيت هاي با پيچهاي تند به مانند كمك فنر خودروهاي ورزشي عمل مي نمايد از اينرو كورس هاي رفت و برگشت مي توانند ميرايي متفاوتي را متناسب با احتياجات جاري خودرو داشته باشند اين كمك فنر با اين سطح عملكردي مي تواند بطور قابل دركي بيشتر از 20 وات توان را به ازاي هر چرخ توليد كند البته ميزان توليد توان الكتريكي اين كمك فنر در رانندگي شهري كه با تغييرات مشخصه هاي سطح جاده و توقف حركت هاي پي در پي در ترافيك همراه است نسبت به رانندگي با سرعت ثابت در جاده اي صاف و هموار بيشتر است

كمك فنر مغناطيسي (magneto – rheological( MR

اين نوع لرزه گير بر پايه تغيير ويسگوزيته مورد استفاده در ان براي تغيير پارامترهاي لرزه گير عمل مي كند .سيال به كار رفته در اين لرزه گير داراي وي‍ژگي لزجت وابسته به ميدان مغناطيسي است .با پيچيدن سيم فلزي دور ميله پيستون لرزه گير و عبور جريان الكتريكي از اين سيم پيچ مي توان ميدان مغناطيسي در محفظه بوجود اورد و با تغيير جريان الكتريسيته , ميدان مغناطيسي و در نتيجه لزجت سيال را تغيير داد . مقدار جريان الكتريسيته سيم پيچ بوسيله واحد كنترل الكتريكي بر مبناي پارامترهاي اندازه گيري شده بوسيله سنسورها محاسبه مي شود

در اين نوع از لرزه گيرها ديگر از دريچه هاي استفاده نمي شود و ارزه گير تنها يك سيلندر و پيستون ساده است . طيف تنظيمات اين نوع لرزه گير خيلي بيشتر از انواع ديگر بوده و همچنين به سبب عدم جريان سيال در انها بسيار كم صدا مي باشد

اصلي ترين سازنده سيستم هاي تعليق بر پايه اين نوع لرزه گير شركت دلفي مي باشد و سيستم تعليق ساخته شده توسط اين شركت تحت نام مگنارايد عرضه مي شود اين سيستم نخستين سيستم تعليق نيمه كنا مي باشد كه در ان هيچ نوع دريچه الكترومكانيكي و همچنين سوپاپ متحرك بكار نرفته است . همانطور كه بيان شد اين سيستم بر پايه كاربرد سيال مگنارايد در لرزه گير طراحي و توليد شده است .

مواد مگنارايد شامل ذرات ميكروسكوپي از جنس مواد نرم مغناطيسي مانند اهن معلق در يك مايع از جنس هيدروكربن هاي مصنوعي مي باشد . هنگامي كه مايع مگنارايد در حالت خاموش قرار داشته باشد و به عبارت ديگر تحت تاثير ميدان مغناطيسي نباشد ذرات از يك الگوي اتفاقي پيروي مي كنند . اما در حالت روشن بودن و يا مغناطيسي شدن از ذرات رشته اي تشكيل ميدهد كه منجر به تبديل وضعيت مايع به حالتي نزديك به پلاستيك مي گردد .

با كنترل جريان عبوري از سيم پيچ الكترومغناطيسي درون لرزه گير مقاومت برشي مايع مگنارايد تغيير مي يابد كه اين امر سبب تغيير ويسگوزيته مايع مي گردد . با كنترل دقيق ميدان مغناطيسي ميتوان ويسگوزيته مايع مگنارايد را ميان كمينه مقدار ان تا حالتي نزديك به صلبيت به دلخواه تغيير داد كه نتيجه ان دست يابي به لرزه گير با تغييرات پيوسته در زمان واقعي خواهد بود

زير بخش هاي سيستم مگنارايد طراحي شده توسط دلفي به قرار زير است

1 – واحد كنترل الكتريكي

2- حسگرها (حسگر زاويه فرمان –حسگر نرخ تغييرات چرخ زني – حسگر اندازه گيري شتاب كناري – حسگر اندازه گيري موقعيت نسبي)

3- راه اندازها شامل چهار لرزه گير مگنارايد براي هر چرخ

4- منبع جريان الكتريكي كه همان باتري است

سيستم اعلام نقص كه در صورت بروز مشكل با روشن شدن چراغي راننده را از وجود اشكال در سيستم تعليق مطلع مي سازد

روش عيب يابي كمك فنر خودرو

متاسفانه بيشتر رانندگان به كمك فنرها كه يكي از اساسي ترين قسمت ايمني خودرو است; اهميتي به نقايص ان نمي دهند وبيشتر توجه انان به ترمزها ;لاستيكها;كمربند ايمني چرخها; فرمان و اخرين قسمت كمك فنر را مورد بازديد قرار مي دهند.در صورتيكه كمك فنر نقش بسيار ارزنده ائي در ايمني خودرو دارد.

جالب است بدانيم در صورت خرابي كمك فنرها ضريب فرسودگي ساير قطعات خودرو نیز افزايش می یابد. اين قطعات شامل:1-فنر تعليق 2-جعبه فرمان 3-ديفرانسيل 4-لاستيك چرخها 5-بلبرينگ چرخها 6-بوشهاي لاستيكي سيستم تعليق 7-گيربكس 8-سيستم تعليق 9-مجموعه سيبكهاي فرمان

لذا به منظور ایمنی بیشتر اطلاعات ذیل میتواند دید بهتری در خصوص شناخت وتشخیص خرابی های کمک فنر ارائه نماید.

۱-اگر كمك فنر نشتي دارد حتما بايد كمك فنر تعويض گردد.

۲-بالا و پايين رفتن خودرو به خصوص اگر جاده ناهموار باشد و يا شيرجه رفتن خودرو در حين ترمزهاي شديد ممكن است به دليل خرابي كمك فنرها باشد.

۳-اگر در سر پيچ; خودرو بيش از حد بپيچد به نحوي كه راننده براي كنترل ان بايد تلاش بيشتري كند اين روند مي تواند از خرابي كمك فنر باشد.

۴-اگر چرخها روي جاده برقصند و يا بالا و پايين روند ممكن است از فرسودگي فنرها و كمك ها باشد.

۵-اگر خودرو روي جاده حالت بي ثباتي پيدا كند ممكن است از فرسودگي از كمك فنرها باشد. .و اين امر ايمني اتومبيل را شديدا تهديد مي كند.

۶-اگر بوشهاي محل نصب كمك فنر ترك خوردگي و يا تغيير شكل داده اند باعث سرو صدا در سيستم تعليق به خصوص در موقع شتاب گرفتن; ترمز كردن ويا عبور از ناهمواريهاي سطح جاده مي شود. بنابراين هرچه زودتر نسبت به تعويض بوشها اقدام شود.در غير اين صورت ايمني خودروبه شدت كاهش پيدا مي كند.

7.باركردن خودرو بيش از ظرفيت ان عامل مهمي در ضيعف شدن سيستم تعليق منجمله كمك فنرها مي شود.به خصوص زماني كه حركت اتومبيل در ناهمواريهاي جاده قرار بگيرد. واگر سرعت متناسب با جاده و بار نباشد باعث شكسته شدن اتصالات مي شود. در نتيجه ناامن بودن خودرو و سرنشينان حتمي است.

۸-اگر اتومبيل شما به يك سمت كشيده مي شود سيستم تعليق را كه شامل تايرها; فنرهاو كمك فنرهاست توسط افراد مجرب مورد بازديد قرار دهيد تا نسبت به تعمير و تنظيم هندسه چرخها با دستگاه الكترونيك اقدام شود.

۹-تايرهاي فرسوده و جويده شده نشانگر عيب در سيستم تعليق به خصوص در كمك فنرهاست كه پس از ازمايشات نسبت به تعمير و يا تعويض انها اقدام شود.

كمك فنر دو جداره بي فشار
كمك فنر دو جداره بي فشار ارزانترين و اقتصادي ترين نوع كمك فنر و هيدروليكي براي خودروي سواري است.

اصلاح بي فشار بيانگر آن است كه سطح روغن در حالت سكون كمك فنر و در دماي محيط (دماي متعارف) در فشار اتمسفر قراردارد. در اينجا فشاري كه هنگام فشرده شدن كامل كمك فنر ، افزايش دما يا در كمك فنر بادي كمكي به دليل پخش تنش (فشاري) در آب بند به سطح روغن وارد مي شوند، در نظر گرفته نمي شوند،‌زيرا مقادير آن ناچيز و ازاين رو قابل اغماض است.



ساختار و شيوه كاركرد
شكل1 ساختار كمك فنر را نشان مي دهد اين كمك فنر كه طبق اصول كاركرد كمك فنر دو جداره عمل مي كند از يك نقطه محفظه كار(لوله سيلندر 2 به نام لوله فشار) تشكيل شده است. اين لوله از پايين به شيرهاي زيرين و از بالا به راهنماي ميله پيستون 8 و رينگ آب بند 5 محدود مي شود . بيستون 6 بين راهنماي ميله پيستون و آب بند حركت مي كند . ميله پيستون از يك سو به پيستون 1(واقع در محفظه كار) و از سوي ديگر به مفصل چشمي بالايي و لوله حفاظ متصل است. لوله سيلندر 2 درداخل لوله ديگري قرار دارد كه به لوله بيروني 3 يا لوله نگهدارنده موسوم است. از آنجا كه اين كمك فنر دو لوله دارد كمك فنر دوجداره ناميده مي‌شود . بين لوله سيلندر 2 و لوله بيروني 3 ،‌محفظه تعال فشار c ايجاد مي شود كه حدودتاً تا نيمه روغن دارد. اما محفظه كار را از روغن كاملاً پر مي كنند. لوله نگهدارنده 3 از طرفي به راهنمايي ميله پيستون و از سوي ديگر به كلاهك 1 كه شير زيرين را نگه مي دارد،‌وصل مي شود و پيش تنيدگي دروني مجموعه را كاملاً تامين مي كند. در قسمت زيرين كلاهك، اتصال چشمي را جوش مي دهند.

شكل 1: كمك فنر دو جداره ساخت شركت بوگه با اتصالات چشمي در هر دو انتها از آنجا كه محفظه تعادل فشار را در پيرامون محفظه كار كمك فنر طراحي كرده اند، درشكل مجموعه شير پيستون و شير زيرين 4 را كه در انتهاي محفظه كار قرار دارد ، مي بينيد.

شكل 2: شيوۀ كاركرد كمك فنر دوجداره

البته براي اتصال كمك فنر به شاسي مي توان به جاي مفصل چشمي از اتصالات پيني استفاده كرد،‌هنگام جمع شدن چرخ اتصالات بالاو پايين كمك فنر به يكديگر نزديك مي شوند و به اين ترتيب ميله پيستون 6 و همراه آن پيستون 1 كه درانتهاي آن قرار دارد،‌به سمت پايين رانده مي شود. با پابيين آمدن ميله پيستون در محفظه بالايي كار (A1) ميله پيستون حجم روغني برابر با v1 را جابه جا مي كند،‌اين حجم برابر است با :

سطح مقطع ميله پيستون ضرب در جابه جايي ميله پيستون=v1

از طرفي ديگر مقداري از روغن به حجم V2 از شير گلويي II روي پييستون به داخل محفظه كار A1 جريان مي يابد. اين حجم برابر است با:

جابه جايي ميله پيستون ضرب در مقطع رنگي شكل V2=A1

از آنجا كه مقاومت شير IV در برابر جريان روغن به مراتب بزرگتر از شيرII است،‌لذا بخش بزرگ ميرايي در مرحله فشار، در شير زيرين ايجاد مي شود. فشار محفظه A1وA2 تقريبا يكسان است. هنگام باز شدن چرخ اتصالات كمك فنر از يكديگر دور مي شوند كه به اين ترتيب ميله پيستون ،‌همراه پيستون به سمت بالا مي آيد.

شكل3 : براي جلوگيري از پايين آمدن بيش از حد سوراخ در سطح روغن محفظه تعادل فشارC بايد كمك فنر دو جداره به گونه اي نصب كرد كه شيب ميله پيستون نسبت به خط قائم از 45 درچه بيشتر نباشد(يعنيْC<45). البته كمك فنر داراي بالشتك گاز اين قاعده مستثني است.

در اين صورت ، حجم روغن V2 از شير پيستون I از محفظه كارA1 به محفظه شA2جريان مي يابد و حجم روغن V1 از شير زيرين III از محفظه تعادل فشار ‍C به محفظه كار A2 مكيده مي شود. از آنجا كه مقاومت شير I در برابر جريان روغن به مراتب بزرگتر از شيرIII است،‌بخش بزرگ ميرايي در مرحله كشش ،‌در شير پيستون به وجود مي آيد.

در كنار عبور روغن از شيرهاي تنظيم پذير Iتا IV روغن از محلهايي نيز نشت مي‌كند كه جلوگيري از آن ممكن نيست. اين نشت از شكاف موجود بين پيستون و لوله فشار و نيز شكاف بين راهنماي ميله پيستون و ميله پيستون رخ مي دهد كه هنگام اعمال فشار به محفظه كار،‌مانند مقطع هاي گلويي كمكي براي جريان روغن كار مي كنند. بايد هنگام طراحي و تنظيم ميرايي اين جريانهاي اضافي را در نظر گرفت.

كمك فنر دو جدارۀ بافشار
كمك فنر دو جدارۀ مجهز به بالشتك گاز
كمك فنر با بالشتك گاز يك نمونه ويژه از كمك فنر دو جداره است، كه در شركت بوگه و دلكو ساخته مي شود. . كيسه نايلوني G را كه در شكل مي بينيد، در داخل محفظۀ تعادل فشار c قرار مي گيرد. اين كيسه را با گاز سرد كنندۀ خاصي به نام گاز فرئون 13 پر مي كنند. تراكم پذيري آن جابه جايي روغن را هنگام زائد شدن ميلۀ پيستون، امكان پذير مي كند. فضايي را كه خارج از اين كيسه هنگام رانده شدن ميله پيستون، امكان پذير مي كند. فضايي را كه خارج از اين كيسه در داخل محفظۀ تعادل فشار باقي مي ماند، از روغن پر مي كنند. ميلۀ پيستون را كاملاً به سمت بالا مي رانند، سپس فضاي ايجاد شده در محفظۀ فشار را پر مي كنند.

شكل1: كمك فنر دوجدارۀ ساخت شركت بوگه با ميرايي مستقل از راستاي نصب، كه به بالشتك گازي مجهز است. كمك فنر 32/27 T و 50/40T از همين نوع هستند. حتي در شرايط دشوار كاركرد كمك فنر، روغن كف آلود نمي شود، هنگام سكون خودرو نيز، بالشتك گاز از پايين آمدن سطح روغن در مخزن جلوگيري مي كند.

مشكلاتي كه در ابتدا در دوام بالشتك گاز و نفوذ روغن به درون بالشتك وجود داشت، برطرف شده است و امروزه اين نوع كمك فنر تمامي خواسته هايي را كه از كمك فنر متداول خودداري سواري انتظار مي رود، برآورده مي كند. از آنجا كه فشار گاز بالشتك نسبت به كمك فنر با فشار كمتر است. ميرايي اين كمك فنر نسبت به راستاي نصب مستقل است كه اين مزيت بزرگي است. كمك فنر دوجداره را مي توان حداكثر با زاویه جانبي 45 درجه ْ45 =D ξ نصب كرد، ولي كمك فنر با بالشتك گاز را مي توان با هر زاويه اي، حتي افقي، نصب كرد.

كمك فنر مغناطيسي MR

• در سيستم تعليق ميزان ميراكنندگي يا به عبارتي مستهلك شدن ارتعاشات مقداري ثابت و امكان مانور بر روي طرح هايي كه بتواند تعادلي را بين راحتي سرنشين از يك طرف و فرمان پذيري خودرو از طرف ديگر ايجاد كنند وجود ندارد در اين سيستم ها هر چند كه خودرو در حين عمليات كاري اش با شرايط مختلفي روبرو مي شود اما سيستم تعليق بر طبق عملكردي ثابت رفتار مي كند و توانايي تطبيق با شرايط مختلف را ندارد و فقط از روي نمودار مشخصي كه در طراحي ان در نظر گرفته شده است پيروي مي كند براي ارتقاي اين نواقص راه كارهاي متفاوتي وجود دارد كه يك از انها استفاده از سيستم تعليق فعال مي باشد اما از انجايي كه اين تعليق هزينه و صرف انرژي زيادي را مي طلبد مي توان راه كارهاي ديگري نيز گشت يكي از اين راه كارها استفاده از كمك فنري است كه ضريب ميراكنندگي متغيري را فراهم مي كند

• مي دانيم كه ضريب ميراكنندگي كمك فنر به ويسگوزيته روغن داخلش بستگي دارد كه با افزايش دما ويسگوزيته اش و بالطبع ضريب ميرايي اش نيز كاهش مي يابد بنابراين اگر بتوانيم سيالي را در داخل كمك فنر داشته باشيم كه توانايي تغيير پذيري در ويسگوزيته اش را دارا باشد به نتيجه مطلوب كه همان تغيير ميرايي است دست يافته ايم

• يكي از طرح هايي كه موجود مي باشد استفاده از نوعي سيال به نام magnetorheological است كه با عنوان مختصر شده MR شناخته مي شود اين سيال در واقع تركيبي از روغن با مقداري ذرات بسيار ريز اهن است هنگامي كه اين سيال درون يك ميدان مغناطيسي قرار مي گيرد ذرات ريز اهن تحت تاثير ميدان مغناطيسي بصورت رنجيره اي يه هم چسبيده در ميايند اين در يك راستا قرار گرفتن و منظم شدن ذرات اهن باعث ايجاد ديوارهاي سخت و افزايش ويسگوزيته سيال مي گردد

• ساختمان اين كمك فنر بسيار شبيه به كمك فنرهاي معمولي مي باشد ميدان مغناطيسي مورد نياز نيز بوسيله چند كويل كوچك در اطراف پيستون كمك فنر قرار گرفته است ايجاد مي شود بطوريكه در زمان عبور سيال از كنار پيستون ميدان مغناطيسي ايجاد شده در ان مقطع از كمك فنر ويسگوزيته سيال را افزايش داده و باعث كند شدن حركت سيال از ميان پيستون مي گردد كه همين امر افزايش ضريب ميرايي را نيز به همراه خواهد داشت


• تكنولوژي سيال MR

• سيالات MR نسبت به ميدان مغناطيسي واكنش نشان داده و تغييرات چشمگيري در رفتارشان مشاهده مي گردد اين سيالات مي توانند در زماني كه تحت تاثير ميدان مغناطيسي قرار دارند بصورت برگشت پذيري فورا از حالت مايعي جاري به نيمه جامدي با استحكام و مقاومت قابل نظارت تغيير حالت دهند در صورتيكه در غياب ميدان مغناطيسي اين سيالات بصورت قابل انتظار رفتاري نزديك به سيالات نيوتني از خود نشان مي دهند

• براي نمونه يك نوع از سيال MR كه تقريبا 20 تا 40 درصد از حجمش خالص است حاوي ذرات اهن با قطر 3 تا 10 ميكرون مي باشد كه در داخل سيالاتي نظير روغن معدني وروغن مصنوعي , اب يا گليكول پخش شده است همچنين افزودني هاي متنوع اختصاصي هر كارخانه نظير انچه در ساير روانكارهاي تجاري وجود دارد به منظور تنظيمات گرانشي و بالا بردن خاصيت معلق ماندن ذرات اضافه مي گردد

• سيالات MR كه از ذرات اهن در داخل شان استفاده شده است ماكزيمم استحكام و مقاومتي در حدود 50 تا 100 كيلو پاسكال را در ميدان مغناطيسي اي در حدود 150 تا 250 KA/M از خود نشان داده اند

• سيالات MR نسبت به رطوبت و الايندهاي كه در حين توليد يا مصرفشان ممكن است داخل انها شده باشد حساس نيستند همچنين به دليل اينكه مكانيزم پلاريزاسيون مغناطيسي متاثر از دما نمي باشد عملكرد دستگاه هايي كه بر اساس تكنولوژي MR بنا شده است نسبت به تغييرات بازه گسترده اي از دما حساس نمي باشد (شامل بازده دمايي موجود در خودرو)


• اولين حق ثبت اختراع در رابطه با تكنولوژي MR كه به دهه 1940 بر مي گردد مربوط به شخصي به نام جانكوب رابينو است به مدت ده سال بعد از ان اين تكنولوژي به كاربردهاي ازمايشگاهي با مصارف عملي كم محدود شد در دهه 1980و 1990 محققان بسيار جدي براي توسعه و عملي شدن قابليت تجاري سيالات MR شروع بكار كردند كم كم اين محصول وارد بازار شد اين موارد مصرف شامل : تعليق هاي ابتدايي خودرو , سيستم صندلي كاميون , وسايل كنترل با سيم فيدبك لمسي , پنوماتيكي و تخفيف اثرات زمين لرزه مي باشد



خودروهاي كه از کمک فنر MR استفاده مي كنند

• Acura MDX

• Audi TT

• Audi R8

• Buick Lucerne

• Cadillac DTS

• Cadillac SLR

• Cadillac SRX

• Cadillac STS

• Chevrolet Corvette

• Ferrari 599GTB

• Holden HSV Commodore