مقالات خودرو

همه چیز درباره کمک فنر

هدف از بکارگیری کمک فنر

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.

Description: شکل 1 – ساختمان یک کمک-فنر ساده
هدف از بکارگیری کمک فنر هیدرولیکی نشان داده شده در شکل ۱  میزان کردن نوسانات فنر است. این کمک فنر زیر بار وزن خودرو نیست و بر ارتقاء خودرو هم
اثر نمی گذارد بعضی از کمک فنر ها می توانند این کارکرد ها را نیز داشته باشند.

طرز کار کمک فنر

ساختمان یک کمک فنر ساده در شکل ۱ نشان داده شده است. این نوع کمک فنر اساسا استوانه یالوله ای پر از روغن است که پیستونی در ان بالا و پایین می رود در نتیجه این حرکت روغن یا سیال هیدرولیکی موجود در استوانه، از طریق مجرا ها یا روزنه های کوچک موجود در پیستون، جریان پیدا میکند. اصطکاک ناشی از حرکت سیال واجهش فنر را محدود می کند. – کمک فنر ممکن است به تنهایی یا در داخل مجموعه فنر و کمک فنر (شکل ۲ ) نصب شود طرز کار هر دو نوع کمک فنر یکی است پیستون سیلندر را به دو محفظه سیال بالایی و پایینی تقسیم می کند. مجرا ها یا منفذهای پیستون با شیوه های یک طرفه فنر سوار، یا دیسکهایی که تحت فشار تغییرشکل می دهند، کنترل می شوند . هر چه سیال آسانتر از منفذ ها عبور کند خودرو نرمتر حرکت می کند. اگر منفذها بیشتر باشند، سیال را سخت تر عبور می دهند و خودرو زیاد نرم حرکت نمی کند و به اصطلاح می کوبد.

Description: شکل 2 – کمک فنر نصب شده در مجموعه کمک-فنر با فنر لول.

شکل ۲ – کمک فنر نصب شده در مجموعه کمک-فنر با فنر لول. در شکل ۳ طرز کار کمک فنر در کمک فنر ضریب – متغیر نشان داده شده است. در حین رانندگی عادی، شیار های پوسته کمک به سیال امکان می دهند که از اطراف پیستون عبور کند . وقتی چرخ خودرو به طور ناگهانی در یکی از چاله چوله های جاده می افتد، پوسته بیش از حد عادی کشیده می شود در این وضعیت پیستون در بالای شیار ها قرار می گیرد وسیال فقط می تواند از منافذ داخل پیستون بگذرد . در نتیجه مقاومت در برابر حرکت پیستون افزایش می یابد و تاثیر سیستم تعلیق را، در مقابل توقف های آن، کاهش می دهد.

Description: شکل 3 – طرز کار کمک-فنر در کمک ضریب متغیر

شکل ۳ – طرز کار کمک-فنر در کمک ضریب متغیر

کمک فنر های گازی در بالای سیال داخل کمک فنر مقداری هواست. در حین جمع شدن و باز شدن، ممکن است حرکت سریع روغن بین محفظه ها سبب مخلوط شدن هوا و روغن شود در نتیجه روغن هوا می گیرد یا کف می کند وقتی پیستون از داخل هوا یا کف می گذرد، با مقاومت اندکی روبه رو می شود .- یکی از روشهای کاهش میزان کف کردن روغن، پر کردن جای هوا با گازی تحت فشار، مانند نیتروژن، است (شکل ۲ ) فشار گاز وارد بر روغن سبب کاهش میزان تولید حبابهای هوا و کف کردن روغن می شود. بعضی از کمک فنرها یک کیسه لاستیکی دارند که گاز داخل
آن است تا با روغن مخلوط نشود.

سایر انواع کمک فنر ها درخودرو های مختلف و سیستمهای تعلیق مختلف از انواع مختلف کمک فنر استفاده می شود. بعضی از کمک فنر ها می توانند ارتقاء خودرو را تنظیم کنند. بعضی دیگر ار می توان چنان تنظیم کرد که فرمان پذیری خودرو و راحتی سفر را تغییر دهند. کمک فنر هایی که قابلیت های اضافی دارند عبارتند از کمک فنرهای فنر- معین ، تنظیم پذیر و بادی.

۱-کمک فنر های فنر- معین در بسیاری از سیستمهای تعلیق از کمک فنر هایی استفاده می شود که به صورت جداگانه نصب می شوند. بعضی از این کمک فنر ها یک فنر لول با ضریب فنر متغییر یا فنر –معین دارند که بین میل کمک و پوسته بسته می شود (شکل ۴ ) در این کمک فنرها ی فنر- معین کار فنر با کار کمک فنر تلفیق می شود در نتیجه ارتفاع خودرو، بدون توجه به میزان بار ثابت می ماند .

Description: شکل 4 – انواع مختلف کمک-فنر (برای نمایش در ابعاد بزرگتر بر روی تصویر کلیک کنید)

۲-کمک فنرهای تنظیم پذیر بعضی از کمک فنر ها تنظیم پذیرند و با دست یا به صورت الکترونیکی تنظیم می شوند در شکل ۴  (ب) نوعی کمک فنر نشان داده شده است که با دست تنظیم می شود این کمک فنر سه وضعیت دارد که می توان با انتخاب آنها سفتی کمک فنر
را تغییر داد با چرخاندن لوله گردگیر بالایی به یک طرف خودرو نرم تر حرکت می کند وبا چرخاندن آن در جهت مقابل از نرمی حرکت خودرو کاسته می شود . در بعضی از اتومبیل ها راننده می تواند با زدن کلیدی در جلو داشبورد، وضعیت کمک فنر را تغییر دهد در بخشهای آینده این نوع کمک فنر و سایر کنترلگرهای الکترونیکی سیستم تعلیق را شرح می دهیم.

۳-کمک فنرهای بادی در کمک فنرهای بادی یک گردگیر لاستیکی کمک فنر را در بر گرفته است (شکل ۴ ج) بدین ترتیب محفظه هوای درزبندی شده ای تشکیل می شود که آن را با هوای فشرده پر می کنند هوای فشرده ظرفیت باربری خودرو را افزایش می دهد و در عین حال ارتفاع عقب خودرو را ثابت نگه می دارد و مانع از خوابیدن آن می شود . بعضی از کمک فنر های بادی را می توان با هوای فشرده پر کرد و وقتی بار خودرو کاهش می یابد، مقداری از هوای کمک فنر را خالی کرد تا ارتفاع خودرو به میزان عادی باز گردد.

Description: شکل 5 – سیستم کنترل خودکار یا الکترونیکی سطح . حسگر ارتفاع نصب شده در کمک-فنر به مدول کنترل الکترونیکی سیگنال می دهد که کمپرسور هوا را روشن و خاموش کند.

شکل ۴ – انواع مختلف کمک-فنر (برای نمایش در ابعاد بزرگتر بر روی تصویر کلیک کنید) سیستم کنترل خودکار سطح بسیاری از خودرو ها به سیستم کنترل خودکار یا الکترونیکی سطح مجهزند (شکل ۵ ) . در این خودرو ها دو کمک فنر عقب با لوله به کمپرسور باد موجود در خودرو متصل اند . دست کم یکی از کمک فنرها حسگر ارتفاع دارد (شکل ۴ ج و ۵) هر گاه بار عقب خودرو سبب ایجاد تغییر در ارتفاع خودرو شود این حسگر به مدول کنترل الکترونیکی سیگنال می دهد مدول کنترل الکترونیکی، پس از دریافت سیگنال ، کمپرسور باد را به کار می اندازد تا هوای فشرده وارد کمک فنر کند وقتی بار برداشته می شود، مدول کنترل الکترونیکی شیر هوا را باز می کند، در نتیجه هوای سیستم تخلیه می شود .- بعضی از خودرو ها در چهار چرخ خود کمک فنر بادی یا کمک – فنر بادی دارند شکل ۵ – سیستم کنترل خودکار یا الکترونیکی سطح . حسگر ارتفاع نصب شده در کمک-فنر به مدول کنترل الکترونیکی سیگنال می دهد که کمپرسور هوا را روشن و خاموش کند.

 

کمک فنر مغناطیسی چیست؟

سیستم تعلیق :کمک فنر الکترومغناطیسی

165 445

در این نوع از لرزه گیرها دیگر از دریچه های استفاده نمی شود و لرزه گیر تنها یک سیلندر و پیستون ساده است . طیف تنظیمات این نوع لرزه گیر خیلی بیشتر از انواع دیگر بوده و همچنین به سبب عدم جریان سیال در انها بسیار کم صدا می باشد

اصلی ترین سازنده سیستم های تعلیق بر پایه این نوع لرزه گیر شرکت دلفی می باشد و سیستم تعلیق ساخته شده توسط این شرکت تحت نام مگناراید عرضه می شود این سیستم نخستین سیستم تعلیق نیمه کنا می باشد که در ان هیچ نوع دریچه الکترومکانیکی و همچنین سوپاپ متحرک بکار نرفته است . همانطور که بیان شد این سیستم بر پایه کاربرد سیال مگناراید در لرزه گیر طراحی و تولید شده است .

نتیجه تصویری برای کمک فنر مغناطیسی

کمک فنر mr

مواد مگناراید شامل ذرات میکروسکوپی از جنس مواد نرم مغناطیسی مانند اهن معلق در یک مایع از جنس هیدروکربن های مصنوعی می باشد . هنگامی که مایع مگناراید در حالت خاموش قرار داشته باشد و به عبارت دیگر تحت تاثیر میدان مغناطیسی نباشد ذرات از یک الگوی اتفاقی پیروی می کنند . اما در حالت روشن بودن و یا مغناطیسی شدن از ذرات رشته ای تشکیل میدهد که منجر به تبدیل وضعیت مایع به حالتی نزدیک به پلاستیک می گردد .

با کنترل جریان عبوری از سیم پیچ الکترومغناطیسی درون لرزه گیر مقاومت برشی مایع مگناراید تغییر می یابد که این امر سبب تغییر ویسگوزیته مایع می گردد . با کنترل دقیق میدان مغناطیسی میتوان ویسگوزیته مایع مگناراید را میان کمینه مقدار ان تا حالتی نزدیک به صلبیت به دلخواه تغییر داد که نتیجه ان دست یابی به لرزه گیر با تغییرات پیوسته در زمان واقعی خواهد بود

نتیجه تصویری برای کمک فنر مغناطیسی
magneto – rheological

زیر بخش های سیستم مگناراید طراحی شده توسط دلفی به قرار زیر است

۱ – واحد کنترل الکتریکی

۲- حسگرها (حسگر زاویه فرمان –حسگر نرخ تغییرات چرخ زنی – حسگر اندازه گیری شتاب کناری – حسگر اندازه گیری موقعیت نسبی)

۳- راه اندازها شامل چهار لرزه گیر مگناراید برای هر چرخ

۴- منبع جریان الکتریکی که همان باتری است

سیستم اعلام نقص که در صورت بروز مشکل با روشن شدن چراغی راننده را از وجود اشکال در سیستم تعلیق مطلع می سازد

نتیجه تصویری برای کمک فنر مغناطیسی

منبع : اصول طراحی سیستمهای تعلیق و فرمان خودرو (دکتر کاظمی – دکتر علی اصغر جعفری – مهندس سید محمد مهدی انصاری موحد)

 

ایرادات اصلی یک کمک فنر چیست؟

متاسفانه بیشتر رانندگان به کمک فنرها که یکی از اساسی ترین قسمت ایمنی خودرو است; اهمیتی به نقایص ان نمی دهند وبیشتر توجه انان به ترمزها ;لاستیکها;کمربند ایمنی چرخها; فرمان و اخرین قسمت کمک فنر را مورد بازدید قرار می دهند.در صورتیکه کمک فنر نقش بسیار ارزنده ائی در ایمنی خودرو دارد.

جالب است بدانیم در صورت خرابی کمک فنرها ضریب فرسودگی سایر قطعات خودرو نیز افزایش می یابد. این قطعات شامل:۱-فنر تعلیق ۲-جعبه فرمان ۳-دیفرانسیل   ۴-لاستیک چرخها   ۵-بلبرینگ چرخها ۶-بوشهای لاستیکی سیستم تعلیق ۷-گیربکس   ۸-سیستم تعلیق   ۹-مجموعه سیبکهای فرمان

نتیجه تصویری برای روش عیب یابی کمک فنر خودرو

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

۱-اگر کمک فنر نشتی دارد حتما باید کمک فنر تعویض گردد.

1 127

۲-بالا و پایین رفتن خودرو به خصوص اگر جاده ناهموار باشد و یا شیرجه رفتن خودرو در حین ترمزهای شدید ممکن است به دلیل خرابی کمک فنرها باشد.

۳-اگر در سر پیچ; خودرو بیش از حد بپیچد به نحوی که راننده برای کنترل ان باید تلاش بیشتری کند این روند می تواند از خرابی کمک فنر باشد.

نتیجه تصویری برای روش عیب یابی کمک فنر خودرو

۴-اگر چرخها روی جاده برقصند و یا بالا و پایین روند ممکن است از فرسودگی فنرها و کمک ها باشد.

۵-اگر خودرو روی جاده حالت بی ثباتی پیدا کند ممکن است از فرسودگی از کمک فنرها باشد. .و این امر ایمنی اتومبیل را شدیدا تهدید می کند.

۶-اگر بوشهای محل نصب کمک فنر ترک خوردگی و یا تغییر شکل داده اند باعث سرو صدا در سیستم تعلیق به خصوص در موقع شتاب گرفتن; ترمز کردن ویا عبور از ناهمواریهای  سطح جاده می شود. بنابراین هرچه زودتر نسبت به تعویض بوشها اقدام شود.در غیر این صورت ایمنی خودروبه شدت کاهش پیدا می کند.

۷.بارکردن خودرو بیش از ظرفیت ان عامل مهمی در ضیعف شدن سیستم تعلیق منجمله کمک فنرها می شود.به خصوص زمانی که حرکت اتومبیل در ناهمواریهای جاده قرار بگیرد. واگر سرعت متناسب با جاده و بار نباشد باعث شکسته شدن اتصالات می شود. در نتیجه ناامن بودن خودرو و سرنشینان حتمی است.

تصویر مرتبط

۸-اگر اتومبیل شما به یک سمت کشیده می شود سیستم تعلیق را که شامل تایرها; فنرهاو کمک فنرهاست توسط افراد مجرب مورد بازدید قرار دهید تا نسبت به تعمیر و تنظیم هندسه چرخها با دستگاه الکترونیک اقدام شود.

۹-تایرهای فرسوده و جویده شده نشانگر عیب در سیستم تعلیق به خصوص در کمک فنرهاست که پس از ازمایشات  نسبت به تعمیر و یا تعویض انها اقدام شود.

 

۸ راه برای تشخیص ایراد کمک‌فنرهای خودرو

کمک‌فنرها به عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌های مرتبط با ایمنی خودرو، نیازمند مراقبت ویژه شماست و بی‌توجهی به آن ممکن است عواقب خطرناکی در پی داشته باشد.
 taligh
علت صدای جیر جیر کمک فنر بخاطر خرابی بوش _پاره شدن گردگیر و روغن زدن کمک فنر می باشد

جالب است بدانید ایرادهای احتمالی کمک فنرها برخی قطعات دیگر از قبیل فنر تعلیق، جعبه فرمان، دیفرانسیل، لاستیک چرخ ها، بلبرینگ چرخ ها، بوش های لاستیکی سیستم تعلیق، گیربکس، سیستم تعلیق و مجموعه سیبک های فرمان خودرو را تحت تاثیر قرار می دهد و سبب فرسودگی آنها می شود. از همین رو و با توجه به اهمیت بالای این قطعه از خودرو، نکات زیر شایسته تدقیق و توجه است:
۱ـ اگر کمک فنر نشتی دارد، یعنی روغن به شکل مشهود از آن چکه می کند، باید تعویض شود.
۲ـ بالا و پایین رفتن خودرو ـ بخصوص در جاده های ناهموار ـ یا شیرجه رفتن خودرو در ترمزهای شدید، ممکن است به دلیل خرابی کمک فنرها باشد.
۳ـ اگر سر پیچ، خودرو بیش از حد بپیچد به نحوی که راننده احساس کند کنترل خودرو دشوار شده است، ممکن است کمک فنر خراب باشد.
۴ـ بالاپایین رفتن یا به اصطلاح رقصیدن چرخ ها روی جاده ممکن است منتج از عملکرد ناصحیح کمک فنرهای خودرو باشد.
۵ـ اگر بوش های محل نصب کمک فنر ترک خورده یا تغییر شکل داده باشد، نوعی سرو صدا در سیستم تعلیق بخصوص موقع شتاب گرفتن، ترمز کردن یا عبور از ناهمواری های سطح جاده ایجاد می شود و به همین دلیل هرچه زودتر باید نسبت به تعویض بوش ها اقدام شود، در غیر این صورت ایمنی خودرو بشدت کاهش پیدا می کند.
۶ـ بار کردن خودرو بیش از ظرفیت آن عامل مهمی در ضعیف شدن سیستم تعلیق از جمله کمک فنرها می شود و این فرآیند بخصوص در زمان حرکت خودرو در ناهمواری ها بیشتر تشدید می شود. ضمن این که اگر سرعت متناسب با جاده و بار نباشد ممکن است اتفاقات بدتری مثل شکسته شدن اتصالات در انتظارتان باشد.
۷ـ اگر خودروی شما به یک سمت کشیده می شود احتمالا سیستم تعلیق شامل تایرها، فنرها و کمک فنرهاست ایراد دارد و باید توسط افراد مجرب مورد بازدید قرار گیرد.
۸ـ تایرهای فرسوده و جویده شده نشانگر عیب در سیستم تعلیق بخصوص در کمک فنرهاست و حتما باید به آن حساسیت نشان داد.

 

روغن کمک فنر

1 127

روغن هایی که در کمک فنر به کار می روند، روغنهای معدنی رقیق هستند.

http://www.gerdavari.com/roghan-komak-fanar1.jpg

شکل۱: تغییر نیروی میرایی با مسافت کارکرد خودرو، با رسم کاهش میرایی به صورت درصدی از مقادیر جدید در سرعتهای یکسان، می توان به نمودار بالا دست یافت. منحنی A که در شکل می بینید، کاهش میرایی را بر حسب مسافت کارکرد خودرو نشان می دهد. این منحنی در اغلب خودروها صدق می کند، و این کاهش میرایی بر اثر خرابی مقاطع گلویی و شیرهایی که زیر پیش تنیدگی فنر قرار دارند، ایجاد می شود. در سرعت کم که تنها روزنه های ثابت روغن فعال هستند. با افزایش مسافت کارکرد، تغییر میرایی می تواند مسیری افزاینده داشته باشد، (منحنی B). هنگامی که روزنه های ثابت عبور جریان بر اثر برخورد صفحات شیر بسته شوند، حالت یاد شده رخ می دهد.

بهبود برخی از ویژگیهای این روغن، بسته به ساختار و درجه پالایش، مواد افزودنی خاصی به روغن خام می افزایند. مهمترین آنها عبارتند از:

۱-پلیمرهایی که در برابر تنش برشی مقاوم هستند و گرانروی را بهبود می بخشند، برای بهبود رفتار گرانروی- دمای روغن به کار می روند.

۲-بوتیل آمینولیت یا دی الکول دیترفسفات روی (ZDDP) که برای بهبود مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت به اکسیداسیون و در نتیجه افزایش طول عمر مفید روغن استفاده می شوند.

البته باید گفت که هیچ استاندارد عمومی برای روغن کمک فنر وجود ندارد. خودروسازان شرایطی را برای رفتار مطلوب کمک فنر خواستارند. این شرایط بسته به نوع، ساختار شیرها و اجزاء و مواد تشکیل دهنده قطعات لغزشی در پیستون و راهنما متفاوت هستند، برای دستیابی به این خواسته ها سازندگان کمک فنر جلسات و مذاکراتی را با تولیدکنندگان روغن برگزار می کنند و شرایط ویژه کارکرد و مشخصات فنی را با مشخصات روغن تطبیق می دهند.

مباحثی که در این زمینه مهم هستند، عبارتند از:

http://www.cargeek.ir/images/spring-car-types.gif

  • رفتار روغن در دماهای مختلف: برای جلوگیری از سخت شدن کمک فنر در دمای کم و قابلیت لغزش قطعات متحرک از یک سو و محدوده ساختن میزان تبخیر روغن در دمای زیاد، گرانروی ر وغن باید زیاد باشد.
  • خواص اصطکاکی: برای رسیدن به اهداف و خواسته هایی چون خوش سواری، باید طراحی کمک فنر به گونه ای باشد که نیروی اصطکاک در سطوح لغزشی کمک فنر تا جایی که می شود اندک باشد. کیفیت روغن استفاده شده در کمک فنر، اندازۀ ضریب اصطکاک را تعیین می کند.
  • سروصدای کارکرد و کمک فنر: برای آن که سروصدای کارکرد کمک فنر (صدای جریان روغن) اندک باشد. نیاز به سازگاری روغن کمک فنر با شیرهای عبور روغن است.
  • طول عمر مفید کمک فنر: خرابی و نارسایی کمک فنر اغلب به علت نشت روغن است، سازگاری روغن هیدرولیک با اجزاء آب بندی، در افزایش عمر مفید کمک فنر، مؤثر است.

شکل ۲: نتایج آزمایش روغن کمک فنر در تولید انبوه، در جدول بالا درصد وزنی برخی عناصر مهم و تغییرات گرانروی آن پس از طی مسافت پنجاه هزار کیلومتر (روغن کارکرده) را می بینید. این نتایج نشان می دهند که نیروی میرایی با افزایش طول عمر خودرو، بویژه در دمای پایین افزایش می یابد.

http://www.gerdavari.com/roghan-komak-fanar3.jpg

شکل ۳: رفتار و مشخصات گرانروی برخی از روغن های کارکرده کمک فنر و سازه کمک فنر آزمایشهای بالا در آزمایشگاه کارخانه فیشتل و ساکس انجام گرفته است. اندازه گرانروی (کشش سینماتیکی روغن) بر حسب سانتی استوکس اندازه گیری شده اند. البته برای بیان اندازه گرانروی می توان از واحد انگلر نیز استفاده کرد.

 

منبع: carstan.ir

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *