سیستم تعلیق مک فرسون چگونه عمل می کند؟

نام سیستم تعلیق مک فرسون را بارها و در مورد خودروهای مختلف شنیده اید. اما این سیستم تعلیق پرطرفدار چگونه کار می کند و چه اجزایی دارد؟

سیستم تعلیق چیست؟

سیستم تعلیق همانطور که از اسمش مشخص است، از معلق بودن می آید که در اصطلاح عامیانه (در بخش جلو) آن را جلوبندی می نامیم و شامل کلیه قطعاتی است که بین چرخ ها با اتاق خودرو ارتباط برقرار می کنند و مانع از انتقال ضربات و ناهمواری های جاده به کابین و سرنشینان می شوند. سیستم تعلیق علاوه بر اینکه راحتی و آسایش سرنشینان را تامین می کند، بایستی به پایداری خودرو هم کمک کند و با عملکردش مانع واژگون شدن خودرو در مسیرهای پر پیچ و خم و ناهمواری ها گردد.

انواع سیستم تعلیق

انواع سیستم تعلیق در خودرو ها اساساً به سه نوع مستقل (independent)، نیمه مستقل (semi_independent) و یکپارچه (dependent) تقسیم می شوند که بنا به اینکه روی چه خودرویی با چه کاربری استفاده می شوند انواع متفاوتی دارند و هر کدام به زیرمجموعه هایی تقسیم می شوند.

در سیستم یکپارچه چرخ ها به یکدیگر متصل اند و حرکت هر چرخ، چرخ دیگر را تحت شعاع قرار خواهد داد و اگر چرخی روی ناهمواری برود. چرخ دیگر هم حرکت می کند و این ضربه به اتاق وارد خواهد شد. اما در تعلیق مستقل هر چرخ به طور مجزا عمل می کند و جز یک میله ضد لغزش ارتباطی باهم ندارند و چنانچه یک چرخ در ناهمواری قرار بگیرد چرخ دیگر تحت تاثیر قرار نخواهد گرفت.

سیستم های تعلیق بسته به نوع کاربری آن ها انواع و اقسام مختلفی دارند که سیستم مک فرسون، دوبل جناغی، هیدروپنوماتیک، چند اتصالی و… از این دسته هستند. یکی از کاربردی ترین و در عین حال ساده ترین سیستم های مستقل سیستم تعلیق مک فرسون است که از حدود سال ۱۹۴۹ تاکنون بر روی خودروهای مختلف در حال استفاده بوده و در ادامه به معرفی آن می پردازیم.

حتما بخوانید : پلتفرم خودرو چیست؟ + تعاریف

تاریخچه سیستم تعلیق مک فرسون

سیستم مک فرسون به افتخار نام ارل استیل مک فرسون مهندس آمریکایی است که در حوالی سال های ۱۹۴۰ میلادی در شرکت جنرال موتورز در بخش طراحی مشغول به کار بود. پس از جنگ جهانی اولویت خودروسازان تولید خودروهای اقتصادی با کمترین هزینه بود تا مردم جنگ زده در اوضاع نابسامان پسا جنگ بتوانند خودروی اقتصادی سوار شوند. جنرال موتورز هم از این قاعده مستثنی نبود و سعی در تولید محصولات اقتصادی با کمترین هزینه داشت.

سیستم تعلیق مک فرسون هم سیستم ابداعی جدید تعلیق خود را که بسیار ساده و ارزان بود ارائه کرد. اما جنرال موتورز سیستم ابداعی او را مورد استفاده قرار نداد و به دنبال آن مک فرسون طرح خود را به شرکت فورد ارائه داد. طولی نکشید که اولین خودروی شرکت فورد با سیستم تعلیق مک فرسون در سال ۱۹۴۹ با نام فورد ودت (ford vedette) به بازار عرضه شد و مورد استقبال قرار گرفت و تاکنون هم در بسیاری از خودرو ها درحال استفاده می باشد.

معرفی سیستم تعلیق مک فرسون

سیستم تعلیق مک فرسون از سری سیستم های مستقل است و به علت اینکه فضای کمتری اشغال می کند برای استفاده در خودروهای دیفرانسیل جلو مناسب می باشد بطور مثال در خودرویی مانند پژو، پراید و خودروهایی مانند آن از تعلیق مک فرسون استفاده شده است. تفاوتی که مک فرسون با تعلیق دوبل طبق دار دارد در حذف شدن طبق بالایی آن است و در این سیستم تعلیق از یک طبق مثلثی یا ساده استفاده شده است. به همین دلیل که قطعات کمتری دارد هزینه ساخت و تولید آن نیز به مراتب از دیگر سیستم تعلیق های بازار کمتر است و به تبع آن قیمت تمام شده خودرو نیز کاهش خواهد یافت.

حتما بخوانید : گشتاور خودرو چیست؟ + مفهوم در فیزیک

اجزای تشکیل دهنده تعلیق مک فرسون

فنر لول : فنرها اصلی ترین جز هر سیستم تعلیق هستند که با کمک طراحی مارپیچی خود ضربات وارده از ناهمواری جاده را جذب می کنند و مانع از انتقال آن به اتاق و سرنشینان می شود.

کمک فنر یا دمپر : کمک فنرها با جذب انرژی جنبشی عمودی وارد شده به فنرلول و آزاد سازی تدریجی این نیرو به فنرها در حفظ تعادل خودرو کمک شایانی می کنند. بدون کمک فنرها نیروی وارده به فنر در مسیرهای ناهموار باعث نوسان شدید فنرها و حرکت رفت و برگشتی عمودی کابین خواهد شد که تجربه ناخوشایندی رانندگی را خواهد داشت .امروزه با استفاده از کمک فنرهای قابل تنظیم می توان میزان جذب این نوسانات را هم تنظیم کرد.

بازوی کنترلی یا طبق پایینی : همانطور که گفته شد سیستم مک فرسون فقط از بازوی کنترلی (طبق)در قسمت پایین چرخ بهره می برد که توسط سیبک به سگ دست متصل شده است.طبق ها به دو صورت مثلثی و ساده می توانند در سیستم تعلیق استفاده شوند.طبق مثلثی قادر به تحمل نیروهای طولی و عرضی است در صورتی که طبق ساده فقط نیروی عرضی وارده را تحمل می کند و در این موارد از میل موج گیر برای انتقال نیروی طولی استفاده می شود.

استرات : بازوی عمودی که فنر و کمک فنر روی آن سوار می شوند و نیروی عمودی را تحمل می کند .استرات از بالا به بدنه خودرو متصل است و از پایین به سگ دست پیچ می شود.

میل موج گیر یا میل تعادل anti roll bar : میل موج گیر میله ای فولادی با خاصیت فنر مانند است که وظیفه برقراری تعادل بین دوچرخ در یک محور را برعهده دارد و نقش اصلی آن در هنگام دور زدن های سرپیچ و جلوگیری از واژگونی خودرو می باشد. هنگامی که خودرو می پیچد بدنه خودرو به سمت بیرون پیچ متمایل می شود و یک گشتاور به خودرو وارد می شود. میل موج گیر با ایجاد گشتاور در جهت مخالف مانع از چپ شدن می کند در نتیجه این تمایل طبق ها در جهت مخالف حرکت می کنند و میل موج گیر را می پیچانند.

سیبک : سیبک یک گوی فلزی دسته دار است که با حرکت مفصل مانند در جهت های مختلف چرخ ها رو به طبق پایینی متصل می کند.حرکت سیبک ها دقیقا مشابه حرکت مفصل مچ دست انسان بوده و به همین خاطر در بلندمدت در معرض فرسودگی می باشد که می تواند عملکرد سایر اجزای سیستم تعلیق را تحت تاثیر قرار دهد.

بوش : بوش ها مانند سیبک ها قطعات لاستیکی هستند که وظیفه اتصال اجزای مختلف در سیستم تعلیق را بر عهده دارند با این تفاوت که سیبک در تمام جهات می تواند حرکت کند ولی بوش تنها در یک جهت امکان رفت رو برگشت را دارد.

حتما بخوانید : اسب بخار چیست؟ + تاریخچه

مزایای سیستم تعلیق مک فرسون

۱ – به علت سادگی در ساختار مک فرسون به قطعات کمتری برای تولید نیاز دارد در نتیجه قیمت تمام شده خودرو برای شرکت سازنده کاهش می یابد.
۲ – به علت ساختار ساده آن هزینه نگه داری و تعمیر آن در مقایسه با سایر سیستم های تعلیق کم تر است.
۳ – به علت بکار رفتن قطعات کمتر وزن کمتری دارد و می تواند برای استفاده در خودروهای دیفرانسیل جلو مناسب باشد.

معایب سیستم تعلیق مک فرسون

۱ – به علت متصل بودن مجموعه فنر و کمک فنر به بدنه خودرو ارتعاشات ناشی از ضربات جاده در سیستم تعلیق مک فرسون بیشتر به اتاق وارد می شود.

۲ – به علت ساختار عمودی استرات و فنرها فضای عمودی بیشتری در قسمت جلویی خودرو اشغال می شود.
۳ – به دلیل استفاده از فنر و کمک فنر به منزله بازوی تعلیق حجم و وزن کمک فنر بیشتر می شود و باعث آسیب پذیری بیشتر آن می گردد.