دانستنيها درباره سيستم تعليق

بخش اول :

در کاتالوگها يا دفترچه راهنمای خودروها ، در قسمت نوع سيستم تعليق با نامهايی چون سيستم تعليق مستقل ، مک فرسون ، پيچشی ، Multilink و ... مواجه می شويم ، اما متاسفانه اطلاعات عامه مردم ، درباره سيستم تعليق و انواع و اجزای آن در حد بسيار اندکی می باشد ؛ در حدی که حتی برخی افراد نمی دانند سيستم تعليق يا Suspension به کدام قسمت يا قسمتهايی از خودرو اطلاق می شود ، بنابراين در اين مطلب سعی خواهد شد فلسفه وجود اين سيستم ، اجزا تشکيل دهنده و انواع مختلف آن همراه با مزايا و معايب هر کدام مورد بررسی قرار گيرد .



فلسفه وجود سيستم تعليق



يک جاده هر چقدر هم صاف و مسطح باشد ، محل مناسبی برای به حرکت در آوردن ۱ يا چند تن فلز با سرعت بالا ،‌ نيست . پس به سيستمی نياز است که توانايی کاهش ضربات ، تکانها و لرزشهای ناشی از شرايط جاده را داشته باشد . علاوه بر اين ، يک خودرو بايد در مقابل تغيير مقدار بار وارده و تغيير نقطه ثقل ، انعطاف پذير بوده و توانايی مواجه با آنها را داشته باشد ، بطور مثال در شکل زير تغيير نقطه ثقل يک خودرو را در در نقاط مختلف يک پيچ ملاحظه می کنيد ، که در صورت نبود سيستمی برای تغيير وضعيت تعادل ، خودرو در ابتدای پيچ از مسير منحرف شده و يا واژگون می گردد .





موارد بالا را می توان فلسفه اصلی وجود سيستم تعليق دانست ، اما سيستم تعليق علاوه بر دفع ضربات و جلوگيری از انحراف و چپ شدن خودرو تواناييهای ديگری نظير ؛ نگهداری ميزان تنظيم چرخها در حالت صحيح ، نگهداشتن ارتفاع خودرو در ميزان ثابت ، پشتيبانی از وزن خودرو و تنظيم نحوه پخش آن ، نگهداشتن تايرها در تماس با جاده و ... را نيز دارا است .



يک سيستم تعليق دارای اجزاء بسياری می باشد ، اما اصلی ترين اجزای آن فنر و کمک فنر می باشند ؛ به همين خاطر ابتدا به بررسی کارکرد اين دو در سيستم پرداخته و سپس بطور مفصل انواع هر کدام را بررسی خواهيم کرد .



فنر (‌ Spring ) :



قسمتی از سيستم تعليق می باشد که وزن خودرو را ساپورت کرده ، ارتفاع خودرو را در حد استانداردش ثابت نگه داشته و ضربات جاده را نيز دفع می نمايد .



فنرها که اغلب ميله ها يا حلقه های فولادی انعطاف پذيری هستند ، به شاسی و اتاق خودرو اجازه می دهند تا بدون اخلال در حرکت خودرو ، دست اندازها را يکی پس از ديگری پشت سر بگذارد .



کمک فنر ( Shock Absorber يا Damper ) :



در صورتی که خودرويی تنها مجهز به فنر باشد ، زمانی که باری اضافه بر روی فنرها اعمال شود يا وسيله نقليه با يک دست انداز روبرو شود ، فنر با جمع شدن آنرا جذب می نمايد ، اما زمانی که يک فنر جمع می شود ، مقداری انرژی در خود ذخيره می کند که برای تخليه اين انرژی ، فنر باز شده و انرژی وارده را به شکلی غير قابل کنترل رها می سازد و از آنجائيکه فيزيک يک فنر با نوسان و ارتعاش آميخته است پس از باز شدن دوباره جمع شده و سپس دوباره باز می شود ، و اين حرکت تا زمان تخليه کامل انرژی ادامه می يابد ، البته هر بار با فرکانسی کمتر از بار قبل . اين سيکل باعث جدا شدن چرخ از سطح جاده ، خارج کردن کنترل خودرو از دست راننده و از بين بردن نرمی و راحتی سواری و ايجاد حالتی مشابه قايق سواری ، می گردد.



اما آنچه اين مشکل را حل می نمايد چيزی نيست جز کمک فنر ؛ کمک فنری که در شرايط مناسب قرار داشته باشد به سيستم تعليق اجازه می دهد تا نوسان به وجود آمده را به يک يا دو سيکل تقليل داده ، حرکت بيش از حد را تعديل نموده و وزن وارد بر چرخها را در حالت تعادل و چسبيده به جاده قرار دهد . با کنترل فنر و حرکات سيستم تعليق ، اجزاء ديگر سيستم نظير Tie Rod ها نيز در وضعيت درست خود فعاليت خواهند کرد و همين امر تنظيم چرخهارا نيز به صورت ثابت در حالت صحيح خود ، نگه می دارد





کمک فنر عموما شامل يک پيستون با سوراخهای ريز می باشد که در درون يک استوانه حاوی سيال هيدروليکی حرکت ميکند ، که عبور تحت فشار سيال از سوراخها ، منجر به حرکت ملايم پيستون در استوانه می گردد .







انواع فنرها



۵ نوع عمده فنر در وسايل نقليه مورد استفاده قرار می گيرد



۱- فنر مارپيچ ( Coil Spring ) :



نوع معمول و شناخته شده فنر می باشد ، که يک ميله پيچيده شده ( حلقه شده ) فولادی است ، قطر و ارتفاع حلقه ، قدرت و مقاومت فنر را تعيين مينمايد . افزايش قطر ميله ،‌ باعث افزايش قدرت فنر می گردد ، در حاليکه افزايش طول آن باعث افزايش انعطاف پذيريش خواهد شد .



مقدار وزنی که برای فشردن يک فنر مارپيچ به ميزان ۱ اينچ لازم است را نرخ فنر ( Spring Rate ) می نامند . اين مقدار برای اندازه گيری قدرت فنر استفاده می شود و می توان آنرا نرخ فشردگی فنر نيز اطلاق کرد . برای مثال اگر ۱۰۰ پاند وزن لازم باشد تا فنری با حلقه های مساوی در ارتفاعش ۱ اينچ فشرده شود ، برای اينکه همين فنر ۲ اينچ فشرده شود نياز به ۲۰۰ پاند وزن می باشد اما اين فرمول فقط برای فنرهايی صادق است که فشردگی حلقه های يکسانی دارند ، در فنرهای پيشرفته ( Progressive Springs ) ، يک فنر دارای نرخ های مختلف در نقاط مختلفش می باشد .‌ اين فنرها به دو روش ساخته می شوند ، در روش اول ،‌ فنر در قسمتهای مختلف از ارتفاعش ، دارای ضخامتهای مختلفی است ، و در نوع دوم که نوع متداولتری است فشردگی فنر در قسمتهای بالاتر بيشتر است . اصولا فنرهای چند نرخی باعث می شوند تا در زمان خالی بودن خودرو ، قسمتی که دارای نرخ کمتری است وارد عمل شده و سواری نرمتری را فراهم نمايد و در هنگام اعمال وزن نيز قسمت با نرخ بالا وارد عمل شده و ساپورت و کنترل بهتری را برای وسيله نقليه فراهم می سازد .



محاسن : فنرهای مارپيچ به هيچ تنظيمی نياز نداشته و اکثرا بدون خرابی می باشند



معايب : اين نوع فنها از لحاظ تحمل وزن محدوديت داشته همچنين احتمال ضعيف شدنشان هم وجود دارد ، که اين امر باعث بر هم حوردن تنظيم هندسی و ارتفاع خودرو و فرسودگی تايرها و ديگر قطعات خودرو می شود . با اندازه گيری ارتفاع خودرو و مقايسه آن با ميزان مشخص شده ، می توان از ضعيف شدن فنرها آگاه شد .



موارد مصرف : اين نوع فنر ، در اغلب خودروهای سواری امروزی ، استفاده می گردد .



۲- فنر تخت ( Leaf Spring ) :



فنرهای تخت که در دو نوع تک ورقی و چند ورقی عرضه می شوند ، اين فنرها مانند فنرهای مارپيچ برای جذب ضربه جمع نمی شوند ، بلکه خم می شوند . نوع چند ورق شامل چند صفحه فولادی انعطاف پذير با طولهای مختلف می باشد که بر روی يکديگر قرار گرفته اند و در مواجه با ضربات جاده خم شده و بر روی يکديگر می لغزند. در نوع تک ورق نيز که عمدتا از نوع باريک شونده می باشد ، تنها يک ورق فنری که در وسط کلفت تر از طرفين می باشد ، مورد استفاده قرار می گيرد ،‌ اين نوع از فنرهای تخت عمدتا از کامپوزيتها ساخته می شوند اما نوع فولادی آنها نيز يافت می شود . فنرهای تخت عمدتا به صورت مجزا برای هر چرخ استفاده می شوند که در طول خودرو و در زير هر چرخ نصب می شوند ، اما برخی کارخانجات نيز ، از نوع متقاطع ( ضربدری ) آن برای هر دو چرخ استفاده می کنند . فنرهای تخت بوسيله يک رابط U شکل به اکسل خودرو متصل می شوند و از دو طرف نيز به شاسی وصل می گردند .



محاسن : اين نوع از فنرها توانايی ساپورت وزنهای زياد را دارا بوده و سواری نرمتری را برا ی خودروهای سنگين به ارمغان می آورند



معايب : نياز به جای زياد ، وجود اصطحکاک بين ورقه های فنر و ايجاد صدای ناشی از لغزش فنرها بر روی يکديگر ( با نصب ورفهای پلاستيکی بين ورقه های فنر قابل حل است ) و همچنين نياز به سرويس و نگهداری از معايب اين فنرها محسوب می شود .



موارد مصرف : اين نوع از فنرها بيشتر در خودروهای سنگين ، وانت بارها ، برخی SUV ها (‌در مورد وانتها و SUV های جديد فقط برای چرخهای عقب استفاده می شود ) و حتی برخی خودروهای سواری قديمی نظير پيکان ديده می شود .



۳- ميله پيچشی ( Torson Bar ) :



در اين نوع از فنر ، ميله فولادی نه جمع شده و نه خم می شود بلکه در خود می پيچد ، ميله پيچشی که يک ميله صاف يا L شکل است به صورت عرضی در يک سمت به شاسی وصل شده و در سمت ديگر به قسمت متحرکی از سيستم تعليق متصل می شود ، در هنگام مواجه با ضربه ، ميله پيچشی در خود پيچ خورده ( می تابد ) و رفتار يک فنر را از خود بروز می دهد (‌حرکت اين نوع فنر مانند زمانی است که برای آبکشيدن يک لباس آنرا با دو دست می پيچانيم ) .



ميله های پيچشی برای تبديل حرکت عمودی خودرو به حرکت پيچشی در سطح افقی خود ، در يک سمت شياردار می باشند .


محاسن : قيمت کمی دارند نياز به تعمير و نگهداری ندارند ، قابل تنظيم بوده و فضای کمی نيز اشغال می کنند از اينرو در مواردی که فضای کافی برای فنر مارپيچ وجود نداشته باشد ، از اين نوع استفاده می گردد .



معايب : راحتی و نرمی حاصل از فنرهای مارپيچ را دارا نيست



موارد مصرف : اصولا برای اکسل عقب خودروها طراحی شده ، در خودروهای موجود در کشور بر روی اکسل عقب پژو ۲۰۶ و ۲۰۵ موجود می باشد.



۴- فنر هوايی ( Air Spring ) :



نوع ديگری از فنرها می باشد که در حال رواج يافتن می باشند . فنر هوا يک سيلندر لاستيکی است که با هوای فشرده پر شده و پيستونی که به اتصالات پايين چرخ متصل است با حرکت خود در اين سيلندر باعث فشردگی هوا و ايجاد حالت فنريت خواهد شد . اگر ميزان وزن خودرو تغيير نمايد نيز ، يک والو در بالای سيلندر هوا باز شده تا به مقدار هوای داخل سيلندر بيفزايد ( يک کمپرسور اين هوا را تامين می نمايد ) و اين امر باعث خواهد شد تا خودرو با وجود افزايش بار وارده ، در ارتفاع ثابت خود باقی بماند .


محاسن : نرمی بسيار بالا مانند غوطه وری در هوا



معايب : پيچيدگی سيستم و قيمت بالای آن



موارد مصرف : برای خودروهای سواری ، وانت ها و کاميونهای سبک در حال رايج شدن می باشد .



۵- فنر لاستيکی ( Rubber Spring ) :



اين نوع فنر که توسط دکتر Alex Moulten ابداع شد ، از يک لاستيک فشرده انعطاف پذير تشکيل شده .



محاسن : سبک بوده و جای کمی می گيرد



معايب : قابليتهای فنرهای فولادی را دارا نيست و بسيار ضعيفتر از آنهاست



موارد مصرف : اولين بار بر روی خودروهای مينی استفاده شد ، اما همينک در کمتر خودرويی بکار می رود و تنها برای دوچرخه ها و موتورهای مسابقه و صخره نوردی استفاده می شود .



نقش تايرها در سيستم تعليق :



تايرها فنرهايی هستند که به چشم نمی آيند ؛ تايرها نوعی فنر هوا می باشند که تمامی وزن خودرو را تحمل می کنند . فعاليت فنری تايرها روی کيفيت سواری و هندلينگ خودرو بسيار مهم می باشد ، و بطور کل تايرها به عنوان عضو اصلی اجزاء مؤثر در کيفيت رانندگی ، محسوب می شوند . سايز ، ساختمان ، ترکيب و تورم احتمالی در کيفيت رانندگی بسيار مؤثر می باشد .

بخش دوم :


همانطور که قبلا ذکر شد ، بر خلاف تفکر عامه ، کمک فنر وزن خودرو را ساپورت نمی کند بلکه وظيفه اصلی آن کنترل نوسانات فنرها و حرکات سيستم تعليق و نگه داشتن چرخ به صورت چسبيده به جاده می باشد . اين کار با تبديل انرژی جنبشی حاصل از نوسانات فنر و سيستم تعليق و تبديل آن به انرژی گرمايی ( حرارتی ) در کمک فنر انجام می گردد .



برای ورود به بحث نحوه عملکرد يک کمک فنر ، ابتدا به زبان ساده و بدور از جزئيات به بررسی اساس کار آن پرداخته و سپس به تشريح کلی و تحصصی عملکرد ، اجزا و انواع آن خواهيم پرداخت ؛ يک کمک فنر شامل پيستونی است که در سطح مقطعش سوراخهای ريزی ( اين سوراخها را Orifice می نامند ) تعبيه شده و به يک ميله فولادی ( Piston Rod ) متصل است ، اين پيستون درون يک محفظه بسته ( تيوپ ) فلزی که حاوی يک سيال هيدروليکی ( عموما روغن ) است ، حرکت می نمايد . اطراف محل حرکت ميله به داخل و خارج محفظه به وسيله يک کاسه نمد کاملا آب بندی شده و سيال تحت فشار ، امکان خروج از محفظه را دارا نيست .

زمانی که نيرويی بر يک کمک فنر وارد شود ، کمک فنر به اصطلاح در سيکل فشرده شدن قرار گرفته و پيستون می خواهد به سمت پايين ، درون محفظه حرکت نمايد ، اما از آنجا که سيال قابليت فشرده شدن ندارد در مقابل اين نيرو مقاومت می کند و چون برای رهايی از اين فشار منفذی جز سوراخهای پيستون وجود ندارد ، برای دفع فشار وارده سيال از سوراخهای ريز درون پيستون عبور کرده و به پشت ( بالای )پيستون خواهد رفت ، اين حرکت نيز بدليل ريز بودن Orifice ها به کندی و با توليد حرارت انجام می گردد . همين کاهش سرعت جلوی نوسان فنر را گرفته و تعادل خودرو را برقرار می نمايد . برای باز کردن کمک فنر فشرده شده ( سيکل بازشدن ) نيز عملياتی مشابه سيکل فشرده شدن انجام می شود با اين تفاوت که اين بار سيال از بالای پيستون می خواهد به زير پيستون منتقل شود .

ميزان مقاومتی که يک کمک فنر از خود نشان می دهد بستگی به سرعت سيستم تعليق (دست اندازهای جاده ) همچنين تعداد و سايز Orifice ها دارد.



اما ساختمان کمک فنرهای امروزی تا حدی پيچيده تر از آن چيزی است که در بالا ذکر شد ، تقريبا تمامی کمک فنرهای مدرن امروزی از نوع حساس به سرعت ( Velocity Sensitive ) می باشند ، بدين معنا که در سرعتهای بالای سيستم تعليق ( جاده های پر دست انداز ) ، کمک فنر مقاومت بيشتر و برعکس در سرعتهای پايين مقاومت کمتری از خود نشان می دهد که اين امر نرمی و راحتی رانندگی را بسيار بيشتر می نمايد . اما در سيستمی که در بالا بطور ساده بررسی شد يک مشکل بزرگ به چشم می خورد ؛ حجم سيال پايين پيستون ، در هنگامی که پيستون تا انتها بالا آمده ، با حجم سيال بالای پيستون در زمانی که پيستون تا انتها پايين رفته مساوی نيست ، دليل آن هم وجود ميله کمک فنر در بالای پيستون می باشد .


اما اين مشکل نيز به روشهای مختلفی در انواع کمک فنرهای موجود حل شده . حال با توجه به توضيحات ارائه شده در بالا به بررسی نحوه عملکرد يک کمک فنر متداول امروزی خواهيم پرداخت :



همانطور که گفته شد کمک فنرها بر اساس جابجايی سيال در دو طرف پيستونی که در يک محفظه ( تيوپ ) حرکت می نمايد ، در دو سيکل فشرده شدن و بازگشت ( کشش )‌ کار می کنند .



سيکل فشرده شدن ( Compression Cycle ) :



در هنگام فشرده شدن يا همان حرکت رو به پايين کمک فنر ، مقداری از سيال از طريق Orifice ها از قسمت B به قسمت A رفته و مقداری نيز از طريق سوپاپ فشردگی ( Compression Valve ) که در کف محفظه کمک فنر قرار دارد به تيوپ ذخيره ( Reserve Tube ) وارد می شود ، دليل وجود تيوپ ذخيره اختلاف حجم دو قسمت A و B بدليل وجود ميله کمک فنر در قسمت B می باشد ، از اينرو مقدار سيالی که در قسمت B قرار دارد قابل جايگزينی در قسمت A کمک فنر نمی باشد . پس در اثر فشار وارده ، سوپاپ فشردگی باز شده و مقداری از سيال وارد تيوپ ذخيره که در گرداگرد محفظه اصلی و جدای از آن قرار دارد ، وارد می شود .


همانگونه که در ابتدا ذکر شد کمک فنرهای امروزی مجهز به سيستم حساس به سرعت می باشند ، اين سيستم برای کنترل جريان سيال در سرعتهای محتلف سيستم تعليق دارای قطعاتی اضافه در پيستون و سوپاپ فشردگی می باشد ، اين قطعات ساده که شامل چند ديسک ( واشر ) ، يک فنر و ... می باشد باعث می شوند تا کمک فنر به نسبت سرعت ضربه اعمال شده در ۳ مرحله از خود واکنش نشان دهد ؛ اگر سرعت پايين باشد ، ديسکها در مقابل جريان روغن مقاومت می نمايد ، اين امر باعث عبور جريان آرامی به صورت نشتی از Orifice ها ، از قسمت B به قسمت A خواهد شد . در سرعتهای بيشتر ، فشار جريان روغن افزايش يافته پيستون را به سمت قسمت B فشار می دهد که باعث باز شدن اندک ديسکهای موجود در پيستون از روی کف پيستون می گردد و سيال با سرعت کم از درون Orifice ها عبور می کند ، اما در سرعتهای بسيار زياد ، ديسکها تحت فشار وارده باز مانده و سيال نيز با سرعت زياد از درون Orifice ها عبور می نمايد ، اما همزمان با پيستون ، سوپاپ فشردگی موجود در محفظه نيز که عملکرد و ساختمانی مشابه با پيستون دارد ، در همان ۳ مرحله ، حجمی از سيال که قابل جايگيری در قسمت A نيست ( بدليل وجود ميله ) را تحت فشار وارده به تيوپ ذخيره در گرداگرد محفظه اصلی منتقل می نمايد .


سيکل باز شدن ( Extension Cycle يا Rebound ) :



باز شدن يا کشش کمک فنر تحت نيروی پتانسيل ذخيره شده در فنر جمع شده ، انجام می گيرد و در اصل اين فنر می باشد که با باز شدن خودش کمک فنر را نيز باز کرده و به حالت اوليه اش بر می گرداند . در اين سيکل زمانيکه پيستون به سمت بالا کشيده می شود طی همان ۳ مرحله و بر حسب سرعت حرکت سيستم تعليق ، سيال موجود در قسمت A از طريق Orifice ها به قسمت B منتقل شده و از آنجا که مقدار سيال موجود در قسمت A برای جايگزينی در قسمت B ناکافی است بايد مقدار سيالی که در سيکل فشردگی در تيوپ ذخيره ،‌ جمع آوری شده ، وارد عمل شود . از آنجاييکه در اين زمان فشار سيال موجود در تيوپ ذخيره بالاتر از فشار سيال موجود در قسمت B می باشد ، باعث باز نمودن سوپاپ فشردگی در کف کمک فنر می گردد و در پی آن سيال از تيوپ ذحيره جريان يافته و وارد قسمت B می گردد تا اين قسمت را بطور کامل پر نمايد ( باز شدن سوپاپ در اين مرحله نيز حساس به سرعت و ۳ مرحله ای است ).




انواع کمک فنرها



دو تيوپه

تک تيوپه

با مخزن بيرونی





دو تيوپه :
در اين مدل از کمک فنر ، که همان نوع بررسی شده در بالاست ، يک تيوپ اصلی وجود دارد که پيستون در آن حرکت می نمايد و تيوپ دوم که تيوپ ذخيره نام دارد ، در گرداگرد تيوپ اصلی قرار گرفته تا سيال مازاد را در خود جای دهد .



کمک های دو تيوپه انواع متنوعی دارند ، که برخی از لحاظ تکنولوژی منحصر به يک يا چند کارخانه بوده و دارای قيمتهای بالا و کارآييهای خاصی نيز می باشند ، اما انواع متداول آن به شرح زير می باشند :



دو تيوپه گازی :

گسترش کمک فنرهای گازی باعث ايجاد برتری عمده ای در رانندگی با خودروهای مجهز به اين نوع کمک فنر گرديده . اين نوع از کمک فنر به مشکلات موجود در کنترل و هدايت خودروهايی که مجهز به شاسی و بدنه يکپارچه هستند يا فاصله چرخهايشان کم است يا نياز به فشار بالای باد تايرها دارند ، خاتمه بخشيده . اين کار تنها با افزودن مقداری گاز نيتروژن با فشار کم در تيوپ ذخيره انجام می گيرد . اين در حالی است که تصور عامه بر اين است که در کمک های گازی تنها از نوعی گاز استفاده می شود و از روغن خبری نيست . اما چنين نيست ، در اين نوع کمک فنر ، گاز ( نيتروژن ) تنها حجم بسيار کمی از حجم مواد موجود در کمک را شامل می شود . فشار نيتروژن درون تيوپ ذخيره نيز ما بين ۱۰۰ تا ۱۵۰ psi می باشد .



يکی ديگر از محاسن نيتروژن جلوگيری از ايجاد کف در کمک فنر است ، اين کف ( Foam ) که حاصل ترکيب شدن روغن با هوا ( در کمک فنرهای دو تيوپه هيدروليکی بجای نيتروژن ، هوا وجود دارد ) است ، قابل فشرده شدن می باشد ، از اينرو باعث اخلال در کار کمک شده و نرمی و راحتی رانندگی را از بين می برد همچنين واکنشهای کمک فنر را با تاخير مواجه می کند . اما در انواع گازی ، نيتروژن تحت فشار قابليت ترکيب شدن با روغن را دارا نيست . در صورتی هم که مقادير کمی هوا در پروسه توليد يا در حين کارکرد کمک وارد آن شده باشد ، بدليل وجود فشار نيتروژن تنها به صورت حباب در روغن پخش می شود .



ديگر مزيت کمک فنرهای گازی ، بازگشت جزئی آنها پس از فشرده شدن است ، اين امر که بدليل بيشتر بودن سطح مقطع زير پيستون نسبت به سطح بالای پيستون ( بدليل وجود ميله )‌ و وجود فشار بالای نيتروژن وارد بر سطح بزرگتر ( زير پيستون ) اتفاق می افتد ، باعث بالا رفتن ضريب فنر شده ، و تا حدی از پايين رفتن سر خودرو هنگام ترمز گيری ، پايين رفتن عقب خودرو در هنگام شتاب گيری و چپ شدن و انحراف خودرو جلوگيری می نمايد.




دو تيوپه هيدروليکی :
عينا مشابه نوع گازی می باشند ، با اين تفاوت که در آنها بجای نيتروژن تحت فشار کم ، از هوا در فشار معولی استفاده می شود ، که مشکلاتی نظير ايجاد کف در آنها اجتناب ناپذير است ( نوع هيدروليکی ، نسل اول کمک فنرهای دو تيوپه محسوب می شوند ، که همينک جای خود را به انواع گازی سپرده اند ) .





دو تيوپه Foam Cell :
در اين نوع بجای اينکه اجازه داده شود گاز نيتروژن در تماس با سيال هيدروليکی ( روغن ) قرار گيرد ، سلولهايی از نيتروژن اشباع شده بکار می رود ، اين نوع نيز همانند نوع گازی ، از ايجاد کف هوا و روغن جلوگيری می نمايد ، اما در صورتی که در دماهای بسيار بالا قرار گيرد ( کارکرد در جاده های با دست انداز بسيار زياد در مدت زياد ) پس از سرد شدن ديگر کيفيت اوليه خود را باز نخواهد يافت .



يکی از اشکالات کمک های دو تيوپه ، نداشتن قابليت نصب شدن به صورت زاويه دار و يا سر و ته می باشد ، اين امر باعث می شود ، در مواردی که سازنده با کمبود جا مواجه است امکان استفاده از اين نوع کمک را نداشته باشد ، ديگر اشکال کمک های دو تيوپه نيز دفع نشدن کافی گرما به خارج می باشد ، چرا که تيوپ ذخيره مانعی بر سر خروج گرمای توليدی در پيستون بوده و گرما نيز باعث کاهش ويسکوزيته روغن می گردد ، که اين امر کارآيی کمک فنر را کاهش می دهد ( اين مشکل در نوع گازی کمتر بوجود می آيد ) . کمک های دو تيوپه در اکثر خودروهای سواری ، وانتها ، SUV ها و کاميونهای سبک بکار می رود .



تک تيوپه :
در اين نوع از کمک فنر همانطور که از نامش پيداست ، تيوپ ذخيره وجود ندارد ، در درون تيوپ اصلی ۲ پيستون وجود دارد ؛ پيستون متحرک و پيستون جدا کننده ( معلق ) ، پيستون متحرک که به ميله کمک فنر متصل است دقيقا مشابه انواع دو تيوپه عمل می نمايد ،‌اختلاف اصلی اينجاست که در اين نوع از سوپاپ فشردگی خبری نيست و بجای آن يک پيستون جدا کننده ، محفظه حاوی روغن را از محفظه گاز جدا می نمايد ، محفظه زيرين حاوی گاز با فشار ۳۶۰ psi می باشد . در حين کارکرد در سيکل بازشدن ، هنگامی که فشاری بر پيستون متحرک وارد نشود بر اثر فشار نيتروپن زيرين ، بالا آمده و فضای خالی را پر می نمايد ، در سيکل فشرده شدن نيز تحت فشار ، پيستون پايين می رود تا کمک تا انتها فشرده شود .




اين نوع کمک فنر قابليت نصب در تمامی حالتها را داراست ، همچنين بدليل فشار بالای نيتروژن ، بر خلاف ديگر انواع کمک فنر قابليت ساپورت مقدار کمی از وزن خودرو را نيز دارد . در اين نوع بدليل نبود تيوپ ذخيره مشکل دفع حرارت توليدی نيز وجود ندارد ، در صورت بروز گرما نيز نه تنها کارآيی آن کاهش نمی يابد بلکه در پی افزايش فشار نيتروژن ( در اثر گرما ) بهبود نيز می يابد . همچنين بدليل نبود تماس بين روغن و گاز يا هوا مشکل تشکيل کف نيز وجود ندارد ، اما عيب اين نوع کمک فنر آسيب پذيری آن است چرا که بدليل نبود تيوپ ذخيره ، در صورت برخورد شيئی خارجی با پوسته کمک و ايجاد فرورفتگی ، پيستون از حرکت باز می ماند . اين نوع کمک فنر در بسياری از خودروهای سواری ، وانتها ، SUV ها و کاميونهای سبک استفاده می شود ، اما قيمت بالاتری نسبت به انواع تک تيوپه دارد .



با مخزن بيرونی :

اين نوع که بهترين نوع کمک فنر محسوب می شود ، برای کارهای برجسته ای چون مسابقات اتومبيلرانی و موتورسيکلت رانی بکار می رود و قيمت بالايی نيز دارد . در اين نوع ، از يک کمک فنر تک تيوپه سبک و کوچک استفاده می شود که بوسيله يک لوله به مخزنی که در قسمتی جدای از کمک فنر واقع شده و حاوی سيال و گاز می باشد وصل می شود ، درون مخزن يک پيستون جداکننده و يک سوپاپ فشردگی قرار دارد ، از اينرو می توان اين نوع را ترکيبی از دو نوع قبلی يعنی دو تيوپه و تک تيوپه دانست .



اشغال فضای کمتر در پشت چرخ ، بدليل پرتابل بودن مخزن دوم ( در برخی موارد به تيوپ اصلی چسبانده شده ، اما در اکثر موارد جدا می باشد ) ، خنک شدن بهتر و قابل تنظيم بودن ، از مزايای اين نوع کمک فنرها محسوب می شود .









چند نکته :



مهندسين خودرو برای بدست آوردن کاراکترهايی چون بالانس ، تعادل و پايداری خودرو در شرايط مختلف ، ميزان باز شدن ديسک های پيستون و سوپاپ فشردگی را به نسبت نوع خودرو ، وزن آن و شرايط کارکرد ، تنظيم می نمايند . اين ميزان باز شدن را Valving Value می نامند و با تغيير فنر موجود در پيستون و سوپاپ فشردگی قابل تغيير می باشد ، از اينرو در صورتی که قصد خريد کمک فنری غير از نوع استاندارد خودرويتان داريد ، حتما به مقدار Valving Value کمک فنر جديد توجه نماييد تا با قطعه اصلی يکسان باشد .

برخی کمک فنرها به صورت زاويه دار نصب می شو ند که اين امر باعث کاهش تاثير کمک فنر می شود ، اما در مواردی که با کمبود جا مواجه باشند (‌ چه از نظر کمبود فضا برای قرارگيری در حالت عمودی و چه از نظر ارتفاع باز شدن ) کج کردن زاويه کمک ، اجتناب ناپذير است . اين امر بيشتر در خودروهايی که از فنرهای تخت استفاده می کنند ديده می شود ، جدول زير ميزان کاهش تاثير کمک در درجه های مختلف را نشان می دهد .


هر چه قطر محفظه و پيستون ( Bore size ) بيشتر باشد ، فشار داخل تيوپ کمتر شده و دما نيز کاهش می يابد و تعديل سيستم را بهبود می بخشد ، اما در مواردی که با کمبود جا مواجه باشند افزايش قطر امکان پذير نيست .


زمان تعويض :

روش قديمی فشار بر روی گلگير و توجه به نحوه رفتار کمک فنر هنوز يکی از بهترين روشها برای تشخيص خرابی کمک فنر است ( پس از چند تکان محکم ، دست خود را بر داريد اگر نوسان خودرو بيش از ۱ تا ۵/۱ بار ادامه يافت ، کمک فنر بايد تعويض شود .

گسيختگی کاسه نمد باعث نشتی روغن از کمک فنر می شود ، هر گاه نشتی از کمک فنر ديده شد ، زمان تعويض آن است .

وجود مشکل در هندلينگ خودرو و انحراف در پيچها می تواند بر اثر خرابی کمک فنرها باشد .

يک کمک فنر خوب ، به نسبت خرابی جاده هايی که خودروی شما در آنها حرکت می کند ؛ بايد بين ۱۳۰ تا ۱۶۰ هزار کيلومتر کار کند ، اما اين را نيز بدانيد که شرايط يک کمک فنر نو بسيار متفاوت با کمک فنری است که بطور مثال ۱۰۰ هزار کيلومتر کار کرد دارد .

هميشه کمک فنرها را به صورت جفت تعويض نموده و از تعويض تکی آنها خودداری نماييد .