لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 15
سیستم های تعلیق خودرو
سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟ Your browser does not support inline frames or is currently configured not to display inline frames.
هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.
کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.
اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.
بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.
مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:
● سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.
● دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.
این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:
بخش
تعریف
هدف
راه حل
ایزولاسیون جاده
توانایی خودرو برای جذب یا جداسازی شوک جاده از قسمت سرنشین.
به بدنه خودرو این اجازه را بدهد تا به راحتی روی جاده های خراب حرکت کند.
انرژی را از دست اندازها گرفته و آن را آزاد کند، بی آن که بر خودرو تکان اضافی وارد
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 15
سیستم های تعلیق خودرو
سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟ Your browser does not support inline frames or is currently configured not to display inline frames.
هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.
کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.
اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.
بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.
مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:
● سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.
● دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.
این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:
بخش
تعریف
هدف
راه حل
ایزولاسیون جاده
توانایی خودرو برای جذب یا جداسازی شوک جاده از قسمت سرنشین.
به بدنه خودرو این اجازه را بدهد تا به راحتی روی جاده های خراب حرکت کند.
انرژی را از دست اندازها گرفته و آن را آزاد کند، بی آن که بر خودرو تکان اضافی وارد
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 18
<< بنام خدا >>
پروژه : سیستم تعلیق فعال اتوبوس :
شکل زیرسیستم تعلیق فعال یک اتوبوس را نشان می دهد که به مدل یک چهارم سیستم تعلیق خودرو مشهور است . تنها حرکت عمودی خودرو و با جرم با متغیر مشخص شده است . اکسل خودرو نیز دارای جرم m2 بوده و جابجایی عمودی آن X2 است . تایر خودرو با ضریب سختی و ضریب استهلاک ویسکوز خطی و همینطور فنر و کمک فنر خودرو با ضرائب سختی و ضریب استهلاک ویسکوز خطی مدل شده اند .
علاوه بر وجود فنر و کمک فنر همانند سیستمهای متداول تعلیق غیر فعال خودرو ، یک عمگر هیدرولیکی با نیوماتیکی نیروی U رابه بدنه خودرو اعمال می کند که از نوسانات خودرو جلوگیری نماید . نا همواری جاده را با ورودی اغتشاش W نشان داده شده است
* برای مدل کردن این سیستم باید ورودی و خروجی را مشخص کنیم :
ورودی در واقع U ورودی عمگر سیستم تعلیق فعال می باشد که بصورت ورودی کنترل شده عمل می کند و اغتشاش جاده ( w ) بصورت ورودی اغتشاشی به سیستم اعمال می شود .
خروجی می توان خروجی در این سیستم را ، نوسانات خودرو در نظر گرفت ولی در این مسأله عنوان شده که خروجی که می بایست کنترل شود متغیر است .
* اصول فیزیکی حاکم بر سیستم :
نیروی فنر بصورت خطی F=K.Δx و نیروی کمک فنر بصورت استهلاک ویسکوز عمل می کنند و معدلات حاکم بر سیستم همان معادلات نیوتن می باشد .
* حالت آزاد فنر :
زمانیکه جرمی روی فنر قرار می گیرد آنرا از حالت تعادل آزاد به اندازه x جابجا می کند اگر در اینحالت طول فنر را در تعادل معرفی کنیم نیروی وزن با نیروی فنر خنثی می شودیعنی:
لذا در صورتیکه حالت تعدل فنر را مبنای اندازه گیری قرار دهیم ( مبنای اندازه گیری نیروهای ایجاد شده در فنر . ) ، می توان با حذف این دو نیروی اولیه مجموع نیروهای خارجی وارد بر سیستم را بدست آورد .
* مدلسازی :
دیاگرام آزاد نیروها را برای دو جرم و رسم می کنیم :
همانطور که در معادلات اخیر ملاحظه می کنید نیروی فنر بدلیل توضیح داده شده در بالا بصورت و بوده و هر دوی آنها با هم حذف می شوند .
در معادلات بالا X20 و X10 مقادیر ثابتی هستند که با در نظر گرفتن مبدأ سنجش جابجایی فنرها از حالت تعادل آنها ، می باشد و معادلات حالت سیستم را می توان بصورت زیر بازنویسی کرد :
( شرایط اولیه صفرفرض می شود . )
1- مدلسازی سیستم و بدست آوردن توابع تبدیل و :
* در واقع یک سیستم تعلیق اتوبوس خوب باید بتواند اغتشاشات ناشی از خیابان از قبیل پستی و بلندی ، تصادفات و چاله ها ، و ... را خیلی سریع damp کند . بدلیل اینکه فاصله X1-W برای اندازه گیری سخت است و W-X2 نیز قابل تغییر است لذا از تخمین X2-X1 بعنوان خروجی استفاده شده است .
* در این مسأله اغتشاشاتی خیابان (w) توسط یک ورودی پله سیموله خواهد شد . در مراحل بعدی کار در واقع ما می خواهیم یک کنترل فیدبک طراحی کنیم تا خروجی ( X2-X1 ) یک بالازدگی (Overshoot ) کمتر از %5 و یک Ts ( Setling Time ) کمتر از 5s را داشته باشد در صورتیکه اتوبوس با پله Cm 15 از سطح خیابان حرکت می کند
( اغتشاشcm15 = Wبصورت پله )
2- تحریک با ورودی پله برای سیستم حلقه باز :
با استفاده از نرم افزارمطلب ، می توان نشان داد که چطور سیستم حلقه باز اصلی بدون هرگونه کنترلر فیدبکی کاری می کند که این موضوع در شکلهای (1) تا (3) آورده شده است .
با توجه به شکل اول (1) ملاحظه می شود که سیستم حلقه باز اصلی یک سیستم میزان نوسانی
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 24
بخش اول:
در کاتالوگها یا دفترچه راهنمای خودروها، در قسمت نوع سیستم تعلیق با نامهایی چون: سیستم تعلیق مستقل، مک فرسون، پیچشی، Multilink و ... مواجه میشویم، اما متاسفانه اطلاعات عامه مردم، درباره سیستم تعلیق و انواع و اجزای آن در حد بسیار اندکی میباشد؛ در حدی که حتی برخی افراد نمیدانند سیستم تعلیق یا Suspension به کدام قسمت یا قسمتهایی از خودرو اطلاق میشود، بنابراین در این مطلب سعی خواهد شد فلسفه وجود این سیستم، اجزا تشکیل دهنده و انواع مختلف آن همراه با مزایا و معایب هر کدام مورد بررسی قرار گیرد.
فلسفه وجود سیستم تعلیق
یک جاده هر چقدر هم صاف و مسطح باشد، محل مناسبی برای به حرکت در آوردن ۱ یا چند تن فلز با سرعت بالا، نیست. پس به سیستمی نیاز است که توانایی کاهش ضربات، تکانها و لرزشهای ناشی از شرایط جاده را داشته باشد. علاوه بر این، یک خودرو باید در مقابل تغییر مقدار بار وارده و تغییر نقطه ثقل، انعطافپذیر بوده و توانایی مواجه با آنها را داشته باشد، به طور مثال در شکل زیر تغییر نقطه ثقل یک خودرو را در در نقاط مختلف یک پیچ ملاحظه میکنید، که در صورت نبود سیستمی برای تغییر وضعیت تعادل، خودرو در ابتدای پیچ از مسیر منحرف شده و یا واژگون میگردد.
موارد بالا را میتوان فلسفه اصلی وجود سیستم تعلیق دانست، اما سیستم تعلیق علاوه بر دفع ضربات و جلوگیری از انحراف و چپ شدن خودرو تواناییهای دیگری نظیر: نگهداری میزان تنظیم چرخها در حالت صحیح، نگهداشتن ارتفاع خودرو در میزان ثابت، پشتیبانی از وزن خودرو و تنظیم نحوه پخش آن، نگهداشتن تایرها در تماس با جاده و ... را نیز دارا است.
یک سیستم تعلیق دارای اجزاء بسیاری میباشد، اما اصلیترین اجزای آن فنر و کمکفنر میباشند؛ به همین خاطر ابتدا به بررسی کارکرد این دو، در سیستم پرداخته و سپس به طور مفصل انواع هر کدام را بررسی خواهیم کرد.
فنر (Spring):
قسمتی از سیستم تعلیق میباشد که وزن خودرو را ساپورت کرده، ارتفاع خودرو را در حد استانداردش ثابت نگه داشته و ضربات جاده را نیز دفع مینماید.
فنرها که اغلب میلهها یا حلقههای فولادی انعطافپذیری هستند، به شاسی و اتاق خودرو اجازه میدهند تا بدون اخلال در حرکت خودرو، دستاندازها را یکی پس از دیگری پشت سر بگذارد.
کمکفنر (Shock Absorber یا Damper):
در صورتی که خودرویی تنها مجهز به فنر باشد، زمانی که باری اضافه بر روی فنرها اعمال شود یا وسیله نقلیه با یک دستانداز روبهرو شود، فنر با جمع شدن آن را جذب مینماید، اما زمانی که یک فنر جمع میشود، مقداری انرژی در خود ذخیره میکند که برای تخلیه این انرژی، فنر باز شده و انرژی وارده را به شکلی غیر قابل کنترل رها میسازد و از آن جایی که فیزیک یک فنر با نوسان و ارتعاش آمیخته است پس از باز شدن دوباره جمع شده و سپس دوباره باز میشود، و این حرکت تا زمان تخلیه کامل انرژی ادامه مییابد، البته هر بار با فرکانسی کمتر از بار قبل. این سیکل باعث جدا شدن چرخ از سطح جاده، خارج کردن کنترل خودرو از دست راننده و از بین بردن نرمی و راحتی سواری و ایجاد حالتی مشابه قایق سواری، میگردد.
اما آن چه این مشکل را حل مینماید چیزی نیست جز کمکفنر؛ کمکفنری که در شرایط مناسب قرار داشته باشد به سیستم تعلیق اجازه میدهد تا نوسان به وجود آمده را به یک یا دو سیکل تقلیل داده، حرکت بیش از حد را تعدیل نموده و وزن وارد بر چرخها را در حالت تعادل و چسبیده به جاده قرار دهد. با کنترل فنر و حرکات سیستم تعلیق، اجزاء دیگر سیستم نظیر Tie Rod ها نیز در وضعیت درست خود فعالیت خواهند کرد و همین امر تنظیم چرخها را نیز به صورت ثابت در حالت صحیح خود، نگه میدارد.
کمکفنر عموماً شامل یک پیستون با سوراخهای ریز میباشد که در درون یک استوانه حاوی سیال هیدرولیکی حرکت میکند، که عبور تحت فشار سیال از سوراخها، منجر به حرکت ملایم پیستون در استوانه میگردد.
انواع فنرها
۵ نوع عمده فنر در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد.
۱- فنر مارپیچ (Coil Spring):
نوع معمول و شناخته شده فنر میباشد، که یک میله پیچیده شده (حلقه شده) فولادی است، قطر و ارتفاع حلقه، قدرت و مقاومت فنر را تعیین مینماید. افزایش قطر میله، باعث افزایش قدرت فنر میگردد، در حالی که افزایش طول آن باعث افزایش انعطافپذیریش خواهد شد.
مقدار وزنی که برای فشردن یک فنر مارپیچ به میزان ۱ اینچ لازم است را نرخ فنر (Spring Rate) مینامند. این مقدار برای اندازهگیری قدرت فنر استفاده میشود و میتوان آن را نرخ فشردگی فنر نیز اطلاق کرد. برای مثال اگر ۱۰۰ پاند وزن لازم باشد تا فنری با حلقههای مساوی در ارتفاعش ۱ اینچ فشرده شود، برای این که همین فنر ۲ اینچ فشرده شود نیاز به ۲۰۰ پاند وزن میباشد اما این فرمول فقط برای فنرهایی صادق است که فشردگی حلقههای یکسانی دارند، در فنرهای پیشرفته (Progressive Springs)، یک فنر دارای نرخهای مختلف در نقاط مختلفش میباشد.
این فنرها به دو روش ساخته میشوند، 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 بیشتر است. اصولاً فنرهای چند نرخی باعث میشوند تا در زمان خالی بودن خودرو، قسمتی که دارای نرخ کمتری است وارد عمل شده و سواری نرمتری را فراهم نماید و در هنگام اعمال وزن نیز قسمت با نرخ بالا وارد عمل شده و ساپورت و کنترل بهتری را برای وسیله نقلیه فراهم میسازد.
محاسن: فنرهای مارپیچ به هیچ تنظیمی نیاز نداشته و اکثراً بدون خرابی میباشند.
معایب: این نوع فنرها از لحاظ تحمل وزن محدودیت داشته، همچنین احتمال ضعیف شدنشان هم وجود دارد، که این امر باعث بر هم خوردن تنظیم هندسی و ارتفاع خودرو و فرسودگی تایرها و دیگر قطعات خودرو میشود. با اندازهگیری ارتفاع خودرو و مقایسه آن با میزان مشخص شده، میتوان از ضعیف شدن فنرها آگاه شد.
موارد مصرف: این نوع فنر، در اغلب خودروهای سواری امروزی، استفاده میگردد.
۲- فنر تخت (Leaf Spring):
فنرهای تخت که در دو نوع تک ورقی و چند ورقی عرضه میشوند، این فنرها مانند فنرهای مارپیچ برای جذب ضربه جمع نمیشوند، بلکه خم میشوند. نوع چند ورق شامل چند صفحه فولادی انعطافپذیر با طولهای مختلف میباشد که بر روی یکدیگر قرار گرفتهاند و در مواجه با ضربات جاده خم شده و بر روی یکدیگر میلغزند. در نوع تک ورق نیز که عمدتاً از نوع باریک شونده میباشد، تنها یک ورق فنری که در وسط کلفتتر از طرفین میباشد، مورد استفاده قرار میگیرد، این نوع از فنرهای تخت عمدتاً از کامپوزیتها ساخته میشوند اما نوع فولادی آنها نیز یافت میشود.
فنرهای تخت عمدتاً به صورت مجزا برای هر چرخ استفاده میشوند که در طول خودرو و در زیر هر چرخ نصب میشوند، اما برخی کارخانجات نیز، از نوع متقاطع (ضربدری) آن برای هر دو چرخ استفاده میکنند. فنرهای تخت به وسیله یک رابط Uشکل به اکسل خودرو متصل میشوند و از دو طرف نیز به شاسی وصل میگردند.
محاسن: این نوع از فنرها توانایی ساپورت وزنهای زیاد را دارا بوده و سواری نرمتری را برا ی خودروهای سنگین به ارمغان میآورند.
معایب: نیاز به جای زیاد، وجود اصطکاک بین ورقههای فنر و ایجاد صدای ناشی از لغزش فنرها بر روی یکدیگر (با نصب ورفهای پلاستیکی بین ورقههای فنر قابل حل است) و همچنین نیاز به سرویس و نگهداری از معایب این فنرها محسوب میشود.
موارد مصرف: این نوع از فنرها بیشتر در خودروهای سنگین، وانت بارها ، برخی SUVها (در مورد وانتها و SUVهای جدید فقط برای چرخهای عقب استفاده میشود) و حتی برخی خودروهای سواری قدیمی نظیر پیکان دیده میشود.
۳- میله پیچشی (Torson Bar):
در این نوع از فنر، میله فولادی نه جمع شده و نه خم میشود بلکه در خود میپیچد، میله پیچشی که یک میله صاف یا L شکل است به صورت عرضی در یک سمت به شاسی وصل شده و در سمت دیگر به قسمت متحرکی از سیستم تعلیق متصل میشود، در هنگام مواجه با ضربه، میله پیچشی در خود پیچ خورده (میتابد) و رفتار یک فنر را از خود بروز میدهد (حرکت این نوع فنر مانند زمانی است که برای آب کشیدن یک لباس آن را با دو دست میپیچانیم).
میلههای پیچشی برای تبدیل حرکت عمودی خودرو به حرکت پیچشی در سطح افقی خود، در یک سمت شیاردار میباشند.
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 46