پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

بررسی عملکرد کمک فنرهای تویین تیوب

یکی از قطعات مهم در سیستم تعلیق خودرو، که بر میزان آرامش سرنشینان بسیار تأثیرگذار است، کمک فنر (Damper or Shock Absorber) است.

وظیفه کمک فنرها این است که ضربه ها، لرزش ها و به طور کل نیروهای وارده به سیستم تعلیق را خنثا می کنند. کمک فنرهای به کار برده شده در خودروها، با کمک روغن و گاز، انرژی دریافتی را به گرما تبدیل می کنند و به این ترتیب انرژی وارده به سیستم تعلیق خنثا یا دمپ (Force Damping) می شود.

کمک فنرهای تویین تیوب از دو سیلندر تشکیل شده اند. به گونه ای که یک سیلندر کوچک درون سیلندر بزرگ تر، که سیلندر بیرونی است، قرار می گیرد. پیستون دمپر، درون سیلندر کوچک تر قرار می گیرد و با فشردن روغن درون سیلندر کوچک نیروی وارده را به گرما تبدیل می کند. روغن فشرده شده از طریق سوپاپ هایی که در انتهای دمپر قرار دارند و دو سیلندر را به هم مرتبط می کنند به سیلندر بیرونی منتقل می شود و پس از این که فشار از روی پیستون برداشته شد، روغن به درون سیلندر کوچک مکیده می شود. مکش روغن به درون سیلندر اول به علت وجود فشار منفیِ به وجود آمده در سیلندر اول است که موجب می شود روغن به علت اختلاف فشار جابه‌جا شود. در بالای سیلندر بزرگ تر، از گاز کم فشارتری نسبت به دمپرهای مونو تیوب استفاده می کنند. موقعیت قرارگیری گاز موجود به گونه ای نیست که به درون سیلندر کوچک نفوذ کند و علت کاربرد آن هم این است که فشار کمی بر طرف دیگر روغن وجود داشته باشد تا از پرت شدن روغن هنگام فشرده شدن پیستون جلوگیری کند.

گاز به کار برده شده در این کمک ها هوا یا نیتروژن است. البته این قضیه بین مردم جا افتاده است که به کمک هایی که در آن ها از گاز نیتروژن استفاده شده است کمک گازی بگویند، در صورتی که در همه این کمک ها از گاز (نیتروژن یا هوا) استفاده شده است.

حتما بخوانید: بررسی عملکرد کمک فنرهای مونو تیوب

برخی شرکت های سازنده کمک فنرهای تویین تیوب، با ایجاد دندانه هایی در ابتدا و انتهای سیلندر کوچک توانستند حرکت رفت و برگشتی پیستون را درون سیلندر کوچک کندتر کنند. با اعمال چنین تغییری عبور از دست اندازهای کوچک آرام تر شد و سرنشینان نرمی بیش تری را در سواری خودرو هنگام عبور از این دست اندازها حس کردند.

ویژگی های تویین تیوب:

۱- به علت ساختار این فنرها نمی توان آن ها را با زاویه زیادی نصب کرد، زیرا اگر زاویه پیستون اصلی، که همان زاویه نصب دمپر است، زیاد شود نیروهای وارده به کمک علاوه بر روغن به دیواره سیلندر کوچک نیز وارد می شود و به مرور زمان دمپر را از کار می اندازد.

۲- ضربات خارجی که به پوسته کمک فنر وارد می شوند اثری بر عملکرد دمپر ندارند.

۳- تیراژ تولید این نوع از دمپرها بسیار بالاست، از این رو نسبت به مونوتیوب ها ارزان تر هستند.

۴- هرچه گاز درون سیلندر بیرونی پرفشار تر باشد سواری خودرو سفت تر می شود و هرچه گاز به کاربرده شده کم فشار تر باشد سواری نرم تر می شود. گاز کم فشار علاوه بر به ارمغان آوردن سواری نرم تر موجب می شود تنش کم تری به درزبندها یا کاسه نمدهای به کار برده شده وارد شود و به دنبال آن اصطکاک کم تری نیز به دست می دهد.

۵- در کمک هایی که از هوا استفاده شده است، به علت این که هوا مستقیم با روغن در تماس است، احتمال نفوذ هوا به درون روغن (Cavitation) زیاد می شود و روغن به شکل کف درمی آید (Foaming).

حال اگر به جای هوا از گاز نیتروژن در این کمک ها استفاده کنیم دیگر شاهد کف کردن روغن نیستیم، زیرا مولکول های گاز نیتروژن تراکم ناپذیرند. یعنی هنگامی که فشرده می شوند مانند فنر عمل می کنند و بلافاصله انرژی ذخیره شده در اثر فشرده شدن را مانند فنری که فشرده شده است آزاد می کنند. این خاصیت گاز نیتروژن موجب می شود فاصله بین مولکول های روغن موجود در کمک فنر کم بماند و هوا آن فاصله را پر نکند.

۶- در کمک هایی که گاز نیتروژن به جای هوا جایگزین می شود، بازگشت پیستون به حالت اولیه در اثر خاصیت فنری مولکول های نیتروژن صورت می گیرد، یعنی قبل از این که وزن و شتاب خودرو دمپر را به حالت اولیه بازگرداند مولکول های نیتروژن با خاصیت فنری خود باعث بازگشت دمپر به حالت اولیه می شوند. این ویژگی باعث می شود تغییرات چشم گیری در سواری خودروهایی که از این کمک ها استفاده می کنند به وجود آید. یکی از این تغییرات در زمان ترمزگیری مشخص می شود، در خودروهایی که کمک فنر تویین تیوب معمولی دارند (گاز هوا به کار رفته شده است) هنگام ترمزگیری سر خودرو به سمت پایین متمایل می شود (کله می کند). این مشکل در خودروهای با کمک های نیتروژنی برطرف شده است، زیرا مولکول های نیتروژن اجازه جمع شدن کمک در اثر ترمزگیری را نمی دهند. تغییر دیگر در سواری هنگام پیچیدن خودورست، به این صورت که در خودروهایی که کمک فنرشان با هوا پر شده است در هنگام پیچیدن کمک های سمتی از خودرو، که خارج پیچ قرار دارند، جمع می شوند اما در خودروهایی که در کمک شان از گاز نیتروژن استفاده شده است گاز نیتروژن مانع از جمع شدن کمک ها می شود، در نتیجه، سرنشینان در کابین خودرو ثبات بیش تری را هنگام پیچیدن خودرو حس می کنند. اما افزون بر نکات مثبت ذکرشده، سواری این خودروها خشک تر می شود و هرچه فشار گاز نیتروژن بیش تر باشد بر خشکی سواری افزوده می شود.

۷- به علت این که در این کمک ها از دو مخزن استفاده شده و فضا برای جابه‌جایی روغن داریم، بنابراین بازه جابه‌جایی پیستون (Piston Stroke) در این کمک ها بیش تر از مونوتیوب است.

۸- اندازه پیستون های استفاده شده کم تر از مونوتیوب است که این کاهش اندازه باعث می شود سطح مقطعی که نیرو را منتقل می کند کم تر شود، در نتیجه، فشار بیش تری اعمال می شود که باعث گرم تر شدن دمپر می شود. به طور کلی، این مسائل باعث می شود فرآیند خنثاسازی نیرو محدودتر شود.

محمد جبارزاده شیاده
پایگاه خبری اسب بخار