دانلود ‫پروژه بررسی و تحلیل انواع سیستم های تعلیق

چکیده هدف اصلی این پروژه بررسی سیستم های تعلیق و تحلیل اثرات ارتعاشات بر روی سیستم غیر فعال است.

که در ابتدا سعی شده است نگاهی گذرا بر انواع سیستمهای تعلیق از نظر فعال یا غیر فعال بودن داشته باشیم.

بعد از آن در این پروژه تحلیل اثرات ارتعاشات بر روی سیستم تعلیق خودرودو درجه آزادی مورد بررسی قرارگرفته است، که همانگونه که مشاهده می شود به پارامترهای مختلفی مانند ضرایب سیستم تعلیق، ناهمواری های جاده وابسته است.

این پروژه نیازمند بسط یک مدل ریاضی برای شبیه سازی رفتار دینامیکی یک خودرو است.

در این پروژه برای شبیه سازی از کامپیوتر و برنامه MATLAB استفاده شده است.

1-1 سیستم تعلیق خودرو به عنوان یکی از سیستم های مهم در خودرو یکی از کانون های اصلی مهندسی اتومبیل می باشد.

تعلیق اصطلاحی است که به مجموعه فنر ها، کمک فنرها واهر مبندی هایی که به چرخ های خودرو متصل می گردد اطلاق می شود.

در وسائل نقلیه موتوری سبک و سنگین جهت تعدیل اثرات نامطلوب ناشی از ناهمواری سطح جاده ازسیستم تعلیق استفاده می کنند .

این اثرات باعث خستگی راننده و سرنشینان آن می شود به طوریکه این وضع موجب بخطر افتادن سلامتی انسان شده و نهایتاً کاهش بازده راننده و همچنین کاهش عمر مفید قطعات خودرو را به دنبال خواهد داشت.

سیستم تعلیق از همان زمان اختراع خودرو بکار گرفته شده بود و در طول زمان کاملتر شده است.

این تکامل جنبه های مختلفی داشته که نتیجتاً قابلیتهای جدیدی را به دنبال آورده است.

به طوریکه درصد قابل توجهی از انرژی حاصل از ارتعاشات و نوسانات ناشی از ناهممواری سطح جاده توسط فنر و دمپر سیستم تعلیق جذب و مستهلک می شود.

مهمترین اهداف این پروژه به شرح زیر هستند : -شناخت وظایف و پارامترهای مهم طراحی سیستم تعلیق - شناخت انواع سیستم تعلیق - شبیه سازی سیستم تعلیق دو درجه آزادی 1-2 تاریخچه سیستم تعلیق آثار بوجود آمدن سیستم تعلیق به بیش از پنج هزار سال پیش به سومریان می رسد و از هنگامی شروع می شود که چرخ اختراع گردید و از آن وقت تا به امروز سیر تکاملی خود را طی کرد.

مجسمه زیر با قدمت سه الی چهار هزار سال پیش از سرزمین هند از این کشف مهم خبر می دهد.

در کشور خود ما نیز در تخت جمشید گوشه ای از این اختراع مربوط به 2500 سال پیش دیده می شود.

ایرانیان اولین مردمانی بودند که چرخ را بهینه کرده و بر آن "آج" زدند.

در طی این پنج هزار سال این سیستم دچار تحولات زیادی شده است تا بصورت مدرن امروزی در آمده است.

در قرن هشتم بعد از میلاد سیستم تعلیق با زنجیر آهنی اختراع گردید.

پس از آن سیستم تعلیق فنری بر روی درشکه ها به وجود آمد.

فنر تا حدودی می توانست ضربات ناشی از دست انداز ها را بگیرد، ولی با بالا رفتن سرعت وسایل نقیله سیستم دیگر کاملا راحت و متعادل نبود.

با بوجود آمدن وسایل نقلیه موتوری و بالا رفت سرعت تنها فنر سیستم تعلیق جوابگوی سیستم تعلیق نبود.

و با افتادن خودرو در دست اندازها امکان واژگونی خودرو موجود بود، لذا نیاز به وسیله ای بود که بتواند انرژی بوجود آمده در دست انداز ها را مستهلک کند، لذا کمک فنر اختراع گردید.

اولین کمک فنر ها در سال 1904 بر روی درشکه ها با فنر تخت نصب گردید و باعث نرمی و سرعت این وسیله گردید، قبل از آن این وسیله نقلیه چندان راحت نبود.

در سال 1915 کمک فنر چرمی پیچیده شده برروی فنر متصل به بلوک چوبی اختراع گردید.

در حالی که کمک فنر های با اصطکاک خشک تا سال 1930 رواج داشتند، کمک فنر های هیدرولیک از اوایل قرن بیستم به تدریج ساخته شدند.

برتری فوق العاده سیستم های سیستم های کمک فنری هیدرولیک نسبت به زیان سیستم های اصطکاکی کلمبی خصوصا در جاده های صاف امروزی مشهود است.

عمر کمک فنر ها افزایش یافته با آبندی بهتر و کیفیت بهتر سطوح پرداخت شده در سطوح اصطکاکی، بواسته کنترل کیفی بهتر امروزی کیفیت افزایش یافته، هزینه ها نسبت به انواع قدیمی کمتر بحرانی است و در حالتی بصورت تولید انبوخ ساخته می گردد و توسط ابزار مدرن تولید می گردد.کمک فنر های هیدرولیک دارای انواع مختلفی زیادی می باشند، که آنها را می توان به 5 گروه تقسیم کرد:1- کمک فنر های اهرمی مخزنی 2- کمک فنر های اهرمی با سیلندر های خطی 3- کمک فنر های اهرمی با سیلندر های موازی 4- کمک فنر های اهرمی پیستون و میل پیستون دار،5- کمک فنر های تلسکوپی در مد نظر طراحان بوده است که کمک فنر هایی بسازند که قدرت کمک فنری آن متناسب با نیاز کمک فنر ی خودرو در هر لحظه باشد، لذا در تکامل این کمک فنر ها کمک فنر های متغیر مانند شکل زیر طراحی گردیدند.

این کمک فنر ها بوسیله سنسور ها ارتعاشات لحظه ای خورو را در نقاط مختلف اندازه گیری می کنند، این اطلاعات به سیستم کنترل الکتریکی فرستاده می شود و پس از پردازش به شیر پروپرسیونال مربوطه فرمان می دهد و متناسب با آن نیروی کمک فنری در سیستم اعمال می شود.

به هر حال هدف نهایی کم فنر رسیدن به حذف کامل ارتعاشات جاده ای می باشد[5].

1-3 دسته بندی سیستم های تعلیق سیستم های تعلیق خودروهای سواری دارای انواع گوناگونی می باشند که از دیدگاه ساختار، کارکرد و کاربرد تفاوتهای بنیادین با یکدیگر دارند.

این خانواده از سیستم های بسیار ساده ،مانند محورهای یکپارچه آغاز شده و تا سیستم های تعلیق پویای زانتیا ادامه دارد[1]و[5].

سیستم های تعلیق بر پایه کاربرد شان مانند خودرو های سواری، سنگین، مسابقه ای و...

ونیز بر پایه یک سری از محدودیت ها مانند هزینه سیستم، جای گیری زیر بخش های سیستم، آرایش زنجیره توان، جای قرار گیری موتور و محور رانش چرخ ها و...

می توانند انواع گوناگونی داشته باشند.

به طور کلی نگرش های عمده در دسته بندی سیستم های تعلیق به قرار زیر می باشند: دسته بندی بر پایه وابستگی محوری و کنش میان چرخ های درونی و بیرونی دسته بندی بر پایه جای قرار گیری و سوار شدن در راستای طولی خودرو دسته بندی بر پایه توان رانشی محور دسته بندی بر پایه هندسه و سازوکار دسته بندی بر پایه ضرایب سختی و میرایی دسته بندی بر پایه پارامترهای سختی و میرایی[1]و[5].

سیستم های تعلیق بر پایه پارامترهای سختی و میرایی به قرار زیر دسته بندی می شوند: سیستم های تعلیق غیر فعال سیستم ها ی تعلیق فعال سیستم های تعلیق فعال سیستم های تعلیق نیمه فعال 1-3-1 سیستم تعلیق غیر فعال در سیستم تعلیق غیرفعال هیچ منبع انرژی وجود نداشته و این سیستم تنها توانایی بازیابی و میرایش انرژی را دارد.

بنابراین اثرات ناخواسته و ناراحت کننده حرکات غلتش بدنه در هنگام چرخش خودرو، کله زدن بدنه در هنگام شتاب گیری و ترمز دهی، بلند شدن و جابجایی های بدنه نسبت به سیستم تعلیق در هنگام چرخش پایدار خودرو هیچگاه از بین نمی رود[1]و[5].

شکل (1-1) سیستم تعلیق غیرفعال[1] تغییر ارتفاع خودرو تاثیر زیادی بر چگونگی فرمان پذیری و جهت دهی آن دارد، زیرا افت و خیز جرم معلق سبب تغییر بار و زاویه گیری چرخ های خودرو نسبت به وضعیت پایدار آغازین آنها می گردد.

همچنین در این سیستم چسبندگی تایر و جاده در هنگام مانوردهی تند کاهش یافته و بنابر این از قرار پذیری مناسبی برخوردار نمی باشد.

یکی ازکاستی های بزرگ این سیستم ناتوانی آن درکاهش تغییر مکانهای ایجاد شده دربارگذاری های استاتیکی است که سبب نشست استاتیکی خودرو می شود.

این مشکل تاثیر زیادی بر آیرودینامیک خودرو(ضریب پسا)، فاصله بدنه خودرو از سطح زمین و زاویه مناسب نور چراغ های خودرو دارد، زیرا این بارگذاری سبب پایین رفتن پشت خودرو و بالا آمدن جلوی آن است.نیز دراین سیستم بار استاتیکی سبب کاهش فرکانس طبیعی سیستم است، زیراضریب سختی ثابت بوده و با افزایش جرم معلق بسامد طبیعی ونیز بازه بسامدی ارتعاشات مجاز خودرو کاهش مییابد.

این سیستم برای شرایط جاده ای ویژه ای طراحی شده و با تغییر شرایط عملی جاده نسبت به شرایط طراحی شده رفتار و واکنش خودرو از حالت مطلوب دور می شود.

بنابر این از خوش سواری مناسبی برخوردار نمی باشد، زیرا ناهمواری جاده را به سرنشین منتقل می کنند[1].

1-3-1-1 سیستم های تعلیق یکپارچه در سیستم های تعلیق یکپارچه همراه با محورهای پیوسته چرخ ها در دو انتهای یک تیر یکپارچه قرار داشته و حرکات هر یک از چرخ ها به دیگر ی منتقل می شود.

بنابراین حرکات وابسته دو چرخ سبب تغییرات زوایای فرمان و کمبر در هر دو چرخ است.

سیستم های تعلیق یکپارچه محرک ( که محور زنده نیز نامیده می شوند ) در محور پشت بسیاری از سواری ها و کامیون ها و همچنین در محور جلو بسیاری از کامیون های چهار چرخ رانش به کار می روند محور های یکپارچه تیر صلب در جلوی بیشتر کامیون های سنگین که دارای ظرفیت حمل بار زیادی می باشند به کار می رود.

یکی از برتری های سیستم های محور پیوسته نبود وابستگی زاویه کمبر چرخ ها به غلتش بدنه است.

بنابر این تنها زاویه کمبر کمی در هنگام چرخش ایجاد می گردد که این مقدار ناشی از فشار تایر بیرون قوس است.

همچنین تنظیم چرخ ها تغییر نمی کند، بنابراین سایش چرخ ها کاهش می یابد کاستی عمده سیستم تعلیق یکپارچه با محور فرمان پذیر، امادگی آن در برابر لرزش های فرمان بر خاسته از پدیده شیمی است[1]و[5].

در سیستم های تعلیق یکپارچه همراه با محورهای پیوسته چرخ ها در دو انتهای یک تیر یکپارچه قرار داشته و حرکات هر یک از چرخ ها به دیگر ی منتقل می شود.

یکی از گونه های آشنا محور های یکپارچه محرک، سیستم تعلیق ها چکیس است.

در این سیستم محور چرخ ها با یک فنر تخت بیضی گون مهار شده است و محور گردان طولی با لولای چهار شاخ حرکت را به ان منتقل می نماید.

در این سیستم فنر ها به صورت طولی قرار گرفته و در دو انتها به بدنه اتصال و محور به وسط ان متصل شده است .

فنر های تخت از ساده ترین و ارزانترین گونه های فنر بندی می باشند علیرغم نرمی عمودی این فنر ها در راستاهای کناری و طولی نسبتا سخت بوده و بنابر این نیرو های گوناگون را در این راستا ها از جرم معلق به جرم نا معلق انتقال می دهد سیستم تعلیق هاچکیس تا سال 1960 میلادی به گستردگی در محور پشت خودرو های سواری به کار می رفته است و هنوز هم در بسیاری از کامیون های سبک و سنگین به کار می رود.

کاستی فنرهای تخت در خودرو های سواری به سبب اصطکاک ذاتی میان لایه های فنر و نیز کاهش پایداری کناری خودرو بر اثر استفاده از فنر های بلند تر با نرخ فنریت کمتر می باشد.

استفاده از فنر های نرم تر به سبب نرمی زاویه این بیشتر در راستای محور چرخ ها نیازمند استفاده از یک بازوی پیرو است تا در برابر گشتاور های ترمزی واکنش نشان دهد همچنین باید در برابر گشتاور های رانشی بیشتر که در خودرو های پس از جنگ جهانی عمومیت یافته است واکنش نشان دهد[4].

1-3-1-2 سیستم تعلیق چهار میله ای به سبب کاستی های فنر بندی فنر های تخت سیستم تعلیق چهار میله ای پشت که در شکل نمایانده شده است در د هه های اخیر خودرو های سواری بزرگتر با محور یکپارچه و پشت رانش ایجاد گردیده است.

بازوی کنترل گر پایینی کنترل طولی محور را و بازوی بالایی گشتاور های ترمزی رانشی و نیروهای کناری را جذب می کند می توان دو بازوی بالایی را بایک بازوی مثلثی ساده جایگزین کرد با این حال از نظر کارکرد شبیه همان چهار میله ای می باشد کاربرد فنر های مارپیچ (یا فنر های بادی) به جای فنر تخت در این سیستم ها، خوش سواری بهتری را ارایه می کند همچنین از دیدگاه ارتعاشی و لرزشی بهتر است زیرا اصطکاک خشک کلمب که از کاستی های فنر های تخت است از بین می رود[1]و[5].

1-3-1-3 سیستم تعلیق جداگانه در سیستم های تعلیق جداگانه بر عکس محور های یکپارچه اجازه حرکت عمودی به هر چرخ بدون تاثیر بر چرخ دیگر داده می شود امروزه در بیشتر سواری های و کامیون های سبک از سیستم تعلیق جدا گانه در محور جلو استفاده می شود به سبب فضای خالی که برای موتور و جود دارد و همچنین مقاومت بهتر در برابر لرزه های فرمان (لنگی و لرزش های شمی چرخ).

در فنر بندی های جداگانه سختی غلتشی بیشتر در ارتباط با نرخ عمودی فنرها وجود دارد که یک برتری محسوب می گردد.

نخستین فنر بندی جدا برای محور جلو در اغاز این قرن ایجاد شد موریس اولی برای اعتبار بخشیدن به آن بسنار تلاش کرد 8،7.

او تشخیص داده بود که استفاده از این سیستم سبب کاهش لرزه و لنگی چرخ می شود (به سبب جدا کردن و مجزا ساختن چرخ ها و تقسیم سنگینی خودرو بین دو چرخ).

برتری های دیگر این سیستم ها به قرار زیر است.

سادگی کنترل مرکز غلت با گزینش هندسه بازو های کنترلی توانایی کنترل تغییرات فاصله جای پا یا گام محور بار اثر فراز و فرود چرخ تغییرات بیشتر فنر بندی سختی غلت بیشتر به ازای ترخ فنریت عمودی ثابت [1] 1-3-1-4 سیستم تعلیق بازوهای پیرو جلو یکی از طرح های بسیار ساده و اقتصادی سیستم تعلیق جدا گانه جلو سیستم تعلیق بازو پیرو است.

که توسط فولکس واگن و پورشه در زمان جنگ جهانی دوم استفاده می گردیده است.

این فنر بندی که در شکل نمایانده شده است که در ان از دو بازو پیرو برابر و هم راستا که انتهای انها به میله پیچیشی (که فراهم گرویژگی های فنری سیستم است ) متصل است، استفاده شده است.

با چنین طرحی چرخ ها به موازات بدنه قرار گرفته و در هنگام غلتش بدنه زاویه کمبر می یابند[1]و[5].

1-3-1-5 سیستم تعلیق دو جناغی جلو سیستم تعلیق دو جناغی یا بازو کوتاه و بلند جلو یکی از طرح های بسیار عمومی در فنر بندی جلو خودرو های امریکایی پس از جنگ جهانی دوم که از دو بازوی کنترلی کناری برای نگهداری چرخ مطابق شکل استفاده می کند اغلب بازوهای بالایی و پایینی دارای طول های نا برابر می باشند و به این دلیل ان را فنر بندی بازوی کوتاه و بلند می نامند در امریکا به این بازو ها بازو های A شکل می گویند و در انگلیس جناق می گویند البته گاهی این پیکره بندی تغییر می کند به طور نمونه بازوی بالایی با یک میله کناری جایگزین شده و یا بازوی پایینی با یک میله کناری و یک ستون نگهدارنده کششی زاویه دار جایگزین می شود اما از نظر کارکرد یکی است.

شکل (1-8) سیستم تعلیق دو جناغی جلو [1] سیستم تعلیق دو جناغی به ر احتی با خودرو های موتور جلو و پشت رانش سازگار است به سبب فضای زیادی که برای بستن طولی موتور ایجاد می کند به علاوه برای خودرو های با قاب جدا گانه که فنر بندی را نگهداری می کند و بارها را جذب می کند مناسب است.

طراحی هندسی سیستم تعلیق دو جناغی بایستی به دقت انجام شود تا کار کرد خوبی داشته باشد به سبب نابرابری بازوها, هندسه کمبر چرخ ها ی بیرونی در هنگام غلتش بدنه بهبود یافته اما معمولا در چرخ درونی است اما اثر خنثی سازی کمبر در چرخ بیرونی از بین می رود همچنین بایستی چنان هندسه طراحی شود تا تغییرات فاصله جای پا یا گام محور در فراز فنربندی کمینه شده و در نتیجه سایش تایرها کاهش یابد[1]و[5].

شکل (1-9) گونه های مختلف سیستم تعلیق دو جناغی [1] 1-3-1-6 سیستم تعلیق مک فرسون ارلز اس مک فرسون یک سیستم تعلیق مشابه با فنر بندی دو جناقی با پیکره بندی ستونی ایجاد کرد.

شکل (1-10) سیستم تعلیق مک فرسون [1] ستون یک عضو تلسکوپی است که وظیفه میرایش لرزش های اعمالی را دارد و به صورت پیوسته به چرخ ها در انتهای پایین متصل است و چرخ را در راستای کمبر نگهداری میکند انتهای بالای ان به پوسته بدنه و یا شاسی متصل است و نیروهای کناری و طولی را می گیرد ستون در فاصله ای درون چرخ قرار دارد چرخ بر ستون گشتاور بیش گردش اعمال می کند که سبب ایجاد اصطکاک در ستون است .

این اصطکاک با زاویه دادن به فنر مارپیچ نسبت به ستون خنثی می شود در فنر بندی مک فرسون فضای کناری زیادی برای نصب عرضی موتور وجود دارد و بنابراین به گستردگی در سواری های جلو رانش استفاده می شود به سبب جدایی نقاط اتصال به بدنه، برای خودروهایی با ساختار تک بدنه ای مناسب است.

ستون دارای جای گیری کمی بوده و ویژگی های جداسازی بار را نسبت به بدنه در محدوده گسترده ای دارا می باشد از کاستی های آن ارتفاع زیاد نصب ان است که توانایی طراح را در پایین اوردن ارتفاع سپر کاهش می دهد[1]و[5].

شکل (1-11) تعلیق مک فرسون [1] 1-3-1-7 سیستم تعلق چند میله ای درسال های اخیر, سیستم تعلیق چند میله ای جداگانه پشت کاملا رواج یافته است.

شکل نمایانگر سیستمی است که در خودرو فورد تاروس مدل سمور استفاده شده است.

شکل (1-12) سیستم تعلق چند میله ای [1] ویژگی چند میله ای ها در لولاهای مفصلی انتها بندک های ان است که تحمل گشتاور خمشی را ندارند به طور کلی در چهار میله ای بایستی حرکات طولی و کناری چرخ ها کنترل شود و همچنین در برابر گشتاور ترمزی واکنش نشان دهد.

فنر بندی پنج میله ای در سیستم های تعلیق پشت مرسدس بنز استفاده می شود البته میله پنجم، چرخ ها را بیش مفید می سازد، اما نرمی بوش بندی سازو کار اجازه کنترل دقیق زاویه تو را در هنگام چرخش می دهد.

بهره از اهرم بندی بندواره، انعطاف پذیری زیادی را در طراحی مناسب حرکت چرخ ها می دهد[1]و[5].

1-3-1-8 سیستم تعلیق بازوی پیرو پشت سیستم تعلیق پشت بازوی پیرو بیشتر در خودروها گران و با کارایی بالا استفاده می شود نمونه عمومی تر ان را میتوان در خودروی امریکایی کورت دید که در شکل نشان داده شده است.

بازوهای کنترل یا پیرو نیروهای طولی و گشتاور ترمزی را می گیرند و چمباتمه و خیز را کنترل می نمایند در طراحی کوروت مفصل u شکل نیم شفت ها به عنوان بازوی کنترل بالایی عمل می کند و به همراه ان یک ستون میله ای به عنوان بازوی کنترل پایینی برای جذب حرکات کناری به کار می رود در فنر بندی های جداگانه به سبب قرار گیری دیفرانسیل در روی بدنه , وزن نامعلق خودرو کاهش می یابد[1]و[5].

شکل (1-13) سیستم تعلیق بازوی پیرو پشت [1] 1-3-1-9 سیستم تعلیق بازوهای نیمه پیرو فنربندی بازوهای نیمه پیرو پشت توسط بی ام دبلیو و مرسدس بنز عمومیت یافت.

در این گونه که در شکل نمایانده شده است کمبر چرخ پشت بین حالت بازوی پیرو (که تغییر کمبر نسبت به بدنه وجود ندارند) و محور اونگی است .

محور لولا شده ان معمولا در زاویه حدود 25 درجه نسبت به خط عرضی خودرو است .

در ین فنر بندی با فراز و فرود چرخ ها اثرات فرمان دهی به وجود می اید ترکیب زاویه فرمان دهی و کمبر در چرخ بیرونی در برابر راستای چرخش مقاومت می کند بنابر.این در محور پشت اثر غلت کم فرمانی دارد اما نرمی کناری که سبب فرمان دهی چرخ ها می باشد اثر بیش فرمانی دارد و بایستی کنترل شود[1]و[5].

شکل(1-14) سیستم تعلیق بازوهای نیمه پیرو [1] 1-3-1-10 سیستم تعلیق محور اونگی ساده ترین راه جداسازی سیستم تعلیق پشت بهره از یک محور شناور مطابق شکل است .

ادموند رامپلر سیستم تعلیق محور اونگی را در اواسط این قرن ایجاد کرد و از سال 1930 میلادی در خودرو های اروپایی مانند بیتل فولکس واگن استفاد ه گردید .

رفتار کمبر را می توان از روی شفت های محور که به دیفرانسیل لولا شده اند به دست اورد به سبب کوتاهی شعاع شفت ها تغییرات کمبر در حرکات فراز و فرود چرخ ها زیاد است .

د ر نتیجه رفتار چرخشی ثابتی در فنر بندی محور اونگی وجود ندارد[1]و[5].

شکل (1-15) سیستم تعلیق محور اونگی [1] 1-3-1-11 سیستم تعلیق دودیون سیستم دودیون که در شکل نشان داده شده است.

این سیستم در سال 1894 میلادی توسط کانت دودیون و جرج بوتان اختراع شده است و پلی است میان محورهای یکپارچه و سیستم های تعلیق جداگانه، که کاربرد کمی دارد این سیستم متشکل از یک تیوپ متقاطع میان دو چرخ محرک، دیفرانسیل متصل به بدنه و نیم شفت ها است.

مانند سیستم های تعلیق یکپارچه، در دودیون نیز بر اثر اغتشاشات و حرکات سیستم، چرخ ها عمود می مانند در حالی که سنگینی جرم نامعلق به سبب اتصال دیفرانسیل به بدنه کاهش یافته است.

کنترل محور توسط سازو کار فنر تخت و یا بازو های پیر انجام می گیرد.

از ویژگی های این سیستم فضای درونی است که به سبب عدم نیاز به فاصله برای دیفرانسیل ایجاد شده است.

از کاستی های این سیستم نیاز به لوله لغزنده و یا نیم شفت خمیده است که سبب افزوده اصطکاک به سیستم است[1]و[5].

شکل (1-16) سیستم تعلیق دودیون [1] 1-3-2 سیستم تعلیق نیمه فعال سیستم تعلیق نیمه فعال به عنوان طرح مناسب از دیدگاه مهندسی میان سیستم های ایستا و کنا مطرح شده است .

این سیستم شامل زیر بخش های پویایی در ساختمان خود برای کنترل و تنظیم ارتفاع بدنه در حضور اغتشاشات و نویزهای جاده و نیروهای لختی می باشند.

این سیستم در حالی که بخشی از وزن استاتیکی خودرو را تحمل می کند، کمک به بهبود ویژگی های رفتاری سیستم ایستا در بازه های بسامدی فراتر عملکرد اجزای غیرغعال سیستم نیز خواهند کرد.

در این حالت، نیازهای عملکرد بسامدی سیستم مدار بسته می تواند به طور قابل توجهی کاهش یافته در حالیکه بسیاری از ویژگی های مثبت سیستم های کنا در آنها باقی بماند.

شکل(1-17) تعلیق نیمه فعال [1] هدف از کاربرد این سیستم در خودرو بهبود رفتار ارتعاشی خودرو در بازه بسامدی پایین میان 1 تا 4 هرتز می باشد.

پارامترهای سیستم ایستا موازی با این سیستم نیز، برای عملکرد مناسب در بسامدهای بالا تنظیم شده اند.

چرا که در بسامدهای بالا میان 10 تا 12 هرتز سیستم نیمه کنا توانایی تصحیح عملکرد ارتعاشی خودرو نبوده و تنها سیستم ایستا عمل می کند.سیستم تعلیق نیمه فعال سیستمی جهت بهبود همزمان پایداری و خوش سواری خودرو از طریق تغییر ویژگی های لرزه گیر می باشد.

در این سیستم عملگرها لرزه گیرهایی با پارامترهای قابل تنظیم می باشند که بطور موازی با سیستم تعلیق غیرفعال خودرو قرار گرفته اند.

با بکارگیری این سیستم می توان حرکات غلت زنی و کله زنی خودرو را در مانورهای چرخشی و ترمزگیری تا حد قابل توجهی کاهش داد.با توجه به اینکه این سیستم برای عملکرد در بسامدهای پایین طراحی می شود ، سخت افزارهای مورد استفاده در آن ساده تر و کم هزینه بوده و توان مصرفی آنها نسبت به سیستم تعلیق پویا به مراتب پایین تر می باشد.

به دلایل بالا کاربرد این سیستم در خودروها رایج تر می باشد، البته هنوز کاربرد این سیستم در خودروهای تولید انبوه و ارزان بها مقرون به صرفه نبوده و از آن بیشتر در خودروهای گران بها و لوکس استفاده می شود.

اما انتظار با کاهش هزینه ها آن در آینده گسترده ترگردد.

اساس کارسیستم های نیمه فعال بدین ترتیب است که یک نیروی اجباری مناسب برسیستم اعمال می شود تا شرایط آنی سیستم بهینه کند.

این نیروی اجباری با متغییر نگه داشتن ضریب میرایی یا ثابت فنر و تغییر آن متناسب با سطح جاده حاصل می شود.

اگر لرزه گیر متغییر باشد، تغییر ضریب میرایی با تغییرابعاد مسیر عبور جریان روغن مانند تغییر قطر اریفیس حاصل می گرددو اگر ضریب فنر متغییر باشد، از سیستم های پنوماتیک و تغییر فشار هوا در فنر بادی استفاده می شود.

لرزه گیرهای نیمه فعالمی توانند به صورت پیوسته یا منقطع کار کنند.

در نوع پیوسته ضریب میرایش می تواند میان دو حد بیشینه و کمینه، هر مقداری را انتخاب کند، اما در گونه گسسته تنها ضرایب خاصی را می تواند داشته باشد.

متداولترین گونه لرزه گیر گسسته، گونه دو وضعیتی است.

لرزه گیرهای گسسته همچنین می توانند به صورت مدار باز یا بسته عمل کنند.

در نوع مدار بسته مشابه لرزه گیر پویا است و سیستم به حسگر و کنترلر نیاز دارد، اما به توان ورودی نیازی ندارد.

در نوع مدار باز تغییر سطح استهلاک با صلاح دید راننده صورت می گیرد.

به طور نمونه در یک بزرگ راه صاف، راننده می تواند با فشار دادن یک کلید میرایش سیستم را روی کمینه آن تنظیم کند تا رانش راحتی را داشته باشد.

امروزه این سیستم ها با نام های تجاری گوناگونی ارایه می شوندکه چند مورد آن عبارتند از : سیستم کنترل میرایی بدنه و مگنا راید از شرکت دلفی کنترل خودکار سواری از شرکت فورد کنترل پویایی غلت از شرکت TRW کنترل پیوسته میرایی ازشرکت Sacchs سیستم های تعلیق نیمه کنا بر پایه تغییر ویژگی های لرزه گیر بر حسب شرایط حرکتی خودرو برای نیل به کارکرد مطلوب سواری و فرمان پذیری خودرو می باشد.

بیشتر سیستم های نیمه کنا از زیر بخش های زیر تشکیل گردیده اند: حسگرها که می توانند شامل همه یا برخی از موارد زیر باشند: شتاب سنج حسگر اندازه گیری زاویه فرمان حسگر اندازه گیری تغییرات چرخ زنی و غلت زنی خودرو حسگر اندازه گیری سرعت خودرو عملگرهایی که لرزه گیر هایی با پارامترهای قابل تنظیم بوده و می توانند شامل یکی از انواع زیر باشند: لرزه گیر ناپیوسته لرزه گیر پیوسته لرزه گیر مغناطیسی [1] شکل (1-18) شماتیک سیستم تعلیق MSR [1] لرزه گیر نا پیوسته لرزه گیر با تغییرات نا پیوسته دارای دریچه های سلنوییدی می باشد که جریان الکتریکی آنها را باز و بسته می نماید.

تعداد دریچه های باز و بسته لرزه گیر چگونگی عملکرد آن را مشخص خواهد کرد.

هرگاه لرزه گیر دارای دو دریچه باشد سه حالت تنظیم برای لرزه گیر وجود خواهد داشت که به قرار زیر است: آرام : هر دو دریچه باز می باشند عادی : فقط یکی از دریچه ها باز می باشد کوبان : هر دو دریچه بسته است شکل (1-19) سیستم BSRTD [1] در حالت آرام سیستم تعلیق دارای سواری خوبی است، اما فرمان پذیری آن پاییین است.این حالت برای رانندگی با سرعت پایین در جاده های نا هموار مناسب است.

در حالت کوبان خودرو دارای فرمان پذیری خوبی می باشد، اما سواری آن زیاد مناسب نیست.

این حالت برای رانندگی با سرعت زیاد در بزرگ راه ها مناسب است.حالت عادی برای رانندگی معمولی درون شهری مناسب است.

در نوع نخست کنترل توسط راننده و به صورت دستی انجام می پذیرد که در این حالت راننده با توجه شرایط جاده و نوع حرکت خودرو چگونگی عملکرد سیستم تعلیق خودرو را تعیین می کند.نمو نه ای از این این گونه تعلیق ، سیستم سواری انتخابی می باشد که در شکل فوق نشان داده شده است.

در نوع دوم، انتخاب تعداد دریچه های باز و بسته توسط واحد کنترل الکتریکی انجام می پذیرد.

در این حالت سیستم تعلیق نیازمند بکارگیری حسگرهایی برای اندازه گیری پارامترهای حرکتی می باشد که بخش کنترل الکتریکی بر پایه آن کارکرد مناسب لرزه گیرها را تعیین می کند.

نمونه ای از این سیستم تعلیق BSRTD ساخته شده توسط دلفی می باشد.

نمونه دیگر این سیستم با سیستم ترمزپاد قفل شونده نیز همراه می باشد، با عنوان کنترل میرایی بدنه (Body Control Damping) توسط همین سازنده ارایه شده است.همچنین سیتروین در نوع جدید سیستم تعلیق خود با نام هیدرا اکتیو 3 این نوع لرزه گیر را به کار برده است[1]و[5].

لرزه گیر پیوسته در لرزه گیر با تغییرات پیوسته تغییرات عملکرد از طریق تغییر قطر دریچه توسط یک موتور پله ای که در بالای لرزه گیر سوار می شود انجام می یابد.

بازه تغییرات این نوع لرزه گیر بسیار بیشتر از گونه پیشین است و بنابر این در این سیستم ها می توان از الگوریتم های کنترلی پیشرفته استفاده نمود.

همچپنین نمونه دیگری از این سیستم تعلیق با نام سیستم تعلیق پیوسته متغییر با جاده است ، که توسط شرکت نورث استار ارایه شده است و از سال 2002 در دو مدل کادیلاک DTS و STS به کار رفته است .

در این سیستم از چهار لرزه گیر با دریچه متغییر استفاده شده است ( برای هر چرخ یک لرزه گیر ) که می توانند نسبت به داده های دریافتی واکنش ها ی سریعی نشان دهند و بنابر این بازه بسامدی گسترده ای را پوشش دهد.

در این لرزه گیر از یک نوع سیال ترکیبی استفاده شده است که عملکرد حرارتی لرزه گیر را تا حد زیادی بهبود بخشیده است.

زیر بخش های دیگر این سیستم عبارنمد از حسگرهایی که داده های حرکتی خودرو را اندازه گیری می کنند و یک کنترلر ریز پردازنده که بر پایه داده های در یافتی از حسگرها به لرزه گیرها دستور میدهد[1]و[5].

شکل (1-20) سیستم تعلیق کادیلاک [1] لرزه گیر مغناطیسی این نوع لرزه گیر بر پایه تغییر ویسکوزیته سیال مورد استفاده در آن برای تغییر پارامترهای لرزه گیر عمل می کند.

سیال بکار رفته در این لرزه گیر دارای ویژگی لزجت وابسته به میدان مغناطیسی است با پیچیدن سیم فلزی دور میله پیستون لرزه گیر و عبور جریان الکتریکی از این سیم پیچ می توان میدان مغناطیسی در محفظه بوجود آورد و با تغییر جریان الکتریسیته،میدان مغناطیسی و در نتیجه لزجت سیال را تغییر داد.

مقدار جریان الکتریسیته سیم پیچ بوسیله واحد کنترل الکتریکی بر مبنای پارامترهای اندازه گیری شده بوسیله سنسورها محاسبه می شود.

شکل (1-21) لرزه گیر مغناطیسی [1] در این نوع از لرزه گیرها دیگر از دریچه ها 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 آنها بسیار کم صدا می باشند.اصلی ترین سازنده سیستم های تعلیق برپایه این نوع لرزه گیر شرکت دلفی می باشد و سیستم تعلیق ساخته شده توسط این شرکت تحت نام مگنا راید عرضه می شود.

این سیستم نخستین سیستم تعلیق نیمه فعال می باشد که در آن هیچ نوع دریچه الکترومکا نیکی و همچنین سوپاپ متحرک بکار نرفته است.

این سیستم بر پایه کاربرد سیال مگنا راید در لرزه گیر طراحی و تولید شده است.

شکل (1-22) عملکرد مایع مگناراید [1] مواد مگناراید شامل ذرات میکروسکپی از جنس مواد نرم مغناطیسی مانند آهن 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 مایع ، میدان مغناطیسی از ذرات، رشته ای تشکیل می دهد که منجر به تبدیل وضعیت مایع به حالتی نزدیک به پلاستیک می گردد.

با کنترل جریان عبوری از سیم پیچ الکترومغناطیسی درون پیستون لرزه گیر مقاومت برشی مایع مگناراید تغییر می یابد که این امر سبب تغییر ویسکوزیته مایع می گردد.

با کنترل دقیق میدان مغناطیسی می توان ویسکوزیته مایع مگنا راید را میان کمینه مقدار آن تا حالتی نزدیک به صلبیت به دلخواه تغییر داد که نتیجه آن دستیابی لرزه گیر با تغییرات پییوسته در زمان واقعی خواهد بود.