خودرو از بخش ها و قسمت های مختلفی همچون سیستم ترمز، سیستم برق، سیستم تعلیق و... تشکیل شده است که هر کدام از این بخش ها خود به اجزا و قطعات مختلفی مجهز هستند. هر قطعه نقش خاصی را در عملکرد درست خودرو ایفا کرده و نبود هر یک می تواند فعالیت خودرو را با مشکل مواجه کند. کمک فنر خودرو یکی از مهم ترین بخش هایی است که جزء حیاتی ترین تجهیزات آن به شمار می رود. این قطعه در سیستم تعلیق قرار داشته و نقش اصلی آن دفع و کنترل ارتعاشات و لرزش های ایجاد شده در خودروست. در این مطلب تصمیم داریم با انواع کمک فنر و کاربرد آن در خودرو آشنا شویم.
کمک فنر که در مواردی به آن جاذب ضربه نیز می گویند (Shock Absorber)، یک وسیله مکانیکی بسیار کاربردی و مهم است که در مجاورت چرخ های ماشین قرار دارد. ضرورت وجود این قطعه مکانیکی در خودرو در زمان بروز لرزش و ارتعاش مشخص می شود. زمانی که خودرو در مسیرهای ناهموار قرار می گیرد، نوسانات و لرزش هایی در آن ایجاد می شود که برای جلوگیری از آسیب بایستی این نوسانات کنترل شوند. کمک فنر، در واقع نقش مکمل فنر خودرو را داشته و نیروهای وارد شده بر آن را کنترل کرده و از بین می برد. کمک فنر در سیستم تعلیق خودرو قرار دارد. سیستمی که چرخ های خودرو را به بدنه آن وصل می کند و علاوه بر کمک فنر از اجزای دیگری همچون فنرها، سیبک، میل موجگیر و...تشکیل شده است. مدیریت خودرو در جاده، هدایت آن، شتاب گرفتن، ترمز، سرعت و... همه زیر نظر این سیستم است. در صورتی که این سیستم و قطعات مهمی همچون کمک فنر وجود نداشته باشند، خودرو در اثر ضربات مختلف به سرعت از بین رفته و مستهلک می شود.
کمک فنرهای عرضه شده به بازار تنوع بسیار زیادی دارند و هر فردی بایستی به تناسب شرایط خودرو همچون وزن و اندازه آن، اقدام به انتخاب کمک فنر کند. برخی از کمک فنرها از نظر نوع ساخت سفت تر و برخی دیگر نرم تر هستند. این خصیصه در نحوه عملکرد کمک فنر بسیار تاثیرگذار است. به عنوان مثال کمک فنر سفت برای خودروهای سنگینی همچون کامیون ها، وانت بارهای سنگین و... مورد استفاده قرار می گیرد. در مقابل از کمک فنر نرم بیشتر برای خودروها و ماشین های سواری استفاده می شود. از جمله انواع کمک فنر خودرو می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• کمک فنر هیدرولیکی یا روغنی (Hydraulic Shock Absorber) • کمک فنر تلسکوپی (Telescopic Shock Absorber) • کمک فنر بادی-گازی (Air Shock Absorber) • کمک فنر هیدرو استاتیکی (Hydrostatic Shock Absorber) • کمک فنر اهرمی (Lever Shock Absorber) • کمک فنر مغناطیسی (قابل تنظیم) (Adjustable Shock Absorber)
این کمک فنرها جزء رایج ترین و ساده ترین انواع کمک فنر در بازار هستند. دارای یک محفظه سیلندری شکل هستند که پر از روغن بوده و یک پیستون متحرک درون آن قرار می گیرد. زمانی که نیرو یا فشاری به سیستم کمک خودرو و پیستون اعمال می شود، روغنی که داخل سیلندر قرار دارد از داخل سوراخ های محدود و منافذ موجود روی پیستون می گذرند. این عبور و حرکت روغن باعث ایجاد یک مقاومت در پیستون می شود و حرکت آن را آهسته می کند. با این فرایند، پیستون ضربه ها و فشارهای وارد شده را از بین می برد. نکته ای که در رابطه با نحوه حذف نوسانات وجود دارد این است که هر چه تعداد سوراخ های روی سطح پیستون کمتر باشد و اندازه کوچک تری داشته باشند، توان کمک فنر برای حذف ارتعاشات و ضریب میرایی آن افزایش پیدا می کند. عکس این قضیه نیز درست است. یعنی هر چه سوراخ های موجود روی پیستون بزرگ تر و بیشتر باشند، ضریب میرایی کمک فنر به مراتب کاهش پیدا می کند.
این کمک فنرها را می توان در گروه کمک فنرهای روغنی یا هیدرولیکی جای داد. کمک فنرهای تلسکوپی معمولا از توان و قدرت بالایی در ضربه گیری برخوردار هستند. در این کمک فنرها، سوراخ ها اندازه ای تقریبا بزرگ دارند و روغن به هنگام خارج شدن از پیستون از این سوراخ ها عبور می کند. در چنین شرایطی مقاومت کمتر است. اما زمانی که کمک فنر باز می شود، همین روغن از سوراخ های کوچک تر عبور می کند در نتیجه مقاومت بیشتری را تجربه خواهیم کرد. اصولا جمع شدگی در کمک فنر تلسکوپی به راحتی انجام می شود. همین موضوع باعث شده تا ضربه های مختلف به خوبی مدیریت، کنترل و در نهایت میرا شوند. اما در حین باز شدن، برای حذف نوسانات، مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.
در این کمک فنر، محفظه هوای فشرده، آب بندی شده و گاز جایگزین سیال روغن می شود. کمک فنرهای بادی-گازی معمولا دارای یک کمپرسور هوا هستند که وظیفه آن تامین هوای فشرده درون سیلندر است. برای کنترل و مدیریت کردن فشار هوای درون سیلندر، یک سری سوپاپ کنترل ورودی و خروجی هوا وجود دارد. این کمک فنرها در مقایسه با کمک فنر هیدرولیکی از یک مزیت برخوردار است و آن هم سرعت بالا در انتقال حرارت است.
این کمک فنر نیز در گروه کمک فنرهای روغنی قرار دارد. اما تفاوت این کمک فنر اینجاست که در آن از گاز نیتروژن و دیگر گازهای مفید به جای روغن استفاده می شود. در زمان ایجاد نوسان و ضربه، این گازها هستند که از ایجاد حباب هوا جلوگیری می کنند و اینکه فنر نیز در زمان باز و بسته شدن، عملکرد بهتری از خود به نمایش می گذارد.
در این کمک فنر، از اهرم به جای میل استفاده می شود. در واقع انتقال نیرو از فنر به کمک فنر توسط این اهرم صورت می گیرد. زمانی که اهرم تحریک می شود، روغن در یک سمت سیلندر به جریان افتاده و پیستون به سمت دیگر آن می رود. حرکت اهرم و در نهایت حرکت پیستون به گونه ای است که روغن زمان رفت از داخل سوراخ های بزرگ عبور کرده و در زمان برگشت از سوراخ هایی ریز گذر می کند.
همانطور که از نامش پیداست، ضریب میرایی و حذف نوسانات در آن قابلیت تنظیم دارد. می توان متناسب با موقعیت و شرایط، ضریب ثابت و ضریب میرایی فنر را تنظیم کرد. به عنوان نمونه زمانی که خودرو از یک مانع با سرعت کم عبور می کند، کمک فنر بایستی نرم تر کار کند. اما همین کمک فنر در زمان عبور سریع خودرو از مانع یا دست انداز بایستی کاملا سفت عمل کند.