تاریخچه و انواع سیستم تعلیق و مزایا و معایب هر یک

سیستم تعلیق:

یک توصیف بسیار دقیق، گام‌به‌گام و مهندسی‌شده از ظاهر، اجزا، عملکرد، مزایا، معایب و دلایل حذف هر سیستم تعلیق

سیستم تعلیق خودرو (Suspension System) یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های هر وسیله نقلیه است که وظیفه دارد سرنشینان را از ناهمواری‌های جاده جدا کند، چسبندگی تایرها را به سطح جاده حفظ نماید و کنترل پذیری خودرو را تضمین کند. سیر تحول این سیستم از یک محور صلب و دو فنر ساده تا سیستم‌های کاملاً فعال و هوشمند امروزی، داستانی شگفت‌انگیز از مهندسی مکانیک، مواد و الکترونیک است.

در ادامه، تاریخچه کامل، علل تغییرات، مزایا و معایب هر سیستم، و دلیل کنار گذاشته شدن آن‌ها را به ترتیب زمانی و با جزئیات فنی بررسی می‌کنیم.

فصل اول: دوران ابتدایی - سیستم تعلیق محور صلب (Beam Axle) - از ۱۸۸۶ تا ۱۹۳۰

۱. سیستم تعلیق محور صلب با فنرهای برگ‌آهنی (Leaf Spring Suspension)

تاریخچه و علت پیدایش:

اولین خودروها در حقیقت درشکه‌های بدون اسب بودند، بنابراین سیستم تعلیق آن‌ها مستقیماً از واگن‌های اسبی کپی‌برداری شد. در سال ۱۸۸۶، کارل بنز هنگام ساخت اولین خودروی موتور درون‌سوز (Patent-Motorwagen)، از همان فنرهای برگ‌آهنی (Leaf Springs) استفاده کرد که قرن‌ها در گاری‌ها به کار می‌رفت. علت اصلی انتخاب این سیستم، سادگی فوق‌العاده، هزینه کم و تحمل بار بالا بود.

تصویر توصیفی (بخش اول – ۵۰۰ کلمه):

اگر زیر یک خودروی مدل ۱۹۰۰ مثل فورد مدل T را نگاه کنید، در جلو و عقب، یک محور فولادی یکپارچه (به قطر حدود ۵ سانتی‌متر) می‌بینید که دو چرخ را به هم متصل کرده است. این محور صلب (Solid Axle) توسط دو فنر برگ‌آهنی طویل به شاسی متصل شده است. هر فنر برگ از چندین لایه (ورقه) فولادی با ضخامت ۶ تا ۱۰ میلی‌متر تشکیل شده که روی هم قرار گرفته و با یک بست مرکزی (Center Bolt) به هم بسته شده‌اند. طولانی‌ترین برگ (برگ اصلی) در بالا و کوتاه‌ترین در پایین است. انتهای برگ اصلی به صورت حلقه (Eye) درآمده و به یک پین لاستیکی در شاسی متصل شده است. برگ دیگر (انتهای عقب فنر) روی یک لغزنده (Shackle) قرار دارد تا هنگام فشرده شدن فنر، طول آن تغییر کند و به آن اجازه حرکت دهد. در مرکز فنر، یک بست U شکل (U-Bolt) محور را به فنر می‌بندد. در کنار فنرها، یک کمک فنر اصطکاکی ساده (Friction Damper) به شکل دو دیسک برنجی که روی هم فشرده می‌شوند، وجود دارد تا نوسانات فنر را کمی مهار کند. وقتی خودرو از دست انداز عبور می‌کند، هر دو چرخ یک محور به طور همزمان بالا و پایین می‌روند (چرخ‌ها مستقل نیستند) و فنرها خم شده و ضربه را جذب می‌کنند.

مزایا:

• • ساختار بسیار ساده و قیمت ناچیز
  • دوام و عمر بالا به دلیل نبود قطعات پیچیده
  • تحمل بار سنگین (مناسب برای خودروهای باری و سواری‌های سنگین اولیه)
  • تعمیر و تعویض آسان توسط هر آهنگری

معایب:

• • وزن بسیار زیاد (محور صلب و فنرها جمعاً تا ۱۰۰ کیلوگرم وزن دارند)
  • سواری بسیار نرم و غیردقیق (به دلیل اصطکاک بین برگ‌ها، فنر به خوبی عمل نمی‌کند)
  • عدم استقلال چرخ‌ها: تکان خوردن یک چرخ، مستقیماً به چرخ دیگر منتقل می‌شود و خودرو را منحرف می‌کند.
  • هندلینگ ضعیف در پیچ‌ها: به دلیل تغییر زاویه چرخ‌ها هنگام خم شدن فنرها (پدیده باد کردن محور)
  • صدای زیاد ناشی از اصطکاک برگ‌های فولادی روی هم (نیاز به روغن‌کاری مداوم داشت)
  • کمک فنر اصطکاکی بسیار ناکارآمد بود و بعد از چند دقیقه کارایی خود را از دست می‌داد (داغ می‌شد).

علت کنار گذاشته شدن از خودروهای سواری:

از اواخر دهه ۱۹۳۰، با افزایش سرعت خودروها به بالای ۸۰ کیلومتر بر ساعت، سیستم محور صلب و فنر برگ‌آهنی دیگر نمی‌توانست ایمنی و راحتی لازم را فراهم کند. خودروهای مدرن‌تر مانند سیتورن تراکسیون آوان (۱۹۳۴) با معرفی سیستم تعلیق مستقل جلو، نشان دادند که سواری نرم‌تر و کنترل بهتر امکان‌پذیر است. به‌تدریج، فنر برگ‌آهنی به چرخ‌های عقب خودروهای باری و شاسی‌بلندها محدود شد و در خودروهای سواری از دهه ۱۹۶۰ به بعد کاملاً حذف گردید (امروزه فقط در کامیون‌ها و برخی پیکاپ‌ها استفاده می‌شود).

۲. سیستم تعلیق محور صلب با فنرهای پیچشی (Coil Spring on Solid Axle) - دهه ۱۹۳۰ تا ۱۹۶۰

تصویر توصیفی (بخش دوم – ۴۰۰ کلمه):

در این سیستم، به جای برگ‌های آهنی، دو فنر مارپیچی (Coil Springs) از جنس فولاد فنری با قطر ۱۲ میلی‌متر و تعداد ۱۰ تا ۱۲ پله، جایگزین فنرهای برگ شده‌اند. این فنرها به صورت عمودی بین محور صلب و شاسی قرار گرفته‌اند. در کنار هر فنر، یک کمک فنر هیدرولیک تلسکوپی (Hydraulic Shock Absorber) شبیه به یک پمپ دوچرخه بزرگ، تعبیه شده است. این کمک فنر از یک استوانه پر از روغن و یک پیستون با سوراخ‌های کوچک تشکیل شده که با حرکت فنر، روغن از سوراخ‌ها عبور کرده و انرژی را به گرما تبدیل می‌کند و نوسان را می‌میراند. برای مهار حرکت جانبی محور، یک میله پانارد (Panhard Rod) به صورت مورب بین محور و شاسی نصب شده است تا از حرکت افقی محور جلوگیری کند.

مزایا:

• • سواری بسیار نرم‌تر و لطیف‌تر نسبت به فنر برگ‌آهنی (بدون اصطکاک داخلی)
  • کمک فنر هیدرولیک کارآمد و عملکرد پایدار در طول زمان
  • کاهش وزنی حدود ۲۰ کیلوگرم نسبت به فنر برگ

معایب:

• • همچنان مشکل عدم استقلال چرخ‌ها باقی مانده بود.
  • نیاز به میله‌های اضافی (میله پانارد، میله‌های طولی) برای کنترل محور که پیچیدگی را افزایش می‌داد.
  • ارتفاع کم خودرو (تغییر ارتفاع) در صورت حمل بار، که باعث تغییر زاویه چراغ‌ها و هندلینگ می‌شد.

علت کنار گذاشته شدن از محور جلو:

با افزایش سرعت و نیاز به هندلینگ بهتر، مهندسان دریافتند که برای چرخ‌های جلو که وظیفه هدایت (فرمان‌پذیری) را دارند، چرخ‌ها باید کاملاً مستقل از یکدیگر حرکت کنند تا در پیچ‌ها و دست اندازها، زاویه فرمان به هم نخورد. به همین دلیل، از اواخر دهه ۱۹۴۰، محور صلب جلو با سیستم‌های تعلیق مستقل جایگزین شد. محور صلب عقب با فنر پیچشی تا دهه ۱۹۸۰ در خودروهای آمریکایی بزرگ (مانند شورولت ایمپالا) استفاده می‌شد و سپس به‌تدریج با سیستم‌های مستقل عقب جایگزین گردید.

فصل دوم: انقلاب تعلیق مستقل (Independent Suspension) - از ۱۹۳۰ تا ۱۹۸۰

۳. سیستم تعلیق مستقل با بازوهای جناغی دوتایی (Double Wishbone / A-Arm) - اختراع در ۱۹۳۰

تاریخچه و علت پیدایش:

اولین سیستم تعلیق مستقل موفق، توسط مهندس آمریکایی، ارل مک‌فرسون (که بعدها نام خود را روی سیستم دیگر گذاشت) ابداع نشد، بلکه توسط شرکت پیکارد در فرانسه و بعدها جنرال موتورز در دهه ۱۹۳۰ توسعه یافت. علت اصلی طراحی آن، جدا کردن حرکت چپ و راست و کنترل دقیق زوایای چرخ در هنگام تکان‌ها و پیچ‌ها بود.

تصویر توصیفی (بخش سوم – ۵۰۰ کلمه):

اگر چرخ جلوی یک خودروی اسپرت دهه ۱۹۶۰ مانند جگوار E-Type را باز کنید، یک مجموعه شگفت‌انگیز از دو بازوی A شکل (یا V شکل) را می‌بینید. بازوی بالایی کوتاه‌تر (به طول ۲۵ سانتی‌متر) و بازوی پایینی بلندتر (به طول ۴۰ سانتی‌متر) است. هر دو بازو از جنس فولاد آهنگری شده و به صورت لولایی به شاسی متصل شده‌اند. در انتهای این بازوها، یک توپی چرخ (Spindle) به کمک دو بند انگشتی (Ball Joints) -یکی بالا و یکی پایین- آویزان شده است. یک فنر پیچشی بزرگ (و یا فنر مارپیچی) روی بازوی پایینی قرار گرفته و یک کمک فنر هیدرولیک در کنار آن نصب شده است. یک میله ضد-غلتش (Anti-Roll Bar / Sway Bar) به ضخامت ۱۵ میلی‌متر به صورت U شکل از زیر موتور عبور کرده و به هر دو بازوی پایینی متصل است تا هنگام پیچیدن، از غلتش بیش از حد بدنه جلوگیری کند. وقتی چرخ از روی دست انداز عبور می‌کند، بازوها به سمت بالا حرکت می‌کنند، اما به دلیل اتصالات لولایی، چرخ نه تنها بالا می‌رود بلکه کمی به سمت داخل خم می‌شود (تغییر زاویه کمبر)، که این امر باعث افزایش سطح تماس تایر در پیچ‌ها می‌شود. تمام این قطعات در معرض دید هستند و روغن‌کاری بند انگشتی‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

مزایا:

• • استقلال کامل چرخ‌ها: حرکت یک چرخ، هیچ تأثیری روی چرخ دیگر ندارد.
  • کنترل فوق‌العاده زوایا: زاویه کمبر (Camber)، کستر (Caster) و تو-این (Toe-in) به طور دقیق قابل تنظیم هستند.
  • هندلینگ عالی در پیچ‌ها: به دلیل تغییر زاویه کمبر منفی هنگام پیچیدن
  • سواری نرم و چسبندگی بالا
  • قابلیت تنظیم ارتفاع خودرو با تعویض فنرها

معایب:

• • هزینه تولید بسیار بالا (تعداد قطعات زیاد، ماشین‌کاری دقیق)
  • اشغال فضای زیاد در زیر کاپوت (مشکل برای خودروهای کوچک)
  • تعمیر و تنظیم دشوار و گران (نیاز به دستگاه تنظیم زوایا دارد)
  • وزن نسبتاً بالا (به دلیل بازوهای فولادی ضخیم)
  • تعداد نقاط روغن‌کاری زیاد (حدود ۶ تا ۸ نقطه که باید مرتب چرب شوند)

علت کنار گذاشته شدن از خودروهای عمومی:

سیستم جناغی دوتایی همچنان یکی از بهترین سیستم‌های تعلیق از نظر عملکرد دینامیکی است و هرگز کنار گذاشته نشده، بلکه به خودروهای اسپرت، لوکس و مسابقه‌ای محدود شده است. دلیل این محدودیت، فضای اشغالی بالا و هزینه تمام‌شده است که برای خودروهای اقتصادی صرفه‌ اقتصادی ندارد. به جای آن، سیستم مک‌فرسون (MacPherson Strut) که ساده‌تر و ارزان‌تر است، در خودروهای عمومی جایگزین شد.

۴. سیستم تعلیق مک‌فرسون (MacPherson Strut) - اختراع ۱۹۴۷

تاریخچه و علت پیدایش:

در سال ۱۹۴۷، ارل اس. مک‌فرسون (Earle S. MacPherson) مهندس شرکت فورد، طراحی جدیدی ارائه داد که در آن، کمک فنر و فنر در یک واحد استوانه‌ای به نام استرات (Strut) ترکیب شده بودند و این استرات مستقیماً به توپی چرخ و به شاسی متصل می‌شد. هدف اصلی، کاهش وزن، کاهش ارتفاع، کاهش تعداد قطعات و کاهش هزینه تولید بود، بدون اینکه عملکرد قابل قبولی را فدا کند.

تصویر توصیفی (بخش چهارم – ۵۰۰ کلمه):

زیر کاپوت یک خودروی معمولی امروزی مثل تویوتا کرولا را باز کنید. در بالای گلگیر جلو، یک کلاهک گرد فولادی (Strut Tower) می‌بینید که یک میله استوانه‌ای به قطر حدود ۵ سانتی‌متر از آن بیرون آمده و به بدنه پیچ شده است. این استوانه در واقع کمک فنر است که درون آن یک فنر مارپیچی بزرگ دور آن را فرا گرفته است (کمک فنر و فنر هم‌محور هستند). پایین این مجموعه، یک بازوی A شکل (Control Arm) به صورت یک تکه فولادی وجود دارد که از زیر موتور عبور کرده و به شاسی متصل شده است. انتهای بازوی A شکل، یک بند انگشتی (Ball Joint) دارد که به پایین استرات متصل شده است. محور فرمان (Tie Rod) نیز به بند انگشتی متصل است. در واقع، استرات نقش جذب ضربه، مهار نوسان و همچنین محور چرخش فرمان را ایفا می‌کند. یک میله ضد-غلتش نازک نیز به بازوی پایینی متصل است.

مزایا:

• • تعداد قطعات کم (نصف قطعات سیستم جناغی)
  • هزینه تولید بسیار پایین (مناسب تولید انبوه)
  • فضای اشغالی کم در زیر کاپوت (امکان چیدمان بهتر موتور)
  • وزن سبک (حدود ۳۰٪ سبک‌تر از جناغی دوتایی)
  • نصب و تعویض سریع (با باز کردن ۴ پیچ، مجموعه جدا می‌شود)
  • عملکرد قابل قبول برای رانندگی روزمره

معایب:

• • کنترل کمتر بر زوایای چرخ نسبت به جناغی دوتایی (به خصوص زاویه کمبر)
  • تغییر زاویه کمبر هنگام تکان‌های شدید که می‌تواند چسبندگی را کاهش دهد.
  • افزایش اصطکاک به دلیل حرکت استرات به صورت عمودی که گاهی باعث قفل شدگی موقت می‌شود.
  • خطر خم شدن پایه استرات در برخوردهای شدید با چاله‌ها
  • حس فرمان کمتر دقیق نسبت به سیستم جناغی

علت کنار گذاشته شدن:

سیستم مک‌فرسون هرگز کنار گذاشته نشده و در حال حاضر پرکاربردترین سیستم تعلیق جلو در جهان است (بیش از ۸۰٪ خودروهای سواری از آن استفاده می‌کنند). تنها در خودروهای اسپرت و گران‌قیمت، به دلیل نیاز به عملکرد بالاتر، با جناغی دوتایی جایگزین می‌شود. اما برای اکثر خودروها، این سیستم همچنان استاندارد طلایی است.

۵. سیستم تعلیق مستقل عقب با بازوهای طولی و میله پیچشی (Torsion Beam / Twist Beam) - دهه ۱۹۷۰

تصویر توصیفی (بخش پنجم – ۴۰۰ کلمه):

زیر یک خودروی هاچ‌بک اروپایی مثل فولکس‌واگن گلف را نگاه کنید. در عقب، دو بازوی طولی (Trailing Arms) از جنس فولاد لوله‌ای را می‌بینید که از جلو به شاسی و از عقب به توپی چرخ‌ها متصل شده‌اند. این دو بازو توسط یک تیر فولادی به شکل V یا U به هم متصل شده‌اند که به آن میله پیچشی (Torsion Beam) می‌گویند. این میله در واقع یک فنر پیچشی بزرگ است که به دو بازو اجازه می‌دهد تا به اندازه محدودی (حدود ۵ درجه) نسبت به هم حرکت کنند، اما وقتی یک چرخ بالا می‌رود، این میله پیچ خورده و نیروی فنری ایجاد می‌کند. کمک فنرها و فنرهای مارپیچی جداگانه در کنار بازوها نصب شده‌اند. این سیستم بسیار جمع‌وجور است و فضای زیادی برای صندوق عقب باقی می‌گذارد.

مزایا:

• • فضای بسیار کم و سبک‌وزن
  • هزینه پایین (قطعات کم و ساده)
  • استقلال نسبی چرخ‌ها (بهتر از محور صلب، اما نه کامل)
  • نگهداری آسان

معایب:

• • استقلال کامل نیست: حرکت یک چرخ، تا ۳۰٪ به چرخ دیگر منتقل می‌شود.
  • هندلینگ ضعیف در پیچ‌های تند (تمایل به لغزش محور عقب)
  • عدم قابلیت تنظیم زوایا (زاویات به صورت ثابت طراحی می‌شوند)
  • سواری خشک‌تر نسبت به سیستم‌های چند-اتصاله

علت کنار گذاشته شدن از خودروهای بزرگ:

این سیستم همچنان در خودروهای کوچک و اقتصادی و برخی شاسی‌بلندهای کم‌هزینه استفاده می‌شود. اما در خودروهای سگمنت D به بالا (خودروهای سایز متوسط و بزرگ) و خودروهای اسپرت، به دلیل ضعف در هندلینگ، با سیستم چند-اتصاله (Multi-Link) جایگزین شده است.

فصل سوم: عصر سیستم‌های پیچیده و پیشرفته (از ۱۹۸۰ تا امروز)

۶. سیستم تعلیق چند-اتصاله (Multi-Link Suspension) - از دهه ۱۹۸۰

تاریخچه و علت پیدایش:

با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به ترکیب راحتی فوق‌العاده با هندلینگ دقیق، مهندسان دریافتند که با افزایش تعداد اتصالات، می‌توانند حرکت چرخ را به صورت سه‌بعدی دقیقاً کنترل کنند. سیستم چند-اتصاله اولین بار توسط شرکت مرسدس-بنز در کلاس E و بعدها توسط ب ام و در سری ۵ به کار گرفته شد.

تصویر توصیفی (بخش ششم – ۵۰۰ کلمه):

زیر یک خودروی لوکس مدرن مثل BMW سری ۵ را نگاه کنید. به جای بازوهای ساده A شکل، یک شبکه پیچیده از ۴ یا ۵ بازوی جداگانه (از جنس آلومینیوم آهنگری شده) را می‌بینید که هر کدام به یک نقطه جداگانه روی شاسی و به یک اتصال مرکزی روی توپی چرخ متصل شده‌اند. این بازوها عبارتند از: دو بازوی عرضی (Upper و Lower)، یک بازوی طولی (برای کنترل شتاب و ترمز)، یک بازوی مورب (برای کنترل زاویه تو-این) و یک میله تنظیم کمبر. هر بازو دارای بند انگشتی‌های لاستیکی (بوش) است که ارتعاشات را فیلتر می‌کنند. فنر مارپیچی و کمک فنر به‌طور جداگانه روی یکی از بازوها نصب شده‌اند. این مجموعه به قدری دقیق است که با حرکت چرخ به بالا و پایین، زاویه کمبر، کستر و تو-این به‌گونه‌ای تغییر می‌کنند که تایر همواره با حداکثر سطح تماس با جاده قرار گیرد.

مزایا:

• • کنترل کامل بر همه زوایا در هر شرایطی
  • ترکیب بی‌نظیر راحتی و هندلینگ (نه خشک و نه نرم)
  • چسبندگی فوق‌العاده در پیچ‌ها و مسیرهای ناهموار
  • جداسازی کامل ارتعاشات از کابین (به دلیل بوش‌های متعدد)
  • امکان تنظیم دقیق برای هر نوع کاربری

معایب:

• • هزینه سرسام‌آور تولید و تعمیر
  • وزن بالا (با وجود آلومینیوم، تعداد قطعات زیاد است)
  • فضای اشغالی زیاد (کمتر از جناغی دوتایی اما بیشتر از تیر پیچشی)
  • تعمیر و تنظیم بسیار دشوار و نیاز به تخصص بالا
  • تعداد نقاط سایش زیاد (بیش از ۱۰ بوش لاستیکی که نیاز به تعویض دارند)

علت کنار گذاشته شدن:

سیستم چند-اتصاله هرگز کنار گذاشته نشده و در حال حاضر استاندارد خودروهای لوکس، اسپرت و گران‌قیمت است. به دلیل هزینه بالا، در خودروهای اقتصادی استفاده نمی‌شود و احتمالاً در آینده با سیستم‌های فعال جایگزین خواهد شد.

۷. سیستم تعلیق بادی (Air Suspension) - از دهه ۱۹۵۰ تا امروز

تصویر توصیفی (بخش هفتم – ۴۰۰ کلمه):

به جای فنرهای مارپیچی فولادی، یک کیسه هوا (Air Spring) از جنس لاستیک تقویت‌شده با الیاف نایلون، به شکل آکاردئون، بین محور (یا بازو) و شاسی قرار گرفته است. این کیسه هوا توسط یک کمپرسور الکتریکی کوچک، یک مخزن هوای تحت فشار و یک شیر برقی کنترل می‌شود. سنسورهای ارتفاع در هر گوشه خودرو، فاصله بدنه از زمین را اندازه‌گیری می‌کنند و یک واحد کنترل الکترونیکی، دستور افزایش یا کاهش فشار هوا را صادر می‌کند. در کنار هر کیسه هوا، یک کمک فنر هیدرولیک جداگانه وجود دارد.

مزایا:

• • قابلیت تنظیم ارتفاع خودرو در حال حرکت (بالا بردن در جاده‌های ناهموار، پایین آوردن در سرعت‌های بالا)
  • سواری فوق‌العاده نرم و رویایی (جذب تمام ضربات ریز)
  • ثابت نگه داشتن ارتفاع حتی با تغییر بار (خودرو نه جلو می‌افتد و نه عقب)
  • قابلیت تغییر سفتی (سختی) فنر با تغییر فشار هوا

معایب:

• • هزینه هنگفت و پیچیدگی زیاد (سیستم پنوماتیک، کمپرسور، شیرها، سنسورها)
  • عمر محدود کیسه‌های هوا (معمولاً ۵ تا ۸ سال، سپس ترک می‌خورند)
  • خرابی‌های مکرر در هوای سرد (کمپرسور ممکن است یخ بزند)
  • وزن اضافی (کمپرسور و مخزن حدود ۲۰ کیلوگرم اضافه وزن)
  • تعمیر بسیار گران‌قیمت (تعویض هر کیسه هوا تا ۱۰۰۰ دلار)

علت کنار گذاشته شدن از خودروهای عمومی:

سیستم بادی کنار گذاشته نشده، اما به دلیل هزینه و پیچیدگی، فقط در خودروهای فوق‌لوکس (مرسدس S-Class، رولزرویس، بنتلی) و کامیون‌های سنگین و اتوبوس‌ها استفاده می‌شود. خودروهای کلاس متوسط از آن استفاده نمی‌کنند، اما در حال جایگزینی با سیستم‌های فنرهای تطبیقی (Adaptive Dampers) که ارزان‌تر هستند، قرار گرفته است.

۸. سیستم تعلیق تطبیقی و نیمه-فعال (Adaptive / Semi-Active Suspension) - از ۱۹۹۰

تصویر توصیفی (بخش هشتم – ۴۰۰ کلمه):

این سیستم ظاهری کاملاً شبیه به سیستم مک‌فرسون یا چند-اتصاله دارد، با این تفاوت که کمک فنر آن یک کمک فنر با سوپاپ‌های الکتریکی قابل تنظیم (Electronically Controlled Damper) است. یک شیر برقی کوچک در پایین کمک فنر قرار دارد که با دریافت فرمان از کامپیوتر، اندازه روزنه‌های عبور روغن را تغییر می‌دهد. با کوچک‌تر شدن روزنه، روغن سخت‌تر عبور می‌کند و فنر سفت‌تر (سخت‌تر) می‌شود. سنسورهای شتاب در هر چرخ و یک سنسور فرمان، وضعیت جاده و رانندگی را پایش کرده و تا ۱۰۰۰ بار در ثانیه، سفتی هر کمک فنر را به‌طور جداگانه تنظیم می‌کنند.

مزایا:

• • تغییر سفتی در لحظه: در پیچ‌ها سفت (کم کردن غلتش)، در دست اندازها نرم (افزایش راحتی)
  • هزینه بسیار کمتر از سیستم بادی (فقط کمک فنر تغییر کرده)
  • وزن کم (تنها چند کیلوگرم اضافه)
  • قابلیت اتصال به سیستم‌های ایمنی فعال (ESC و ABS)

معایب:

• • همچنان نسبت به سیستم بادی، راحتی کمتری دارد.
  • هزینه تعویض کمک فنرها بالا (۴ تا ۵ برابر کمک فنر معمولی)
  • وابستگی به الکترونیک (در صورت خرابی سنسور، فنر به حالت سفت قفل می‌شود)
  • عمر کوتاه‌تر شیرهای برقی (حدود ۶۰,۰۰۰ کیلومتر)

علت کنار گذاشته شدن:

این سیستم در حال گسترش است و به‌تدریج در خودروهای کلاس متوسط نیز نصب می‌شود. در آینده، استاندارد خودروهای مدرن خواهد بود.

۹. سیستم تعلیق کاملاً فعال (Fully Active / Hydropneumatic یا Hydraulic Active) - از ۱۹۸۰

تصویر توصیفی (بخش نهم – ۴۰۰ کلمه):

سیستم معروف سیتروئن هیدروپنوماتیک (که بر روی مدل DS و CX استفاده شد) و نسخه مدرن آن مانند سیستم ABC (Active Body Control) مرسدس بنز، هیچ فنر فلزی یا بادی ندارد. به جای آن، هر چرخ دارای یک استوانه هیدرولیک است که به یک سیستم پمپ فشار قوی (تا ۲۰۰ بار) متصل است. یک کامپیوتر مرکزی با دریافت اطلاعات از سنسورهای شتاب، سرعت، فرمان و حتی دوربین‌های پیش‌رو، به‌طور لحظه‌ای فشار روغن را در هر استوانه افزایش یا کاهش می‌دهد تا خودرو را کاملاً صاف و افقی نگه دارد، حتی در پیچ‌های تند یا ترمزهای شدید. این سیستم حتی می‌تواند خودرو را در یک پیچ، به سمت داخل متمایل کند تا نیروی گریز از مرکز خنثی شود.

مزایا:

• • کنترل کامل و لحظه‌ای بر حرکت بدنه: تقریباً هیچ غلتش، کج شدن یا حرکت عمودی وجود ندارد.
  • سواری روی ابر همراه با هندلینگ اسپرت
  • قابلیت تنظیم ارتفاع خودرو در کسری از ثانیه
  • ایمنی فوق‌العاده بالا

معایب:

• • هزینه بسیار نجومی (سیستم هیدرولیک با لوله‌های فشار قوی، پمپ، انباشته‌کننده‌ها و شیرهای پیچیده)
  • پیچیدگی تعمیرات (فقط مراکز مجاز قادر به تعمیر هستند)
  • وزن بسیار بالا (حدود ۵۰ کیلوگرم اضافه وزن)
  • مصرف انرژی بالا (پمپ هیدرولیک دائماً کار می‌کند و سوخت بیشتری مصرف می‌شود)
  • خرابی‌های گران‌قیمت و نشت روغن بسیار رایج است.

علت کنار گذاشته شدن از تولید انبوه:

سیستم‌های کاملاً فعال هیدرولیک به دلیل هزینه، وزن و مصرف انرژی بالا، از خط تولید اکثر خودروسازان حذف شده و فقط در خودروهای بسیار گران‌قیمت (مانند مرسدس-مایباخ یا رولزرویس فانتوم با سیستم Magic Carpet) به صورت سفارشی ارائه می‌شوند. جای آن را سیستم‌های نیمه-فعال ارزان‌تر گرفته‌اند.

جمع‌بندی نهایی: جدول علل کنار گذاشته شدن هر سیستم تعلیق

سیستم تعلیق

دوره استفاده

علت اصلی کنار گذاشته شدن

محور صلب با فنر برگ‌آهنی	۱۸۸۶ – ۱۹۶۰	عدم استقلال چرخ‌ها، سواری خشن، وزن زیاد، هندلینگ ضعیف
محور صلب با فنر پیچشی	۱۹۳۰ – ۱۹۸۰	عدم استقلال چرخ‌ها (به خصوص برای جلو)، تغییر زاویه محور در پیچ‌ها
جناغی دوتایی (Double Wishbone)	۱۹۳۰ – امروز	کنار گذاشته نشده، محدود به خودروهای اسپرت و لوکس به دلیل هزینه و فضا
مک‌فرسون (MacPherson Strut)	۱۹۴۷ – امروز	کنار گذاشته نشده، همچنان استاندارد خودروهای عمومی
تیر پیچشی (Torsion Beam)	۱۹۷۰ – امروز	کنار گذاشته نشده، محدود به خودروهای کوچک و اقتصادی
چند-اتصاله (Multi-Link)	۱۹۸۰ – امروز	کنار گذاشته نشده، استاندارد خودروهای لوکس و اسپرت
تعلیق بادی (Air Suspension)	۱۹۵۰ – امروز	کنار گذاشته نشده، محدود به خودروهای فوق‌لوکس و سنگین به دلیل هزینه و خرابی
تعلیق تطبیقی (Adaptive Damper)	۱۹۹۰ – امروز	در حال گسترش، جایگزین سیستم‌های هیدرولیک فعال گران‌قیمت
تعلیق کاملاً فعال هیدرولیک	۱۹۸۰ – ۲۰۱۰	کم‌کم کنار گذاشته شد به دلیل هزینه، وزن و مصرف انرژی بالا (جایگزین با سیستم‌های تطبیقی ارزان‌تر)

تصویر نهایی در ذهن شما (جمع‌بندی دیداری – ۵۰۰ کلمه)

حالا اگر تمام این سیستم‌ها را در یک خط زمانی در ذهن خود مجسم کنید، تصویر زیر را می‌بینید:

در سمت چپ (سال ۱۸۹۰)، یک محور آهنی ضخیم با برگ‌های فولادی زنگ‌زده را می‌بینید که زیر یک کالسکهٔ موتوری آویزان است. با حرکت به راست، فنرهای مارپیچی بزرگ و کمک فنرهای روغنی ظاهر می‌شوند. سپس تصویر به دو بازوی A شکل آلومینیومی براق تبدیل می‌شود که با دقت تمام، توپی چرخ را در هوا نگاه داشته‌اند. در ادامه، استرات‌های تلسکوپی مک‌فرسون به عنوان نماد سادگی و کم‌هزینه بودن، گستره عظیمی از جاده را پوشش داده‌اند.

در ردیف بالاتر، سیستم‌های چند-اتصاله با شبکه‌ای از بازوهای نازک و بوش‌های لاستیکی، مانند یک اسکلت دقیق، هر چرخ را به تنهایی مهار می‌کنند. در کنار آن‌ها، کیسه‌های بادی لاستیکی که با کمپرسور خود باد می‌شوند، خودرو را مانند قایقی روی ابرها شناور می‌کنند. در اوج پیچیدگی، لوله‌های نازک هیدرولیک با فشار ۲۰۰ بار به استوانه‌های فعال متصل شده‌اند و کامپیوتری مرکزی، مانند مغز متفکر، سفتی هر گوشه را در کسری از ثانیه تنظیم می‌کند.

در پس‌زمینه، یک خودرو را در حال پیچیدن می‌بینید: با سیستم محور صلب، بدنه به شدت به بیرون کج می‌شود و تایرها جیغ می‌کشند. با جناغی دوتایی، خودرو صاف و هموار می‌پیچد. با سیستم فعال، بدنه حتی به سمت داخل متمایل می‌شود تا سرنشینان هیچ نیروی گریز از مرکزی حس نکنند.

در نهایت، مسیر تکامل از صلب و سنگین به سبک و مستقل، سپس از غیرقابل تنظیم به قابل تنظیم و در نهایت به فعال و هوشمند، نشان‌دهندهٔ حرکت همیشگی مهندسی به سمت راحتی، ایمنی و چسبندگی بیشتر است. هر سیستمی که کنار گذاشته شده، به دلیل عدم توانایی در برآورده کردن یکی از سه نیاز اصلی: استقلال چرخ‌ها، کنترل زوایا، یا مدیریت هزینه/فضا بوده است.