فناوری شاسی خودرو

قصد داریم در ادامه مروری بر شاسی خودرو داشته باشیم. برای این منظور ازمهندس مجید سلیمانی بابت کمک به مطلب در این مطلب کمال تشکر را داریم.

در این مقالات تلاش شده است مفاهیم و محاسبات مربوط به شاسی خودرو به شکل ساده شده‌ای مورد بررسی قرار گیرد. در این میان نویسنده تلاش کرده است از پیچیدگی‌های مربوط به محاسبات و طراحی شاسی خودرو دوری کند و مفاهیم را به شکلی که برای عموم قابل درک باشد ارائه دهد چرا که علم شناخت و طراحی شاسی به تنهایی یک رشته دانشگاهی است که نیاز به پیش زمینه‌های زیادی برای درک مفاهیم دارد.

به همین دلیل نویسنده در بخش‌هایی مفاهیم و فرمول‌ها را ساده‌سازی کرده است اما برای علاقه‌مندانی که مایل هستند بیشتر در این مورد مطالعه کنند در پایان این سری از مقالات کتب مرجعی در این زمینه معرفی خواهیم کرد.

* * *

تعریف شاسی

شاسی در صنعت خودرو با تعاریف مختلف بیان می‌شود. در یک تعریف، شاسی شامل سازه شاسی و متعلقات آن شامل قاب و فنرهای تحمل‌کننده بار، مکانیزم فرمان، ترمزها، موتور و سیستم انتقال قدرت یا مکانیزم‌های انتقال قدرت به چرخ‌ها است.

در تعریف دیگر در یک خودرو اگر قسمت‌های مولد قدرت، انتقال قدرت و دستگاه‌های الکتریکی جدا شوند، هر آنچه باقی بماند شاسی و بدنه نامیده می‌شود.

در تعریفی دیگر، شاسی، اسکلتی است که زنجیره انتقال قدرت، سیستم هدایت و کنترل و بدنه را در کنار یکدیگر نگه می‌دارد. در هر حال، صلبیت شاسی باید به گونه‌ای باشد که موقعیت قطعات و تجهیزات سوار بر آن نسبت به یکدیگر تغییر نكند و تغییر شکل آن در اثر بارهای اینرسی و عکس‌العمل‌ها کمترین مقدار باشد.

ترکیب های مختلف شاسي خودرو

به طور كلي سه تركيب از شاسي وجود دارد:

ساختار سه جزئي: اين ساختار اغلب در خودرو‌هاي بزرگ و خودروهاي تجاري بكار رفته است. در اين ساختار خودرو از سه جزء اصلي شاسی، اسکلت اصلی و ورق‌های بیرونی تشکیل شده است. بارهاي اصلي در اين طرح، توسط مقاطع مناسب كفي بدنه حمل شده و سپرهاي جلو و عقب خودرو بعداً به شاسي متصل مي‌شوند.

در این‌گونه شاسی‌ها که بیشتر در خودروهای سنگین و نیمه سنگین و بعضی خودروهای سبک استفاده می‌شود، کابین به صورت جداگانه بر روی شاسی سوار می‌شود. در این حالت، شاسی به اندازه کافی صلب ساخته می‌شود تا بتواند بارهای ناشی از اجزاء و قطعات را تحمل کند.

ساختار دوجزئي‌: در اين ساختار، اسكلت اصلي و ورق‌هاي بيروني، يك ساختار يكپارچه تشكيل مي‌دهند. به این ترتيب سازه خودرو متشكل از دو جزء اصلي بدنه و شاسي است.

ساختار واحد يا يكپاچه: در اغلب خودروها، سه جزء بالا در يك ساختار واحد گنجانده شده که به يكديگر متصل هستند. در اين حالت، بار اصلي توسط تمامي مقاطع قوطي شكل بدنه با سختي پيچشي و خمشي مناسب حمل مي‌شود.

از جمله مهمترین مزیت‌های این‌گونه از شاسی‌ها، وزن کم در مقابل سختی زیاد و امنیت بیشتر در تصادفات است و توسط جذب‌کننده‌های انرژی به کار رفته در کل سازه، می‌توان در هنگام برخورد، میزان شتاب وارده به بدن سرنشینان خودرو را به میزان قابل ملاحظه‌ای پایین آورد.

از اين ساختار بيشتر در انواع خودروهاي سواری، اسپرت و خودروهاي باگي (Buggy) استفاده مي‌شود. با اين تفاوت كه انواع پروفيل‌هايي كه در ساختار آنها استفاده مي‌شود، متفاوت است. مثلاً در انواع خودروهاي سواري از پروفيل‌هاي ورقي يا پروفيل‌هاي باز استفاده مي‌شود ولي در خودرو‌هاي باگي از پروفيل‌هاي مقطع بسته استفاده مي‌شود.

از ميان ساختار‌هاي فوق، ساختار يكپارچه با توجه به برتري‌هاي زير براي خودروهاي سواري شهري بیشتر مورد استقبال قرار می‌گیرد و مزایای زیرا را در بر دارد:

1- استفاده موثر از مواد و در نتيجه كاهش وزن و افزايش سختي نسبت به وزن

2- پايين‌تر بودن هزينه توليد، ابزار و قيد و بند با حذف تجهیزات مورد نياز براي سوراخكاري شاسي و كار روي ورق و تير.

3- حذف امكان جابه‌جايي بدنه و شاسي نسبت به يكديگر و آسيب‌هاي احتمالی در اين زمينه.

4- مناسب بودن براي خودروهاي كم ارتفاع و خودروهاي با ارتفاع كفي پايين.

5- ايمني بهتر بدنه در تصادفات، به دليل وزن كمتر و افزايش نسبت استحكام به وزن

فرم‌هاي متداول شاسي

شكل كلي شاسي به نحوه اتصال فنرها به شاسي، مكان‌هاي عبور محور چرخ‌ها و فاصله ميان چرخ‌های جلو و عقب (بر پايه معيار پايداري جهتي خودرو) وابسته است. شاسي، تكيه‌گاه و محل نصب موتور، بدنه، سيستم تعليق، سيستم‌هاي نگهدارنده چرخ و سيستم انتقال قدرت است.

شاسي مستقل، از اجزایی با مقطع نبشي، C و يا I شكل جوشكاري يا پرچكاري شده به يكديگر ساخته مي‌شود. براي نگهداري موتور و محور چرخ‌ها از تيرهاي عرضي استفاده مي‌شود. موتور خودرو به سه يا چهار نقطه از شاسي اتصال دارد.

براي آن كه ارتعاشات ناشي از لرزش موتور مستقيماً به شاسي منتقل نشود، از لاستيك‌هاي دسته موتور در محل اتصال موتور، استفاده مي‌شود. ب

راي كاهش ارتعاش حاصل از موتور به كمترين ميزان ممكن، يا بايد سطوح لاستيك‌هاي دسته موتور در صفحه گذرانده از مركز جرم موتور باشد که در اين حالت، گشتاور اينرسي حول مكان‌هاي اتصال كه منشأ لرزش زاويه‌اي است ايجاد نشده و اينرسي توسط پيچ‌هاي اتصال جذب مي‌شود و يا زاويه لاستيك‌هاي دسته موتور نسبت به خط قائم به گونه‌اي اختيار گردد كه امتداد محور عمود بر آنها كه امتداد نيروهاي تماس نيز هست، از محور نوسان مجموعه بگذرد.

در نتيجه نيروهاي تماس پيرامون محور نوسان، گشتاوري نخواهند داشت. براي جلو گيري از انتقال ارتعاشات شاسي به بدنه از لاستيك‌ها يا كمك فنرهاي ظريف استفاده مي‌شود.

فرم‌هاي متداول شاسی، عبارتند از:

شاسي نردباني (Ladder frame)

شاسي مركزي (Central)

شاسي ضربدري (X)

شاسي محيطي (perimeter frame)

فرم‌هاي ديگر شاسي را مي‌توان متعلق به يك يا تركيبي از گونه‌هاي بالا دانست. همچنين شاسي نردباني را نيز مي‌توان به گونه‌اي شاسي محيطي يا تركيبی دانست، چون عملاً محيط بدنه را دور مي‌زند و فضاي ميان آن كاملاً قابل استفاده است.

شاسي نردباني

شاسي نردباني (Ladder chassis) يکي از اولين گونه‌هاي شاسي است. دليل استفاده از لفظ نردباني در اين نوع از شاسي فرم ساخت کلي شاسي است که شبيه به يک نردبان با دو تيرک طولي و تعدادي تيرک عرضي جهت تقويت و اتصال تيرک‌هاي طولي شاسي است.

امروزه اين نوع شاسي در اکثر خودروهاي تجاري نظير انواع کاميون، اتوبوس، برخي گونه‌هاي وانت و همچنين بعضي از SUV‌ها مورد استفاده قرار می گیرند. اين نوع شاسي، تا قبل از دهه 60 ، شاسي استاندارد اکثر خودروهای سواري نيز بود. همچنين آمريکايي‌ها تا اواخر دهه 70 همچنان از اين نوع شاسي، در خودروهاي سواري استفاده مي‌کردند.

شاسي نردباني مزایایی نظير قابليت تحمل وزن بالا، مقاومت خوب، هزينه ساخت پایين و تکنيک ساخت ساده و غير‌پيچيده دارد. همچنين تعميرات بر روي اتاق خودرويي که از اين نوع شاسي استفاده مي‌کند به سادگي امکان‌پذير بوده و شاسي خصوصيات خود را پس از تصادفات سنگين همچنان حفظ مي‌کند. معايب اين نوع شاسي شامل وزن بالا، حجم اشغال شده زياد (هم در طول و هم در عرض)، قابليت کم در جذب ضربات و ارتعاشات طولي به سبب سختي در اين شاسي است. همچنين سر و صدا و انتقال ارتعاشات در اين نوع شاسي بالاست. اين نوع شاسي قابليت تغيير فرم در نقاط حساس در موارد مورد نياز را ندارد. ضمناً مقاومت پيچشي اين نوع شاسي کم بوده و باعث عدم بکارگيري آن در خودروهاي اسپرت مي‌شود.

خصوصيات اين شاسي به سبب قابليت تحمل وزن بالا موجب بکارگيري آن در خودروهاي تجاري شده است. اين شاسي، محکم بوده و در يک خودروي تجاري به سبب اين قابليت و همچنين اهميت پایين فضا و قيمت پایین استفاده می‌شود. در بعضی از انواع وانت‌های سنگين و همچنين برخي از انواع SUV‌های بزرگ و البته غير‌لوکس با قيمت پایين يا شرايط کاري سخت، هنوز از اين نوع شاسي استفاده مي‌شود. ولي استفاده از اين نوع شاسي با توجه به معايب ذکر شده و آسايش بسيار پایین آن، در خودروهاي سواري چند سالی است که منسوخ شده است. شاسی نردبانی از عضوهای طولی با مقاطع باز تشکیل شده است که در مقابل خمش در راستای عمود بر آنها مقاومت دارند. عضوهای عرضی بکار رفته در سه ناحیه جلو، وسط و عقب خودرو، دارای اشکال و اتصالات مختلفی است. مهمترین کلی تجهیزات انتقال قدرت نظیر میل گاردان و گیربکس به شاسی متصل می‌شوند. به طور کلی وظایف اعضای عرضی شاسی عبارتند از:

- ثابت نگه داشتن فاصله دو عضو طولی

- ایجاد مقاومت پیچشی لازم در شاسی

- ایجاد مقاومت در برابر متوازی‌الاضلاع شدن

- تحمل بارهای لازم به صورت یک تیر دو سر گیردار

- انجام وظایف ذکر شده به صورتی که تنش‌ها در اتصالات بیشتر از حد مجاز نگردد. فنرهای جلو و عقب شاسی و نگهدارنده‌های آنها به عضوهای طولی متصل می‌شوند و نگهدارنده‌های فنرهای عقب، درست در مقابل عضوهای عرضی نصب می‌شوند. این نگهدارنده‌ها طوری نصب می‌شوند که نقطه اثر نیروی اعمالی از طرف سیستم تعلیق، از مرکز برش ناودانی عبور کنند

فناوری شاسی خودرو

مطالب مشابه :

شاسی ها خودرو

شاسی ها خودرو

سپرهای وشاسی های خودرو

شاسی خودر

فناوری شاسی خودرو

شاسی وبدنه

رقیب های سرسخت شاسی بلند