فنرها را می توان در بسیاری از فناوری هایی که در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم، پیدا کرد. اگرچه وسایل نقلیه ای که ما برای نیازهای حمل و نقل روزانه خود به آنها وابسته هستیم، بدون فناوری فنر امکان پذیر نیستند، کاربرد های فنر در خودروسازی در طول سال ها به طور قابل توجهی تغییر کرده است.
در اینجا، نگاهی بیشتر به انواع فنرهایی می‌اندازیم که در طی سال‌ها در خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و تفاوت‌های بین آنها را بررسی خواهیم کرد.
کاربرد های فنر در خودروسازی
هر فنری، چه فنر تخت یا برگ، پیچشی یا مارپیچی، باید بی‌نظمی‌های سطح جاده را جبران کند، سیستم تعلیق را در ارتفاع از پیش تعیین‌شده حفظ کند و وزن اضافه شده را بدون افتادگی بیش از حد تحمل کند.
هر یک از این عملکرد ها در ارائه راحتی، حمل و نقل دقیق و قابلیت تحمل بار در خودروی مدرن بسیار مهم است. اینها سه حوزه کلیدی مهم در خودرو است که نگرانی های مشتری را نیز افزایش می دهد.
از نظر تاریخی، فنر چند لنگه فولادی یکی از قدیمی ترین و پرکاربردترین طرح های فنر در سیستم های تعلیق است. مزایای فنر تخت بسیار زیاد است، نه تنها به این دلیل که به عنوان فنر عمل می کند، بلکه به این دلیل که محور را مستقیماً به شاسی متصل می کند.
در برخی کاربردها، از فنر تک برگ استفاده می شود. اگرچه فنرهای برگ یا تخت معمولاً در فناوری کامیون با محورهای محرک جامد استفاده می شوند، یک فنر ورقه ای عرضی را می توان با یک محور عقب معلق مستقل ترکیب کرد تا یک سیستم تعلیق عقب سبک وزن را در خودروهای جاده ای تشکیل دهد.
فنر تخت را می‌توان با تغییر تعداد، عرض، ضخامت و طول برگ های فنر بر اساس نیازهای باربری و کنترل سواری مختلف تنظیم کرد.
علاوه بر این، فنر برگ یا تخت به دلیل اصطکاک برگ‌ها که به هم ساییده می‌شوند، به‌عنوان دمنده برگشتی خود عمل می‌کند. در برخی موارد، فنر فولادی معمولی را می توان با یک واحد پلاستیکی جایگزین کرد که به طور قابل توجهی وزن فنر را کاهش می دهد. هدف از کاربرد های فنر در خودروسازی عمدتا این است که در برابر خوردگی ناشی از ناهمواری جاده و سایر عناصر مقاومت کند.
فنر های تخت در خودروسازی
استفاده از فنرهای تخت در خودروها و یا بطور کل کاربرد های فنر در خودروسازی برای سال‌های متمادی رایج بوده است. آنها بیشتر در سیستم تعلیق برای اطمینان از سواری نرم تر برای وسایل نقلیه ای که بارهای سنگین تر را حمل می کردند استفاده می شدند. در حالی که هنوز هم این نوع فنر را در برخی از وسایل نقلیه قدیمی (مخصوصاً در کامیون ها یا ون) خواهید یافت، اما آنها جای خود را برای مواد و اجزای به روز شده ای باز کرده اند که بادوام تر و کارآمدتر هستند.
اولین استفاده از فنرهای تخت در وسایل نقلیه به اوایل قرن نوزدهم باز می گردد، با اولین وسیله نقلیه فنری تعلیق که توسط مخترع بریتانیایی Obadiah Elliot طراحی و ثبت شد. وسیله نقلیه ای که دو فنر ورقه ای فولادی در هر طرف کالسکه و در هر دو محور برای اطمینان از سواری نرم تر و پایدارتر برای واگن هایی که بارهای سنگین را حمل می کنند، استفاده شده بود.
تأثیر افزودن فنرهای تخت به کالسکه ها به قدری عمیق بود که در دهه بعد، اکثر کالسکه های اسب بریتانیایی به آن ها مجهز شدند. اگرچه بیشتر کالسکه ها از فنرهای تخت یا برگی به شکل فنرهای اختراع شده توسط الیوت استفاده می کردند، نسخه های چوبی فنرها نیز برای کاهش هزینه ها و اجتناب از مالیات برای واگن هایی که بارهای سبک تر را حمل می کردند، استفاده می شد.
در حالی که در حال حاضر استفاده از فنرهای برگ به تدریج توسط سازندگان خودرو کنار گذاشته شده است، ولی این فنرها نقش حیاتی در توسعه وسایل نقلیه طی دو قرن گذشته داشته اند. بدون استفاده از فنرهای برگ در طراحی خودرو، سواری نرمی که امروزه در خودروهای خود تجربه می کنیم امکان پذیر نبود.
فنرهای برگ در آخرین برگ خود با نوار فولادی بلندی کار می‌کنند که به عنوان “برگ اصلی” شناخته می‌شود. در هر انتها حلقه شده است تا شبیه چیزی شبیه یک چشم باشد، سپس به قاب تعلیق متصل می شود. هر فنر برگی در زیر “برگ اصلی” به تدریج کوتاه تر و کمتر خمیده می شود تا به فنر اجازه دهد شوک ناشی از حرکت بر روی یک دست انداز یا چاله در جاده را جذب کند.
فنرهای کویل یا چرخشی
کاربرد های فنر در خودروسازی امروزه بیشتر در سیستم تعلیق وسایل نقلیه استفاده می شود به ویژه فنرهای کویل. فنرهای کویل (همچنین به عنوان فنرهای مارپیچ شناخته می شوند)، این نوع فنر به تحمل وزن خودرو کمک می کنند و به خودرو اجازه می دهند حتی در شرایط رانندگی بسیار سخت ثابت بماند. این نوع فنر برای سیستم تعلیق خودرو بسیار مناسب است، زیرا می تواند انرژی را ذخیره کرده و بعداً در صورت نیاز آن را آزاد کند. همچنین ضربه را جذب کرده و نیروی بین دو سطح در تماس را حفظ می کند.
هنگامی که وسیله نقلیه شما از روی یک چاله یا دست انداز در جاده می گذرد، فنر سیم پیچ ضربه را فشرده و جذب می کند. هنگامی که جاده دوباره صاف می شود، فنر انرژی ذخیره شده را آزاد می کند و به حالت اولیه خود باز می گردد. با توجه به هدف جذب ضربه این فنر، آنها برای دوام ساخته شده اند و اغلب با پوشش وینیل پوشانده می شوند تا از مقاومت آنها در برابر خوردگی اطمینان حاصل شود.
فنرهای کویل اور
در نهایت، پیشرفته ترین نوع فنر مورد استفاده در سیستم تعلیق خودروها، فنرهای کویل اور هستند. این فنرها تنها در پیشرفته‌ترین خودروهای جدید موجود در بازار استفاده می‌شوند و روان‌ترین و لذت بخش ترین سفر ممکن را در اختیار کاربر خودرو قرار می‌دهند. در کل به مرور زمان کاربرد های فنر در خودروسازی با تکنولوژی‌های های جدیدتر و اهداف جامعی اضافه می گردد. فنرهای کویل اور را در جلو و عقب خودرو خواهید یافت که سواری نرمی را در سرتاسر وسیله نقلیه ارائه می دهد.
