كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها)

دسته: مکانیک
بازدید: 103 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 3192 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 181

فرسودگی و كاركرد لاستیك را می توان به خوبی از سایش عاج لاستیك دریافت اما از آنجا كه كمك فنر در داخل شاسی قراردارد، بازرسی آن ساده نیست مشكل دیگر این است كه آزمایش كاركرد كمك فنر نصب شده دشوار است خرابی و نارسایی كمك فنر، به ندرت ناگهانی و بدون نشانة قبلی بروز می كند اما، كاهش توان میرایی معمولاً به گونه ای است كه راننده كاهش تدریجی آن را حس نمی

قیمت فایل فقط 7,900 تومان

كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها)

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل 1 : كمك فنر و خودرو

1-1-كاربرد و شیوه نصب                                                                       3

1-2-آزمایش كمك فنر                                                                            8

1-2-1-آزمایش بر روی خودرو                                                      8

فصل 2 : انواع كمك فنر

2-1-كمك فنر دوجداره بی فشار                                                               13

2-1-1-ساختار و شیوه كاركرد                                                       13

2-1-2-هواگیری و موازنه حجم                                                      18

2-1-3-رینگ آب بند ، میله پیستون با پیستون ، راهنما                          20

2-1-4-محفظه سیلندر ، مخزن روغن و لوله محافظ                             24

2-1-5-كمك فنر برای موقعیت كاری دشوار ، خودروی سواری             25

2-1-6-روشهای تولید                                                                   26

2-2-كمك فنر دوجداره با فشار                                                                 27

2-2-1-كمك فنر دوجداره مجهز به بالشتك گاز                                   27

2-2-2-كمك فنر دوجداره با فشار                                                   29

2-3-كمك فنر یك جداره با فشار                                                               31

عنوان صفحه

2-3-1-ساختار و شیوه كاركرد                                                       31

2-3-2-رینگ آب بند ، میله پیستون ، راهنما                              35

2-3-2-محاسن و معایب                                                                37

فصل 3 : بررسی نیروی میرایی

3-1-نیروی هیدرولیكی میرا كننده                                                              40

3-1-1-منحنی مشخصه كمك فنر                                                     40

3-1-2-میرایی كاهنده ، افزاینده و خطی                                             44

3-1-3-نسبت كشش به فشار                                                          47

3-1-4-شیوه انتخاب و نوع فنربندی                                        50

3-1-5-محاسبه نسبت میرایی كل خودرو و محور چرخها                      52

3-1-6-میرایی موثر در نقطه تماس چرخ                                           54

3-1-7-مثال عددی                                                                       61

3-2-میرایی اصطكاك                                                                             63

3-3-عوامل موثر بر میرایی                                                                      68

3-3-1-دما                                                                                 68

3-3-2-كف آلود شدن روغن                                                          68

3-3-3-میرایی تئوری و حقیقی                                                        70

عنوان صفحه

3-3-4-تلرانس میرایی                                                                   71

3-3-5-كاهش اثر میرایی                                                               73

3-4-روغن كمك فنر                                                                     74

فصل 4 : نكات طراحی

4-1-ابعاد و طول كمك فنر                                                                       80

4-1-1-طول كمك فنر دوجداره                                                       80

4-1-2-طول كمك فنر یك جداره                                                      83

4-1-3-كمك فنر مجهز به ضربه گیر كشش و فشار                             85

4-1-4-فضای لازم                                                                      89

4-2-اتصالات كمك فنر                                                                            91

4-2-1-خواسته های طراحی                                                           91

4-2-2-اتصالات چشمی                                                                 92

4-2-3-اتصالات پینی                                                                    97

4-2-4-نمونه های ویژه                                                                 103

4-3-ضربه گیر و ایستان لاستیكی                                                             107

4-3-1-ضربه گیر كشش كمك فنر                                                   107

4-3-2-ضربه گیر فشار كمك فنر و ایستان                                        113

عنوان صفحه

فصل 5 : كمك فنر تنظیم پذیر

5-1-كمك فنر تنظیم پذیر الكتریكی                                                             121

5-1-1-خواسته های طراحی                                                           121

5-1-2-سیستم شركت بیلشتاین                                                       122

5-1-3-سیستم شركت بوگه                                                            127

5-1-4-سیستم شركت دلكو                                                            132

5-1-5-سیستم شركت فیشتل و ساكس                                             137

5-1-6-سیستم شركت كنی                                                             139

5-2-كمك فنر تنظیم پذیر الكترونیوماتیكی                                                    146

5-3-كمك فنر تنظیم پذیر هیدرولیكی                                                           150

ضمیمه

لرزش گیر فرمان                                                                                   156

نشان های به كار رفته در روابط و واحدها                                                  170

منابع و مآخذ                                                                      177

     كمك‌فنر به همان اندازه كه ایمنی حركت را تضمین می كند، وظیفة خوش سواری
را نیز بر عهده دارد. كمك فنر باید از پریدن( جهیدن) چرخها جلوگیری كند،
یعنی تماس بین چرخ و جاده را همیشه برقرار سازد همچنین كله زدن خودرو را میرا كند.

با طراحی و ساخت سیستمهای تعلیق جدید با قطعات نگهدارنده و راهنمای كم اصطكاك، و افزایش سرعت و توان خودرو، امروزه انتظارات از این قطعه نسبت به سالهای گذشته به مراتب بیشتر است.

از این رو هر خودرو، كمك فنر خاص خود را دارد. كمك فنر نیز مانند لاستیك و لنت ترمز، تنش و شرایط كاری دشوار را تحمل می كند و از این رو نیاز به بازدید منظم دارد. تعویض به هنگام كمك فنر می تواند بر ایمنی راننده و سرنشینان اثر مهمی بگذارد. البته در این باره مشكلاتی وجود دارد.

فرسودگی و كاركرد لاستیك را می توان به خوبی از سایش عاج لاستیك دریافت. اما از آنجا كه كمك فنر در داخل شاسی قراردارد، بازرسی آن ساده نیست. مشكل دیگر این است كه آزمایش كاركرد كمك فنر نصب شده دشوار است.

خرابی و نارسایی كمك فنر، به ندرت ناگهانی و بدون نشانة قبلی بروز می كند. اما، كاهش توان میرایی معمولاً به گونه ای است كه راننده كاهش تدریجی آن را حس نمی كند و به مرور زمان، شیوة رانندگی خود را با آن وفق می دهد.

پس فقط كنترل منظم، به شیوه ای كه انجمن كنترل خودرو توف با دستگاه آزمایش ارتعاش انجام می دهد،( بخش 1-2 را ببینید)، نارسایی كمك فنر را آشكار می‌كند. انجمن توف راینلند تا به حال بیش از 25 مركز آزمایش كمك فنر برپا كرده است. آزمایشهایی كه شركت بوگه و فیشتل و ساكس از سال 1972 میلادی تاكنون انجام داده اند، نشان می دهد كه سی درصد از خودروهای آزمایش شده. یك كمك فنر خوب داشته اند. در حدود سه درصد از خودروهای آزمایش شده سه یا چهار كمك فنر غیر قابل استفاده داشته اند. سازمان خودروسازی مركز فنی آلیانس واقع در محل ایسمانینگ شهر مونیخ با استفاده از همین روش آزمایش به نتایجی مشابه دست یافته است.

1-1-كاربرد و شیوه نصب

كمك فنر را كه جزء میرا كننده خودرو است، بین جرم فرم بندی نشده( تعلیق) و جرم فنر بندی شده( بدنه) نصب می كنند. اتصال بالایی كمك فنر را به بدنة خودرو و اتصال پایین آن را به بند واسطه و یا مستقیماً به محور خودرو وصل می كنند. برای دستیابی به بهترین بازده ممكن، محل قرارگیری كمك فنر بر روی شاسی را به گونه‌ای طراحی می كنند كه اتصال پایین كاملاً بیرون و در نزدیكی چرخ باشد و كمك فنر عمودی قرار گیرد، ( شكل 1-1). البته دستیابی به این طرح همیشه امكان پذیر نیست.

شیوه و نحوة قرارگیری و نصب كمك فنر در خودرو به پارامترهای زیر بستگی دارد:

                        _q                      از آنجا كه در خودروی سواری خانوادگی و باری پایین بودن و افزایش

شكل 1-1: در شكل محور عقب خودروی رنو مدل 9 و 11 را می بینید. كمك فنرها تقریباً عمودی و نزدیكی چرخ قرار گرفته اند. البته برای سهولت نصب و استفادة بهتر از فضا كمی به سمت جلو تمایل دارند. در این خودرو بزرگنمایی I_D برابر 24/1 است، یعنی نیروی میرایی وارد بر چرخ 24/1 برابر كمتر از نیروی میرایی كمك فنر است.

شكل 1-2: محور عقب امگا كاروان: در شكل شیوة قرار گیری و نصب كمك فنرها بر سگدست را می بینید كه به سمت داخل تمایل دارند. به دلیلی شیب دار بودن كمك فنرها نسبت به خط قائم. سطح بارگیری افزایش می یابد. قائم قرار دادن كمك فنرها، سطح بارگیری و فضای داخل خودرو را كاهش می دهد.

سطح بارگیری یك نیاز مهم در طراحی به شمار می آید، اغلب كمك فنرها را شیب دار و با زاویة معینی نسبت به خط قائم نصب می كنند،( شكل 1-2).

                        _q                      اندازه و ابعاد لاستیك، به دلیل امكان نصب لاستیك پهن و زنجیر چرخ، كمك فنر را از چرخ دور می كنند. البته مقدار زاویه‌دار كردن كمك فنر در خودرو محدود است. برای جلوگیری از پایین آمدن بیش از حد سطح روغن در محفظة تعادل فشار و مكیده شدن هوا به داخل محفظة كار در كمك فنر دو جداره، زاویة تمایل كمك فنر نسبت به خط قائم، یعنی زاویة در حالت پربار، نباید حتی المقدور از 45 درجه تجاوز كند، اگر مجبور به نصب كمك فنر با زاویة بزرگتری باشیم، حتماً باید از كمك فنری كه مستقل از راستای نصب( موقعیت پیستون)عمل می كند، استفاده كرد.

برای راحتی، سعی بر آن است كه در خودروهای سواری جا به جایی فنر( جمع و باز شدن محور) را بیافزایند. به این ترتیب می توان بدون آسیب دیدن لاستیك های ایستان، حتی در شرایط بحرانی و زیر بار از جا به جایی كافی هنگام جمع شدن كمك فنر بهره برد.

اگر به جا به جایی بیشتری نیاز باشد، ناچار باید نسبت میرایی كمك فنر به چرخ را تغییر داد( یعنی نامناسب انتخاب كرد) و یا به علت طول مردة بلندتر، طول كمك فنر را بزرگتر انتخاب كرد. برای نصب یك كمك فنر بلندتر باید نقطة اتصال پایین در سطحی پایین تر و محل اتصال بالا در سطحی بلندتر قرار گیرد. این امر در خودروی اپل امگا صادق است. اتصال چشمی پایینی در ارتفاع 162 میلی متر بالای سطح جاده به سگدست متصل است و اتصال پینی بالایی در داخل صندوق عقب قرار گرفته است و به بدنه پیچ شده است.

شكل 1-3: همان گونه كه در شكل بالا( نمای بالا و نمای پشت محور عقب) می‌بینید. كمك فنرها را در اپل سناتور تقریباً عمودی نصب كرده اند، پایین قرار داشتن نقطة اتصال پایین و امتداد دادن اتصال بالایی كمك فنر به صندوق عقب، كورس بلند آن را برابر 280 میلیمتر امكان پذیر می سازد. در اینجا بزرگنماییi_D  حدود 9/0 است. فضای آزاد  بین كمك فنر و چرخ را برای نصب زنجیر چرخ و فنر بادی نیمه كشسان تنظیم كنندة ارتفاع در نظر گرفته اند.

برای مجهز كردن لاستیك چرخ محرك خودرو به زنجیر چرخ، كمك فنرها كاملاً در داخل و بین فنرهای تخت قرار می گیرند. شكل 1-5 نمایی از محور عقب خودروی باربری دیملر بنز مدل 308/ D  207 ، را نشان می دهد. به دلیلی پایین آمدن سطح باربری و صرفه جویی در فضا، كمك فنرها كمی به سمت جلو نیز متمایل هستند. زاویه دار قرار گرفتن كمك فنر در راستای طولی یا عرضی در خودرو اثر میرایی در حالت پربار را می كاهد. ( شكل 1-2 را ببینید) در هنگام جمع شدن كمك فنر و حركت همزمان بدنه به سمت بالا، زاویة  بزرگتر می شود و در نتیجه مقدار بزرگنمایی میرایی i_D   نیز افزایش می یابد. بدین ترتیب با ثابت ماندن نیروی میرایی F_D  ، نیروی میرایی  مؤثر  در نقطة تماس چرخ كاهش می یابد. هر چه كمك فنرها به یكدیگر نزدیكتر باشند( یعنی اتصالات پایین آنها بیشتر در داخل قرار گیرند)، فاصلة

مؤثر آنها یعنی b_D  نسبت به عرض خودرو یعنی b_h  كوچكتر می شود،
( شكل 3-12) و نسبت میراییi تأثیر نامطلوبی در میرایی بدنه دارد.

شكل 1-4: نگاهی به زیر شاسی محور جلوی خودروی سیتروئن دیان. در اینجا كمك فنرها كاملاً افقی و موازی با میله های كششی 2 قرار گرفته اند.

هنگام جمع شدن تعلیق در محور جلو و عقب خودروهای سیتروئن مدل دیان 6و سی وی6 ، میله های كششی طولی 2 به كمك بند طولی 1 به فنرهای مارپیچ فشار وارد می كنند،( شكل 1-4 را ببینید).

در این نمونه، كمك فنرها را كاملاً افقی و موازی با میله های 2 نصب می كنند. از این رو كمك فنرها هنگام جمع شدن تعلیق كشیده می شوند،( برخلاف معمول كه هنگام جمع شدن تعلیق، كمك فنر فشرده می شود).

كمك فنرهای یك جداره با بالشتك گازی و پیستون گاز كه در بخش 2-2-1 بررسی می شود، برای این گونه شرایط كاركرد و نصب به صورت افقی بسیار مناسب هستند.

1-2- آزمایش كمك فنر

1-2-1- آزمایش بر روی خودرو

هنوز هم دارندگان خودرو از آزمایش تجربی كمك فنرـ یعنی نوسان دادن خودرو در جهت عمودی با دست ـ برای ارزیابی وضعیت سیستم تعلیق و آزمایش كمك فنر استفاده می كنند. این شیوه آزمایش را خودرو سازان و تولید كنندگان كمك فنر صریحاً رد می كنند و برای آن دلایل زیادی دارند. كاركرد یك كمك فنر به سرعت آن بستگی دارد، یعنی سرعتی كه با آن میلة پیستون در داخل كمك فنر به بالا و پایین حركت می‌كند.

با نوسان دادن خودرو با دست نمی توان به سرعتهای زیاد دست یافت. واكنش به سرعت های زیاد كه برای ایمنی حركت مهم است، در اینجا آزمایش نمی شود. علاوه بر آن به دلیل وجود اصطكاك درونی در سیستم تعلیق خودرو، نتایج به دست آمده چندان قابل اعتماد نیست یا حتی می تواند اشتباه باشد.

پس از كاركرد زیاد خودرو، مفاصل راهنمای تعلیق به سختی قادر به حركت هستند، زیرا مقدار اصطكاك درونی موجود نسبتاً زیاد می شود در این صورت اگر كمك فنر به طور مؤثر عمل نكند، اصطكاك درونی سیستم برای میرا كردن نوسانات و ارتعاشات در فركانس كم كافی است.

از طرف دیگر، اگر خودرویی را كه مفاصل تعلیق روان و كمك فنری با اصطكاك درونی اندك دارد، در سرعت كم، بیازمایند. احساس می كنند كه خودرو به شدت به نوسان در می آید( حتی هنگامی كه كمك فنر به خوبی عمل می كند). دستگاه آزمایش ارتعاشی كه شركت بوگه طراحی و تولید كرده است، آزمایش صحیح كمك فنر را میسر می كند،( شكل 1-5) در این دستگاه هر دو محور در جهت عمودی و در حالت بحرانی به نوسان در می آیند. هنگام عبور از حالت بحرانی، فركانس تشدید و دامنة بیشینة سیستم تعلیق را با واحد میلیمتر اندازه گیری می كنند. این مقادیر را با حد مجازی كه سازنده خودرو تعیین كرده است، مقایسه می كنند.

مشكلات دستگاه آزمایش ارتعاش عبارتند از:

                       q                     علاوه بر میرایی كمك فنر، اصطكاك مكانیزم سیستم تعلیق( بوشهای راهنما و مفاصل گویی) نیز در نتایج به دست آمده دخیل هستند. اگر مقدار اصطكاك زیاد باشد. به اشتباه چنین نتیجه گیری می شود كه كمك فنر كارآیی لازم را دارد.

                       q                     به دلیل محدودیت فركانس و دامنه ورودی، دستگاه سنجش ارتعاش، كارآیی كمك فنر را فقط در محدودة باریك سرعت می آزماید. از این رو با این نتایج نمی توان كارآیی كمك فنر را در محدوده كاری واقعی ارزیابی كرد.

شكل 1-5: دستگاه آزمایش ارتعاش ساخت شركت بوگه. لرزانندة4 به اندازه دامنه حركت لنگ الكتروموتور در جهت عمودی به نوسان در می آید. با قطع كرده ( خاموش كردن) محرك، جرم محور از محدودة فركانس تشدید عبور می كند. به كمك دامنة نوسان در بازة یاد شده می توان با استفاده از رابطة فیزیكی( كه بین دامنة نوسان و نیروی میرایی وجود دارد) به مقدار نیروی میرایی دست یافت و نحوة كاركرد كمك فنر را ارزیابی كرد.

شكل 1-6: چرخة آزمایش كمك فنر بر روی دستگاه آزمایشVDA . در آزمایش خودكار كمك فنر، نیروی میرایی پس از طی كردن ششمین كورس در سرعت معینی اندازه گیری می شود. اندازه گیری نیروی میرایی در ششمین كورس به این علت است كه بتوان با گذشت پنج كورس قبلی از هواگیری كمك فنر ونیز دقت اندازه گیری سرعت پیستون و نیروی میرایی اطمینان یافت. از آنجا كه تغییر دادن فركانس و تعداد دور ساده تر از تغییر دادن دامنة نوسان است، كورس پیستون برابر با 100 میلیمتر ثابت نگه داشته می شود.

 2-1- كمك فنر دو جدارة بی فشار

كمك فنر دو جدارة بی فشار ارزانترین و اقتصادی ترین نوع كمك فنر هیدرولیكی برای خودروی سواری است.

اصلاح بی فشار بیانگر آن است كه سطح روغن در حالت سكون كمك فنر و در دمای محیط (دمای متعارف) در فشار اتمسفر قراردارد.دراینجا فشاری كه هنگام فشرده شدن كامل كمك فنر،افزایش دما یا در كمك فنر بادی كمكی به دلیل پخش تنش (فشاری)در آب بند به سطح روغن وارد می شوند،در نظر گرفته نمی شوند،زیرا مقادیر آن ناچیز و از این رو قابل اغماض است.

جهت دریافت فایل كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها) لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 7,900 تومان

برچسب ها : كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها) , طرح توجیهی كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها) , دانلود كمك‌ فنـرها (بررسی انواع و روش طراحی آنها) , مکانیک , كمك‌ فنـرها , كمك فنر دو جدارة بی فشار , كمك فنر و خودرو , ابعاد و طول كمك فنر , كمك فنر تنظیم پذیر هیدرولیكی , لرزش گیر فرمان , بررسی نیروی میرایی , دانلود طرح توجیهی , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش