سازندگان اولیه وسایل نقلیه شروع به یافتن راه حلهایی برای مشکلات فرمان و راحتی سرنشینان کردند. چرخهای جلو با استفاده از دوکهای فرمان و پایههای فرمان به محور متصل میشدند که به چرخها اجازه میداد در حالی که محور ثابت میماند بچرخد و نوسانات بالا و پایین فنرهای برگ توسط وسیلهای به نام “ضربه گیر” میرا شد.
اولین شکل کمک فنر در دوران کالسکه اسبی به وجود آمد. در آن زمان، فنرهای برگ ساده زیر صندلیها نصب شده بود که باعث میشد هنگام حرکت کالسکه پرش کنند. این تلاش خام برای کاهش ضربه و لرزیدن مداوم، مشخصه این نوع حمل و نقل، یک “عوارض جانبی” بسیار ناگوار داشت که وقتی صندلیها شروع به پریدن کردند، آنها متوقف نشدند تا اینکه کالسکه متوقف نشد!
اگر کمک فنرهای امروزی نبود، ما نیز در وضعیت بسیار مشابهی قرار می گرفتیم و در وسایل نقلیه خود از یک دست انداز به دست انداز دیگر تکان میخوردیم. فقط احساس را در سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت تصور کنید! خوشبختانه، کمک فنرهای امروزی انرژی ناخواسته تولید شده در اثر پرش را به انرژی گرمایی بیضرر تبدیل میکنند که سپس در جو پخش میشود. این عمل رانندگی ایمن و کنترل شده را امکان پذیر میکند.
در حالی که ممکن است ما از اولین فنرهای برگ فاصله زیادی داشته باشیم، انتقال به کمک فنرهای مدرن نه یکپارچه و نه سریع بود. ظهور اولین خودروها پیشرفتهای فوری در زمینه جذب ضربه به همراه نداشت. این خودروها دارای طرحهای تعلیق ساده و بدون کمک فنر بودند، جایی که حرکت محور توسط فنرهای برگ کنترل میشد. این منجر به حمل و نقل و نگهداری ضعیف جاده شد. با این حال، با افزایش سرعت و پیچیدگی خودروها، طراحی سیستم تعلیق، و نیاز به سواری راحت و هندلینگ آسان، برای مهندسان بسیار مهم شد. طلوع مسابقه همچنین باعث تسریع در توسعه اتومبیلهای قدرتمندتر و سریعتر شد و از معرفی اولین کمک فنرهای اولیه خبر داد.
این اولین کمک فنرها به سادگی دو بازو بودند که توسط یک پیچ وصل شده بودند و یک دیسک اصطکاک بین آنها وجود داشت. مقاومت با سفت کردن یا شل کردن پیچ تنظیم شد. همانطور که انتظار میرفت، این شوکها چندان بادوام نبودند. و عملکرد آنها بسیار مورد نظر باقی مانده است.
در سال ۱۹۰۲، مورس دارای دمپرهای سیال دیگ بود و در سال ۱۹۰۶ رنو در گرندپری فرانسه با واحدهای هیدرولیک دو عملکرده مسابقه داد. اینها دارای بادامکهای اهرمی بودند که روی پیستونهای دوگانه مخالف در سیلندرهای قابل پر کردن مجدد سوراخ میشدند.
با وجود این پیشرفتها در عرصه کمک فنر، بیشتر خودروها (از جمله ماشینهای مسابقهای) هنوز کمک فنر نداشتند. آنها در عوض بر روشهای ابتدایی مانند فنرهای بستهبندی تکیه کردند که صرفاً برای کاهش ضربه طراحی شده بودند.
در حدود سال ۱۹۱۵، دستگاههای تعلیق میرایی در طرحهای اتومبیلهای سواری بزرگ گنجانده شد. نوع هارتفورد سوئیول، یک انتخاب رایج، در دهه ۱۹۵۰، به ویژه در خودروهای اسپرت با فنر سفت استفاده شد.
در اوایل دهه ۱۹۰۰، گابریل با گابریل اسنابر انقلابی خود وارد بازار شد. در حالی که این دستگاه ریباند در ابتدا به عنوان یک دستگاه اضافی اختیاری برای کاهش شکستگی فنر و محور نصب شد، در نهایت به تجهیزات استاندارد تبدیل شد.
بسیاری از این دستگاههای اولیه، واحدهای تک عملی بودند که فقط بر روی ریباند مؤثر بودند. گام بزرگ بعدی به سمت کمک فنرهای بهتر در اواخر دهه ۱۹۲۰ بود که اولین کمک فنر بازویی دو عملکرده در وسایل نقلیه جاده ای / خودروهای سواری معرفی شد.
اینها برای کاهش حرکت در هر دو جهت طراحی شدهاند و ویژگیهایی را که قبلاً دست نیافتنی بود ارائه میدهند. علیرغم طراحی نوآورانهاش، این نوع کمک فنر نتوانست با تقاضای فزاینده وسایل نقلیه موتوری دهه ۱۹۳۰ همگام شود و مهندسان مجبور شدند برای طراحی یک کمک فنر با اثر مستقیم کارآمدتر به تابلوی نقشه برگردند. نتیجه: کمک فنر تلسکوپی دو اثره.
اولین کمک فنرهای تلسکوپی در حدود سال ۱۹۳۲ به بازار عرضه شد (همان زمانی که طراحی بادامک و اهرم به اوج خود رسید). اولین کمک فنر تلسکوپی گابریل در اوایل دهه ۳۰ طراحی شد.
در دهه ۱۹۴۰، ارل مک فرسون اولین بند مک فرسون را طراحی کرد، نسخه ای بسیار سنگینتر و قویتر از کمک فنر تلسکوپی، برای نمونه اولیه جنرال موتورز. از اوایل دهه ۷۰، استرات روند رو به رشدی را در سراسر جهان نشان داده است و هنوز هم محبوبترین طرح امروزی است. اواخر دهه ۷۰ همچنین شاهد توسعه کمک فنر خود تراز، نسخه حساس به ارتفاع یک کمک فنر معمولی بودیم.
“تعلیق هوشمند” اوج طراحی دهه ۱۹۸۰ بود. تعلیق “هوشمند” تعلیق “فعال” تعلیقی است که توسط کامپیوتر کنترل میشود، که عواملی مانند قد، سرعت، وزن و چرخش را از حسگرها گرفته و تنظیم بهینه تعلیق را تعیین می کند. در سال ۱۹۸۷ یک لوتوس با سیستم تعلیق “هوشمند” اولین جایزه بزرگ خود را برد.
در طول سالها، سیستم های تعلیق به طراحی پیچیده تبدیل شدند. مفاهیم و مؤلفهها به طور چشمگیری تغییر کردهاند و همچنان تغییر میکنند. اما، اهداف اساسی یکسان است:
- برای ایجاد ثبات فرمان با ویژگیهای هندلینگ خوب، و
- برای به حداکثر رساندن راحتی مسافران
دستیابی به این اهداف تحت تمام متغیرهای یک وسیله نقلیه در حال حرکت چیزی است که ما آن را کنترل سواری مینامیم.
کنترل سواری تحت تأثیر وزن وسیله نقلیه، توزیع وزن، سرعت خودرو، شرایط جاده و وضعیت اجزای سیستم تعلیق، از جمله لاستیکها، و تراز چرخها قرار میگیرد. این وظیفه کارشناس کنترل سواری است که مطمئن شود اجزای سیستم تعلیق در وضعیت خوبی قرار دارند و چرخها به درستی تراز شدهاند. پس از انجام آن کار، اثرات سایر متغیرها به حداقل میرسد. ماشین یا کامیون سبک به خوبی هدایت میشود و سرنشینان در تمام شرایط رانندگی با خیال راحت سوار میشوند.
همانطور که اجزای سیستم تعلیق و نحوه کار آنها را با هم مرور میکنیم، به یاد داشته باشید که یک وسیله نقلیه در حال حرکت بسیار بیشتر از چرخش چرخها است. همانطور که لاستیک میچرخد، سیستم تعلیق در حالت تعادل دینامیکی قرار دارد و به طور مداوم برای تغییر شرایط رانندگی جبران و تنظیم میکند. سیستم تعلیق مدرن در بهترین حالت خود مهندسی خودرو است.