کالسکههای اسبی تا اوایل قرن بیستم منظره خیابان را مشخص میکردند، اما ظهور اتومبیل، که گوتلیب دایملر و کارل بنز مستقل از یکدیگر در سال ۱۸۸۶ توسعه دادند، مجموعهای کاملاً جدید از الزامات را در مقایسه با موارد مرتبط با آن ایجاد کرد. کالسکههای اسب کشیده، به ویژه در مورد سیستم تعلیق: باید با سرعتهای بالاتر کنار آمد، بدون اینکه کاربران جاده را به خطر بیندازد.
گوتلیب دایملر و کارل بنز رویکردهای متفاوتی را در این زمینه اتخاذ کردند، در حالی که بنز دوچرخه را به عنوان نقطه شروع خودروی موتوری ثبت اختراع خود در نظر گرفت و از فرمان و چرخهای سیمی استفاده کرد، وسیله نقلیه دایملر مبتنی بر کالسکه مجهز به سیستم فرمان بود.
تکنولوژی به سرعت تکامل یافت. در سال ۱۸۸۹، ویلهلم مایباخ، مهندس طراحی درخشان دایملر، «ماشین چرخ سیمی» را توسعه داد. مانند خودروی بنز، این خودرو هم اکنون دارای شاسی بود که کاملاً از دنیای کالسکهسازی جدا شده بود. همچنین پیشرفت بزرگی در توسعه موتورهایی صورت گرفت که هر چه بیشتر قدرتمندتر شدند و خودروها را سریعتر و در عین حال سنگینتر کردند – عاملی که تقاضاهای جدیدی را برای سیستم تعلیق ایجاد کرد. مهندسان طراح با راهحلهای پیچیدهتر پاسخ دادند. اینها شامل پذیرش تدریجی فنرهای مارپیچ – برای مثال، در محور عقب ماشین کمربند دایملر در سال ۱۸۹۵ بود. با این حال، این گوتلیب دایملر نبود، بلکه کارل بنز بود که مشکل نحوه هدایت یک دستگاه را حل کرد.
خودروی چهارچرخ با توسعه سیستم فرمان “دو محور”. این نوع جدید فرمان که برای اولین بار در مدل ویکتوریا استفاده شد، در سال ۱۸۹۳ توسط بنز به ثبت رسید.
در سپیده دم قرن بیستم، درایو زنجیرهای در نهایت با محرک شفت جایگزین شد که قبلاً در بنز پارسیفال ۱۹۰۲، همتای مرسدس سیمپلکس یافت میشد. سیستم محرکه جدید، اتخاذ یک طرح جدید را برای کل مجموعه محور عقب ضروری کرد: واحد دنده محور اکنون به یک دیفرانسیل یکپارچه مجهز شده بود که جرمهای فنر نشده را افزایش میداد. از آنجایی که این بدان معناست که محور عقب به میرایی بیشتری نیاز دارد، دمپرهای اضافی نیز تعبیه شد.
موج نوآوریهای فنی در دهه ۱۹۳۰
در دهه ۱۹۳۰ نوآوریهای زیادی در فنآوری تعلیق وجود داشت، زیرا در آن زمان جادهها برای ترافیک سریع موتوری بسیار مناسبتر از ربع اول قرن بیستم بودند. سوراخها کمتر و سیستمهای تعلیق ایمنتر و راحتتر بودند. ترمزهای اضافی چرخ جلو بسیار مهم برای اولین بار در یک خودروی سری مرسدس بنز در سال ۱۹۲۱ ظاهر شد – در ابتدا در مدل اسپرت قدرتمند ۲۸/۹۵ اسب بخار. از تابستان ۱۹۲۴، تمام خودروهای سواری مرسدس با ترمز در هر چهار چرخ عرضه شد. راحتی سیستمهای تعلیق خودروها، که همگی بر پایه محورهای سفت و فنرهای برگ بودند، با اختراع کمک فنر به طور قابل توجهی بهبود یافت، اگرچه هنوز ایدهآل نبود، مخصوصاً در مورد وسایل نقلیه کوچکتر و سبکتر. یک محور چرخشی برای اولین بار در اتومبیل مسابقهای بنز «Tropfenwagen» (اشک شکل) در سال ۱۹۲۳ ظاهر شد.
در نمایشگاه خودروی پاریس ۱۹۳۱ مرسدس بنز ۱۷۰ با سیستم تعلیق محور چرخشی کاملاً جدید به نمایش درآمد که نقطه عطف مهمی از نظر راحتی سواری و ایمنی هندلینگ بود. از چهارچرخ به طور مستقل معلق، دو چرخ در جلو توسط یک جفت فنر ورقهای عرضی، بدون محور معمولی قرار داشتند، در حالی که هر چرخ عقب از یک محور چرخشی نیمه میل آویزان بود که آستینهای لولهای آن به چارچوب متصل شده بود.
با استفاده از دو فنر سیم پیچ هر کدام در سمت چرخ و در یاتاقانهای ژورنال در سمت دیفرانسیل نصب شدهاند. نتیجه کاهش قابل توجه تودههای فنر نشده بود.
سیستم تعلیق چرخ مستقل، یک اصل ثابت برای همه خودروهای سواری مرسدس بنز از زمان معرفی ۱۷۰، شهرت این برند را برای تولید خودروهای فوقالعاده راحت و ایمن ایجاد کرد. سال ۱۹۳۳ شاهد ورود خودروی اسپرت هشت سیلندر سوپر شارژر ۳۸۰ – همچنین با سیستم تعلیق کامل محور چرخشی – بود که چرخهای جلویی آن برای اولین بار توسط بازوهای کنترل متوازیالاضلاع با فنرهای مارپیچ قرار گرفتند.
این طراحی بینظیر، مکان چرخهای جداکننده، فنر و میرایی از یکدیگر، به سیستم تعلیق جلوی استاندارد نه تنها برای مرسدس بنز، بلکه برای بسیاری از سازندگان دیگر در سراسر جهان تبدیل شد.
محور نوسان تک مفصلی استانداردهای جدیدی را تعیین میکند
در سال ۱۹۵۴، پس از اصلاحات بیشماری، محور نوسان دو مفصلی که با ۱۷۰ در سال ۱۹۳۱ معرفی شد، جای خود را به محور چرخشی تک مفصلی داد که تا سال ۱۹۷۲ در مرسدس بنز باقی ماند. همچنین دارای بازوهای رانش و فنرهای مارپیچ بود. مورد مدلهای قویتر، همچنین فنر سیم پیچ جبران افقی. بعد جدیدی در راحتی سواری توسط مرسدس بنز ۳۰۰ SE که در سال ۱۹۶۱ عرضه شد، ایجاد شد که در آن فنرهای محفظه هوا جایگزین فنرهای مارپیچ شدند.
در همان زمان، کنترل سطح هیدروپنوماتیک برای محور عقب معرفی شد. کنترل سطح قبلاً در سال ۱۹۵۱ در مرسدس بنز ۳۰۰ دیده میشد، زمانی که به شکل فنر میله پیچشی فعال شده الکتریکی بود. مرسدس بنز ۶۰۰ حتی دارای کمک فنرهایی بود که پاسخ آنها از داخل خودرو قابل تنظیم بود.
گام بزرگ بعدی، در سال ۱۹۶۸، محور نوسان مورب بود که در سری مدلهای ۱۱۴/۱۱۵ معرفی شد. این روی فنرهای سیم پیچ نیز پشتیبانی میشد و تضمین میکرد که مسیر – و بهویژه، کمبر – تحت فشار و برگشت فنر تا حد زیادی ثابت بماند.
در پایان سال ۱۹۸۲ مرسدس بنز مدل ۱۹۰ از سری کامپکت W ۲۰۱ ارائه شد. این پیشرو مستقیم کلاس C بود. این خودرو دارای سیستم تعلیق بیسابقه و هیجانانگیز چند پیوندی مستقل عقب بود. سفر بهینه چرخهای عقب مستقل معلق با توزیع نیروها و گشتاورها به پنج پیوند به صورت سهبعدی، که هر کدام از نظر هندسی برای عملکرد خود تخصصی بودند، به دست آمد.
راحتی و نگه داشتن جاده به طور مستقل از یکدیگر بهینه شدند. سیستم تعلیق عقب با سیستم تعلیق جلوی جدید توسعه یافته با بازوهای کنترل عرضی، بند دمپر و فنرهای سیم پیچ جداگانه تکمیل شد. سیستم تعلیق عقب مستقل چند پیوندی به تدریج در سایر مدلهای مرسدس بنز معرفی شد.
تکنولوژی سیستم تعلیق توسط الکترونیک متحول شده است
در دهه ۱۹۸۰، الکترونیک در فناوری تعلیق به کار گرفته شد. مرسدس بنز SL از سری مدل R ۱۲۹ اولین خودروی تولید سری این برند شد که تنظیم الکترونیکی دمپر چند مرحلهای برای آن در دسترس بود. مدل W ۲۲۰ سری S کلاس در سال ۱۹۹۸ به مجموعه مرسدس بنز پیوست.
به جای سیستم فنری و میرایی کلاسیک با استفاده از فنرهای مارپیچ و کمک فنرهای فشار گاز، این سیستم جدید توسعه یافته و کنترل الکترونیکی AIRMATIC را نشان میدهد که در آن سیستم تعلیق بادی و سیستم میرایی تطبیقی (ADS) یک واحد یکپارچه را تشکیل میدهند که شامل کنترل سطح خودکار و جداگانه روی هر چرخ میشود.
پیشرفتهای متعدد در سیستم تعلیق چند پیوندی مستقل عقب، که اکنون عمدتاً از قطعات آلومینیومی ساخته شدهاند، پیشرفتهای قابل توجهی در حفظ جاده، راحتی سواری و ایمنی هندلینگ به ارمغان آورده است. محور جلو نیز به همین ترتیب باز طراحی شد، با یک سیستم چهار پیوندی آلومینیومی و فولادی که جایگزین تکنولوژی قبلی دو جناغی شده است.
چهار جزء باعث ایجاد این نام شد: پیوندهای فنری عرضی ساخته شده از فولاد، پایههای فنری محور جلو را پشتیبانی میکنند. میلههای شعاع در یک زاویه مایل به جلو، موقعیت چرخ جلو را بهینه میکنند. مانند سیستم تعلیق جلوی کلاسیک، اینها توسط جنازههای بالایی کمک میکنند. میلههای مسیر، چرخدنده فرمان عرضی فرمان رک و پینیون را به چرخهای جلو متصل میکند.
برنامه پایداری الکترونیکی ESP®، که مرسدس بنز در سال ۱۹۹۵ در مدل ۱۴۰ کوپه کلاس S ارائه کرد، انقلابی را در ایمنی حمل و نقل به نمایش گذاشت. ESP® که در ابتدا به صورت استاندارد در S ۶۰۰ کوپه نصب شد و به عنوان یک گزینه اضافی برای مدلهای دیگر ارائه شد، قبلاً تا سال ۱۹۹۹ بخشی از تجهیزات استاندارد همه خودروهای سواری مرسدس بنز بود. توسعه و مقابله با آنها با استفاده از ترمز انتخابی.
پویایی و لذت رانندگی – این شعاری بود که مرسدس بنز بزرگ CL 500/CL ۶۰۰ کوپه استاندارد جدیدی برای برتری مهندسی خودرو در سال ۱۹۹۹ ایجاد کرد – و نه فقط در آلمان. فناوری پیشرو کوپه، بعد جدیدی از رانندگی را باز کرد، در درجه اول به دلیل اولین سیستم تعلیق فعال جهان: Active Body Control ABC نشان دهنده نقطه عطفی در کنترل هندلینگ پویا و راحتی سواری بود.
در این سیستم، سیلندرهای سروو با کنترل هیدرولیکی در فنرهای فنری به صورت هماهنگ با کمک فنرهای غیرفعال و فنرهای سیم پیچ کار میکنند. عناصر قابل کنترل فعال، ارتعاشات نوسانی بدن را تا پنج هرتز کاهش میدهند، مانند بالا بردن بدنه و غلتیدن در سطوح ناهموار جاده، غلتیدن جانبی سنگین در پیچها و غواصی زیر ترمز.
در مرسدس بنز CL کمک فنرهای غیرفعال فشار گاز و فنرهای مارپیچ همچنان مسئول کنترل ارتعاشات چرخ با فرکانس بالاتر از ۶ تا ۲۰ هرتز بودند، اما اثر میرایی آنها نسبت به سیستمهای تعلیق معمولی کمتر مشخص بود. این امر تأثیر مثبتی بر لرزش و صدای جاده داشت. تثبیت کننده رول فعال، تثبیت کنندههای میله پیچشی را اضافی میکند.
W ۲۲۱ S-Class که در سال ۲۰۰۵ عرضه شد، دارای سیستم تعلیق بادی پیشرفته AIRMATIC در ترکیب با سیستم میرایی تطبیقی ADS است. این به طور مداوم قدرت پاسخ کمک فنر را مطابق با وضعیت جاده، سبک رانندگی و وضعیت بار خودرو بهینه میکند. تنها در عرض ۵۰ میلی ثانیه، سیستم نیروی میرایی در هر چرخ را با وضعیت فعلی تنظیم میکند.
Active Body Control ABC به حدی کامل شده است که حرکات بدنه خودرو در حین رانندگی پویا بیش از ۶۰ درصد در مقایسه با مدل قبلی کاهش یافته است. این فناوری کلاس S را وارد بعد جدیدی از دینامیک رانندگی میکند، اما این کار را با حفظ بالاترین استانداردهای راحتی انجام میدهد.
سری ۲۰۴ کلاس C همچنین در سال ۲۰۰۷ معیاری را برای فناوری تعلیق تعیین کرد: بسته ADVANCED AGILITY امکان تنظیم کمک فنرها را با فشار یک دکمه و در عین حال تنظیم مشخصات تعویض دنده را ممکن میسازد. همچنین پکیج AGILITY CONTROL موجود است، یک سیستم میرایی انتخابی که قدرت کمک فنر، فرمان و تعویض دنده را متناسب با شرایط مختلف رانندگی تنظیم میکند.
تعلیق آینده در F 700
نگاهی اجمالی به آینده توسط خودروی تحقیقاتی مرسدس بنز F ۷۰۰ ارائه شده است که در نمایشگاه بینالمللی خودرو در سال ۲۰۰۷ در فرانکفورت به نمایش درآمد. با سیستم تعلیق PRE-SCAN فعال خود، خودرو نه تنها به نقاط ناهموار سطح جاده واکنش بسیار حساسی نشان میدهد، بلکه به شیوهای پیشبینی کننده عمل میکند- راحتی سواری و ایمنی حمل و نقل را به یک اندازه افزایش میدهد. PRE-SCAN از دو حسگر لیزری در چراغهای جلو به عنوان «چشم» استفاده میکند که تصویر دقیقی از وضعیت جاده ایجاد میکند.
بر اساس تصویر ایجاد شده توسط حسگرهای لیزری و اطلاعات مربوط به وضعیت جاده، واحد کنترل یک استراتژی برای غلبه بر مانع مربوطه ایجاد میکند. در پاسخ، Active Body Control میرایی هر یک از چرخها را از قبل به یک تنظیم محکمتر یا نرمتر تنظیم میکند و با استفاده از یک سیستم هیدرولیک فعال، بار روی چرخ را افزایش یا کاهش میدهد. تعلیق در کسری از ثانیه با یک موقعیت معین سازگار میشود. این منجر به سطح بیسابقهای از راحتی سواری، همراه با حداکثر ایمنی هندلینگ میشود.
کلاس E از سری مدلهای ۲۱۲ که در سال ۲۰۰۹ راه اندازی شد، استانداردهای جدیدی را برای راحتی در مسافتهای طولانی در این رده خودرو تعیین میکند. مدل جدید به صورت استاندارد به سیستم تعلیق پیشرفته مجهز شده است که دارای سیستم کمک فنر تطبیقی است که با کاهش نیروهای میرایی در هنگام رانندگی معمولی به طور خودکار با وضعیت رانندگی فعلی تنظیم میشود و در نتیجه راحتی سواری را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد.
در هنگام پیچیدن پویا یا هنگام چرخش با سرعت بالا برای جلوگیری از مانع، سیستم حداکثر نیروی میرایی را اعمال میکند تا خودرو را تا حد امکان به طور موثر ثابت کند. علاوه بر این، خودرو را میتوان با سیستم تعلیق متنوع با ویژگیهای میرایی دینامیک و ارتفاع سواری کمتر و همچنین سیستم تعلیق بادی سفارش داد. برای اولین بار، این با یک سیستم میرایی کنترل شده الکترونیکی بینهایت متغیر ترکیب شده است که سیگنالهای حسگر مختلف را پردازش میکند و هر چرخ را به طور مستقل کنترل میکند.
همچنین در سال ۲۰۰۹ مرسدس بنز نسل جدیدی از کلاس S را عرضه میکند. عواملی که به توانایی مدل به روز شده برای برآورده کردن بالاترین استانداردها از نظر دینامیک رانندگی و چابکی کمک میکند شامل سیستم Direct-Seer است که نسبت فرمان را با توجه به زاویه فرمان تغییر میدهد و Active Body Control ABC اصلاح شده با تثبیت باد مخالف.
در مورد سیستم دوم، از فنرهای ABC برای تغییر توزیع بار چرخ در پاسخ به جهت و شدت باد متقابل استفاده میشود تا اثرات آن تا حد زیادی جبران شود. ABC پاسخ فنرها را بر اساس ورودی سنسورهای سرعت انحراف و شتاب جانبی برنامه پایداری الکترونیکی ESP تنظیم میکند. برای ایمنی بیشتر، ترمزهای بردار گشتاور یک نیروی ترمز نامتقارن محاسبه شده را در هنگام پیچیدن به چرخ عقب داخلی اعمال میکنند. این اثر باعث ایجاد یک لحظه چرخش یا خمیازه مشخص در مورد محور عمودی وسیله نقلیه میشود به طوری که سالن بدون لطمه زدن به هیچ یک از ویژگیهای دینامیکی آن به خم تبدیل میشود.
در اولین نمایش خود در سال ۲۰۰۷، خودروی تحقیقاتی مرسدس بنز F ۷۰۰ به دلیل سیستم تعلیق ایمن، راحت و هوشمندانهاش، توسط مطبوعات موتوری «فرش پرنده» لقب گرفت. البته برخی از ویژگیهای آن بسیار به آینده تعلق دارد. اما خودروهای تولید سری مرسدس بنز در حال حاضر در مقایسه با «فرش پرنده» ایستادهاند و با هر سری مدلهای جدید هر چه بیشتر به آن نزدیک میشوند.