هدف اصلی سیستم تعلیق ماشین به چرخهای آن است. این ممکن است نسبتاً بیاهمیت به نظر برسد. با این حال، به یک سیستم پیچیده از اجزای مختلف نیاز دارد، زیرا حرکت یک جسم سنگین مانند یک ماشین با سرعت بالا چندین چالش را ایجاد میکند. در خودروهای جادهای، سیستم تعلیق دو عملکرد اصلی دارد – سواری و هندلینگ. سواری به نحوه برخورد وسیله نقلیه با تغییرات سطح جاده، نحوه مقابله با موجها، دستاندازها، حاشیهها، چالهها، تغییر در خمیدگی و موارد مشابه اشاره دارد.
تعلیق یک ماشین فرمول یک باعث میشود ماشین بتواند سطوح ناهموار را کنترل کند. انرژی تولید شده هنگام حرکت بر روی موجها را از بین میبرد و اطمینان میدهد که چسبندگی به درستی بین چهار تایر پخش میشود.
از سوی دیگر، هندلینگ به نقش سیستم تعلیق در دینامیک خودرو اشاره دارد و نحوه واکنش خودرو به ورودی راننده را توصیف میکند – مثلاً، چگونه تحت ترمز رفتار میکند یا چگونه جهت آن را تغییر میدهد.
تعلیق F۱ دارای دو عملکرد یکسان است، البته پارامترها متفاوت است. برای مثال، راحتی یک جنبه مهم از کیفیت سواری در خودروهای جادهای است. با این حال، هنگام طراحی و تنظیم سیستم تعلیق خودروهای F۱، راحتی دقیقاً هدف اصلی نیست.
آیا تفاوت عملکردی بین سیستم تعلیق اتومبیلهای F۱ و اتومبیلهای جادهای وجود دارد؟
در حالی که سواری و هندلینگ عملکرد سیستمهای تعلیق در خودروهای F۱ و اتومبیلهای جادهای هستند، هدف سومی وجود دارد که منحصر به فرد خودروهای فرمول یک است – یا به طور دقیقتر، برای اتومبیلهای مسابقهای که برای تولید نیروی رو به پایین به شدت به آیرودینامیک متکی هستند. این چیزی است که مهندسان از آن به عنوان کنترل پلت فرم یاد میکنند. هر چه یک ماشین F۱ سریعتر حرکت کند، نیروی رو به پایین بیشتری تولید میکند. هنگامی که با سرعت بالا حرکت میکند، میتواند مقداری نیروی رو به پایین چندین برابر وزن بدنش ایجاد کند. بنابراین سیستم تعلیق باید با تن بار اضافی در زمانی که خودرو با سرعت حرکت میکند مقابله کند.
این فقط از نظر باری که سیستم تعلیق باید تحمل کند یک چالش نیست، بلکه یک چالش آیرودینامیکی بزرگ است. برای اینکه مفهوم آیرودینامیک کار کند، موقعیت خودرو نسبت به مسیر بسیار مهم است – ماشین را چند میلی متر بالا یا پایین بیاورید و جریان هوا به طور چشمگیری تغییر میکند و باعث میشود قطعات مهم آیرودینامیکی مانند کف و دیفیوزر کارایی کمتری داشته باشند.
بنابراین یک سیستم تعلیق F۱ باید اطمینان حاصل کند که زمین و ارتفاع سواری خودرو به خوبی کنترل میشود تا مفهوم آیرودینامیک بتواند با وجود تغییر در نیروی رو به پایین در سرعتهای مختلف، با پتانسیل کامل خود کار کند. این همان چیزی است که کنترل پلت فرم در مورد آن است.
سیستم تعلیق عقب
عناصر مختلف یک سیستم تعلیق چیست؟
عناصر تعلیق در خودروهای F۱ از نظر مفهومی شبیه به سیستم تعلیق خودروهای جادهای هستند، بنابراین هر چهار گوشه خودرو به طور مستقل فنر میشوند. در خودروهای فرمول یک، عناصر تعلیق را میتوان به سه بخش دستهبندی کرد – سیستم تعلیق داخلی، سیستم تعلیق بیرونی و عناصری که در جریان هوا هستند.
در زیر بدنه یک خودروی F۱، عناصر داخلی سیستم تعلیق – فنرها، دمپرها، راکرها و میلههای ضد رول پنهان شدهاند. در مرسدس-AMG F۱ W۱۰ EQ Power+ فنر زدن تا حد زیادی به صورت پنوماتیک انجام میشود، بنابراین خودرو از فنرهای گازی استفاده میکند. سیستم تعلیق داخلی به عناصری که در جریان هوا هستند متصل میشود: میلههای جناغی، میلههای کششی، میلههای فشار و میلههای مسیر. این عناصر به سیستم تعلیق بیرونی متصل میشوند که در پشت چرخها پنهان شده است – پایهها، محورها و یاتاقانها.
سیستم تعلیق W10 کجا ساخته شده است؟
ما کل سیستم تعلیق خود را در داخل میسازیم. به این ترتیب، میتوانیم از کیفیت ساخت بالایی که لازم است اطمینان حاصل کنیم و نسبتاً سریع به تغییرات طراحی واکنش نشان دهیم. قسمتهایی از سیستم تعلیق که در داخل شاسی پنهان شدهاند عمدتاً فلزی هستند، در حالی که عناصری که در جریان هوا قرار دارند عمدتاً از فیبر کربن ساخته شدهاند و فقط اتصالات یا خمشهای آنها معمولاً فلزی هستند.
قطعات بیرونی سیستم تعلیق همگی از فلز ساخته شدهاند. با این حال، آنها در داخل کانالهای ترمز که از فیبر کربن ساخته شدهاند، قرار میگیرند. در حالی که یک سیستم تعلیق ممکن است یک شی نسبتا پیش پا افتاده به نظر برسد، فرآیند تولید بسیار پیچیده است. مواد گران قیمت و نیروی کار زیادی که برای ساخت آن لازم است، سیستم تعلیق را به یکی از گرانترین عناصر یک خودروی F۱ تبدیل کرده است.
بزرگترین چالش در طراحی و ساخت سیستم تعلیق F1 چیست؟
یک سیستم تعلیق باید بتواند بارهای زیادی را تحمل کند. هنگامی که یک خودروی F۱ با سرعت بالا از روی حاشیه عبور میکند، سیستم تعلیق باید قوی و سفت باشد تا بتواند آن بارها را بدون آسیب رساندن تحمل کند. عناصر فیبر کربن مانند میلههای فشار و میلههای کششی، برای مثال، از نظر فشار و کشش بسیار قوی هستند و میتوانند بارهای ده کیلو نیوتون یا بیشتر را تحمل کنند.
در عین حال، سیستم تعلیق باید سبک باشد – درست مانند هر قسمت دیگر در یک ماشین F۱. در نهایت، برخی از عناصر تعلیق مانند استخوانهای جناغی در جریان هوا هستند، بنابراین این عناصر باید نسبتاً نازک و لاغر باشند تا جریمه آیرودینامیکی آنها کاهش یابد.
برای پیچیدهتر کردن اوضاع، میلههای جناغی باید به اندازهای بزرگ باشند که بند لاستیکها را در خود جای دهند – سه تا برای هر چرخ – که در صورت تصادف، لاستیک را در حالت عمودی نگه میدارند و لاستیک را به شاسی نگه میدارند. یافتن تعادل مناسب بین این سه نیاز – استحکام بالا، وزن کم، فشردگی – یک عمل متعادل کننده پیچیده است و طراحی و فرآیند ساخت سیستم تعلیق را بسیار پیچیده میکند.
چگونه یک تیم F1 از سیستم تعلیق برای بهینهسازی تنظیمات ماشین استفاده میکند؟
بهینهسازی سیستم تعلیق برای هر مدار بخش مهمی از کار تنظیم کلی برای یک خودروی F۱ است. از طریق راهاندازی سیستم تعلیق، تیم میتواند نحوه نمایش لاستیک را به جاده کنترل کند و با تغییر پارامترهایی مانند انگشت (زاویه چرخها نسبت به یکدیگر) و خمیدگی، هندلینگ و سطوح چسبندگی را بهینه کند. (زاویه چرخها نسبت به جاده).
این نوع نصب تا حد زیادی با تغییر هندسه تعلیق انجام میشود، بنابراین با تغییر شیلنگهای فلزی یا با استفاده از عناصر تعلیق با طولهای مختلف پیوند انجام میشود. حوزه دیگری که مهندسان هنگام کار بر روی سیستم تعلیق به آن توجه خواهند کرد، کنترل پلت فرم است. برای اینکه پلت فرم به طور بهینه کار کند، تیم بیشتر بر روی نرخ فنر تمرکز میکند و ممکن است فشار گاز را در فنرها تغییر دهد یا عناصر فلزی با سختیهای مختلف را جایگزین کند.
آیا تیمهای فرمول یک در طول سال تعلیق خود را تغییر میدهند؟
تیمها در طول فصل به دلایل یا دلایلی محرومیت خود را تغییر میدهند. برای مثال ایمنی سازه میتواند یکی از آنها باشد. تیمها دقیقاً میدانند که محرومیت آنها چقدر میتواند تحمل کند. در واقع، در طول هر جلسه یک مهندس سیستم سازه تله متری زنده را کنترل میکند تا مطمئن شود که از محدودیتهای بار تجاوز نمیشود.
اگر نگرانی در مورد ایمنی سازه وجود داشته باشد، تیم سیستم تعلیق را تغییر خواهد داد. دلیل دیگری برای معرفی عناصر تعلیق جدید، ارتقاء خودرو است یا به خود سیستم تعلیق یا ویژگیهای آیرودینامیکی آن. برخی از اجزای سیستم تعلیق مانند جناغها یا بازوی فرمان در جریان هوا قرار دارند، بنابراین تأثیر زیادی بر جریان هوای اطراف خودرو دارند. در نهایت، یک تیم ممکن است تعلیق جدیدی را برای یک مسیر خاص معرفی کند. برای مثال، برای گرندپری موناکو، این تیم سیستم تعلیق جلوی ویژهای را به همراه آورد تا مطمئن شود که ماشین میتواند از پس چالشهای منحصر به فرد خیابانهای مونت کارلو برآید.
موناکو دارای سختترین پیچ فصل است، سنجاق سر معروف Fairmont معروف به Loews که بیش از هر گوشه دیگری به قفل فرمان نیاز دارد. در مقایسه با سنجاق سر در گرندپری آتی کانادا (پیچ ۱۰)، ۴۰ درصد قفل اضافی برای سنجاق سر Loews موردنیاز است. پیچ آنقدر محکم است که سیستم تعلیق معمولی انتخاب خط رانندگی را از طریق سنجاق سر محدود میکند یا اینکه رانندگان مجبور میشوند فرمان را چندین بار بچرخانند. سیستم تعلیق جلویی ویژهای که تیم به موناکو آورده بود باعث میشد زاویه چرخ جاده بزرگتر شود تا رانندگان بتوانند به روشی که میخواهند به سنجاق سر حمله کنند.