تاثیر جدیدترین فناوری های سیستم تعلیق بر روی کیفیت سواری خودروها
آسان است که بگوییم سواری یک خودرو خوب است، ولی توضیح مفاهیم جزیی این وضعیت، دشوار است. انجام امور مهندسی و تیونینگ برای توسعه یک خودرو بسیار مشکل‌تر از تنظیم فنرها و کمک‌فنرها است. مهندسان ویژگی‌های بوش‌های لاستیکی سیستم تعلیق و زیرفریم خودرو را بدون ذکر ویژگی‌های چرخ و لاستیک انتخاب می‌کنند و باید ساختار محکمی در زیرفریم خودرو ایجاد کنند تا سیستم‌های تعلیق را به آن نصب کنند.
تعلیق و هندلینگ
سواری خوب در خودرو به معنای فیلتر کردن چیزهایی است که لاستیک‌ها با آنها مواجه می‌شوند تا سرنشینان تا حد امکان، سطح جاده را کمتر احساس کنند. راحتی سواری و هندلینگ مناسب، یکی از ویژگی‌هایی است که شخصیت یک خودرو را می‌سازد. در این آزمایش، ما می‌خواستیم پیچیدگی‌های کیفیت سواری را بررسی کنیم، بنابراین پنج دستگاه خودرو را جمع‌آوری کردیم و از شرکت Cayman Dynamics خواستیم تا هندلینگ این خودروها را با هم مقایسه کند. این شرکت یک شرکت مهندسی مستقل است که آزمایش‌هایی را برای خودروسازان مختلف انجام می‌دهد.
در این تست، اندازه‌گیری کیفیت سواری ساده است. وقتی ضربه‌ای در خودرو قابل احساس است، آیا کف خودرو، صندلی، فرمان و کنسول وسط خودرو، جایی که بازوی شما روی آن قرار گرفته، وزوز می‌کند؟ به همین دلیل است که ما از تخصص کارکنان شرکت Cayman Dynamics در مورد نحوه اندازه‌گیری کیفیت سواری و نحوه تفسیر اطلاعات کمک خواستیم. گروهی از نویسندگان شرکت کیمن داینامیکس همه خودروها را در چندین جاده چالش‌برانگیز راندند تا تصورات ذهنی برای آنها جاری شود، در حالی که اندازه‌گیری‌ها با ابزار دقیق در محدوده میدان‌های آزمایشی چلسی (Chelsea Proving Grounds) در نزدیکی شرکت خودروسازی Stellantis انجام گردید. ما از مجموعه متفاوتی از جاده‌ها استفاده کردیم که برای لرزاندن سیستم تعلیق خودروهای انتخابی ما طراحی شده‌اند.
خودروهای مورد تست
ما می‌خواستیم به بخش گسترده‌ای از خودروهایی که امروزه در بازار، فروش خوبی دارند، با قیمت‌ها، فناوری‌ها، طراحی‌های بدنه و ماموریت‌های متفاوت توجه کنیم. این خودروها به هیچ وجه از نظر کلاس و طرح بدنه، قابل مقایسه نیستند، اما ما هر یک از آنها را بر اساس تجربه ذهنی خود از راحتی سواری و کیفیت هندلینگ آنها انتخاب کردیم.
هوندا آکورد EX مدل 2024: ما این خودرو را از رقابت‌های 10 خودروی برتر انتخاب کردیم تا ببینیم چگونه یک سدان با قیمت پایه، دارای عملکرد عالی سیستم تعلیق غیرفعال است و هندلینگ آن در سطح بالایی قرار دارد. قیمت مدل تستی: 31 هزار دلار، فناوری قابل توجه تعلیق: کمک فنرهای غیرفعال
شورولت کوروت استینگری Z51 مدل 2024: راحتی سواری ممکن است اولویت طراحی این خودروی عملکردی نباشد، اما کوروت یکی از بهترین هندلینگ‌ها را در بین خودروهای اسپرت دارد. قیمت مدل تستی: 95.405 دلار، فناوری تعلیق قابل توجه: کمک فنرهای مغناطیسی
پورشه تایکان توربو S مدل 2025: سیستم تعلیق فعال Porsche Active-Ride کمپانی پورشه یکی از تنها سیستم‌های تعلیق فعال امروزی در خودروها است. باید دید که این سیستم چه نوع جادویی می‌تواند ارایه دهد؟ قیمت نسخه آزمایشی: 237.395 دلار، فناوری قابل توجه تعلیق: کمک فنرهای فعال و تطبیقی، فنرهای بادی
فورد F-150 Raptor R مدل 2024: دامنه وسیع حرکتی سیستم تعلیق و لاستیک‌های بزرگ رپتور می‌تواند آن را تقریبا به هر مسیری برساند، بنابراین برخورد با ناهمواری‌های جاده نباید چندان برای آن دشوار باشد. قیمت مدل آزمایشی: 114.550 دلار، فناوری تعلیق قابل توجه: کمک فنرهای تطبیقی
رولز رویس اسپکتر 2024: یک کوپه لوکس برقی از برندی که به‌خاطر شیک بودنش شناخته می‌شود و با قیمت فروش نیم میلیون دلاری قطعا باید خیلی خوب باشد. قیمت نسخه تستی: 501.575 دلار، فناوری قابل توجه تعلیق: کمک فنرهای تطبیقی، فنرهای بادی، میله‌های ضدواژگونی فعال
وزن بدون فنر
وزن مجموعه چرخ و لاستیک خودروها، جرمی است که فنربندی نشده است، یعنی بخش کوچکی از وزن خودرو که روی سیستم تعلیق قرار نمی‌گیرد. برای چرخ‌های بزرگتر با دیواره‌های جانبی باریک‌تر، مهار کردن خودرو در جاده‌های ناهموار، دشوارتر است. بنابراین ما مجموعه رینگ و لاستیک خودروهای شرکت‌کننده خود را وزن کردیم تا میزان راحتی که هر خودرو برای سواری راحت ارایه می‌دهد، را اندازه‌گیری کنیم.
تجهیزات تست
کارکنان شرکت Cayman Dynamics شش شتاب‌سنج را به هر خودرو متصل کردند، یک شتاب‌سنج روی بدنه، یکی در بالای خط مرکزی محور جلو و عقب، سه شتاب‌سنج در صندلی راننده برای اندازه‌گیری حرکات جانبی راننده و یکی در صندلی سرنشین جانبی. به طور معمول، یک شتاب‌سنج را به ستون فرمان هم نصب می‌کردند، اما خطر آسیب رساندن به خودروهای قرضی ما را همراه داشت. سنسورها با چسب حرارتی متصل می‌شوند که هنگام ارزیابی فرکانس تا حدود 50 هرتز کار می‌کنند.
مسیرهای تست
اگرچه جاده‌های با ناهمواری‌های زیاد در ایالت میشیگان فراوان هستند، اما تمام سطوح جاده برای ابزار تستی، در داخل حصارهای زمین‌های آزمایشی چلسی شرکت Stellantis قرار داشتند تا از تکرارپذیری شرایط جاده و سرعت‌های انتخابی برای تست، اطمینان حاصل شود.
صدای سازگاری
مطالعات نشان داده‌اند که درک انسان از کیفیت سواری و صداهای کابین، مرتبط هستند. لرزش لاستیک و ارتعاش سیستم تعلیق بر روی دست‌اندازها و ناهمواری‌های جاده‌ها، باعث می‌شود که سرنشین در مورد نرمی و راحتی سواری قضاوت کند. در حالی که داده‌های شتاب‌سنج‌های ما به راحتی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند، ما سطح صدا را روی چند سطح جاده آزمایشی اندازه‌گیری کردیم تا تفاوت‌های خودرو به خودرو را به صورت کمی بررسی کنیم.
در روی بتن صاف، کابین آرام اسپکتر، تقریبا پنج برابر فشار صوتی کمتری نسبت به کوروت دارد. اما روی مسیرهای خشن و ناهموار، فورد رپتور، در برخی موارد، در رتبه دوم بعد از رولزرویس قرار دارد!! هوندا آکورد در این گروه از قیمت پایین‌تری برخوردار است و خودروی بعدی در لیست، بیشتر از سه برابر قیمت آن را دارد. هوندا آکورد یک معیار عالی است و به همین دلیل در لیست بهترین 10 تای ما قرار دارد. کوچکترین و سبک‌ترین رینگ‌‌های 17 اینچی را دارد و از هیچ‌گونه فناوری سواری فانتزی استفاده نمی‌کند و پشت هیچ‌گونه عایق صوتی پنهان نشده است. اگرچه ناهمواری جاده را احساس می‌کنید، ولی آکورد با خونسردی روی آن می‌رقصد.
ما از اینکه جدیدترین مدل شورولت کوروت چه سواری باکیفیتی دارد، تحت تاثیر قرار گرفتیم. پهنای باند فرکانس آن، تا حدی توسط کمک فنرهای مغناطیسی MagnetoReological یا MR فعال می‌شود. وقتی کوروت در حالت رانندگی Tour رانده می‌شود، بدنه آن بیشتر از بدنه اکثر خودروهای اسپرت حرکت می‌کند. حالت سواری Sport حرکات را کاهش می‌دهد و حالت رانندگی Track تمام نگرانی‌های مربوط به کیفیت سواری را کنار می‌گذارد. بوش‌های سفت و دیواره‌های کناری کوچک لاستیک کوروت، در مقایسه با سایر خودروهای گروه، ضربه‌های بیشتری ایجاد می‌کند، اما این واقعیت که سواری آن نزدیک به آکورد یا حتی بهتر از آن است، یک پیروزی محسوب می‌شود.
صدای نعره موتور V8 سوپرشارژر خودروی فورد F-150 Raptor R چیزی است که ما را مجذوب خود می‌کند، اما پس از این تمرین، باید بگوییم که بی‌صدایی و ظرافت وانت، قابل توجه است. چگونه لاستیک‌های بزرگ در سرعت زیاد، غرش‌های آزاردهنده نمی‌کنند؟ ضربات حاصله در بزرگراه، بسیار دورتر از رولزرویس است. مطمئنا رپتور دارای لرزش‌های بدنه است و هنگامی که در یک جاده منحنی حرکت می‌کند، باعث پرتاب سر راننده به طرفین و بیشترین تکان ستون فرمان می‌شود. اما روی سنگفرش‌های درشت یا در هنگام ضربات شدید جاده، توانایی آن در فیلتر کردن ضربه‌ها پس از Spectre در رتبه دوم قرار دارد. جدیدترین پورشه تایکان و پانامرا E-Hybrid دارای سیستم تعلیق فعال سفارشی هستند.
بنابراین ما مشتاق بودیم شتاب‌سنج‌های خود را روی آن نصب کنیم تا ببینیم چه جادویی را می‌سازد. به طور خلاصه، این سیستم تعلیق می‌تواند بدن را به طرز عجیبی صاف نگه دارد. روی سطح جاده آزمایشی با ناهمواری‌های بزرگ، احساس می‌شود که بدنه کمتر از نصف بهترین خودروی بعدی حرکت می‌کند. تایکان به جاده چسبیده است، اما بدون خطای سواری، زیرا رینگ‌ها و لاستیک‌ها دیوانه‌وار کار می‌کنند، اما نمی‌توان فیزیک را نادیده گرفت و در جاده هموار، سیستم تعلیق تایکان بر اثر ضربه‌های شدید و ناهمواری‌های بزرگراه، به شدت می‌کوبد. هر چه جاده بدتر باشد، تایکان احساس سواری بهتری دارد.
هیچ خودروسازی دیگری مانند رولزرویس به سمت شناور بودن و جذابیت رانندگی پیش نمی‌رود. رولزرویس اسپکتر با فنربندی نرم، سواری راحتی را ارایه می‌دهد. خودروی Spectre آنقدر آرام است که می‌توان آن را با یک فرش جادویی اشتباه گرفت. تفاوت سطح صدای داخل کابین بین Spectre و Corvette در سطح جاده صاف، تفاوت بین نجوا و فریاد است. از نظر فرکانس‌های بالاتر تکان‌ها، رولز رویس Spectre کار عجیبی را در مدیریت بزرگترین چرخ‌ها و لاستیک‌های 23 اینچی آزمایشی ما انجام می‌دهد. ضربات حاصل از ناهمواری‌های بزرگراه آنقدر از گوش راننده دور هستند که به نظر مشکل شخص دیگری می‌آیند که هرگز نتواند نیم میلیون دلار برای یک ماشین هزینه کند.
جزییات فناوری تعلیق خودروهای امروزی برای کیفیت سواری بهتر
در این قسمت، نگاهی دقیق‌تر به فناوری‌های مختلف تعلیق در خودروهایی که آزمایش کردیم، می‌اندازیم. خودروهای ما در این تست، شورولت کوروت استینگری Z51، فورد F-150 رپتور R، هوندا آکورد EX، پورشه تایکان توربوS و رولزرویس اسپکتر بوده‌اند.
در اینجا فناوری کلیدی جهت کیفیت سواری پنج خودروی آزمایشی ما آمده است. هر یک از این خودروها کنترل چرخ را بر اساس ورودی سنسورهای مختلف بر روی سطح جاده تطبیق می‌دهند. حتی فناوری‌هایی مانند کمک فنرهای MR، با جبران بهتر دما و عوامل دیگر، هوشمندتر می‌شوند، زیرا رینگ‌ها مدام بزرگتر می‌شوند، اما سواری نباید آسیب ببیند.
کمک فنرهای مغناطیسی رئولوژیکی یا مگنتورئولوژیکی (MR)
این کمک فنر مانند سایر کمک فنرهای تطبیقی، بر اساس ورودی سنسورهای مختلف، شدت میرایی را تا 1000 بار در ثانیه تغییر می‌دهد. در کمک فنرهای MR، سیال دارای ذرات فلزی است و اعمال میدان مغناطیسی باعث می‌شود که آنها به هم بچسبند و در برابر حرکت مقاومت کنند و در نتیجه، میرایی را افزایش دهد. این روش، با ایجاد پهنای باند بیشتر، میرایی بیشتری نسبت به کمک فنرهای تطبیقی مبتنی بر سوپاپ دارد و اجازه می‌دهد تا تنظیمات قبل از حرکت سیستم تعلیق انجام شود.
کمک فنرهای تطبیقی
این کمک فنرها میرایی پیوسته و متغیری را ارایه می‌کنند که بر اساس سنسورها تنظیم می‌شود و توسط دریچه‌ای کنترل می‌گردد تا مسیر عبور سیال را باز یا محدود کند. خودروهای Spectre، Taycan و Raptor R هر کدام دارای دو دریچه برای کنترل میزان تراکم و شدت میرایی برگشتی هستند. این قابلیت تقسیم برای کمک فنرهای Fox Dual Live Valve خودروی فورد رپتور 2024، کاملا جدید است که دارای مخازن خارجی در کمک فنرهای عقب هستند.
کمک فنرهای فعال Porsche Active Ride
این کمک فنرها در هسته خود، دارای واحدهای تطبیقی دو سوپاپ هستند که ضربه‌های حاصل از دست‌اندازهای تیز و چاله‌های آب را کنترل می‌کنند. اما بخش فعال آن، موتور الکتریکی و پمپ است که سیال را در پیستون کمک فنر، به میل خود بالا یا پایین می‌آورد و حرکات بدنه خودرو را کنترل می‌کند. آنها با فنرهای بادی کار می‌کنند که وزن خودرو را در هنگام پارک تحمل می‌کنند. اما در سرعت بالا، فنرهای بادی خالی می‌شوند و کمک فنرها تقریبا تمام وظایف کنترل میرایی را بر عهده می‌گیرند.
میله‌های ضدواژگونی فعال
میله‌های تعلیق اسپکتر در واقع دو نیمه از یک میله ضدواژگونی هستند که در وسط توسط یک موتور الکتریکی به هم وصل شده‌اند. وقتی مستقیم رانندگی می‌کنید، میله‌ها برای حداکثر راحتی جدا می‌شوند و موتور الکتریکی، به نسبت سرعت پیچیدن خودرو، گشتاور را به انتهای میله‌های ضدواژگونی اضافه می‌کند تا در برابر واژگونی مقاومت نماید.
