دانلود گزارشهای کارآموزی و پروژه دانشجویی

دانلود پروژه بررسی انواع و روش طراحی کمک فنرها

فهرست مطالب

فصل اول ۶
- کاربرد و شیوه نصب ۶
- آزمایش کمک فنر ۶
۱-۱-کاربرد و شیوه نصب ۸
۱-۲-۱- آزمایش بر روی خودرو ۱۳
فصل دوم ۱۷
-کمک فنر دوجداره بی فشار ۱۷
- کمک فنر دوجداره بافشار ۱۷
- کمک فنر یک جداره با فشار ۱۷
۲-۱- کمک فنر دو جدارة بی فشار ۱۸
۲-۱-۱- ساختار و شیوة کارکرد ۱۸
۲-۱-۲- هواگیری و موازنة حجم ۲۳
۲-۱-۳- رینگ آب بند،میلة پیستون با پیستون، راهنما ۲۵
۲-۱-۴- محفظة سیلندر،مخزن روغن،لولة محافظ ۲۹
۲-۱-۵- کمک فنر برای موقعیت کاری دشوار،خودروی سواری ۳۰
۲-۲-۱- کمک فنر دو جدارة مجهز به بالشتک گاز ۳۲
۲-۳- کمک فنر یک جدارة بافشار ۳۶
۲-۳-۱- ساختارو شیوة کارکرد ۳۶
۲-۳-۲-رینگ آب بند،میلة پیستون،راهنما ۴۰
فصل سوم ۴۵
- نیرو هیدرولیکی میرا کننده ۴۵
- میرایی اصطکاک ۴۵
- عوامل موثر در میرایی ۴۵
- روغن کمک فنر ۴۵
۳-۱-نیروی هیدورلیکی میراکننده ۴۶
۳-۱-۱-منحنی مشخصه کمک فنر ۴۶
۳-۱-۳- نسبت کشش به فشار ۵۳
شکل ۳-۹ منحنی مشخصه ۵۸
۳-۱-۶- میرایی مؤثر در نقطه تماس چرخ ۶۰
۳-۲- میرایی اصطکاک ۶۹
۳-۳- عوامل مؤثر بر میرایی ۷۴
۳-۳-۳ –میرایی تئوری و حقیقی ۷۷
۳-۳-۵- کاهش اثر میرایی ۷۹
۳-۴- روغن کمک فنر ۸۱
فصل چهارم ۸۷
-ابعاد و طول کمک فنر ۸۷
- اتصالات کمک فنر ۸۷
- ضربه گیر و ایستان لاستیکی ۸۷
۴-۱-ابعاد و طول کمک فنر ۸۸
۴-۱-۲-طول کمک فنر یک جداره ۹۱
۴-۱-۳-کمک فنر مجهز به ضربه گیر کشش و فشار ۹۳
۴-۱-۴ فضای لازم ۹۷
۴-۲-اتصالات کمک فنر ۹۹
۴-۲-۱-خواسته های طراحی ۹۹
۴-۲-۲ اتصالات چشمی ۱۰۰
۴-۲-۳-اتصالات پینی : ۱۰۵
۴-۳-۲-ضربه گیر فشار کمک فنر و ایستان ۱۲۱
فصل پنجم ۱۲۸
- کمک فنر تنظیم پذیر الکتریکی ۱۲۸
- کمک فنر تنظیم پذیر الکترونیوماتیکی ۱۲۸
- کمک فنر تنظیم پذیر هیدرولیکی ۱۲۸
۵-۱-کمک فنر تنظیم پذیر الکتریکی ۱۲۹
۵-۱-۱- خواسته های طراحی ۱۲۹
شیوة میرایی ۱۳۱
منحنی مشخصة میرایی ۱۳۱
۵-۱-۳- سیستم شرکت بوگه ۱۳۵
۵-۱-۵- سیستم شرکت فیشتل و ساکس ۱۴۵
- کاربرد ۱۶۲
- لرزش گیر فرمان برای خودروی سواری و باری سبک ۱۶۲
- لرزش گیر فرمان برای خودروی باری ۱۶۲
- لرزش گیر با تنظیم پذیری وابسته به راستای نصب ۱۶۲
۱-کاربرد ۱۶۳
۴-لرزش گیر فرمان با میرایی وابسته به راستای نصب ۱۷۵
نشان های به کار رفته در روابط واحدها ۱۷۷
منابع و مآخذ ۱۸۴

کمک‌فنر به همان اندازه که ایمنی حرکت را تضمین می کند، وظیفة خوش سواری
را نیز بر عهده دارد. کمک فنر باید از پریدن( جهیدن) چرخها جلوگیری کند،
یعنی تماس بین چرخ و جاده را همیشه برقرار سازد همچنین کله زدن خودرو را میرا کند.
با طراحی و ساخت سیستمهای تعلیق جدید با قطعات نگهدارنده و راهنمای کم اصطکاک، و افزایش سرعت و توان خودرو، امروزه انتظارات از این قطعه نسبت به سالهای گذشته به مراتب بیشتر است.
از این رو هر خودرو، کمک فنر خاص خود را دارد. کمک فنر نیز مانند لاستیک و لنت ترمز، تنش و شرایط کاری دشوار را تحمل می کند و از این رو نیاز به بازدید منظم دارد. تعویض به هنگام کمک فنر می تواند بر ایمنی راننده و سرنشینان اثر مهمی بگذارد. البته در این باره مشکلاتی وجود دارد.
فرسودگی و کارکرد لاستیک را می توان به خوبی از سایش عاج لاستیک دریافت. اما از آنجا که کمک فنر در داخل شاسی قراردارد، بازرسی آن ساده نیست. مشکل دیگر این است که آزمایش کارکرد کمک فنر نصب شده دشوار است.
خرابی و نارسایی کمک فنر، به ندرت ناگهانی و بدون نشانة قبلی بروز می کند. اما، کاهش توان میرایی معمولاً به گونه ای است که راننده کاهش تدریجی آن را حس نمی کند و به مرور زمان، شیوة رانندگی خود را با آن وفق می دهد.
پس فقط کنترل منظم، به شیوه ای که انجمن کنترل خودرو توف با دستگاه آزمایش ارتعاش انجام می دهد،( بخش ۱-۲ را ببینید)، نارسایی کمک فنر را آشکار می‌کند. انجمن توف راینلند تا به حال بیش از ۲۵ مرکز آزمایش کمک فنر برپا کرده است. آزمایشهایی که شرکت بوگه و فیشتل و ساکس از سال ۱۹۷۲ میلادی تاکنون انجام داده اند، نشان می دهد که سی درصد از خودروهای آزمایش شده. یک کمک فنر خوب داشته اند. در حدود سه درصد از خودروهای آزمایش شده سه یا چهار کمک فنر غیر قابل استفاده داشته اند. سازمان خودروسازی مرکز فنی آلیانس واقع در محل ایسمانینگ شهر مونیخ با استفاده از همین روش آزمایش به نتایجی مشابه دست یافته است.

۱-۱-کاربرد و شیوه نصب
کمک فنر را که جزء میرا کننده خودرو است، بین جرم فرم بندی نشده( تعلیق) و جرم فنر بندی شده( بدنه) نصب می کنند. اتصال بالایی کمک فنر را به بدنة خودرو و اتصال پایین آن را به بند واسطه و یا مستقیماً به محور خودرو وصل می کنند. برای دستیابی به بهترین بازده ممکن، محل قرارگیری کمک فنر بر روی شاسی را به گونه‌ای طراحی می کنند که اتصال پایین کاملاً بیرون و در نزدیکی چرخ باشد و کمک فنر عمودی قرار گیرد، ( شکل ۱-۱). البته دستیابی به این طرح همیشه امکان پذیر نیست.
شیوه و نحوة قرارگیری و نصب کمک فنر در خودرو به پارامترهای زیر بستگی دارد:
از آنجا که در خودروی سواری خانوادگی و باری پایین بودن و افزایش
شکل ۱-۱: در شکل محور عقب خودروی رنو مدل ۹ و ۱۱ را می بینید. کمک فنرها تقریباً عمودی و نزدیکی چرخ قرار گرفته اند. البته برای سهولت نصب و استفادة بهتر از فضا کمی به سمت جلو تمایل دارند. در این خودرو بزرگنمایی ID برابر ۲۴/۱ است، یعنی نیروی میرایی وارد بر چرخ ۲۴/۱ برابر کمتر از نیروی میرایی کمک فنر است.
شکل ۱-۲: محور عقب امگا کاروان: در شکل شیوة قرار گیری و نصب کمک فنرها بر سگدست را می بینید که به سمت داخل تمایل دارند. به دلیلی شیب دار بودن کمک فنرها نسبت به خط قائم. سطح بارگیری افزایش می یابد. قائم قرار دادن کمک فنرها، سطح بارگیری و فضای داخل خودرو را کاهش می دهد.

سطح بارگیری یک نیاز مهم در طراحی به شمار می آید، اغلب کمک فنرها را شیب دار و با زاویة معینی نسبت به خط قائم نصب می کنند،( شکل ۱-۲).
اندازه و ابعاد لاستیک، به دلیل امکان نصب لاستیک پهن و زنجیر چرخ، کمک فنر را از چرخ دور می کنند. البته مقدار زاویه‌دار کردن کمک فنر در خودرو محدود است. برای جلوگیری از پایین آمدن بیش از حد سطح روغن در محفظة تعادل فشار و مکیده شدن هوا به داخل محفظة کار در کمک فنر دو جداره، زاویة تمایل کمک فنر نسبت به خط قائم، یعنی زاویة  در حالت پربار، نباید حتی المقدور از ۴۵ درجه تجاوز کند، اگر مجبور به نصب کمک فنر با زاویة بزرگتری باشیم، حتماً باید از کمک فنری که مستقل از راستای نصب( موقعیت پیستون)عمل می کند، استفاده کرد.
برای راحتی، سعی بر آن است که در خودروهای سواری جا به جایی فنر( جمع و باز شدن محور) را بیافزایند. به این ترتیب می توان بدون آسیب دیدن لاستیک های ایستان، حتی در شرایط بحرانی و زیر بار از جا به جایی کافی هنگام جمع شدن کمک فنر بهره برد.
اگر به جا به جایی بیشتری نیاز باشد، ناچار باید نسبت میرایی کمک فنر به چرخ را تغییر داد( یعنی نامناسب انتخاب کرد) و یا به علت طول مردة بلندتر، طول کمک فنر را بزرگتر انتخاب کرد. برای نصب یک کمک 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 ۱۶۲ 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.

شکل ۱-۳: همان گونه که در شکل بالا( نمای بالا و نمای پشت محور عقب) می‌بینید. کمک فنرها را در اپل سناتور تقریباً عمودی نصب کرده اند، پایین قرار داشتن نقطة اتصال پایین و امتداد دادن اتصال بالایی کمک فنر به صندوق عقب، کورس بلند آن را برابر ۲۸۰ میلیمتر امکان پذیر می سازد. در اینجا بزرگنماییiD  حدود ۹/۰ است. فضای آزاد  بین کمک فنر و چرخ را برای نصب زنجیر چرخ و فنر بادی نیمه کشسان تنظیم کنندة ارتفاع در نظر گرفته اند.

برای مجهز کردن لاستیک چرخ محرک خودرو به زنجیر چرخ، کمک فنرها کاملاً در داخل و بین فنرهای تخت قرار می گیرند. شکل ۱-۵ نمایی از محور عقب خودروی باربری دیملر بنز مدل ۳۰۸/ D  ۲۰۷ ، را نشان می دهد. به دلیلی پایین آمدن سطح باربری و صرفه جویی در فضا، کمک فنرها کمی به سمت جلو نیز متمایل هستند. زاویه دار قرار گرفتن کمک فنر در راستای طولی یا عرضی در خودرو اثر میرایی در حالت پربار را می کاهد. ( شکل ۱-۲ را ببینید) در هنگام جمع شدن کمک فنر و حرکت همزمان بدنه به سمت بالا، زاویة   بزرگتر می شود و در نتیجه مقدار بزرگنمایی میرایی iD   نیز افزایش می یابد. بدین ترتیب با ثابت ماندن نیروی میرایی FD  ، نیروی میرایی  مؤثر  در نقطة تماس چرخ کاهش می یابد. هر چه کمک فنرها به یکدیگر نزدیکتر باشند( یعنی اتصالات پایین آنها بیشتر در داخل قرار گیرند)، فاصلة مؤثر آنها یعنی bD  نسبت به عرض خودرو یعنی bh  کوچکتر می شود،
( شکل ۳-۱۲) و نسبت میراییi  تأثیر نامطلوبی در میرایی بدنه دارد.

شکل ۱-۴: نگاهی به زیر شاسی محور جلوی خودروی سیتروئن دیان. در اینجا کمک فنرها کاملاً افقی و موازی با میله های کششی ۲ قرار گرفته اند.
هنگام جمع شدن تعلیق در محور جلو و عقب خودروهای سیتروئن مدل دیان ۶و سی وی۶ ، میله های کششی طولی ۲ به کمک بند طولی ۱ به فنرهای مارپیچ فشار وارد می کنند،( شکل ۱-۴ را ببینید).
در این نمونه، کمک فنرها را کاملاً افقی و موازی با میله های ۲ نصب می کنند. از این رو کمک فنرها هنگام جمع شدن تعلیق کشیده می شوند،( برخلاف معمول که هنگام جمع شدن تعلیق، کمک فنر فشرده می شود).
کمک فنرهای یک جداره با بالشتک گازی و پیستون گاز که در بخش ۲-۲-۱ بررسی می شود، برای این گونه شرایط کارکرد و نصب به صورت افقی بسیار مناسب هستند.

۱-۲- آزمایش کمک فنر
۱-۲-۱- آزمایش بر روی خودرو
هنوز هم دارندگان خودرو از آزمایش تجربی کمک فنرـ یعنی نوسان دادن خودرو در جهت عمودی با دست ـ برای ارزیابی وضعیت سیستم تعلیق و آزمایش کمک فنر استفاده می کنند. این شیوه آزمایش را خودرو سازان و تولید کنندگان کمک فنر صریحاً رد می کنند و برای آن دلایل زیادی دارند. کارکرد یک کمک فنر به سرعت آن بستگی دارد، یعنی سرعتی که با آن میلة پیستون در داخل کمک فنر به بالا و پایین حرکت می‌کند.
با نوسان دادن خودرو با دست نمی توان به سرعتهای زیاد دست یافت. واکنش به سرعت های زیاد که برای ایمنی حرکت مهم است، در اینجا آزمایش نمی شود. علاوه بر آن به دلیل وجود اصطکاک درونی در سیستم تعلیق خودرو، نتایج به دست آمده چندان قابل اعتماد نیست یا حتی می تواند اشتباه باشد.
پس از کارکرد زیاد خودرو، مفاصل راهنمای تعلیق به سختی قادر به حرکت هستند، زیرا مقدار اصطکاک درونی موجود نسبتاً زیاد می شود در این صورت اگر کمک فنر به طور مؤثر عمل نکند، اصطکاک درونی سیستم برای میرا کردن نوسانات و ارتعاشات در فرکانس کم کافی است.
از طرف دیگر، اگر خودرویی را که مفاصل تعلیق روان و کمک فنری با اصطکاک درونی اندک دارد، در سرعت کم، بیازمایند. احساس می کنند که خودرو به شدت به نوسان در می آید( حتی هنگامی که کمک فنر به خوبی عمل می کند). دستگاه آزمایش ارتعاشی که شرکت بوگه طراحی و تولید کرده است، آزمایش صحیح کمک فنر را میسر می کند،( شکل ۱-۵) در این دستگاه هر دو محور در جهت عمودی و در حالت بحرانی به نوسان در می آیند. هنگام عبور از حالت بحرانی، فرکانس تشدید و دامنة بیشینة سیستم تعلیق را با واحد میلیمتر اندازه گیری می کنند. این مقادیر را با حد مجازی که سازنده خودرو تعیین کرده است، مقایسه می کنند.
مشکلات دستگاه آزمایش ارتعاش عبارتند از:
علاوه بر میرایی کمک فنر، اصطکاک مکانیزم سیستم تعلیق( بوشهای راهنما و مفاصل گویی) نیز در نتایج به دست آمده دخیل هستند. اگر مقدار اصطکاک زیاد باشد. به اشتباه چنین نتیجه گیری می شود که کمک فنر کارآیی لازم را دارد.
به دلیل محدودیت فرکانس و دامنه ورودی، دستگاه سنجش ارتعاش، کارآیی کمک فنر را فقط در محدودة باریک سرعت می آزماید. از این رو با این نتایج نمی توان کارآیی کمک فنر را در محدوده کاری واقعی ارزیابی کرد.

شکل ۱-۵: دستگاه آزمایش ارتعاش ساخت شرکت بوگه. لرزانندة۴ به اندازه دامنه حرکت لنگ الکتروموتور در جهت عمودی به نوسان در می آید. با قطع کرده ( خاموش کردن) محرک، جرم محور از محدودة فرکانس تشدید عبور می کند. به کمک دامنة نوسان در بازة یاد شده می توان با استفاده از رابطة فیزیکی( که بین دامنة نوسان و نیروی میرایی وجود دارد) به مقدار نیروی میرایی دست یافت و نحوة کارکرد کمک فنر را ارزیابی کرد.

شکل ۱-۶: چرخة آزمایش کمک فنر بر روی دستگاه آزمایشVDA . در آزمایش خودکار کمک فنر، نیروی میرایی پس از طی کردن ششمین کورس در سرعت معینی اندازه گیری می شود. اندازه گیری نیروی میرایی در ششمین کورس به این علت است که بتوان با گذشت پنج کورس قبلی از هواگیری کمک فنر ونیز دقت اندازه گیری سرعت پیستون و نیروی میرایی اطمینان یافت. از آنجا که تغییر دادن فرکانس و تعداد دور ساده تر از تغییر دادن دامنة نوسان است، کورس پیستون برابر با ۱۰۰ میلیمتر ثابت نگه داشته می شود.
۲-۱- کمک فنر دو جدارة بی فشار
کمک فنر دو جدارة بی فشار ارزانترین و اقتصادی ترین نوع کمک فنر هیدرولیکی برای خودروی سواری است.
اصلاح بی فشار بیانگر آن است که سطح روغن در حالت سکون کمک فنر و در دمای محیط (دمای متعارف) در فشار اتمسفر قراردارد.دراینجا فشاری که هنگام فشرده شدن کامل کمک فنر،افزایش دما یا در کمک فنر بادی کمکی 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.

۲-۱-۱- ساختار و شیوة کارکرد
شکل ۲-۱ ساختار کمک فنر را نشان می دهد.این کمک فنر که طبق اصول کارکرد کمک فنر دو جداره عمل می کند،از یک محفظة کار (لوله سیلندر ۲ به نام لولة‌فشار)تشکیل شده است.این لوله از پایین به شیرهای زیرین و از بالا به راهنمای میلة پیستون ۸ و رینگ آب بند ۵ محدود می شود.میلة پیستون ۶ بین راهنمای میلة پیستون و آب بند حرکت می کند.میله پیستون از یک سو به پیستون۱(واقع در محفظه کار) و از سوی دیگر به مفصل چشمی بالایی و لولة حفاظ متصل است.لوله سیلندر ۲ در داخل لولة‌ دیگری قرار دارد که به لولة بیرونی ۳ یا لولة نگهدارنده موسوم است.از آنجا که این کمک فنر در لوله دارد،کمک فنر دو جداره نامیده می شود.بین لولة‌سیلندر ۲ و لولة بیرونی ۳،محفظة تعادل فشار C ایجاد می شود که حدودتاً تا نیمه روغن دارد.اما محفظة کار را از روغن کاملاً پر می کنند.لولة نگهدارنده ۳ از طرفی به راهنمای میلة پیستون و از سوی دیگر به کلاهک ۱ که شیر زیرین را نگه می دارد،وصل می شود و پیش تنیدگی درونی مجموعه را کاملاً تأمین می کند.در قسمت زیرین کلاهک،اتصال چشمی را جوش می دهند.

شکل ۲-۱: کمک فنر دو جدارة ساخت شرکت بوگه با اتصالات چشمی در هر دو انتها.از آنجا که محفظة تعادل فشار را درپیرامون محفظة‌کار کمک فنر طراحی کرده اند،در شکل،مجموعة شیر پیستون و شیر زیرین ۴ را که در انتهای محفظة کار قراردارد،می بینید.شکل ۲-۳ شیوة کارکرد کمک فنر دو جداره را  نشان می دهد.
شکل ۲-۲:شیوة کارکرد کمک فنر دوجداره

البته برای اتصال کمک فنر به شاسی می توان به جای مفصل چشمی از اتصالات پینی استفاده کرد،هنگام جمع شدن چرخ،اتصالات بالا و پایین کمک فنر به یکدیگر نزدیک می شوند و به این ترتیب میلة پیستون ۶ و همراه آن پیستون ۱ که در انتهای آن قراردارد،به سمت پایین رانده می شود.با پایین آمدن میلة پیستون در محفظة بالایی کار(A1 )، میلة پیستون حجم روغنی برابر با V1 را جابه جا می کند،این حجم برابر است با:
سطح مقطع میلة پیستون ضرب در جابه جایی میلة پیستون= V1
از طرفی دیگر مقداری از روغن به حجم V2 از شیر گلویی II‌ روی پیستون به داخل محفظة کار A1 جریان می یابد.این حجم برابر است با:
جابه جایی میله پیستون ضرب در مقطع رینگی شکل محفظة A1 = V2
از آنجا که مقاومت شیر IV در برابر جریان روغن به مراتب بزرگتر از شیر II‌ است،لذا بخش بزرگ میرایی در مرحلة فشار،در شیر زیرین ایجاد می شود.فشار محفظة A1 و A2  تقریباً یکسان است.هنگام باز شدن چرخ،اتصالات کمک فنر از یکدیگر دور می شوند که به این ترتیب میلة‌پیستون،همراه پیستون به سمت بالا می‌آید.

شکل ۲-۳: برای جلوگیری از پایین آمدن بیش از حد سوراخ در سطح روغن محفظة تعادل فشار C‌ باید کمک فنر دو جداره به گونه ای نصب کرد که شیب میلة پیستون نسبت به خط قائم از ۴۵ درجه بیشتر نباشد(‌یعنی ۴۵۰›C).البته کمک فنر دارای بالشتک گاز از این قاعده مستثنی است.

(( برای دانلود کلیک کنید ))