تفاوت وزن فنر با وزن فنر نشده چیست؟
طرفداران اتومبیل، به ویژه آنهایی که مسابقه می دهند، گاهی اوقات در مورد وزن (یا وزن) «فارش» و «بی فنر» صحبت می کنند. این شرایط به چه معناست؟
فنر جزء سیستم تعلیق است که وسیله نقلیه را نگه می دارد و از آن، مسافران و محموله در برابر ضربه محافظت می کند. ماشین بدون فنر خیلی راحت نیست و خیلی زود از لرزش و دست انداز از هم می پاشد. گاری‌های اسب‌کشی قرن‌ها از فنر استفاده می‌کردند و در فورد مدل T، فنرهای فلزی استاندارد در نظر گرفته می‌شد. امروزه همه خودروها و کامیون ها بر روی فنرهای برگ کار می کنند.
اما وقتی می گوییم یک ماشین با فنر کار می کند، در واقع منظور ما کل ماشین نیست. بخشی از هر ماشین یا کامیونی که توسط فنرها پشتیبانی می شود، جرم فنر آن است و مابقی جرم فنر نشده آن است.
تفاوت فنر و فنر نشده
برای درک تفاوت، ماشینی را تصور کنید که به سمت جلو حرکت می کند تا زمانی که یکی از چرخ های جلوی آن به دست انداز آنقدر بزرگ برخورد کند که آن چرخ به سمت بدنه ماشین حرکت کند. اما همانطور که چرخ به سمت بالا حرکت می کند، بدنه خودرو ممکن است زیاد حرکت نکند یا اصلا حرکت نکند زیرا توسط یک یا چند فنر از چرخ متحرک به سمت بالا جدا شده است. فنرها می توانند فشرده شوند و به بدنه خودرو اجازه می دهند در جای خود باقی بماند، زیرا چرخ در زیر آن بالا و پایین می رود. تفاوت در اینجاست: بدنه ماشین و هر چیزی که محکم به آن متصل است فنر می شود، یعنی توسط فنرهای تراکم پذیر از چرخ ها جدا می شود. لاستیک‌ها، چرخ‌ها و هر چیزی که مستقیماً به آنها متصل است فنر نمی‌شوند، به این معنی که فنرها آنها را از حرکت در هنگام بالا یا پایین رفتن ماشین در جاده باز نمی‌دارند.
تقریباً تمام یک ماشین معمولی یک توده فنری است زیرا تقریباً هر قسمت از آن محکم به بدنه چسبیده است. علاوه بر خود بدنه که شامل تمام اجزای ساختاری یا فریم دیگر، موتور و گیربکس، فضای داخلی و البته سرنشینان و بار می شود.
در مورد وزن بدون فنر چطور؟ موارد زیر بدون فنر هستند:
شینا
چرخ
بلبرینگ و توپی چرخ (قسمتی که چرخ ها روی آن می چرخند)
واحدهای ترمز (در اکثر وسایل نقلیه)
در وسایل نقلیه با محور محرک پیوسته، که گاهی اوقات به عنوان محور محرک شناخته می شود، مجموعه محور (شامل دیفرانسیل) با چرخ های عقب حرکت می کند و بنابراین فنر ندارد.
این لیست طولانی نیست، به خصوص برای خودروهایی با سیستم تعلیق عقب مستقل (یعنی بدون محور محکم) وزن فنر نشده تنها بخش کوچکی از وزن کل است.
قطعات نیمه فنری
یک مشکل وجود دارد: مقداری وزنه تا حدی فنر شده و تا حدی فنر نشده است. به عنوان مثال، شفتی را در نظر بگیرید که در یک سر به گیربکس و در انتهای دیگر به چرخ ("نیم شفت") متصل است. وقتی چرخ به سمت بالا حرکت می کند و جعبه و جعبه دنده حرکت نمی کند، یک سر شفت حرکت می کند و دیگری حرکت نمی کند، بنابراین مرکز شفت حرکت می کند، اما نه به اندازه چرخ. قطعاتی که نیاز به حرکت با چرخ دارند اما نه به آن اندازه، نیمه فنری، نیمه فنری یا هیبریدی نامیده می شوند. قطعات نیمه فنری معمولی عبارتند از:
- خود چشمه ها
- کمک فنرها و پایه ها
- بازوها و برخی دیگر از قطعات تعلیق را کنترل کنید
- نیم شفت و چند شفت کاردان
- برخی از قسمت های سیستم فرمان مانند بند انگشت فرمان
چرا همه اینها اهمیت دارد؟ اگر بیشتر جرم وسیله نقلیه فنر نشده باشد، نگه داشتن لاستیک ها در جاده هنگام رانندگی بر روی دست اندازها دشوارتر است زیرا فنرها باید نیروی بیشتری برای حرکت دادن آنها اعمال کنند. بنابراین، همیشه مطلوب است که نسبت جرم فنر به فنر بالا داشته باشیم و این امر به ویژه برای وسایل نقلیه ای که باید در سرعت های بالا به خوبی کار کنند بسیار مهم است. بنابراین تیم‌های مسابقه وزن بدون فنر را کاهش می‌دهند، برای مثال با استفاده از چرخ‌های آلیاژی منیزیمی سبک اما نازک، و مهندسان سعی می‌کنند سیستم تعلیق را با کمترین وزن فنر نشده طراحی کنند. به همین دلیل است که برخی از خودروها، مانند جگوار E مدل 1961-75، از ترمزهایی استفاده می‌کردند که نه بر روی توپی چرخ، بلکه در انتهای داخلی میل محور نصب شده بودند: همه این کارها برای کاهش جرم فنر نشده انجام می‌شود.
توجه داشته باشید که جرم یا جرم فنر نشده گاهی اوقات با جرم دوار اشتباه گرفته می شود زیرا برخی از قطعات (لاستیک ها، چرخ ها، بیشتر دیسک های ترمز) در هر دو دسته قرار می گیرند و به این دلیل که سوارکاران می خواهند هر دوی آنها را کاهش دهند. اما این یکسان نیست. جرم دوار همان چیزی است که به نظر می رسد، هر چیزی که باید بچرخد وقتی ماشین به جلو حرکت می کند، برای مثال بند انگشت فرمان فنر نشده است اما نمی چرخد، و شفت محور می چرخد اما فقط تا حدی فنر نشده است. وزن کم فنر نشده هندلینگ و گاهی کشش را بهبود می بخشد، در حالی که کاهش وزن چرخشی باعث بهبود شتاب می شود.
