فنرهای تخت چه تفاوتی با فنرهای پارابولیک دارند؟

در این مطلب قصد داریم فنرهای تخت و یا شمش که در زیربندی اکثر خودروهای شاسی بلند قدیمی و خودروهای ویژه حمل بار مشاهده می‌شوند را با فنرهای پارابولیک که چند سالی است تب خرید آن در بین مالکان خودروهای شاسی بلند به شدت افزایش یافته، مقایسه کنیم.

فنرهای تخت یا شمش

فنرهای تخت اصولا هم در سیستم تعلیق عقب و هم در سیستم تعلیق جلوی خودرو به‌کار می‌روند و مختص سیستم‌های تعلیق یکپارچه هستند. روش کار فنر شمش به گونه‌ای است که وسط آن به محور خودرو متصل شده و هر دو سر ابتدایی و انتهایی آن به شاسی متصل می‌گردد. هنگامی که چرخ خودرو از روی برآمدگی رد می‌شود، فنر به سمت بالا خم شده و انرژی حاصل از ضربه را خنثی می‌کند و بر عکس زمانی که چرخ به درون یک گودال یا چاله‌ای می‌افتد، به طرف پایین خم می‌شود. به همین منظور اهل فن عملکرد فنر تخت را مشابه فنر لول می‌دانند.

این فنرها از چند لایه و یا تسمه ساخته می‌شوند که به آن‌ها برگ نیز گفته می‌شود. بزرگ‌ترین لایه هم از لحاظ عرضی و هم طولی را شاه فنر می‌نامند که برگ‌های دیگر نسبت به شاه فنر کوتاه‌تر هستند و توسط یک پیچ میانی از وسط به یکدیگر متصل می‌شوند. کرپی نیز قطعه‌ای است که از لغزیدن برگ‌ها روی هم جلوگیری می‌کند تا همگی در کنار هم ثابت بمانند. شاه‌فنر به‌کمک «میل قامه» از یک طرف به شاسی (سر ثابت) و از طرف دیگر به‌کمک قطعه‌ای به نام گوشواره به سمت شاسی متصل می‌شود. شایان ذکر است؛ گوشواره امکان تغییر طول فنر بر اثر نوسان آن را فراهم می‌سازد.

فنر پارابولیک

پارابولیک یا سهموی نوع نسبتا جدیدتر فنرهای شمش هستند که با تغییر شکل شمش، قابلیت تحمل وزن را در هر قطعه فنر بالابرده و باعث نرم‌تر شدن سیستم فنر بندی می‌شوند به‌طوری که برای مثال هر دو شمش فنر پارابولیک برابر 6 تا 8 فنر لول معمولی وزن تحمل می‌کند. در این فنرها اصطکاک بین لایه‌ها به حداقل رسیده است که کمتر کسی به این مقوله توجه می‌کند. از آنجا که تماس بین لایه‌های فنر فقط در مرکز یعنی محل اتصال محور و دو انتهای فنر وجود دارد، عامل اصطکاک نیز به حداقل رسیده است.

مقایسه کلی

فنرهای پارابولیک علاوه بر وزن کمتر نسبت به فنرهای شمش معمولی، انعطاف پذیری بالایی دارند که موجب می‌شود کیفیت سواری خودرو مانند حالت نصب فنر لول شود. هرچند عنوان می‌شود که تحمل بار فنرهای شمش پارابولیک نسبت به فنرهای شمش تخت کمتر است، اما کیفیت سواری بالای ارائه شده توسط این فنرها بسیار بهتر از فنرهای شمش معمولی است. تغییرات اعمال شده در طراحی فنر پارابولیک اجازه می‌دهد که نیروهای وارد شده بر آن شکل فنر را نسبت به فنر شمش معمولی راحت‌تر تغییر بدهند. علت اینکه فنرهای پارابولیک رانندگی نرم‌تر همراه با جنبش محور، بدون لگد انداختن را به ارمغان می‌آورند، طراحی سهموی شمش‌ها و نبود اصطکاک بین آن‌هاست.

فنر سهموی یا پارابولیک لایه‌های کمتری دارد در نتیجه اصطکاک بین شمش‌ها در مقایسه با فنر شمش معمولی شش یا هفت لایه به شدت کاهش می‌یابد که این موضوع باعث می‌شود فنر بدون نیاز به نیروی زیاد برای غلبه بر اصطکاک باز و بسته شده و انعطاف پذیرتر باشد و در نتیجه سواری خودرو بسیار راحت‌تر شده و بازی چرخ‌ها در آفرود (off road articulation) نیز بیشتر خواهد شد.

هم چنین عامل پوسیدگی و یا زنگ زدگی نیز که یکی از عوامل اصلی در استهلاک فنرهای شمش معمولی است، در فنر شمش پارابولیک کاهش می‌یابد. انعطاف پذیری بیشتر فنرهای پارابولیک موجب کاهش سر و صدای اتاق و بدنه خودرو نیز می‌شود.

نتیجه گیری کلی اینکه نوع توزیع نیرو در فنرهای پارابولیک به سبب طراحی سهموی و کاهش اصطکاک میان لایه‌های فنر موجب سواری راحت‌تر و موجب کاهش استهلاک خودرو می‌شود. در سفرهای طبیعت گردی (off road)، انعطاف پذیری بیشتر فنرهای شمش پارابولیک نسبت به فنرهای شمش معمولی علاوه بر اینکه راحتی مسافران را در پی دارد، باعث می‌شود تایرهای خودرو بیشتر با زمین در تماس باشند که این امر در عبور از موانع طبیعی بسیار مهم است.

 همان‌طور که می‌دانید، فنرهای پارابولیک از دو و یا سه برگ تشکیل شده‌اند که تعداد آن‌ها نسبت به برگ‌های فنرهای شمش به مراتب کمتر است. این عامل با توجه به اینکه گفته می‌شود این دو برگ مقاومت بسیار بالایی در میزان بار و سرنشینان خودرو دارد، کمی از اعتماد راننده کاسته و باعث می‌شود در حالت افزایش وزن خودرو کمی احتیاط به خرج دهد که به نظر توجیه منطقی ندارد.

همان‌طور که از توضیحات فوق متوجه شدید، هر دو فنر به صورت مطلق بی عیب نیستند اما هر یک توانایی‌ها و قابلیت‌های مختص خود را دارند که با توجه به در نظر گرفتن این عوامل می‌توان از بین این دو فنر، با توجه به نیازهای راننده یکی را انتخاب کرد.