بررسی عملکرد سیستم تعلیق e-KDSS لکسوس GX جدید

نسل جدید لکسوس GX با ویژگی‌های متنوعی عرضه شده که یکی از آن‌ها سیستم تعلیق کارا و پیشرفته e-KDSS نام دارد.

ساخت خودرویی که بتواند در هر شرایطی عالی عمل کند غیرممکن خواهد بود. البته هیچ کلاس خودرویی نمی‌تواند بهتر از شاسی بلندهای آفرود چنین چیزی را نشان دهد. اگر خواهان سواری نسبتاً راحتی در یک آفرودر هستید پس باید لاستیک‌های کارا را انتخاب نکنید. در واقع اگر می‌خواهید در بزرگراه‌ها سواری نرم و خوبی داشته باشید توانایی عبور خودرو از مسیرهای خشن کاهش خواهد یافت؛ اما با صرف هزینه و انرژی بیشتر می‌توان گزینه‌هایی را انتخاب کرد که ویژگی‌های مطلوب بیشتری دارند. خودروسازان سطح بالا از تکنولوژی‌های پیشرفته برای تولید محصولاتی توانا در اکثر زمینه‌ها استفاده می‌کنند.

در این مطلب می‌خواهیم به نمایش تکنولوژی سیستم تعلیق لکسوس GX جدید در مسیرهای سخت بپردازیم. شاسی‌بلند موردبحث از سیستم تعلیق دینامیک جنبشی الکترونیکی e-KDSS سود می‌برد که باعث خواهد شد خودرو در عین حفظ توانایی‌های آفرود خود سواری نرم و مناسبی در بزرگراه داشته باشد. برای دانستن طرز کار سیستم e-KDSS باید کمی درباره وضعیت هندلینگ و پایداری خودروهای آفرود صحبت کنیم.

زمانی که یک خودرو در حال دور زدن یا عبور از پیچ است اینرسی باعث می‌شود بدنه خودرو به جهت مخالف پیچ تمایل پیدا کند. میزان کج شدن خودرو در این وضعیت به میزان نرمی فنرها، وزن خودرو، سرعت، مرکز ثقل و… بستگی دارد. هرچقدر کج شدن بدنه بیشتر باشد مرکز ثقل وسیله نقلیه بیشتر به سمت بیرونی پیچ تمایل خواهد داشت. در سرعت‌های بالاتر یا اینرسی بیشتر این امر به معنی هندلینگ ضعیف خواهد بود و اگر ارتفاع خودرو بیشتر باشد امکان چپ شدن آن وجود خواهد داشت. این یک مشکل حاد برای خودروهاست.

ساده‌ترین راه‌حل برای حل این مشکل استفاده از میله‌های ضد غلتش است. این میله‌ها در واقع فنرهایی پیچشی هستند که از لوله‌ای فلزی با شکلی ویژه ساخته می‌شوند. میله موردبحث سیستم تعلیق سمت راست و چپ خودرو را به یکدیگر مرتبط می‌کند و زمانی که یک سمت سیستم تعلیق تحت‌فشار قرار می‌گیرد (در شرایطی مانند عبور پرسرعت از پیچ)، میله پیچشی عمل کرده و نیرو را از سمت تحت‌فشار به سمت دیگر منتقل می‌کند. این سیستم با اینرسی خودرو مقابله کرده و باعث کاهش تکان‌های بدنه و افزایش چسبندگی در عبور از پیچ‌ها می‌شود.

اما مشکل خودروهای آفرود با این سیستم کاهش میزان حرکت سیستم تعلیق است. هرچقدر میزان حرکت یا بازی سیستم تعلیق بیشتر باشد توانایی آن در عبور از مسیرهای ناهموار بهبود خواهد یافت. آسان‌ترین راه برای افزایش اتصالات سیستم تعلیق و چسبندگی در چنین مسیرهای خشنی حذف میله ضد غلتش است که در شاسی بلندهای سنگین به معنی کاهش توانایی‌های حرکتی در بزرگراه‌ها خواهد بود. حالا می‌توان فهمید که چرا سواری اکثر آفرودرها در جاده‌ها تعریفی ندارد و اکثر شاسی بلندهای پرفورمنس هم در زمان عبور از روی سنگ‌ها و صخره‌ها به مشکل برمی‌خورند.

روش حل این مشکل در برخی خودروهای آفرود ساده است. آن‌ها در مسیرهای سخت ارتباط میله‌های ضد غلتش را قطع کرده و در بزرگراه‌ها دوباره وصل می‌کنند. بسیاری از تیونرها روش‌های قطع و وصل سریع و راحت این قطعات مهم را برای شاسی بلندهای محبوب ارائه کرده‌اند. البته در این روش هنوز هم راننده باید از خودرو پیاده شده، زیر خودرو رفته و به‌صورت فیزیکی سیستم تعلیق را دست‌کاری کند. واضح است که چنین آپشنی برای خودروهای آفرود واقعاً توانا در نظر گرفته می‌شود. اما راه‌حل پیشرفته‌تری که در خودروهای جدیدتر همچون فورد برانکو بکار رفته قطع ارتباط خودکار میله‌های ضد غلتش است. تریم بدلندز این خودرو از دکمه‌ای روی داشبورد استفاده می‌کند که به‌صورت الکترونیکی مرکز میله پیچشی را قطع کرده و باعث می‌شود هر دو اکسل به‌صورت آزادانه حرکت کنند. در سرعت بالای ۳۰ کیلومتر در ساعت این ارتباط به‌صورت خودکار دوباره برقرار می‌شود تا ایمنی خودرو بهبود یابد. این راه‌حل بهتری است اما هنوز هم نیازمند آشنایی راننده با طرز کار سیستم و استفاده از آن خواهد بود.

بیش از یک دهه است که تویوتا راه‌حلی کاملاً مکانیکی را ارائه می‌کند و البته نیازی به دخالت راننده نیست. این سیستم با نام سیستم تعلیق دینامیک جنبشی KDSS شناخته می‌شود. در برخی شاسی بلندها همچون لکسوس GX و تویوتا ۴ رانر لوله‌ای هیدرولیکی در طول خودرو نصب شده و یک پیستون تحت‌فشار در مرکز هر میله پیچشی قرار می‌گیرد. زمانی که شاسی‌بلند در بزرگراه حرکت می‌کند دو پیستون در تعادل هیدرولیکی قرار می‌گیرند و این امر باعث قفل شدن هریک به میله‌های پیچشی می‌شود. میله‌های ضد غلتش عملکرد نرمالی دارند و راننده حتی نمی‌داند چنین سیستمی روی خودرو نصب شده است.

البته در زمان آفرود چرخ‌ها از روی زمین بلند می‌شوند و به‌صورت مستقل حرکت می‌کنند که این امر باعث تغییر فشار در سیستم هیدرولیکی می‌شود. همین تغییر به پیستون‌ها منتقل می‌شود تا حرکت کنند. اختلاف فشار باعث باز شدن قفل میله‌ها می‌شود و اکسل‌ها حرکت یا بازی بیشتری در سطوح خشن دارند. این امر به‌صورت مکانیکی و بدون دخالت راننده صورت می‌پذیرد. سیستم یاد شده عملکرد خوبی دارد اما همان‌طور که تویوتا می‌گوید KDSS با محدودیت‌هایی مواجه است. به‌طور خاص، محدودیت این سیستم به عملکرد هیدرولیکی و ارتباط چرخ‌های جلو و عقب به یکدیگر مربوط است. کوچی سوکازاکی مهندس ارشد لکسوس GX 550 جدید می‌گوید:

اگر لاستیک عقب سمت راست خودرو از زمین جدا شود لاستیک جلو سمت راست هم تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.

با این تفاسیر، تویوتا چگونه سیستم KDSS را بهبود بخشیده است؟ جدیدترین نسخه از این سیستم با نام e-KDSS شناخته می‌شود و آزادی عمل بیشتری به کنترل هر چرخ می‌دهد. e-KDSS جایگزین لوپ هیدرولیکی تکی شده و دو مجموعه از مدارهای الکترونیکی وجود دارد که یکی برای سیستم تعلیق جلو و دیگری برای سیستم تعلیق عقب هستند. هر مدار پیستون‌های هیدرولیکی مخصوص خود را کنترل می‌کند تا میله‌های ضد غلتش در جای خود قرار داشته و عملکرد نرمالی داشته باشند. همچنین امکان هماهنگی میله‌ها با حرکات اکسل وجود دارد که باعث خواهد شد هر چرخ به‌صورت آزادانه بچرخد و عمل کند. در شرایط نرمال رانندگی، این سیستم بسیار شبیه KDSS هیدرولیکی عمل می‌کند.

البته مهندس تویوتا می‌گوید در نسل جدید GX چرخ‌های جلو و عقب سمت راست می‌توانند به‌صورت مستقل از یکدیگر کنترل شوند. این امر به معنی پرفورمنس پایدارتر در شرایط آفرود متنوع است. e-KDSS معمولاً به حالت خودکار و با استفاده از داده‌های سرعت خودرو، زاویه فرمان و نیروی جی جانبی کار می‌کند تا بفهمد خودرو در جاده قرار دارد یا خارج از آن. سپس سیستم در زمان نیاز باعث قفل یا باز شدن میله‌ها می‌شود. البته GX جدید با استفاده از این سیستم و همچنین سیستم مولتی ترین الکترونیکی می‌تواند تنها میله پایدارکننده عقب را باز کند که نتیجه آن حرکت با سرعت بالاتر در آفرود خواهد بود. در این حالت هم پایداری خودرو ضروری است و هم راننده می‌خواهد سواری نرم‌تری داشته باشد.

سیستم تعلیق لکسوس GX جدید انعطاف بیشتری نسبت به قبل دارد و راننده همچنان به‌صورت مستقیم در آن دخالت نمی‌کند و ECU بی‌وقفه شرایط را زیر نظر دارد. اگرچه میزان حرکت سیستم تعلیق GX جدید زیاد است اما هنوز هم سواری نرمی را در بزرگراه‌ها ارائه می‌کند. با وجود سیستم‌هایی همچون e-KDSS، شاید دیگر نیازی به استفاده از خودروهای جداگانه برای کارهای روزمره و آفرود نباشد.