انواع شاسی در اتوموبیلها

به طور کلى هر خودرو از سه قسمت اصلى یعنى بدنه ، موتور و شاسى تشکیل می شود. شاسى یا فریم در اصل یک چهار چوب و ساختار است که معمولاً از فولاد سخت به شکل ناودانى ساخته مى شود. بر روى این فولاد سخت ، بخشهایى مانند موتور ، سیستم انتقال قدرت ، سیستم فنر بندی و سیستم ترمز و فرمان نصب مى شود. باید بدانید مواردى چون تحمل بیشترین میزان وزن و تنش ، سبکى ، کمترین حجم ، سهولت در پیاده سازی سیستم ، هزینه پایانى براى اجراى سیستم ، توانایى تغییر فرم در نقاط مشخص براى بالاترین میزان جذب ضربه ، توانایى حفظ استحکام و عدم تغییر فرم در قسمت هاى حیاتى براى حفظ توانایى مقاومت ، قابلیت تعمیر ساده و بازیابى خصوصیات اولیه و سرانجام انتقال کمترین میزان لرزش و صدا به قسمت هاى درونى اتاق ، از خصوصیات یک شاسى خوب است.

شاسى مستقل
این شاسى از دو تکه آهن ناودانى بلند تشکیل شده است که به صورت موازى از جنس فولاد سخت ولى سبک ، ساخته و به وسیله دو رام در دو سر آن به یکدیگر متصل مى شود. شاسى معمولا در قسمت عقب کمى بالاتر آمده و دلیل آن ایجاد فضاى بیشتر براى دیفرانسیل و فنرهاست. قسمت جلو کمى باریک تر ساخته مى شود که در فرمان پذیرى بیشتر موثر است. در طراحى شاسى سرخود از ورق هاى نازک فلزى استفاده مى کنند که آن ها را به روش شکل دادن (پروفیل) و همچنین تکیه گاه محورهاى جلو و عقب تولید مى کنند. البته قسمتهایى از شاسى مانند کف و محوطه موتور که ​​بیشترین نیرو و فشار بر آن ها اعمال مى شود باید از ورق هایى ساخته شوند که ضخامت بیش ترى دارند.
ضخامت ورق ها معمولا دو تا سه میلى مترى است و به گونه اى جوشکارى مى شوند که از استحکام خوبى برخوردار شوند. خودروهاى سوارى در مقایسه با خودروهاى سنگین نیروى کمى را تحمل مى کنند و روى شاسى آن ها بار استاتیکى کمترى وارد مى شود. بنابرین خودروهاى سوارى مى توانند با سرعت بالا حرکت کنند. اصولا طراحى شاسى سرخود به همین منظور بوده است.
مزایا : در هزینه ها و زمان به دلیل یک جا و مستقل بودن ساخت شاسى و اتاق صرفه جویى مى شود و چون تعویض قطعات به علت خراب شدن به وسیله پیچ و مهره است زمان و مخارج کمترى دارد.
معایب : به علت سنگین بودن خودرو نیروی محرکه آن براى شتاب گرفتن کمتر است. طراحى ایمنى خودرو به علت سنگین بودن قطعات دشوار است و در هنگام تصادف احتمال این که سرنشینان دچار حادثه شوند زیاد است. ساخت قطعات و اسکلت آن نیاز به پرس هاى سنگین و ماشین آلات گران ترى دارد. به علت اتصال قطعات توسط پیچ و مهره به سر و صداى زیاد و همچنین استهلاک بیشترى دچار مى شود.

شاسى نیمه جدا شدنى
نوع دیگرى از شاسى ها وجود دارد که آن ها را شاسى نیمه جدا شدنى گویند شرکت “روور” براى اولین بار خودروهایى را تولید کرده که شاسى آن ها از دو قسمت تشکیل شده است.
الف : ثابت
ب : قسمت هاى جداشدنى از شاسى.
اجزاى ثابت : کف ، ستون ها ، دیوارهاى صندوق عقب ، دیواره جلوى موتور و قسمت هاى جداشدنى : سقف خودرو ، گلگیرها ، پنجره جلویى و غیره هستند که اینها به وسیله پیچ و مهره به قسمت ثابت بسته مى شوند.
مزایاى شاسى نیمه جدا شدنى نسبت به دو نوع دیگر عبارتنداز : در هنگام تصادف ، هزینه قطعاتى که خراب شده اند و باید تعویض شوند پایین مى آید ،
فرم اتاق شکل پذیر است و مى توان طرح جدیدى را تولید کرد همچنین مى توان موتور و محورها را که نسبتا سنگین هستند بر روى یک اسکلت جداگانه سوار کرد ، در مونتاژکردن امکان عایق بندى بهترى بین دو قطعه وجود دارد و در نتیجه سروصدا و ارتعاشات چرخ ها به اتاق کاهش مى یابند.
انواع : شاسى نردبانى ، شاسى جناقى در وانت ، شاسى وسط لوله ای در کامیون ، شاسى فرم ۷ و ۸ در خودروهاى مسابقه ای و شاسى صفحه اى مثل شاسى فولکس واگن قورباغه اى.

تعمیرات و روسازى
در اثر ارتعاشات و تکان هاى زیاد به علت ناهموار بودن جاده ممکن است اتصالات و قطعات شل یا شکسته شوند. همچنین ممکن است در اثر تصادف فرم شاسى و روسازى آن تغییر کند که در هر دو صورت باید در اسرع وقت نسبت به رفع عیب اقدام شود : اول قطعاتى که به وسیله میخ پرچ و یا جوشکارى به هم متصل مى شوند اگر شکسته و یا شل شده اند را مى توان با ضربه زدن توسط یک چکش کوچک امتحان کرد. اگر صداى شنیده شده ناشى از ضربه ، خفه بود پرچ ها شل و یا قسمت هاى جوشکارى شکسته شده اند. کوبیدن روى پیچ ها به خاطر محکم شدن ، کار درستى نیست و باید تعویض شوند. دوم این که اگر محل اتصال روى شاسى صداى جیر جیر دهد نشانه آن است که لایى هاى بین دو قطعه از بین رفته و باید هر چه زودتر تعویض شوند.
در اثر تصادف ممکن است فرم شاسى و روسازى خودرو تغییر کند. با یک سرى آزمایش مى توان عیب را مشخص و آن را رفع کرد ، مثلا اگر فرم قالب شاسى تغییر کند و یا محورها و فنرهاى برگه اى (شمشى) منحرف شوند در هر صورت موجب لاستیک سایى مى شود. نواقص فوق را مى توان با اندازه گیرى دقیق مشخص کرد.
اندازه گیرى انحراف قاب شاسى به وسیله ریسمان به دو روش “روسازى جدا شود” یا “روسازى جدا نشود” امکان پذیر خواهد بود :
اول : ابتدا باید روسازى هاى خودرو را جدا کنیم ، که به وسیله ریسمان این کار را انجام مى دهیم. بیشتر سازندگان خودروها نقطه وسط (نقطه کنترل) را علامتگذارى مى کنند ریسمان باید از نقطه وسط بگذرد و قطرها باید از هر دو طرف ، مثلثهاى مساوى را نشان دهد در غیر این صورت شاسى انحراف دارد.
دوم : چنانچه اندازه گیرىبدون پیاده کردن روسازى همچون خودروهاى شاسى سرخود انجام شود ، ابتدا خودرو را روى یک سطح صاف افقى قرار مى دهیم و ازهر دو طرف از نقاط مشابه قاب شاسى شاغول روى زمین نشانه گذارى مى کنیم. در این هنگام از محل کرپى فنرها یا انتهاى اکسل ها استفاده مى شود. چهار نقطه روى زمین مشخص شده با وصل کردن این چهار نقطه یک مستطیل رسم مى شود. سپس قطرهاى آن را رسم کرده محل تقاطع قطرها همان نقطه وسط شاسى است. در صورت سالم بودن شاسى باید تمام مثلث ها ، مشابه و مساوى هم باشند ، در غیر این صورت اندازه انحراف شاسى معلوم مى شود.

بررسى چند نوع شاسى

• شاسى نردبانى : به صورت کلى شاسى به دوگونه مستقل و سرخود یا یکپارچه با اتاق طبقه بندى مى شود. شاسى مستقل به صورت یک قطعه مجزا طراحى و ساخته مى شود و اتاق ، موتور و گیربکس به همراه مابقى سیستم هاى فنی به صورت جداگانه به این شاسى محکم مى شوند. این نوع شاسى از گونه هاى بسیار قدیمى شاسى بوده و امروزه تقریبا ۹۹ درصد خودروها از شاسىهاى غیر مستقل استفاده مى کنند. دلیل استفاده از واژه نردبانى در این نوع شاسى فرم ساخت است که شبیه به یک نردبان با دو تیرک طولى و تعدادى تیرک عرضى براى تقویت و اتصال تیرک هاى طولى شاسى است.شاسى نردبانى مزایاى محدودى مانند قابلیت تحمل وزن بالا ، مقاومت خوب ، هزینه ساخت پایین و تکنیک ساخت ساده دارد همچنین تعمیرات بر روى اتاق خودرویى که از این نوع شاسى استفاده مى کند به سادگى امکان پذیر بوده و شاسى خصوصیات خود را پس از تصادف سنگین همچنان حفظ مى کند. معایب این نوع شاسى وزن بالا ، حجم اشغال شده زیاد ، قابلیت کم در جذب ضربه و ارتعاشات طولى به سبب سختى است. موارد استفاده از این گونه شاسى ها در کامیون ها بیشتر به چشم مى خورد.برخى از انواع وانت سنگین وزن و همچنین برخى از اس یو وى هاى بزرگ و البته غیر لوکس با قیمت پایین با شرایط کارى سخت هم هنوز از این نوع شاسى استفاده مى کنند. استفاده از این نوع شاسى با توجه به معایب ذکر شده و آسایش بسیار پایین آن در خودروهاى سوارى سال هاست منسوخ شده است. ضمنا خودرویى که از این نوع شاسى استفاده مى کند از ایمنى بسیار پایینى برخوردار است.

• شاسى صفحه اى : شاسى صفحه ای گونه ای پیشرفته تر از شاسى هایى است که تا حدودى معایب شاسى مستقل مانند شاسى نردبانى را دارد که در گونه صفحه اى بهبود یافته است. فرم کلى این شاسى مانند شبکه اى از پروفیل هاى کوچک فلزى در قسمت هاى کف اتاق پوشیده شده است. در این گونه ، قابلیت جذب ضربات انتقالى از سطح مسیر حرکت از شاسى بهتر از گونه نردبانى بوده و در کل ، سیستم تعلیق دراین گونه از شاسى ها بهتر عمل مى کند. در این نوع شاسى ها فضاى آزاد و بیشترى براى حرکت مفید و موثر در اتاق وجود دارد و باعث پایین آوردن اتاق و در نتیجه پایین آوردن مرکز ثقل خودرو مىشود. بزرگ ترین مشکل این نوع شاسى حساسیت زیاد شاسى نسبت به تنش هاى پیچشى است و مقاومت پیچشى این نوع شاسى از نردبانى هم کمتر است همچنین توانایى تحمل وزن در این شاسى مانع بزرگى در جهت به کارگیرى این گونه از آن شده است. موارد استفاده این نوع شاسى در خودروهاى بزرگ و سنگین بوده است. این شاسى در خودروهاى فولکس واگن مدل بیتل (با آمار تولید بیش از ۲۱ میلیون دستگاه) و همچنین انواع قدیمى پورشه به کار مى رفته است. در این نوع شاسى ها ایمنى سرنشینان پایین بوده و در صورت تصادف سنگین بازگرداندن شاسى به دلیل هزینه بالا ، بسیار دشوار است.

• اولین گونه از شاسى هاى لوله اى : شاسى لوله اى در پاسخ به نیاز فضایى یا سه بعدى بود که در دهه ۵۰ و در تمام اتوموبیلهای اسپرت آن زمان براى یک شاسى مستحکم ساخته شد. گونه هاى قبلى شاسى ؛ یعنى نردبانى و صفحه ای تنها در دو بعد فضایى به صورت طولى و عرضى اجرا مى شدند. شاسى لوله اى برخلاف این دو گونه به صورت سه بعدى و در جهات بدنه خودرو پیاده سازى مى شد که اصطلاحا این گونه شاسى را فضایى گویند. طریقه پیاده سازى این نوع از شاسى ها به این صورت است که قطعات به آن متصل مى شود. در برخى از گونه ها براى اتصال ساده تر و راحت تر قطعات بدنه به جاى استفاده از لوله از قوطى هاى مربع شکل استفاده مى شد ولى بیشترین مقاومت به وسیله لوله هاى گرد به وجود مى آمد. از نظر ایمنى این نوع شاسى به سبب ایجاد فرم مناسب در تمامى جهات محافظت مناسبى از سرنشینان ایجاد مى کرد.
• شاسى ستون فقراتى : این نوع شاسى یکى دیگر از شاسی هاى مستقل بوده است. مخترع این نوع شاسى لوتس و کولبن چاپمن است. اولین بار لوتس آن را بر روى خودرویى به کار بست که به تولید انبوه نرسید و به شرکت کیا کره فروخته شد. از معایب این نوع از شاسى حجم زیاد و بسته آن بوده و همچنین سبب محدودیت فضاى قابل استفاده در اتاق و سایر درها مى شد. کلیه این مشکلات هنگام ورود و خروج ، سرنشینان را با مشکل مواجه مى کرد. براى ساختن این شاسى ها زمان زیادى صرف مى شود که ساخت آن تنها به صورت دست ساز مقدور است. ساخت این نوع شاسى به صورت سرى سازى و مکانیزه مقدور نبود. این امر موجب بالا رفتن قیمت تمام شده آن مى شد. این نوع شاسى تنها در خودروهاى اسپرتى با حجم کابین و قیمت بالا به کار می رفت.

نوشته: پوریا شمس – هفته نامه ایران خودرو شماره ۲۲۱