معرفی ۶ نوع دامپر پرکاربرد خودروها

مطابق گفته بسیاری از مهندسان سیستم تعلیق، نقش دامپر یا کمک فنرها در یک خودرو دست‌کم گرفته می‌شود. دامپرها وظیفه دارند که در هنگام شتاب‌گیری، ترمز و گردش در پیچ‌ها، تایر چرخ‌ها را بر روی سطح جاده نگه دارند و در همین حال، کیفیت سواری را نیز حفظ کنند؛ موضوعی که اهمیت بسیار زیادی دارد. با اینکه نصب دامپر یکی از آخرین کارهایی است که برای تنظیم سیستم تعلیق انجام می‌شود، این قطعه موجب ایجاد یک نوع شخصیت برای شاسی اتومبیل می‌گردد. در ادامه می‌خواهیم انواع مختلف محبوب‌ترین دامپرها را بررسی کنیم.

دامپر تک‌لوله‌ای
مورد استفاده در: آئودی A4، مزدا MX-5 میاتا

در این طراحی دامپر، یک سیلندر به‌وسیله یک جداکننده شناور به دو بخش روغن و گاز تقسیم می‌شود. یک محور با فشار پیستون در سیلندر، نیروی دامپینگ را ایجاد می‌کند. در طول عمل تراکم، روغن از طریق واشر موجود در سمت محور پیستون به طرف بالا هدایت می‌شود. این در حالی است که واشر رویه پیستون، جریان را کنترل می‌کند. گاز موجود در محفظ که معمولاً نیتروژن انتخاب می‌شود، در طول عمل تراکم، فشرده شده تا حجم ناشی از جابجایی روغن را جبران کند. نیروی دامپک به عواملی چون تعداد، ابعاد و فرم واشرهای روی پیستون، قطر محور، قطر سیلندر و میزان فشار گاز بستگی خواهد داشت.

دامپر دوجداره
مورد استفاده در: کادیلاک CT6، شورولت ایمپالا، رام ۱۵۰۰

همان‌طور که از نام دامپر «دوجداره» برمی‌آید، این نوع دامپر از دو استوانه هم‌مرکز استفاده می‌کند. استوانه یا سیلندر داخلی با روغن پر شده و محور و پیستون را در خود جای می‌دهد. همانند دامپر تک‌لوله‌ای، در اینجا نیز واشرهای پیستون جریان روغن را هم در مرحله تراکم و هم در مرحله بازگشت یا «ریباند» کنترل کرده و نیروی دامپینگ ایجاد می‌نمایند. در همین حال، یک سوپاپ واشربندی‌شده دیگر با عنوان «سوپاپ پایه» جریان روغن را به درون استوانه خارجی یا «مخزن» هدایت می‌کند و در کنترل «نسبت دامپینگ» نقش دارد. در طول مرحله «ریباند»، روغن از طریق یک سوپاپ یک‌طرفه به  محفظه اصلی برمی‌گردد. قسمتی از استوانه خارجی بوسیله گازی که قابلیت تراکم دارد، پُر می‌شود. این گاز  هم وظیفه جبران تغییر حجم ناشی از محور پیستون در طول عمل تراکم را برعهده دارد و در طول مرحله ریباند نیز به روغن برای خروج از استوانه بیرونی و ورود به استوانه داخلی، نیرو وارد می‌کند. در اینجا نیز عوامل مشابه دامپر تک‌لوله‌ای بر نیروی دامپینگ تأثیرگذارند و البته برخی فاکتورها از طرف سوپاپ نیز به آنها اضافه می‌شود. تنظیمات دامپرهای دوجداره معمولاً‌با اضافه یا کم‌کردن واشرها صورت می‌گیرد.

دامپر انشعاب داخلی
مورد استفاده در: فورد F-150 رپتور

دامپرهای دوجداره «فاکس» که در پیکاپ پرقدرت فورد یافت می‌شوند، با استفاده از دامپینگ «حساس به موقعیت»، امکان آزادیِ‌عمل زیادی را برای سیستم تعلیق خودرو ایجاد می‌کنند. در میانه این جابجایی، از چند مدار مختلف برای تولید نیروی دامپینگ استفاده می‌شود. در این مرحله، بخش زیادی از مایع، از طریق حفره‌های موجود در استوانه داخلی، از جلوی پیستون کنار می‌رود و قسمت پشت پیستون در سیلندر را پُر می‌کند. بخشی از روغن نیز از طریق واشر سوپاپ‌های پیستون، و همین‌طور در مرحله تراکم، از طریق سوپاپ پایه منتقل می شود. اندازه، موقعیت و واشربندی حفره‌های بای‌پس، می‌تواند در افزایش نرخ دامپینگ در هنگام فشردگی یا بازگشت سیستم تعلیق نقش داشته باشند. وقتی پیستون از آخرین حفره بای‌پس عبور می‌کند، مایع به صورت طبیعی به واشرهای روی پیستون هدایت می‌شود و در نتیجه، نیروی دامپینگ افزایش پیدا می‌کند. یک «سوپاپ پایه» در هنگام رسیدن به حداکثر تراکم، نقش ایفا می‌کند و با رساندن مایع به مخزن خارجی، از «دامپینگِ تراکمی» یکنواخت و عدم‌ ایجاد حالت «کاویتاسیون» یا تشکیل حباب در روغن اطمینان حاصل می‌گردد.

دامپر سیال مغناطیسی
مورد استفاده در: کادیلاک CTS-V، شورولت کوروت، فراری 488GTB، لامبورگینی اوراکان

دامپرهای «سیال مغناطیسی» بدون آن که از سوپاپ‌ها برای دیکته‌کردن نرخ دامپینگ استفاده کنند، حرکات چرخ‌ها و بدنه را با استفاده از تغییر ویسکوزیته روغن کنترل می‌کنند. این دامپرها ساختاری معمولی دارند (با یک پیستون در انتهای یک محور و متحرک در داخل یک استوانه مایع هیدرولیک)، امّا  عملکرد آنها چندان «معمولی» نیست. نسل کنونی دامپرهای MR دارای دو کویل الکترومغناطیسی در بدنه پیستون هستند که موجب ایجاد یک میدان مغناطیسی داخلی در اطراف گذرگاه‌های پیستون می‌شوند. مایع هیدرولیک موجود در دامپرها دارای برخی ذرات ریز آهن است که تا قبل از اِعمال جریان الکتریکی به کویل‌‌های پیستون، به صورت رندوم در درون مایع پخش هستند. برق ورودی به کویل‌ها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی می‌شود و ذرات آهن را در یک ردیف قرار می‌دهد. در نتیجه، مقاومت مایع در برابر جریان افزایش پیدا می‌کند. وقتی فشار موجود در هر کدام از طرف‌های پیستون برای شکست خطوط ذرات آهن کافی باشد، مایع به درون گذرگاه‌ها جریان پیدا می‌کند و امکان حرکت پیستون فراهم می‌شود. قدرت جهت‌گیری ذرات آهن با نیروی میدان مغناطیسی، نسبت مستقیم دارد و بر این اساس، تغییر آمپراژ ورودی به کویل‌ها، نیروی دامپینگ را کنترل خواهد کرد.

دامپرهای سوپاپ قرقره‌ای
مورد استفاده در: شورولت ZL1 1LE، شورولت کلرادو ZR2

دامپرهای سوپاپ قرقره‌ای در ظاهر، طراحی ساده‌ای دارند، امَا در عمل برای تنظیم آنها نیاز به آزمون و خطای زیاد و تنظیم دقیق منحنی سرعت-نیرو با استفاده از معادلات رایج هیدرولیک در این زمینه است. سوپاپ‌های قرقره‌ای که متشکل از یک دیسک فنری به عنوان درپوش یک قسمت استوانه‌ای هستند، در هنگامی که فنر فشرده می‌شوند، شرایط را برای جریان روغن از طریق پورت‌های کناری سیلندر فراهم می‌کنند. فرم این پورت‌ها نیازمند یک طراحی بسیار دقیق است. سطح مقطع این پورت‌ها که اجازه جریان‌یافتن روغن را می‌دهد، تابعی از نیرویی است که به دیسک اِعمال می‌شود. هر چه این نیرو بیشتر باشد، میزان بازشدگی این پورت‌ها بیشتر خواهد بود. فرم، اندازه و موقعیت این پورت‌ها، و همین‌طور صلبیت فنرها، مقدار نیروی دامپینگ را مشخص می‌کند. دامپرهای سوپاپ قرقره‌ای، از نظر موقعیت سوپاپ‌هایشان، انواع مختلف دارند، امّا ساده‌ترین نوع آنها که در خودروهای جاده‌ای استفاده می‌شود، دارای سوپاپ قرقره‌ای در دو طرف پیستون هستند؛ یکی برای مدیریت مرحله تراکم و دیگری برای مرحله ریباند.

دامپرهای با کنترل الکترونیکی
مورد استفاده در: فورد فوکوس RS، اینفینیتی Q50 و Q60، ولوو S90

در یکی از انطباق‌پذیرترین طراحی دامپرها، ترکیبی از سوپاپ‌های با کنترل الکترونیکی و سوپاپ‌های ثانویه و واشربندی‌شده، نیروی دامپینگ را تعیین می‌کند. در این نوع دامپرها که در دو نوع «تک‌لوله‌ای» و «دو جداره» در دسترس قرار دارند، ممکن است موقعیت سوپاپ‌های الکترومکانیکی تفاوت داشته باشد. نمونه دو جداره که در تصویر نمایش داده شده، مدل جدیدی است که توسط شرکت تأمین‌کننده قطعات Tenneco ارائه شده و از یک سوپاپ یک طرف در پشت پیستون بهره می‌برد که در طول عمل تراکم، شرایط را برای حرکت راحت‌تر پیستون فراهم می‌سازد. در هنگام تراکم،  به دلیل اینکه محور یا شفت جای روغن را می‌گیرد، در سیلندر داخلی، فشار ایجاد شده و در نتیجه، موجب جریان روغن به سمت سوپاپ پایه در قسمت پایین دامپر می‌گردد. یک گاز «تراکم‌پذیر» در مخزن برای جبران تغییر حجم ناشیی از جابجایی روغن در مرحله تراکم، مورد استفاده قرار می‌گیرد. جریان روغن در طول مرحله ریباند به وسیله واشر رویه پیستون و از طریق سوپاپ‌های با کنترل الکترونیکی موجود در بالای پیستون هدایت می‌شود. در مرحله ریباند، روغن با استفاده از یک سوپاپ یک‌طرف که در زیر «سوپاپ پایه» قرار گرفته، به درون سیلندر داخلی باز می گردد. میزان باز یا بسته بودن سوپاپ‌ها در بالای دامپر، موجب تغییر در نیروی دامپینگ، چه در هنگام «تراکم» و چه در هنگام «ریباند» می‌شود.

منبع: caranddriver