هندلینگ خودرو

هندیلنگ خودرو

هندلینگ خودرو عبارت است از چگونگی عکس العمل خودرو به درخواست راننده برای تغییر مسیر در پیچها.این ویژگی همچنین شامل پایداری خودرو در حرکت مستقیم نیز می باشد.هندلینگ و ترمز؛اجزای مهم ایمنی در یک خودرو میباشند.به غیر از طراحی سیستم تعلیق؛عوامل زیادی بر هندلینگ خودرو تأثیر گذارند از قبیل :فشار باد تایر ،بار خودرو ؛شرایط آب و هوا ؛مهارت راننده و …بنابراین هندلینگ خودرو را نمیتوان به طور مطلق خوب یا بد ارزیابی کرد بلکه فقط در باب مقایسه می توان گفت هندلینگ دو خودرو مشابه یا متفاوت هستند.

در این مقاله به توضیح مهمترین عوامل تأثیر گذار بر هندلینگ خودرو می پردازیم:

۱-مهارت راننده

هندلینگ از ویژگی های خورو است اما این ویژگی با طرز راننده می تواند تغییر کند.یک شخص می تواند یاد بگیرد که به همان اندازه ای که بر بدن خود کنترل دارد میتواند  خودرو را نیز کنترل کند.

بنابراین سابقه رانندگی و یا رانندگی دراز مدت با یک مدل خودرو تأثیر زیادی بر میزان هندلینگ آن خودرو توسط راننده دارد.راننده ای که یک خودرو جدید خریداری می کند ؛ باید در چند هزار کیلومتر اول ؛ مراقبت بیشتری در نحوه رانندگی خود داشته باشد به ویژه اگر خودرو جدید با خودرو قبلی که از آن استفاده میکرده است تفاوت داشته باشد.

۲-آب و هوا

شرایط آب و هوا به دلیل تأثیر بر اصطحکاک جاده و تایر ؛تأثیر زیادی بر هندلینگ خودرو دارد.تایرهای مختلف در شرایط مختلف آب و هوایی تأثیر متفاوت دارند به طور مثال ؛در صورت خیس بودن جاده ,لاستیک های پهن تر , هندلینگ خودرو را بهبود میبخشند.

توزین وزن

ارتفاع مرکز ثقل خودرو

ارتفاع مرکز ثقل خودرو نسبت به سطح جاده ؛ میزان نیروهای انتقالی(نیروهایی که سر پیچ ها به خودرو اعمال می شوند و  موجب کج شدن آن میگردد)را مشخص می کند.نیروی گریز از مرکز بر مرکز ثقل خودرو وارد می شود و تمایل دارد که خودرو را به سمت خارج از پیچ کج کند(چرخهای داخل پیچ بلن را کرده و چرخهای خارج از پیچ را به سمت پایین فشرده کند)همچنین محل مرکز ثقل خودرو نسبت به محل چرخها؛توزیع نیرو بر روی جلو وعقب خودرو را تعیین میکند.در زمان شتاب و یا ترمز گرفتن گشتاور؛خودرو بر روی مرکز ثقل خودرو اعمال می گردد و تمایل دارد خودرو را به سمت عقب و یا جلو خم کند.از آنجا که در یک خودرو مشخص ؛در شرایط مختلف؛فقط نیروی رو به پایین وارده بر چرخها است که تغییر میکند و نه محل مرکز ثقل بنابراین؛تأثیر نیروی رو به پایین بر روی هندلینگ خودرو با اثری که جا به جایی مرکز قثل دارد متفاوت است.وقتی یک خودرو ترمز می کندنیروی رو به پایین بر روی چرخهای جلو افزایش می یابد و موجب کاهش فرمان پذیری خودرو می گردد.

از طرف دیگر ؛نیروی رو به پایین بر روی چرخهای عقب کم می شود؛در نتیجه توانایی چرخها در تحمل نیروهای جانبی با یکدیگر متفاوت خواهد شد.

پایین بودن مرکز ثقل؛یکی از مزایای مهم خودروهای مسابقه ای در مقایسه با انواع ؛sedan و یا suv می باشد.

به منظور پایین آوردن مرکز ثقل در بعضی خودروها ؛ سقف آنها را از مواد سبک می سازند و نیز به همین دلیل است که اکثر خودروهای مسابقه ای بدون سقف می باشند.

جلو و یا عقب بودن مرکز ثقل

در یک پیچ پایدار ؛ خودروهایی که بار بیشتری بر روی چرخهای جلو دارند ؛

به سختی از درخواست راننده برای پیچیدن تبعیت می کنند و در خودروهایی که بار بیشتر؛بر روی چرخهای عقب است؛چرخهای عقب کمتر از پیچیدن چرخهای جلو تبعیت میکنند و تمایل دارند در مسیر قبلی ادامه حرکت دهند.

در صورتی که توزیع وزن۵۰/۵۰ باشد یک هندلینگ مناسب ایجاد می شود.

متمایل کردن مرکز ثقل خودرو به سمت عقب که بیشتر در خودروهای اسپرت و مسابقه ای ترجیح داده می شود؛موجب هندلینگ بهتر در هنگام ورود از جاده مستقیم به پیچ می شود.هنگام ورود به پیچ ؛ چرخهای جلو علاوه بر ایجاد نیروی شعاعی برای وارد کردن مرکز ثقل خودرو به داخل پیچ،یک گشتاور حول محور عمودی ایجاد می کنند که موجب میشود خودرو داخل پیچ بچرخد.اما این نیروی جانبی در چرخهای عقب متضاد عمل میکنند و تمایل دارد خودرو را از جاده خارج کند.به همین دلیل است که در خودروهای باد توزیع جرم ۵۰/۵۰ در هنگام ورود به پیچ،فرمان پذیری آنها با مشکل روبرو میشود و حالت under steering در این خودرو ها تشدید میگردد.در خودروهای اسپرت برای رفع این ایراد،توزین وزن را به سمت عقب خودرو منتقل میکنند و معمولاٌ آن را بین ۴۵/۵۵ یا ۴۰/۶۰ طراحی میکنند.این کار موجب می شود که اینرسی زاویه ای چرخهای جلو ، کمتر شده و چرخها آسان تر بپیچند.یکی از راهای تغییر در توزین وزن ، تغییر دادن خودرو و تغییر دادن قطر تایرها و یا بالا و پایین آوردن فنرها است.

اینرسی زاویه ای

این فاکتور در خودرو به معنی مقاومت آن در برابر پیچیدن می باشد و از معادله زیر به دست می آید.

۱۲/(مجذور عرض+مجذور ارتفاع)*وزن=ممان اینرسی زاویه ای

از معادله فوق اینطور نتیجه گیری می شود که بیشتر بودن عرض خودرو اگر چه مرکز ثقل خودرو را پایین می آورد اما به دلیل اینکه ممان اینرسی خودرو را افزایش می دهد بر هندلینگ خودرو اثر منفی دارد بنابراین در طراحی یک خودرو برای افزایش عرض محدودیت وجود دارد.

سیستم تعلیق

تعلیق خودرو دارای مشخصه های متنوعی است که معمولاٌ در جلو و عقب با هم متفاوت هستند و تأثیر آن ها بر هندلینگ نیز متفاوت است.ضریب فنریت و قدرت میرایی فنرها،زوایای کمبر در زمان حرکت مستقیم و ارتفاع خودرو از فاکتورهای تعلیق هستند که بر هندلینگ تأثیر گذارند.در اغلب خودرو ها اجزایی وجود دارند که برای هندلینگ بهتر خودرو در سر پیچها تعبیه شده اند که تعلیق دوچرخه کناری را به هم متصل می کنند مانند میل پیچشی یا اکسل های یکپارچه.در سیتروئن مدل ۲cv نیز قطعات واسطه ای وجود دارند که تعلیق چرخهای جلو و عقب را به یکدیگر متصل می کنند.

آئرودینامیک

نیروی آئرو دینامیکی معمولاٌ متناسب با مجذور سرعت هوا است بنابراین با افزایش سرعت خودرو ، این نیرو ها مهم خواهند شد.یک خودرو را می توان همانند یک هواپیما با استفاده از باله  و یا وسایل آئرودینامیکی دیگر در عقب آن ، پایدار تر کرد. همچنین می توان از نیروی رو به پایین برای خنثی کردن نیروی لیفت و حفظ تعادل در خودرو استفاده کرد.از این روش در اغلب خودرو های مسابقه ای و یا تأثیر کمتر در خودروهای سواری استفاده میگردد.طراحی آئرودینامیکی خودرو باید به گونه ای باشد که علاوه بر چسبندگی خودرو به سطح زمین ، افزایش اثر oversteering در خودرو را که در اثر چسبندگی خودرو به سطح زمین به وجود می آید جبران کند.هنگامی که یک خودرو می پیچد ، باید حول محور عمودی دوران کند و همین طور باید مرکز ثقل خود  را روی یک کمان جا به جا کند.

در یک پیچ تند سرعت زاویه ای خودرو زیاد است و سرعت خطی آن کم،در حالیکه سرعت زاویه ای در یک پیچ ملایم کمتر است.بنابراین در پیچهای تند،تایرهای جلو مشکل بیشتری برای غلبه بر ممان اینرسیخودرو دارند تا پیچهای ملایم.در نتیجه تمایل هر خودرو در پیچهای تند understeer و در پیچهای ملایمoversteer می باشد.برای جبران این تأثیر غیر قابل اجتناب ، طراحان خودرو اغلب با پایین آوردن محور دوران و نیز با منتقل کردن نیروی رو به پایین آئرودینامیکی به عقب خودرو،سعی در جبران این ایراد دارند.

نیروی رو به پایین آئرودینامیکی را می توان با اضافه کردن spoiler در عقب خودرو به دست آورد.

کنترل الکترونیکی پایداری خودرو ESP

از آنجا که ایمنی خودرو جز مبحث کنترل است،بنابراین انتظار میرود که استفاده از کنترل الکترونیکی،راه حلی برای کنترل بهتر خودرو باشد.در واقع پیش از این ، پیشرفتهایی در این زمینه صورت گرفته و بعضی از خودروها مجهز به ESP هستند.اما نکته قابل توجه آن است که سیستم ESP کمک میکند تا خطر منحرف شدن زودتر تشخیص داده شود در حالی که هیچ گاه نمی توان جایگزین پایین بودن مرکز ثقل خودرو که هم پایداری را بهتر می سازد و هم قدرت مانور را افزایش می دهد،باشد.از طرف دیگر سیستم های کنترل الکترونیکی قابل مقایسه با بعضی از تکنیک های مهارت در رانندگی نیستند،دست کم در خودروهای مسابقه ای می توان گفت آنها کارایی ندارند.

تغییرات وتنظیمات موثر بر هندلینگ خودرو

پایین آوردن مرکز ثقل خودرو همواره به بهتر شدن هندلینگ خودرو کمک می کند،این کار را می توان با سبکتر کردن سقف،درب موتور،گلگیرها و نیز کاهش فاصله خودرو با سطح زمین به دست آورد.

استفاده از فنر و یا کمک فنرهای سفت تر،استفاده از کیت تعلیق مخصوص که قطعات آن از آلیاژهای سبک آلومنیوم و یا منیزیم ساخته شده اند،در بهبود هندلینگ خودرو موثر می باشند.