معرفی انواع فنر و کمک فنر: علائم خرابی کمک فنر

فنر و کمک فنر از اجزای اصلی سیستم تعلیق خودرو (Suspension System) هستند و نقشی حیاتی در سواری نرم و ایمن دارند. آیا میدانستید در هر مایل (۱/۶ کیلومتر) رانندگی کمک فنرها تقریبا ۱۵۰۰ بار حرکت می‌کنند؟ این حرکت و تغییر حالت دائمی کمک فنرها باعث تماس دائمی تایرها با سطح جاده شده و کنترل پذیری خودرو را افزایش داده و باعث آسایش بیشتر سرنشین‌ها می‌شود.

برای درک بهتر موضوع ابتدا به معرفی انواع فنرها در خودرو پرداخته تا بهتر ارتباط فنرها و کمک فنرها در خودرو را درک کنید. سپس به معرفی کمک فنر خودرو پرداخته، نحوه عملکرد، وظایف و اهمیت کمک فنرها را شرح داده و به بررسی علائم خرابی کمک فنر می‌پردازیم.

فنر در خودرو چیست و چه انواعی دارد؟

فنر (Spring) در خودرو بخشی از سیستم تعلیق خودرو است و وظیفه آن تحمل وزن خودرو و جذب ناهمواری‌های جاده است. فنرها در کنار کمک فنرهای خودرو باعث بهبود هندلینگ خودرو و سواری نرم می‌شوند. بصورت کلی در خودرو سه نوع فنر وجود دارد:

۱- فنر لول (Coil Spring):

این نوع فنر متداولترین نوع فنر در خودروهای امروزی است. فنر لول از فولاد ساخته شده و با بازشدن و بسته شدن خود باعث جذب اثرات ناهمواری‌های جاده می‌شود. فنر لول در اندازه‌های مختلف تولید شده و در انواع خودروهای آفرود، سواری و خودروهای سنگین کاربرد دارد.

۲- فنر شمشی (شاه فنر)

فنر شمشی که با آن فنر برگی یا شاه فنر (به انگلیسی leaf springs) هم گفته می‌شود سابقه طولانی در سیستم تعلیق خودروها مخصوصا تریلرها، کامیون‌ها و خودروهای آفرود دارد. فنر شمشی از چند لایه (برگ) فولاد سخت ساخته شده که روی هم قرار گرفته و فرمی شبیه کمان می‌سازند. شاه فنرها بدلیل ماندگاری و توانایی تحمل در جاده‌های ناهموار کاربرد دارند.

ویژگی‌های فنر شمشی به شرح زیر است:

• توانایی تحمل وزن زیاد: فنر شمشی توانایی تحمل وزن زیادی دارند. چندلایه بودن فنر باعث افزایش تحمل وزن، پایداری خودرو میشود. این ویژگی باعث می‌شود خودرو بدون افت عملکرد توانایی تحمل وزن و بار زیادی را داشته باشد.
• طراحی ساده: فرایند تولید فنر شمشی نسبت به فنر لول ساده‌تر است که باعث کاهش هزینه تولید و نگهداری می‌شود. همچنین شاه فنر در گذر زمان دچار افتادگی نمی‌شود و عملکرد یکسانی در طول عمر وسیله نقلیه دارد.
• درجه آزادی کمتر: فنرهای شمشی بازه جابه جایی محدودتری دارند. این خصیصه باعث سواری خشک تر و کاهش تماس تایرها با سطح جاده می‌شود. البته اضافه شدن قطعاتی مانند میل موجگیر (anti-roll bar) باعث حل این مشکل در خودروهای مدرن شده است.

۳- فنر بادی

فنرهای بادی (Air springs) بدلیل قابلیت تنظیم و کاربردهای فراوان محبوبیت بالایی پیدا کردند. در فنرهای بادی به جای فولاد از هوای فشرده در یک محفظه لاستیکی استفاده می‌شود. این نوع فنرها امکان کنترل دقیق نحوه عملکرد سیستم تعلیق را فراهم کرده و در خودروهای لوکس و اتوبوس‌ها کاربرد بیشتری دارند.

• امکان تغییر ارتفاع: فنرهای بادی امکان تغییر ارتفاع خودرو را فراهم می‌‌کنند، این ویژگی کاربرد زیادی در خودروهای افرود دارد. همچنین تغییر ارتفاع سواری خودرو را تغییر می‌دهد و در خودروهای لوکس محبوب است.
• راحتی بیشتر: هوای درون فنر بادی مانند یک بالش عمل رده و میزان لرزش و تکان های خودرو را مخصوصا در جاده‌های ناهموار به شدت کاهش می‌دهد.
• توانایی تنظیم سیستم تعلیق با توجه به میزان بار: فنرهای بادی در خودروهایی که مکررا بارهای سنگین حمل می‌کنند کاربرد دارند. فنرهای بادی بصورت خودکار یا دستی با توجه به تعداد سرنشین‌ها (در اتوبوس‌ها) و یا وزن بار میتوان وضعیت سیستم تعلیق را تنظیم کرد تا پایداری و هندلینگ خودرو را بهبود داد.

کمک فنر چیست؟

کمک فنر (shock absorber) از قطعات سیستم تعلیق خودرو است و هدف آن جذب و میرا کردن اثرات و تکانه‌های ناشی از ناهمواری‌های جاده نظیر دست انداز‌ها و پستی بلندی‌هاست. وظیفه اصلی کمک فنر خودرو کنترل حرکت فنرهای خودرو و اطمینان از تماس تایرها با سطح جاده به منظور ترمزگیری بهینه و بهبود پایداری خودرو است.

 کمک فنر چطور کار می‌کند و چه اهمیتی دارد؟

کمک فنر ها استوانه‌های هستند که با روغن پر شده‌اند و درون این استوانه یک پیستون قرار دارد. در هنگام حرکت از روی ناهمواری‌ها این پیستون درون استوانه حرکت می‌کند. . کمک فنرها قطعات هیدرولیکی هستند که در برابر فشرده شده و کشیده شدن مقاومت می‌کنند. کمک فنر تغییرات حالت فنرهای خودرو (انرژی جنبشی) را به انرژی گرمایی تبدیل کرده و آنرا به بیرون انتقال می‌دهد.

همانطور که گفتیم در سیستم تعلیق خودرو از فنرهای مختلفی استفاده می‌شود تا خودرو بتواند از جاده‌ها و سطوح ناهموار عبور کند. هنگامی که فنر را فشرده یا باز می‌کنید، پس از رها شدن حرکات کنترل نشده‌ای دارد؛ درست شبیه پس‌لرزه‌هایی که بعد از زلزله اتفاق می‌افتد. اگر ناهمواری ‌ها زیاد باشد، تشدید اتفاق افتاده، دامنه نوسانات و تکانه‌ها بیشتر شده و خودرو ناپایدار می‌شود. کمک فنر خودرو باعث میرا شدن سریعتر نوسانات فنرهای خودرو می‌شود.

حذف کمک فنر خودرو باعث میشود که تماس خودرو با سطح جاده قطع شود که نتیجه‌اش از بین رفتن اصطکاک میان جاده و لاستیک است. نبود این اصطکاک سبب عدم ترمزگیری، کنترل و فرمان‌پذیری خودرو است که در این حالت پایداری و ایمنی نزدیک به صفر خواهد رسید.

از دیگر مزایای استفاده از کمک فنر استاندارد و مرغوب کاهش تصادفات است. چرا که فشارهای فنر خود به صورت جهش و تکان شدید به خودرو منتقل شده و تعادل را برهم می‌زند.

همچنین کمک فنر نه‌تنها از جان افراد محافظت می‌کند، با میرا کردن ضربات و شوک‌ها به سایر قطعات خودرو از استهلاک و آسیب به سایر آن‌ها نیز جلوگیری می‌کند. این امر افزایش عمر قطعات خودرو و کاهش هزینه‌های نگهداری خودرو را به دنبال دارد.

مطالعه بیشتر: اکسل ماشین چیست؟ علائم خرابی اکسل خودرو

محل قرارگیری کمک فنر کجاست؟

کمک فنر به موازات فنر قرار می‌گیرد. یک سر آن به بخش ثابت خودرو نظیر اتاق یا بدنه خودرو و سر دیگرش به قسمت متحرک مثل طبق یا پوسته اکسل وصل می‌شود.  برخلاف تصور عموم وزن خودرو توسط فنر خودرو تحمل می‌شود و کمک فنر تنها وظیفه میرا کردن نوسانات فنرها را برعهده دارد.

مطالعه بیشتر: انواع دسته موتور و علائم خرابی دسته موتور

اجزای اصلی کمک فنر

در این قسمت اجزای تشکیل دهنده کمک فنر را شرح میدهیم:

• پیستون (Piston)
• میله پیستون (Piston Rod)
• پایه ضربه‌گیر (Mount)
• سیال هیدرولیک 
• فنر لول روی کمک فنر
• سیلندر (Cylinder)
• گردگیر کمک فنر
• توپی سر کمک فنر
• سوپاپ داخل پیستون
• پولکی کمک فنر
• محفظه گاز
• سایر متعلقات شامل پیچ و مهره، واشر و …

انواع کمک فنر

کمک فنرها را می‌توان از جهات گوناگونی دسته‌بندی کرد:

• انواع کمک فنر از نظر محل قرارگیری:
  • کمک فنر عقب
  • کمک فنر جلو
• انواع کمک فنر از نظر نوع سیال:
  • کمک فنر گازی
  • کمک فنر روغنی
• انواع کمک فنر از نظر میزان تحمل وزن
  • کمک فنر نرم
  • کمک فنر خشک

اما رایج‌ترین نوع دسته‌بندی بر اساس ساختار است که عبارت‌اند از:

• کمک فنر تک لوله
• کمک فنر دو لوله
• کمک فنر گازی

کمک فنر دو لوله‌ای

به طور کلی، کمک فنرهای های لوله دوقلو یا کمک های دولوله مقرون به صرفه ترین و رایج ترین سبک کمک فنر هستند. آنها را در بسیاری از خودروهای سبک و کامیون نصب میشوند. این کمک فنرها از دو لوله به هم پیوسته تشکیل شده اند، یکی بدنه بیرونی و یکی سیلندر داخلی که پیستون را در خود جای داده است. سوراخ های ریز در پیستون با دریچه هایی کار می کنند که برای کنترل حرکت روغن بین لوله های داخلی و خارجی طراحی شده اند.

این کمک فنرها مشکل گرم شدن دارند. این ایجاد گرما بیشتر در زمین های ناهموار یا مسیرهای ناهموار قابل توجه خواهد بود. حرکت مداوم می تواند باعث شود روغن کمک فنر به کف تبدیل شود که باعث رفتار نامنظم کمک فنر می شود. این به معنای یک سواری لرزان است و احتمال از دست دادن کنترل وسیله نقلیه را افزایش می دهد. دمپرهای OEM معمولاً قابل تعمیر نیستند.

کمک فنرهای تک لوله‌ای

کمک فنرهای تک لوله ای می توانند به کاهش مشکلات ایجاد گرما که در کمک فنرهای دولوله ای می بینیم کمک کنند. از آنجا که تنها یک لوله وجود دارد که پیستون در آن به بالا و پایین حرکت می کند، مواد کمتری برای عایق کردن کمک فنر و نگه داشتن گرما وجود دارد. احتمال داغ شدن بیش از حد این کمک فنرها در جاده‌های ناهموار کمتر است، با این حال، کمکهای تک لوله معمولاً گران‌تر از کمک های دو لوله هستند، زیرا هزینه‌های ساخت بیشتر است.

کمک فنر گازی

برای جلوگیری از کف کردن روغن داخل کمک فنر که کاویتاسیون نامیده می شود، از یک گاز تحت فشار (نیتروژن) در داخل کمک فنر استفاده می شود. نیتروژن مانع از مخلوط شدن روغن با هوا در محفظه روغن و تشکیل حباب هایی می شود که کنترل حرکت چرخ را غیرقابل پیش بینی می کند.

دمپرهای پر از گاز کمتر به دلیل گرمای بیش از حد یا کاویتاسیون خراب میشوند و توسط تیم های رانندگی خارج از جاده و رالی استفاده می شوند. به طور معمول، گاز نیتروژن به دلیل بی اثر بودن و تراکم پذیری آن استفاده می شود و رفتاری قابل پیش بینی دارد.

کمک فنر مخزن خارجی

دمپرهای مخزن خارجی مشکلات گرمای بیش از حد را کاهش می دهند و در مسابقات و موتور اسپرت استفاده می شوند. بدنه کمک فنر سبک و فشرده تر است، زیرا بخشی از ظرفیت روغن آن در مخزن ذخیره می شود. مخزن از طریق یک خط شلنگ فشار بالا به بدنه شوک متصل می شود. کمک فنرهای مخازن خارجی به این دلیل استفاده می شود که می توان آنها را به راحتی تنظیم کرد، در فضاهای کوچک نصب کرد و خنک کننده روغن بهینه را فراهم کرد (به عنوان مثال می توانید هوا را روی مخزن هدایت کنید تا خنک شود). یک تغییر در این مفهوم، دمپرهای Piggyback است که در آن مخزن از خارج به بدنه شوک متصل می شود.

کمک فنر مغناطیسی

این مدل‌ها دارای حسگرهایی هستند که ضریب میرایی و ثابت فنر را شناسایی و با توجه به شرایط تغییر می‌دهد. به همین علت به کمک فنر قابل تنظیم نیز مشهور هستند.

کمک فنر اهرمی

در این نوع از کمک‌ها از اهرم جهت انتقال نیرو به داخل سیلندر استفاده شده است.

کمک فنر بادی – گازی

در دسته‌ی دیگر از کمک‌ها به‌جای سیال روغن از گاز استفاده شده است. همچنین دارای کمپرسور هوا جهت تأمین هوای درون سیلندر هستند.

علائم خرابی کمک فنر چیست؟

یکی از دلایل اصلی سروصدای جلوبندی خودرو، خرابی کمک فنر است. چرا که در صورت استفاده از کمک فنر خراب، ضربه‌ها و نوسانات وارده قابل‌کنترل نیستند. پس این ضربه‌ها به سیبک و طبق خودرو منتقل شده و باعث فشار و خرابی سیستم جلوبندی خودرو می‌شود.

از طرفی دیگر ضربه‌های ناشی از تکانه‌های فنر مستقیم به شاسی و اتاق خودرو هم وارد می‌شوند که به مرور زمان سبب سروصدای اتاق و از همه بدتر آسیب و ترک شاسی خودرو می‌شود. همچنین خرابی کمک یکی از دلایل اصلی واژگونی و انحراف ماشین‌ها محسوب می‌شود.

۱- نشتی روغن 

درون سیلندر کمک فنرها، کاسه نمد و واشرهایی قرار گرفته است که کار آب‌بندی روغن داخلی را انجام می‌دهند. بنا به دلایل مختلف مانند جنس نامرغوب کاسه نمد یا واشر و نیز جابه‌جایی کاسه نمد، کمک فنر شروع به روغن‌ریزی می‌کند. اگر کمک فنرها نشتی دارند، ممکن است علائم نشت روغن روی بدنه آن‌ها یا روی زمین زیر خودرو مشاهده شود. نشت روغن نشانه خرابی جدی است و باید به‌سرعت رفع شود.

۲- افت عملکرد خودرو در جاده‌های ناهموار:

 در هنگام عبور از جاده‌های ناهموار متوجه می‌شوید که انگار عقب ماشین در کنترل شما نیست و فرمان از دستتان در می‌رود. در این موارد احتمال چپ کردن خودرو حتی با دست‌انداز کوچک هم بسیار بالا است.

اگر خودرو به‌طور غیرعادی تکان می‌خورد یا در جاده‌های ناهموار کنترل کمتری دارید، ممکن است کمک فنرها ضعیف شده باشند.

۳- افزایش فاصله ترمز

کمک فنرهای خراب نمی‌توانند به‌خوبی ضربات ناشی از ترمز کردن را جذب کنند، بنابراین ممکن است متوجه شوید که برای توقف کامل خودرو به فاصله بیشتری نیاز دارید.

۴- کاهش ثبات خودرو

اگر خودرو در پیچ‌ها یا در هنگام تغییر مسیر ناپایدار و لنگان به نظر می‌رسد، ممکن است کمک فنرها وظیفه خود را به‌درستی انجام ندهند.

۵- سایش غیرمعمول لاستیک‌ها

کمک فنرهای خراب می‌توانند منجر به ساییدگی نامتقارن یا زودهنگام لاستیک‌ها شوند. این مشکل ممکن است به‌صورت عدم یکنواختی در سطح لاستیک یا ایجاد نقاط صاف روی لاستیک ظاهر شود.

۶- صدای غیرمعمول

کمک فنرهای خراب ممکن است هنگام عبور از دست‌اندازها یا سرعت‌گیرها صدای تق‌تق یا کوبیدن ایجاد کنند.

از دیگر علائم خرابی کمک فنر میتوان موارد زیر را نیز ذکر کرد:

• شیرجه‌زدن و جهش خودرو در مواقع عبور از دست‌انداز یا ترمزهای ناگهانی و شدید
• کج‌شدن بدنه‌ی خودرو به یک سمت
• عدم تعادل و کشیده‌شدن عقب خودرو در هنگام عبور از جاده‌های پیچ‌دار
• نامتعادل بودن و پیچ‌وتاب خوردن لاستیک‌های خودرو موقع رانندگی
• خراب‌شدن سریع بلبرینگ چرخ 
•  شنیدن سروصدای زیاد و ناهنجار شبیه صدای هواپیما 

این علائم نشان‌دهنده نیاز به تعمیر یا تعویض کمک فنرها هستند و در صورت مشاهده هر یک از این موارد، بهتر است به یک مکانیک متخصص مراجعه کنید تا وضعیت کمک فنرها بررسی شود.

تست خرابی کمک فنر

بهترین راه برای تشخیص خرابی کمک فنر مراجعه به تعمیرکار متخصص در زمینه جلوبندی ماشین است. اما گاهی با یک بازرسی ساده و دیدن علائمی شبیه نشتی روغن، ترک‌خوردگی یا شکستگی را می‌توان مشاهده کرد. تست اولتراسونیک، تست بار و نیز خرابی جلوبندی هم می‌تواند ما را مطمئن کند که کمک فنر باید تعویض شود.

راه‌های افزایش طول عمر کمک فنر

طول عمر یک کمک فنر به عوامل متعددی مانند جنس و کیفیت ساخت، مسیر و نوع رانندگی فرد بستگی دارد اما رانندگی با سرعت کم در مسیرهای ناهموار و دست‌اندازها، بازرسی و بررسی دوره‌ای و خرید کمک فنر استاندارد از جمله روش‌هایی است که می‌تواند سبب دیرتر خراب شدن کمک‌ها شود.

کدام کمک فنر بهتر است؟ روغنی یا گازی

در دنیای خودرو انواعی از کمک فنرها با کاربردهای متعدد وجود دارد. اما در ایران دو نوع کمک فنر روغنی و گازی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای آن که بفهمیم کدام یک عملکرد بهتری در خودرو دارند، لازم است با این دو نوع بیشتر آشنا شویم:

کمک فنر روغنی

در محفظه این نوع از کمک فنرها پیستونی قرار گرفته که روی آن پر از سوراخ است. پیستون به شفت متصل است و بالا و پایین کردن شفت را سخت‌تر می‌کند؛ بنابراین موقع عبور از موانعی مانند دست‌انداز، هنگام بالا آمدن فنر، شفت مقاومت کرده و نوسانات را کنترل می‌کند. هر چقدر سیلندر بزرگ‌تر باشد، قدرت و ضربه‌گیری کمک فنر بیشتر خواهد بود.

کمک فنر گازی

محفظه‌ی این مدل دو جداره ساخته شده و درون پوسته دوم را با گازی مثل نیتروژن یا ازت و دیگر گازهای مجاز پر می‌کنند. وجود این گاز سبب فشرده‌سازی مداوم روغن شده که باعث می‌شود سواری نرم‌تری داشته باشیم. همچنین وجود نیتروژن باعث جلوگیری از ایجاد رطوبت و کف کردن روغن میشود.

با توجه به توضیحات بالا دیدیم که ساختار این دو کمک فنر تفاوت چندانی با یکدیگر ندارد و فقط در نوع گازی یک لایه گاز اضافه شده است. اما در مدل‌های روغنی، به مرور زمان روغن درون آن دچار حباب و به اصطلاح فوم شده و عملکرد کمک فنر را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. همچنین طول عمر مفید و نرمی خودرو در مدل‌های گازی بیشتر از نوع روغنی است.

فرق کمک فنر معمولی با اسپرت

کسانی که دوست دارند ارتفاع ماشین را پایین آورده و به اصلاح آن را اسپرت کنند، نیاز است که فنر و کمک فنر فابریک کارخانه را تعویض کنند. با این که از لحاظ ظاهری کمک فنرهای اسپرت که به آن‌ها کمک فنر پنوماتیک هم گفته می‌شود، حدود ۴ یا ۵ سانتی‌متر کوتاه‌تر از نوع معمولی هستند، اما از نظر عملکرد و راحتی تفاوت محسوسی با کمک فنر استاندارد دارند.

نحوه انتخاب کمک فنر مناسب برای وسیله نقلیه خود

ابتدا باید نوع وسیله نقلیه و محل استفاده را در نظر بگیرید. به خاطر داشته باشید که بین کمک فنر اورجینال، OEM و Aftermarket تفاوت وجود دارد. در ایران کمک فنرهای ژاپنی، کره‌ای و فرانسوی بیشتر طرفدار دارند و محصولات متعددی با نام‌های تجاری مختلف از آن‌ها در بازار موجود است. اگر خودرو چینی دارید برند رگتی یکی از بهترین برندهای کمک فنر خودروهای چینی است.

 نتیجه‌گیری

کمک فنر جزو آن دسته از قطعات یدکی خودرو است که شاید چندان به چشم نیاید، اما خرابی آن سبب بروز مشکلات عدیده و حتی غیرقابل جبران می‌شود. بنابراین خرید کمک فنر از مراکز معتبر و همچنین توجه به نوع، جنس، شرکت سازنده، لیبل، گارانتی، استوک یا اورجینال بودن از نکات مهمی است که می‌تواند به ما کمک کند تا کمتر دچار این مشکلات شویم. برای خرید کمک فنر و فنر انواع خودروهای چینی میتوانید به فروشگاه اینترنتی اعتماد یدک مراجعه کنید.