اتومبیل زیر ذرهبین (5)
اگر خودرو را به یک ساختمان چند طبقه تشبیه کنیم، شاسی آن دقیقا نقش اسکلت فلزی ساختمان را ایفا میکند. همانطوری که در یک ساختمان ابتدا اسکلت فلزی متناسب با متراژ و تعداد طبقات آن ساختمان محاسبه، طراحی و احداث میشود و سپس سایر اجزای ساختمان مانند دیوارها، سقفها و... روی این اسکلت فلزی در کنار هم قرار میگیرند تا تشکیل یک سازه بنام ساختمان را بدهند، در یک خودرو نیز شاسی نقش همان اسکلت فلزی را ایفا میکند که سایر اجزا تشکیل دهنده خودرو جز به جز بر روی این اسکلت سوار میشوند. بنابراین به بیانی دیگر، شاسی سازهای است عموما فلزی که در شکل ها و انواع متنوعی ساخته شده و سایر اجزای خودرو مانند سیستم تعلیق، پیشرانه، اتاق خودرو و... روی آن نصب میشود.
شاسی هر خودرو متناسب با سگمنت، ابعاد و کاربری آن خودرو طراحی و ساخته میشود و یکی از اصلیترین وظایف شاسی، ایجاد و حفظ ایمنی لازم و کافی برای سرنشینان خودرو است. از طرفی دیگر طراحی خودرو با درنظر گرفتن عوامل بسیار متنوعی نظیر کاربری، وزن، تواناییها و قابلیتهای دینامیکی و عملکردی که خودرو قرار است از آن بهرهمند شود، مواد اولیه در دسترس، هزینه و بودجه اختصاص یافته و ..... همراه است. از این رو، از زمان پیدایش اتومبیل تا کنون فرآیند طراحی، ساخت و حتی نوع و ترکیب مواد اولیه به کار رفته در ساخت شاسی خودرو پیشرفتهای غیر قابل انکاری را پشت سر گذاشته است. از جمله شناختهشدهترین شاسیهایی که تا کنون در صنعت خودرو سازی مورد استفاده قرار گرفته میتوان به انواع شاسی نردبانی، لولهای، صفحهای و شاسیهای مونوکوک اشاره کرد.
شاسی نردبانی
شاسیهای نردبانی جزء شاسیهای مستقل به شمار میروند. شاسی مستقل به شاسی اطلاق میشود که ابتدا سازه فلزی شاسی طراحی و ساخته شده و سپس سایر اجزا خودرو بر روی آن نصب میشوند، بنابراین هیچ وجه مشترکی با سایر قطعات و اجزای خودرو ندارد. به عبارتی در طراحی یک شاسی مستقل تنها اسکلت فلزی شاسی طراحی و ساخته میشود و هیچ قطعه و جزء دیگری به صورت یکپارچه با شاسی طراحی نمیشود.
دلیل استفاده از لفظ نردبانی در این نوع از شاسی فرم ساخت کلی شاسی است که شبیه به یک نردبان با دو تیرک طولی و تعدادی تیرک عرضی جهت تقویت و اتصال تیرکهای طولی شاسی میشود. استفاده از این نوع شاسی در خودروهای سواری در گذشته بسیار رواج داشت، اما امروزه از این نوع شاسی در خودروهای سواری بسیار کم استفاده میشود. شاسیهای نردبانی از استحکام، مقاومت و قابلیت تحمل وزن بالایی برخوردار هستند و امروزه بیشتر در ساخت خودروهای سنگین مانند کشندهها، اتوبوسها و بعضا در ساخت خودروهای شاسی بلند با قابلیت خارج جادهای مورد استفاده قرار میگیرند. از جمله معایب این نوع از شاسیها میتوان به وزن بالا، فضای اشغالی زیاد، سر و صدای زیاد و توانایی کم در جذب ارتعاشات اشاره کرد. علاوه بر این، این شاسیها مقاومت پیچشی کمی دارند بنابراین نمیتوان از آنها درتولید خودروهای اسپرت استفاده کرد.
شاسی صفحهای
شاسیهای صفحهای گونه دیگری از شاسیهای مستقل هستند که به نوعی برخی معایب و مشکلات شاسیهای نردبانی در آنها برطرف شده است. گفته میشود که این نوع از شاسیها اولین بار توسط فردیناند پورشه طراحی شد. ساختار این نوع از شاسیها بدین گونه است که از ترکیب صفحات فلزی در کف اتاق و پروفیلهای متعدد تشکیل شده است. در واقع ساختار مشبکی از پروفیلها توسط صفحات فلزی در کف اتاق پوشیده شدهاند.
از جمله مزایای این نوع از شاسیها میتوان به فضای اشغال شده کمتر نسبت به شاسیهای نردبانی اشاره کرد. شاسیهای صفحهای قابلیت جذب بهتر ضربات و ارتعاشات را نسبت به شاسیهای نردبانی دارا هستند. در این نوع شاسیها به دلیل ساختار فیزیکی خاص شاسی که پیشتر بیان شد. میتوان ارتفاع مرکز ثقل خودرو را کاهش داده و در نتیجه در پایداری و دینامیک خودرو بهبود چشمگیری ایجاد کرد.
در مقابل، این نوع از شاسیها دارای مقاومت پیچشی کمتری نسبت به شاسیهای نردبانی هستند که این مساله یک ضعف بزرگ به شمار میرود. علاوه بر این قابلیت تحمل وزن این شاسیها از گونههای نردبانی کمتر است و نمیتوان از آنها در خودروهای سنگین استفاده کرد. همچنین در تصادفات و برخودرها خسارت وارده به این شاسیها بیشتر از انواع نردبانی بوده و تعمیر و بازسازی آنها نیز سخت و پرهزینه است.
شاسی لولهای
شاسی لولهای اولین گونه از شاسیهای موسوم به شاسیهای فضایی بودند. زیرا بر خلاف شاسیهای نردبانی و صفحهای که تنها در دو بعد طولی و عرضی خودرو شکل میگرفتند، شاسیهای لولهای در تمامی ساختار بدنه خودرو و در تمامی جهات در فضای سه بعدی ساخته میشوند. ساختار شاسیهای لولهای بدین شکل است که از تعدادی لوله با قطرهای متفاوت در کل فضای شاسی و اتاق خودرو تشکیل شده است و درواقع فرمی مشابه فرم کلی بدنه خودرو را دارند.
این نوع از شاسیها دارای مقاوت پیچشی بسیار بالایی است، به همین دلیل از آنها بیشتر در خودروهای اسپرت و سوپراسپرتها استفاده میشود، زیرا به سبب برخوردار بودن از ساختار فضایی میتواند به راحتی از جان سرنشینان محافظت کنند. این نوع شاسیها در نوبه خود معایبی هم دارند. به عنوان مثال این نوع شاسیها به دلیل این که دارای حجم بالایی هستند و به صورت یک قفسه محدود و بسته طراحی میشوند نصب بسیاری از قطعات را برای شرکت سازنده سخت و دشوار میکنند. علاوه بر این به دلیل فرآیند سخت و پیچیده ساخت این شاسیها دارای قیمت تمام شده بسیار بالایی دارند.
شاسی مونوکوک
شاسی مونوکوک در دسته شاسیهای غیر مستقل قرار میگیرند. امروزه اکثر خودروهای سواری از این گونه شاسی استفاده میکنند و به عقیده بسیاری از اهل فن این شاسی هنوز هم جای پیشرفتهای بیشتر چه در پروسه و فرآیندهای ساخت و چه در انتخاب مواد اولیه دارد. از نظر مهندسین بهترین نوع شاسی آن است که علاوه بر وزن کم دارای استحکام بالا باشد و بتواند ضربات و ارتعاشات وارده در تمامی جهات را به خوبی جذب کند. ساختار شاسیهای مونوکوک نسبت به انواع قبلی شاسیها پیچیدهتر است. این نوع از شاسیها علاوه بر اینکه دربر گیرنده اسکلت اصلی خودرو است، بخشهای اصلی بدنه را نیز شامل میشوند. شاسیهای مونوکوک از چند بخش تشکیل شدهاند که همانطور که بیان شد این بخشها هم شامل اسکلت اصلی و هم شامل بخشهایی از بدنه خودرو است. اجزا گوناگون شاسیهای مونوکوک پس از اینکه با فرآیندهای گوناگون تولید شدند بر اساس یک شابلون اصلی به کمک فرآیند جوشکاری به یکدیگر متصل میشوند. پس از اتصال، سایر پنلهای بدنه خودرو نظیر گلگیرها و دربها به این مجموعه اضافه میشوند و بدنه خودرو را تشکیل میدهند. قابلیت محافظت و ایمنی در این گونه از شاسی در تمامی جهات بالا بوده و ضمنا میتوان برای آن نقاط قابل شکست از پیش تعیین شده طراحی کرد تا ایمنی غیر فعال خودرو بالاتر برود.
همچنین در این نوع شاسیها فضای مرده کمتری نسبت به سایر انواع شاسی وجود دارد و در فرآیند تولید و مونتاژ قطعات سهولت بیشتری را برای خط تولید فراهم میکنند. در مقابل، این شاسیها که امروزه رایج ترین نوع شاسیهای مورد استفاده در خودروهای سواری هستند، معایب بسیاری نیز دارند که از جمله آن میتوان به مقاوت بسیار کم در مقابل وزن، عدم توانائی تعمیر اساسی شاسی پس از وارد آمدن ضربات سنگین، پخش شدن ضربات حاصل از برخورد در کل مجموعه اتاق و شاسی که موجب تغییر شکل ناخواسته در بسیاری از قسمتهای اتاق و شاسی پس از وارد آمدن ضربه به اتاق و... اشاره کرد.
گزارش