فنر خودرو برای تحمل وزن اتاق و سرنشینان و همچنین تنظیم ارتفاع خودرو به کار می رود.

در یک تعریف کلی، هر جسمی که دارای خاصیت ارتجاعی و کشسانی باشد، فنر نامیده می شود.

در این مقاله انواع فنر و مزایا و معایب آن ها را بیان می کنیم.

انواع فنر ماشین از نظر خاصیت ارتجاعی

فنر ها توجه به خاصیت ارتجاعی به سه گروه فنر نرم، سخت فنر و فنر سخت شونده تقسیم می‌شوند.

• فنر نرم: به فنری گفته می‌شود که سختی آن کم باشد. به عبارت دیگر، با افزایش نیروی اعمالی به فنر میزان تغییر شکل و جابجایی طول فنر افزایش می یابد؛ از این رو استفاده از این نوع فنر در سیستم تعلیق خودرو باعث کاهش پایداری خودرو می‌شود، ولی از آنجایی که سرنشینان ناهمواری های جاده را مستقیما احساس می‌کنند احساس راحتی آنها افزایش می یابد.

• فنرسخت: به فنری گفته می‌شود که سختی آن زیاد باشد. این فنر از نظر کاهش حرکت رول و پیچ بدنۀ خودرو، باعث افزایش پایداری خودرو می‌شود ولی سرنشینان، ناهمواری خود را بیشتر احساس می‌کنند؛ بنابراین راحتی سرنشین کاهش می یابد.

• فنر سخت شونده: این فنر که فنر ایده آل نیز نامیده می شود، فنری ست که با افزایش نیرو مقدار تغییر شکل آن کاهش می یابد. به عبارت دیگر، فنر در ابتدا نرم است و با ازدیاد بار به تدریج سخت و سخت‌تر می‌شود. بنابراین در ناهمواری های کوچک به نرمی عمل می‌کند و با ازدیاد بار سخت می‌شود تا پایداری خودرو افزایش یابد.

امروزه سعی بر این است که در اکثر خودروهای سواری از این نوع فنر استفاده شود. در این حالت، با نرم بودن فنر تحت بارهای کم با ناهمواری های پرتعداد ولی کم ارتفاع جاده، فنر نرم عمل می کند و سرنشین، ناهمواری های جاده را از مستقیما احساس نمی‌کند. هنگامی که ارتفاع ناهمواری های جاده زیاد شود یا نیروی وزن اعمالی به فنر  افزایش یابد، فنر سخت می‌شود و به منظور افزایش پایداری خودرو و راحتی سرنشین مانع از ایجاد نوسان های بزرگ در بدنۀ خودرو می گردد.

انواع فنر خودرو از لحاظ فرم و جنس

فنرها از لحاظ فرم و جنس به انواع مختلف زیر دسته بندی می شود:

۱-فنر های فولادی که عبارتند از : فنرهای شمشی (برگی)، مارپیچ (لول) و پیچشی

۲-فنرهای گازی که عبارتند از : فنرهای هوایی و گاز بی اثر (ازت)

فنر شمشی (برگی) (Leaf Spring)

فنرهای شمشی معمولاً در سیستم تعلیق یکپارچه به صورت طولی بر روی خودرو نصب می شوند.

اولین و بلندترین لایۀ فنر را لایه اصلی (شاه فنر) گویند. دو سر آن فنر را به صورت حلقه در می‌آورند و توسط بوش های لاستیکی به بدنه یا شاسی خودرو متصل می‌کنند. بوش‌های لاستیکی مانع از انتقال ضربات و ارتعاشات فنر به بدنه یا شاسی خودرو می‌شود. در کامیون ها، به دلیل داشتن بار سنگین، از بوش های برنجی که با گریس روانکاری می گردند، استفاده می شود.

در زیر لایه اصلی (شاه فنر) از لایه ها با طول کمتر استفاده می شود تا میزان تحمل بار مجموعه فنر افزایش یابد. این لایه ها با یک پیچ به نام سنتر بولت یا همان پیچ مرکزی تقریبا در موقعیت وسط فنر به یکدیگر متصل می شوند.

تکیه گاه متحرک عقب فنر توسط یک رابط U شکل که گوشوار نامیده می شود، به شاسی متصل می گردد. هنگام تغییر بار عمودی اعمالی به فنر، گوشواره اجازه تغییر شعاع انحنای فنر را می‌دهد.

نکته: در بین لایه های فنر شمشی خودروهای سواری بعضاً از یک لایه تفلون یا پلاستیک فشرده و یا لاستیک به منظور کاهش اصطکاک بین لایه ها، عدم خوردگی و تولید صدایی استفاده می شود.

مزایا و معایب فنر شمشی

به طور کلی مزایا و معایب فنر شمشی عبارتند از:

• مزایا فنر شمشی

۱-انتقال نیروی طولی و عرضی و عمودی از چرخ به بدنه خودرو و برعکس

۲-تحمل گشتاورهای عکس العملی ایجاد شده در تعلیق در اثر نیروی طولی شتاب گیری و ترمز گیری که موجب کاهش قطعات سیستم تعلیق می شود، بنابراین هزینه تولید و قطعات مکانیکی تعلیق با استفاده از این نوع فنر کاهش پیدا می‌کند

۳-ایجاد فنری سخت با تحمل بار بیشتر با اضافه کردن لایه های فنر

• معایب فنر شمشی

۱-اشغال کردن فضای زیاد

۲-داشتن وزن زیاد

۳-نیاز داشتن به تعمیر و نگهداری

۴-زیاد بودن قیمت تمام شده فنر

۵-با نفوذ آب و گرد و غبار بین لایه های فنر، اصطکاک، خوردگی و زنگ زدگی بین لایه ها زیاد می شود که باعث عملکرد نامناسب فنر همراه با صدا می‌شود

۶-کم بودن فاصلۀ عرضی بین فنر چپ و راست که باعث افزایش حرکت رول می‌گردد.

فنر مارپیچ (لول) (Coil Spring)

در سیستم تعلیق خودرو سواری، این نوع فنر ها به دلیل داشتن مزایای زیاد کاربرد فراوانی دارند.

مزایا و معایب فنرهای مارپیچ

مزایا و معایب این نوع فنر ها به شرح زیرند:

• مزایا فنرهای مارپیچ

۱-اشغال کردن فضای کم

۲-داشتن وزن کم

۳-نیاز نداشتن به تعمیر و نگهداری

۴-سخت تر نمودن فنر، از طریق اضافه کردن قطر مفتول و استوانۀ فنر

۵-داشتن صدای کمتر و همچنین عملکرد نرم تر به دلیل تماس نداشتن حلقه های فنر با یکدیگر

۶-زیاد تر کردن فاصله عرضی بین فنرهای دو سمت از طریق استفاده از آنها (نسبت به فنر شمشی) و در نتیجه کاسته شدن حرکت رول خودرو (که به افزایش پایداری خودرو و راحتی سرنشین منجر می‌شود)

۷-داشتن قیمت پایین تر

۸-با مخروطی ساختن شکل فنر می توان خاصیت سخت شوندگی در آن ایجاد نمود.

• معایب فنرهای مارپیچ

۱-تحمل نکردن نیروهای طولی، عرضی و گشتاوری های حاصل از ترمزگیری و شتاب گیری که باعث می شود با استفاده از بازوهای دیگری به مکانیزم تعلیق، تحمل این نیروها میسرگردد.

۲-قیمت تمام شدۀ سیستم تعلیق و خودرو بیشتر می شود

۳-احتمال بروز خطر کمانش و انحراف فنر از حالت عمودی با زیاد طول فنر

۴-بیشتر بودن نوسان این فنر نسبت به فنر های دیگر (در نتیجه حساسیت استفاده از کمک فنر مناسب با این نوع فنر اهمیت بیشتری پیدا می‌کند).