യാത്രാസുഖത്തിനു മാത്രമല്ല, സസ്പെൻഷൻ

വാഹനത്തെ അതോടുന്ന പ്രതലവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്ന ഒരുപറ്റം ഘടകങ്ങളുണ്ട്. വീലുകൾ, ഇവയെ വാഹനത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ലിങ്കേജുകൾ, ഇവയ്ക്കിടയിലുള്ള സ്പ്രിങ്ങുകൾ‌, ഷോക്ക് അബ്സോർബറുകൾ എന്നിവയെല്ലാം ചേർന്നതാണ് സസ്പെൻഷൻ. ദൃഢമായി ഉറപ്പിച്ച ആക്സിലുകളുള്ള ഒരു വാഹനം അതോടുന്ന പ്രതലത്തിലെ ഉയർച്ചകൾക്കും താഴ്ചകൾക്കും അനുസരിച്ച് ചാഞ്ചാടിക്കൊണ്ടിരിക്കും. കാളവണ്ടിപോലെ സാവധാനം സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു വാഹനത്തിലെ യാത്രക്കാരന് ഇതു സഹിക്കാൻ സാധിക്കും. എന്നാൽ, കുതിരവണ്ടിപോലെ വേഗം സഞ്ചരിക്കുന്ന വാഹനത്തിൽ യാത്ര അസഹ്യമായിരിക്കും. അങ്ങനെയാണ് 1750 ഓടെ കുതിരവണ്ടികളുടെ ആക്സിലിനെ ലീഫ് സ്പ്രിങ്ങുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കാബിനുമായി ഘടിപ്പിച്ചു തുടങ്ങിയത്. കുതിര മാറി എൻജിൻ ഘടിപ്പിച്ച വാഹനം കണ്ടുപിടിച്ചപ്പോഴും ഈ സംവിധാനംതന്നെയാണ് ആദ്യം പരീക്ഷിച്ചത്. 

യാത്രാസുഖത്തിനു മാത്രമല്ല! 

എല്ലാ പ്രതലങ്ങളിലും ഏതു വേഗത്തിലും വാഹനത്തിന്റെ റോഡുമായുള്ള പിടിത്തം സുരക്ഷിതമായ അവസ്ഥയിൽ നിലനിർത്തുന്നത് സസ്പെൻഷനാണ്. ഇതോടൊപ്പം, വാഹനം ഓടിക്കുന്ന ആൾക്ക് വാഹനത്തെ മികച്ച രീതിയിൽ നിയന്ത്രിക്കാനും സസ്പെൻഷൻ സഹായിക്കുന്നു. ഒരു വാഹനത്തിന്റെ ‘ഹാൻഡ്‌ലിങ്’ മികവ് സസ്പെൻഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ്. 

ലീഫ് സ്പ്രിങ്

വില്ലിന്റെ ആകൃതിയിൽ വഴക്കമുള്ള ഉരുക്കുകൊണ്ടു നിർമിക്കപ്പെട്ട ലീഫ് സ്പ്രിങ് ഏറെക്കാലം വാഹനങ്ങളുടെ പ്രധാന സസ്പെൻഷൻ ഘടകമായിരുന്നു. ഒറ്റ ലീഫ് സ്പ്രിങ് ഒന്നിലേറെ ലീഫുകൾ ചേർത്തിണക്കിയ സംവിധാനത്തിലേക്കു മാറി. ആദ്യകാല രൂപകൽപനയിലും നിർമാണത്തിലും ഏറെ പരിഷ്കാരങ്ങൾ ഉണ്ടായി. ലീഫ് സ്പ്രിങ് സസ്പെൻഷനുകളുടെ ഒരു പ്രധാന പോരായ്മയായിരുന്നു വാഹനത്തിനു വേഗം കൂടുമ്പോഴുള്ള  'ചാഞ്ചാട്ടം'.

ഡാംപർ

1901 ൽ ഫ്രാൻസിലെ മോഴ്സ് കമ്പനിയാണ് ലീഫ് സ്പ്രിങ്ങിന്റെ 'ചാഞ്ചാട്ട'ത്തിനു പരിഹാരമായി  ഒരു  ഡാംപർ സംവിധാനം രൂപകൽപന ചെയ്തത്. ആധുനിക ഷോക്ക് അബ്സോർബറിന്റെ ആദ്യരൂപമായ ഈ ഡാംപർ  സ്പ്രിങ് ലീഫിന്റെ ആന്ദോളനത്തെ സൗമ്യമായി പിടിച്ചുനിർത്തി. അതുകൊണ്ട് രണ്ടു ഗുണങ്ങളുണ്ടായി. 'ചാഞ്ചാട്ടം' നിന്നപ്പോഴുണ്ടായ യാത്രാസുഖത്തോടൊപ്പം വാഹനത്തിന്റെ നിയന്ത്രണവും മെച്ചപ്പെട്ടു. 

ഡാംപറുകളുടെ രൂപകൽപനയിലും അനേകം പരീക്ഷണങ്ങൾ നടന്നു. ഘർഷണം ഉപയോഗിച്ച് സ്പ്രിങ്ങിന്റെ ചലനം നിയന്ത്രിക്കുന്നവയും റബർകൊണ്ടു നിർമിച്ചവയും പരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. പക്ഷേ, ദ്രാവകമർദം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോളിക് ഡാംപറുകളാണ് പ്രായോഗികത തെളിയിച്ചത്. ദ്രാവകത്തോടൊപ്പം വാതകവും ഉപയോഗിക്കുന്നതും 

പ്രവർത്തനം ക്രമീകരിക്കാവുന്നതുമായ ഡാംപറുകൾ ഇപ്പോൾ നിലവിലുണ്ട്. 

കോയിൽ സ്പ്രിങ്ങും ടോർഷൻ ബാറും

1906 ൽ ബ്രിട്ടനിലെ ബ്രഷ് മോട്ടർ കമ്പനിയാണ് ഉരുക്കുകൊണ്ടു നിർമിച്ച ചുരുളുകളോടുകൂടിയ കോയിൽ സ്പ്രിങ് വാഹന സസ്പെൻഷനിൽ ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചത്. ഭാരവും വലുപ്പവും കുറഞ്ഞതും മെച്ചപ്പെട്ട പ്രവർത്തനം നൽകാൻ കഴിവുള്ളതുമായ ഇവ പെട്ടെന്നുതന്നെ പ്രചാരത്തിലായി. സ്പ്രിങ്ങും ഡാംപറും ഒന്നിച്ചു ചേർത്ത സ്ട്രട്ടുകളാണ് ഇന്നു മിക്ക വാഹനങ്ങളുടെയും സസ്പെൻഷനിലുള്ളത്. 1920 ൽ ലെയ്‌ലൻ‌ഡ് മോട്ടർ കമ്പനി വിപ്ലവകരമായ ഒരു സസ്പെൻഷൻ സ്പ്രിങ് സംവിധാനം അവതരിപ്പിച്ചു. വാഹനത്തിനു നെടുകെ മുന്നിൽ രണ്ടു വശത്തുമായി വിന്യസിച്ച ടോർഷൻ ബാറുകളാണ് സ്പ്രിങ്ങിന്റെ പ്രവൃത്തി ചെയ്യുന്നത്. ഒരറ്റം ഉറപ്പിച്ച ടോർഷൻ ബാറിന്റെ മറുവശം പിരിയുകയും നിവരുകയും ചെയ്ത് സ്പ്രിങ്ങിനു തുല്യമായ പ്രവർത്തനം കാഴ്ച വയ്ക്കുന്നു. അംബാസഡർ കാറിനു മുന്നിൽ ഈയിനം സസ്പെൻഷൻ ആയിരുന്നു. 

അൺസ്പ്രിങ് വെയ്റ്റ്

സസ്പെൻഷൻ രൂപകൽപനയിൽ പ്രധാനമായും പരിഗണിക്കുന്ന ഒന്നാണ് സ്പ്രിങ് ഇതര ഭാരം (അൺസ്പ്രിങ് വെയ്റ്റ്) എന്ന ആശയം. സസ്പെൻഷന്റെ താങ്ങ് ലഭിക്കാത്ത ഘടകങ്ങളുടെ ഭാരം എന്നു പറയാം. വീൽ, ടയർ, ലിങ്കേജുകൾ, ഡാംപറുകൾ, സ്പ്രിങ്ങുകൾ എന്നിവയുെട എല്ലാംകൂടിയുള്ള ഈ ഭാരം ബാക്കി വാഹനത്തിന്റെ ഭാരത്തെ അപേക്ഷിച്ച് കുറഞ്ഞിരിക്കാനാണു രൂപകൽപനയിൽ ശ്രദ്ധിക്കുക. ഇവയുടെ ഭാരം കൂടിയിരുന്നാൽ സസ്പെൻഷന്റെ ഓരോ നീക്കത്തിലും ആനുപാതികമായ ഊർജവ്യയം ഉണ്ടാകും. ഇതോടൊപ്പം ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ നിയന്ത്രണവും കുറയാൻ ഇതു കാരണമാകും. അലോയ് വീലുകൾ, ഭാരം കുറഞ്ഞ ബ്രേക്ക് ഘടകങ്ങൾ,  ഭാരം കുറഞ്ഞ ലോഹങ്ങൾകൊണ്ടു നിർമിച്ച ലിങ്കേജുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ ഭാരം കുറഞ്ഞ അളവിൽ എത്തിക്കുന്നത്. 

സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷനുകൾ

വാഹന രൂപകൽപനയിലെ സങ്കീർണമായ കാര്യങ്ങളിലൊന്ന് എൻജിൻ ശക്തി ലഭിക്കുന്ന വീലുകളുടെ സസ്പെൻഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. എൻജിനിൽനിന്നുള്ള തിരിക്കൽ ശക്തി ആക്സിലുകൾ അഥവാ ഡ്രൈവ് ഷാഫ്റ്റുകൾ വഴിയാണു വീലിലെത്തുക. ഇതോടൊപ്പം വളവുകൾ തിരിയുമ്പോൾ പുറത്തെയും അകത്തെയും വീലുകളുടെ വേഗവ്യതിയാനം കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ ഡിഫറൻഷ്യലുമുണ്ടാകും. നാലു വീലിനും ലീഫ് സ്പ്രിങ് ഘടിപ്പിച്ച (ഉദാ: ലോറി, ബസ്) അസ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷനുകളിൽ ഇതൊരു പ്രശ്നമല്ല. എന്നാൽ, യാത്രാസുഖത്തിനായുള്ള അന്വേഷണത്തിൽ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഭാഗിക സ്വതന്ത്രവും പൂർണ സ്വതന്ത്രവുമായുള്ള സസ്പെൻഷൻ രൂപകൽപനകൾ സങ്കീർണമായ പല പോംവഴികളാണു പിന്തുടർന്നത്. 

പിൻവീൽ ഡ്രൈവ് വാഹനത്തിനു മുന്നിൽ സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷൻ നൽകാൻ ഏറെ ബുദ്ധിമുട്ടില്ല. അതുപോലെ മുൻവീൽ ഡ്രൈവ് വാഹനങ്ങളുടെ പിന്നിലും സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷൻ എളുപ്പം ഇണക്കിച്ചേർക്കാം. നാലു വീലുകൾക്കും സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷൻ നൽകാനുള്ള ശ്രമം പല നൂതന സസ്പെൻഷനുകൾക്കും ജന്മം നൽകി. പിൻവീൽ ഡ്രൈവ് വാഹനങ്ങളിൽ ആദ്യകാലത്തുണ്ടായ ഒരു പരിഷ്കാരമാണ് ‘ഡി–ഡയോൺ’ ആക്സിൽ എന്നത്. പിന്നിലെ ദൃഢ ആക്സിൽ സിവി ജോയിന്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സ്വതന്ത്രമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിച്ചാണ് ഇരു വീലുകൾക്കും വെവ്വേറെ സസ്പെൻഷൻ പ്രവർത്തനം ലഭ്യമാക്കിയത്. പിന്നീട് സ്വിങ് ആക്സിൽ എന്നൊരു സംവിധാനം (ഉദാ: ഹെറാൾഡ്) പരീക്ഷിച്ചു. ആധുനിക കാലത്ത് കോയിൽ സ്പ്രിങ്ങും ഒന്നിലേറെ ലിങ്കേജുകളും ഉള്ള മൾട്ടി ലിങ്ക് സസ്പെൻഷൻ (ഉദാ: പുതിയ ഥാർ) ആണ് പ്രചാരത്തിലുള്ളത്. ഈയിനം പിൻവീൽ ഡ്രൈവ് കാറുകളിൽ മുന്നിൽ കോയിൽ സ്പ്രിങ്ങും ഡാംപറും ഒന്നോ രണ്ടോ വീതം സസ്പെൻഷൻ ആമുകളും ഉള്ള സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷനാണുണ്ടാവുക. 

മുൻവീൽ ഡ്രൈവ് കാറുകൾക്കു ഗിയർബോക്സും ഡിഫറൻഷ്യലും ഒന്നിച്ചുള്ള ട്രാൻസാക്സിൽ സംവിധാനം ലഭ്യമായതോടെ സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷൻ എളുപ്പമായി. സ്പ്രിങ്ങും ഡാംപറും ചേർന്ന സ്ട്രട്ടും താഴെയുള്ള ഒരു ആമും (ലോവർ ആം)  ഡ്രൈവ് ഷാഫ്റ്റുകളുടെ രണ്ടറ്റത്തും സിവി ജോയിന്റുമായുള്ള രീതിയാണു പ്രചാരത്തിൽ. ഭാരവും വലുപ്പവും കുറഞ്ഞ ലളിതവും ഈടുനിൽക്കുന്നതുമായ രൂപകൽപന എന്നീ സവിശേഷതകൾകൊണ്ട് ഭാഗിക സ്വതന്ത്ര സസ്പെൻഷനായ ട്വിസ്റ്റ് ബീം ആണു മുൻവീൽ ഡ്രൈവ് കാറുകളിൽ ഭൂരിഭാഗത്തിനും. 

സസ്പെൻഷൻ ട്രാവൽ

വീലിനു മുകളിലേക്കോ താഴേക്കോ പരമാവധി നീങ്ങാൻ കഴിയുന്ന അളവിനെയാണ് സസ്പെൻഷൻ ട്രാവൽ എന്നു പറയുന്നത്. ഉയർന്ന വീൽ ട്രാവലും സൗമ്യമായ ഡാംപിങ്ങുമുള്ള വാഹനങ്ങൾക്ക് ഒന്നാന്തരം യാത്രാസുഖം നൽകാൻ കഴിയും. എന്നാൽ, ഇവയ്ക്ക് ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ നിയന്ത്രണം കുറവായിരിക്കും. കുറഞ്ഞ വീൽ ട്രാവലും കടുത്ത ഡാംപിങ്ങുമുള്ള വാഹനങ്ങൾക്കു യാത്രാസുഖം കുറയുമെങ്കിലും ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ മികച്ച നിയന്ത്രണമുണ്ടാകും. വാഹനത്തിന്റെ ഉദ്ദേശിക്കപ്പെട്ട ഉപയോഗമനുസരിച്ചു സസ്പെൻഷന്റെ രൂപകൽപനയും തീരുമാനിക്കപ്പെടും. സാധാരണ ഉപയോഗത്തിനുള്ള വാഹനങ്ങളിൽ യാത്രാസുഖത്തിനു മുൻതൂക്കമുള്ള സസ്പെൻഷനാണ് നൽകുക. 

ഹൈഡ്രോ ന്യൂമാറ്റിക് സസ്പെൻഷൻദ്രാവകവും വാതകവും ഉപയോഗിക്കുന്നതും നാലു വീലുകളിലും പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടതുമായ ഹൈഡ്രോ ന്യൂമാറ്റിക് സസ്പെൻഷൻ. ഫ്രാൻസിലെ സിട്രൺ കമ്പനി വികസിപ്പിച്ച ഈ സംവി

ധാനത്തിനു പ്രവർത്തനമികവുണ്ടായിരുന്നെങ്കിലും സങ്കീർണതയും വിലക്കൂടുതലുകൊണ്ടും സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടില്ല. വാതകം ഉപയോഗിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന എയർ സ്പ്രിങ്ങുകളാണ് മറ്റൊരു പ്രധാന രൂപകൽപന. ഒരു പമ്പും വാൽവുകളും ഉപയോഗിച്ച് സസ്പെൻഷന്റെ പ്രവർത്തനം സാഹചര്യത്തിനൊത്തു മാറ്റുകയും വാഹനത്തിന്റെ ഗ്രൗണ്ട് ക്ലിയറൻസ് ക്രമീകരിക്കുകയും ചെയ്യാവുന്ന ഇത് ആഡംബരവാഹനങ്ങളിൽ നിലവിൽ ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നു. 

പാസീവ് സസ്പെൻഷൻ & ആക്ടീവ് സസ്പെൻഷൻ

സാധാരണ സസ്പെൻഷനുകൾ  ബാഹ്യ ഇടപെടലുകളില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ പാസീവ് സസ്പെൻഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണത്തിൽ പമ്പുകളും സെർവോ മോട്ടറുകളുമൊക്കെ ഉപയോഗിച്ച് തത്സമയം ക്രമീകരിക്കാവുന്നവയെ ആക്ടീവ് സസ്പെൻഷൻ എന്നു പറയും. ആധുനിക കാലത്ത് പല ആഡംബര കാറുകളിലും ഈ സംവിധാനം ലഭ്യമാണ്. ഒരുപടികൂടി കടന്നു വാഹനം സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ ഡ്രൈവറുടെ ഇടപെടലില്ലാതെ സാഹചര്യത്തിനനുസരിച്ചു സ്വയം ക്രമീകരിക്കുന്ന അഡാപ്റ്റീവ് സസ്പെൻഷൻ ആണ് പരീക്ഷണം നടക്കുന്ന ഒരു രൂപകൽപന. വിഖ്യാത സ്പീക്കർ നിർമാതാക്കളായ ബോസിന്റെ വൈദ്യുതകാന്ത സസ്പെൻഷൻ ഈയിനത്തിൽ പ്രായോഗികത തെളിയിച്ച ഒന്നാണ്. സസ്പെൻഷനെപ്പറ്റി പറയുമ്പോൾ അവഗണിക്കപ്പെടുന്ന ഒന്നാണ് ടയറുകൾ. ടയറുകളുടെ നിർമാണ വസ്തുവിന്റെ ഗുണങ്ങൾ, രൂപകൽപന, അതിൽ നിറച്ചിരിക്കുന്ന വായു എന്നിവയ്ക്കെല്ലാം സസ്പെൻഷന്റെ അനുഭവം നിർണയിക്കുന്നതിൽ പങ്കുണ്ട്. ടയറിൽ നിറയ്ക്കുന്ന വായുവിന്റെ മർദം കൃത്യമല്ലെങ്കിൽ എത്ര മികച്ച സസ്പെൻഷനും ഉദ്ദേശിച്ച ഫലം നൽകാൻ സാധിക്കുകയില്ല.

English Summary: Automotive Suspension Systems