سیستم ECAS در تعلیق بادی کامیون چیست و چه مزایایی دارد؟

تا چند دهه پیش، رانندگان کامیون یک حقیقت تلخ را درباره سیستم تعلیق ماشین‌هایشان پذیرفته بودند: ارتفاع شاسی ثابت است و سرنشینان باید با نوسانات جاده کنار بیایند؛ اما امروز دیگر این تصور قدیمی جای خود را به انتظارات دیگر داده است چون سامانه‌هایی اختراع شده‌اند که می‌توانند ارتفاع، نرمی حرکت و حتی تعادل کامیون یا کشنده را به‌صورت هوشمند تنظیم کنند.

شاید این پرسش در ذهن شما شکل بگیرد که چگونه ممکن است یک کامیون چند ده تُنی با بارهای متغیر و شرایط جاده‌ای کاملا متفاوت، همواره در وضعیت پایدار و متعادل باقی بماند؟ آیا راحتی سفر صرفا بر دوش فنرها قرار گرفته یا پای یک سیستم کنترلی پیشرفته هم در میان است؟ دنیای حمل‌ونقل سنگین امروز بیش از هر زمان دیگری به فناوری وابسته شده و دیگر نمی‌توان نقش سامانه‌های الکترونیکی را در ایمنی، مصرف سوخت و آسایش راننده نادیده گرفت. به این ترتیب می‌توان حدس زد که پای یک فناوری خاص در میان است: سیستم ECAS یا همان تعلیق بادی الکترونیکی؛ سیستمی که در بخش بررسی محصولات سنگین پدال بارها به آن اشاره کرده‌ایم اما حال وقت توضیح دقیق آن رسیده است.

سیستم تعلیق در کامیون‌ها و کشنده‌ها وظیفه‌ای بسیار فراتر از ایجاد نرمی حرکت دارد. این سیستم باید وزن بالای بار، تغییرات ناگهانی سطح جاده، شتاب‌گیری، ترمز و پیچیدن‌های تند را مدیریت کند و در عین حال پایداری کشنده و ایمنی بار را هم حفظ نماید. به‌طور کلی، تعلیق‌های مورد استفاده در خودروهای سنگین به چند خانواده اصلی تقسیم می‌شوند: تعلیق‌های فنری تخت (شمشی)، تعلیق‌های ترکیبی و تعلیق‌های بادی. هر یک از این سامانه‌ها مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و بسته به نوع کاربری آن کامیون به‌خصوص انتخاب می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با نمونه‌های مختلف تعلیق کامیون، مقاله «انواع سیستم تعلیق در کامیون؛ کاربرد ها و مزایا و معایب» را مطالعه کنید.

در میان این گزینه‌ها، تعلیق بادی به دلیل قابلیت تنظیم ارتفاع، جذب بهتر ضربات و افزایش سطح آسایش راننده، جایگاه ویژه‌ای در کامیون‌های مدرن پیدا کرده است. در این نوع تعلیق، به جای فنرهای فولادی از کیسه‌های هوا استفاده می‌شود که با تغییر فشار هوا می‌تواند ویژگی‌های حرکتی کامیون را تغییر دهد؛ اما همین وابستگی به فشار هوا، یک چالش اساسی را ایجاد می‌کند: اگر فشار به‌درستی تنظیم نشود احتمالا ارتفاع شاسی، تعادل خودرو و حتی ایمنی آن به خطر می‌افتد. اینجا است سوالی مهم ذهن مالکان و رانندگان را درگیر خواهد کرد: چگونه می‌توان تنها با مقداری دانش عمومی، سیستم تعلیق بادی را به‌درستی مدیریت کرد و به بهترین نتیجه رسید؟

پاسخ صنعت خودروهای سنگین به این نیاز، توسعه سیستم ECAS یا همان فنربندی بادی-الکترونیکی است؛ سامانه‌ای که کنترل تعلیق بادی را از حالت مکانیکی و ساده به یک فرآیند الکترونیکی دقیق و هوشمند تبدیل می‌کند. این سیستم نخستین‌بار به‌صورت تجاری توسط شرکت «WABCO» توسعه یافت؛ شرکتی که سال‌ها در حوزه سیستم‌های ترمز، پایداری و تعلیق الکترونیکی برای خودروهای سنگین فعالیت کرده و هنوز هم برخی از محصولات سنگین بازار داخلی از فناوری این شرکت استفاده می‌کنند. پس از آن سایر تامین‌کنندگان بزرگ نیز نمونه‌های مشابهی را به بازار عرضه کردند.

سیستم ECAS در طول زمان دچار تکامل شد و امروزه در اشکال مختلف برای محور جلو، محور عقب یا حتی به‌صورت یکپارچه برای کل شاسی ارائه می‌شود. برخی نسخه‌ها تنها وظیفه تنظیم ارتفاع را بر عهده دارند و برخی دیگر به‌صورت پیشرفته‌تر با سیستم‌های ترمز ضدقفل، کنترل پایداری و مدیریت موتور در ارتباط هستند. وجه مشترک تمام این نمونه‌ها هم در استفاده از حسگرهای ارتفاع، واحد کنترل الکترونیکی و شیرهای برقی برای تنظیم لحظه‌ای فشار هوا در کیسه‌های تعلیق خلاصه می‌شود. به این ترتیب تعلیق بادی از یک سیستم صرفا پنوماتیکی به سامانه‌ای هوشمند و واکنش‌گرا تبدیل شد.

وظیفه بنیادین ECAS حفظ ارتفاع استاندارد شاسی خودرو نسبت به سطح جاده محسوب می‌شود اما این همه ماجرا نیست. تعلیق بادی-الکترونیکی به‌طور مداوم داده‌های مربوط به موقعیت محورها، میزان بار، وضعیت جاده و شرایط حرکتی را دریافت می‌کند و بر اساس آن فشار هوا را در هر کیسه به‌صورت مستقل تنظیم می‌نماید. نتیجه این فرآیند، حفظ تعادل کامیون حتی در بارگیری نامتقارن خواهد بود.

یکی دیگر از وظایف مهم ECAS مدیریت تغییر ارتفاع در شرایط خاص به شمار می‌رود؛ برای مثال هنگام بارگیری یا تخلیه بار، راننده می‌تواند ارتفاع شاسی را کاهش دهد تا اتصال تریلی یا بارگیری آسان‌تر انجام شود؛ سپس با حرکت دوباره راننده، سیستم به‌طور خودکار ارتفاع را به وضعیت مناسب بازمی‌گرداند. ECAS در سرعت‌های بالا هم می‌تواند ارتفاع شاسی را اندکی کاهش دهد تا مقاومت هوا کمتر و پایداری بیشتر شود.

ورود ECAS به دنیای کامیون‌ها مزایای متعددی را به همراه داشت. نخستین و محسوس‌ترین مزیت، افزایش چشمگیر آسایش راننده به شمار می‌رفت. کامیونی که ارتفاع آن همواره در سطح بهینه قرار دارد و نوسانات جاده را به‌نرمی جذب می‌کند، خستگی کمتری را به تن راننده وارد خواهد کرد و تجربه سفرهای طولانی را به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. از سوی دیگر حفظ تراز مناسب شاسی باعث می‌شود توزیع وزن روی محورها به شکل متعادل‌تری انجام شود که نتیجه آن کاهش سایش غیرعادی تایرها و افزایش ایمنی قلمداد می‌شود.

مزیت مهم دیگر، انعطاف‌پذیری بالا در کاربری‌های مختلف به شمار می‌رود. کامیونی که امروز برای حمل بار سبک استفاده می‌شود و فردا باید بار سنگین حمل کند می‌تواند بدون نیاز به تغییرات مکانیکی با شرایط جدید وفق پیدا کند. همچنین کاهش ارتفاع در سرعت‌های بالا موجب کاهش مصرف سوخت به‌واسطه افت ضریب درگ می‌شود؛ تاثیر این نکته در ناوگان‌های بزرگ کاملا محسوس است.

با این حال سیستم ECAS بدون عیب نیست؛ پیچیدگی فنی آن باعث شده هزینه خرید و نگهداری‌اش در مقایسه با تعلیق‌های سنتی بالاتر باشد. وجود حسگرها، شیرهای برقی و واحد کنترل الکترونیکی به معنای عیب‌یابی دشوارتر و نیاز به تجهیزات تخصصی و نیروی فنی آموزش‌دیده خواهد بود. در صورت بروز نقص در سیستم برق یا کنترلر، عملکرد تعلیق دچار اختلال می‌شود؛ درحالی‌که در سیستم‌های کاملا مکانیکی خبری از این دردسرها نیست. جدول زیر خلاصه‌ای از مزایا و معایب تعلیق بادی-الکترونیکی را نشان می‌دهد:

تعلیق فنری تخت یا همان شمشی ساده‌ترین و قدیمی‌ترین نوع تعلیق کامیونی به‌شمار می‌رود که استحکام بالا و هزینه نگهداری نه‌چندان چشمگیری را به ارمغان می‌آورد اما امکان تنظیم ارتفاع و تطبیق با بارهای متغیر را ندارد؛ ناگفته نماند که سطح آسایش راننده در این نوع تعلیق کمتر ارزیابی می‌شود. تعلیق‌های ترکیبی تا حدی این ضعف را جبران کرده‌اند؛ اما همچنان از نظر دقت عملکرد با تعلیق بادی هوشمند قابل مقایسه نیستند. اما وقتی ECAS به تعلیق بادی افزوده می‌شود، تفاوت به‌صورت کاملا عملی در رفتار کامیون یا کشنده هویدا و آشکار خواهد شد. جدول زیر، ویژگی‌های این سیستم‌ها را با هم مقایسه می‌کند:

این مقایسه نشان می‌دهد که ECAS نه یک بهبود جزئی بلکه یک جهش فناورانه در سیستم تعلیق خودروهای سنگین محسوب می‌شود.

تاثیر یک سیستم تعلیق خوب و کارآمد در عملکرد کامیون‌ها و کشنده‌ها به‌شکل کاملا واضحی توسط راننده احساس می‌شود و حتی در تجربه روزمره آن تاثیر مستقیم خواهد گذاشت. راننده‌ای که روزانه صدها کیلومتر را رانندگی می‌کند، با کاهش ضربات و نوسانات بدنه به تمرکز بیشتری دست خواهد یافت و دیرتر دچار خستگی خواهد شد؛ موضوعی که مستقیما احتمال بروز خطای انسانی و تصادف را کاهش می‌دهد.

از سوی دیگر، کاهش مصرف سوخت به‌واسطه تنظیم ارتفاع هوشمند ECAS، در مقیاس سالانه منجر به صرفه‌جویی مالی قابل توجهی برای ناوگان‌های حمل‌ونقل و شرکت‌های ترابری بزرگ می‌شود. در نتیجه عواملی که در بخش‌های گذشته به آن اشاره شد، استفاده از این نوع تعلیق به کامیون شانس کاهش استهلاک تایرها و بهبود سلامت تعلیق و شاسی را می‌دهد. در حمل بارهای حساس، مانند مواد غذایی، تجهیزات صنعتی یا محموله‌های شکننده هم ثبات حرکتی بیشتر کامیون نقش تعیین‌کننده‌ای در سالم رسیدن بار به مقصد دارد.

تمام‌ کامیون‌ها بخشی از یک سامانه هوشمند لجستیکی به‌شمار می‌آیند که به ایمنی، کارکرد اقتصادی و کارایی هم‌زمان نیاز دارند؛ به همین دلیل است که امروزه بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ خودروهای سنگین، ECAS را نه به‌عنوان یک آپشن لوکس بلکه به‌عنوان بخشی ضروری از استانداردهای نوین حمل‌ونقل در نظر می‌گیرند. نظر شما درباره این فناوری چیست؟ اگر شما هم در این زمینه تجربه یا دانشی دارید آن را به ما و سایر مخاطبان پدال در میان بگذارید.