المواضيع:
- التشغيل العام لنظام التعليق
- ماكفرسون
- تعليق لفائف
- ثابت الربيع
- تعليق الأوراق
- تعليق هوائي
- التواء الربيع
- تعليق هوائي
التشغيل العام لنظام التعليق:
الغرض من نظام التعليق هو استيعاب حركات القيادة على المخالفات في سطح الطريق بأفضل شكل ممكن، بحيث يتم الحفاظ على أقصى قدر من الراحة أثناء القيادة. يؤثر الثبات على الطريق أيضًا على التعليق. إذا كان التعليق مرنًا للغاية (فكر في السيارات الأمريكية القديمة)، فسيكون الثبات على الطريق أسوأ بكثير من السيارة ذات التعليق القاسي. وذلك لأن السيارة المرنة للغاية تفقد قبضتها عندما ترتد (على سبيل المثال عند الكبح بقوة أو عند المنعطفات الحادة). إن ضغط الإطارات على سطح الطريق عندما تكون العجلة ذات نوابض أقل بكثير من العجلة ذات النوابض، وبالتالي فإنها تنزلق بشكل أسرع بكثير. عند القيام بمنعطفات حادة بسرعة عالية، فإن فرصة الخروج ستكون عالية جدًا أيضًا، لأن تماسك الإطارات داخل المنعطف يكون ضئيلًا.
عندما تسير سيارة ذات نوابض سلسة للغاية على سطح طريق مرصوف به الكثير من التلال، فإن السيارة ستتأرجح كثيرًا عندما ترتد. عندما تنطفئ السيارة، يقل الضغط على الإطارات ولا يكون هناك سوى قدر ضئيل من الكبح أو التوجيه في تلك اللحظة أو لا يوجد أي منهما على الإطلاق.
في حالة السيارة ذات النوابض الصلبة، خاصة السيارات الرياضية أو السيارات المنخفضة، ستكون قبضة العجلات الأربع على أقصى حد ممكن عند القيام بالانحناءات الحادة. لقضيب التثبيت وحجم الإطار أيضًا تأثير كبير على ذلك. عندما تسير سيارة منخفضة على سطح طريق مرصوف به الكثير من التلال، ستظل السيارة ثابتة على الطريق وبالتالي لن تواجه أي مشاكل عند استخدام المكابح القوية المفاجئة في الوضع الممتد.
يرتبط التعليق المرن والصلب (في السيارات ذات النوابض اللولبية) بمعدل الزنبرك. لتحسين تعليق السيارة (اعتمادًا على الهيكل)، يمكن تركيب نوابض مرنة للراحة (نوابض خطية) أو نوابض أكثر صلابة للرياضة (نوابض تقدمية). المزيد عن هذا في فصل الربيع الثابت، أسفل الصفحة.
ماكفرسون:
الميزة الكبيرة لنظام تعليق ماكفرسون هي الجمع بين الزنبرك وممتص الصدمات. وهذا يوفر مساحة كبيرة ويسهل أيضًا إنشاءه عند تصميم السيارة. ونتيجة لذلك، فإن تكاليف الإنتاج منخفضة أيضًا.
يعد نظام تعليق ماكفرسون بمثابة تطوير إضافي للتعليق باستخدام عظام الترقوة المستعرضة (وتسمى أيضًا بناء عظم الترقوة المزدوج). تم استبدال عظم الترقوة العلوي بقضيب المكبس الخاص بممتص الصدمات، والذي يمتص الآن أيضًا القوى الجانبية. لذلك، في حالة حدوث تصادم مع العجلة (بمركبة أخرى أو عند الاصطدام بالرصيف)، عادة ما يحدث تلف فوري لقضيب المكبس. يتشوه هذا بسرعة كبيرة وبالتالي فهو ملتوي. يجب بعد ذلك استبدال ممتص الصدمات بالكامل.
يتم استخدام نظام تعليق ماكفرسون دائمًا في مقدمة السيارة. تُستخدم الدعامات أحيانًا أيضًا على المحور الخلفي، ولكنها ليست من نوع ماكبيرسون. في نظام التعليق الخلفي، غالبًا ما يتم تصميم النوابض اللولبية وممتصات الصدمات بشكل منفصل.
يقع المحمل العلوي أعلى الدعامة. المحمل العلوي يجعل حركات التوجيه ممكنة. غالبًا ما يتم ربط الدعامة بهيكل السيارة الموجود أسفل الغطاء عن طريق وصلات لولبية. إذن هذه نقطة ثابتة. يضمن المحمل العلوي، الموجود بالأسفل، أن الدعامة الكاملة يمكن أن تدور بسلاسة بالنسبة إلى النقطة الثابتة العلوية. يُسمى هذا النظام ذو وظيفة حمل ونقطة محورية ذات محمل علوي بنظام ماكفرسون.
تعليق الملف:
لا يعتمد تشغيل الزنبرك اللولبي على الانحناء كما قد تعتقد للوهلة الأولى، بل على الالتواء (الالتواء). عند الضغط على الزنبرك، سيتم لف القضيب الحلزوني. يتم دعم وزن السيارة بالكامل بواسطة النوابض اللولبية. يتم وضع الزنبرك اللولبي بين المحمل العلوي ومقعد الزنبرك السفلي. عندما تنضغط السيارة، فإن المحمل العلوي سيدفع الزنبرك اللولبي إلى الأسفل. لأنه يلتوي، يتم إنشاء قوة مضادة. هذه القوة المضادة هي في النهاية التأثير النابض. كلما زادت القوة المضادة التي يمارسها الزنبرك، زادت قوة الزنبرك.
ثابت الربيع:
يتم تحديد مرونة الزنبرك بواسطة ثابت الزنبرك. يختلف معدل الزنبرك في الزنبرك اللولبي الخطي عن معدل الزنبرك اللولبي التقدمي. مع الزنبرك الخطي، المسافة بين جميع المنعطفات هي نفسها. مع الربيع التدريجي هذه المسافات ليست متساوية؛ في الجزء العلوي أو السفلي من الزنبرك، سيتم وضع اللفات بالقرب من بعضها البعض أكثر من أي مكان آخر. ويمكن رؤية الفرق بين هذين النوعين من الينابيع في الصورة:
مع الزنبرك الخطي، ينهار الزنبرك دائمًا على مسافة معينة عند وزن معين. وفيما يلي مثال على سفر الربيع الخطي:
- +100 كجم حمل إضافي، تغوص السيارة 2 سم.
- +200 كجم حمل إضافي، تغوص السيارة 4 سم.
- +300 كجم حمل إضافي، تغوص السيارة 6 سم.
توجد الآن علاقة بين الوزن والمسافة مع هذا الزنبرك الخطي. يظهر أدناه ضغط الزنبرك الخطي؛ كلما زادت القوة المؤثرة على الزنبرك، زاد انتقال التعليق. الخطوط مستقيمة لأن المسافة بين جميع لفات الزنبرك متساوية.
مع الزنبرك التدريجي لا توجد علاقة بين الوزن والمسافة. يصبح هذا الربيع قاسيًا بشكل متزايد مع زيادة الضغط. الجزء الأول سهل، ولكن مع زيادة الحمل، فإنه ينطلق بشكل أقل فأقل. وذلك لأن اللفات تكون أقرب إلى بعضها البعض في الأعلى. فيما يلي مثال على السفر الربيعي للربيع التدريجي:
- +100 كجم حمولة إضافية، تغرق السيارة 2 سم.
- +200 كجم حمولة إضافية، تغرق السيارة 3 سم.
- +300 كجم حمولة إضافية، تغرق السيارة 3,5 سم.
يوجد أدناه رسم بياني للربيع التقدمي. في البداية، ستزداد حركة الزنبرك مع زيادة قوة الزنبرك. الخط ليس مستقيماً، بل ينحدر نحو الأعلى. وهذا يعني أنه مع زيادة القوة المؤثرة على الزنبرك، يصبح انتقال الزنبرك أقل فأقل. ومن ثم، ستنحرف السيارة بشكل أقل فأقل مع زيادة القوة المؤثرة على الزنبرك.
يبحث مصنعو السيارات دائمًا عن أفضل نسبة بين الراحة وخصائص القيادة للسيارة. يمكن تعديل حركة الزنبرك عن طريق ضبط تقدمية الزنبرك (عن طريق وضع عدد أكبر أو أقل من اللفات بالقرب من بعضها البعض). قطر الملف نفسه له أيضًا تأثير كبير على مقدار الالتواء الممكن. سيكون هذا مختلفًا لكل سيارة. هناك أيضًا أنواع مختلفة من النوابض لنفس النوع من السيارات مع اختلاف سعة الأسطوانة ونوع المحرك (بنزين أو ديزل) والحزمة الرياضية وما إلى ذلك.
غالبًا ما تنهار النوابض السفلية كثيرًا في الجزء الأول، بحيث تكون السيارة بالفعل منخفضة فوق سطح الطريق في الوضع المحايد. وهذا من شأنه أن يزيد من صعوبة ضغط السيارة، وبالتالي تصبح النوابض أكثر تقدمًا. وإلا فإن السيارة ستصطدم بسطح الطريق بسرعة كبيرة جدًا. نظرًا لأن النوابض تنضغط بسهولة أقل، تصبح السيارة أكثر صلابة؛ يعتبر هذا الأمر غير سار من قبل بعض الناس.
تعليق الأوراق:
تتكون النوابض الورقية من أوراق متعددة مثبتة فوق بعضها البعض. تسمى الورقة العلوية بالورقة الرئيسية. كلما زاد عدد أوراق الربيع، أصبح أقوى وأكثر صلابة. في الماضي، تم تركيبها أحيانًا أسفل سيارات الركاب. كان ربيع الأوراق يتكون من بضع أوراق فقط، وأحيانًا الورقة الرئيسية فقط. ولا يزال يتم استخدامها في المركبات التجارية، على الرغم من أنها أكثر سمكًا بالطبع. يتم ربط منتصف النوابض الورقية بالمحور والأطراف بالجسم أو الهيكل. يتم الحصول على الحركة النابضة عن طريق ثني الأوراق المتعددة في منتصف الطول الإجمالي.
هناك نوعان مختلفان من الينابيع الورقية:
- الربيع شبه المنحرف: أوراق الربيع مختلفة في الطول وجميعها بنفس السمك في كل مكان.
- الربيع المكافئ: أوراق الربيع كلها بنفس الطول وتكون أكثر سمكًا في المنتصف منها في الأطراف. هناك أيضًا مساحة بين أوراق الربيع. تعتبر النوابض المكافئة أكثر مرونة من النوابض شبه المنحرفة ولها كتلة أصغر.
التعليق الهوائي:
يتم استخدام التعليق الهوائي بشكل أقل من النوابض اللولبية في سيارات الركاب. يمكن العثور على نظام التعليق الهوائي، على سبيل المثال، في سيارات Audi A8 أو BMW 7 Series أو X5. غالبًا ما تحتوي هذه السيارات على نظام تعليق هوائي على العجلات الأربع. تحتوي بعض السيارات على دعامات مع نوابض لولبية في الأمام ونظام تعليق هوائي في الخلف.
يوضح الشكل نظام تعليق خلفي مزود بنوابض هوائية. يوجد في الجزء الداخلي من السيارة (غالبًا في الجزء السفلي من صندوق السيارة) مضخة تضخ الهواء إلى نوابض الهواء. وتتمدد النوابض الهوائية بشكل طولي، بحيث يمكن لوزن السيارة أن يرتكز عليها. غالبًا ما يكون هناك جهاز استشعار على عظم الترقوة يسجل مدى تعليق السيارة بواسطة الحمولة (الأشخاص الذين يجلسون في الخلف، أو مقطورة ثقيلة). بناءً على بيانات القياس هذه، يمكن لمضخة الهواء نفخ منفاخ الهواء بقوة أكبر قليلاً، بحيث لا تميل السيارة إلى الخلف.
تعليق الالتواء:
الالتواء هي كلمة أخرى تعني "الالتواء". كانت نوابض الالتواء تستخدم (بشكل أساسي) في السيارات الأمريكية. يتم توصيل عظم الترقوة السفلي لهذا البناء بهيكل السيارة عن طريق قضيب الالتواء. عندما تضغط المركبة، ستتحرك النقاط المحورية العلوية والسفلية. سيحتاج ذراع الدعم الذي تم إدخال شريط الالتواء فيه إلى المفصل حول شريط الالتواء. ومع ذلك، هذا غير ممكن، لأن شريط الالتواء لديه اتصال ثابت في ذراع الدعم. الجانب الآخر من شريط الالتواء (في الصورة بالأسفل) متصل بقوة بهيكل السيارة.
وهذا يعني أنه عندما يتم ضغط العجلة، يتعرض القضيب لتحميل الالتواء. يؤدي هذا الالتواء إلى زيادة المقاومة (كلما زاد ضغط العجلة، زاد التواء شريط الالتواء). وبالتالي يصبح الضغط أثقل بشكل متزايد مع زيادة الالتواء. يعمل نظام التعليق الكامل للمحور الأمامي للسيارة على هذا المبدأ. وهذا أيضًا أحد الأسباب التي تجعل السيارات الأمريكية القديمة تنضغط وتنتعش بسهولة وسلاسة.
التعليق المائي الهوائي:
الهيدرونيوماتيك هو مزيج من الهيدروليكا والنيوماتيك. تم استخدام هذا النظام من قبل Citroën منذ الخمسينيات ولا يزال من الممكن العثور عليه في الموديلات اليوم.
تحتوي الكرة الزنبركية على غاز مضغوط (اللون الأزرق في الصورة) قابل للضغط. السائل الهيدروليكي (الأصفر) ليس كذلك. أثناء الضغط، سيتم دفع المكبس الأحمر للأعلى بواسطة ذراع الدعم وسيتم ضغط مساحة الغاز. تصبح المساحة الزرقاء أصغر نتيجة لذلك. وعندما ترتد العجلة ويتحرك المكبس إلى الأسفل، يعود النظام إلى الوضع السابق. يتم الحصول على التأثير النابض والتخميد عن طريق ضغط هذا الغاز المضغوط.
يمكن التحكم في النظام عن طريق ضبط كمية الزيت (اللون الأصفر). من خلال إضافة زيت إضافي إلى النظام عند التحميل الثقيل، وهو ما يحدث تلقائيًا بفضل المضخة المائية، سيزيد ارتفاع الركوب. ستجلس السيارة بعد ذلك أعلى على نوابضها. عند إزالة الحمولة مرة أخرى (أو خروج الركاب)، سيعود الزيت الموجود في النظام إلى خزان التخزين عبر صمام الضغط. سوف ينخفض ارتفاع الركوب مرة أخرى.
