المحور

المحور أو عمود المحور هو عمود مركزي لعجلة أو ترس دوار . في المركبات ذات العجلات، قد يكون المحور مثبتًا بالعجلات، فيدور معها، أو مثبتًا بالمركبة، فتدور العجلات حوله. ^{[ 1 ]} في الحالة الأولى، تُستخدم محامل أو جلبات عند نقاط تثبيت المحور. أما في الحالة الثانية، فيُوضع محمل أو جلبة داخل ثقب مركزي في العجلة ليسمح لها بالدوران حول المحور. أحيانًا، وخاصة في الدراجات، يُشار إلى هذا النوع الأخير من المحاور باسم المغزل .

في السيارات والشاحنات، يُستخدم مصطلح " محور" بمعانٍ متعددة في الاستخدام الشائع، حيث يُشير إلى العمود نفسه، أو غلافه، أو ببساطة إلى أي زوج من العجلات المتقابلة. وبالمعنى الدقيق، يُطلق على العمود الذي يدور مع العجلة، سواء كان مثبتًا بها بمسامير أو بوصلة مسننة، اسم " محور" أو "عمود المحور" . أما في الاستخدام غير الدقيق، فيُطلق أيضًا على مجموعة كاملة تشمل غلاف المحور المحيط (عادةً ما يكون مصبوبًا ) اسم " محور" .

يشير معنى أوسع (مجازي إلى حد ما) للكلمة إلى كل زوج من العجلات المتوازية على جانبي المركبة، بغض النظر عن اتصالها الميكانيكي ببعضها البعض أو بهيكل المركبة. لذا، قد يُطلق على أزواج العجلات المستعرضة في نظام تعليق مستقل اسم " محور " في بعض السياقات. يُستخدم هذا التعريف الفضفاض لكلمة "محور" غالبًا في تحديد رسوم الطرق أو ضرائب المركبات ، ويُعتبر مؤشرًا تقريبيًا لقدرة المركبة على تحمل الوزن، وقدرتها على إحداث تآكل أو تلف في أسطح الطرق.

تُعدّ المحاور جزءًا لا يتجزأ من معظم المركبات العملية ذات العجلات. في نظام التعليق ذي المحور الصلب، تعمل الأجزاء الداخلية الدوارة للمحور (أو أنصاف المحاور) على نقل عزم الدوران إلى العجلات في كل طرف، بينما يحافظ الأنبوب الخارجي الصلب على وضع العجلات بزوايا ثابتة بالنسبة للمحور، ويتحكم في زاوية المحور ومجموعة العجلات بالنسبة لهيكل المركبة. كما يجب أن تتحمل المحاور الصلبة (الهياكل) في هذا النظام وزن المركبة بالإضافة إلى أي حمولة. أما المحور غير المُحرِّك، مثل محور العارضة الأمامية في الشاحنات الثقيلة وبعض الشاحنات الخفيفة والشاحنات الصغيرة ذات الدفع الثنائي، فلا يحتوي على عمود، ويقتصر دوره على التعليق والتوجيه. في المقابل، تحتوي العديد من سيارات الدفع الأمامي على محور عارضة خلفية قطعة واحدة.

في أنواع أخرى من أنظمة التعليق، تقتصر وظيفة المحاور على نقل عزم الدوران إلى العجلات، حيث يُصبح موضع وزاوية محاور العجلات مستقلين عن المحاور بفضل وظيفة نظام التعليق. وهذا شائع في أنظمة التعليق المستقلة الموجودة في معظم السيارات الحديثة، وحتى سيارات الدفع الرباعي، وفي مقدمة العديد من الشاحنات الخفيفة. ويُستثنى من هذه القاعدة نظام التعليق الخلفي المستقل ذو المحور المتأرجح ، حيث تعمل أنصاف المحاور أيضًا كأذرع تعليق حاملة للأحمال.

لا تزال أنظمة الدفع المستقلة بحاجة إلى تروس تفاضلية ، ولكن بدون أنابيب تثبيت محاور ثابتة. قد يكون الترس التفاضلي مثبتًا على هيكل السيارة أو جسمها، أو مدمجًا مع ناقل الحركة في وحدة نقل حركة متكاملة . تنقل أعمدة المحور (أو أنصافها) عزم الدوران إلى العجلات، عادةً عبر وصلات ثابتة السرعة . وكما هو الحال في نظام المحور العائم الكامل، لا تتحمل أعمدة الدفع في نظام التعليق المستقل ذي الدفع الأمامي أي وزن للسيارة.

المحور المستقيم عبارة عن عمود صلب واحد يربط عجلة على الجانب الأيسر من المركبة بعجلة على الجانب الأيمن. محور الدوران الذي يثبته المحور مشترك بين العجلتين. يُمكّن هذا التصميم من الحفاظ على ثبات وضعية العجلات تحت ضغط عالٍ، وبالتالي تحمل أحمال ثقيلة. تُستخدم المحاور المستقيمة في القطارات (أي القاطرات وعربات السكك الحديدية)، وفي المحاور الخلفية للشاحنات التجارية، وفي المركبات الثقيلة المخصصة للطرق الوعرة. يمكن حماية المحور وتعزيزه بشكل إضافي عن طريق تغليفه بغلاف.

في تصميمات المحاور المنفصلة، ​​تُثبّت كل عجلة على عمود منفصل. تتميز سيارات الركاب الحديثة بمحاور دفع منفصلة. في بعض التصميمات، يسمح هذا بتعليق مستقل للعجلات اليمنى واليسرى، مما يوفر قيادة أكثر سلاسة. حتى في حال عدم استقلالية التعليق، تسمح المحاور المنفصلة باستخدام ترس تفاضلي، مما يتيح دوران العجلات اليمنى واليسرى بسرعات مختلفة أثناء انعطاف السيارة، ما يُحسّن التماسك ويُطيل عمر الإطارات.

المحور المزدوج هو مجموعة من محورين أو أكثر متقاربة. تستخدم تصميمات الشاحنات هذا التكوين لتوفير قدرة تحمل وزن أكبر من المحور الأحادي. عادةً ما تحتوي المقطورات النصفية على محور مزدوج في الخلف.

تُصنع المحاور عادةً من فولاذ من الدرجة 41xx أو الدرجة 10xx وفقًا لمعايير SAE. يُعرف فولاذ الدرجة 41xx باسم " فولاذ الكروم-الموليبدينوم " (أو "الكروم-مولي")، بينما يُعرف فولاذ الدرجة 10xx باسم " الفولاذ الكربوني ". يتمثل الاختلاف الرئيسي بينهما في أن فولاذ الكروم-الموليبدينوم أكثر مقاومةً للانحناء أو الكسر، ويصعب لحامه باستخدام الأدوات المتوفرة عادةً خارج ورش اللحام المتخصصة. ^{[ 2 ]}

يُطلق على المحور الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك أو المحرك الرئيسي اسم محور القيادة .

تجمع سيارات الدفع الأمامي الحديثة عادةً ناقل الحركة (علبة التروس والترس التفاضلي) والمحور الأمامي في وحدة واحدة تُسمى ناقل الحركة المحوري . يتكون محور الدفع من محورين منفصلين مزودين بترس تفاضلي ومفاصل عالمية بين نصفي المحور. يتصل كل نصف محور بالعجلة عبر مفصل سرعة ثابتة (CV) يسمح لمجموعة العجلات بالحركة بحرية عموديًا، بالإضافة إلى الدوران عند الانعطاف.

في السيارات والشاحنات ذات الدفع الخلفي ، يُدير المحرك عمود نقل الحركة (يُسمى أيضًا عمود المروحة أو عمود الذيل ) الذي ينقل قوة الدوران إلى محور الدفع في الجزء الخلفي من المركبة. قد يكون محور الدفع محورًا صلبًا ، ولكن السيارات الحديثة ذات الدفع الخلفي تستخدم عمومًا محورًا مُقسّمًا مزودًا بترس تفاضلي. في هذه الحالة، يربط نصف المحور الترس التفاضلي بالعجلة الخلفية اليسرى، بينما يربط نصف المحور الآخر الترس التفاضلي بالعجلة الخلفية اليمنى؛ وبالتالي، يُشكّل نصفا المحور والترس التفاضلي المحور الخلفي. ^{[ 3 ]} يوفر محور الدفع الأمامي القوة اللازمة لتحريك الشاحنة. في الواقع، عجلة واحدة فقط من هذا المحور هي التي تُحرّك الشاحنة والمقطورة على الطريق.

قد تحتوي بعض تصميمات المركبات البسيطة، مثل سيارات الكارتينج الترفيهية، على عجلة قيادة واحدة حيث يكون محور القيادة محورًا منفصلاً، ويتم تشغيل أحد عموديه فقط بواسطة المحرك، أو قد تكون العجلتان متصلتين بعمود واحد بدون ترس تفاضلي (كما في سباقات الكارتينج). مع ذلك، تحتوي سيارات كارتينج أخرى على عجلتي قيادة خلفيتين أيضًا.

قد تُجهز بعض شاحنات التفريغ والمقطورات بمحور رفع (يُعرف أيضًا بمحور الرفع الهوائي أو المحور القابل للخفض )، والذي يمكن رفعه أو خفضه ميكانيكيًا. يُخفض المحور لزيادة سعة الحمولة، أو لتوزيع وزن الحمولة على عدد أكبر من العجلات، على سبيل المثال، لعبور جسر ذي وزن محدد. عند عدم الحاجة إليه، يُرفع المحور عن الأرض لتقليل تآكل الإطارات والمحور، ولزيادة قوة الجر في العجلات المتبقية، ولتقليل استهلاك الوقود. كما يُخفف رفع المحور من احتكاكه الجانبي عند المنعطفات الحادة جدًا، مما يسمح للمركبة بالانعطاف بسهولة أكبر. في بعض الحالات، يكون تخفيف الضغط عن المحور الإضافي ضروريًا لإتمام المركبة الانعطاف. ^{[ 4 ]}

تُقدّم العديد من الشركات المصنّعة رافعات هوائية مُتحكّم بها حاسوبياً، بحيث يتمّ خفض المحاور الثابتة تلقائياً عندما يصل المحور الرئيسي إلى الحدّ الأقصى لوزنه. ويمكن رفع المحاور الثابتة بضغطة زر عند الحاجة، لتحسين القدرة على المناورة.

استُخدمت محاور الرفع في أوائل أربعينيات القرن العشرين. في البداية، كان المحور يُرفع بواسطة جهاز ميكانيكي. وسرعان ما حلت الأنظمة الهيدروليكية محل نظام الرفع الميكانيكي. وكانت شركة زتربيرغز، التي يقع مقرها في أوسترفالا بالسويد، من أوائل الشركات المصنعة، وكانت علامتها التجارية زيتا-ليفتن.

تم اختراع محور القيادة المزدوج القابل للرفع في عام 1957 من قبل شركة تصنيع الشاحنات الفنلندية Vanajan Autotehdas ، وهي شركة تشترك في التاريخ مع Sisu Auto .

يحمل المحور العائم بالكامل وزن المركبة على غلاف المحور، وليس على أعمدة نصف المحور؛ إذ يقتصر دورها على نقل عزم الدوران من الترس التفاضلي إلى العجلات. وهي "تتحرك" داخل مجموعة تحمل وزن المركبة. وبالتالي، فإن الإجهاد الوحيد الذي يجب أن تتحمله هو عزم الدوران (وليس قوة الانحناء الجانبي). تُثبّت أعمدة المحور العائم بالكامل بواسطة شفة مثبتة بمسامير على محور العجلة ، بينما يُثبّت محور العجلة والمحامل على المغزل بواسطة صامولة كبيرة.

على النقيض من ذلك، يحمل التصميم شبه العائم وزن المركبة على عمود المحور نفسه؛ حيث يوجد محمل واحد في نهاية غلاف المحور يتحمل الحمل من المحور، ويدور المحور من خلاله. ولكي يكون المحور "شبه عائم"، يجب أن يكون قادرًا على "التحرك بحرية" داخل الغلاف والمحامل والأختام، دون أن يتعرض لقوة دفع محورية أو تحميل مسبق للمحامل. تُستخدم محامل إبرية وأختام شفوية منفصلة في المحاور شبه العائمة، حيث يُثبّت المحور في الغلاف من نهاياته الداخلية عادةً باستخدام حلقات تثبيت دائرية، وهي عبارة عن غسالات صلبة دائرية بقطر 3¾ بوصة تنزلق في أخاديد مصنعة في النهاية الداخلية للأعمدة، وتُثبّت في تجاويف في تروس حامل التروس التفاضلية الجانبية، والتي بدورها تُثبّت بواسطة عمود ترس التروس التفاضلية (أو "الترس العنكبوتي"). لا يُحمّل نظام المحور شبه العائم الحقيقي أي أحمال جانبية على أنابيب غلاف المحور أو أعمدة المحور.

المحاور التي يتم ضغطها في محامل كروية أو محامل أسطوانية مدببة، والتي يتم تثبيتها بدورها في علب المحاور بواسطة حواف ومسامير وصواميل، لا "تطفو" وتضع أحمالًا محورية على المحامل والعلب، وجزء قصير فقط من العمود نفسه، والذي يتحمل أيضًا جميع الأحمال القطرية.

يُستخدم تصميم المحور العائم بالكامل عادةً في معظم الشاحنات الخفيفة والمتوسطة والثقيلة من فئة ¾ طن و1 طن. يستطيع هذا التصميم تحمل وزن أكبر من المحور شبه العائم أو غير العائم، وذلك لأن المحاور مزودة بمحملين يدوران على محور ثابت. ويمكن تمييز المحور العائم بالكامل من خلال بروز محور العجلة الذي تُثبّت عليه شفة عمود المحور.

يُستخدم نظام المحور شبه العائم عادةً في الشاحنات ذات الدفع الرباعي التي تزن نصف طن أو أقل في الجزء الخلفي. يسمح هذا النظام لعمود المحور بأن يكون وسيلة الدفع، بالإضافة إلى دعم وزن المركبة. يكمن الاختلاف الرئيسي بين نظامي المحور العائم الكامل وشبه العائم في عدد المحامل. يحتوي المحور شبه العائم على محمل واحد فقط، بينما يحتوي المحور العائم الكامل على محامل داخل وخارج محور العجلة. يتمثل الاختلاف الآخر في طريقة فك المحور. لفك المحور شبه العائم، يجب إزالة العجلة أولاً؛ فإذا انكسر هذا المحور، فمن المرجح أن تنفصل العجلة عن المركبة. يوجد تصميم المحور شبه العائم في معظم الشاحنات التي تزن نصف طن أو أقل، وكذلك في سيارات الدفع الرباعي وسيارات الركاب ذات الدفع الخلفي، وعادةً ما تكون هذه الطرازات أصغر حجمًا وأقل تكلفة.

تتمثل إحدى فوائد المحور العائم بالكامل في أنه حتى في حالة انكسار عمود المحور (المستخدم لنقل عزم الدوران أو الطاقة)، ​​فإن العجلة لن تنفصل، مما يمنع وقوع حوادث خطيرة.

• تصميم محاور الشاحنات (مؤرشف بتاريخ 7 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت)