قيادة السيارات

يُشير مصطلحا "التحكم بالسيارة" و "التحكم بالمركبة" إلى كيفية استجابة المركبة ذات العجلات لتوجيهات السائق، وكيفية تحركها على مسار أو طريق . ويُقاس ذلك عادةً بأداء المركبة، لا سيما أثناء الانعطاف والتسارع والكبح، بالإضافة إلى ثباتها الاتجاهي عند الحركة بسرعة ثابتة.

في صناعة السيارات ، يُعدّ التحكم والكبح عنصرين أساسيين في السلامة النشطة للمركبة. كما يؤثران على أدائها في سباقات السيارات . ويُعتبر التسارع الجانبي الأقصى، إلى جانب الكبح، مؤشراً على قدرة المركبة على التماسك على الطريق . أما السيارات التي تسير على الطرق العامة والتي تُركز متطلباتها الهندسية على التحكم أكثر من الراحة ومساحة الركاب، فتُسمى سيارات رياضية .

العوامل التصميمية التي تؤثر على قيادة السيارة

توزيع الوزن

ارتفاع مركز الكتلة

يُحدد ارتفاع مركز الكتلة ، المعروف أيضًا بارتفاع مركز الثقل، أو CGZ، بالنسبة للمسار، انتقال الحمل (المرتبط بانتقال الوزن ، ولكنه ليس مطابقًا له تمامًا ) من جانب إلى آخر، مما يُسبب ميلان هيكل المركبة. عندما تُولّد إطارات المركبة قوة جاذبة مركزية لسحبها حول منعطف، فإن زخم المركبة يُحرك انتقال الحمل في اتجاه يبدأ من موضع المركبة الحالي إلى نقطة على مسار مماس لمسارها. يظهر انتقال الحمل هذا على شكل ميلان هيكل المركبة. في الحالات القصوى، قد تنقلب المركبة .

يُحدد ارتفاع مركز الكتلة بالنسبة لقاعدة العجلات كيفية انتقال الحمل بين الأمام والخلف. يؤثر زخم السيارة على مركز كتلتها، مما يؤدي إلى إمالة السيارة للأمام أو للخلف، على التوالي، أثناء الكبح والتسارع. ولأن القوة المؤثرة للأسفل فقط هي التي تتغير، وليس موقع مركز الكتلة، فإن تأثير ذلك على الانعطاف الزائد/الناقص يكون معاكساً لتأثير التغير الفعلي في مركز الكتلة. عند كبح السيارة، يزداد الحمل المؤثر للأسفل على الإطارات الأمامية، بينما يقل على الإطارات الخلفية، مع تغير مماثل في قدرتها على تحمل الأحمال الجانبية.

يُعدّ انخفاض مركز الثقل ميزةً رئيسيةً في أداء السيارات الرياضية ، مقارنةً بالسيارات السيدان (وخاصةً سيارات الدفع الرباعي ) . ولذلك، تُصنع بعض السيارات من مواد خفيفة الوزن في هياكلها.

يمكن أيضًا التحكم في ميلان الهيكل عن طريق النوابض أو قضبان منع الانقلاب أو ارتفاعات مركز الدوران .

قائمة ارتفاعات مركز ثقل السيارة
نموذجسنة الصنعارتفاع مركز الثقل
دودج رام بي-150 [ 1 ]198785 سنتيمترًا (33 بوصة) 
شيفروليه تاهو [ 1 ]199872 سنتيمترًا (28 بوصة) 
لوتس إليز [ 2 ]200047 سنتيمترًا (19 بوصة) 
سيارة تسلا موديل إس [ 3 ] [ 4 ]201446 سنتيمترًا (18 بوصة) 
شيفروليه كورفيت (C7) Z51 [ 5 ]201444.5 سنتيمتر (18 بوصة) 
ألفا روميو 4C [ 6 ]201340 سنتيمترًا (16 بوصة) 
سيارة فورمولا 1201725 سنتيمتر (10  بوصات)

مركز الكتلة

في المنعطفات الثابتة، تميل السيارات ذات الوزن الأمامي الثقيل إلى الانزلاق الأمامي ، بينما تميل السيارات ذات الوزن الخلفي الثقيل إلى الانزلاق الخلفي (شرح الانزلاق الأمامي والخلفي) ، مع ثبات جميع العوامل الأخرى. يسعى تصميم المحرك الوسطي إلى تحقيق مركز الثقل الأمثل، على الرغم من أن تصميم المحرك الأمامي يتميز بإمكانية توفير توزيع أكثر عملية للمحرك والركاب والأمتعة. مع ثبات جميع العوامل الأخرى، يمكن لسيارة ذات محرك وسطي متوازنة بشكل محايد، بقيادة سائق خبير، أن تنعطف بسرعة أكبر، لكن سيارة ذات محرك أمامي ودفع خلفي (FR) أسهل في القيادة عند الوصول إلى أقصى حدود الأداء.

ينتج توزيع الوزن الخلفي المفضل في السيارات الرياضية وسيارات السباق عن تأثيرات التحكم أثناء الانتقال من وضعية القيادة المستقيمة إلى الانعطاف. عند دخول المنعطف، تُولّد الإطارات الأمامية، بالإضافة إلى جزء من القوة الجانبية اللازمة لتسريع مركز ثقل السيارة إلى المنعطف، عزم دوران حول المحور الرأسي للسيارة، مما يُحفّز دورانها داخل المنعطف. في المقابل، تعمل القوة الجانبية التي تُولّدها الإطارات الخلفية في الاتجاه المعاكس، محاولةً إخراج السيارة من المنعطف. لهذا السبب، تُعاني السيارة ذات توزيع الوزن "50/50" من انزلاق أمامي عند دخول المنعطف. لتجنب هذه المشكلة، غالبًا ما تتميز السيارات الرياضية وسيارات السباق بتوزيع وزن خلفي أكثر. في حالة سيارات السباق الخالصة، يتراوح هذا التوزيع عادةً بين "40/60" و"35/65". يُعطي هذا التوزيع الإطارات الأمامية ميزة في التغلب على عزم القصور الذاتي للسيارة (القصور الذاتي الزاوي)، مما يُقلل من الانزلاق الأمامي عند دخول المنعطف.

إن استخدام العجلات والإطارات بأحجام مختلفة (تتناسب مع الوزن الذي يحمله كل طرف) هو وسيلة يمكن لشركات صناعة السيارات استخدامها لضبط خصائص الانعطاف الزائد/الناقص الناتجة بدقة.

القصور الذاتي الزاوي للدوران

يؤدي ذلك إلى زيادة الوقت اللازم للاستقرار واتباع التوجيه. ويعتمد ذلك على مربع الارتفاع والعرض، ويمكن حسابه تقريبًا (في حالة التوزيع المنتظم للكتلة) باستخدام المعادلة التالية: أنا=م(حهـأنازحت2+wأنادتح2)/12{\displaystyle I=M(height^{2}+width^{2})/12}[ 7 ]

وبالتالي، فإن زيادة العرض، رغم أنها تعوّض ارتفاع مركز الثقل، إلا أنها تضر بالتحكم من خلال زيادة القصور الذاتي الزاوي. ولذلك، تستخدم بعض السيارات عالية الأداء مواد خفيفة في رفارفها وأسقفها جزئيًا.

عزم القصور الذاتي الزاوي (العزم القطبي) للانحراف والميل

ما لم تكن المركبة قصيرة جدًا، فإن هذه القيم متساوية تقريبًا مقارنةً بارتفاعها أو عرضها. يحدد القصور الذاتي الزاوي القصور الذاتي الدوراني لجسم ما عند معدل دوران معين. يميل القصور الذاتي الزاوي للانعراج إلى الحفاظ على اتجاه السيارة متغيرًا بمعدل ثابت. هذا يجعل الانعطاف أو الدخول في منعطف حاد أبطأ، كما أنه يجعل العودة إلى المسار المستقيم أبطأ أيضًا. يقلل القصور الذاتي الزاوي للميل من قدرة نظام التعليق على الحفاظ على ثبات أحمال الإطارات الأمامية والخلفية على الأسطح غير المستوية، وبالتالي يساهم في انحراف التوجيه. القصور الذاتي الزاوي هو تكامل على مربع المسافة من مركز الثقل، لذا فهو يُفضل السيارات الصغيرة على الرغم من أن أذرع العزم (قاعدة العجلات والمسافة بين العجلات) تزداد أيضًا مع زيادة حجم السيارة. (بما أن السيارات تتمتع بأشكال متناظرة إلى حد معقول، فإنه يمكن عادةً تجاهل العناصر غير القطرية لموتر القصور الذاتي الزاوي ) . يمكن تجنب الكتلة قرب طرفي السيارة، دون إعادة تصميمها لتكون أقصر، باستخدام مواد خفيفة للمصدات والرفارف أو بإزالتها تمامًا. إذا تركز معظم الوزن في منتصف السيارة، فسيكون من الأسهل تدويرها، وبالتالي ستستجيب بشكل أسرع للمنعطفات.

تعليق

تتميز أنظمة تعليق السيارات بخصائص متغيرة عديدة، تختلف عادةً بين المحورين الأمامي والخلفي، وتؤثر جميعها على ثبات السيارة. من هذه الخصائص: معدل صلابة النوابض ، والتخميد، وزاوية ميل العجلات الأمامية ، وتغير زاوية الميل مع حركة العجلات، وارتفاع مركز الدوران، ومرونة عناصر التعليق وأنماط اهتزازها. كما يؤثر نظام التعليق على الوزن غير المعلق .

تعتمد العديد من السيارات على نظام تعليق يربط العجلات على الجانبين، إما بواسطة قضيب التوازن أو بواسطة محور صلب. أما سيارة سيتروين 2CV، فتتميز بنظام تعليق متفاعل بين المحورين الأمامي والخلفي.

معدل الزنبرك

يتفاعل انثناء هيكل السيارة مع نظام التعليق. تُستخدم أنواع النوابض التالية بشكل شائع في أنظمة تعليق السيارات: النوابض ذات المعدل المتغير والنوابض ذات المعدل الخطي. عند تطبيق حمل على نابض ذي معدل خطي، ينضغط النابض بمقدار يتناسب طرديًا مع الحمل المُطبق. يُستخدم هذا النوع من النوابض عادةً في سباقات الطرق عندما لا تكون جودة القيادة مهمة. يتصرف النابض الخطي بنفس الطريقة في جميع الأوقات، مما يوفر خصائص تحكم متوقعة أثناء الانعطافات عالية السرعة والتسارع والكبح. تتميز النوابض ذات المعدل المتغير بمعدلات انضغاط أولية منخفضة، حيث يزداد معدل انضغاطها تدريجيًا مع زيادة الضغط. بعبارة أخرى، يصبح النابض أكثر صلابة كلما زاد الضغط. يتم لف أطراف النابض بإحكام أكبر لإنتاج معدل انضغاط أقل، مما يُخفف من حدة عيوب الطريق الصغيرة أثناء القيادة ويُحسّن من جودة القيادة. ولكن بمجرد ضغط النابض إلى حد معين، لا يتم لفه بإحكام، مما يوفر معدل انضغاط أعلى (أكثر صلابة). هذا يمنع الانضغاط المفرط لنظام التعليق ويمنع ميلان هيكل السيارة الخطير، والذي قد يؤدي إلى انقلابها. تُستخدم النوابض ذات المعدل المتغير في السيارات المصممة للراحة وكذلك في سيارات سباق الطرق الوعرة. في سباقات الطرق الوعرة، تسمح هذه التقنية للمركبة بامتصاص الصدمات العنيفة الناتجة عن القفزات بكفاءة، بالإضافة إلى امتصاص الصدمات الصغيرة على طول التضاريس الوعرة بكفاءة. [ 8 ]

مدى حركة نظام التعليق

يعود سبب ضعف التحكم الشديد في سيارة TR3B والسيارات المشابهة لها إلى نفاد مدى حركة نظام التعليق. وتعاني سيارات أخرى من نفاد مدى حركة نظام التعليق عند المرور فوق المطبات والمنعطفات، مما يؤدي إلى تأثير كارثي مماثل. وقد تواجه السيارات المعدلة بشكل مفرط هذه المشكلة أيضاً.

الإطارات والعجلات

بشكل عام، يُحسّن استخدام المطاط الأكثر ليونة ، والمطاط ذي المرونة العالية ، وتصميمات الأسلاك الأكثر صلابة، من ثبات السيارة على الطريق ويُحسّن من التحكم بها. على معظم أنواع الأسطح الوعرة، تُؤدي العجلات ذات القطر الكبير أداءً أفضل من العجلات الأعرض والأقل قطرًا. يؤثر عمق مداس الإطار المتبقي بشكل كبير على الانزلاق المائي (القيادة فوق المياه العميقة دون ملامسة سطح الطريق). يُقلل رفع ضغط الإطارات من زاوية الانزلاق ، ولكن تقليل مساحة التلامس ضار في ظروف السطح العادية، ويجب استخدامه بحذر.

تعتمد مساحة تلامس الإطار مع الطريق على وزن السيارة ونوع (وحجم) الإطار.  فسيارة وزنها 1000 كجم تستطيع ضغط إطار مقاس 185/65/15 بشكل أكبر من إطار مقاس 215/45/15 طولياً، مما يوفر تماسكاً خطياً أفضل ومسافة كبح أقصر، فضلاً عن مقاومة أفضل للانزلاق المائي، بينما تتميز الإطارات الأعرض بمقاومة أفضل عند الانعطاف على الطرق الجافة.

يعتمد التركيب الكيميائي للإطارات الحديثة على درجة حرارة الجو والطريق. من الناحية المثالية، يجب أن يكون الإطار ليناً بما يكفي ليتناسب مع سطح الطريق (مما يوفر تماسكاً جيداً)، وفي الوقت نفسه صلباً بما يكفي ليدوم لفترة كافية (مسافة) تجعله مجدياً اقتصادياً. يُنصح عادةً باقتناء مجموعتين مختلفتين من الإطارات، إحداهما صيفية والأخرى شتوية، لتناسب المناخات ذات درجات الحرارة المتباينة.

المسار وقاعدة العجلات

يُوفر مسار المحور مقاومةً لانتقال الوزن الجانبي وميلان الهيكل. بينما تُوفر قاعدة العجلات مقاومةً لانتقال الوزن الطولي وللقصور الذاتي الزاوي، وتُوفر ذراع عزم الدوران اللازم لتدوير السيارة عند الانعطاف. مع ذلك، تُعد قاعدة العجلات أقل أهميةً من القصور الذاتي الزاوي (العزم القطبي) لقدرة السيارة على الانعطاف السريع.

تساهم قاعدة العجلات في نصف قطر دوران السيارة ، وهو أيضاً أحد خصائص التحكم.

الوزن غير المعلق

بغض النظر عن انثناء المكونات الأخرى، يمكن نمذجة السيارة على أنها كتلة معلقة، تحملها النوابض، وكتلة غير معلقة ، تحملها الإطارات، وكتلة أخرى تحملها الطريق. تُعتبر الكتلة غير المعلقة كتلة ذات قصور ذاتي خاص بها، منفصلة عن باقي أجزاء السيارة. فعندما تدفع نتوءة في الطريق عجلةً للأعلى، يتسبب قصورها الذاتي في رفعها إلى أعلى فوق مستوى النتوءة. وإذا كانت قوة الدفع كبيرة بما يكفي، فإن قصور العجلة الذاتي سيؤدي إلى رفع الإطار تمامًا عن سطح الطريق، مما ينتج عنه فقدان التماسك والتحكم. وبالمثل، عند عبور منخفض أرضي مفاجئ، يُبطئ قصور العجلة الذاتي من سرعة هبوطها. وإذا كان قصور العجلة الذاتي كبيرًا بما يكفي، فقد تنفصل العجلة مؤقتًا عن سطح الطريق قبل أن تعود لتلامسه مرة أخرى.

يتم امتصاص هذا الوزن غير المعلق الناتج عن عدم استواء سطح الطريق فقط بواسطة مرونة الإطار الانضغاطية (والعجلات السلكية إن وجدت)، مما يساعد العجلة على البقاء ملامسة لسطح الطريق عندما يمنع قصور العجلة الذاتي مواكبة سطح الأرض بدقة. مع ذلك، تُنتج مرونة الإطار الانضغاطية مقاومةً للدوران تتطلب طاقة حركية إضافية للتغلب عليها، وتُبدد هذه المقاومة في الإطار على شكل حرارة نتيجة انثناء المطاط والأشرطة الفولاذية في الجدران الجانبية للإطارات. ولتقليل مقاومة الدوران لتحسين كفاءة استهلاك الوقود وتجنب ارتفاع درجة حرارة الإطارات وتلفها عند السرعات العالية، تُصمم الإطارات بحيث يكون التخميد الداخلي محدودًا.

لذا، فإن ارتداد العجلة الناتج عن قصورها الذاتي، أو الحركة الرنانة للوزن غير المعلق الذي يتحرك لأعلى ولأسفل على مرونة الإطار، لا يتم امتصاصه بشكل كافٍ، وذلك بشكل رئيسي بواسطة مخمدات نظام التعليق. ولهذه الأسباب، يؤدي الوزن غير المعلق المرتفع إلى تقليل ثبات السيارة على الطريق وزيادة التغيرات غير المتوقعة في الاتجاه على الأسطح الوعرة (بالإضافة إلى تدهور راحة الركوب وزيادة الأحمال الميكانيكية).

يشمل هذا الوزن غير المعلق العجلات والإطارات، وعادةً المكابح ، بالإضافة إلى نسبة معينة من نظام التعليق، وذلك بحسب مقدار حركة نظام التعليق مع هيكل السيارة ومقدار حركته مع العجلات؛ فعلى سبيل المثال، يكون نظام التعليق ذو المحور الصلب غير معلق تمامًا. من أهم العوامل التي تُحسّن الوزن غير المعلق وجود ترس تفاضلي معلق (بدلاً من المحور الصلب ) ومكابح داخلية . ( يعمل نظام تعليق أنبوب دي ديون بشكل مشابه للمحور الصلب، ولكنه يُعدّ تحسينًا لأن الترس التفاضلي مُثبّت على هيكل السيارة، مما يُقلّل من الوزن غير المعلق). كما تؤثر مواد وأحجام العجلات أيضًا. تُعدّ عجلات سبائك الألومنيوم شائعة نظرًا لخصائص وزنها التي تُساعد على تقليل الكتلة غير المعلقة. أما عجلات سبائك المغنيسيوم فهي أخف وزنًا، ولكنها تتآكل بسهولة.

بما أن الفرامل الموجودة على عجلات القيادة فقط هي التي يمكن أن تكون داخلية بسهولة، فقد احتوت سيارة سيتروين 2CV على مخمدات القصور الذاتي على محاور العجلات الخلفية لتخميد ارتداد العجلات فقط.

الديناميكا الهوائية

تتناسب القوى الديناميكية الهوائية عمومًا مع مربع سرعة الهواء، ولذلك تزداد أهمية الديناميكا الهوائية للسيارات مع ازدياد السرعة. وكما هو الحال في الطائرات والسيارات الرياضية وغيرها، يمكن تثبيت السيارات بواسطة الزعانف وغيرها من الأجهزة الديناميكية الهوائية الخلفية. إضافةً إلى ذلك، تستخدم السيارات أيضًا قوة الضغط السفلي أو "الرفع السلبي" لتحسين ثباتها على الطريق. يبرز هذا الأمر في العديد من أنواع سيارات السباق، ولكنه يُستخدم أيضًا في معظم سيارات الركاب بدرجة ما، ولو فقط لموازنة ميل السيارة لتوليد قوة رفع موجبة.

إضافةً إلى توفير تماسك أفضل، تُصمَّم ديناميكيات الهواء في السيارات عادةً للتعويض عن الزيادة الطبيعية في الانزلاق الخلفي مع ازدياد سرعة الانعطاف. فعندما تنعطف السيارة، يجب أن تدور حول محورها الرأسي وأن تُحرِّك مركز ثقلها في قوس. ومع ذلك، في المنعطفات الضيقة (السرعات المنخفضة)، تكون السرعة الزاوية للسيارة عالية، بينما في المنعطفات الأوسع (السرعات العالية)، تكون السرعة الزاوية أقل بكثير. لذلك، تواجه الإطارات الأمامية صعوبة أكبر في التغلب على عزم القصور الذاتي للسيارة عند دخول المنعطفات بسرعات منخفضة، وتصبح هذه الصعوبة أقل بكثير مع ازدياد سرعة الانعطاف. لذا، فإن الميل الطبيعي لأي سيارة هو الانزلاق الأمامي عند دخول المنعطفات بسرعات منخفضة والانزلاق الخلفي عند دخول المنعطفات بسرعات عالية. لتعويض هذا التأثير الحتمي، غالبًا ما يُحسّن مصممو السيارات من ثبات السيارة لتقليل الانزلاق الأمامي عند دخول المنعطفات (مثل خفض مركز الدوران الأمامي )، ويضيفون قوة ضغط هوائية خلفية للتعويض في المنعطفات عالية السرعة. يمكن تحقيق هذا التأثير الخلفي باستخدام جناح أو "مُشتت هواء" مُثبّت بالقرب من مؤخرة السيارة، ولكن يمكن أيضًا تحقيق تأثير مفيد من خلال تصميم دقيق لهيكل السيارة ككل، وخاصة المناطق الخلفية.

في السنوات الأخيرة، أصبحت الديناميكا الهوائية مجالًا يحظى باهتمام متزايد من فرق السباقات ومصنعي السيارات على حد سواء. وقد أتاحت الأدوات المتقدمة، مثل أنفاق الرياح وديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)، للمهندسين تحسين خصائص قيادة المركبات. وقد ساهمت أنفاق الرياح المتطورة، مثل نفق الرياح الكامل الحجم والدوار للسيارات من شركة Wind Shear، الذي تم بناؤه مؤخرًا في كونكورد بولاية كارولاينا الشمالية، في رفع مستوى محاكاة ظروف الطريق إلى أعلى مستويات الدقة والتكرار في ظل ظروف شديدة التحكم. وبالمثل، استُخدمت ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) كأداة لمحاكاة ظروف الديناميكا الهوائية، ولكن باستخدام أجهزة كمبيوتر وبرامج متطورة للغاية لتكرار تصميم السيارة رقميًا ثم "اختبار" هذا التصميم على الكمبيوتر.

توصيل الطاقة إلى العجلات والمكابح

يُحدِّد معامل احتكاك المطاط على الطريق مقدار المحصلة الاتجاهية للقوة العرضية والطولية. لذا، تميل العجلات الدافعة، أو تلك التي توفر أكبر قدر من قوة الكبح، إلى الانزلاق جانبياً. غالباً ما تُفسَّر هذه الظاهرة باستخدام نموذج دائرة القوى .

أحد أسباب اعتماد السيارات الرياضية عادةً على نظام الدفع الخلفي هو أن الانزلاق الخلفي الناتج عن قوة المحرك يُفيد السائق الماهر عند المنعطفات الحادة. أما انتقال الوزن أثناء التسارع فيُحدث تأثيرًا معاكسًا، وقد يطغى أحدهما على الآخر حسب الظروف. يُمكن إحداث الانزلاق الخلفي في سيارة ذات دفع أمامي عن طريق استخدام الفرامل بالقدم اليسرى بشكل صحيح ، كما أن استخدام التروس المنخفضة عند النزول من المنحدرات الحادة قد يُسبب بعض الانزلاق الخلفي.

يتعقد تأثير الكبح على التحكم بسبب انتقال الحمل ، الذي يتناسب طرديًا مع التسارع (السالب) مضروبًا في نسبة ارتفاع مركز الثقل إلى قاعدة العجلات. تكمن الصعوبة في أن التسارع عند حد التماسك يعتمد على سطح الطريق، لذا مع نفس نسبة قوة الكبح الأمامية إلى الخلفية، ستعاني السيارة من انزلاق أمامي عند الكبح على الأسطح الزلقة وانزلاق خلفي عند الكبح الشديد على الأسطح الصلبة. تتغلب معظم السيارات الحديثة على هذه المشكلة بتغيير توزيع قوة الكبح بطريقة ما. يُعد هذا الأمر مهمًا مع مركز الثقل المرتفع، ولكنه يُستخدم أيضًا في السيارات ذات مركز الثقل المنخفض، والتي يُتوقع منها مستوى أداء أعلى.

توجيه

بحسب السائق، تؤثر قوة التوجيه وانتقال قوى الطريق إلى عجلة القيادة، بالإضافة إلى نسبة دوران عجلة القيادة إلى دوران عجلات الطريق، على التحكم والوعي. يُعدّ وجود فراغ في عجلة القيادة قبل دوران العجلات مشكلة شائعة، خاصةً في السيارات القديمة والمستهلكة. ومن المشاكل الأخرى الاحتكاك. يُعتبر نظام التوجيه المسنني عمومًا أفضل أنواع آليات التحكم من حيث الفعالية. كما تُساهم الوصلات في وجود الفراغ والاحتكاك. أما زاوية ميل محور التوجيه عن منطقة التلامس ، فتُساهم جزئيًا في خاصية التمركز الذاتي.

تُعد دقة التوجيه مهمة بشكل خاص على الجليد أو الثلج المتراكم حيث تكون زاوية الانزلاق عند حد التماسك أصغر منها على الطرق الجافة.

تعتمد قوة التوجيه على القوة الضاغطة على إطارات التوجيه ونصف قطر منطقة التلامس. لذا، عند ثبات ضغط الإطارات، تتناسب القوة طرديًا مع 1.5 ضعف وزن السيارة. وتتناسب قدرة السائق على بذل عزم الدوران على عجلة القيادة تناسبًا طرديًا مع حجمه. ففي السيارات الطويلة، يجب تدوير العجلات بزاوية أكبر للانعطاف بنصف قطر محدد. يقلل نظام التوجيه المعزز من القوة المطلوبة على حساب الإحساس بالتوجيه. وهو مفيد، خاصةً عند ركن السيارة، عندما يتجاوز وزن السيارة ذات الوزن الأمامي الثقيل عشرة أو خمسة عشر ضعف وزن السائق، وللسائقين ذوي الإعاقة الجسدية، وعندما يكون الاحتكاك كبيرًا في آلية التوجيه.

بدأ استخدام نظام التوجيه الرباعي في سيارات الطرق (وقد زُوّد به بعض مركبات الاستطلاع خلال الحرب العالمية الثانية). يُخفف هذا النظام من تأثير القصور الذاتي الزاوي عن طريق تحريك السيارة بأكملها قبل دورانها في الاتجاه المطلوب. كما يُمكن استخدامه، في الاتجاه المعاكس، لتقليل نصف قطر الدوران. بعض السيارات تُطبّق إحدى هاتين الطريقتين، حسب السرعة.

قد تؤدي تغيرات هندسة التوجيه الناتجة عن المطبات في الطريق إلى توجيه العجلات الأمامية في اتجاهات مختلفة، إما معًا أو بشكل مستقل. لذا، ينبغي تصميم نظام التوجيه لتقليل هذا التأثير.

نظام التحكم الإلكتروني بالثبات

نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) هو تقنية حاسوبية تُحسّن سلامة ثبات المركبة من خلال محاولة رصد الانزلاقات ومنعها. فعندما يرصد النظام فقدان السيطرة على التوجيه، يُفعّل مكابح فردية لتوجيه المركبة نحو الوجهة التي يرغب بها السائق. ويتم تطبيق الكبح تلقائيًا على عجلات محددة، مثل العجلة الأمامية الخارجية لمقاومة الانزلاق الزائد، أو العجلة الخلفية الداخلية لمقاومة الانزلاق الناقص.

قد لا يتوافق نظام التحكم في ثبات بعض السيارات مع بعض أساليب القيادة، مثل الانزلاق الجانبي الناتج عن قوة المحرك. لذا، من الأفضل، على الأقل من وجهة نظر رياضية، أن يكون بالإمكان تعطيله.

المحاذاة الثابتة للعجلات

بالطبع، ينبغي أن تكون الأمور متماثلة، يمينًا ويسارًا، بالنسبة لسيارات الطرق. يؤثر ميل العجلة على التوجيه لأن الإطار يولّد قوة باتجاه الجانب الذي يميل إليه الجزء العلوي من السيارة. يُسمى هذا بدفع ميل العجلة. يُستخدم ميل العجلة الأمامي السالب الإضافي لتحسين قدرة السيارات على الانعطاف في حال عدم كفاية ميل العجلة.

صلابة الإطار

قد ينثني الهيكل تحت تأثير الحمل، خاصةً عند الالتواء على المطبات. وتُعتبر الصلابة عاملاً مساعداً في تحسين التحكم، فهي تُسهّل عمل مهندسي نظام التعليق. بعض السيارات، مثل مرسيدس بنز 300SL، زُوّدت بعتبات أبواب مرتفعة لتوفير هيكل أكثر صلابة.

السائق الذي يتولى قيادة السيارة

تُعتبر خاصية التحكم في السيارة من خصائصها، ولكن الخصائص المختلفة ستعمل بشكل جيد مع سائقين مختلفين.

الألفة

كلما زادت خبرة الشخص بسيارة أو نوع معين من السيارات، زادت احتمالية استفادته الكاملة من خصائص قيادتها في الظروف الصعبة. [ 9 ]

توفير الدعم والتوجيه للسائق

  • إنّ تحمّل السائق لقوى التسارع في ذراعيه يعيق دقة توجيهه. وبالمثل، قد يؤدي عدم وجود دعم كافٍ لوضعية جلوس السائق إلى تحرّكه أثناء تسارع السيارة السريع (عند الانعطاف أو الانطلاق أو الكبح). وهذا يعيق دقة التحكم، مما يجعل قيادة السيارة أكثر صعوبة.
  • كما أن القدرة على الوصول إلى أدوات التحكم بسهولة تعتبر اعتبارًا مهمًا، [ 9 ] خاصة إذا كانت السيارة تُقاد بقوة.
  • في بعض الظروف، قد يسمح الدعم الجيد للسائق بالاحتفاظ ببعض السيطرة، حتى بعد حادث بسيط أو بعد المرحلة الأولى من الحادث.

الظروف الخارجية التي تؤثر على المناولة

طقس

يؤثر الطقس على التحكم بالسيارة من خلال تغيير مقدار التماسك المتاح على سطح الطريق. وتختلف الإطارات في أدائها باختلاف الأحوال الجوية. ويُعدّ الماء العميق استثناءً من القاعدة التي تنص على أن الإطارات العريضة تُحسّن ثبات السيارة على الطريق.

حالة الطريق

السيارات ذات نظام التعليق المرن نسبيًا والوزن غير المعلق المنخفض هي الأقل تأثرًا بالأسطح غير المستوية، بينما على الأسطح المستوية والناعمة، كلما كان نظام التعليق أكثر صلابة كان ذلك أفضل. وتُعدّ المياه والجليد والزيوت وغيرها من المواد غير المتوقعة من المخاطر.

مشاكل التعامل الشائعة

عندما تنفصل أي عجلة عن الطريق، يتغير أداء السيارة، لذا يجب أن يحافظ نظام التعليق على ثبات العجلات الأربع (أو الثلاث) على الطريق رغم الانعطافات الحادة والمناورات المفاجئة والمطبات. ومن المهم جدًا، لأسباب تتعلق بالتحكم، ولأسباب أخرى، ألا يصل نظام التعليق إلى أقصى مدى لحركته، سواءً عند أقصى ارتفاع أو أدنى مستوى.

يُفضّل عادةً ضبط السيارة لتقليل الانزلاق الأمامي بشكل طفيف ، بحيث تستجيب بشكل متوقع لدوران عجلة القيادة، وتكون زاوية انزلاق العجلات الخلفية أقل من زاوية انزلاق العجلات الأمامية. مع ذلك، قد لا يكون هذا ممكنًا في جميع ظروف التحميل والطرق والطقس، أو نطاقات السرعة، أو أثناء الانعطاف مع التسارع أو الكبح. من الناحية المثالية، ينبغي أن تحمل السيارة الركاب والأمتعة بالقرب من مركز ثقلها، وأن يكون تحميل الإطارات وزاوية الميل وصلابة الانحناء متماثلة في الأمام والخلف لتقليل التباين في خصائص القيادة. يستطيع السائق التدرّب على التعامل مع الانزلاق الخلفي أو الأمامي المفرط، ولكن ليس إذا تغيّر بشكل كبير خلال فترة زمنية قصيرة.

أهم أوجه القصور الشائعة في التعامل مع هذه المشكلات هي:

  • الانزلاق الأمامي - تميل العجلات الأمامية إلى الزحف قليلاً أو حتى الانزلاق والانحراف نحو خارج المنعطف. يمكن للسائق التعويض عن ذلك بالانعطاف بشكل أكثر حدة، لكن تماسك السيارة على الطريق يقل، ويصبح سلوكها أقل قابلية للتنبؤ، وتتعرض الإطارات للتآكل بشكل أسرع.
  • الانزلاق الخلفي - تميل العجلات الخلفية إلى الانزلاق أو الانحراف نحو خارج المنعطف أكثر من العجلات الأمامية. يجب على السائق تصحيح ذلك بتوجيه السيارة بعيدًا عن المنعطف، وإلا فإن السيارة معرضة للدوران إذا تم دفعها إلى أقصى حدودها. يُعد الانزلاق الخلفي مفيدًا أحيانًا للمساعدة في التوجيه، خاصةً إذا حدث فقط عندما يختاره السائق عن طريق زيادة قوة المحرك.
  • تأثير المطبات على التوجيه - وهو تأثير عدم انتظام سطح الطريق على زاوية أو حركة السيارة. قد ينتج هذا التأثير عن الحركة الديناميكية لنظام التعليق، سواءً بالارتفاع أو الانخفاض، مما يؤدي إلى تقارب أو تباعد العجلات المُحمّلة، وبالتالي التأثير على زاوية انحراف السيارة (اتجاهها). كما قد ينتج أيضًا عن وجود خلل أو تآكل في مكونات نظام التعليق. يحدث هذا دائمًا في بعض الظروف، ولكنه يعتمد على نظام التعليق، ووصلات التوجيه، والوزن غير المُعلّق، والقصور الذاتي الزاوي، ونوع الترس التفاضلي، وصلابة الهيكل، والإطارات، وضغط الهواء فيها. إذا استنفد نظام التعليق نطاق حركته، فإن العجلة إما أن تصل إلى أقصى مدى لها أو تفقد تلامسها مع الطريق. وكما هو الحال عند الانعطاف الحاد على الطرق المستوية، من الأفضل أن تستعيد العجلة توازنها عندما يصل النابض إلى وضعه المحايد، بدلاً من أن تلامس فجأة أحد أجزاء نظام التعليق.
  • ميلان الهيكل – تميل السيارة نحو الجانب الخارجي للمنعطف. يؤثر هذا على تحكم السائق، إذ عليه الانتظار حتى تتوقف السيارة عن الميلان تمامًا قبل أن يتمكن من تقييم تأثير تغيير التوجيه بشكل كامل. كما يزيد من التأخير قبل أن تتحرك السيارة في الاتجاه المطلوب. ويؤدي أيضًا إلى تغيير طفيف في الوزن الذي تتحمله الإطارات كما هو موضح في نقل الوزن .
  • نقل الأحمال الزائد - في أي مركبة تنعطف، تكون العجلات الخارجية أثقل من العجلات الداخلية نظرًا لارتفاع مركز الثقل عن الأرض. يُحدد إجمالي نقل الوزن (مجموع الوزن الأمامي والخلفي) أثناء الانعطاف بثبات، بنسبة ارتفاع مركز ثقل السيارة إلى عرض محورها . عندما يساوي نقل الوزن نصف وزن السيارة المُحمّل، ستبدأ بالانقلاب . يمكن تجنب ذلك بتقليل معدل الانعطاف يدويًا أو تلقائيًا، لكن هذا يُؤدي إلى مزيد من فقدان التماسك على الطريق.
  • استجابة بطيئة - لا يبدأ التسارع الجانبي فورًا عند تدوير عجلة القيادة، وقد لا يتوقف فورًا عند إعادتها إلى وضعها المركزي. يُعزى ذلك جزئيًا إلى ميلان هيكل السيارة. تشمل الأسباب الأخرى الإطارات ذات زاوية الانزلاق العالية، والقصور الذاتي الزاوي للانعطاف والدوران. يُفاقم القصور الذاتي الزاوي للدوران ميلان هيكل السيارة بتأخيره. تُفاقم الإطارات اللينة القصور الذاتي الزاوي للانعطاف بانتظارها وصول السيارة إلى زاوية الانزلاق قبل الانعطاف.

التسويات

لطالما مثّلت جودة القيادة والتحكم حلاً وسطاً، وقد مكّنت التكنولوجيا مع مرور الوقت شركات صناعة السيارات من الجمع بين هاتين الميزتين بشكل أفضل في السيارة نفسها. يصعب التوفيق بين مستويات الراحة العالية وانخفاض مركز الثقل، ومقاومة ميلان الهيكل، وانخفاض القصور الذاتي الزاوي، ودعم السائق، واستجابة التوجيه، وغيرها من الخصائص التي تجعل السيارة تتمتع بثبات جيد.

في سيارات الإنتاج العادية، يميل المصنعون إلى زيادة الانحراف الأمامي المتعمد، لأنه أكثر أمانًا للسائقين عديمي الخبرة أو غير المنتبهين من الانحراف الخلفي. وتشمل التنازلات الأخرى الراحة والعملية، مثل تفضيل قيادة أكثر سلاسة وراحة أو سعة مقاعد أكبر .

تُحسّن المكابح الداخلية من التحكم والراحة، لكنها تشغل حيزًا أكبر ويصعب تبريدها. تميل المحركات الكبيرة إلى جعل السيارات ثقيلة من الأمام أو الخلف. غالبًا ما تتعارض كفاءة استهلاك الوقود، والحفاظ على برودة المحرك عند السرعات العالية، وراحة الركوب، وطول عمر المكابح مع ثبات السيارة على الطريق، في حين أن ثبات السيارة على الطرق المبتلة والجافة والمائية والثلجية غير متوافق تمامًا. يوفر نظام التعليق الأمامي ذو الأذرع على شكل حرف A أو عظم الترقوة تحكمًا أفضل، لأنه يمنح المهندسين حرية أكبر في اختيار هندسة التعليق، وثباتًا أفضل على الطريق، لأن زاوية الميل مناسبة أكثر للإطارات الشعاعية، مقارنةً بنظام ماكفرسون ، ولكنه يشغل حيزًا أكبر.

لا تزال تقنية التعليق الخلفي ذات المحور الصلب القديمة ، المعروفة من سيارة فورد موديل تي ، مستخدمة على نطاق واسع في معظم سيارات الدفع الرباعي والشاحنات، غالبًا لأغراض المتانة (والتكلفة). ولا يزال هذا النوع من التعليق مستخدمًا في بعض السيارات الرياضية، مثل فورد موستانج (موديلات ما قبل 2015)، وهو أفضل لسباقات السرعة، ولكنه يعاني عمومًا من مشاكل في التماسك على المنعطفات الوعرة، والمنعطفات السريعة، والثبات عند السرعات العالية على الطرق المستقيمة غير المستوية.

التعديلات والتحسينات التي تُجرى بعد البيع

يُحسّن خفض مركز الثقل من ثبات السيارة (ويقلل من احتمالية انقلابها). ويمكن تحقيق ذلك جزئيًا باستخدام نوافذ بلاستيكية (أو الاستغناء عنها تمامًا) ومواد خفيفة للسقف وغطاء المحرك وغطاء صندوق الأمتعة، بالإضافة إلى تقليل الخلوص الأرضي، وما إلى ذلك. كما أن زيادة عرض قاعدة العجلات باستخدام عجلات معكوسة يُحقق تأثيرًا مشابهًا، ولكن كلما زاد عرض السيارة، قلت المساحة المتاحة لها على الطريق، وازدادت المسافة التي قد تحتاجها للمناورة لتجنب العوائق.

تُحسّن النوابض و/أو المخمدات الأكثر صلابة، الأمامية والخلفية على حد سواء، من ثبات السيارة على الطرق الممهدة، بينما تُضعفه على الطرق غير الممهدة، إذ تُسبب اهتزازات غير مرغوب فيها (وتُفقد السيارة تماسكها)، مما يُصعّب التحكم بها. وتتوفر عادةً مجموعات تعديل نظام التعليق عالية الأداء في السوق.

تعمل العجلات الأخف وزناً (معظمها من سبائك الألومنيوم أو المغنيسيوم) على تحسين التحكم وراحة الركوب، عن طريق تقليل الوزن غير المعلق.

يمكن تقليل عزم القصور الذاتي باستخدام مصدات وأجنحة (واقيات) أخف وزناً، أو عدم استخدامها على الإطلاق.

يُمكن معالجة حالات الانزلاق الأمامي أو الخلفي عن طريق زيادة أو تقليل تماسك المحورين الأمامي والخلفي. فإذا كان المحور الأمامي يتمتع بتماسك أكبر من مركبة مماثلة ذات خصائص توجيه محايدة، فإن المركبة ستنزلق للخلف. ويمكن "ضبط" المركبة التي تعاني من الانزلاق الخلفي عن طريق زيادة تماسك المحور الخلفي، أو تقليل تماسك المحور الأمامي. وينطبق العكس على المركبة التي تعاني من الانزلاق الأمامي (حيث يتمتع المحور الخلفي بتماسك زائد، ويُمكن معالجته بزيادة تماسك المحور الأمامي أو تقليل تماسك المحور الخلفي). وتؤدي الإجراءات التالية إلى زيادة تماسك المحور: زيادة المسافة بين ذراع العزم ومركز الثقل، وتقليل نقل الحمل الجانبي (مثل تخفيف امتصاص الصدمات، وتخفيف قضبان التوازن، وزيادة عرض المسار)، وزيادة مساحة تلامس الإطار مع الطريق، وزيادة نقل الحمل الطولي إلى ذلك المحور، وتقليل ضغط الإطارات.

عنصرتقليل الانعطاف الزائدتقليل الانعطاف الزائد
توزيع الوزنمركز الثقل باتجاه الخلفمركز الثقل باتجاه الأمام
ممتص الصدمات الأماميأكثر نعومةأكثر صلابة
ممتص الصدمات الخلفيأكثر صلابةأكثر نعومة
قضيب التوازن الأماميأكثر نعومةأكثر صلابة
قضيب التوازن الخلفيأكثر صلابةأكثر نعومة
اختيار الإطار الأمامي 1مساحة تلامس أكبر 2مساحة تلامس أصغر
اختيار الإطار الخلفيمساحة تلامس أصغرمساحة تلامس أكبر 2
عرض حافة العجلة الأماميةأكبر 2الأصغر
عرض حافة العجلة الخلفيةالأصغرأكبر 2
ضغط الإطارات الأماميةضغط الدمضغط أعلى
ضغط الإطارات الخلفيةضغط أعلىضغط الدم
زاوية ميل العجلة الأماميةزيادة زاوية الميل السالبةتقليل زاوية الميل السالبة
زاوية ميل العجلة الخلفيةتقليل زاوية الميل السالبةزيادة زاوية الميل السالبة
جناح خلفيالأصغرأكبر
ارتفاع الجزء الأمامي (لأن هذه العوامل تؤثر عادةً على زاوية الميل ومقاومة الانقلاب)الجزء الأمامي السفليارفع الواجهة الأمامية
الارتفاع الخلفيارفع المؤخرةالجزء الخلفي السفلي
مقدمة القدم للداخلينقصيزيد
إبهام القدم الخلفية للداخلينقصيزيد
1) يمكن زيادة مساحة تلامس الإطار مع الطريق باستخدام إطارات ذات عدد أقل من الأخاديد في نقش المداس. بالطبع، يؤدي قلة الأخاديد إلى تأثير معاكس في الطقس الرطب أو في ظروف الطرق السيئة الأخرى.

2) مع الأخذ في الاعتبار نفس عرض الإطار، وإلى حد معين بالنسبة لعرض الإطار.

سيارات تعاني من مشاكل غير عادية في التحكم

قد تتورط بعض المركبات في نسبة غير متناسبة من حوادث المركبات الفردية ؛ وقد تلعب خصائص قيادتها دورًا في ذلك:

  • عانت سيارات بورش 911 الأولى من مشكلة الانزلاق الخلفي الخطير عند رفع القدم عن دواسة الوقود (حيث يفقد الجزء الخلفي من السيارة تماسكه عند رفع السائق قدمه عن دواسة الوقود)؛ كما كانت العجلة الأمامية الداخلية تنزلق عن الطريق أثناء الانعطافات الحادة على الطرق الجافة، مما يزيد من الانزلاق الأمامي. تم ضبط صلابة قضيب التوازن الأمامي لتعويض ثقل الجزء الخلفي، مما يوفر تحكمًا متوازنًا في القيادة العادية. يبدأ هذا التعويض بالتلاشي عند رفع العجلة. يستطيع السائق الماهر استغلال الميزات الأخرى لسيارة 911 لصالحه، مما يجعلها سيارة رياضية فائقة القدرة في أيدي الخبراء. وقد زُوّدت سيارات 911 اللاحقة بأنظمة تعليق خلفية أكثر تطورًا وإطارات خلفية أكبر، مما قضى على هذه المشاكل.
  • بدأت سيارتا Triumph TR2 و TR3 في الانزلاق بشكل مفاجئ عندما ارتفعت العجلة الخلفية الداخلية.
  • كانت سيارة فولكس فاجن بيتل (البيتل الأصلية) حساسة للرياح الجانبية، نظرًا لخفة وزن الجزء الأمامي من السيارة ذات المحرك الخلفي ؛ كما عانت من ضعف ثباتها عند المنعطفات بسبب نظام التعليق ذي المحور المتأرجح . ولتحسين هذه المشكلة، قام سائقوها الذين يقودونها بقوة بتركيب عجلات معكوسة وإطارات وجنوط خلفية أكبر.
  • شيفروليه كورفير - ضعف ثبات السيارة عند الانقلاب بسبب نظام التعليق الخلفي ذي المحور المتأرجح، المشابه لنظام فولكس فاجن بيتل، وقد ذُكرت هذه المشكلة في كتاب رالف نادر " غير آمنة بأي سرعة" لخطورتها في القيادة . تم تدارك هذه المشاكل مع إعادة تصميم كورفير عام ١٩٦٥، لكن المبيعات لم تتعافَ من الدعاية السلبية، فتوقف إنتاجها.
  • تسببت سيارة تاترا 87 الكبيرة ذات المحرك الخلفي (المعروفة باسم " السلاح السري التشيكي ") في مقتل العديد من الضباط النازيين خلال الحرب العالمية الثانية لدرجة أن الجيش الألماني منع ضباطه في النهاية من قيادة سيارة تاترا. [ 10 ]
  • بعض السيارات الأمريكية "كاملة الحجم" من خمسينيات القرن الماضي كانت تستجيب ببطء شديد لتغييرات التوجيه بسبب قصورها الذاتي الزاوي الكبير، ونظام التعليق المرن الذي جعل راحة الركوب أولوية على حساب الانعطاف، والإطارات ذات التصميم المائل المريح. وقد ذكرت مجلة "أوتو موتور أوند سبورت" في تقرير لها عن إحدى هذه السيارات أنها لم تجرؤ على اختبار سرعتها القصوى.
  • وُصفت سيارتا دودج أومني وبليموث هورايزون ، وهما أول سيارتين أمريكيتين تُنافسان فولكس فاجن رابيت، بأنهما "غير مقبولتين" في الاختبارات الأولية التي أجرتها مجلة "كونسيومر ريبورتس" ، وذلك بسبب ميلهما الملحوظ إلى الانحراف الجانبي غير المنضبط عند بعض حركات التوجيه. ورغم أن إنكار شركة كرايسلر لهذا السلوك قوبل بتقارير مستقلة متكررة عنه، إلا أنه تم تعديل إنتاج السيارتين لتزويدهما بعجلة قيادة أخف وزنًا ومخمد اهتزازات، ولم ترد أي تقارير أخرى عن هذه المشكلة.
  • أفادت مجلة "كونسيومر ريبورتس " أن سيارة سوزوكي ساموراي تميل إلى الانقلاب على عجلتين، لدرجة أن المجلة زعمت أنها تخشى مواصلة اختبار السيارة دون تركيب عجلات داعمة لمنعها من الانقلاب الكامل. في المجموعة الأولى من الاختبارات، أظهرت ساموراي أداءً جيدًا. [ 11 ] قاد آر. ديفيد ليتل، المدير الفني لاتحاد المستهلكين ، سيارة الدفع الرباعي الخفيفة عبر عدة منعطفات قصيرة وحادة، مصممة لمحاكاة حالة طارئة، مثل محاولة تفادي طفل يركض أمام السيارة. دفعت مقالة نُشرت بعد عدة سنوات في عدد خاص بالذكرى السنوية لمجلة "كونسيومر ريبورتس" شركة سوزوكي إلى رفع دعوى قضائية. استندت الدعوى إلى الاعتقاد بأن "كونسيومر ريبورتس" تلاعبت بالنتائج: "تتعلق هذه القضية بالكذب والغش من قبل اتحاد المستهلكين لأغراض مالية خاصة به"، كما صرح جورج إف. بول، المستشار القانوني لشركة سوزوكي، يوم الاثنين. "لقد كانوا مدينين [في عام 1988]، وكانوا بحاجة إلى قصة مثيرة لجمع الأموال." [ 11 ] ذكرت مجلة Entrepreneur أن "قضية سوزوكي تمحورت حول تغيير أجرته جمعية المستهلكين (CU) أثناء اختبار السيارة. فبعد أن أكملت سيارة ساموراي وسيارات الدفع الرباعي الأخرى المسار القياسي دون أي خطر للانقلاب، عدّلت الجمعية المسار لجعل المنعطفات أكثر حدة. لم تُظهر السيارات الأخرى أي مشكلة، لكن سيارة ساموراي انقلبت ولولا الدعامات الجانبية التي وُضعت لمنع ذلك لكانت قد انقلبت". [ 12 ] بعد ثماني سنوات في المحكمة، وافق الطرفان على تسوية لم تتضمن تعويضات مالية أو تراجعًا عن القرار. [ 13 ] وفي تعليقها على التسوية، قالت جمعية المستهلكين: "تؤكد الجمعية أيضًا في الاتفاقية أنها لم تقصد أبدًا الإيحاء بأن سيارة ساموراي تنقلب بسهولة في ظروف القيادة العادية". [ 14 ] وصرح نائب رئيس السياسة الفنية في الجمعية: "لا يوجد أي اعتذار. نحن ندعم تمامًا اختباراتنا وتقييمنا لسيارة ساموراي". وفي بيان صحفي مشترك، أقرت سوزوكي "بالتزام جمعية المستهلكين المعلن بإجراء اختبارات وتقارير موضوعية وغير متحيزة". [ 15 ]
  • مرسيدس بنز الفئة A - سيارة مرتفعة ذات مركز ثقل مرتفع؛ أظهرت الطرازات الأولى ميلانًا مفرطًا للجسم أثناء المناورات الحادة وانقلابها، لا سيما خلال اختبار الموظ السويدي . تم تصحيح هذا لاحقًا باستخدام نظام التحكم الإلكتروني بالثبات، وتم تحديث السيارات السابقة به بتكلفة باهظة.
  • فورد إكسبلورر - ميل خطير لانفجار الإطار الخلفي والانقلاب. صممت فورد سيارة بمركز ثقل مرتفع، يتراوح بين 68 و74  سم فوق سطح الأرض (حسب الطراز). [ 1 ] يُعدّ الميل للانقلاب عند تغيير الاتجاه بشكل حادّ سمةً أساسيةً في هذه السيارة. حاولت فورد مقاومة هذه الخاصية بتحديد ضغط هواء أقل من الضغط الأمثل في الإطارات، بهدف جعلها تفقد تماسكها وتنزلق تحت تأثير القوى الجانبية بدلاً من التشبث بها ودفع السيارة للانقلاب. ولأسباب غير واضحة تمامًا، كانت إطارات أحد المصانع تنفجر عند انخفاض ضغط الهواء فيها، مما يؤدي إلى انقلاب هذه السيارات، الأمر الذي تسبب في سلسلة من حوادث السيارات الفردية التي حظيت بتغطية إعلامية واسعة .
تبادلت شركتا فورد وفايرستون ، المصنّعتان للإطارات، الاتهامات، وأُلقي باللوم في النهاية على ممارسات مراقبة الجودة في مصنع فايرستون الذي كان يشهد إضرابًا . ولم تكن الإطارات من مصنع فايرستون آخر مرتبطة بهذه المشكلة. وتشير وثيقة داخلية مؤرخة عام 1989 إلى ذلك.
أوصت الهندسة باستخدام ضغوط إطارات أقل من الحد الأقصى المسموح به لجميع إطارات UN46. وكما ذُكر سابقًا، فإن انخفاض ضغط الإطارات يزيد من ميل السيارة للانزلاق الأمامي ويقلل من قدرتها القصوى على الانعطاف (وكلاهما من العوامل "المثبتة"). وقد استُخدمت هذه الممارسة بشكل روتيني في شاحنات النقل الثقيلة وسيارات الستيشن واجن لضمان انزلاق أمامي كافٍ في جميع ظروف التحميل. كما تقوم شركات نيسان (باثفايندر) وتويوتا وشيفروليه ودودج بتخفيض ضغط الإطارات في بعض التطبيقات. ورغم أننا لا نستطيع الجزم بأسبابهم، إلا أن أوجه التشابه في تحميل المركبات تشير إلى أن الحفاظ على مستوى أدنى من الانزلاق الأمامي في ظروف التحميل الخلفي قد يكون هو العامل الحاسم. [ 16 ]
ساهم ذلك في تراكم الحرارة وتدهور الإطارات نتيجة الاستخدام المتواصل بسرعات عالية، مما أدى في النهاية إلى تلف الإطار الأكثر تعرضًا للإجهاد. بالطبع، من المحتمل جدًا أن يؤدي كل من عيب بسيط في تصنيع الإطار وإجهاد أعلى من المتوسط، وهما عاملان لا يمثلان مشكلة بحد ذاتهما، إلى تلف الإطار. لا يزال الجدل قائمًا دون التوصل إلى استنتاجات قاطعة، ولكنه لفت انتباه الرأي العام إلى ارتفاع معدل حوادث انقلاب سيارات الدفع الرباعي، والتي لا يزال المصنعون يعالجونها بطرق مختلفة. أظهر تحقيق لاحق أجرته الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA) لبيانات حوادث واقعية أن سيارات الدفع الرباعي المعنية لم تكن أكثر عرضة للانقلاب من أي سيارة دفع رباعي أخرى، بعد انفصال مداس الإطار. [ 17 ]
  • طُرحت سيارة جينسن جي تي (هاتشباك كوبيه) في محاولة لتوسيع قاعدة مبيعات جينسن هيلي ، التي كانت حتى ذلك الحين سيارة رودستر أو مكشوفة. خلص تقرير اختبار القيادة في مجلة موتور ، وتقرير مشابه له نُشر بعد ذلك بوقت قصير في مجلة رود آند تراك ، إلى أنها لم تعد ممتعة بما يكفي لتبرير سعرها المرتفع. وعزوا ذلك إلى تغييرات طفيفة في نظام التعليق. لكن على الأرجح، كان السبب هو تغير توزيع الوزن . كانت جينسن هيلي سيارة رياضية منخفضة وعريضة وباهظة الثمن، لكن مواصفات نظام التعليق فيها لم تكن مثيرة للإعجاب، إذ كانت مزودة بمحور خلفي صلب. على عكس سيارة إيه سي إيس، بنظام التعليق الخلفي ذي الصفائح المزدوجة العرضية وهيكل من الألومنيوم، لم تستطع جينسن هيلي تحمل وزن هذا الجزء المرتفع من المعدن والزجاج مع الحفاظ على سعرها المرتفع مقابل أدائها. شملت التغييرات أيضًا استبدال مشعب العادم المصنوع من الألومنيوم بمشعب عادم من الحديد الزهر، ربما لموازنة الوزن المرتفع والبعيد للجزء الخلفي من السقف. استُخدم مبنى المصنع لتصنيع هياكل شاحنات متعددة الأحواض.
  • اكتسبت سيارة رينو دوفين ذات المحرك الخلفي في إسبانيا لقب " سيارة الأرملة" بسبب سوء قيادتها.
  • تُعاني السيارات/المركبات ثلاثية العجلات من مشاكل فريدة في التحكم، خاصةً عند النظر إلى موقع العجلة المفردة، سواءً في الأمام أو الخلف. (أما الدراجات النارية ذات العربات الجانبية، فموضوع آخر). أحدثت سيارة دايمكسيون التي صممها باكمنستر فولر ضجة كبيرة، لكن الجهل بمشاكل توجيه العجلة الخلفية أدى إلى حادث مميت قضى على سمعتها.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 غاري ج. هايدنجر وآخرون. " معلمات القصور الذاتي للمركبات المقاسة - بيانات الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة حتى نوفمبر 1998. مؤرشفة في 30 يونيو 2016 على موقع Wayback Machine ". الصفحتان 16 و18. الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة ، 1999.
  2. "نظام التعليق" . 2014-02-04. مؤرشف من الأصل في 2016-06-25 . تم الاطلاع عليه في 2016-06-05 . يبلغ ارتفاع مركز الدوران الحركي لسيارة لوتس إليز 30 مم فوق سطح الأرض، وارتفاع مركز ثقلها 470 مم [18.5 بوصة]. يمثل ارتفاع مركز الدوران الحركي لسيارة لوتس إليز 6% من ارتفاع مركز الثقل، مما يعني أن 6% من القوة الجانبية تنتقل عبر أذرع نظام التعليق، بينما تنتقل 94% عبر النوابض والمخمدات.
  3. روبر، ل. ديفيد. "بيانات سيارة تسلا موديل إس" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-09-2019 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 05-04-2015 .
  4. ديفيد بييلو. "كيف تصنع شركة تسلا موتورز واحدة من أكثر السيارات أمانًا في العالم [ فيديو ] " . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يونيو 2016 .
  5. "شيفروليه كورفيت ستينغراي Z51 موديل 2014" . 1 نوفمبر 2013. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2018. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2016. يبلغ ارتفاع مركز ثقلها 17.5 بوصة، وهو الأدنى الذي قمنا بقياسه حتى الآن .
  6. كونور ستيفنسون (24 سبتمبر 2013). "مراجعة ألفا روميو 4C" . CarAdvice.com.au . مؤرشف من الأصل في 24 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2016. يقع مركز الثقل على ارتفاع 40 سم فقط عن الأرض .
  7. ^ جروس ديتمار. هوجر، فيرنر. شرودر، يورغ. وول، وولفجانج أ. راجاباكسي ، نيمال (2013). الميكانيكا الهندسية 3 . سبرينغر. دوى : 10.1007/978-3-642-30319-7 . رقم ISBN 978-3-642-30318-0.
  8. جون ميلمونت (24 يناير 2014). "نوابض ذات معدل خطي مقابل نوابض ذات معدل متدرج" . مجلة أوتوموتيف ثينكر . مؤرشف من الأصل في 24 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 16 فبراير 2016 .
  9. 1 2 مايكل بيريل (يوليو 1983). "الإلمام بالمركبة والسلامة" ( ملف PDF) . الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 27 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 16 أغسطس 2017. في مناورة السطح المبلل، كان أداء المجموعة غير المألوفة أسوأ من أداء المجموعة المألوفة.
  10. ^ "Slavné české auto slaví osmdesátiny. Průkopnice aerodynamiky Tatra 77" . iDNES.cz (باللغة التشيكية). 31/03/2014. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14-11-2017 . تم الاسترجاع 2017/09/06 .
  11. 1 2 ديفيد ج. سافاج (19 أغسطس/آب 2003). "اتحاد المستهلكين يسعى لحماية نفسه من الدعاوى القضائية ضد سوزوكي" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . مؤرشف من الأصل في 17 أكتوبر/تشرين الأول 2015. تم الاطلاع عليه في 6 مايو/أيار 2010 .
  12. "المحكمة العليا تسمح لشركة سوزوكي برفع دعوى قضائية" . المكتبة الحرة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-08-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-05-21 .
  13. داني حكيم (9 يوليو/تموز 2004). "سوزوكي تحل نزاعها مع مجلة المستهلك" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 3 مايو/أيار 2022. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير/شباط 2017 .
  14. إيرل إلدريج (8 يوليو 2004). "اتحاد المستهلكين وسوزوكي يتوصلان إلى تسوية في الدعوى" . يو إس إيه توداي . مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 24 أغسطس 2017 .
  15. «سوزوكي واتحاد المستهلكين يتفقان على تسوية الدعوى القضائية» . Consumersunion.org. 8 يوليو/تموز 2004. مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر/تشرين الثاني 2011. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر/تشرين الثاني 2011 .
  16. "معرفة فايرستون/فورد بعيب في سلامة الإطارات" . مواطن عام . مؤرشف من الأصل في 29 مارس 2002.
  17. «الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة ترفض طلب شركة فايرستون بالتحقيق في سيارة فورد إكسبلورر» . الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 أغسطس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2010 .