نظام تعليق ذاتي التسوية

يشير مصطلح التسوية الذاتية إلى نظام تعليق السيارة الذي يحافظ على ارتفاع ثابت للسيارة فوق الطريق، بغض النظر عن الحمولة.

تتأثر العديد من أنظمة المركبات التقليدية سلبًا بتغير وضعية المركبة الناتج عن تغيرات الحمولة، وخاصةً الحمولة الثقيلة في المقعد الخلفي أو صندوق الأمتعة. ^{[ 1 ]} يؤثر هذا التغير في الوضعية على الخصائص الديناميكية الهوائية ، وضبط المصابيح الأمامية ، والكبح ، والمصدات، وامتصاص الصدمات من نظام التعليق ، وأداء المركبة في حالة الاصطدام. ^{[ 2 ]}

تتركز معظم قوة الكبح على العجلات الأمامية للمركبة، مما يعني فعالية أكبر للكبح عند زيادة الوزن على هذه العجلات. أما عند تحميل الجزء الخلفي بحمولة ثقيلة، فتقل فعالية الكبح، حيث يتركز الوزن على الجزء الخلفي من المركبة، ما يجعل المكابح الخلفية هي المسؤولة عن كامل قوة الكبح. عند الكبح السريع في هذه الحالة، يسهل انغلاق المكابح الأمامية لعدم انتقال الوزن إلى مقدمة المركبة. يعمل نظام التعليق ذاتي التسوية على رفع الجزء الخلفي من المركبة لتوزيع الوزن بشكل أكثر توازناً، ما يعيد الوزن إلى مقدمة المركبة، وبالتالي يُحسّن من كفاءة عمل المكابح. ^{[ 3 ]}

يوجد تعارض جوهري في تصميم نظام التعليق؛ فإذا كانت النوابض لينة، ستكون السيارة مريحة ولكنها ستتأثر بشكل كبير بالحمولة. ^{[ 4 ]} أما إذا كانت النوابض صلبة، فستكون السيارة غير مريحة، ولكنها ستتأثر بالحمولة بشكل أقل. ^{[ 5 ]}

يدرك العديد من المصنّعين هذا التضارب، وقد سلكوا طرقاً مختلفة لتحقيق الراحة وقدرة التحميل في آن واحد.

في فرنسا عام 1954، قدمت سيتروين أول نظام تعليق خلفي ذاتي التسوية في سيارة إنتاجية، ثم في عام 1955 كانت رائدة في مجال التسوية الذاتية للعجلات الأربع، باستخدام نظامها الهيدروبنيوماتيكي . تحافظ هذه السيارات على ارتفاع دقيق فوق الطريق عند تشغيل المحرك - حيث تفتح صمامات التحكم في الارتفاع، المتصلة بقضبان التوازن عبر وصلات، لإضافة أو تصريف السائل من نظام التعليق، وعند الوصول إلى الارتفاع المطلوب، يُغلق الصمام تلقائيًا بفضل تصميمه. ^{[ 6 ]} استخدمت الطرازات اللاحقة مستشعرات ومحركات إلكترونية للارتفاع، مما أتاح إمكانية ضبط الارتفاع حتى مع إيقاف تشغيل المحرك.

سمح هذا النظام لنظام التعليق بتحقيق جودة قيادة ناعمة بشكل غير عادي . ^{[ 7 ]}

منذ ذلك الحين، زُوِّدت ملايين سيارات سيتروين ذات الأسعار المعقولة بنظام التسوية الذاتية كخاصية تصميمية أساسية غير ظاهرة للعيان. تتضمن لوحة عدادات سيتروين (التي أصبحت لاحقًا وحدة تحكم مركزية أو لوحة أمامية) ذراعًا لتحديد الوضعية، مما يسمح للسائق باختيار وضعية السيارة: مرتفعة، متوسطة، عادية، أو منخفضة، وتُستخدم الوضعيات القصوى للصيانة، مثل تغيير الإطارات أو أعمال النظام الهيدروليكي. وحتى عام ١٩٩٥، عندما أُضيف نظام "منع الهبوط" إلى النظام، كان نظام التعليق يفقد الضغط تدريجيًا عند إيقاف تشغيل المحرك حتى تستقر السيارة على مصدات الصدمات. وعند إعادة تشغيل المحرك، تعود السيارة إلى ارتفاعها المحدد مسبقًا. أضاف نظام منع الهبوط صمامين مانعين للرجوع ومُجمِّعًا إضافيًا، بحيث عند فقدان الضغط الهيدروليكي، تُغلق الصمامات وتحافظ على السائل المتبقي في النظام، مما يجعل السيارة تستقر على ارتفاعها الطبيعي عند ركنها.

في الولايات المتحدة ، طوّر ويليام د. أليسون نظام تعليق الالتواء المُستوي، الذي استُخدم في سيارات باكارد طراز 1955-1956 . كان هذا النظام عبارة عن نظام تعليق مُترابط، بقضبان التواء تمتد على طول جانبي الهيكل، رابطةً العجلة الأمامية بالخلفية (على نفس الجانب). ولأن هذا النظام يتأثر بشدة بالحمولة، أُضيف إليه نظام تسوية إلكتروني إضافي، يستخدم مستشعر مستوى ومحركًا واحدًا لتحميل/تفريغ زوج من القضبان المساعدة لضبط وضعية السيارة، دون التأثير على ارتفاعها الكلي. ^{[ 8 ] [ 9 ]} مثّلت هذه المحاولة المبكرة خطوةً مهمةً نحو التسوية الذاتية، حتى وإن كانت الحمولة الكاملة ستؤدي إلى انخفاض السيارة بالكامل بشكل متساوٍ، بدلًا من الحفاظ على ارتفاعها.

في عام 1957، قدمت كاديلاك سيارة إلدورادو بروهام، وهي سيارة منافسة لسيارة رولز رويس سيلفر كلاود ، وتتميز بنظام تعليق هوائي جديد مع خاصية التسوية الذاتية. ^{[ 10 ]}

في عام 1966، منحت رولز رويس ترخيصًا لنظام سيتروين الهيدروبنيوماتيكي لتركيبه على المحور الخلفي لسيارة سيلفر شادو . ^{[ 11 ]} في البداية، كان نظام التسوية يتحكم في كل من مقدمة السيارة ومؤخرتها؛ ثم أُزيل نظام التسوية الأمامي في عام 1969 بعد أن تبيّن أن نظام التسوية الخلفي يقوم بمعظم العمل. وقد حققت رولز رويس مستوى عالٍ من جودة القيادة بفضل هذا النظام. ^{[ 12 ]}

طوّرت لاند روفر نظامًا مختلفًا لسيارة رينج روفر في أوائل سبعينيات القرن الماضي. كان الهدف من رينج روفر أن تكون مريحة على الطرق المعبدة كسيارة السيدان العادية، وفي الوقت نفسه قادرة على خوض الطرق الوعرة الشاقة كسيارة لاند روفر التقليدية . أبرز هذا التناقض في تصميم نظام التعليق، حيث استخدمت رينج روفر نوابض لولبية طويلة المدى في جميع العجلات . إذا تم الحفاظ على ليونة هذه النوابض لضمان الراحة، فإنها ستنضغط بشكل مفرط تحت حمولة ثقيلة، مما يحد من حركة المحاور على الطرق الوعرة ويؤثر سلبًا على التحكم. لذلك، طوّرت لاند روفر نظام تعليق خلفي ذاتي التسوية باستخدام دعامة "بوغ هيدرومات" الهيدروليكية ذاتية التنشيط . ^{[ 13 ]}

يشبه تصميم الدعامة تصميم ممتص الصدمات الهيدروليكي ، حيث تستخدم حركة نظام التعليق عند مروره فوق المطبات لرفع نفسه تلقائيًا إلى ارتفاع محدد مسبقًا. كانت هذه الدعامة قوية بما يكفي لاستعادة ما يصل إلى 85% من ارتفاع السيارة الطبيعي مع حمولة كاملة على المحور الخلفي، وتميزت بعدم حاجتها إلى مصدر طاقة خارجي أو نظام هيدروليكي خاص في السيارة. تم تطبيق النظام نفسه على سيارات لاند روفر في ثمانينيات القرن الماضي عندما اعتمدت هذه السيارات نظام التعليق الزنبركي اللولبي الخاص بسيارات رينج روفر. وفي تسعينيات القرن الماضي، سعت لاند روفر إلى تحقيق التوازن نفسه بين الأداء على الطرق الممهدة والوعرة، فطورت نظام تعليق هوائيًا ذاتي التسوية وقابل لتعديل الارتفاع . في البداية، كان هذا النظام يُستخدم مع المحاور الصلبة، ولكنه يُستخدم الآن مع نظام تعليق مستقل بالكامل باستخدام أذرع متقاطعة.

لقد سلكت كل من شركات BMW و Ford و GMC و Jaguar و Mercedes - Benz و Scania AB و Subaru و Volvo العديد من السبل لمعالجة هذه المشكلة، بما في ذلك نظام التعليق الهوائي والأجهزة الميكانيكية للمحور الخلفي.