محور الشعاع

المحور الصلب ، أو المحور ذو العارضة، هو تصميم تعليق يعتمد على محور آخر ، حيث تتصل مجموعة من العجلات جانبيًا بواسطة عارضة أو عمود واحد. كانت محاور العارضة شائعة الاستخدام في العجلات الخلفية للمركبات، ولكنها استُخدمت تاريخيًا أيضًا كمحاور أمامية. في معظم السيارات، استُبدلت محاور العارضة بأنظمة تعليق أمامية (IFS) وخلفية مستقلة (IRS).

في حالة المحور الشعاعي، تكون زاوية الميل بين العجلات هي نفسها بغض النظر عن موقعها في مسار التعليق.

يُحدد موضع المحور الأمامي والخلفي بواسطة أحد مكونات نظام التعليق، بما في ذلك أذرع السحب ، وأذرع السحب الجزئية، وقضبان نصف القطر، واليايات الورقية . أما الموضع الجانبي، فيُحدد بواسطة قضيب بانارد ، أو وصلة سكوت راسل ، أو وصلة واتس ، أو أي ترتيب آخر، وغالبًا ما يكون ذلك بواسطة اليايات الورقية. وتُستخدم ممتصات الصدمات ، بالإضافة إلى اليايات الورقية أو اليايات الحلزونية أو الوسائد الهوائية، للتحكم في الحركة الرأسية.

المحور الحي هو نوع من محاور الشعاع حيث ينقل العمود (أو الأعمدة المتصلة لتتحرك كوحدة واحدة) الطاقة إلى العجلات؛ أما محور الشعاع الذي لا ينقل الطاقة فيُسمى أحيانًا بالمحور الميت . يُستخدم هذا النظام عادةً في المركبات ذات نظام هوتشكيس للدفع ، ولكنه يُمكن استخدامه أيضًا مع أنواع أخرى من أنظمة نقل الحركة.

• يتميز محور العارضة عادةً بتصميمه البسيط، ومتانته، وانخفاض تكلفة تصنيعه.
  • لا يلزم سوى مفصل عالمي واحد أو مفصل سرعة ثابتة (CV) في كل عجلة موجهة وعجلة مدفوعة، ولا يلزم وجود أي مفصل في العجلات غير الموجهة؛ وهذا يقلل من متطلبات الصيانة وتكاليف التصنيع مقارنة بالتعليقات المستقلة، والتي تتطلب عادةً مفصلين من هذا النوع في كل عجلة مدفوعة.
  • توجد مفاصل السرعة الثابتة في علب معدنية متصلة بهياكل المحاور؛ ولا توجد أغطية مطاطية لمفاصل السرعة الثابتة يمكن قطعها أو ثقبها عند القيادة على الطرق الوعرة .
• يتميز المحور الشعاعي بكفاءة استخدام المساحة، وهي ميزة مهمة لتطبيقات الطرق الوعرة، حيث يوفر مفصلية أفضل للمركبة ومتانة في بيئة ذات أحمال عالية.
• يتم تثبيت زاوية الميل بشكل صارم بواسطة هندسة المحور؛ بالنسبة للمحور المتحرك، يتم تثبيت زاوية التقارب عادةً أيضًا.
  • بينما يميل هيكل السيارة أثناء الانعطافات الحادة، فإن زاوية الميل الثابتة توفر تحكمًا يمكن التنبؤ به - على الأقل على الأسطح الملساء.
  • تم تبسيط عملية ضبط زوايا العجلات .
  • لا تتغير خصائص الجر والكبح وتآكل الإطارات عند انضغاط نظام التعليق. تُعد هذه مزايا كبيرة في المركبات التي تحمل أحمالًا ثقيلة، وبالإضافة إلى قوة المحور الصلب المميزة، فقد أدى ذلك إلى شيوع استخدام المحاور الصلبة الأمامية والخلفية في الحافلات والشاحنات الثقيلة . كما تستخدم معظم شاحنات البيك أب الخفيفة والمتوسطة ، وسيارات الدفع الرباعي ، والشاحنات الصغيرة محورًا صلبًا، على الأقل في الجزء الخلفي.
• يُعدّ تعديل المحور ذي العارضة أسهل وأقل تكلفة من تعديل المحاور الأخرى. ويعود ذلك إلى احتوائه على عدد أقل من الأجزاء، وبساطة تصميمه الميكانيكي، ووجود مساحة أكبر بين مكونات نظام التعليق والمحاور وهيكل السيارة. وهذا يُسهّل إجراء التعديلات عليه، مثل إضافة مجموعات رفع لزيادة ارتفاع الهيكل أو الخلوص الأرضي، أو تركيب إطارات ذات قطر أكبر لزيادة الخلوص الأرضي/المحوري. ^{[ 1 ]}

• لا يسمح المحور الشعاعي لكل عجلة بالتحرك بشكل مستقل استجابة للأسطح غير المستوية، مما قد يؤدي إلى اهتزازات ضارة وتحكم أسوأ من تصميمات التعليق الأكثر تطوراً.
  • وبالمقابل، تتعرض العجلة الخارجية لزوايا ميل سلبية عندما تصطدم العجلة الداخلية بمطب، مما قد يقلل أو يزيد فجأة من قوة التماسك عند المنعطفات ويزعزع استقرار السيارة.
  • عادة ما يتم تثبيت زاوية التقارب عند الصفر للمحور الحي، ومن الصعب تنفيذ التحكم الديناميكي في زاوية التقارب.
• تُعد كتلة العارضة جزءًا من الوزن غير المعلق للمركبة، مما يؤثر سلبًا على جودة الركوب .
  • إن الحاجة إلى أجهزة تحديد المواقع الجانبية مثل قضيب بانارد أو وصلة وات تضيف المزيد من الوزن غير المعلق وتقلل جزئياً من مزايا محور الشعاع من حيث البساطة وكفاءة المساحة والتكلفة.
• في مركبة ذات نظام دفع هوتشكيس التقليدي ، قد يلتوي المحور بأكمله في قواعده كرد فعل لأحمال عزم الدوران؛ أثناء التسارع الشديد، قد يؤدي ذلك إلى تقليل قوة الجر والتسبب في ارتداد العجلات أو تغييرات مفاجئة وسلبية في زاوية التوجيه.
• يؤدي غلاف الترس التفاضلي الضخم للمحور الحي من نوع هوتشكيس إلى تقليل الخلوص الأرضي، مما يعيق قدرة السيارة على اجتياز الطين العميق، وتجاوز العقبات، والتنقل عبر الطرق ذات الأخاديد العميقة.
  • لا يمكن رفع غطاء الترس التفاضلي إلا باستخدام عجلات وإطارات أكبر، وعادة ما يكون ذلك مصحوبًا بزيادة في الوزن غير المعلق، وفعالية الكبح، وتكاليف الشراء؛ علاوة على ذلك، قد تكون تعديلات السيارة ضرورية لتوفير خلوص كافٍ للرفرف أو الهيكل .
• يُعد نظام التعليق ذو المحور الأمامي حساسًا للغاية لأي خلل في مركزية محور العجلة، مما قد يُسبب اهتزازًا جانبيًا ("تذبذبًا") في عجلة القيادة عند سرعات معينة (عادةً 60-80 كم/ساعة؛ 40-50 ميل/ساعة )، وهو ما يُعرف في أوساط مُستخدمي سيارات الدفع الرباعي بـ"اهتزاز الموت". ^{[ 2 ]} يتم معالجة هذه المشكلة في بعض المركبات المزودة بمخمدات توجيه، على الرغم من أن إزالة العجلات الأمامية وإعادة تركيبها بعناية غالبًا ما يحل المشكلة.  
• تشغل المحاور والأجزاء الداعمة مساحة أكبر أسفل المركبة مقارنةً بنظام التعليق المستقل، مما يقلل المساحة المتاحة للركاب والبضائع دون الحاجة إلى مركبة مرتفعة للغاية. ^{[ 3 ]} وهذا يزيد من احتمالية انقلابها بسبب مركز ثقلها المرتفع، إذا لم يتم زيادة عرضها.

عادةً ما يكون دعامة المحور عبارة عن صفيحة فولاذية بسمك ستة ملليمترات، مثنية على شكل عارضة "Π" وملحومة بحيث يكون جانبها المفتوح مواجهًا لأعلى علبة التروس التفاضلية أو غلاف المحور. تعمل هذه الدعامة على تقوية المحور الصلب لمنعه من الانحناء أو الكسر عند تجاوز حمولة المحور المُصممة له. ^{[ 4 ]} يتميز المحور الأكبر/الأكثر سمكًا بقوة أكبر، ولكنه يأتي أيضًا بتكلفة أعلى، ووزن غير معلق، ومزيد من مشاكل التوافق (نظام نقل الحركة، ونظام التعليق، وهندسة التوجيه، ومواقع تثبيت الهيكل، والمسافات) في المركبات الأصغر حجمًا. ^{[ 5 ]}

المحور الكهربائي ( eAxle ) هو محور صلب مزود بمحركات كهربائية متصلة بالترس التفاضلي، إما من أحد طرفيه أو في أي مكان آخر. ويمكن أيضًا توصيل محولات التيار، وإلكترونيات الطاقة ، وعلب التروس، وعلب نقل الحركة (بما في ذلك تروس النطاق المنخفض)، وناقلات الحركة بالمحركات و/أو المحور. تتحرك جميع المكونات مع المحور كجزء غير معلق. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

يمكن استخدام المحاور الكهربائية لاستبدال المحاور المعطلة أو غير المزودة بالطاقة، حيث أن تعديل محور 6x2 إلى محور 6x6 أو 8x8 عادةً ما يكون مكلفًا للغاية وصعبًا، ويتطلب العديد من الأجزاء المصنعة خصيصًا، وإعادة هندسة، وإعادة اعتماد. كل ما تحتاجه المحاور الكهربائية هو توصيلها ببطارية و/أو مولد كهربائي.

• المحور
• قائمة قطع غيار السيارات
• نظام تعليق خلفي ذو عارضة ملتوية
• مجموعة عجلات (نقل بالسكك الحديدية)