نظام تعليق السيارة

يتكون جزء من نظام تعليق السيارة من ممتص الصدمات والمحور والإطار والزنبرك
جزء من نظام التعليق الأمامي للسيارة وآلية التوجيه : قضيب التعادل، ذراع التوجيه، محور دبوس الملك (باستخدام وصلات كروية ).
نظام تعليق سيارة السباق فان ديمن RF01.

التعليق هو نظام الإطارات وهواء الإطارات والنوابض وممتصات الصدمات والروابط التي تربط السيارة بعجلاتها وتسمح بالحركة النسبية بين الاثنين. [1] يجب أن تدعم أنظمة التعليق كل من ثبات الطريق / المناورة وجودة الركوب ، [ 2] والتي تتعارض مع بعضها البعض. يتضمن ضبط التعليق إيجاد الحل الوسط الصحيح. من المهم أن يحافظ التعليق على عجلة الطريق على اتصال بسطح الطريق قدر الإمكان، لأن جميع قوى الطريق أو الأرض المؤثرة على السيارة تفعل ذلك من خلال بقع التلامس للإطارات . يحمي التعليق أيضًا السيارة نفسها وأي حمولة أو أمتعة من التلف والتآكل. قد يختلف تصميم التعليق الأمامي والخلفي للسيارة.

تاريخ

عربة أمريكية تعرض نظام تعليق متين - لاحظ الأشرطة السوداء التي تمتد عبر جانب الهيكل السفلي

كان أحد أشكال التعليق المبكرة للعربات التي تجرها الثيران يعتمد على تأرجح المنصة على سلاسل حديدية متصلة بإطار العربة ذي العجلات. وظل هذا النظام هو الأساس لمعظم أنظمة التعليق حتى مطلع القرن التاسع عشر، على الرغم من استبدال السلاسل الحديدية باستخدام أحزمة جلدية تسمى "الأشرطة المسننة" بحلول القرن السابع عشر. ولم تستخدم أي سيارة حديثة نظام التعليق "الأشرطة المسننة".

بحلول عام 1750 تقريبًا، بدأت نوابض الأوراق في الظهور على أنواع معينة من العربات، مثل لانداو . [3]

بحلول منتصف القرن التاسع عشر، بدأ استخدام الينابيع الإهليلجية في العربات أيضًا.

نظام تعليق حديث

مكونات نظام التعليق الأمامي لسيارة فورد موديل T.

تم تطوير السيارات في البداية كنسخ ذاتية الدفع من المركبات التي تجرها الخيول. ومع ذلك، تم تصميم المركبات التي تجرها الخيول لسرعات بطيئة نسبيًا، ولم يكن نظام التعليق الخاص بها مناسبًا للسرعات العالية المسموح بها بواسطة محرك الاحتراق الداخلي.

تطلب أول نظام تعليق زنبركي عملي معرفة ومهارة متقدمة في علم المعادن، ولم يصبح ممكنًا إلا مع ظهور التصنيع . سجل عوبديا إليوت أول براءة اختراع لمركبة بنظام تعليق زنبركي؛ كان لكل عجلة زنبركان ورقيان متينان من الفولاذ على كل جانب وكان جسم العربة مثبتًا مباشرة بالزنبركات التي كانت متصلة بالمحاور . في غضون عقد من الزمان، تم تجهيز معظم عربات الخيول البريطانية بنوابض؛ نوابض خشبية في حالة المركبات الخفيفة ذات الحصان الواحد لتجنب الضرائب ، ونوابض فولاذية في المركبات الأكبر حجمًا. غالبًا ما كانت مصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون وعادة ما كانت تتخذ شكل نوابض ورقية متعددة الطبقات. [4]

كانت الينابيع الورقية موجودة منذ قدماء المصريين . استخدم المهندسون العسكريون القدماء الينابيع الورقية على شكل أقواس لتشغيل محركات الحصار الخاصة بهم ، ولم يحققوا نجاحًا كبيرًا في البداية. تم تحسين استخدام الينابيع الورقية في المقاليع لاحقًا وتم استخدامها بعد سنوات. لم تكن الينابيع مصنوعة من المعدن فحسب؛ بل يمكن استخدام فرع شجرة قوي كزنبرك، كما هو الحال مع القوس. استخدمت العربات التي تجرها الخيول وفورد موديل تي هذا النظام، ولا يزال يستخدم حتى اليوم في المركبات الأكبر حجمًا، والتي يتم تركيبها بشكل أساسي في نظام التعليق الخلفي. [5]

كانت نوابض الأوراق أول نظام تعليق حديث، ومع التقدم في بناء الطرق ، بشرت بأعظم تحسن في النقل البري حتى ظهور السيارات . [ 6] لم تكن نوابض الفولاذ البريطانية مناسبة للاستخدام على الطرق الوعرة في أمريكا في ذلك الوقت، لذلك أعادت شركة Abbot-Downing Company في كونكورد، نيو هامبشاير تقديم نظام التعليق بحزام جلدي، والذي أعطى حركة متأرجحة بدلاً من الاهتزاز لأعلى ولأسفل لتعليق الزنبرك.

هنري فورنييه على "ماكينة مورس" الفريدة من نوعها والتي فازت بالسباق، الصورة التقطت عام 1902

في عام 1901، قام مورس الباريسي بتجهيز سيارة بامتصاص الصدمات لأول مرة . وبفضل ميزة نظام التعليق المثبط في "ماكينة مورس" الخاصة به، فاز هنري فورنييه بالسباق المرموق من باريس إلى برلين في 20 يونيو 1901. وكان وقت فورنييه المتفوق 11 ساعة و46 دقيقة و10 ثوانٍ، بينما كان أفضل منافس هو ليونس جيراردو في سيارة بانهارد بزمن 12 ساعة و15 دقيقة و40 ثانية. [7]

ظهرت الينابيع الحلزونية لأول مرة في مركبة إنتاجية في عام 1906 في سيارة Brush Runabout التي صنعتها شركة Brush Motor Company. واليوم، تُستخدم الينابيع الحلزونية في معظم السيارات.

في عام 1920، استخدمت شركة Leyland Motors قضبان الالتواء في نظام التعليق.

في عام 1922، تم ابتكار نظام التعليق الأمامي المستقل في سيارة لانشيا لامدا ، وأصبح أكثر شيوعًا في السيارات ذات السوق الشامل منذ عام 1932. [8] واليوم، تحتوي معظم السيارات على نظام تعليق مستقل على جميع العجلات الأربع.

الجزء الذي كانت ترتكز عليه الينابيع قبل عام 1950 يسمى بالحديد الأخرس .

في عام 2002، اخترع مالكولم سي سميث مكون تعليق سلبي جديد، وهو المعطل ، والذي يتمتع بالقدرة على زيادة القصور الذاتي الفعال لتعليق العجلات باستخدام دولاب الموازنة المسنن، ولكن دون إضافة كتلة كبيرة. وقد تم استخدامه في البداية في سباقات الفورمولا وان بشكل سري، ولكن منذ ذلك الحين انتشر إلى رياضة السيارات على نطاق أوسع.

الفرق بين التعليق الخلفي والتعليق الأمامي

بالنسبة للسيارات ذات الدفع الأمامي ، فإن التعليق الخلفي له قيود قليلة، ويتم استخدام مجموعة متنوعة من محاور العارضة والتعليق المستقل . بالنسبة للسيارات ذات الدفع الخلفي ، فإن التعليق الخلفي له العديد من القيود، وكان تطوير تصميم التعليق المستقل المتفوق، ولكن الأكثر تكلفة ، أمرًا صعبًا. [ بحاجة لمصدر ]

تاريخ

استخدمت سيارة هنري فورد موديل T أنبوب عزم الدوران لكبح هذه القوة، حيث تم ربط الترس التفاضلي بالهيكل بواسطة زنبرك ورقي جانبي وقضيبين ضيقين. أحاط أنبوب عزم الدوران بعمود الدفع الحقيقي ومارس القوة على مفصل الكرة في الجزء الخلفي الأقصى من ناقل الحركة، والذي تم ربطه بالمحرك. تم استخدام طريقة مماثلة في أواخر الثلاثينيات من قبل شركة Buick وسيارة Hudson ذات الحمام في عام 1948، والتي استخدمت نوابض حلزونية لا يمكنها تحمل الدفع للأمام والخلف.

كان نظام دفع هوتشكيس ، الذي اخترعه ألبرت هوتشكيس، هو نظام التعليق الخلفي الأكثر شيوعًا المستخدم في السيارات الأمريكية من ثلاثينيات القرن العشرين إلى سبعينياته. يستخدم النظام نوابض ورقية طولية مثبتة في الأمام وخلف الترس التفاضلي للمحور الحي . تنقل هذه النوابض عزم الدوران إلى الإطار. وعلى الرغم من استهزاء العديد من شركات صناعة السيارات الأوروبية به في ذلك الوقت، فقد تم قبوله من قبل شركات صناعة السيارات الأمريكية، لأنه كان غير مكلف في التصنيع. كما تم قمع العيوب الديناميكية لهذا التصميم من خلال الوزن الهائل لمركبات الركاب الأمريكية قبل تنفيذ معيار متوسط ​​​​الاقتصاد في استهلاك الوقود للشركات (CAFE).

اخترع فرنسي آخر أنبوب دي ديون ، والذي يُطلق عليه أحيانًا "شبه المستقل". ومثل التعليق الخلفي المستقل الحقيقي، يستخدم هذا الأنبوب مفصلين عالميين ، أو ما يعادلهما من مركز الترس التفاضلي إلى كل عجلة. لكن العجلات لا يمكنها الارتفاع والهبوط بشكل مستقل تمامًا عن بعضها البعض؛ فهي مربوطة بنير يلتف حول الترس التفاضلي، أسفله وخلفه. لم يكن لهذه الطريقة استخدام كبير في الولايات المتحدة . ربما كان استخدامها حوالي عام 1900 بسبب رداءة جودة الإطارات، التي كانت تتآكل بسرعة. من خلال إزالة قدر كبير من الوزن غير المعلق ، كما تفعل أنظمة التعليق الخلفية المستقلة، فقد جعلتها تدوم لفترة أطول. [ بحاجة لمصدر ]

تستخدم المركبات ذات الدفع الخلفي اليوم في كثير من الأحيان نظام تعليق مستقل متعدد الوصلات معقد إلى حد ما لتحديد موقع العجلات الخلفية بشكل آمن، مع توفير جودة قيادة لائقة . [ بحاجة لمصدر ]

معدلات الزنبرك والعجلة واللف

نظام التعليق الهيدروليكي الهوائي Citroën BX - عرض توضيحي للحد الأقصى والحد الأدنى

معدل الربيع

معدل الزنبرك (أو معدل التعليق) هو أحد المكونات المستخدمة في تحديد ارتفاع ركوب المركبة أو موقعها في شوط التعليق. عندما يتم ضغط الزنبرك أو تمديده، فإن القوة التي يمارسها تتناسب مع تغير طوله. معدل الزنبرك أو ثابت الزنبرك للزنبرك هو التغير في القوة التي يمارسها، مقسومًا على التغير في انحراف الزنبرك. غالبًا ما تحتوي المركبات التي تحمل أحمالًا ثقيلة على نوابض أثقل للتعويض عن الوزن الإضافي الذي قد يؤدي بخلاف ذلك إلى انهيار المركبة إلى أسفل مسارها (الشوط). تُستخدم النوابض الأثقل أيضًا في تطبيقات الأداء، حيث تكون ظروف التحميل التي يتم مواجهتها أكثر أهمية.

تتسبب النوابض شديدة الصلابة أو اللينة في عدم فعالية نظام التعليق - وذلك غالبًا لأنها تفشل في عزل السيارة عن الطريق بشكل صحيح. المركبات التي تتعرض عادةً لأحمال تعليق أثقل من المعتاد، تحتوي على نوابض ثقيلة أو صلبة، مع معدل نوابض قريب من الحد الأعلى لوزن تلك المركبة. يسمح هذا للمركبة بالأداء بشكل صحيح تحت حمولة ثقيلة، عندما تكون السيطرة محدودة بقصور الحمل . قد يكون الركوب في شاحنة فارغة مخصصة لحمل الأحمال غير مريح للركاب، بسبب معدل نوابضها المرتفع نسبيًا لوزن المركبة. يمكن أيضًا وصف سيارة السباق بأنها تحتوي على نوابض ثقيلة، وستكون أيضًا غير مريحة وغير مريحة. ومع ذلك، على الرغم من أننا نقول إن كلاهما يحتوي على نوابض ثقيلة، فإن معدلات النوابض الفعلية لسيارة سباق تزن 2000 رطل (910 كجم) وشاحنة تزن 10000 رطل (4500 كجم) مختلفة تمامًا. يمكن وصف السيارة الفاخرة أو سيارة الأجرة أو حافلة الركاب بأنها تحتوي على نوابض ناعمة، لراحة ركابها أو سائقها. تتحرك المركبات ذات النوابض المهترئة أو التالفة على مسافة أقل من الأرض، مما يقلل من إجمالي كمية الضغط المتاحة لنظام التعليق، ويزيد من مقدار ميلان الهيكل. قد تتطلب المركبات عالية الأداء في بعض الأحيان معدل نوابض بخلاف وزن المركبة وحملها.

معدل العجلات

معدل العجلة هو معدل الزنبرك الفعال عند قياسه عند العجلة، على عكس مجرد قياس معدل الزنبرك وحده.

معدل العجلة يكون عادة مساويًا أو أقل بكثير من معدل الزنبرك. وعادة ما يتم تثبيت الزنبركات على أذرع التحكم أو أذرع التأرجح أو بعض أعضاء التعليق المحورية الأخرى. ضع في اعتبارك المثال أعلاه، حيث تم حساب معدل الزنبرك ليكون 500 رطل/بوصة (87.5 نيوتن/مم)، إذا كان المرء يحرك العجلة 1 بوصة (2.5 سم) (دون تحريك السيارة)، فمن المرجح أن ينضغط الزنبرك بمقدار أقل. إذا تحرك الزنبرك 0.75 بوصة (19 مم)، فإن نسبة ذراع الرافعة ستكون 0.75:1. يتم حساب معدل العجلة عن طريق أخذ مربع النسبة (0.5625) مضروبة في معدل الزنبرك، وبالتالي الحصول على 281.25 رطل/بوصة (49.25 نيوتن/مم). النسبة مربعة لأنها لها تأثيران على معدل العجلة: فهي تنطبق على كل من القوة والمسافة المقطوعة.

معدل دوران العجلات في نظام التعليق المستقل بسيط إلى حد ما. ومع ذلك، يجب مراعاة اعتبارات خاصة مع بعض تصميمات التعليق غير المستقلة. خذ حالة المحور المستقيم. عند النظر إليه من الأمام أو الخلف، يمكن قياس معدل دوران العجلات بالوسائل المذكورة أعلاه. ومع ذلك، نظرًا لأن العجلات ليست مستقلة، فعند النظر إليها من الجانب أثناء التسارع أو الكبح، تكون نقطة الارتكاز عند اللانهاية (لأن كلتا العجلتين تحركتا) ويكون الزنبرك في خط مستقيم مع رقعة تلامس العجلة. والنتيجة غالبًا هي أن معدل دوران العجلات الفعال أثناء الانعطاف يختلف عما هو عليه أثناء التسارع والكبح. يمكن تقليل هذا الاختلاف في معدل دوران العجلات عن طريق وضع الزنبرك بالقرب من العجلة قدر الإمكان.

يتم عادةً جمع معدلات العجلات ومقارنتها بالكتلة النابضة للمركبة لإنشاء "معدل الركوب" والتردد الطبيعي للتعليق المقابل في الركوب (يُشار إليه أيضًا باسم "الرفع"). يمكن أن يكون هذا مفيدًا في إنشاء مقياس لصلابة التعليق ومتطلبات السفر للمركبة.

معدل اللفة

معدل التدحرج مماثل لمعدل ركوب السيارة، ولكن للأفعال التي تشمل التسارع الجانبي، مما يتسبب في تدحرج كتلة السيارة. يتم التعبير عنه بعزم الدوران لكل درجة من تدحرج كتلة السيارة الزنبركية. يتأثر بعوامل تشمل على سبيل المثال لا الحصر كتلة السيارة الزنبركية، وعرض المسار، وارتفاع مركز الثقل، ومعدلات الزنبرك والمثبط، وارتفاع مركز التدحرج في الأمام والخلف، وصلابة قضيب منع التدحرج وضغط الإطارات/البناء. يمكن لمعدل التدحرج في السيارة أن يختلف، وعادة ما يختلف، من الأمام إلى الخلف، مما يسمح بقدرة الضبط للسيارة للتعامل المؤقت والثابت. لا يغير معدل التدحرج في السيارة إجمالي كمية نقل الوزن على السيارة، ولكنه يحول سرعة ونسبة الوزن المنقول على محور معين إلى محور آخر عبر هيكل السيارة. بشكل عام، كلما زاد معدل التدحرج على محور السيارة، زادت سرعة ونسبة نقل الوزن على هذا المحور . [ بحاجة لمصدر ]

بحلول عام 2021، كانت بعض المركبات تقدم التحكم الديناميكي في الانقلاب مع نظام تعليق هوائي قابل لضبط ارتفاع الركوب وممتصات صدمات قابلة للتكيف. [9]

نسبة زوج اللفة

نسبة زوج التدحرج هي طريقة مبسطة لوصف توزيع نقل الحمل الجانبي من الأمام إلى الخلف، ومن ثم التعامل مع التوازن. إنها معدل التدحرج الفعال للعجلة لكل محور من محاور المركبة كنسبة من معدل التدحرج الإجمالي للمركبة. يتم تعديلها عادةً من خلال استخدام قضبان مانعة للتدحرج ، ولكن يمكن أيضًا تغييرها من خلال استخدام نوابض مختلفة.

نقل الوزن

يتم عادةً حساب نقل الوزن أثناء الانعطاف أو التسارع أو الكبح لكل عجلة على حدة، ومقارنته بالأوزان الثابتة لنفس العجلات.

يتأثر إجمالي كمية نقل الوزن فقط بأربعة عوامل: المسافة بين مراكز العجلات (قاعدة العجلات في حالة الكبح، أو عرض المسار في حالة المنعطفات)، وارتفاع مركز الثقل، وكتلة السيارة، وكمية التسارع التي يتم تجربتها.

إن السرعة التي يتم بها نقل الوزن، وكذلك المكونات التي يتم نقلها من خلالها، معقدة، وتحددها العديد من العوامل؛ بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر: ارتفاع مركز الانقلاب، ومعدلات النابض والمثبط، وصلابة قضيب منع الانقلاب، والتصميم الحركي لروابط التعليق.

في معظم التطبيقات التقليدية، عندما يتم نقل الوزن من خلال عناصر متوافقة عمدًا، مثل النوابض والمثبطات وأشرطة منع الانقلاب، يُقال إن نقل الوزن يكون "مرنًا"، بينما يُقال إن الوزن الذي يتم نقله من خلال روابط تعليق أكثر صلابة، مثل أذرع A وروابط أصابع القدم، يكون "هندسيًا".

نقل الوزن غير المعلق

يتم حساب نقل الوزن غير المعلق على أساس وزن مكونات السيارة التي لا تدعمها النوابض. ويشمل ذلك الإطارات والعجلات والفرامل والمغازل ونصف وزن ذراع التحكم والمكونات الأخرى. ثم يُفترض (لأغراض الحساب) أن هذه المكونات متصلة بمركبة ذات وزن معلق صفري. ثم يتم وضعها من خلال نفس الأحمال الديناميكية.

سيكون نقل الوزن للانعطاف في المقدمة مساويًا لإجمالي وزن الجزء الأمامي غير المعلق مضروبًا في قوة الجاذبية مضروبًا في ارتفاع مركز الثقل الأمامي غير المعلق مقسومًا على عرض المسار الأمامي. وينطبق الأمر نفسه على الجزء الخلفي.

نقل الوزن النابض

نقل الوزن المعلق هو الوزن الذي يتم نقله فقط بواسطة وزن السيارة التي ترتكز على نوابضها، وليس بواسطة الوزن الإجمالي للسيارة. يتطلب حساب ذلك معرفة الوزن المعلق للسيارة (الوزن الإجمالي مطروحًا منه الوزن غير المعلق)، وارتفاع مركز التدحرج الأمامي والخلفي، وارتفاع مركز الثقل المعلق (يستخدم لحساب طول ذراع عزم التدحرج). يتطلب حساب نقل الوزن المعلق الأمامي والخلفي أيضًا معرفة نسبة عزم التدحرج.

محور التدحرج هو الخط الذي يمر عبر مركزي التدحرج الأمامي والخلفي والذي تدور حوله المركبة أثناء الانعطاف. المسافة من هذا المحور إلى ارتفاع مركز ثقل الزنبرك هي طول ذراع عزم التدحرج. إجمالي نقل وزن الزنبرك يساوي قوة الجاذبية مضروبة في وزن الزنبرك مضروبة في طول ذراع عزم التدحرج مقسومًا على عرض المسار الفعال. يتم حساب نقل وزن الزنبرك الأمامي عن طريق ضرب نسبة زوج التدحرج في إجمالي نقل وزن الزنبرك. الجزء الخلفي هو الإجمالي مطروحًا منه نقل الوزن الأمامي.

قوى الرفع

قوى الرفع هي مجموع مكونات القوة الرأسية التي تتعرض لها وصلات التعليق. تعمل القوة الناتجة على رفع الكتلة المرفوعة، إذا كان مركز اللفة فوق الأرض، أو ضغطها، إذا كانت تحت الأرض. بشكل عام، كلما ارتفع مركز اللفة ، كلما زادت قوة الرفع.

خصائص أخرى

يسافر

السفر هو مقياس المسافة من أسفل شوط التعليق (مثل عندما تكون السيارة على رافعة، والعجلة معلقة بحرية) إلى أعلى شوط التعليق (مثل عندما لا تستطيع عجلة السيارة التحرك في اتجاه صاعد نحو السيارة). يمكن أن يؤدي انزلاق العجلة إلى أسفل أو رفعها إلى حدوث مشكلات خطيرة في التحكم، أو التسبب بشكل مباشر في حدوث أضرار. يمكن أن يحدث "الانزلاق إلى أسفل" بسبب نفاد مساحة التعليق أو الإطارات أو المصدات أو غير ذلك من الأشياء التي لا يمكنها التحرك، أو اصطدام الهيكل أو المكونات الأخرى للسيارة بالطريق. تكون مشكلات التحكم الناتجة عن رفع العجلة أقل حدة، إذا ارتفعت العجلة عندما يصل الزنبرك إلى شكله الخالي من التحميل، مقارنة بما تكون عليه إذا كانت الحركة محدودة بسبب ملامسة أعضاء التعليق (انظر Triumph TR3B .)

تستخدم العديد من المركبات التي تسير على الطرق الوعرة ، مثل مركبات السباق الصحراوية، أحزمة تسمى "أحزمة التحديد" للحد من حركة التعليق إلى الأسفل إلى نقطة ضمن حدود آمنة للوصلات وممتصات الصدمات. وهذا ضروري، حيث أن هذه الشاحنات مصممة للسفر عبر تضاريس وعرة للغاية بسرعات عالية، وحتى تصبح محمولة في الهواء في بعض الأحيان. وبدون وجود شيء يحد من السفر، فإن بطانات التعليق ستتحمل كل القوة، عندما يصل التعليق إلى "الانحناء الكامل"، ويمكن أن يتسبب ذلك حتى في خروج نوابض الملف من "دلاءها"، إذا تم تثبيتها بواسطة قوى الضغط فقط. حزام التحديد هو حزام بسيط، غالبًا ما يكون من النايلون بطول محدد مسبقًا، يوقف الحركة إلى الأسفل عند نقطة محددة مسبقًا قبل الوصول إلى الحد الأقصى للسفر النظري. إن العكس من ذلك هو "مانع الصدمات"، الذي يحمي التعليق والمركبة (وكذلك الركاب) من "الارتطام" العنيف بالتعليق، والذي يحدث عندما يتسبب عائق (أو هبوط حاد) في خروج التعليق عن مساره الصاعد دون امتصاص طاقة الشوط بالكامل. بدون مانع الصدمات، فإن السيارة التي "تهبط إلى أسفل"، سوف تتعرض لصدمة شديدة للغاية عندما يلامس التعليق الجزء السفلي من الإطار أو الجسم، والتي تنتقل إلى الركاب وكل موصل ولحام في السيارة. غالبًا ما تأتي المركبات المصنعة مع "نتوءات" مطاطية عادية لامتصاص أسوأ القوى وعزل الصدمة. قد يتم تزويد مركبة سباق الصحراء، والتي يجب أن تمتص بشكل روتيني قوى تأثير أعلى بكثير، بمانعات صدمات هوائية أو هيدروليكية هوائية. هذه هي في الأساس ممتصات صدمات مصغرة (مثبطات) مثبتة بالمركبة في مكان، بحيث يلامس التعليق نهاية المكبس عندما يقترب من حد السفر لأعلى. تمتص هذه المواد الصدمات بشكل أكثر فعالية بكثير من مادة مانعة الصدمات المطاطية الصلبة، وهو أمر ضروري، لأن مادة مانعة الصدمات المطاطية تعتبر بمثابة عازل طوارئ "أخير" للارتطام العرضي العرضي لنظام التعليق؛ وهي غير كافية على الإطلاق لامتصاص الصدمات المتكررة والثقيلة، مثل الاصطدام بمركبات عالية السرعة على الطرق الوعرة.

التخميد

التخميد هو التحكم في الحركة أو التذبذب، كما هو الحال مع استخدام البوابات والصمامات الهيدروليكية في ممتص الصدمات في السيارة. وقد يختلف هذا أيضًا، عمدًا أو بغير قصد. ومثل معدل الزنبرك، قد يكون التخميد الأمثل للراحة أقل من التخميد الأمثل للتحكم.

يتحكم التخميد في سرعة الحركة ومقاومة نظام تعليق السيارة. ستتأرجح السيارة غير المثبطة للأعلى والأسفل. مع مستويات التخميد المناسبة، ستعود السيارة إلى حالتها الطبيعية في أقل قدر من الوقت. يمكن التحكم في معظم التخميد في المركبات الحديثة عن طريق زيادة أو تقليل مقاومة تدفق السوائل في ممتص الصدمات.

التحكم في الانحناء

انظر إلى التبعية والمستقلة أدناه. يتغير الانحناء بسبب حركة العجلات، وانزلاق الجسم وانحراف نظام التعليق أو امتثاله. بشكل عام، يتآكل الإطار ويكبح بشكل أفضل عند -1 إلى -2 درجة من الانحناء من العمودي. اعتمادًا على الإطار وسطح الطريق، فقد يحافظ على الطريق بشكل أفضل عند زاوية مختلفة قليلاً. يمكن استخدام التغييرات الصغيرة في الانحناء، الأمامي والخلفي، لضبط المناورة. يتم ضبط بعض سيارات السباق بزاوية انحناء -2 إلى -7 درجات، اعتمادًا على نوع المناورة المطلوبة، وبنية الإطار. غالبًا ما يؤدي الانحناء الزائد إلى انخفاض أداء الكبح بسبب انخفاض حجم رقعة التلامس من خلال التباين المفرط في الانحناء في هندسة التعليق. يتم تحديد مقدار تغيير الانحناء في المطبات من خلال طول ذراع التأرجح اللحظي للرؤية الأمامية (FVSA) لهندسة التعليق، أو بعبارة أخرى، ميل الإطار إلى الانحناء إلى الداخل عند ضغطه في المطبات.

ارتفاع مركز اللفة

ارتفاع مركز التدحرج هو نتاج ارتفاعات مركز التعليق الفورية وهو مقياس مفيد في تحليل تأثيرات نقل الوزن، وتدحرج الجسم وتوزيع صلابة التدحرج من الأمام إلى الخلف. تقليديًا، يتم ضبط توزيع صلابة التدحرج عن طريق ضبط قضبان منع التدحرج بدلاً من ارتفاع مركز التدحرج (حيث يميل كلاهما إلى إحداث تأثير مماثل على الكتلة النابضة)، لكن ارتفاع مركز التدحرج مهم عند النظر في مقدار قوى الرفع التي يتعرض لها.

مركز فوري

نظرًا لأن حركة العجلة والإطار مقيدة بروابط التعليق الخاصة بالمركبة، فإن حركة مجموعة العجلات في المنظر الأمامي سترسم قوسًا وهميًا في الفضاء مع "مركز لحظي" للدوران عند أي نقطة معينة على طول مسارها. يمكن العثور على المركز اللحظي لأي مجموعة عجلات من خلال اتباع الخطوط الوهمية المرسومة عبر روابط التعليق إلى نقطة تقاطعها.

يشير أحد مكونات متجه قوة الإطار من رقعة التلامس للإطار عبر مركز اللحظة. وكلما كان هذا المكون أكبر، كلما قلت حركة التعليق. من الناحية النظرية، إذا كانت النتيجة المترتبة على الحمل الرأسي على الإطار والقوة الجانبية الناتجة عنه تشير مباشرة إلى مركز اللحظة، فلن تتحرك روابط التعليق. في هذه الحالة، سيكون كل نقل الوزن عند هذا الطرف من السيارة هندسيًا بطبيعته. هذه هي المعلومات الأساسية المستخدمة في العثور على مركز التدحرج القائم على القوة أيضًا.

في هذا الصدد، تكون المراكز اللحظية أكثر أهمية للتعامل مع المركبة، من مركز التدحرج الحركي وحده، حيث يتم تحديد نسبة نقل الوزن الهندسي إلى المرن من خلال القوى عند الإطارات واتجاهاتها فيما يتعلق بموضع مراكزها اللحظية.

مضاد للغوص ومضاد للقرفصاء

إن مقاومة الغطس ومقاومة القرفصاء هي نسب تشير إلى الدرجة التي يغوص بها الجزء الأمامي عند الكبح، ويقرفص الجزء الخلفي عند التسارع. ويمكن اعتبارهما متقابلين للكبح والتسارع، كما هي قوى الرفع عند المنعطفات. والسبب الرئيسي وراء هذا الاختلاف يرجع إلى أهداف التصميم المختلفة بين التعليق الأمامي والخلفي، في حين يكون التعليق عادةً متماثلًا بين يسار ويمين السيارة.

تعتمد طريقة تحديد مقاومة الغوص أو مقاومة القرفصاء على ما إذا كانت وصلات التعليق تتفاعل مع عزم الكبح والتسارع. على سبيل المثال، مع الفرامل الداخلية والعجلات الخلفية التي يتم تحريكها بنصف عمود، لا تتفاعل وصلات التعليق، ولكن مع الفرامل الخارجية وخط نقل الحركة ذي المحور المتأرجح، فإنها تتفاعل.

لتحديد نسبة مقاومة فرملة التعليق الأمامي للفرامل الخارجية، من الضروري أولاً تحديد ظل الزاوية بين الخط المرسوم، في المنظر الجانبي، من خلال رقعة الإطار الأمامي ومركز التعليق الأمامي، والأفقي. بالإضافة إلى ذلك، يجب معرفة نسبة جهد الكبح عند العجلات الأمامية. بعد ذلك، اضرب الظل في نسبة جهد كبح العجلة الأمامية وقسمها على نسبة ارتفاع مركز الثقل إلى قاعدة العجلات. تعني قيمة 50٪، أن نصف الوزن ينتقل إلى العجلات الأمامية؛ أثناء الكبح، يتم نقله من خلال وصلة التعليق الأمامية، ويتم نقل النصف الآخر من خلال نوابض التعليق الأمامية.

بالنسبة للفرامل الداخلية، يتم اتباع نفس الإجراء، ولكن باستخدام مركز العجلة بدلاً من مركز رقعة التلامس.

يتم حساب مقاومة القرفصاء للتسارع الأمامي بنفس الطريقة وبنفس العلاقة بين النسبة المئوية ونقل الوزن. تُستخدم قيم مقاومة القرفصاء البالغة 100% أو أكثر بشكل شائع في سباقات السحب، ولكن القيم البالغة 50% أو أقل أكثر شيوعًا في السيارات التي يتعين عليها الخضوع لفرملة شديدة. تتسبب القيم الأعلى لمقاومة القرفصاء عادةً في قفز العجلات أثناء الكبح. من المهم ملاحظة أن قيمة 100% تعني أن نقل الوزن بالكامل يتم من خلال وصلة التعليق. ومع ذلك، لا يعني هذا أن التعليق غير قادر على حمل أحمال إضافية (ديناميكية هوائية، وانحناء، وما إلى ذلك) أثناء نوبة من الكبح، أو التسارع الأمامي. بعبارة أخرى، لا يُقصد "ربط" التعليق. [10]

مرونة وأوضاع اهتزاز عناصر التعليق

في بعض السيارات الحديثة، تكمن المرونة بشكل أساسي في البطانات المطاطية ، والتي تكون عرضة للتلف بمرور الوقت. بالنسبة للتعليقات عالية الضغط، مثل المركبات على الطرق الوعرة، تتوفر البطانات المصنوعة من مادة البولي يوريثين، والتي توفر عمرًا أطول تحت ضغوط أكبر. ومع ذلك، نظرًا لاعتبارات الوزن والتكلفة، لا يتم تصنيع الهياكل بشكل أكثر صلابة من اللازم. تظهر بعض المركبات اهتزازات ضارة تتضمن ثني الأجزاء الهيكلية، مثل عند التسارع أثناء الانعطاف بشكل حاد. يمكن أن تساهم مرونة الهياكل، مثل الإطارات ووصلات التعليق، أيضًا في الزنبرك، وخاصة في تخميد الاهتزازات عالية التردد. ساهمت مرونة العجلات السلكية في شعبيتها في الأوقات التي كانت فيها أنظمة التعليق في السيارات أقل تقدمًا.

تسوية التحميل

يمكن أن تكون السيارات محملة بشكل كبير بالأمتعة والركاب والمقطورات. سيؤدي هذا التحميل إلى انزلاق ذيل السيارة إلى الأسفل. يعد الحفاظ على مستوى الهيكل الثابت أمرًا ضروريًا لتحقيق التحكم المناسب الذي تم تصميم السيارة من أجله. يمكن أن يعمى شعاع المصابيح الأمامية السائقين القادمين. يعمل نظام التعليق المستوي على مواجهة هذا عن طريق نفخ الأسطوانات في نظام التعليق لرفع الهيكل إلى أعلى. [11]

العزل عن الصدمات ذات التردد العالي

بالنسبة لمعظم الأغراض، لا يشكل وزن مكونات التعليق أهمية كبيرة. ولكن عند الترددات العالية الناجمة عن خشونة سطح الطريق، تعمل الأجزاء المعزولة بواسطة البطانات المطاطية كمرشح متعدد المراحل لقمع الضوضاء والاهتزاز بشكل أفضل مما يمكن القيام به باستخدام الإطارات والنوابض فقط. (تعمل النوابض بشكل أساسي في الاتجاه الرأسي).

المساهمة في الوزن غير المعلق والوزن الإجمالي

تكون هذه عادةً صغيرة، باستثناء أن التعليق يتعلق بما إذا كانت الفرامل والترس التفاضلي (الترسات) نابضية.

هذه هي الميزة الوظيفية الرئيسية للعجلات المصنوعة من الألومنيوم مقارنة بالعجلات الفولاذية. وقد تم استخدام أجزاء التعليق المصنوعة من الألومنيوم في السيارات الإنتاجية، كما تعد أجزاء التعليق المصنوعة من ألياف الكربون شائعة في سيارات السباق.

المساحة مشغولة

تختلف التصميمات من حيث المساحة التي تشغلها ومكان وضعها. ومن المقبول عمومًا أن دعامات ماكفيرسون هي الترتيب الأكثر إحكامًا للمركبات ذات المحرك الأمامي، حيث يلزم وجود مساحة بين العجلات لوضع المحرك.

من المحتمل أن يتم تجنب الفرامل الداخلية (التي تقلل الوزن غير المعلق) بسبب اعتبارات المساحة أكثر من التكلفة.

توزيع القوة

يجب أن يتطابق ملحق التعليق مع تصميم الإطار من حيث الهندسة والقوة والصلابة.

مقاومة الهواء (السحب)

تحتوي بعض المركبات الحديثة على نظام تعليق قابل للتعديل في الارتفاع من أجل تحسين الديناميكية الهوائية وكفاءة الوقود. تستخدم السيارات الحديثة ذات العجلات المكشوفة ونظام التعليق أنابيب انسيابية بدلاً من الأنابيب المستديرة البسيطة لأذرع التعليق لتقليل السحب الديناميكي الهوائي . ومن الشائع أيضًا استخدام أنظمة التعليق من نوع ذراع الروك أو قضيب الدفع أو قضيب السحب، والتي تضع وحدة الزنبرك/المثبط للداخل وخارج تيار الهواء لتقليل مقاومة الهواء بشكل أكبر.

يكلف

تتحسن أساليب الإنتاج، لكن التكلفة تشكل دائمًا عاملًا مؤثرًا. ويبدو أن الاستمرار في استخدام المحور الخلفي الصلب، مع الترس التفاضلي غير المعلق، وخاصة في المركبات الثقيلة، هو المثال الأكثر وضوحًا.

النوابض والمخمدات

تستخدم معظم أنظمة التعليق التقليدية نوابض سلبية لامتصاص الصدمات والمثبطات (أو ممتصات الصدمات) للتحكم في حركات النوابض.

من بين الاستثناءات الجديرة بالملاحظة الأنظمة الهيدروليكية الهوائية ، والتي يمكن التعامل معها كوحدة متكاملة من مكونات نوابض الغاز والتخميد، والتي تستخدمها الشركة المصنعة الفرنسية سيتروين ؛ والأنظمة الهيدروليكية الهوائية والهيدرغاز والمخروط المطاطي التي تستخدمها شركة بريتيش موتور كوربوريشن ، وخاصة في سيارة ميني . وقد تم استخدام عدد من الأنواع المختلفة من كل منها:

التعليق السلبي

تُسمى النوابض والمثبطات التقليدية بالتعليق السلبي — حيث يتم تعليق معظم المركبات بهذه الطريقة.

الينابيع

زنبرك هوائي على مقطورة نصف مقطورة

يتم تعليق أغلب المركبات البرية بواسطة نوابض فولاذية من الأنواع التالية:

تدرك شركات صناعة السيارات القيود المتأصلة في نوابض الفولاذ - حيث تميل هذه النوابض إلى إنتاج تذبذبات غير مرغوب فيها، وقد طورت شركات صناعة السيارات أنواعًا أخرى من مواد وآليات التعليق في محاولة لتحسين الأداء:

المثبطات أو ممتصات الصدمات

تعمل ممتصات الصدمات على تخفيف حركات المركبة لأعلى ولأسفل على نوابضها (والتي قد تكون بسيطة بخلاف ذلك). كما يجب أن تعمل على تخفيف قدر كبير من ارتداد العجلات عندما يرتد الوزن غير المعلق للعجلة والمحور والمحور وأحيانًا الفرامل والترس التفاضلي لأعلى ولأسفل على مرونة الإطار.

المعلقات شبه النشطة والنشطة

إذا تم التحكم في التعليق خارجيًا، فهو تعليق شبه نشط أو نشط - يتفاعل التعليق مع الإشارات من وحدة تحكم إلكترونية.

على سبيل المثال، سوف "تعرف" سيارة سيتروين الهيدروليكية الهوائية مدى ارتفاع السيارة عن الأرض، وتعيد ضبطها باستمرار لتحقيق هذا المستوى، بغض النظر عن الحمل. ومع ذلك، فإن هذا النوع من التعليق لن يعوض على الفور عن انحراف الجسم بسبب الانعطاف. يضيف نظام سيتروين حوالي 1% إلى تكلفة السيارة مقارنة بالنوابض الفولاذية السلبية.

تشتمل أنظمة التعليق شبه النشطة على أجهزة مثل النوابض الهوائية وممتصات الصدمات القابلة للتبديل، وحلول التسوية الذاتية المتنوعة ، بالإضافة إلى أنظمة مثل أنظمة التعليق الهيدروليكية الهوائية والهيدرولاكية والهيدرغاز .

قدمت تويوتا ممتصات صدمات قابلة للتبديل في سيارة Soarer عام 1983. [17] تبيع شركة Delphi حاليًا ممتصات صدمات مملوءة بسائل مغناطيسي ريولوجي ، يمكن تغيير لزوجته كهرومغناطيسيًا - مما يوفر تحكمًا متغيرًا دون تبديل الصمامات، وهو أسرع وبالتالي أكثر فعالية.

تستخدم أنظمة التعليق النشطة بالكامل المراقبة الإلكترونية لحالة السيارة، إلى جانب الوسائل لتغيير سلوك تعليق السيارة في الوقت الفعلي للتحكم بشكل مباشر في حركة السيارة.

طورت شركة لوتس كارز عدة نماذج أولية منذ عام 1982 فصاعدًا، وقدمتها إلى سباقات الفورمولا واحد ، حيث كانت فعالة إلى حد ما، ولكن تم حظرها الآن.

قدمت نيسان نظام التعليق النشط منخفض النطاق الترددي حوالي عام 1990 كخيار أضاف 20٪ إضافية إلى سعر الطرز الفاخرة. طورت سيتروين أيضًا العديد من طرز التعليق النشط (انظر hydractive ). يستخدم نظام نشط بالكامل من شركة Bose Corporation ، والذي تم الإعلان عنه في عام 2009، محركات كهربائية خطية [18] [19] [20] [21] [22] بدلاً من المحركات الهيدروليكية أو الهوائية التي كانت تُستخدم عمومًا حتى وقت قريب. قدمت مرسيدس نظام تعليق نشط يسمى Active Body Control في سيارة مرسيدس بنز CL-Class الأفضل في عام 1999.

كما تم تطوير العديد من أنظمة التعليق الكهرومغناطيسية للمركبات. ومن الأمثلة على ذلك نظام التعليق الكهرومغناطيسي لشركة Bose، ونظام التعليق الكهرومغناطيسي الذي طوره البروفيسور لورينتيو إنسيكا. بالإضافة إلى ذلك، فإن عجلة ميشلان الجديدة ذات نظام التعليق المدمج الذي يعمل على محرك كهربائي تشبه هذه أيضًا. [23]

بمساعدة نظام التحكم، تحقق أنظمة التعليق النشطة/شبه النشطة المختلفة حلاً تصميميًا محسنًا بين أوضاع الاهتزاز المختلفة للمركبة؛ وهي: أوضاع الارتداد والتدحرج والانحدار والانحناء. ومع ذلك، فإن تطبيقات أنظمة التعليق المتقدمة هذه مقيدة بالتكلفة والتغليف والوزن والموثوقية و/أو تحديات أخرى.

تعليق مترابط

على عكس أنظمة التعليق شبه النشطة/النشطة، يمكن للتعليق المترابط أن يفصل بسهولة بين أوضاع اهتزاز السيارة المختلفة بطريقة سلبية. ويمكن تحقيق الترابطات بوسائل مختلفة، مثل الميكانيكية والهيدروليكية والهوائية. تعد قضبان منع الانقلاب أحد الأمثلة النموذجية للترابطات الميكانيكية، في حين تم ذكر أن الترابطات السائلة توفر إمكانات ومرونة أكبر في تحسين كل من خصائص الصلابة والتخميد.

بالنظر إلى الإمكانات التجارية الكبيرة لتكنولوجيا الهيدرونيوماتيك (Corolla، 1996)، فقد تم استكشاف أنظمة التعليق الهيدرونيوماتيكية المترابطة أيضًا في بعض الدراسات الحديثة، وتم إثبات فوائدها المحتملة في تحسين ركوب السيارة والتعامل معها. يمكن أيضًا استخدام نظام التحكم لمزيد من تحسين أداء أنظمة التعليق المترابطة. بصرف النظر عن البحث الأكاديمي، حققت شركة أسترالية Kinetic [24] بعض النجاح مع العديد من الأنظمة السلبية أو شبه النشطة ( WRC : ثلاث بطولات؛ رالي داكار : بطولتان؛ لكزس GX470 2004 كأفضل سيارة دفع رباعي للعام مع KDSS؛ جائزة PACE 2005). تعمل هذه الأنظمة من Kinetic بشكل عام على فصل وضعين على الأقل للمركبة (التدحرج والانحناء (التعبير) والانحدار و/أو الارتداد (الارتداد)) للتحكم في صلابة كل وضع وتخميده في وقت واحد باستخدام ممتصات الصدمات المترابطة وطرق أخرى. في عام 1999، تم شراء Kinetic بواسطة Tenneco. وقد أدت التطورات اللاحقة التي أجرتها شركة Creuat الكاتالونية إلى ابتكار تصميم نظام أبسط يعتمد على أسطوانات أحادية الفعل. وبعد بعض المشاريع في المنافسة، تعمل Creuat بنشاط في توفير أنظمة التعديل لبعض طرازات المركبات.

تاريخيًا، كانت أول سيارة يتم إنتاجها بكميات كبيرة بنظام تعليق ميكانيكي مترابط من الأمام إلى الخلف هي سيارة سيتروين 2CV عام 1948. كان التعليق في سيارة 2CV ناعمًا للغاية - كان الوصلة الطولية تجعل الالتواء أكثر ليونة، بدلاً من جعل التدحرج أكثر صلابة. اعتمدت على هندسة شديدة مضادة للغوص والانحناء للتعويض عن ذلك. أدى ذلك إلى صلابة أكثر ليونة عند عبور المحور والتي كانت ستؤثر عليها قضبان منع التدحرج بخلاف ذلك. كان للذراع الأمامي / الذراع الخلفي (ذراع التأرجح) ، ونظام التعليق المرتبط للأمام والخلف، جنبًا إلى جنب مع الفرامل الأمامية الداخلية، وزن غير معلق أصغر بكثير من تصميمات النوابض الملفوفة أو الأوراق الموجودة. نقل الترابط بعض القوة التي تنحرف بالعجلة الأمامية لأعلى فوق نتوء، لدفع العجلة الخلفية لأسفل على نفس الجانب. عندما التقت العجلة الخلفية بهذا النتوء بعد لحظة، فعلت الشيء نفسه في الاتجاه المعاكس، مما حافظ على مستوى السيارة من الأمام إلى الخلف. كان تصميم السيارة 2CV يسمح لها بالقيادة بسرعة فوق حقل محروث، مثل المزارع الذي ينقل بيض الدجاج. كانت السيارة في الأصل مزودة بمخمدات احتكاك ومخمدات كتلة مضبوطة . أما الموديلات اللاحقة فكانت مزودة بمخمدات كتلة مضبوطة في المقدمة مع مخمدات/ممتصات صدمات تلسكوبية في الأمام والخلف.

كانت شركة British Motor Corporation أيضًا من أوائل الشركات التي تبنت نظام التعليق المترابط. تم تقديم نظام أطلق عليه اسم Hydrolastic في عام 1962 على Morris 1100 ، واستمر استخدامه في مجموعة متنوعة من طرازات BMC. تم تطوير Hydrolastic بواسطة مهندس التعليق Alex Moulton ، واستخدم المخاريط المطاطية كوسيط زنبركي (تم استخدامها لأول مرة في Mini 1959 ) مع وحدات تعليق على كل جانب متصلة ببعضها البعض بواسطة أنبوب مملوء بالسوائل. ينقل السائل قوة مطبات الطريق من عجلة إلى أخرى (على نفس مبدأ النظام الميكانيكي لسيارة Citroën 2CV الموصوف أعلاه)، ولأن كل وحدة تعليق تحتوي على صمامات لتقييد تدفق السائل، فقد عملت أيضًا كممتص للصدمات. [25] واصل مولتون تطوير بديل لـ Hydrolastic لخليفة BMC British Leyland . هذا النظام، الذي تم تصنيعه بموجب ترخيص من قبل شركة Dunlop في كوفنتري، والذي يسمى Hydragas ، عمل بنفس المبدأ، ولكن بدلاً من وحدات الزنبرك المطاطية، استخدم كرات معدنية مقسمة داخليًا بواسطة غشاء مطاطي. يحتوي النصف العلوي على غاز مضغوط، والنصف السفلي يحتوي على نفس السائل المستخدم في نظام Hydrolastic . ينقل السائل قوى التعليق بين الوحدات على كل جانب، بينما يعمل الغاز كوسيط زنبركي من خلال الحجاب الحاجز. هذا هو نفس مبدأ نظام Citroën الهيدروليكي الهوائي ، ويوفر جودة قيادة مماثلة ، ولكنه مكتفٍ ذاتيًا، ولا يتطلب مضخة تعمل بالمحرك لتوفير الضغط الهيدروليكي. الجانب السلبي هو أن Hydragas ، على عكس نظام Citroën، غير قابل لضبط الارتفاع أو التسوية الذاتية. تم تقديم Hydragas في عام 1973 على Austin Allegro ، وتم استخدامه في العديد من الطرز؛ كانت آخر سيارة تستخدم هذا النظام هي MG F في عام 2002. وقد تم تغيير النظام لصالح نوابض لولبية بدلاً من المثبطات بسبب أسباب التكلفة في نهاية عمر السيارة. وعندما تم إيقاف تشغيله في عام 2006، كان خط تصنيع Hydragas يبلغ من العمر أكثر من 40 عامًا.

كما تميزت بعض طرازات باكارد الأخيرة بعد الحرب العالمية الثانية بنظام تعليق مترابط.

أنواع

الأنواع الشائعة التي يمكن رؤيتها من الخلف؛ بالترتيب:
  • محور حي مع وصلة وات
  • عمود منزلق
  • محور التأرجح
  • نظام تعليق عظم الترقوة المزدوج
  • ماكفيرسون
لا يعد هذا الرسم البياني شاملاً؛ والجدير بالذكر أنه يستبعد عناصر مثل وصلات الذراع المتدلية، والوصلات المرنة.

يمكن تصنيف أنظمة التعليق على نطاق واسع إلى مجموعتين فرعيتين: تابعة ومستقلة. تشير هذه المصطلحات إلى قدرة العجلات المتقابلة على التحرك بشكل مستقل عن بعضها البعض. [26] عادةً ما يكون للتعليق التابع شعاع (محور "عربة" بسيط) أو محور حي (مدفوع) يحمل العجلات موازية لبعضها البعض وعموديًا على المحور. عندما يتغير انحناء إحدى العجلات، يتغير انحناء العجلة المقابلة بنفس الطريقة (وفقًا للاتفاقية، من جانب واحد، يكون هذا تغييرًا إيجابيًا في الانحناء، ومن الجانب الآخر، يكون هذا تغييرًا سلبيًا). كما تندرج أنظمة تعليق دي ديون في هذه الفئة، لأنها تربط العجلات معًا بشكل صارم.

يتيح نظام التعليق المستقل للعجلات الارتفاع والهبوط من تلقاء نفسها دون التأثير على العجلة المقابلة. لا تزال أنظمة التعليق التي تحتوي على أجهزة أخرى، مثل قضبان التوازن التي تربط العجلات بطريقة ما، تُصنف على أنها مستقلة.

التعليق شبه المستقل هو النوع الثالث. في هذه الحالة، تؤثر حركة إحدى العجلات على موضع العجلة الأخرى، لكنهما غير متصلتين ببعضهما البعض بشكل صارم. التعليق الخلفي ذو العارضة الملتوية هو أحد هذه الأنظمة.

تعليق تابع

يمكن التمييز بين الأنظمة التابعة من خلال نظام الروابط المستخدم لتحديد موقعها، سواء طوليًا أو عرضيًا. وغالبًا ما يتم دمج الوظيفتين في مجموعة من الروابط.

تتضمن أمثلة ارتباطات الموقع ما يلي:

  • رابط ساتشيل
  • قضيب بانهارد
  • ارتباط وات
  • ووب لينك
  • رابط مومفورد
  • نوابض الأوراق المستخدمة للموقع (عرضي أو طولي)
    • تحتاج الينابيع الإهليلجية بالكامل عادةً إلى روابط موقع تكميلية، ولم تعد مستخدمة بشكل شائع
    • كانت الزنبركات شبه الإهليلجية الطولية شائعة الاستخدام، ولا تزال تستخدم في الشاحنات الثقيلة والطائرات. وتتميز هذه الزنبركات بإمكانية جعل معدل الزنبرك تدريجيًا (غير خطي) بسهولة.
    • استخدمت شركة فورد موتورز زنبركًا ورقيًا عرضيًا واحدًا لكلا العجلتين الأماميتين و/أو كلتي العجلتين الخلفيتين، لدعم المحاور الصلبة ، قبل وبعد الحرب العالمية الثانية بفترة وجيزة ، حتى في الطرز باهظة الثمن. كان يتمتع بمزايا البساطة والوزن المنخفض غير المعلق (مقارنة بتصميمات المحور الصلب الأخرى).

في المركبات ذات المحرك الأمامي والدفع الخلفي، يكون التعليق الخلفي التابع إما "محور حي" أو محور دي ديون ، اعتمادًا على ما إذا كان يتم حمل الترس التفاضلي على المحور أم لا. المحور الحي أبسط، لكن الوزن غير المعلق يساهم في ارتداد العجلة.

نظرًا لأنه يضمن انحناءً ثابتًا، فإن التعليق المستقل (وشبه المستقل) هو الأكثر شيوعًا في المركبات التي تحتاج إلى حمل أحمال كبيرة كنسبة من وزن المركبة، والتي تحتوي على نوابض ناعمة نسبيًا ولا تستخدم التعليق النشط (لأسباب تتعلق بالتكلفة والبساطة). أصبح استخدام التعليق الأمامي المستقل مقتصرًا على المركبات التجارية الأثقل.

تعليق مستقل

تعليق خلفي مستقل في سيارة ذات دفع رباعي .

إن تنوع الأنظمة المستقلة أكبر، ويشمل:

نظرًا لأن العجلات غير مقيدة بالبقاء عمودية على سطح طريق مستوٍ أثناء الانعطاف والكبح وظروف الحمل المتغيرة، فإن التحكم في انحناء العجلة يعد قضية مهمة. كان الذراع المتأرجح شائعًا في السيارات الصغيرة التي كانت تُدار برفق، ويمكنها حمل أحمال كبيرة، لأن الانحناء مستقل عن الحمل. تحافظ بعض أنظمة التعليق النشطة وشبه النشطة على ارتفاع الركوب، وبالتالي فإن الانحناء مستقل عن الحمل. في السيارات الرياضية ، يكون تغيير الانحناء الأمثل عند الانعطاف أكثر أهمية.

يسمح عظم الترقوة والوصلات المتعددة للمهندس بمزيد من التحكم في الهندسة، للوصول إلى أفضل حل وسط، مقارنة بالمحور المتأرجح، أو دعامة ماكفيرسون، أو الذراع المتأرجحة؛ ومع ذلك، قد تكون متطلبات التكلفة والمساحة أكبر.

يقع الذراع شبه المتدلي في المنتصف، وهو عبارة عن حل وسط متغير بين هندسة الذراع المتأرجحة ومحور التأرجح.

تعليق شبه مستقل

في أنظمة التعليق شبه المستقلة، تكون عجلات المحور قادرة على الحركة بالنسبة لبعضها البعض، كما هو الحال في نظام التعليق المستقل، ولكن موضع إحدى العجلات يؤثر على موضع وموقف العجلة الأخرى. ويتحقق هذا التأثير من خلال التواء أو انحراف أجزاء التعليق تحت الحمل.

النوع الأكثر شيوعًا من التعليق شبه المستقل هو الشعاع الملتوي .

حالات أخرى

نظام التعليق المائل

إن نظام التعليق المائل [27] (المعروف أيضًا باسم نظام التعليق المائل ) ليس نوعًا أو هندسة مختلفة للبناء؛ علاوة على ذلك، فهو إضافة تكنولوجية لنظام التعليق التقليدي.

يتكون هذا النوع من أنظمة التعليق بشكل أساسي من أنظمة تعليق مستقلة (مثل دعامة ماكفرسون ، وذراع A ( الذراع المزدوج )). ومع إضافة أنظمة التعليق هذه، توجد آلية إمالة أو ميل إضافية تربط نظام التعليق بجسم السيارة (الهيكل).

يعمل نظام التعليق المائل على تحسين الاستقرار والجر ونصف قطر دوران السيارة وراحة الركاب أيضًا. أثناء الانعطاف إلى اليمين أو اليسار، يشعر الركاب أو الأشياء الموجودة على السيارة بقوة الجاذبية أو القوة القصورية إلى الخارج نصف قطر الانحناء، ولهذا السبب يميل راكبو العجلتين (الدراجات النارية) نحو مركز الانحناء أثناء الانعطاف، مما يحسن الاستقرار ويقلل من فرص الانقلاب. لكن المركبات ذات أكثر من عجلتين والمجهزة بنظام تعليق تقليدي، لم تتمكن من فعل الشيء نفسه حتى الآن، لذلك يشعر الركاب بقوة القصور الذاتي الخارجية، مما يقلل من استقرار الركاب وراحتهم أيضًا. هذا النوع من نظام التعليق المائل هو الحل للمشكلة. إذا لم يكن للطريق ارتفاع أو انحدار فائق، فلن يؤثر ذلك على الراحة مع نظام التعليق هذا، حيث تميل السيارة وينخفض ​​ارتفاع مركز الجاذبية مع زيادة الاستقرار. يستخدم هذا التعليق أيضًا في المركبات الترفيهية.

تستخدم بعض القطارات أيضًا نظام التعليق المائل ( القطار المائل ) مما يزيد من السرعة عند المنعطفات.

آلية عربة الروك

نظام العربة المتحركة هو ترتيب تعليق، حيث توجد بعض الأذرع المتحركة المزودة بعجلات خاملة. نظرًا للترابط بين قسم القيادة والعجلات الخلفية، فإن هذا التعليق مرن للغاية. هذا النوع من التعليق مناسب للتضاريس الوعرة للغاية.

لقد تم استخدام هذا النوع من التعليق في مركبة كيوريوسيتي .

المركبات المجنزرة

تسير بعض المركبات، مثل القطارات، على مسارات سكك حديدية طويلة مثبتة على الأرض؛ وتسير بعضها، مثل الجرارات ومركبات الثلوج والدبابات، على مسارات متصلة تشكل جزءًا من المركبة. ورغم أن أيًا من النوعين يساعد في تمهيد المسار وتقليل الضغط على الأرض، فإن العديد من الاعتبارات نفسها تنطبق.

نظام تعليق مركبة قتالية مدرعة

يحتوي نظام تعليق دبابة Grant I هذا على عجلات طريق مثبتة على شاحنات ذات عجلات أو عربات .

تتطلب المركبات المدرعة القتالية العسكرية ، بما في ذلك الدبابات ، متطلبات تعليق متخصصة. إذ يمكن أن يزيد وزنها عن سبعين طنًا، ويجب أن تتحرك بأسرع ما يمكن على أرض وعرة أو لينة للغاية. ويجب حماية مكونات التعليق الخاصة بها من الألغام الأرضية والأسلحة المضادة للدبابات . ويمكن أن تحتوي المركبات المدرعة القتالية المجنزرة على ما يصل إلى تسع عجلات طريق على كل جانب. وتحتوي العديد من المركبات المدرعة القتالية المجنزرة على ست أو ثماني عجلات كبيرة. وتحتوي بعضها على نظام نفخ الإطارات المركزي لتقليل التحميل الأرضي على الأسطح الرديئة. وبعض العجلات كبيرة جدًا ومقيدة جدًا بحيث لا يمكن تدويرها، لذلك يتم استخدام التوجيه الانزلاقي مع بعض المركبات ذات العجلات، وكذلك مع المركبات المجنزرة.

كانت الدبابات الأولى في الحرب العالمية الأولى مزودة بنظام تعليق ثابت دون أي حركة مصممة على الإطلاق. وقد تحسن هذا الوضع غير المرضي باستخدام أنظمة التعليق ذات النوابض الورقية أو اللولبية التي تم تبنيها من الآلات الزراعية أو السيارات أو السكك الحديدية، ولكن حتى هذه الأنظمة كانت محدودة الحركة للغاية.

زادت السرعات بسبب المحركات الأكثر قوة، وكان لا بد من تحسين جودة الركوب. في ثلاثينيات القرن العشرين، تم تطوير نظام تعليق كريستي ، والذي سمح باستخدام نوابض لولبية داخل هيكل السيارة المدرع، عن طريق تغيير اتجاه القوة التي تشوه الزنبرك، باستخدام كرنك جرسي . كان نظام تعليق T-34 ينحدر مباشرة من تصميمات كريستي.

كان نظام التعليق من إنتاج شركة هورستمان عبارة عن مجموعة متنوعة من أنظمة التعليق التي تستخدم مزيجًا من الكرنك الجرسي ونوابض لولبية خارجية، وقد استُخدم هذا النظام من ثلاثينيات القرن العشرين إلى تسعينياته. وكان نظام التعليق المستقل لمركبات M3 Lee / Grant و M4 Sherman مشابهًا لنوع هورستمان، حيث كان نظام التعليق محصورًا داخل المسار البيضاوي.

بحلول الحرب العالمية الثانية ، كان النوع الشائع الآخر هو نظام التعليق بقضيب الالتواء ، والذي يحصل على قوة زنبركية من قضبان الالتواء داخل الهيكل - وكان له في بعض الأحيان حركة أقل من نوع كريستي، ولكنه كان أكثر إحكاما بشكل ملحوظ، مما يسمح بمساحة أكبر داخل الهيكل، مع إمكانية تركيب حلقات برج أكبر، وبالتالي، تسليح رئيسي أثقل. كان نظام التعليق بقضيب الالتواء، والذي يتضمن أحيانًا ممتصات الصدمات، هو نظام التعليق السائد للمركبات المدرعة الثقيلة منذ الحرب العالمية الثانية. قد تشغل قضبان الالتواء مساحة أسفل الأرضية أو بالقرب منها، مما قد يتداخل مع جعل الدبابة منخفضة لتقليل التعرض.

كما هو الحال مع السيارات، فإن حركة العجلات ومعدل الزنبرك يؤثران على وعورة الركوب والسرعة التي يمكن بها التغلب على التضاريس الوعرة. قد يكون من المهم أن الركوب السلس، الذي يرتبط غالبًا بالراحة، يزيد من الدقة عند إطلاق النار أثناء الحركة. كما يقلل من الصدمات على البصريات والمعدات الأخرى. قد يحد الوزن غير المعلق ووزن وصلة المسار من السرعة على الطرق، ويمكن أن يؤثر على العمر الافتراضي لمسار السيارة ومكوناتها الأخرى.

كانت معظم مركبات نصف المجنزرة الألمانية في الحرب العالمية الثانية ودباباتها التي تم تقديمها أثناء الحرب، مثل دبابة بانثر ، تحتوي على عجلات طريق متداخلة ومتشابكة أحيانًا لتوزيع الحمل بشكل أكثر توازناً على مسار الدبابة، وبالتالي على الأرض. ويبدو أن هذا ساهم بشكل كبير في السرعة والمدى وعمر المسار، فضلاً عن توفير نطاق مستمر من الحماية. لم يتم استخدامه منذ نهاية تلك الحرب، ربما بسبب متطلبات صيانة الأجزاء الميكانيكية الأكثر تعقيدًا التي تعمل في الطين والرمل والصخور والثلج والجليد؛ وكذلك بسبب التكلفة. غالبًا ما كانت الصخور والطين المتجمد تتعطل بين العجلات المتداخلة، مما قد يمنعها من الدوران، أو يتسبب في تلف عجلات الطريق. إذا تعرضت إحدى عجلات الطريق الداخلية للتلف، فسيتطلب ذلك إزالة عجلات طريق أخرى للوصول إلى عجلة الطريق التالفة، مما يجعل العملية أكثر تعقيدًا وتستغرق وقتًا طويلاً. [28]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ جزار، رضا ن. (2008). ديناميكيات المركبات: النظرية والتطبيقات. الربيع. ص. 455. ISBN 9780387742434تم الاسترجاع بتاريخ 24 يونيو 2012 .
  2. ^ "أساسيات التعليق 1 - لماذا نحتاج إليه". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2015. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  3. ^ نوابض الأوراق: خصائصها وطرق تحديد مواصفاتها. ويلكس بار، بنسلفانيا: شركة شيلدون أكسل. 1912. ص 1. نوابض الأوراق.
  4. ^ آدامز، ويليام بريدجز (1837). عربات المتعة الإنجليزية. لندن، المملكة المتحدة: تشارلز نايت وشركاه.
  5. ^ "أساسيات التعليق 3 - نوابض الأوراق". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2010. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  6. ^ "عربة وعربة". الموسوعة البريطانية.
  7. ^ "واشنطن تايمز". chroniclingamerica.loc.gov. 30 يونيو 1901. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2012 .
  8. ^ جين، كيه كيه؛ أستانا، آر بي (2002). هندسة السيارات . لندن: تاتا ماكجرو هيل. ص 293-294. رقم ISBN 0-07-044529-X.
  9. ^ مولوني، توم (28 سبتمبر 2021). "مراجعة القيادة الأولى لسيارة ريفيان R1T 2022: هيمنة كهربائية على الطرق الوعرة". InsideEVs . تم الاسترجاع في 5 أكتوبر 2021 .
  10. ^ Milliken, William; Milliken, Douglas (1994). Race Car Vehicle Dynamics . SAE International. ص 617-620. ISBN 978-1560915263.
  11. ^ "دليل تكنولوجيا BMW : نظام تعليق ذاتي التسوية". BMW. مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2018 . تم الاسترجاع في 16 مايو 2018 .
  12. ^ "أساسيات التعليق 4 - نوابض قضيب الالتواء". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 10 مايو 2010. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  13. ^ "أساسيات التعليق 5 - نوابض لولبية". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 1 مايو 2012. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  14. ^ "أساسيات التعليق 6 - الينابيع المطاطية". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 28 نوفمبر 2014. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  15. ^ "أساسيات التعليق 8 - نوابض هوائية". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2015. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  16. ^ "أساسيات التعليق 9 - الينابيع الهيدروليكية الهوائية". ديف الأصلي . مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2015. تم الاسترجاع في 29 يناير 2015 .
  17. ^ "التطوير التقني | الهيكل". 75 عامًا من تويوتا . تويوتا. 2012. تم الاسترجاع في 16 مايو 2018 .
  18. ^ هوارد، بيل (15 نوفمبر 2017). "Bose تبيع نظام التعليق الكهرومغناطيسي الثوري". ExtremeTech . الولايات المتحدة . تم الاسترجاع في 29 يناير 2020 .
  19. ^ تشيرومشا، كايل (22 مايو 2018). "نظام التعليق في سيارة Bose 'Magic Carpet' يتجه أخيرًا للإنتاج". ذا درايف .
  20. ^ تشين، كريس (21 مايو 2018)، "نظام التعليق التكيفي الثوري من Bose يحصل على إعادة تشغيل لعام 2019"، الاتجاهات الرقمية ، الولايات المتحدة ، تم استرجاعه في 29 يناير 2020
  21. ^ "كيف تعمل أنظمة تعليق السيارات". HowStuffWorks . 11 مايو 2005.
  22. ^ "بعد 30 عامًا، ستدخل تقنية التعليق التي طورتها شركة Bose مرحلة الإنتاج". Motor Authority . 15 مايو 2018.
  23. ^ "التعليق الكهرومغناطيسي". Amt.nl. 19 نوفمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 4 يناير 2010. تم الاسترجاع 16 أغسطس 2012 .
  24. ^ "Kinetic Suspension Technology". أستراليا: Kinetic. مؤرشف من الأصل في 11 أبريل 2009.
  25. ^ "Alex Moulton Mgf Hydragas". Mgfcar.de . تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2012 .
  26. ^ هاريس، ويليام (11 مايو 2005). "كيف تعمل أنظمة تعليق السيارات". HowStuffWorks . الولايات المتحدة . تم الاسترجاع في 6 فبراير 2020 .
  27. ^ "مركبة مائلة بعجلات أمامية مائلة ونظام تعليق لها US 8317207 B2".
  28. ^ بيتر تشامبرلين وهيلاري دويل، موسوعة الدبابات الألمانية في الحرب العالمية الثانية ، 1978، 1999

قراءة إضافية

  • باستو، دونالد (2004). نظام التعليق والتعامل مع السيارة. جيفري هوارد، جون ب. وايت هيد (الطبعة الرابعة). وارينديل، بنسلفانيا: SAE International. ISBN 978-1-4686-0339-2. OCLC  1269617688.
  • Schnubel, Mark (2020). أنظمة التعليق والتوجيه في السيارات (الطبعة السابعة). أستراليا. ISBN 978-1-337-56733-6. OCLC  1084318123.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  • سبندر، جوليان (2019). نظام تعليق السيارة: الإصلاح والصيانة والتعديل. ويلتشاير [إنجلترا]. ISBN 978-1-78500-661-6. OCLC  1137029310.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  • قضبان الربط جزء من أنظمة التعليق
  • كيف تعمل أنظمة تعليق السيارة
  • روبرت دبليو تيمبل، أساسيات هيكل الشاسيه وأنظمة التعليق، سبتمبر 1969
  • حاسبة هندسة التعليق
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=نظام_تعليق_السيارات&oldid=1244298128"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate