
انتقل إلى المحتوى الرئيسي
عادةً ما يُراعي الناس قوة الحصان وعزم الدوران والتسارع من صفر إلى 60 ميلاً في الساعة عند الحديث عن أداء السيارة. في المقابل، لا قيمة لقوة محرك المكبس إذا لم يتمكن السائق من التحكم بالسيارة. لهذا السبب، ركز مهندسو السيارات على نظام التعليق تقريبًا منذ تطوير محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط. إذا كنت تقود على طرق وعرة ووعرة بشكل متكرر، فقد تحتاج إلى استبدال ممتصات الصدمات والدعامات في وقت أقرب.
يهدف نظام تعليق السيارة إلى زيادة الاحتكاك بين الإطارات وسطح الطريق، وتوفير ثبات التوجيه والتحكم الجيد، والحفاظ على راحة الركاب. تتناول هذه المقالة كيفية عمل أنظمة تعليق السيارة، وكيف تطور نظام تعليق السيارة عبر الزمن، وما هو مستقبل تصميم المكابح. اقرأ مقال "لماذا تُفيدنا أطقم الرفع؟".
ستكون أجزاء التعليق غير ضرورية إذا كان الطريق مستويًا وخاليًا من أي عيوب. من ناحية أخرى، فإن الشوارع بعيدة كل البعد عن الملل. حتى الطرق السريعة التي أُعيد رصفها مؤخرًا بها عيوب صغيرة تتفاعل مع عجلات السيارة. تُطبق قوى على العجلات نتيجة لهذه العيوب. تنص قوانين نيوتن للحركة على أن جميع الأطراف لها مقدار واتجاه. عند وجود مطب في الطريق، تتحرك العجلة لأعلى ولأسفل بشكل عمودي على سطح الطريق. يُحدد اصطدام العجلة بمطب كبير أو بنقطة صغيرة حجم الضرر. عندما تمر عجلة السيارة فوق عيب، فإنها تتلقى تسارعًا رأسيًا في كلتا الحالتين.
بدون هيكل وسيط، تنتقل طاقة العجلة بأكملها إلى الهيكل، الذي يتحرك في نفس اتجاه العجلة. في هذه الحالة، قد تفقد الإطارات اتصالها بالطريق تمامًا. ثم ترتطم الإطارات بسطح الطريق بقوة الجاذبية الأرضية. ستحتاج إلى آلية تمتص الطاقة الحركية للعجلة المتسارعة رأسيًا، مما يسمح للهيكل والجسم بالسير دون أي تأثر، بينما تتبع الإطارات مطبات الطريق.
عزل الطريق، والثبات على الطريق، والانعطاف، هي ثلاثة مبادئ أساسية يمكن استخدامها لوصف هاتين الخاصيتين. قدرة السيارة على السير بسلاسة على طريق وعر، وفقًا لديناميكيات السيارة، وقدرتها على التسارع والانعطاف والكبح بأمان. مع وضع ذلك في الاعتبار، تنظم دورة الانضغاط وزن السيارة غير المعلق، بينما تتحكم دورة التمدد في الوزن المعلق الأكبر.
يُعدّ نظام التعليق أحد أهم الأنظمة في أي مركبة. حتى الآن، تحدثنا فقط عن كيفية عمل النوابض والمخمّدات على عجلات محددة. من ناحية أخرى، تعمل عجلات السيارة الأربع بنظامين منفصلين: المحور الأمامي يربط عجلتين، والمحور الخلفي يربط عجلتين. هذا يعني أن نظام التعليق الأمامي والخلفي للسيارة قد يختلفان.
يُسمى الأول نظامًا تابعًا، بينما يُسمى الثاني نظامًا مستقلًا. ستتناول الأجزاء التالية بعضًا من أشهر أنظمة التعليق الأمامية والخلفية في المركبات العادية.
يتكون الهيكل، الذي يشمل النظام الأساسي الكامل أسفل هيكل السيارة، من نظام التعليق. من بين هذه الأنظمة:
الإطار : مكون هيكلي يحمل الأحمال ويدعم المحرك وجسم السيارة، والتي بدورها مدعومة بنظام التعليق.
نظام التعليق : نظام تعليق يدعم الوزن ويمتص ويخفف الضغط ويساعد في ملامسة الإطارات.
نظام التوجيه : جهاز يُمكّن السائق من توجيه المركبة ومناورتها. ويُعرف الانعطاف بقدرة المركبة على السير على طريق منحني مع تقليل ميلان هيكلها.
الإطارات والعجلات : المكونات التي تمكن السيارة من الحركة من خلال الاحتكاك والتمسك بالطريق.
أنظمة التعليق الأمامية التابعة
يتصل محور أمامي صلب بالعجلات الأمامية عبر نظام تعليق أمامي مستقل. يبدو هذا المحور وكأنه قضيب صلب أسفل مقدمة السيارة، مثبت بواسطة نوابض ورقية وممتصات صدمات. لم تُشاهد أنظمة التعليق الأمامية المستقلة، الشائعة في الشاحنات، في السيارات العادية منذ سنوات.
أنظمة تعليق أمامية مستقلة
يُسمح للعجلات الأمامية بالتحرك بشكل مستقل في هذا التكوين. يُعدّ نظام تعليق ماكفيرسون، الذي اخترعه إيرل إس. ماكفيرسون من شركة جنرال موتورز عام ١٩٤٧، أكثر أنظمة التعليق الأمامي استخدامًا، وخاصةً في السيارات الأوروبية.
يمكن للناس الاستفادة منه لصنع نظام تعليق أكثر إحكاما وأخف وزنا للمركبات ذات الدفع الأمامي.
نوع آخر شائع من الأنظمة المعتمدة على الجزء الأمامي هو نظام التعليق ذو عظم الترقوة المزدوج، والمعروف عادة باسم نظام التعليق على شكل ذراع A أو نظام التعليق على شكل أذرع التحكم.
على الرغم من وجود العديد من التركيبات الممكنة، إلا أن العجلة عادةً ما تكون مثبتة بذراعين على شكل عظمة ترقوة. تحتوي كل عظمة ترقوة على ممتص صدمات ونابض لولبي لامتصاص الاهتزازات، مع لوحين للتثبيت على الهيكل وواحدة عند العجلة. تساعد ممتصات الصدمات أيضًا في تقليل التدحرج والتأرجح وتوفير شعور توجيه أكثر ثباتًا. ينتشر نظام التعليق ثنائي العظمة الترقوة على العجلات الأمامية للسيارات الكبيرة نظرًا لهذه الخصائص. كان نظام التعليق بقضيب الالتواء، الذي يستخدم قضبانًا ملتوية داخل الهيكل لتوفير قوة زنبركات التعليق، خيارًا شائعًا آخر. قد تشغل قضبان الالتواء مساحة أسفل الأرضية أو بالقرب منها. وقد تعيق العديد من قضبان الالتواء انخفاض الخزان لتقليل التعرض. ثم يتم توفير قوة النابض من خلال التواء قضيب الالتواء على طول محوره.
أنظمة التعليق الخلفية التابعة
عندما يربط محور صلب العجلات الخلفية للسيارة، يكون نظام التعليق فيها عادةً بسيطًا - إما زنبركًا ورقيًا أو زنبركًا لولبيًا. في التصميم السابق، كانت الزنبركات الورقية تُثبّت مباشرةً على محور القيادة. يمكن استخدام نوابض لولبية بدلاً من الصفائح للحصول على نفس التصميم الأساسي. يمكن تركيب النابض وممتص الصدمات كوحدة واحدة أو كأجزاء منفصلة في هذه الحالة. يمكن أن تكون النوابض أصغر بكثير عند تعديلها، مما يقلل المساحة التي تشغلها أنظمة التعليق.
أنظمة تعليق خلفية مستقلة
عندما يكون نظاما التعليق الأمامي والخلفي مستقلين، تُركَّب جميع العجلات الأربع وتُثبَّت بشكل منفصل، مما يُنتج عنه "نظام تعليق مستقل للعجلات الأربع"، كما هو مُعلن في إعلانات السيارات. يُمكن العثور على أنواع مُختلفة من أنظمة التعليق الأمامية المستقلة التي ناقشناها في القسم السابق على المحاور الخلفية. أي نظام تعليق يُمكن تثبيته في مقدمة السيارة يُمكن تثبيته في الخلف. رف التوجيه، الذي يُدمج ترس الترس الصغير ويسمح للعجلات بالدوران من جانب إلى آخر، مفقود من السيارة. هذا يعني أن أنظمة التعليق الخلفية المستقلة يُمكن أن تكون نسخًا مُصغَّرة من أنظمة التعليق الأمامية المستقلة مع الحفاظ على نفس المبادئ الأساسية.
نظام التعليق
ما هو نظام التعليق
عادةً ما يُراعي الناس قوة الحصان وعزم الدوران والتسارع من صفر إلى 60 ميلاً في الساعة عند الحديث عن أداء السيارة. في المقابل، لا قيمة لقوة محرك المكبس إذا لم يتمكن السائق من التحكم بالسيارة. لهذا السبب، ركز مهندسو السيارات على نظام التعليق تقريبًا منذ تطوير محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط. إذا كنت تقود على طرق وعرة ووعرة بشكل متكرر، فقد تحتاج إلى استبدال ممتصات الصدمات والدعامات في وقت أقرب.ما هو نظام التعليق
يهدف نظام تعليق السيارة إلى زيادة الاحتكاك بين الإطارات وسطح الطريق، وتوفير ثبات التوجيه والتحكم الجيد، والحفاظ على راحة الركاب. تتناول هذه المقالة كيفية عمل أنظمة تعليق السيارة، وكيف تطور نظام تعليق السيارة عبر الزمن، وما هو مستقبل تصميم المكابح. اقرأ مقال "لماذا تُفيدنا أطقم الرفع؟".
كيف تعمل أنظمة تعليق السيارة
ستكون أجزاء التعليق غير ضرورية إذا كان الطريق مستويًا وخاليًا من أي عيوب. من ناحية أخرى، فإن الشوارع بعيدة كل البعد عن الملل. حتى الطرق السريعة التي أُعيد رصفها مؤخرًا بها عيوب صغيرة تتفاعل مع عجلات السيارة. تُطبق قوى على العجلات نتيجة لهذه العيوب. تنص قوانين نيوتن للحركة على أن جميع الأطراف لها مقدار واتجاه. عند وجود مطب في الطريق، تتحرك العجلة لأعلى ولأسفل بشكل عمودي على سطح الطريق. يُحدد اصطدام العجلة بمطب كبير أو بنقطة صغيرة حجم الضرر. عندما تمر عجلة السيارة فوق عيب، فإنها تتلقى تسارعًا رأسيًا في كلتا الحالتين.كيف تعمل أنظمة تعليق السيارة
بدون هيكل وسيط، تنتقل طاقة العجلة بأكملها إلى الهيكل، الذي يتحرك في نفس اتجاه العجلة. في هذه الحالة، قد تفقد الإطارات اتصالها بالطريق تمامًا. ثم ترتطم الإطارات بسطح الطريق بقوة الجاذبية الأرضية. ستحتاج إلى آلية تمتص الطاقة الحركية للعجلة المتسارعة رأسيًا، مما يسمح للهيكل والجسم بالسير دون أي تأثر، بينما تتبع الإطارات مطبات الطريق.
عزل الطريق، والثبات على الطريق، والانعطاف، هي ثلاثة مبادئ أساسية يمكن استخدامها لوصف هاتين الخاصيتين. قدرة السيارة على السير بسلاسة على طريق وعر، وفقًا لديناميكيات السيارة، وقدرتها على التسارع والانعطاف والكبح بأمان. مع وضع ذلك في الاعتبار، تنظم دورة الانضغاط وزن السيارة غير المعلق، بينما تتحكم دورة التمدد في الوزن المعلق الأكبر.
أنواع التعليق: أمامي
يُعدّ نظام التعليق أحد أهم الأنظمة في أي مركبة. حتى الآن، تحدثنا فقط عن كيفية عمل النوابض والمخمّدات على عجلات محددة. من ناحية أخرى، تعمل عجلات السيارة الأربع بنظامين منفصلين: المحور الأمامي يربط عجلتين، والمحور الخلفي يربط عجلتين. هذا يعني أن نظام التعليق الأمامي والخلفي للسيارة قد يختلفان.أنواع التعليق: أمامي
يُسمى الأول نظامًا تابعًا، بينما يُسمى الثاني نظامًا مستقلًا. ستتناول الأجزاء التالية بعضًا من أشهر أنظمة التعليق الأمامية والخلفية في المركبات العادية.
يتكون الهيكل، الذي يشمل النظام الأساسي الكامل أسفل هيكل السيارة، من نظام التعليق. من بين هذه الأنظمة:
الإطار : مكون هيكلي يحمل الأحمال ويدعم المحرك وجسم السيارة، والتي بدورها مدعومة بنظام التعليق.
نظام التعليق : نظام تعليق يدعم الوزن ويمتص ويخفف الضغط ويساعد في ملامسة الإطارات.
نظام التوجيه : جهاز يُمكّن السائق من توجيه المركبة ومناورتها. ويُعرف الانعطاف بقدرة المركبة على السير على طريق منحني مع تقليل ميلان هيكلها.
الإطارات والعجلات : المكونات التي تمكن السيارة من الحركة من خلال الاحتكاك والتمسك بالطريق.
أنظمة التعليق الأمامية التابعة
يتصل محور أمامي صلب بالعجلات الأمامية عبر نظام تعليق أمامي مستقل. يبدو هذا المحور وكأنه قضيب صلب أسفل مقدمة السيارة، مثبت بواسطة نوابض ورقية وممتصات صدمات. لم تُشاهد أنظمة التعليق الأمامية المستقلة، الشائعة في الشاحنات، في السيارات العادية منذ سنوات.
أنظمة تعليق أمامية مستقلة
يُسمح للعجلات الأمامية بالتحرك بشكل مستقل في هذا التكوين. يُعدّ نظام تعليق ماكفيرسون، الذي اخترعه إيرل إس. ماكفيرسون من شركة جنرال موتورز عام ١٩٤٧، أكثر أنظمة التعليق الأمامي استخدامًا، وخاصةً في السيارات الأوروبية.
يمكن للناس الاستفادة منه لصنع نظام تعليق أكثر إحكاما وأخف وزنا للمركبات ذات الدفع الأمامي.
نوع آخر شائع من الأنظمة المعتمدة على الجزء الأمامي هو نظام التعليق ذو عظم الترقوة المزدوج، والمعروف عادة باسم نظام التعليق على شكل ذراع A أو نظام التعليق على شكل أذرع التحكم.
على الرغم من وجود العديد من التركيبات الممكنة، إلا أن العجلة عادةً ما تكون مثبتة بذراعين على شكل عظمة ترقوة. تحتوي كل عظمة ترقوة على ممتص صدمات ونابض لولبي لامتصاص الاهتزازات، مع لوحين للتثبيت على الهيكل وواحدة عند العجلة. تساعد ممتصات الصدمات أيضًا في تقليل التدحرج والتأرجح وتوفير شعور توجيه أكثر ثباتًا. ينتشر نظام التعليق ثنائي العظمة الترقوة على العجلات الأمامية للسيارات الكبيرة نظرًا لهذه الخصائص. كان نظام التعليق بقضيب الالتواء، الذي يستخدم قضبانًا ملتوية داخل الهيكل لتوفير قوة زنبركات التعليق، خيارًا شائعًا آخر. قد تشغل قضبان الالتواء مساحة أسفل الأرضية أو بالقرب منها. وقد تعيق العديد من قضبان الالتواء انخفاض الخزان لتقليل التعرض. ثم يتم توفير قوة النابض من خلال التواء قضيب الالتواء على طول محوره.
أنواع التعليق: خلفي
أنظمة التعليق الخلفية التابعةأنواع التعليق: خلفي
عندما يربط محور صلب العجلات الخلفية للسيارة، يكون نظام التعليق فيها عادةً بسيطًا - إما زنبركًا ورقيًا أو زنبركًا لولبيًا. في التصميم السابق، كانت الزنبركات الورقية تُثبّت مباشرةً على محور القيادة. يمكن استخدام نوابض لولبية بدلاً من الصفائح للحصول على نفس التصميم الأساسي. يمكن تركيب النابض وممتص الصدمات كوحدة واحدة أو كأجزاء منفصلة في هذه الحالة. يمكن أن تكون النوابض أصغر بكثير عند تعديلها، مما يقلل المساحة التي تشغلها أنظمة التعليق.
أنظمة تعليق خلفية مستقلة
عندما يكون نظاما التعليق الأمامي والخلفي مستقلين، تُركَّب جميع العجلات الأربع وتُثبَّت بشكل منفصل، مما يُنتج عنه "نظام تعليق مستقل للعجلات الأربع"، كما هو مُعلن في إعلانات السيارات. يُمكن العثور على أنواع مُختلفة من أنظمة التعليق الأمامية المستقلة التي ناقشناها في القسم السابق على المحاور الخلفية. أي نظام تعليق يُمكن تثبيته في مقدمة السيارة يُمكن تثبيته في الخلف. رف التوجيه، الذي يُدمج ترس الترس الصغير ويسمح للعجلات بالدوران من جانب إلى آخر، مفقود من السيارة. هذا يعني أن أنظمة التعليق الخلفية المستقلة يُمكن أن تكون نسخًا مُصغَّرة من أنظمة التعليق الأمامية المستقلة مع الحفاظ على نفس المبادئ الأساسية.