أساسيات ميكانيكا السيارات (بحث شامل)

هذه
المجموعة تعمل على حمل السيارة على العجلات ، وامتصاص الاهتزازات والصدمات
الناتجة من وعورة الطريق قبل وصولها إلى الركاب. وهناك نوعان لمجموعات
التعليق:-
(أ) مجموعة التعليق العادى المرتبط:-
وهو
يستخدم فى السيارات القديمة ، حيث يعتبر كل محور وما عليه من عجلات
وتوابعها كمجموعة واحدة معلقة باليايات ، حتى أنه لو اصطدمت عجلة واحدة
بمرتفع فى الطريق أو هوت فى منخفض لتأثرت كل المجموعة بالصدمة لأن المحور
ينحرف جاعلا العجلة الأخرى نقطة ارتكازه. وبالرغم من عيوب هذه المجموعة
وما تسببه من إرهاق للركاب.. إلا أنها تمتاز بالبساطة وقلة التكلفة.
(ب ) مجموعة التعليق المستقل:-
وتستخدم
فى السيارات الحديثة حيث تعلق كل عجلة على حدة تعليقا مستقلا من جانب
الإطار وياى خاص بها، فإن كل عجلة تتحرك مستقلة عن الأخرى ولا يؤثر اصطدام
أحدهما إلا بجانب واحد فقط.. لذلك نرى أن هذا النوع يمتاز براحة أكثر
للركاب وأداء أفضل.. وطول عمر للإطارات.

أَجهزة التعليق في المركبات

أجهزة التعليق في المركبات suspension systems هي مجموعة الأجهزة التي
تربط بين جسم المركبة أو هيكلها وجهاز الحركة فيه، وتسمى أيضاً مجموعة
التعليق وتقسم مجموعةُ التعليق، بحكم موقعه، المركبة إِلى كتلتين:
كتلة تحتية مؤلفة من عناصر السير، مثل العجلات والمحاور، التي ينتقل تأثير
وزنها إِلى سطح الطريق بالتماس المباشر، وكتلة فوقية مؤلفة من جسم المركبة
أو هيكلها وما يضمه، ينتقل تأثير وزنها إِلى الكتلة التحتية فسطح الطريق
من خلال أجهزة التعليق.
وفي أثناء حركة المركبة وعمله، بسبب وعورة الطريق ومنعطفاته، أو بسبب تشوه
العجلات وعدم توازنه، أو بسبب قوى العمل، تؤثر في المركبة قوى وعزوم
دينامية عدة، يمكن تحديدها استناداً إِلى جملة إِحداثيات من حيث حركتها
هي: المحور الطولي الموافق لاتجاه حركة المركبة X، والمحور العرضي للمركبة
والموازي لسطح الطريق Y، والمحور الشاقولي للمركبة والعمودي على سطح
الطريق Z، وينتقل تأثير هذه القوى والعزوم من خلال مجموعة التعليق إِلى
جسم المركبة فتسبب إِزاحات خطية وزاويّة لأجزاء المركبة، مما يؤدي إِلى
اهتزازات كل من كتلتي المركبة الفوقية والتحتية وترجحاتها.
وتتلخص مهمة مجموعة التعليق الأساسية في ضمان سلاسة حركة المركبة وثباتها
قدر الإِمكان، وتحقيق راحة القيادة وسلامته، ويتم ذلك بتخفيض تأثير
الحمولات الدينامية ونقلها بمرونة معينة في اتجاه محدد مع امتصاص
الاهتزازات المرافقة لها وإِخماده، ولاسيما اهتزاز الكتلة الفوقية في
الاتجاه الشاقولي. وكلما كانت نسبة الكتلة التحتية إِلى الكتلة الفوقية
أقل ارتفعت درجة سلاسة حركة المركبة على أن تكون مؤشرات مرونة عناصر
مجموعة التعليق وقدرتها على الإِخماد متناسبة مع كتلتي المركبة.
عناصر أجهزة التعليق ودور كل منها

تتألف أجهزة التعليق من العناصر الأساسية التالية: العناصر المرنة والعناصر الموجِّهة والعناصر المخمدة.
العناصر المرنة:
وهي تتلقى القوى الدينامية المؤثرة في الاتجاه الشاقولي، على نحو أساسي،
فتحولها إِلى قوى اهتزازية انسيابية ويمكن لبعض العناصر المرنة أن تتلقى
القوى الطولية والعرضية الناتجة من علاقة عجلات السير مع الطريق. وتقوم
بهذه المهمة عناصر مرنة بتصاميم عدة منها:

• 
  النوابض الصفيحية (المقصات) laminated leaf springs، بشكليها نصف
  الإِهليلجي أو ربع الإِهليلجي.
  
• نوابض الضغط الحلزونية helical compression springs.
  
• قضبان الفتل: torsion bars.
  
• مصادم مطاطية rubber buffers.
  
• 
  مخمدات ذات أسطوانة أو وسادة هوائية air spring pellows and cylinders.
  

وإِن المؤشر المميز للعنصر المرن هو الصلابة stiffness، وهي تعبر عن
مقاومة العنصر للَّيِّ deflection، وهي عكس المرونة elasticity.
ويعبَّر عن الصلابة بالقوة المنسوبة إِلى واحدة اللي (نيوتون/مم N/mm) في
مواصفات نوابض الضغط أو الشد، أو بعزم الفتل المنسوب إِلى واحدة زاوية
الفتل نيوتون مم /5,5/ N/mm للنوابض العاملة على الفتل. ويكون مؤشر
الصلابة ثابتاً للنوابض المعدنية في مجال التوائها المرن، أما مؤشر
الصلابة للعناصر المرنة المطاطية أو الهوائية فلا يكون ثابتاً وإِنما
تزداد قيمته مع ازدياد التواء العنصر، ويشترط في أغلب الأحيان أن تتصف
مجموعة التعليق بمؤشر مرونة أو صلابة متغيرتين، لذلك تكون مجموعة التعليق
من عناصر مرنة مركبة ذات صلابة أو مرونة مختلفة فيما بينها للحصول على
محصلة صلابة متغيرة في مجال الالتواء المرن.
العناصر الموجِّهة:
وهي تنقل بوجه أساسي تأثير القوى الطولية والعرضية وعزومها فتحرر العناصر
المرنة من تأثير هذه القوى وتحد من الحركة الاهتزازية في الاتجاه
الشاقولي، وهي مخصصة للحفاظ على حركية صحيحة للمركبة، وخاصة الحفاظ على
أبعاد توضُّع العجلات والمحاور وزواياه في المجال المناسب. وتقوم بهذه
المهمة سواعد ذات مفاصل، تضمن حركة عجلات المركبة ومحاورها في مجال محدد.
وتكون المفاصل مزودة في أغلب الأحيان بعناصر مطاطية لزيادة المرونة في نقل
القوى.
العناصر المخمدة:
وهي مخصصة لامتصاص الاهتزازات والصدمات الناشئة في العناصر المرنة وفي
أجزاء المركبة الفوقية. فهي تخفض سرعة الإِزاحة الشاقولية وتسارعها بين
كتلتي المركبة بمقاومة الحركة الاهتزازية ومنع حدوث الطنين فيها. وتقوم
بهذه المهمة مخمدات هيدرولية أو هيدروهوائية تتكوّن في داخله، عند تعرضها
للاهتزاز، مقاومة هيدرولية لحركة السائل مما يؤدي إِلى تحول جزء من الطاقة
الحركية التي تنشأ عن الاهتزازات إِلى طاقة حرارية في السائل، ثم يتم
إِخماد الاهتزازات وامتصاصها. وتعمل هذه المخمدات إِما باتجاه واحد، أي
مقاومة حركة التمدد فقط، وإِما باتجاهين، أي مقاومة حركة التمدد
والانضغاط، وتتصف بعض العناصر المرنة بإِخماد الحركة الاهتزازية إِخماداً
ذاتياً بنسب مختلفة، وهذا تابع لنمط المقاومة الداخلية التي تحدث
بالاحتكاك. وتكون مؤشرات العناصر المخمدة جيدة في مجموعة التعليق إِذا
أمكنها تخفيض مدى الاهتزاز بمقدار 3-5 مرات لكل دور. ويمكن أن تقوم بمهام
مجموعة التعليق عدة عناصر لكل منها وظيفة محددة، أو تقوم بها العناصر
نفسها مثل النوابض الصفيحية (أو المقصات) التي تتميز بالمرونة الجيدة
وبإِمكان إِخماد الاهتزازات العمودية بنسبة معينة بفضل مقاومة الاحتكاك
الناشئ بين صفائحه، ويمكنها أن تنقل القوى والعزوم الطولية بدرجة معينة
بفضل صلابتها في هذا الاتجاه وتعد المصادم المطاطية مخمدة للاهتزازات
بدرجة معينة.
أجهزة التعليق في السيارات والجرارات ذات العجلات

تتعرض أجزاء هذه المركبات في أثناء عملها إِلى الاهتزاز والترجّح في
اتجاهات عدة بحسب المحاور الثلاثة: الطولي X والعرضي Y، والشاقولي Z.
وتتشابه على العموم أجهزة تعليق هذه المركبات فيما بينه، لكن اختيار عناصر
مجموعة التعليق وتصميمها يتمان انطلاقاً من طبيعة عمل السيارة أو الجرار.
فمن الضروري لسيارات الركوب ضمان سلاسة الحركة وسلامتها وراحة السائق
والركاب ضماناً جيداً.


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]



لذا يجب أن تتصف مجموعة التعليق فيها بالمرونة العالية، وبنسبة ملائمة
لإِخماد الاهتزازات الشاقولية، وبالمتانة وبالخدمة المديدة.
أما في الجرارات والشاحنات فيمكن أن تكون مجموعة التعليق أقل مرونة وأن
تتطلب نسبة أقل في إِخماد الاهتزازات، ولكنها تتطلب متانة عالية وخدمة
طويلة. ويكون لسرعة المركبة دور مهم في تحديد مجموعة التعليق المناسبة
لهذه المركبات.
ويبين الشكل (1) مخططات عدة لأنواع مجموعة التعليق الشائعة في السيارات
والمركبات على عجلات مطاطية عموماً. وتكون مجموعة التعليق في هذه المركبات
قاسية أو مرنة.
وتضم مجموعة التعليق القاسية عناصر موجِّهة فقط، وتقوم العجلات بمهمة
العناصر المرنة فيها مع بعض المصادم المطاطية. ويستخدم هذا النوع من
مجموعة التعليق في بعض الجرارات الثقيلة البطيئة السرعة.
وأما مجموعة التعليق المرنة فيستخدم فيها نوع واحد من العناصر المرنة
المعدنية أو المطاطية أو الهوائية أو الهدروهوائية أو نوعان أو أكثر.
وتقسم مجموعة التعليق، بحسب المخطط الحركي لربط العجلات مع المحاور ومع
الهيكل، إِلى مجموعة مستقلة ومجموعة غير مستقلة وهي على عدة أنواع:

1. 
   مجموعة تعليق مستقلة أسطوانية شاقولية تتصل فيها العجلة اتصالاً مستقلاً
   بالهيكل من دون سواعد بوساطة عنصر واحد موجِّه ومرن ومخمِّد، وتكون إِزاحة
   العجلة في الاتجاه الذي يسمح به العنصر الموجِّه.
   
2. مجموعة تعليق
   مستقلة بساعد موجِّه واحد بساعدين أو بعدة سواعد تربط العجلة ربطاً
   مستقلاً بالهيكل، وتحوي أيضاً عناصر مرنة ومخمدة. وتسمح مجموعة التعليق
   هذه بالإِزاحة الشاقولية للعجلة لكنها تحدُّ من حركتها في الاتجاه الطولي
   أو العرضي أو في اتجاه فراغي معين بحسب توضع السواعد.
   [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
   (الشكل -2) مجموعة تعليق غير مستقرة لمحور خلفي في سيارة سياحية
3. 
   مجموعة تعليق غير مستقلة محورية، تتصل فيها كل عجلتين إِحداهما بالأخرى
   بوساطة محور جسر وتحوي أيضاً عناصر مرنة وموجهة ومخمدة تربط المحور
   بالهيكل، ويشيع استخدام مجموعة التعليق هذه في السيارات والجرارات. ويبين
   الشكل (2) عناصر مجموعة تعليق غير مستقلة لمحور خلفي في سيارة سياحية.
   
4. 
   مجموعة تعليق غير مستقلة توازنية، تتصل فيها كل عجلتين إِحداهما بالأخرى
   بوساطة وصلة طولية توازنية وتحوي عناصر مرنة وموجهة تربط الوصلة بالهيكل.
   وتستخدم مجموعة التعليق هذه في الشاحنات المتعددة المحاور وفي بعض معدات
   الطرق.
   

أجهزة التعليق في الجرارات المزنجرة

تعمل الجرارات المزنجرة في أماكن وعرة غير معبدة غالباً وبسرعات بطيئة
نسبياً 3-10كم/سا وبقوى دفع كبيرة. وتتعرض في أثناء سيرها وعملها لقوى
وعزوم في مختلف الاتجاهات X,Y,Z تنتقل من الزناجير من خلال أجهزة السير
والتعليق إِلى هيكل الجرار. لذلك فمن الضروري لأجهزة السير والتعليق تخفيف
قوى الصدم ما أمكن في أثناء العمل وضمان سير انسيابي.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ويتصل جسم المركبة ببكرات أو طُلَم الاستناد من خلال عناصر مجموعة التعليق
التي تشمل بعض العناصر المرنة كالنوابض الحلزونية أو الصفيحية أو قضبان
الفتل المرنة إِضافة إِلى المصادم المطاطية. أما دور العناصر الموجِّهة
فتقوم به عارضة الاستناد مع السواعد الحاملة للبكرات التي تسند الزنجير،
ولا تحتوي مجموعة التعليق هنا على مخمدات خاصة لامتصاص الاهتزازات لقيام
النوابض والمصادم المطاطية ذاتياً بهذه المهمة. لذلك تتصف مجموعة تعليق
الجرارات المزنجرة عموماً بمرونة منخفضة نسبياً لطبيعة عملها وسرعتها
البطيئة.
وتُقسم مجموعة تعليق المركبات المزنجرة إِلى ثلاثة أنواع أساسية هي:
مجموعة التعليق القاسية ومجموعة التعليق نصف القاسية ومجموعة التعليق
المرنة. ويبين الشكل (3) مخططات مجموعة تعليق المركبات المزنجرة.
مجموعة التعليق القاسية:
يكون فيها اتصال كل من دولاب التوجيه وعارضة الاستناد والبكرات ودولاب الدفع بجسم المركبة ثابتاً أو قاسياً من دون عناصر مرنة.
وتستخدم مجموعة التعليق هذه للمركبات شبه الثابتة كالحفارات الوحيدة السطل
والروافع السهمية، وتكون سرعة سيرها بطيئة جداً (نحو 3-4كم/ سا)، وتسير في
طرق ممهدة ولمسافات قصيرة.
مجموعة التعليق نصف القاسية:
تكون فيها محاور بكرات الاستناد والعارضة من دون وصلات مرنة، أما دولاب
التوجيه فيتصل مع العارضة بوصلة مرنة على شكل نابض حلزوني للتحكم في شد
الزنجير في حين يرتكز جسم المركبة على العارضتين بعنصر مرن على شكل نابض
صفيحي نصف إِهليلجي يتوضع عرضيّ، أو على شكل بنية معدنية محدودة المرونة
ترتكز على مساند مطاطية فوق كل عارضة، ومن جهة أخرى يتصل الجسم مع
العارضتين بمحور في كل جانب يكون محور ترجّح لكامل الزنجير مع أجهزة
الاستناد كي تتحقق المرونة المطلوبة لسير المركبة في المناطق الوعرة غير
المستوية. وتُستخدم مجموعة التعليق هذه استخداماً واسعاً في المركبات
والجرارات العاملة على نظام الدفع كالقواحط فهي تجمع ما بين إِمكان تحقيق
قوى دفع كبيرة ضرورية للعمل، وإِمكان تخفيف قوى الصدم الناتجة في أثناء
العمل، وهي تكفل سرعة سير تصل إِلى 8-10 كم/سا.
مجموعة التعليق المرنة:
تكون فيها بكرات الاستناد متصلة مع العارضة أو مع هيكل المركبة مباشرة بوصلات مرنة على شكل قضبان فتل أو نوابض حلزونية.
وتوفر مجموعة التعليق هذه مرونة جيدة لأجهزة الاستناد مما يتيح للزنجير
تماسكاً أكبر مع تعرجات سطح الطريق فتحقق قوى دفع كبيرة. وتأخذ مجموعة
التعليق هذه أشكالاً عدة في الجرارات والمركبات المزنجرة وذلك بحسب طبيعة
العمل المطلوب.

وفي بعض الجرارات الزراعية المزنجرة (الشكل 4)، يتصل كل شفع من بكرات
الاستناد بوصلة مرنة توازنية ذات نابض حلزوني تتصل بدورها مباشرة بهيكل
المركبة بوساطة محور استناد، ويتصل دولاب التوجيه بالهيكل أيضاً بنابض
حلزوني، وتصل سرعة المركبة إِلى 8-10كم/سا.
وفي آلات الطرق العاملة على نظام الدفع تكون مجموعة التعليق المرنة مشابهة
لمجموعة التعليق نصف القاسية، إِلا أن كل بكرتين هنا تتصلان بوصلة توازنية
مرنة تعتمد على قضبان فتل مستقلة مع مصادم مطاطية تحدد إِزاحتها
الشاقولية. وتكفل مجموعة التعليق هذه السير بسرعة تصل إِلى 12 كم/سا.
وفي بعض الجرارات العاملة على نظام النقل يستند الهيكل إِلى بكرات،
استناداً مستقلاً بقضبان فتل مرنة طويلة، تمتد عرضيّاً في أسفل هيكل
المركبة، مما يعطي مرونة كبيرة لاستناد الكتلة الفوقية. وتكفل مجموعة
التعليق هذه سرعة حركة تصل إِلى 20 كم/سا أو أكثر.
وتستخدم مجموعة التعليق المرنة هذه في معظم المركبات المزنجرة العسكرية،
إِنما تتميز بكراتُ استنادها أو طُلَمها بأقطارها الكبيرة المزودة بإِطار
مطاطي ثخين، بحيث تستطيع المركبة السير بسرعة تصل حتى 70-90 كم /ساعة.
أجهزة التعليق في مركبات السكك الحديدية

تتعرض مركبات السكك الحديدية من قاطرات أو مقطورات إِلى الحمل الدينامي
الذي ينتقل من العجلات إِلى الجسم أو الهيكل من خلال المضاجع ومجموعة
التعليق وقواعد ارتكاز الجسم.
وينشأ هذا الحمل من درجان العجلات على الخط الحديدي بسبب التواءات السكك
والعجلات وتشوهاتها وعند مرور العجلات على الفواصل في نقاط اتصال السكك
وفي المنعطفات أيضاً. ولتخفيف هذه القوى والصدمات الدينامية المتواترة
توضع مجموعة التعليق بين جسم المركبة العلوي upper frame وهيكل العجلات
(الكراسي) bogies ومضاجعها bearing boxes.
وتؤثر القوى الدينامية في جسم القاطرة أو المقطورة فتسبب الإِزاحة
الشاقولية القفز على طول المحور الشاقولي والترجّح الطولي حول المحور
العرضي والترجّح العرضي الجانبي حول المحور الطولي.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
وتعمل مجموعة التعليق على تحويل الحمل الدينامي المتواتر إِلى اهتزازات
قابلة للخمود فتخفض تواتر الحركة الاهتزازية وسعتها وتسارع كتلة الجسم
الفوقية. وتحوي مجموعة تعليق مركبات السكك الحديدية عناصر مرنة ومخمدة
وموجهة. وتُستخدم النوابض الحلزونية والصفيحية في القطارات السريعة،
إِضافة إِلى النوابض الحلزونية، عناصرُ مرنة هوائية وعناصر مخمدة في آن
واحد، وهي على شكل حجرات مزدوجة مرنة تزود بالهواء المضغوط من خزان رئيس
له دارة خاصة. وتتوضع هذه الحجرات فوق مضاجع العجلات، فتمتص القوى
الدينامية بمرونة متغيرة، إِذ تزداد صلابة بزيادة قوى التحميل وتخمد
الاهتزازات المرافقة. ويستفاد من النوابض الصفيحية والمساند المطاطية في
عملية امتصاص الاهتزازات، وإِضافة إِلى ذلك توضع مخمدات خاصة هدرولية أو
هدروهوائية أو احتكاكية لزيادة نسبة إِخماد الاهتزازات، وتقوم بعض السواعد
والمساند، التي تزود بوصلات نابضية أو مطاطية، بدور العناصر الموجهة للحد
من ترجّح جسم المركبة في الاتجاهين الطولي والعرضي.
ويبين الشكل (5) مخططات مجموعة تعليق مركبات السكك الحديدية. ويوجد نظام
التعليق في مركبات السكك الحديدية بنوعين أساسيين: بمرحلة تعليق واحدة،
وبمرحلتين اثنتين.
وتتوضع عناصر مجموعة التعليق ذات المرحلة الواحدة إِما بين الكراسي ومضاجع
العجلات غالب، أو بين جسم المركبة وكراسي العجلات، في حين تتوضع عناصر
مجموعة التعليق ذات المرحلتين بين الكراسي والمضاجع جهازَ تعليق أساسي،
وبين الجسم والكراسي جهازَ تعليق ثانوياً. ويستخدم نظام التعليق ذو
المرحلة الواحدة في قطارات الشحن. في حين يستخدم نظام التعليق ذو
المرحلتين في قطارات نقل الركاب لضرورة سلاسة الحركة فيها.

وقد تكون مجموعة التعليق منفردة لكل
مضجع من مضاجع العجلات أو تكون مشتركة بين مضجعين أو أكثر بوساطة أقواس
توازنية ترتكز عليها لتوفير توزع القوى على المضاجع توزعاً عمودياً منتظم،
وهي تستخدم أساساً في القاطرات وتسمى أيضاً جهاز التعليق العمودي.
وفي بعض أنواع أجهزة التعليق ذات المرحلتين يكون العنصر المرن المتوضع بين
قاعدة ارتكاز الجسم وكرسي العجلات على شكل نابض صفيحي إِهليلجي كامل عرضي
يتمفصل بسواعد مترجِّحة متصلة بالكرسي، ويسمى جهاز التعليق العرضي وهو
يكفل مرونة جيدة في الاتجاهين الشاقولي والجانبي للمركبة (الشكل 6) وهو
مستخدم في مقطورات نقل الركاب.
أهم خصائص أجهزة التعليق

تتوقف قلة اهتزازات المركبة وجودة تعليقها في الدرجة الأولى على مرونة
جملة التعليق أو صلابته، وإِطارات المركبة، وكتلة الأجزاء الفوقية
المتأثرة بالفعل النابضي وتوزعه، وكتلة الأجزاء التحتية غير المتأثرة
بالفعل النابضي، ومقاومة الاحتكاك الداخلي لعناصر مجموعة التعليق، ومقاومة
المخمدات ونسبة إِخمادها. كما تتوقف على العوامل الخارجية القسرية كتعرجات
الطريق وانعطافاته وسرعة المركبة الخطية.
أما المقاييس التي يمكن بوساطتها تقويم جودة مجموعة التعليق ومقدار تأثير
العوامل المذكورة فهي الإِزاحة والتسارع في الاتجاه الشاقولي للكتلة
الفوقية وسعة التواء عناصر مجموعة التعليق المرنة والإِطارات لحالتي
التحميل في الثبات والحركة، والإِزاحة الشاقولية للكتلة التحتية وتواتر
الاهتزازات وسعتها لكل من الكتلة التحتية والفوقية. وتتغير هذه المقاييس
تغيراً دورياً غير منتظم غالباً.
ومن المهم جداً لمجموعة التعليق تعيين سعة التواء العناصر المرنة في حالتي
التحميل في الثبات والحركة لأنها تحدد بدورها تواتر الاهتزازات. ومن
المعلوم أن تواتر الاهتزازات التي تحقق شروط سلاسة حركة المركبة، والتي
يتحملها الإِنسان بسهولة، لا يزيد على 2.5 هرتز، بالمقارنة مع تواتر السير
العادي على الأقدام الذي يراوح في المجال 1 ـ 1.5٪ هرتز، ولحالة السير
النشيط في المجال 1.7 - 2.5 هرتز.
وفي المركبات ذات مجموعة التعليق المرنة يتغير تواتر الاهتزاز عكسياً مع
الجذر التربيعي لسعة الاهتزاز أو التواء العنصر المرن، وهذا يتعلق بدوره
بمقدار الحمولة المؤثرة فيه. لذلك ينخفض تواتر الاهتزازات مع زيادة حمولة
المركبة بنسبة معينة. وفي هذا المجال يمكن ذكر القيم التقريبية لتواتر
اهتزازات بعض المركبات التي تكفل سلاسة حركة جيدة: للسيارات السياحية 0.67
- 1 هرتز وللحافلات 1 - 1.5 هرتز، وللشاحنات 1.5 - 2 هرتز، وللمكنات
والجرارات 1.5-2.5 هرتز، وللقاطرات والمقطورات 1.5 - 1.7 هرتز.
ويؤثر تحسين جودة أجهزة التعليق تأثيراً إِيجابياً في سلاسة الحركة
وثباتها وسلامته، فيحسِّن خصائص شد المركبة، مما يخفض الطاقة المهدورة لدى
اهتزازات المركبة ويزيد اقتصاديتها وطول خدمته، ويقلل من تآكل سطح الطريق
أوالسكة.

ويستخدم فى التعليق على الإطارين الأماميين وهى أيضا تعمل على أضعاف الصدمات بعيدا عن شاسيه السيارة وبالتالى عن الركاب.


تلخيصاً
فإنه يستخدم لتضئيل صدمات الطريق , ومنع انتقالها إلى الإطار المعدنى
والجسم على قدر الإمكان , توضع اليايات بين المحورين (المحاور) وبين
الإطار المعدنى . ويتم تعليق يايات المركبات بعدة طرق مختلفة .
وأكثر
أنواع اليايات استخداماً هو الياى الورقى الذى قد يكون نصف بيضاوى , أو
ربع بيضاوى . ويتكون الياى الورقى من عدة أوراق مسطحة مرتبة فوق بعضها
البعض . وتشكل نهائياً الورقة العليا منها (أم السوستة) على هيئة عينين .
ويضاف إلى الورقة (العليا) عدد من أوراق أخرى متماثلة فى العرض , ولكنها
مختلفة (متناقصة) فى الطول .
ويوجد بمنتصف
كل ورقة ثقب لتركيب مسمار المنتصف الذى يصل الأوراق ببعضها البعض .
وغالباً ما تحيط الورقة الثانية جزئياً بعينى الورقة العليا لزيادة
إتزانها . وقد يتسبب أى كسر فى الورقة العليا – وخاصة إذا كان بالقرب من
العين – فى وقوع حوادث سيئة , وخصوصاً فى حالة التعليق بدون محور .
ولذلك
– ولأغراض الأمان – تقوى العين فى الغالب بتركيب ورقة إضافية تلتف حولها
من أعلى . وهكذا يمكن منع شُكًل (مشابك) اليايات من المراوغة .
وتوضع
الأوراق فوق بعضها البعض تحت ضغط يؤدى إلى نشوء إحتكاك بينهما عند تحركها
(إنحنائها) يتسبب فى حدوث المضاءلة . وعلى أية حال فأنه يجب أل تحتك
الأوراق ببعضها البعض وهى جافة , بل يجب عدم تجميعها إلا بعد تشحيمها بشكل
مناسب .
ويتوقف استخدام اليايات ذات القوى المختلفة مع كل من المحورين الأمامى والخلفى على الحمل الواقع على كل منهما .
ونظراً
لتغير طول الياى بتغير الحمل , لذلك تعلق إحدى عينى الياى باستخدام شكال
(مشبك) يسمح لها بالتأرجح . ويربط الياى بالمحور بمسمارين على شكل U ,
ويعمل مسمار المنتصف على تثبيت الاوراق ومنع الياى من التزحزح على المحور
. وتركب مشابك الإرتداد (القفيزات) فى مواضع متوسطة بطول الياى لمنع
إنتقال الأوراق .
وقد أدى تخفيض وزن
الأجزاء غير المرتدة – التى تشمل على العجلات , والأطواق , والمحاور ,
ومكونات مجموعة القيادة والتوجيه المربوطة بالمحور – إلى استخدام الياى
الورقى المستعرض . وسواء ركب الياى بمفرده أم على هيئة أزواج , فأنه يعمل
بمثابة محور أمامى .
ويستخدم هذا الياى
كذلك فى تعليق المحور الخلفى ذى العمودين الطافيين . وفى هاتين الحالتين
لا يتم نقل حركة القيادة والفرملة , وكذلك العزم , عن طريق الياى – وإنما
يتم عن طريق أذرع خاصة تصل المحور بالإطار المعدنى .
ويتم
تعليق اليايات بواسطة مساميرها (بنوزها) المحمولة فى الجلب المركبة بأعين
اليايات , والتى تتطلب دائماً التزييت الجيد . وتستخدم فى الغالب جلب
مطاطية متوسطة (لينات مخففة للصدمات والصوت) . وهى لا تتطلب صيانة كبيرة ,
وتتميز بعمر استخدام أطول .
وفى اللوارى
الثقيلة لا يكفى ياى واحد للوفاء فى وقت واحد بجميع متطلبات تحميلها – أى
من أول ما تكون فارغة حتى تكون محملة بحملها بالكامل – وكفالة التشغيل
المنتظم والجيد فى كل الأحوال , ومن العسير عموماً تشغيل الياى عندما لا
يكون محملاً . ولهذا يركب فى الغالب ياى مساعد () فوق الياى المعتاد ليشغل
فقط عند حمل محدد .
وهناك نوع آخر من
اليايات المتغيرة الطول , وفيه تنزلق إحدى نهايتى الورقة العليا (أم
السوستة) على كتيفة (مسند) زلقة , سطحها الزلق مقوس . ونتيجة لذلك تتحرك
نقطة تحميل الورقة إلى الداخل عند تحميل الياى فيقل الطول الفعال للياى
بالقدر المناظر , وبالتالى تزداد قدرته بازدياد الحمل .
وتزود بعض سيارات الركوب , وكذلك اللوارى , باليايات الحلزونية – وخاصة فى حالة التعليق المستقل للعجل () .
ويجر
التعليق الخاص بالمحور الخلفى باستخدام ياى ذى قضيب لى مثبت من طرفيه () .
ويعتبر هذا النوع من التحميل غاية فى البساطة . وكلما كان قضيب اللى
طويلاً (فى الإتجاه الطولى للسيارة) , كان فعل الياى لطيفاً .

وقد يركب قضيب اللى فى الإتجاه المتعامد على إتجاه القيادة (أى الإتجاه الطولى للمركبة) .
ويعيب
التصميم بهذه الكيفية أن أطوال قضبان اللى تصبح فى هذه الحالة محدودة
بالمسافة بين العجلتين . وعندما تكون مسافات انفراد الياى كبيرة تكون
اجهادات اللى كبيرة بالتالى . ويتم تعليق العجلات فى هذا التصميم باستخدام
ذراع تعليق متصل بقضيب اللى .
وقد ابتكرت
حديثاً مخدات بنيوماتية (وسائد هوائية تعمل بالهواء المضغوط ) تستخدم فى
مجال هندسة السيارات بدلاً من التعليق الميكانيكى .
وقد
يتسبب التجميع الغير صحيح لليايات فى انكسارها , . ويجب أن يترك للياى حيز
كاف ليتحرك فيه بحرية , وإلا انكسرت إحدى عينيه عموماً . وقد يكون السبب
فى الكسر التركيب غير الصحيح للياى , أو تكون الصدأ عليه , أو الربط
الشديد لمساميره . وعند تركيب الياى يجب ربط الصامولة البرجية لمسماره
بإحكام أولاً , ثم يخفف عنها الرباط بمقدار سدس لفة , أى بمقدار مشقبية
واحدة للتيلة . وفى كل الحالات يجب ألا يعاق وصول الزيت .
ويتسبب
التحميل الزائد للسيارة , أو الربط غير الكافى للمسامير التى على شكل
الحرفU فى انكسار الأوراق عند مسمار المنتصف , نظراً لأن هذا المسمار
ينحرف فيها عند هذا الموضع .وإلى جانب ذلك فقد يؤدى كلال أوراق اليايات
إلى انكسارها , وحينئذ يتحتم استبدال اليايات . ومن غير العملى تغيير
أوراق اليايات كل منها على حدى , نظراً لاحتمال حدوث انكسارات متتابعة
ومبكرة لها عندما يحدث الكلال لمعدنها .
ولكل
ياى ما يعرف باسم "الذبذبة الطبيعية" التى تحتمها أبعادها وحجمه , وإذا
تعدت ذبذبة الياى هذه الذبذبة الطبيعية نتيجة لمطبات الطريق , ففى هذه
الحالة يزداد اهتزاز المركبة وتمايلها إلى حد كبير قد يبعد العجلات عن
إلتصاقها بالأرض . ولهذا السبب يجب إتخاذ اللازم نحو مراجعة فعل الياى
وتصحيحه بدون إنقاص الفعل المرن لمجموعة التعليق . ولذلك تركب ممتصات
الصدمات () فى مجموعة التعليق بالسيارات .
وفى
اليايات الورقية الورقية المستخدمة فى اللوارى , يكون الإحتكاك الداخلى
بين الأوراق كبيراً جداً بدرجة تكفى للإستغناء عن ممتصات الصدمات . ويختلف
الأمر كلية فى حالة اليايات الورقية الرقيقة المستخدمة فى سيارات الركوب ,
وفى الحالات التى تركب فيها اليايات الحلزونية واليايات ذوات قضيب اللى
التى تتسم بشدة انخفاض فعل المضاءلة الذاتية بها .
ولا
يتم انتقاء ممتصات الصدمات وأبعادها (أحجامها ) إلا بعد إجراء التجارب
عليها مع اليايات المستخدمة . وتزود معظم السيارات الحديثة بممتصات صدمات
من النوع الهيدروليكى .
ويتكون ممتص
الصدمات الهيدروليكى أساساً من كباس , أو جناح دوار , يتحرك فى أسطوانة –
أو مبيت (علبة) – فى أثناء انضغاط يايات المركبة وإرتدادها . ويدفع الزيت
الموجود فى الأسطوانة , أو المبيت , خلال فتحات أو صمامات صغيرة فيتسبب
عنه فعل المضاءلة .
ومعظم ممتصات الصدمات
مزدوجة الفعل , أى أنها تعمل فى كلا الإتجاهين فى أثناء انضغاط اليايات
وارتدادها . أما ممتصات الصدمات الأحادية الفعل فلا تعمل إلا فى أثناء
ارتداد اليايات .
وكمية الزيت المستخدمة
فى ممتص الصدمات ذى الكباس أو الجناح الصغيرة . وهناك اتجاه عام حديث
للتحويل إلى ممتصات الصدمات التليسكوبية () التى تتميز بإمكانها حمل كميات
كبيرة من الزيت , وسهولة إحكامها ضد التسريب , وإستغنائها عن أذرع التشغيل
الخاصة . وينبغى ملء ممتصات الصدمات بالزيت الخاص بها .





كما نطلق عليها فى لغتنا الدارجة وظيفتها كما هو واضح من إسمها تخفيف
الصدمة الناشئة عن ارتطام عجلات السيارة بمطب او مقب على جسم السيارة

مما يتكون المساعد:

كثيرون منا خصوصا قليلى المعرفة بالسيارات يعتقدون ان المساعدين هى ذلك
الكائن الحلزونى الذى يرونه عند النظر بداخل فجوة العجلات بالسيارة، ولكن
هذا الكائن الحلزونى هى السوستة ووضيفتها مكملة لوضيفة المساعد، اما
المساعد نفسه فهو عبارة عن اسطوانة من المعدن طولها حوالى 35-40 سم حسب
نوع السيارة وقطرها من 5-7 سم، يخرج من طرفها العلوى عمود من الصلب قابل
للحركة الى داخل او خارج الإسطوانة طوله يصل طوله فى اقصى حالات امتداده
الى 30-35 سم حسب نوع السيارة

هذة الإسطوانة تكون على شكل سلندر مجوف يتحرك بداخله مكبس المكبس يكون
مرتبط بالعمود الصلب الذى ذكرناه سالفا كقطعة واحدة كما يكون فى المكبس
ثقوب دقيقة تسمح بمرور الزيت من اسفل المكبس الى اعلاه

وفى اعلى المساعد عند نقطة خروج العمود من الإسطوانة ، يوجد مانع تسرب زيت (اويل سيل)oil seal وظيفته الحفاظ على الزيت داخل المساعد

كيف يعمل المساعد:

يوجد مساعد عند كل عجلة يكون طرفه السفلى(الإسطوانة) مربوط بمجموعة العجلة
وطرفه العلوى(نهاية ذراع الصلب العليا) مرتبطة بشاسيه السيارة، وتكون
السوستة إما محملة على المساعد او مركبة بشكل منفصل عنه

عند تلقى مطب صناعى مثلا ترتفع مجموعة العجلة لاعلى وتحاول رفع السيارة
بالكامل، فتضغط على السوستة والمساعد، فى هذة الحالة تحاول الإسطوانة
الحركة الى اعلى بالنسبة لذراع المساعد، او بشكل آخر يتحرك العمود بالمكبس
الى اسفل داخل الإسطوانة ، وهنا لا يكون هناك مهرب للزيت الموجود فى حيز
الإسطوانة أسفل المكبس سوى الهروب عبر الثقوب الدقيقة الموجودة بالمكبس
الى حيز الإسطوانة اعلى المكبس

ونظرا لضيق هذة الثقوب فإن الزيت يحتاج الى قوه عاتية لدفعه من اسفل الى
اعلى المكبس (تخيل نفسك بتحاول تفرغ حقنة كبيرة مليانة ميه عن طريق مكبسها
لو الإبرة راكبة، وفرق القوة المطلوبة عن لو الإبرة مش راكبة ههاتقدر
تتخيل حجم القوة التى يمتصها تحريك الزيت عبر ثقوب المكبس) ، وهذة القوة
هى التى تمتص صدمة المطب

طيب طالما ان هذا هو دور المساعد فما لزوم السوستة، السوستة لها دورين،

اولا هى تحفظ ارتفاع السيارة وتعيدها بعد المطب الى ارتفاعها الطبيعى

ثانيا السوستة دورها فى مقاومة الصدمة يكمل دور المساعد لأن السوستة تسمى
عائق تفاضلى من الدرجة الاولى والمساعد يسمى عائق تفاضلى من الدرجة الثانية

معناه ايه الكلام المجعلص ده: عائق تفاضلى من الدرجة الاولى معناه ان
مقاومته بتزيد كل ما السرعة زادت(انا هنا بتكلم عن سرعة ارتفاع العجلة فى
المطب وليس سرعة السيارة)

اما العائق التفاضلى من الدرجة الثانية فمعناه ان مقاومتة بتزيد كلما زاد
التغير فى معدل السرعة (ألعجلة)،برضه انا هنا بتكلم عن سرعة ارتفاع العجلة
فى المطب وليس سرعة السيارة

برضه معناه ايه الكلام ده، الكلام ده معناه ببساطة ان السوستة مقاومتها
بتكون ثابتة للمطبات وبالتالى السوستة لوحدها لو كلت مطب بسيط هاتقاومه
بما يناسبه لكن لو كلت مطب جامد هتقاومه بنفس مقاومة المطب البسيط
وبالتالى العربية ترزع فى المطب، لكن المساعد مقاومته بتزيد مع قوة الصدمة
وبالتالى بيمنع الرزع

متى يتنهى عمر المساعد:

ينتهى عمر المساعد عندما لا يستطيع اداء وظيفته وذلك لسبب من الأسباب الآتية:

1- اتساع الثقوب وتآكلها، او تآكل حبك المكبس مع الإسطوانة مما يؤدى الى
سهولة مرور الزيت بين ناحيتى المكبس فلا يمتص المساعد الصدمة بالقدر
الكافى ويقال فى هذة الحالة ان المساعد اصبح خفيف

2- انحشار المكبس فى اى جزء من مشواره بالإسطوانة نتيجة لاعوجاج الاسطوانة
بسبب خبطة، او وحود شوائب او رايش يسد ثقوب الزيت، وهنا يقال ان المساعد
(حجر) (فعل ماضى بتشديد وفتح الجيم)

3- تلف الاويل سيل العلوى للمساعد وتسرب الزيت خارج الإسطوانة حتى ينفذ ويفقد المساعد وظيفتة، وهنا يقال ان المساعد (ضرب زيت)

أهمية المساعدين:

المساعدين هى التى تحمى جميع اجزاء السيارة من آثار ضربات المطبات
المختلفة، وتلفها يؤدى الى تعرض جميع اجزاء السيارة للضرب طوال الوقت
نتيجة للمطبات، فيؤدى الىت تفكك لحامات الشاسية وتلف المقصات وعلبة
الديرريكسون والكبالن وقواعد المحرك والجنوط والإطارات، الى جانب الصدمات
المتكرر التى تؤذى ركاب السيارة لذا لا يجوز ابدا ترك السيارة تعمل
بمساعدين تالفة

كيفية تحديد حالة المساعد

اسهل تجربة للمساعدين: الضغط باليد بقوة على كل جانب من جوانب السيارة عند
كل عجلة ومحاولة هز السيارة بضغطات متتالية، يجب ان تتجاوب السيارة مع
الضغط عندما نصل لقوة حوالى 15-20 كيلوجرام(اى نضغط على السيارة بنفس
القوة اللزمة لرفع 15-20 كيلوجرام من على الأرض)

لو لم تستجب السيارة للضغط نهائيا يكون المساعد محجر
لو استجابت لاول ضغطة بصعوبة ثم فى الضغطات التالية وجدنا ان السيارة
تتمرجح معنا باقل مجهود ممكن وبعد رفع اليد من على السيارة تهتز السيارة
مرة او اثنتين بحرية يكون المساعد خفيف
لو تطلب الامر ضغطات متتالية متساوية فى القوة (15-20 كيلوجرام) لهز
السيارة وبمجرد رفع اليد من على السيارة تتوقف عن الإهتزاز يكون المساعد
سليم
بالنسبة لتسرب الزيت يتم الكشف عليه بالعين بالنظر الى اعلى اسطوانة المساعد والبحث عن آثار زيت

ما أسباب قلة كفاءة الفرامل؟