על מערכות מתלים - פרק א'

בסדרת הכתבות הבאה ננסה להכיר את תפקיד מערכת המתלים, חשיבותה, מערכות המתלים השונות, הבדלים בין קפיצי עלים לסליל ובולמי זעזועים. בסוף הסדרה נקדיש חלק מיוחד לשיפור מערכות מתלים - דגשים וטיפים. היות ואתר זה הוא אתר של רכבי שטח ההתייחסות של עיקר הכתבה יהיה לרכבי שטח טהורים בעלי סרנים חיים, למרות שניגע על קצה המזלג גם במערכות מתלים נפרדים.

מהי מערכת המתלים?

מערכת המתלים היא המערכת המקשרת בין הגלגלים לרכב. קיימים כמה סוגים של מערכות מתלים כשלכולן עיקרון דומה קפיץ ובולם המחוברים לגלגל (לעיתים רחוקות לשני הגלגלים של אותו הסרן) בצד אחד ולשלדת הרכב בצד השני. תפקיד מערכת המתלה הוא לשמור את הגלגלים על הכביש. גלגל באוויר לא נותן אחיזה ולא מאפשר התקדמות. למערכת מתלים יש מספר מושגי יסוד: 1. מהלך מתלה (TRAVRELׂ) : המהלך אותו מבצע טבור הגלגל למעלה ולמטה. מערכת מתלים נכונה תאפשר אותו מהלך כניסה (למעלה) ויציאה (למטה). 2. גמישות מתלה (ARTICULATION ): תכונה המתארת את היכולת של הרכב להתאים את עצמו לתנאי השטח. 3. קבוע קפיץ (SPRING RATE) : מידת המשקל (פאונד) שיכופפו את הקפיץ באינץ' אחד. בקפיץ עלים הקבוע קפיץ נשמר לאורך כל המהלך (1 אינץ' Xפאונד אז 3 אינץ'=3X פאונד. למערכת המתלים יש גם השפעה על ההיגוי של הרכב בהצלבות וגם על התנהגותו בעת ביצוע פנייה על כביש. בבואנו לדבר על מתלים חשוב לחבר גם את מערכת ההגה. אין לבצע הפרדות בין שתי המערכות הללו כי בעצם הצמדת הגלגל לכביש (ובאופן שבו אנו עושים את זה) אנו משפיעים על ההיגוי. למערכת ההגה יש המון מושגים אבל אנחנו נתמקד רק בכמה מושגים של זוויות ההיגוי אשר רלוונטיים לכתבה זו: 1.קסטר (CASTER): זווית קידום הגלגל או בפשטות זווית בין המצב בו הסרן מקביל לאדמה. 2. קמבר (CAMBER): זווית שפיעת האופן או נטיית הגלגל כלפי הכביש ממצב אנכי אליו. 3.שפור (ACKERMAN): הזווית בין שני הגלגלים הקדמיים.

סוגי מערכות מתלים

למעשה ניתן לבצע את החלוקה בכמה צורות. אני בחרתי לחלק לפי הסרנים. בעמודת רכב כזה נתתי רכב לדוגמא בלבד ללא כוונה לפגוע ברכבים כאלה שלא נמצאים ברשימה.

מערכות מתלים ייעודיות

אם נביט בטבלה נוכל לראות שכאשר מדברים כל רכב שטח קשוח (למעט ההאמר) יבחרו במפעל לצייד אותו בצמד סרנים חיים, מטעמי אמינות. וזאת למרות שסרן חי בא על חשבון מרווח גחון. למעשה קיימות עוד מספר מערכות מתלים, ליעודים מיוחדים (רכבי ירח וכ..) וקיימים גם רכבים אשר אין להם אפקט תנועה ושיכוך במתלים (טרקטורים). לרכבי שטח תחרותיים בונים מתלים מיוחדים לפי סוגי התחרויות בהם הרכב משתתף : קפיצים קשים וארוכים למהירויות גבוהות ורכים וארוכי מהלך לתחרויות עבירויות.

תפקיד מערכת המתלים

למערכת המתלים שלנו מספר תפקידים נוספים מלבד לשמור את הגלגלים על הכביש: 1. למנוע מהסרן לזוז קדימה ואחורה. 2. למנוע מהסרן להתפתל למעלה ולמטה (קסטר) 3. למנוע מהסרן תזוזה לצידי הרכב.

קפיצי עלים

למעשה השלב הראשון באבולוציה של הנדסת המתלים בעולם הרכב (כולל כרכרות סוסים). קיימים מספר סוגים של חיבור קפיץ העלים לשלדת הרכב אשר נותנים אפקטים שונים. החיבור העיקרי הנהוג בתעשיית הרכב הוא קפיץ מתחת לסרן (spring under) חיבור קבוע לשלדה בנקודה הפנימית של הרכב, ונדנדה (shackle) בנקודה החיצונית של הרכב. גישה זו מקנה את מירב היציבות והאמינות לרכב. פועל יוצא של גישה זאת הוא הגנה (מזערית) על הסרן. מספר רכבים בעולם נוסעים עם קפיץ מעל הסרן (בלייזר,צ'ירוקי ועוד), ויש כמה סוגים של רכבים שיוצאים עם שאקל ריברסל מהמפעל (טויוטה למשל).

מבנה

קפיץ עלים בנוי ממספר רצועות ברזל באורכים שונים המאוגדים יחדיו.

יתרונות קפיצי עלים

לקפיצי עלים יתרונות רבים וזו למעשה הסיבה העיקרית לכך שהם כל-כך פופולריים עד היום. 1. מחיר - מערכת קפיצי עלים זולה לייצור מקפיצי סליל. 2. פשטות- המערכת פשוטה מאוד ונוחה לשיפורים והתאמות לצרכים אישיים. 3. ביטול אלמנטים- מערכת קפיצי עלים מבצעת את כל הפעולות דרך חיבור אחד לסרן(בכל צד), היא מונעת מהסרן תזוזה צידית, אורכית וסיבובית.

חסרונות קפיצי עלים

1. נוחות- קפיצי עלים הם הגרסא הכי פחות נוחה של מערכות מתלים. 2. יציבות- לקפיץ עלים עקיבה פחות טובה על תנאי השטח מה שמוביל ליציבות נחותה. 3. מהלך כניסה- עקב המבנה שלהם (קשת הפונה מעלה) קשה לקפיץ עלים גבוה לסגור מהלך.

גורמים המשפיעים על הקפיץ

1. בראש ובראשונה מספר העלים בכל קפיץ 2. רוחב כל עלה 3. משקל הרכב – מערכת מתלים חייבת להתאים למשקל הרכב.