מוּשָׂג
מבנה מתלה טיפוסי מורכב מאלמנטים אלסטיים, מנגנוני הנחיה, בולמי זעזועים וכו', ובחלק מהמבנים יש גם בלוקי חיץ, מוטות ייצוב וכו'. אלמנטים אלסטיים הם בצורת קפיצי עלים, קפיצי אוויר, קפיצי סליל וקפיצי מוט פיתול. מתלי מכוניות מודרניים משתמשים בעיקר בקפיצי סליל וקפיצי מוט פיתול, וחלק מהמכוניות היוקרתיות משתמשות בקפיצי אוויר.
פונקציית חלק:
בּוֹלֵם זַעֲזוּעִים
תפקיד: בולם הזעזועים הוא הרכיב העיקרי המייצר את כוח הבלם. תפקידו להחליש במהירות את רעידות המכונית, לשפר את נוחות הנסיעה של המכונית ולשפר את האחיזה בין הגלגל לקרקע. בנוסף, בולם הזעזועים יכול להפחית את העומס הדינמי של חלק המרכב, ולהאריך את חיי השירות של המכונית. בולם הזעזועים הנמצא בשימוש נרחב במכוניות הוא בעיקר בולם זעזועים הידראולי מסוג גליל, ואת מבנהו ניתן לחלק לשלושה סוגים: סוג גליל כפול, סוג גליל יחיד מתנפח וסוג גליל כפול מתנפח. [2]
עקרון פעולה: כאשר הגלגל קופץ למעלה ולמטה, בוכנת בולם הזעזועים נעה בתא העבודה, כך שנוזל בולם הזעזועים עובר דרך הפתח שעל הבוכנה, מכיוון שלנוזל יש צמיגות מסוימת וכאשר הנוזל עובר דרך הפתח, הוא בא במגע עם דופן החור. נוצר חיכוך ביניהם, כך שאנרגיה קינטית מומרת לאנרגיית חום ומתפזרת באוויר, כדי להשיג את פונקציית ריסון הרטט.
(2) אלמנטים אלסטיים
פונקציה: תמיכה בעומס אנכי, הקלה וריסון של רעידות ופגיעות הנגרמות ממשטח כביש לא אחיד. אלמנטים אלסטיים כוללים בעיקר קפיצי עלה, קפיצי סליל, קפיצי מוט פיתול, קפיצי אוויר וקפיצי גומי וכו'.
עיקרון: חלקים העשויים מחומרים בעלי גמישות גבוהה, כאשר הגלגל נתון לפגיעה גדולה, האנרגיה הקינטית מומרת לאנרגיה פוטנציאלית אלסטית ונאגרת, ומשתחררת כאשר הגלגל קופץ למטה או חוזר למצב הנהיגה המקורי.
(3) מנגנון הנחיה
תפקידו של מנגנון ההכוונה הוא להעביר כוח ומומנט, וגם למלא תפקיד הכוונה. במהלך תהליך הנהיגה של המכונית, ניתן לשלוט במסלול הגלגלים.
אֵפֶקְט
מתלים הם מכלול חשוב ברכב, המקשר באופן אלסטי את השלדה עם הגלגלים, והוא קשור לביצועים השונים של הרכב. מבחוץ, מתלי הרכב מורכבים רק מכמה מוטות, צינורות וקפיצים, אך אל תחשבו שזה פשוט מדי. להיפך, מתלי הרכב הם מכלול רכב שקשה לעמוד בו בדרישות המושלמות, מכיוון שהמתלים הם גם... כדי לעמוד בדרישות הנוחות של הרכב, יש צורך לעמוד גם בדרישות יציבות הטיפול שלו, ושני היבטים אלה מנוגדים זה לזה. לדוגמה, כדי להשיג נוחות טובה, יש צורך לרכך מאוד את הרטט של הרכב, לכן יש לתכנן את הקפיץ כך שיהיה רך יותר, אך הקפיץ רך, אך קל לגרום לרכב לבלום "להנהן", להאיץ "למעלה" ולהתגלגל ברצינות שמאלה וימינה. הנטייה אינה תורמת להיגוי הרכב, וקל לגרום לרכב להיות לא יציב.
מתלה לא עצמאי
המאפיין המבני של מתלה לא עצמאי הוא שהגלגלים משני הצדדים מחוברים באמצעות סרן אינטגרלי, והגלגלים יחד עם הסרן תלויים מתחת לשלדה או לגוף הרכב באמצעות מתלה אלסטי. למתלה לא עצמאי יתרונות של מבנה פשוט, עלות נמוכה, חוזק גבוה, תחזוקה קלה ושינויים קטנים בכיוון הגלגלים הקדמיים במהלך הנהיגה. עם זאת, בשל נוחותו ויציבותו הנמוכה של הטיפול, הוא כמעט ולא בשימוש במכוניות מודרניות, והוא משמש בעיקר במשאיות ובאוטובוסים.
מתלה לא עצמאי של קפיץ עלים
קפיץ העלה משמש כאלמנט אלסטי של המתלה הלא עצמאי. מכיוון שהוא משמש גם כמנגנון הנחיה, מערכת המתלים פשוטה מאוד.
מתלה לא עצמאי של קפיצי עלים אורכיים משתמש בקפיצי עלים כאלמנטים אלסטיים ומסודרים על המכונית במקביל לציר האורכי של המכונית.
עקרון פעולה: כאשר המכונית נוסעת על כביש לא אחיד ונתקלת בעומס פגיעה, הגלגלים מניעים את הסרן לקפוץ למעלה, וקפיץ העלים והקצה התחתון של בולם הזעזועים גם הם נעים למעלה בו זמנית. ניתן לתאם את הגדלת האורך במהלך תנועת קפיץ העלים כלפי מעלה על ידי הארכת הלולאה האחורית ללא הפרעה. מכיוון שהקצה העליון של בולם הזעזועים קבוע והקצה התחתון נע למעלה, זה שווה ערך לעבודה במצב דחוס, והריכוך מוגבר כדי להחליש את הרטט. כאשר כמות הקפיצה של הסרן עולה על המרחק בין בלוק הבוץ לבלוק הגבול, בלוק הבוץ נוגע בבלוק הגבול ונדחס אליו. [2]
סיווג: ניתן לחלק את המתלה הלא-עצמאי של קפיצי עלים אורכיים למתלה לא-עצמאי של קפיצי עלים אורכיים אסימטריים, מתלה מאוזן ומתלה לא-עצמאי של קפיצי עלים אורכיים סימטריים. זהו מתלה לא-עצמאי עם קפיצי עלים אורכיים.
1. קפיץ עלה אורכי אסימטרי מתלה לא עצמאי
מתלה לא עצמאי של קפיץ עלה אורכי אסימטרי מתייחס למתלה שבו המרחק בין מרכז הבריח בצורת U למרכז הזיזים בשני הקצוות אינו שווה כאשר קפיץ העלה האורכי קבוע לציר (גשר).
2. מתלה איזון
מתלה מאוזן הוא מתלה המבטיח שהעומס האנכי על הגלגלים על הציר המחובר (אקסל) יהיה תמיד שווה. תפקיד השימוש במתלה מאוזן הוא להבטיח מגע טוב בין הגלגלים לקרקע, עומס זהה, ולהבטיח שהנהג יוכל לשלוט בכיוון המכונית ולמכונית יהיה כוח הנעה מספיק.
בהתאם למבנים שונים, ניתן לחלק את מתלי האיזון לשני סוגים: סוג מוט דחף וסוג זרוע נדנדה.
①מתלה איזון מוט דחף. הוא בנוי מקפיץ עלים אנכי, ושני קצוותיו ממוקמים בתמיכה מסוג לוח הזזה בחלק העליון של שרוול הציר של הסרן האחורי. החלק האמצעי מקובע על קליפת מיסב האיזון באמצעות ברגים בצורת U, ויכול להסתובב סביב ציר האיזון, וציר האיזון מקובע על שלדת הרכב באמצעות תושבת. קצה אחד של מוט הדחף מקובע על שלדת הרכב, והקצה השני מחובר לסרן. מוט הדחף משמש להעברת כוח הנעה, כוח בלימה וכוח תגובה מתאים.
עקרון הפעולה של מתלה איזון מוט דחף הוא רכב רב סרני הנוסע על כביש לא אחיד. אם כל גלגל מאמץ מבנה פלדה טיפוסי כמתלה, הוא לא יכול להבטיח שכל הגלגלים יהיו במגע מלא עם הקרקע, כלומר, חלק מהגלגלים נושאים את הזווית האנכית. עומס מופחת (או אפילו אפס) יקשה על הנהג לשלוט בכיוון הנסיעה אם זה קורה על הגלגלים ההגה. אם זה קורה לגלגלי ההינע, חלק (אם לא כולו) מכוח ההנעה יאבד. התקן את הסרן האמצעי ואת הסרן האחורי של רכב שלושה סרנים על שני קצוות מוט האיזון, והחלק האמצעי של מוט האיזון מחובר באופן צירי לשלדת הרכב. לכן, הגלגלים על שני הגשרים לא יכולים לנוע למעלה ולמטה באופן עצמאי. אם גלגל אחד שוקע בבור, הגלגל השני נע כלפי מעלה תחת השפעת מוט האיזון. מכיוון שזרועות מוט המייצב שוות באורך, העומס האנכי על שני הגלגלים תמיד שווה.
מתלה איזון מוט הדחף משמש לסרן האחורי של רכב שטח תלת סרני 6×6 ומשאית תלת סרנית 6×4.
② מתלה איזון זרוע הנדנדה. מתלה הסרן האמצעי משתמש במבנה קפיץ עלים אורכי. הלולאה האחורית מחוברת לקצה הקדמי של זרוע הנדנדה, בעוד שתושבת סרן זרוע הנדנדה מחוברת לשלדה. הקצה האחורי של זרוע הנדנדה מחובר לסרן האחורי (ציר) של המכונית.
עקרון הפעולה של מתלה איזון זרוע הנדנדה הוא שהמכונית נוסעת על כביש לא אחיד. אם הגשר האמצעי נופל לתוך בור, זרוע הנדנדה תימשך למטה דרך הלולאה האחורית ותסתובב נגד כיוון השעון סביב ציר זרוע הנדנדה. גלגל הסרן יזוז למעלה. זרוע הנדנדה כאן היא מנוף של ממש, ויחס חלוקת העומס האנכי על הסרנים האמצעיים והאחוריים תלוי ביחס המינוף של זרוע הנדנדה ובאורך הקדמי והאחורי של קפיץ העלים.
מתלה לא עצמאי של קפיץ סליל
מכיוון שקפיץ הסליל, כאלמנט אלסטי, יכול לשאת רק עומסים אנכיים, יש להוסיף למערכת המתלים מנגנון הנחיה ובולם זעזועים.
הוא מורכב מקפיצי סליל, בולמי זעזועים, מוטות דחף אורכיים, מוטות דחף רוחביים, מוטות חיזוק ורכיבים אחרים. המאפיין המבני הוא שהגלגלים השמאלי והימני מחוברים כשלם באמצעות ציר שלם. הקצה התחתון של בולם הזעזועים קבוע על תמיכת הסרן האחורי, והקצה העליון מחובר לגוף הרכב. קפיץ הסליל ממוקם בין הקפיץ העליון למושב התחתון בצד החיצוני של בולם הזעזועים. הקצה האחורי של מוט הדחף האורכי מרותך על הציר והקצה הקדמי מחובר לשלדת הרכב. קצה אחד של מוט הדחף הרוחבי מחובר לגוף הרכב, והקצה השני מחובר לציר. בזמן העבודה, הקפיץ נושא את העומס האנכי, והכוח האורכי והכוח הרוחבי נשאים בהתאמה על ידי מוטות הדחף האורכיים והרוחביים. כאשר הגלגל קופץ, כל הציר מתנדנד סביב נקודות הציר של מוט הדחף האורכי ומוט הדחף הרוחביים על גוף הרכב. תותבי גומי בנקודות המפרק מבטלים הפרעות תנועה כאשר הציר מתנדנד. מתלה לא עצמאי של קפיץ הסליל מתאים למתלה האחורי של מכוניות נוסעים.
מתלה לא עצמאי עם קפיצי אוויר
כאשר המכונית נוסעת, עקב שינויי העומס ופני הכביש, נדרשת שינוי בהתאם בקשיחות המתלים. מכוניות נדרשות להפחית את גובה המרכב ולהגביר את המהירות בכבישים טובים; כדי להגדיל את גובה המרכב ולהגדיל את קיבולת העקיפה בכבישים גרועים, נדרש התאמה של גובה המרכב בהתאם לדרישות השימוש. מתלים בלתי תלויים בקפיצי אוויר יכולים לעמוד בדרישות אלו.
הוא מורכב ממדחס, מיכל אחסון אוויר, שסתום בקרת גובה, קפיץ אוויר, מוט בקרה וכו'. בנוסף, ישנם בולמי זעזועים, זרועות הנחיה ומוטות ייצוב רוחביים. קפיץ האוויר קבוע בין המסגרת (הגוף) לציר, ושסתום בקרת הגובה קבוע על גוף הרכב. קצה מוט הבוכנה מחובר לזרוע הצולבת של מוט הבקרה, והקצה השני של הזרוע הצולבת מחובר למוט הבקרה. החלק האמצעי נתמך על החלק העליון של קפיץ האוויר, והקצה התחתון של מוט הבקרה קבוע על הציר. הרכיבים המרכיבים את קפיץ האוויר מחוברים יחד באמצעות צינורות. גז הלחץ הגבוה שנוצר על ידי המדחס נכנס למיכל אחסון האוויר דרך מפריד שמן-מים ווסת לחץ, ולאחר מכן נכנס לשסתום בקרת הגובה דרך מסנן האוויר לאחר יציאתו ממיכל אחסון הגז. מיכל אחסון האוויר, מיכל אחסון האוויר, מחובר לקפיצי אוויר בכל גלגל, כך שלחץ הגז בכל קפיץ אוויר עולה עם העלייה בכמות הניפוח, ובמקביל, הגוף מורם עד שהבוכנה בשסתום בקרת הגובה תנוע לכיוון מיכל אחסון האוויר. פתח מילוי האוויר של הניפוח הפנימי נחסם. כאלמנט אלסטי, קפיץ האוויר יכול להקל על עומס הפגיעה הפועל על הגלגל מפני השטח של הכביש כאשר הוא מועבר לגוף הרכב דרך הציר. בנוסף, מתלי האוויר יכולים גם להתאים אוטומטית את גובה גוף הרכב. הבוכנה ממוקמת בין פתח הניפוח לפתח פריקת האוויר בשסתום בקרת הגובה, והגז ממיכל אחסון האוויר מנפח את מיכל אחסון האוויר ואת קפיץ האוויר, ומעלה את גובה גוף הרכב. כאשר הבוכנה נמצאת במצב העליון של פתח הניפוח בשסתום בקרת הגובה, הגז בקפיץ האוויר חוזר לפתח פריקת האוויר דרך פתח הניפוח ונכנס לאטמוספרה, ולחץ האוויר בקפיץ האוויר יורד, כך שגם גובה גוף הרכב יורד. מוט הבקרה וזרוע הצולבת עליו קובעים את מיקום הבוכנה בשסתום בקרת הגובה.
למתלי אוויר יש שורה של יתרונות כגון נוחות נסיעה טובה ברכב, הרמה חד-צירית או רב-צירית בעת הצורך, שינוי גובה גוף הרכב וגרימת נזק מועט לפני הכביש וכו', אך יש להם גם מבנה מורכב ודרישות איטום מחמירות וחסרונות נוספים. הם משמשים במכוניות נוסעים מסחריות, משאיות, נגררים וכמה מכוניות נוסעים.
מתלה לא עצמאי של קפיצי שמן וגז
המתלה הלא-עצמאי של קפיץ פנאומטי-שמן מתייחס למתלה לא-עצמאי כאשר האלמנט האלסטי מאמץ קפיץ פנאומטי-שמן.
הוא מורכב מקפיצי שמן וגז, מוטות דחף רוחביים, בלוקי חיץ, מוטות דחף אורכיים ורכיבים אחרים. הקצה העליון של קפיץ השמן-פנאומטי קבוע על שלדת הרכב, והקצה התחתון קבוע על הסרן הקדמי. הצדדים השמאלי והימני בהתאמה משתמשים במוט דחף אורכי תחתון המיועד להיות מוחזק בין הסרן הקדמי לקורה האורכית. מוט דחף אורכי עליון מורכב על הסרן הקדמי ועל התושבת הפנימית של הקורה האורכית. מוטות הדחף האורכיים העליונים והתחתונים יוצרים מקבילית, המשמשת להבטיח שזווית הגלגל של פין המלך תישאר ללא שינוי כאשר הגלגל קופץ למעלה ולמטה. מוט הדחף הרוחבי מורכב על הקורה האורכית השמאלית והתושבת בצד ימין של הסרן הקדמי. בלוק חיץ מותקן מתחת לשתי הקורות האורכיות. מכיוון שקפיץ השמן-פנאומטי מותקן בין השלדה לציר, כאלמנט אלסטי, הוא יכול להקל על כוח הפגיעה מפני הכביש על הגלגל כאשר הוא מועבר לשלדה, ובמקביל להחליש את הרטט הנובע מכך. מוטות הדחיפה האורכיים העליונים והתחתונים משמשים להעברת הכוח האורכי ולעמידה במומנט התגובה הנגרם על ידי כוח הבלימה. מוטות דחיפה רוחביים מעבירים כוחות רוחביים.
כאשר משתמשים בקפיץ שמן-גז במשאית מסחרית עם עומס גדול, נפחו ומסה שלו קטנים יותר מאלה של קפיץ העלים ויש לו מאפייני קשיחות משתנים, אך יש לו דרישות גבוהות לאיטום ותחזוקה קשה. המתלה השמן-פנאומטי מתאים למשאיות מסחריות עם עומסים כבדים.
שידור מערכת עצמאי להשעיה
מתלה עצמאי פירושו שהגלגלים מכל צד תלויים בנפרד מהשלדה או מהגוף באמצעות מתלים אלסטיים. יתרונותיו הם: משקל קל, הפחתת הפגיעה בגוף ושיפור אחיזת הגלגלים בקרקע; ניתן להשתמש בקפיצים רכים עם נוקשות קטנה כדי לשפר את נוחות המכונית; ניתן להוריד את מיקום המנוע, וגם להוריד את מרכז הכובד של המכונית, ובכך לשפר את יציבות הנהיגה של המכונית; הגלגלים השמאלי והימני קופצים באופן עצמאי ועצמאיים זה מזה, מה שיכול להפחית את ההטיה והרטט של גוף המכונית. עם זאת, למתלה העצמאי יש חסרונות של מבנה מורכב, עלות גבוהה ותחזוקה לא נוחה. רוב המכוניות המודרניות משתמשות במתלים עצמאיים. בהתאם לצורות המבנה השונות, ניתן לחלק את המתלים העצמאיים למתלי עצם בריח, מתלי זרוע נגררת, מתלים מרובי חיבורים, מתלי נרות ומתלי מקפרסון.
עֶצֶם הַבָּרִיחַ
מתלה צולב מתייחס למתלה עצמאי שבו הגלגלים מתנדנדים במישור הרוחבי של הרכב. הוא מחולק למתלה דו-זרועי ומתלה חד-זרועי בהתאם למספר הזרועות הצולבות.
לסוג עצם ברכה אחת יש יתרונות של מבנה פשוט, מרכז גלגול גבוה ויכולת מניעת גלגול חזקה. עם זאת, עם עליית מהירותן של מכוניות מודרניות, מרכז גלגול גבוה מדי יגרום לשינוי גדול במסילת הגלגלים כאשר הגלגלים קופצים, ובלאי הצמיגים יגדל. יתר על כן, העברת הכוח האנכית של הגלגלים השמאלי והימני תהיה גדולה מדי בפניות חדות, וכתוצאה מכך קימור מוגבר של הגלגלים האחוריים. נוקשות הפנייה של הגלגל האחורי מצטמצמת, מה שמוביל לתנאים קשים של סחיפה אחורית במהירות גבוהה. מתלה עצמאי בעל עצם ברכה אחת משמש בעיקר במתלה האחורי, אך מכיוון שאינו יכול לעמוד בדרישות של נהיגה במהירות גבוהה, הוא אינו בשימוש רב כיום.
מתלים עצמאיים בעלי עצם ברכה כפולה מחולקים למתלים בעלי עצם ברכה כפולה באורך שווה ולמתלים בעלי עצם ברכה כפולה באורך לא שווה, בהתאם לשאלה האם הזרועות העליונות והתחתונות שוות באורך. מתלים בעלי עצם ברכה כפולה באורך שווה יכולים לשמור על נטיית פין המלך קבועה כאשר הגלגל קופץ למעלה ולמטה, אך בסיס הגלגלים משתנה מאוד (בדומה למתלים בעלי עצם ברכה אחת), מה שגורם לבלאי צמיגים חמור, וכיום נעשה בו שימוש נדיר. עבור מתלים בעלי עצם ברכה כפולה באורך לא שווה, כל עוד אורך עצם הברכה העליונה והתחתונה נבחר וממוטב כראוי, ובאמצעות סידור סביר, ניתן לשמור על שינויים בפרמטרי בסיס הגלגלים ויישור הגלגלים הקדמיים בגבולות מקובלים, מה שמבטיח שלרכב תהיה יציבות נהיגה טובה. כיום, מתלים בעלי עצם ברכה כפולה באורך לא שווה נמצאים בשימוש נרחב במתלים קדמיים ואחוריים של מכוניות, וגם הגלגלים האחוריים של מכוניות ספורט ומכוניות מרוץ מסוימות משתמשים במבנה מתלה זה.
