טכנולוגיה בשטח: מדוע צריך 'מהלך מתלים'?

בכתבות טכנולוגיה הקודמות ניסינו להבין מדוע אנו צריכים הנעת 4X4 וצמיגי שטח ראויים לשמם. הגיע הזמן להתבונן במערכת המתלים החשובה מאוד, בכביש ובשטח. המתלים מוצבים בארבע פינות המכונית ומאפשרים תנועה אנכית של הגלגלים, מעלה-מטה. על הכביש מספקים המתלים נוחות נסיעה תוך שהם שומרים על יציבות ואחיזה, וחשיבותם גדלה ככל שאנו דורשים מהמכונית ביצועים ספורטיביים יותר.

ממערכת המתלים של רכב שטח נדרשות פשרות גדולות – מהלך גדול ו'רך' מעניק עבירות גבוהה ונוחות נסיעה בקצב איטי, אבל הוא פוגע ביציבות ובנוחות הרכב במהירות גבוהה. רכב שטח היושב גבוה מעל הגלגלים יהיה מצוין לעבודת שטח טכנית, אבל גובה המרכב יפגע ביציבות הרכב בשביל ובכביש. עד לאחרונה לא היה פתרון מושלם לדואליות זו, אבל היום מטפלים בה בעזרת מתלים פניאומטיים אותם ניתן להגביה ולהנמיך, להקשיח ולרכך.

מערכות מתלים פניאומטיות נמצאות ברכבי יוקרה של לנד רובר, ג'יפ, מרצדס, ואחרים. רוב מתלי השטח מתבססים על ברזלים ישנים, שהלכו והשתפרו במהלך השנים. בכל אחד מהמתלים יש שני מכלולים עיקריים: קפיץ המאפשר תנועה אנכית של הגלגל, ובולם זעזועים המרסן את תנועת הקפיץ, כדי לצמצם את תנודות המרכב.

הקפיצים הקדמוניים היו קפיצי 'ע?לים'; הם הורכבו מחמישה או שבעה פסי מתכת ארוכים ודקים, מעורגלים לקשת המעניקה להם גמישות וחוסן מכאני. עלי המתכת חוברו לשלדת הרכב וא?פשרו לסרן לעלות ולרדת; מסיבה זו קוראים להם 'סרן חי', כי הם עולים ויורדים כבעל חיים. תצורה זו לא פסה מן העולם, והיא מככבת ברכבי שטח הנדרשים להתמודד עם עומסים כבדים – עד היום יושבים רוב הטנדרים על מערכת כזו, בחלקם האחורי.

בשנים האחרונות נדחקו העלים על ידי קפיצי סליל; אלו סלילי מתכת גבוהים וצרים, קטנים וקלי משקל, המעניקים פשרה מצוינת בין נוחות נסיעה ובקרת מרכב. מוטות פיתול אורכיים היו נפוצים במתלים קדמיים של טנדרים וג'יפים קשישים - כיום הם בגדר זן נכחד, וטוב שכך.

בעבר הורכב כל זוג גלגלים על צינור ברזל רוחבי, 'סרן' או 'ציר'. בתוך הסרן הסתובבה ציריה שהעבירה את כוח המנוע לגלגלים, והמכלול המסיבי חובר למרכב באמצעות המתלים.

ברכבי שטח מודרניים מקובלים מאוד מתלים עצמאיים; הסרנים החיים הוחלפו בארבעה מתלים עצמאיים המורכבים מזרועות קצרות, המאפשרות תנועת גלגל מעלה-מטה. מתלה עצמאי מצוין לנסיעת כביש (נוחות, היגוי, דיוק), הוא קל משקל, ותנועת הגלגל הימני אינה משפיעה על השמאלי; לכן קוראים להם 'עצמאיים'. המגרעת העיקרית של מתלה עצמאי בשטח היא מהלך מוגבל, ביחס לסרן חי. מתלה עצמאי גם מגביל את היכולת לעבור מעל סלעים ובנוסף, פעולתו גורמת לשינוי מרווח הגחון תוך כדי נסיעה.

תצורה ביניים מקובלת היא סרן אחורי חי, ומתלים קדמיים עצמאיים – תמצאו אותה ברוב הטנדרים אבל גם בלנד קרוזר, רקסטון ואחרים. זוג סרנים חיים הם תצורת שטח מצוינת, אבל היא זן נכחד – תמצאו אותה היום בג'יפ רנגלר, סוזוקי ג'ימני (העומד לחזור אלינו, הללויה!!!), לנד רובר דיפנדר, מרצדס G, טויוטות קשוחות ועוד מעטים.

הנטייה הכללית ברכבי שטח היא לכיוון ארבעה מתלים עצמאיים ומרכב אחוד (נטול שלדה) – זוהי תצורה קלה וזולה לייצור, המעניקה נוחות ובטיחות גבוהות על הכביש. על מה שהפסדנו במחלקת המכאניקה מפצים אותנו היצרנים באמצעות אלקטרוניקה ותתפלאו, זה עובד לגמרי לא רע.

גם רכב כביש צריך מהלך מתלה, כדי לשמור על מגע רציף של הצמיגים עם האספלט, וכדי לקבל נוחות נסיעה. ברכב שטח הבעיה מוקצנת, מכיוון שצריך להתמודד גם עם שבילים משובשים, זרועי בורות וסלעים.

ניקח לדוגמא רכב שטח המגיע לבור בעומק 30 סנטימטרים; אם מהלך המתלה הקדמי מוגבל ל-20 סנטימטרים, הגלגל הקדמי יישאר תלוי באוויר וכוח המנוע יחמוק אליו (דרך הדיפרנציאלים עליהם נדבר בפרק הבא, חכו בסבלנות!...). האמת היא שצניחת הגלגל הקדמי תלווה בכיווץ המתלים האחרים, הגלגל הנגדי 'ירד' ויישאר צמוד לקרקע, מכיוון שמתלה טוב מסוגל גם 'להימתח' כלפי מטה. לרכב שטח בעל מהלך מתלה סביר אין בעיה להתגבר על בור בעומק 30 סנטימטרים – חלק מהמתלים 'מתכווץ', הפינות המנוגדות 'נפתחות', יש אחיזה והתקדמות.

אבל אם ניקלע לאותו מקום עם ג'יפ עירוני (או ג'יפון) בעל מהלך מתלים מצומצם (נאמר, 15 ס"מ), יהיה המצב בעייתי יותר; גם אם ארבעת הגלגלים שומרים על מראית עין של מגע עם הקרקע, המגע עם הקרקע יהיה רופף, ולא יספיק כדי לאפשר אחיזה והתקדמות. לעתים אפילו יונף גלגל באוויר, פוזה נהדרת לצילום אבל כישלון תחבורתי מהדהד. מתלים קצרי מהלך גורמים לאיבוד אחיזה מוקדם; מתלים ארוכי מהלך דומים לרגליים טלסקופיות, המאפשרות לג'יפ לשמור על מגע טוב של גומי בקרקע.

אחד מתענוגות השטח הגדולים ביותר הוא להרגיש את המתלים מתכווצים ומתמתחים מתחת למרכב, שומרים מגע רצוף עם הקרקע. הבעיה היא שבמהירות גבוהה מתורגם מהלך המתלים, לתנודות מרכב מוגזמות: הצמיגים נשארים צמודים לקרקע, אבל יכולת ה'הימתחות' שלהם מאפשרת טלטול המרכב ימינה-שמאלה. במצבים קיצוניים עשוי רכב השטח להיקלע לתנועת מטולטלת מסוכנת שעלולה להסתיים באובדן שליטה, החלקת זנב והתהפכות. במהלך השנים פותחו מערכות בקרת יציבות (ESP) המקזזות במידה רבה את אפקט המטולטלת, ומשפרות פלאות את הבטיחות.

למרות זאת, היצרנים כבר לא מציעים רכבי שטח עם מהלך מתלים גדול; השאיפה לשיפור יכולות הכביש דוחקת את היצרנים לצמצם את מהלכי המתלים, כדי לקבל יציבות ובטיחות גבוהה יותר. רכב שטח בעל מהלך מתלה קצר יהיה פחות יעיל בנהיגה טכנית, ועל מגרעת זו מתגברים היצרנים בעזרת מערכות בקרת משיכה המאפשרות העברה טובה יותר של כוח המנוע לקרקע, גם במצב של 'הצלבה' – מצב בו שניים מגלגלי הרכב מאבדים אחיזה בקרקע.

חשוב להבין כי בקרת משיכה ואפילו שתי נעילות רוחביות, אינן מבטלות את חשיבות מהלך המתלים: רכב נעול ב-100% אבל עם מהלך מתלים מצומצם, עלול למצוא את עצמו במצב בו גלגל בודד צריך להזיז את כל משקל הרכב. לעומת זאת, רכב שטח בעל מהלך מתלה גדול שומר על מגע טוב יותר של ארבעת הצמיגים עם הקרקע. גם בלי נעילות קל לו לשמור אחיזה ולהמשיך בתנועה, ועם נעילות – מצבו משופר עוד יותר.

הטכנולוגיה המודרנית מאפשרת לג'יפאי ליהנות מהטוב מכל העולמות: נעילות דיפרנציאל אוטומטיות ומערכות בקרת משיכה משדרגות להפליא את העבירות, מנגנוני ניתוק מוטות מייצבים משפרים את מהלך המתלה, וכמובן – מתלים פניאומטיים מאפשרים הרמה והנמכה של מרכב הרכב, ושינוי מאפייני המתלים בהתאם לתנאי השטח.

נהג המבלה את רוב זמנו על הכביש ומסתפק בטיולי שטח קלים, יסתפק בכל רכב שטח בעל הילוך 'כוח'; את מהלך המתלה המצומצם תפתור בקרת המשיכה, TC. מי שמתכוון לקנות רכב שטח ולשפר אותו לצורכי עבירות וטיולים, טוב יעשה אם ירכוש רכב בעל סרנים חיים, אותו קל לשפר ולהשביח (רנגלר, ובקרוב גם ג'ימני ודיפנדר החוזרים אלינו עם מערכות ESP).

במידה ואתם מתכוונים להחליף בולמי הזעזועים וקפיצים ברכב השטח שלכם, התייעצו היטב עם הסדנאות המתמחות; יש הבדל עצום בין מתלים המשפרים את התנהגותו הספורטיבית של הרכב, לבין כאלה המשפרים את עבירותו. חשוב להסביר לבעל הסדנא את השימוש המיועד לכלי, כדי לקבל פתרון שלא יהיה רק סקסי ומרשים למראה.

בזמן נהיגה עליכם להיות מודעים למגבלות מהלך המתלה; נסו לבחור תמיד קו תנועה שיצמצם את 'הצלבת' הסרנים הנדרשת מהרכב. אל תכניסו גלגל למעמקי בור הפעור בשביל, נסו להשחיל בורות מתחת למרכז הרכב – אפילו אם זה גורם לנסיעה בזיגזג בין הבורות. השתמשו במעט תנופה, כדי לגשר על פני הקטעים נטולי האחיזה.

עוד הרבה שטח ופנאי בוואלה! רכב