نظام تعليق هيدروبنيوماتيكي

طريقة العمل

وعلى صعيد آخر، تتكون نواة النظام من كريات معدنية (خمس أو ست كرات في المجمل؛ واحدة لكل عجلة ومراكم رئيسي إضافة لمراكم مكابح في بعض الطرز). وفي السيارات الأحدث المجهزة بتعليق هايدراكتيف أو أكتيفا قد يصل عدد الكريات إلى عشر. وتتكون الكرة من كرة معدنية مجوفة مفتوحة من الأسفل مع غشاء مطاطي مرن في المنتصف يفصل الجزء العلوي عن السفلي. الجزء العلوي مملوء بـ النيتروجين تحت ضغط عالٍ يصل إلى 75 بار؛ أما الجزء السفلي فيتصل بدائرة السائل الهيدروليكي. وتعمل المضخة عالية الضغط المدارة بالمحرك على ضغط السائل الهيدروليكي (LHM)، ويحافظ المراكم الهيدروليكي على احتياطي من الطاقة الهيدروليكية بين 150 و180 بار.

من جهة ثانية، ينساب الضغط من الدائرة الهيدروليكية إلى أسطوانات التعليق ضاغطاً الجزء السفلي من الكريات وأسطوانات التعليق. ويتم التعليق عن طريق مكبس يدفع سائل LHM إلى داخل الكرة ضاغطاً النيتروجين في الجزء العلوي منها؛ بينما يتم التخميد بوساطة صمام صفيحي ثنائي الاتجاه عند فتحة الكرة. وتتحقق محاذاة الارتفاع الذاتية عبر صمامات تصحيح الارتفاع المتصلة بقضيب الموازنة الأمامي والخلفي.

هايدراكتيف 3

من جانب آخر، واصلت سيارة سيتروين سي 5 عام 2001 تطوير التعليق مع هايدراكتيف 3 باستخدام سائل LDS البرتقالي ومضخات إلكترونية.

وفي هذا السياق، أما نظام هايدراكتيف 3+ فيتضمن ثلاثة أوضاع تلقائية مع إمكانية تعديل صلابة التعليق (مريح أو ديناميكي).

• ويتضمن نظام التعليق هايدراكتيف 3 وضعين تلقائيين:
• وضع الطرق السريعة (خفض ارتفاع المركبة بمقدار 15 مم فوق سرعة 110 كم/س)
• وضع الطرق الرديئة (رفع ارتفاع المركبة بمقدار 13 مم تحت سرعة 70 كم/س)

التصنيع

وفي هذا السياق، يُصنع الجزء الخاضع للضغط العالي بالكامل من أنابيب صلب ذات قطر صغير تتصل بوحدات الصمام عبر وصلات أنبوبية خاصة. ولا تتعرض الكريات للتآكل الميكانيكي لكنها تفقد الضغط نتيجة تسرب النيتروجين المضغوط عبر الغشاء. ويمكن إعادة شحنها مجدداً وهو خيار أرخص من استبدالها. وتصمد الكريات التقليدية عادة بين 60,000 و100,000 كم.

التاريخ

وفي السياق ذاته، 2007: سيتروين سي 5 الجيل الثاني: خيار هايدراكتيف 3+ في فئة إكسكلوسيف.

إضافةً إلى ذلك، 2008: تراكتورات JCB Fastrac سلسلة 7000 تستعمل هذا النظام للتعليق الأمامي والخلفي.

من جهة ثانية، 1980: مرسيدس بنز دبليو 126 500SEL استعملت التعليق الهيدروبنيوماتيكي خياراً إضافياً.

من جانب آخر، 1974: إدارة السلامة الوطنية على الطرق العامة تحظر المركبات ذات التعليق القابل لتعديل الارتفاع في الولايات المتحدة، وأُلغي الحظر عام 1981.

علاوةً على ذلك، 2019: مرسيدس بنز جي إل إيه تقدم نظام التحكم النشط بالهيكل الكهربائي (e-Active Body Control) في سيارة رياضية متعددة الأغراض.

من جهة ثانية، 2023: بي واي دي أوتو تقدم أنظمة تعليق هيدروبنيوماتيكية نشطة متقدمة في سيارات يانغوانغ U8 وU9.

كذلك، 1972: إطلاق بي إم دبليو E12 الفئة الخامسة بنظام تعليق هيدروبنيوماتيكي خلفي اختياري.

وفي هذا السياق، 1965: حصلت رولز رويس المحدودة على ترخيص تقنية سيتروين لاستخدامها في تعليق سيارة رولز رويس سيلفر شادو الجديدة.

1983: سيتروين BX، التي صُنِعت بفئة دفع رباعي عام 1990.

كذلك، 1970: سيتروين SM: نظام توجيه عالي السرعة تلقائي العودة (DIRAVI)، وأضواء كاشفة متكيفة هيدروليكياً.

في هذا الإطار، 1984: مرسيدس بنز دبليو 124: طرازات محددة من الفئة E اعتمدت هذه التقنية (تعليق هيدروليكي خلفي فقط).

• 1990: بيجو 405 Mi16x4: أول سيارة بيجو مجهزة بتعليق هيدروبنيوماتيكي خلفي.
• 1990: جرار JCB Fastrac الزراعي عالي السرعة يستعمل هذا النظام لتعليقه الخلفي.
• 1991: تويوتا سوارير استعملت دعامات هيدروليكية مدارة بحساسات متطورة.

1967: تقديم السائل المعدني LHM المتفوق وغير المسترطب.

إضافةً إلى ذلك، 1954: سيتروين تراكسيون أفان 15H: التعليق الخلفي باستخدام السائل الهيدروليكي LHS.

وفي السياق ذاته، 1993: سيتروين زانتيا استعملت النظام الهيدروبنيوماتيكي، وفي سنة 1995 قُدِّم نظام "أكتيفا" الاختياري للحد من تميل الهيكل عبر قضبان الموازنة. وحققت زانتيا أكتيفا أرقاماً قياسية في اختبار المراوغة عند سرعة متفوقة على سيارات مثل بورش 997 GT3 RS.

أبرز المحطات في تاريخ التصميم الهيدروبنيوماتيكي:

من جانب آخر، 1970: سيتروين جي إس: تكييف التعليق الهيدروبنيوماتيكي لسيارة صغيرة.

علاوةً على ذلك، 1975: مرسيدس بنز 450SEL 6.9 W116 تستبدل التعليق الهوائي بتعليق هيدروبنيوماتيكي.

كذلك، خلال الحرب العالمية الثانية، طور بول ماجيه (الموظف في سيتروين دون مؤهل هندسي رسمي) سراً مفهوم التعليق الهيدروبنيوماتيكي للجمع بين مستوى جديد من النعومة مع التحكم بالسيارة والتعديل الاستوائي الذاتي.

علاوةً على ذلك، 1974: مازيراتي كواتروبورتي II: اعتمدت على قاعدة سيتروين SM الممتدة وكانت السيارة الوحيدة من مازيراتي المزودة بتعليق هيدروبنيوماتيكي ودفع أمامي.

وعلى صعيد آخر، 1955: سيتروين دي إس: تشغيل التعليق والتوجيه والمكابح والقابض/ناقل الحركة بمساعدة هيدروليكية عالية الضغط. مضخة بسبع مكابس تُدار بسير تولد الضغط عند دوران المحرك.

علاوةً على ذلك، قدمت سيتروين هذا النظام لأول مرة عام 1954 في التعليق الخلفي لسيارة سيتروين تراكسيون أفان. وأول تطبيق كامل على العجلات الأربع كان في سيارة سيتروين دي إس المتقدمة عام 1955. واستُلهم هذا النوع من التعليق للسيارات من التعليق الهوائي المستعمل في عدة هبوط الطائرات، والذي كان يُملأ جزئياً بالزيت للتشحيم ومنع تسرب الغاز، كما وُثِّق في براءة اختراع عام 1933 من الشركة ذاتها. وتبع ذلك تعديلات وتغييرات في التصميم مثل "ممتص الصدمات الزيتي الهوائي المزدوج" عام 1960 بمسجل براءة اختراع باسم بيتر فولام جون وستيفان جيوريك.

كذلك، 1969: شرعنة إدارة السلامة الوطنية على الطرق العامة استخدام سائل LHM المعدني في الولايات المتحدة.

علاوةً على ذلك، 2001: سيتروين سي 5: تقديم نظام هايدراكتيف 3 وإلغاء الحاجة للضغط الهيدروليكي المركزي العام، واستخدام السائل البرتقالي LDS.

وفي هذا السياق، 1995: مرسيدس بنز دبليو 210 الفئة E ستيشن واغن استعملت تعليقاً هيدروليكياً خلفياً بكريات.

ومن ناحية أخرى، 1974: سيتروين CX: جمعت بين التعليق الهيدروبنيوماتيكي والتوجيه المعزز DIRAVI.

علاوةً على ذلك، 1960: أصدر مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة براءة اختراع برقم لمصدم زيتي بنيوماتيكي مزدوج المرحلة باستخدام مفاهيم مشابهة لما طوره بول ماجيه — وشكلت براءة الاختراع أساس الدعامات الزيتية الهوائية في الطائرات وممتصات الصدمات الغازية.

وفي هذا السياق، 1999: مرسيدس بنز الفئة CL (C215) والفئة S (W220) تطرحان نظام التحكم النشط بالهيكل (ABC) الكهروبنيوماتيكي.

2005: سيتروين C6: نسخة محسنة باسم هايدراكتيف 3+.

كذلك، 1987: بي إم دبليو الفئة الثالثة (إي 30) تورينغ تبدأ الإنتاج مع تعليق خلفي هيدروبنيوماتيكي استوائي ذاتي.

وفي السياق ذاته، 1969: سيتروين M35: سيارة كوبيه مشتقة من Ami 8 ومجهزة بـ محرك فانكل وتعليق هيدروبنيوماتيكي.

ومن ناحية أخرى، 1989: سيتروين XM: نظام تعليق هايدراكتيف مع تنظيم إلكتروني للنظام الهيدروبنيوماتيكي عبر أجهزة استشعار.

الوصف

وفي السياق ذاته، استُخدمت عناصر من هذا النظام بموجب ترخيص من قِبل شركات سيارات أخرى، ولا سيما رولز رويس (رولز رويس سيلفر شادو)، وسلسلة بي إم دبليو الفئة الخامسة (E34) تورينغ، ومازيراتي (كواتروبورتي II)، وبيجو. كما استُخدم في شاحنات بيرليت وسيارات مرسيدس بنز، حيث يُعرف باسم التحكم النشط بالهيكل. وفي عام 1991، زُوِّدت سيارة تويوتا سوارير UZZ32 "ليمتد" بنظام توجيه رباعي وتوجيه هيدروليكي معقد يُدار بالحاسوب يُعرف باسم "نظام تويوتا النشط للتحكم بالتعليق". كما تُستعمل أنظمة مماثلة على نطاق واسع في الدبابات الحديثة والمركبات العسكرية الكبيرة.

سائل العمل

وفي هذا الصدد، سرعان ما أدركت سيتروين أن سائل المكابح القياسي غير مناسب للهيدروليك عالي الضغط، ففطرت سائلاً هيدروليكياً أحمر يُعرف باسم LHS واستعملته من 1954 إلى 1967. وكانت المشكلة الرئيسية في LHS امتصاصه للرطوبة والغبار مما يسبب التآكل.

من جهة ثانية، ولتغلب على هذه العيوب، طورت سيتروين سائلاً أخضر جديداً يُدعى LHM . وLHM هو زيت معدني كاره للماء لا يمتص الرطوبة كأنسجة السوائل العادية، وتحتوي صيغته على مضادات للتآكل. وانتشر استخدام الزيت المعدني لاحقًا إلى شركات مثل رولز رويس المحدودة، وبيجو، ومرسيدس بنز، وجاغوار، وأودي، وبي إم دبليو.

علاوةً على ذلك، وتستعمل أحدث سيارات سيتروين المزودة بتعليق هايدراكتيف 3 سائلاً برتقالياً جديداً يُدعى LDS يدوم لأطول ويمتثل لمعيار DIN 51524-3 لـ HVLP.

الإرث والتطورات

وفي هذا الصدد، نظام التعليق هايدراكتيف تقنية سيارات قدمتها سيتروين عام 1990. وتصف تطويراً لتصميم عام 1954 باستخدام أجهزة استشعار إلكترونية إضافية وتحكم من السائق في أداء التعليق (الوضع الرياضي أو المريح).

ومن جهة أخرى، تُستعمل المبادئ الهندسية الناجحة للتعليق الهيدروبنيوماتيكي اليوم في نطاق واسع من التطبيقات مثل دعامات الطائرات وممتصات الصدمات الغازية بالسيارات والدبابات الحديثة.

نظام هايدراكتيف (Hydractive)

هايدراكتيف 1 وهايدراكتيف 2

وفي هذا الصدد، توفر نظام هايدراكتيف 1 و2 في طرز مثل XM وزانتيا. وضمت الأنظمة الأولى إعدادين: "رياضي" و"آلي". وفي هايدراكتيف 2 عُدلت المسميات إلى "رياضي" و"عادي" مع تعديل العتبات الإلكترونية لتوفير أداء ممتاز وثبات عند المنعطفات دون التضحية بجودة القيادة.

التأثيرات والمزايا

علاوةً على ذلك، تتأسس الأنظمة البنيوماتيكية (الهوائية) على حقيقة أن الغاز قابل للانضغاط، مما يجعل المعدات أقل عرضة للتلف الناجم عن الصدمات.

وفي السياق ذاته، لا تُفهم تقنية التعليق والنوابض بوجه عام على نحو جيد من قبل المستهلكين، مما أدى إلى انطباع عام بأن الأنظمة الهيدروبنيوماتيكية مجرد نظام "جيد للراحة". إلا أن لها كذلك مزايا تتعلق بالتوجيه وكفاءة التحكم، مما يحل عدداً من المشكلات المتأصلة في النوابض الفولاذية التي جاهد مصممو التعليق للقضاء عليها سابقاً. ورغم دراية مصنعي السيارات بالمزايا المتأصلة مقارنة بالنوابض الصلبية، برزت مشكلتان: الأولى تسجيل براءة الاختراع باسم المخترع، والثانية التعقيد المتصور للنظام، مما دفع شركات مثل مرسيدس-بنز 600، وبريتش ليلاند (هيدرولاستيك، هيدراجاس)، ولينكولن لتطوير متغيرات أبسط باستخدام تعليق هوائي مضغوط.

علاوةً على ذلك، ولا يقدم التعليق الهيدروبنيوماتيكي صلابة انقلاب طبيعية. وقد أدخلت تحسينات عديدة على النظام عبر السنين، شملت قضبان موازنة فولاذية، وصلابة قيادة متغيرة (هايدراكتيف)، وتحكماً نشطاً في تميل الهيكل (سيتروين أكتيفا).

ومن ناحية أخرى، يهدف هذا النظام إلى توفير تعليق ديناميكي عالي الحساسية والاستيعاب يقدم جودة قيادة فائقة على مختلف السطوح. ويتميز نظام التعليق عادة بخاصية الاستواء الذاتي وتعديل ارتفاع القيادة بطلب من السائق لتوفير خلوص إضافي في الطرق الوعرة. ويمتلك التعليق الهيدروبنيوماتيكي عدة مزايا طبيعية مقارنة بالنوابض الفولاذية المعترف بها عموماً في صناعة السيارات. وفي النظام الهيدروبنيوماتيكي، يمتص الغاز القوة الزائدة بينما ينقل السائل الهيدروليكي القوة مباشرة، مما يجمع بين مزايا مبدأين تقنيين:

كذلك، تستعمل الأنظمة الهيدروليكية مضاعفة عزم الدوران بطريقة سهلة، بغض النظر عن المسافة بين المدخل والمخرج، ودون الحاجة إلى تروس أو أذرع ميكانيكية.

علاوةً على ذلك، وشاب تطبيق سيتروين لهذا النظام عيبُ اقتصار خدمة السيارات على ورش الصيانة المجهزة بأدوات وخبرات خاصة، مما جعلها مختلفة جذرياً عن السيارات العادية ذات الميكانيك الشائع. وعُرِفت فرنسا برداءة طرقاتها عقب الحرب العالمية الثانية، لكن التعليق الهيدروبنيوماتيكي المجهز في سيارة سيتروين دي إس والسيارات اللاحقة أمن قيادة سلسة ومستقرة هناك.

انظر أيضاً

• التحكم النشط بالهيكل (ABC)
• المراجع
• وصلات خارجية

التخطيط الميكانيكي الأساسي

وفي السياق ذاته، يُستعمل النيتروجين غازاً محصوراً للانضغاط؛ لعدم تسببه في التآكل. ويتم تفعيل مستودع نوابض النيتروجين عبر سائل هيدروليكي غير قابل للانضغاط داخل أسطوانة التعليق. وعن طريق ضبط حجم السائل المعبأ داخل الأسطوانة، تتحقق وظيفة تعديل الارتفاع الاستوائي. وتفصل غشاء مطاطي بين غاز النيتروجين داخل كرة التعليق والسائل الهيدروليكي.

من جهة ثانية، يستعمل هذا النظام مضخة مدارة بالسير أو بعمود الكامات من المحرك لضغط سائل هيدروليكي خاص، والذي يزود المكابح، ونظام التعليق، وعجلة القيادة المعززة بالطاقة اللازمة. كما يمكنه تزويد ميزات أخرى مثل القابض والمصابيح الأمامية وحتى النوافذ الكهربائية.