יתרונות וחסרונות של מתלה אחורי בתצורת זרועות עוקבות.

[סולי]

אשמח אם אוכל לדעת את היתרונות והחסרונות של מתלה אחורי בתצורת זרועות עוקבות על רכב תחרותי?


תודה,
אורי.

[asafk]

זרוע עוקבת- trailing arm- משמשת במתלה אחורי נפרד. הזרוע מאפשרת תנועה של הגלגל בכיוון מעלה- מטה, בלי כל תנועה לצדדים, או שינוי זווית הקמבר של הגלגל (ביחס לשלדה). הזרוע מחוברת בציר בחלקה הקדמי לשלדה, ולגלגל בחלקה האחורי.
זרוע עוקבת חייבת להיות גדולה מאוד, פיזית- הזרוע היא רכיב יחיד הנושא את כל עומס המתלה, ובחלקה העליון צריך להיות מקום להתקנת קפיץ ובולם.
בגלל שזרוע עוקבת לא מאפשרת שינוי בזווית של הגלגל ביחס לרכב. למרות זאת, כשהרכב מגלגל, גם צירי הזרועות מתגלגלים, ולכן נוצרת זווית של הגלגל יחסית לקרקע- גם בדלדל בצד המתלה הסגור וגם בצד המתלה הפתוח- שניהם באותה זווית, החוצה.

זרוע עוקבת למחצה היא שכלול של הזרוע העוקבת, וכאן יש תנועה צידית, וזווית הגלגל (קאמבר) ביחס לקרקע משתנה, כך שהמדרס תמיד קרוב יותר ללהיות צמוד לקרקע. התנועה הצידית מתנגדת לנטיה של הזרוע העוקבת הרגילה לגרום להיגוי יתר. הבעיה היא בפתיחת מתלה בקפיצה- אז בנחיתה שני הגלגלים נוחתים עם הפינה החיצונית לקרקע, ולא עם המדרס לקרקע.

חסרון נוסף של זרועות עוקבות מכל הסוגים (ובעצם, בכל סוגי המתלים הנפרדים) הוא הגבלת המהלך כתוצאה ממגבלות של רכיבי ההנעה. הציריות (CV או צלבים- יש בשניהם מגבלה) מוגבלות בזוויות המפרקים שלהם, ולכן אי אפשר לאפשר מהלך גדול מדי. נכון שהזרוע עצמה מאפשרת מהלך גדול, אבל בשביל זה הציריה חייבת לשנות את ארכה- ולכן משתמשים בציריה עם CV ולא צלב.
היתרון על מתלים נפרדים אחרים הוא בכך שאפשר להרכיב זרועות ארוכות יחסית, ואז המהלך שמתקבל הוא עם תנועה קטנה מאוד בכיוונים האחרים (במקרה זה- כיוון קדימה- אחורה, שמתחייב מהרדיוס שהזרוע עושה.. במתלים אחרים בהם אין אפשרות לזרועות ארוכות, תמיד יש הזזה של הגלגל בכיוון אחר מהכיוון שאנחנו רוצים- בזרועות A, לדוגמא, תמיד יזוזו הגלגלים פנימה- החוצה, בנוסף לתנועה מעלה מטה) המשמעות היא נוחות נסיעה טובה מאוד.

אסף.

[סולי]

תוכל להמחיש באופן ויזואלי?

תודה

[נמרוד]

תוספת לדברי אסף -

זרוע עוקבת טהורה, כמו שיש לך בטומקאר, היא מקרה פרטי של זרוע-עוקבת-חלקית (Semi Trailing Arm) שבו הציר של הזרוע ניצב בדיוק לציר הראשי של הרכב. מכיוון שעל ידי שינוי הזוית של ציר הזרוע אפשר לקבל התנהגות טובה יותר, נדיר שמשתמשים בזרוע עוקבת טהורה - עושים את זה כשיש אילוץ טכני. למשל השימוש בשרשרת הינע, שאז ציר הגלגל וציר הזרוע חייבים להיות מקבילים.

חוץ מזה אין יתרון מסויים כלשהו לזרוע עוקבת טהורה על פני זרוע עוקבת חלקית - מהסיבה הפשוטה שזרוע עוקבת טהורה זה סתם הבדלה שרירותית של מקרה אחד מתוך משפחה של תצורות מתלה שנקראת זרוע עוקבת חלקית.

[סולי]

תהיתי בשנית,
בגלל הידע המצומצם שלי במערכות מתלה, אם תוכלו להוסיף תמונה או דוגמא ויזואלית שתקל על ההבנה לכל נקודה שדיברתם עליה.

לדוגמא, אינני מבין כיצד זרוע עוקבת למחצה עובדת וכיצד היא עוקבת טוב יותר אחר שיבושי הקרקע, לא הבנתי את ההסבר לגבי זווית ההקאמבר שזרוע עוקבת למחצה ומלאה,
יתרה מזאת כיצד ניתן לשפר את ההתנהגות בזרועות עוקבות, ע"פ הזווית?

במתלה הספציפי שאני עוסק בו כמו שנמרוד אמר (Zרוע עוקבת טהורה).. למרות האילוצי.. משחררת את מהלך המתלה לחלוטין.
ההסברים יכלו להיות ברורים יותר בעזרת תמונות.

תודה אורי.

[אמנון]

קצת תמונות שאפשר למצוא בקלות בגוגל:

זרוע חצי - עוקבת





עוקבת טהורה מול עוקבת חלקית






אם ברצונך לשפר את מהלך המתלה האחורי שלך, הדבר היחיד שמגביל את המהלך הוא הקוייל. מהסיבה שבזרוע עוקבת טהורה, האורך התיאורטי של הציריה לא משתנה (במקרה של התומקאר), אך במקרה של חצי עוקבת, הוא משתנה.

[סולי]

במקביל להחלפת הקוילס לארוך יותר, ניתן להאריך את הזרועות? ובכלל להגדיל את המפסק גלגלים? :wink:

אני אנסה לסכם במשפט, לפי זה נראה אם הבנתי..

זרועה עוקבת טהורה, יתרונה יהיה בהתאמה שלה לשטח טכני, בעוד שמתלה בעל זרועה עוקבת למחצה יהיה עדיף לשביל המהיר.

אמת?

[asafk]

שבזרוע עוקבת טהורה, האורך התיאורטי של הציריה לא משתנה

לא.
זה נכון רק במקרה יחיד של אורך זרוע מול אורך ציריה. קח את המקרה הכי קיצוני- מתלה סגור- הזרוע אפקית לקרקע, מתלה פתוח- זרוע יורדת עד שהיא אנכית לקרקע. הגלגל עשה רבע סיבוב, זז די הרבה. אם הזרוע (נגיד) באורך מטר- הגלגל שינה את המיקום שלו בX במטר, ובZ במטר, בלי לשנות את המיקום בY. צד אחד של הציריה לא זז בכלל... אם במצב של מתלה סגור היציאה מהציריה בדיוק מול הגלגל, ונגיד שהאורך שלה חצי מטר, במתלה פתוח לגמרי היא צריכה להיות באורך... תחשב לבד, אבל זה הרבה יותר מחצי מטר.

אסף.

[סולי]

נראה לי שהוא התכוון ספציפית לתומקאר.

[נמרוד]

תודה לאמנון על התמונה. זה מתלה זרוע עוקבת באופן כללי. אם הזוית אלפא בציור הזה היא אפס, זה נקרא עוקבת טהורה, וזה מה שיש לך בטומקאר. ברוב רובם של המקרים יש זוית אלפא חיובית כלשהי, וזה נקרא זרוע עוקבת חלקית. אל תסתבך עם השמות, הציור הוא שחשוב.

בשביל להבין את ההבדל העקרוני, תדמיין שני מצבים קיצוניים -

1. אלפא=0, ואז כשהגלגל עולה ויורד הוא תמיד מקביל בדיוק ליציאה מהגיר, למישור הסימטריה של הרכב, ולגלגל השני. זה גם אומר, שכאשר הרכב בפנייה, מגולגל, וגוף הרכב לא ניצב לקרקע - גם הגלגלים לא ניצבים לקרקע.

2. אלפא= זוית גדולה, נניח 45 מעלות. כשהגלגלים עולים, הם גם מתכנסים אחד כלפי השני. עכשיו תדמיין את הרכב מאחורה, מגולגל לאחד הצדדים, הגלגל החיצוני עולה למעלה ופנימי יורד (בגלל בעברת המשקל הצידית) - הגלגל החיצוני הרבה יותר ניצב לקרקע מאשר במקרה הקודם. זה חשוב, כי האחיזה של הצמיג בקרקע טובה ביותר כאשר הוא ניצב לקרקע או קרוב לזה, והולכת ופוחתת דרסטית כשרק הכתף נוגעת בקרקע. על ידי משחק עם הזוית הזאת יחד עם כל שאר נתוני המתלה אפשר לתכנן מערכת שבה שומרים על מידה רבה של ניצבות בין הגלגל החיצוניבסיבוב לקרקע, ועל ידי כך מגדילים משמעותית את רמת האחיזה

(למה אני מדבר על הגלגל החיצוני כל הזמן? בגלל העברת המשקל הצידית הוא זה שאחראי לרוב האחיזה בפנייה. ככל שהפנייה מהירה והדוקה יותר זה יותר נכון עד כדי כך שנהוג להזניח את הגלגל הפנימי)

אגב, אם תיקח את מקרה הגבול שבו אלפא = 90 מעלות, אתה תראה שזה מתלה זרוע A המוכר... בעצם עד 45 מעלות אפשר לקרוא לזה זרוע עוקבת, ומ45 מעלות זה כבר זרוע A. בפועל הזויות המדוברות הן עד 20-25 מעלות אגב.

לחיפושית יש את מתלה זרוע עוקבת למחצה ה"קלאסי", וממנה בעצם נגזרים כל תכנוני הבאגי עד היום - שווה לך ללמוד אותו לעומק.

כאשר משתמשים בצירייה, אפשר לשנות את זוית אלפא, כי הצירייה יודעת לעבוד בזויות משתנות בלי הגבלת כיוון. השרשרת שלך לעומת זאת, חייבת ששני גלגלי השיניים שלה יהיו באותו מישור, ציריהם מקבילים, תמיד. לכן היא דורשת שהזוית אלפא תהיה אפס, אין לך ברירה אחרת.

בקשר להארכת הזרוע - בעקרון, אתה יכול לעשות את זה בקלות. מאריך את הזרוע, מאריך את השרשרת כמובן בהתאם, ואת בולם הזעזועים. בניגוד לצירייה, אין לשרשרת מגבלת זוית במישור היחיד שבו הזוית כן יכולה להשתנות. בפועל, יש הבדל מבני בין הזרוע של הטומקאר למה שמופיע בציור הנ"ל - בציור הזרוע משולשת, בטומקאר היא פרופיל מלבני אחד. זה אומר שהזרוע נמצאת בכפיפה, וקשה לה לשמור על תנועות צדיות של הגלגלים. אם תאריך אותה אתה תחריף את זה ותהיה חייב לחזק אותה משמעותית - הדרך הנכונה היא להפוך אותה למשולש, כלומר לתת לה תמיכה לנקודה שנייה, קרוב למרכז הרכב. שוב, תחקור את המתלה האחורי של חיפושית.

[asafk]

מעבר לדיון התיאורטי- תרים לי בשבוע הבא טלפון ואני אשמח לבוא, לראות, ולייעץ פרקטית איך להאריך את הזרוע (נראה לי מעניין).

אסף.

[סולי]

קאפיש,
נראה לי נמרוד שכרגע אני אתרכז על זרועה עוקבת טהורה, ללא שינוי זווית הקאמר של הגלגל.
הדפרנציאל ברכב נעול, לכן ברוב הסיבובים אתה בכל מקרה בהחלקה.. או על הגבולות.
אני לא רואה את השיפור הרציני בשינוי עבודת המתלה לזרועה למחצה.., וכן רואה יתרון רב בזרועה ארוכה ובקפיץ ארוך יותר.


נראה לי שהכל מובן עד כה,
אבל יש לי שאלה נוספת, כיצד קובעים את מיקום הקוילס על הזרוע? את מיקום התושבת על השלדה?

[asafk]

אז זה החלק הבאמת מעניין...
כמה שהקפיץ/ בולם יותר רחוק מהגלגל- הוא צריך קבוע גדול יותר, והזרוע והתושבות חזקות יותר. מצד שני- הוא יכול להיות קצר יותר ולתת אותו מהלך בגלגל. איך מאזנים בין שתי הדרישות- את זה אני לא יכול להסביר. רק להדגים.
לגבי מיקום התושבת על השלדה- אחרי שנקבע המיקום על הזרוע מציירים עם הבולם שתי קשתות דמיוניות- אחת כשהמתלה והבולם סגורים, השניה כשהמתלה והבולם פתוחים. איפה ששתי הקשתות נפגשות- זו נקודת הריתום האופטימלית לשלדה. שוב- ההסבר אולי נראה פשוט- הביצוע... קצת יותר מורכב.

אסף.

[אמנון]

שבזרוע עוקבת טהורה, האורך התיאורטי של הציריה לא משתנה

לא.
אסף.

אם ברצונך לשפר את מהלך המתלה האחורי שלך, הדבר היחיד שמגביל את המהלך הוא הקוייל.
מהסיבה שבזרוע עוקבת טהורה, האורך התיאורטי של הציריה לא משתנה (במקרה של התומקאר), אך במקרה של חצי עוקבת, הוא משתנה.[/b]

כאמור, אסף, התייחסתי ספיציפית למקרה של התומקאר שם זהו המקרה.




אני מסיט את כיוון הדיון לכמה שאלות שיש לי בנושא, ככפי שאתם זורים אני נמצא עמוק בחרא של תכנון באגי מקצועי עם מתלה זרוע עוקבת למחצה, ואני גם נמצא בפני החלטת החלטות:

* מה תהיה זווית ה-α (אלפא) אצלי?
* היכן אני ממקם את הקוייל למתלה עצמו ולשלדה?
* כמה מהלך מתלה תאפשר לי הציריה המקורית של הסובארו?


כמובן שעל שאלות אלו אי אפשר לענות כי אין נתונים כרגע, אבל אני מחפש הסברים שיגידו לי איך ולפי מה אני קובע את α (אלפא) אצלי?
לפי מה אני קובע היכן למקם את הבולם על המתלה?

[נמרוד]

* מה תהיה זווית ה-α (אלפא) אצלי?
* היכן אני ממקם את הקוייל למתלה עצמו ולשלדה?
* כמה מהלך מתלה תאפשר לי הציריה המקורית של הסובארו?

השאלה השלישית היא הראשונה. הציריה היא מה שקובע את המהלך במתלה מהסוג הזה. את אורך הציריה יש לך, הנתון שחסר הוא זוית העבודה המקסימלית של מיסבי הCV (הפעמונים) של סובארו. את זה אני לא יודע. אני יכול להגיד לך שCV's של חיפושית רגילה מדברים על 15 מעלות, טרנספורטר קצת יותר, והCV's שמשתמשים בהם במרוצים - של פורשה 930, 934, מדברים על 24 מעלות.

חפש את הנתון של הסובארו, אם לא תמצא נראה לי סביר לקחת 10-15 מעלות. יחד עם אורך הצירייה, אתה יכול לשרטט לעצמך את המתלה במבט מאחור ולקבוע את מהלך המתלה - נקודה עליונה ותחתונה של הגלגל. תמקם גם את הגיר בשרטוט הזה. תקבע את הגובה הסטטי של המכונית. תשאיר בתור התחלה שליש מהלך לפתיחה ושני שליש לסגירה.

לגבי הזוית של ציר הזרוע ביחס לציר הראשי של הרכב - זה חלק מהתכנון הכולל של המתלה ושל המתלים בכלל - הרי יש גם מתלה קדמי והמתלים הקדמי והאחורי תלויים זה בזה. תכנון מתלים הוא כמו רוב הדברים בהנדסה - לא לפי נוסחאות אלא תהליך של תכנון כולל שמפיקים ממנו מסקנות, משנים פרמטרים לפה ולשם, וחוזר חלילה. אבל אתה צריך להתחיל ממשהו. אין סיבה להתחיל מאפס (זרוע עוקבת). תתחיל לדעתי מ15 מעלות (אלא אם לאסף יש מספר התחלתי אחר).

בקיצור, גש לעבודה... נייר, מחוגה, משולשים... מבט אחורי, מבט עליון. מבט הצד פחות חשוב במתלה מהסוג הזה. אם יש לך סורק תוכל להעלות את הסקיצות שלך ונדבר עליהם כאן. אין טעם לעבוד בוורד, זה הזמן להכניס מידות מדויקות לשרטוטים.

[אמנון]

מידות מדוייקות אני לא יכול להכניס כי אין לי מידות פשוטות של שום חלק, כמו אורך ציריות וכו'...!!

אבל אני משרטט סקיצות פה ושם... הנה אחת לדוגמא:


יש ללחוץ על התמונה להגדלה


אני חושב ששחכתם לציין, בקשר לקביעת עיגון תושבת קוייל על השלדה, שבמצב סגור של המתלה יש לקחת מדה של הקוייל כשהו סגור,
ובמצב פתוח של המתלה, לקחת מידת פתיחה מלאה של הקוייל. לא כך?

[אמנון]

לגבי ההערה האחרונה שלי, זה בדיוק מה שאסף כתב. :oops:

אבל לא הבנתי איך לשרטט קשתות "עם הבולם".
אחד מכם יכול להעלות סקיצה של כזה דבר?

[נמרוד]

אתה חייב להתחיל להכניס מידות. נכון, למצוא אותן זה קשה. אני יודע... יש דברים שאתה יכול למצוא באינטרנט, יש דברים שאתה חייב ללכת ולמדוד בעצמך.

הנה רשימה של דברים קריטיים שמופיעים בסקיצה שלך ואתה חייב להשיג את המידה שלהם:

1. רוחב של הגיר, מפלאנג' לפלאנג' (השטחים שאליהם מתחברות הציריות).
2. אורך ציריות.
3. זויות פעולה של CV's.
4. צייר צירייה אמיתית! צירייה אמיתית היא לא קו ישר, היא מורכבת מצירייה ושני CV's שהם מלבנים במבט הזה.
4. מידות גלגלים. את זה אתה יודע, לא? צייר גלגלים אמיתיים!

צרף מבט על.

הקפיצים וגם הבולמים לא רלוונטיים לחלוטין בשלב ראשון, אלא אם כן יש לך כבר משהו ביד שאתה רוצה להשתמש בו, ואז תכניס את המידות האמיתיות שלו. בכל מקרה את המהלך אתה קובע, לא הקפיץ. בציור - אתה פשוט קובע. במציאות - מיקום הבמפסטופ ואורך רצועת ההגבלה הם הכלים שלך לקבוע באופן מוחלט את מהלך המתלה.

עוד משהו שלא חשוב כרגע אבל בולט בציור שלך - השאיפה שלך היא למקם את חיבור הבולם/קפיץ לזרוע כמה שיותר קרוב לגלגל. ככל שהנקודה רחוקה מהגלגל, בכל כיוון, זה אומר שהכפיפה על הזרוע גדלה וזה הדבר מספר אחד שמשפיע על חוזק הזרוע - וזה אומר שתהיה לך זרוע כבדה. אז חבר את הבולם כמה שיותר קרוב לגלגל ותקרב את התושבות של השלדה כמה שצריך. עוד משהו לגבי התושבות - ואני חושב ששאלת את זה בעבר ולא עניתי... לבולם יש שתי עיניים. לעין יש ציר, בורג. אתה רוצה שהתנועה לכל אורך המהלך תהיה אך ורק בצירים האלו, הברגים, או כמעט אך ורק בהם. זה מה שמשפיע תכלעס על הכיוונים של אוזני החיבור, אבל זה באמת משהו שאתה עושה בסוף.

[נמרוד]

לגבי מיקום התושבת על השלדה- אחרי שנקבע המיקום על הזרוע מציירים עם הבולם שתי קשתות דמיוניות- אחת כשהמתלה והבולם סגורים, השניה כשהמתלה והבולם פתוחים. איפה ששתי הקשתות נפגשות- זו נקודת הריתום האופטימלית לשלדה. שוב- ההסבר אולי נראה פשוט- הביצוע... קצת יותר מורכב.

הנה סקיצה זריזה שמלווה את דברי אסף:

[סולי]

ואני חשבתי שאתם רוצים סדר.. נו טוב,

נימרוד, לי גם יש שאלה.
מה עושים במקרה הפוך?
יש מידה של הבולם, ונקודת הריתום לשילדה הינה בגדר נתון, כיצד מוצאים את קודת העיגון הנכונה על הזרועה?

לגבי השאיפה למקם את הקוילס קרוב כמה שאפשר לגלגל.. אני לא בטוח שזה אפשרי במיוחד אלא אם כן אתה מצוייד בקפיצים מאוד ארוכים.
לדוגמא בתומקאר ניתן לראות בבירור גם במתלה הקדמי וגם באחורי, כי מיקום הקויל נמצא בערך באמצע המתלה.. מה שמוסיף לא מעט למהלך המתלה.
אני יכול לשער שזה נעשה רק ע"י תיכנון מוקדם של חוזק הזרועות..והכוחות המופעלים.

http://forums.ort.org.il/files/30/2121147/1346723.jpg
http://forums.ort.org.il/files/30/2121151/2342084.jpg

ראלייר, הכלי מאוד הזכיר לי את השירטוט שלך, רק שמדובר על מנוע של אופנוע:
http://forums.ort.org.il/files/30/2121155/2867780.jpg
ומקדימה שימוש בקוילס קצרצרים הממוקמים ממש בתחילת הזרועות:
http://forums.ort.org.il/files/30/2121157/5616971.jpg