חקר כשל במוט רדיוס – ג'ימני

לפני כמה שבועות פרסמתי כאן קול קורא למילוי שאלון בנושא כשל בסוזוקי ג'ימני. כאן אביא את תוצאות ה"מחקר", שבוצע על ידי (רון נחמן) ועל ידי איל ינאי.
למה במירכאות? המחקר בוצע במסגרת קורס "חקר הכשל" במכללת אפקה, במסגרת לימודי הנדסת מכונות. הוא לא עונה על קריטריונים אקדמיים של מחקר – למעשה, כמעט לכל הנחה שאכתוב כאן למטה יש סייגים כאלה ואחרים. אני אשמח גם אם יתפתח כאן דיון עליהם – בסופו של דבר, מטרת החקירה הייתה ללמוד את התהליך והשלבים בחקר כשלים, ואני בטוח שחברי האתר יתרמו לצד היותר פרקטי של העניין.
עצלנים? סינית בשבילכם? דלגו לפרקים 9-10... מבטיח שהכל מסוכם שם בשפה פשוטה.
כעת אביא את הרוב המוחלט של הדו"ח, כפי שהוגש.

1. מבוא
במסגרת קורס "חקר הכשל" נתבקשנו לבצע תהליך חקירה עבור כשל מכני לבחירתנו, המתבסס על הידע שרכשנו במהלך הקורס.

בחרנו לחקור כשל חוזר המתרחש במוטות רדיוס, השייכים לרכב מסוג סוזוקי- ג'ימני.
הכשל, כפי שיובא בהמשך, כל כך נפוץ עד שישנם אינספור תחליפים לחלק זה בשוק ה"אפטר-מרקט", כלומר רכיבים שאינם מקוריים של יצרן הרכב.
מצב זה העלה בפנינו שאלה: כיצד ייתכן שרכיב שכושל באופן כל כך תדיר לא הוחלף או שופר על ידי היצרן? יש לציין שדגם זה מיוצר באותו האופן כבר כ-20 שנה.

קובץ מצורף 88830
בתמונה: דוגמא למספר תוצאות בחיפוש בגוגל אחר זרועות לג'ימני.

תהליך החקירה נעשה ע"פ המודל שנלמד בקורס (למעט שימוש במכשור שאין לנו גישה אליו) וכלל:
· איסוף ראיות וממצאים, כולל רכיבים שכשלו וסקר שנעשה בקרב משתמשים שחוו כשל דומה.
· תצפיות מאקרוסקופיות על רכיבים שכשלו על מנת לבצע ניתוח ראשוני למנגנוני הכשל האפשריים.
· תצפית מיקרוסקופית – לא עמדו לרשותינו האמצעים המאפשרים תצפית מיקרוסקופית (איכול, ליטוש וכו'), למרות שבמכללה קיים מיקרוסקופ כזה.
· תהליך חקירה הנדסי הכולל ניתוח עומסים, אפיון תנאי תפעול, תנאי סביבה ועוד.
· ביצוע אנליזות כשל בשיטת אלמנטים סופיים לרכיב, על בסיס הנתונים שנאספו.
· קביעת גורם ומנגנון הכשל

תהליך החקירה דרש מאתנו להעמיק את הידע במספר נושאים, העיקרי ביניהם הינו תפקיד מוטות הרדיוס ברכב על מנת שנוכל לבסס השערות שעזרו לנו בחקר הגורם לכשל ובאפיון העומסים. לצורך החקירה פנינו לאנשי מקצוע שונים השייכים לתחום הרכב בארץ ונעזרנו בספרות ומאמרים הקיימים ברשת.

2. הכרת הרכיב ותנאי השירות
2.1. רקע כללי: מה הוא מוט רדיוס (או זרוע רדיוס)?

מוט (או זרוע) רדיוס, באנגלית: Radius Rod, הוא המוט המחבר בין הסרן והשלדה.
על מנת להבין את מוט הרדיוס ותפקידו יש להכיר ולהבין את תפקידו ומיקומו של הסרן.

סרן חי (AXLE) ,הינו צינור מתכת אשר בשני קצותיו מחוברים גלגלי הרכב. בתוך הסרן נעים מכלולי ההנעה בניהם דיפרנציאל וציריות הרכב.
סרן חי משמש בעיקר עבור רכבי שטח, רכבי משא כגון טנדרים, רכבים מסחריים קלים ומשאיות. ישנן שתי צורות נפוצות לחיבור הסרן אל שלדת הרכב. אחת מהן עושה שימוש בקפיצים ספיראליים ומוטות רדיוס (בה נעסוק). ואילו השנייה עושה שימוש בקפיצי עלים המשמשים כקפיץ ומוט רדיוס גם יחד.
הסרן מחובר אל שלדת הרכב באמצעות קפיצים ובולמים, אך אלו אינם מסוגלים להעביר כוחות אורכיים אלא נועדו לספוג אנרגיה בציר האנכי בלבד.
בכדי שהרכב ינוע יחד עם הסרן וגלגלי הרכב המניעים אותו, יש לחבר את הסרן והשלדה בחיבור קשיח שמסוגל להעביר כוחות אורכים, לשם כך קיימים מוטות הרדיוס.
מוטות הרדיוס מחוברים בצדם האחד אל שלדת הרכב על גבי תושבת המאפשרת תנועה חופשית בציר האנכי. בקצה השני מחובר מוט הרדיוס אל הסרן, במקרה שלנו באמצעות שתי תושבות קבועות. אופן החיבור של מוטות הרדיוס מאפשר תנועה של הסרן בציר האנכי וסביב ציר האורך של הרכב. יכולת תנועה זו חשובה מאוד ליכולת העבירות ושיכוך הזעזועים של הרכב. יש לציין כי שלושת התושבות מחוברות על גבי תושבות גומי המאפשרות ספיגת מכות, רעידות ומונעות רעשים.
תפקידם של מוטות הרדיוס כרכיב המקשר בין שלדת הרכב והמרכב, לבין הסרן. מאלץ את המוטות לעמוד בעומסים שונים ומגוונים ביניהם עומסי לחיצה ומתיחה הנובעים מהאצות ובלימות שגרתיות. כמו גם הצורך להתמודד עם עומסים פתאומיים הנגרמים מבורות, סלעים, ענפים, תאונה ועוד הקיימים בדרך.
קובץ מצורף 88831

תוך כדי השארת הסרן בכיוון זה, מוטות הרדיוס מאפשרים לסרן תנועה מעלה-מטה:
קובץ מצורף 88832
2.2. תנאי השרות:

המקרה הנחקר עוסק במוט רדיוס המשמש ברכב מסוג סוזוקי ג'ימני.
קובץ מצורף 88833

הג'ימני הינו ג'יפ קטן ממדים. בעל הנעה אחורית, המשמשת לצורך נהיגת כביש, והנעה כפולה המסייעת לו בהתמודדות עם נהיגה בשטח. הג'ימני הינו חריג בקטגוריית ה"ג'יפונים" אליה משתייך וזאת בזכות יכולות השטח הגבוהות שלו, האמינות הגבוהה ושוק השיפורים הרחב המאפשר להתאים אותו גם לחובבי שטח "קרביים" יותר.
כשל מוטות הרדיוס הקיים ברכבים אלו, התגלה ברכבים אשר נעשה בהם שימוש בנהיגת שטח (למעט מקרי תאונה אשר התרחשו בכביש). בשל כך אפיון תנאי השרות מתייחס לרכבים אשר נוסעים בשטח ואינו עוסק בנהיגת כביש.

תנאי השרות של מוטות הרדיוס מושפעים מאופן הנהיגה/מיומנות הנהג, תנאי הדרך, מהירות הנסיעה, סוג הקרקע, תדירות השימוש ברכב ועוד. במקרה הנחקר בודדנו השפעות חריגות כגון רכבים אשר חשופים באופן עקבי לסביבה קורוזיבית, או רכבים אשר בוצעה בהם הרכבה רשלנית של החלק או של חלקים הבאים עמו במגע. הזנחה זו נבעה מכך שלא נצפה כל מכנה משותף בתצפיות המאקרוסקופיות שביצענו.
בכדי לאפיין בצורה מדויקת את תנאי השרות והקשר בינן לבין הכשל הנחקר ביצענו סקר משתמשים עליו נרחיב בהמשך. אולם חשוב להבין כי המוטות נתונים תחת עומסי מתיחה לחיצה ופיתול התלויים באגרסיביות ועוצמת השימוש ברכב.
בעת נהיגה בשטח פעמים רבות הנהג אינו מספיק לזהות מכשול מסוים ומגיע אליו במהירות גבוהה משתכנן או היה רוצה, פעמים אחרות בוחר הנהג לעבור מכשול מסוים אשר דורש התקלות בסלע או כניסה מהירה לחריץ בקרקע, מי שנאלץ לספוג ולהעביר כוחות אלו אל השלדה הינם מוטות הרדיוס, ככול שאופי הנהיגה ותנאי הדרך קיצוניים יותר העומסים הפועלים על המוטות גדלים.
תנאי השרות מושפעים גם משיפורים הנעשים ברכב המקורי:
הגבהת הרכב, שינוי גודל הצמיגים, הפחתת יחסי ההעברה ועוד מאפשרים לרכב לפתח עומסים אשר ייתכן ולא היו מתרחשים בצורתו המקורית כפי שתכנן היצרן. בנושא זה נרחיב ונוסיף בהמשך הדו"ח.

3. חקירה הנדסית
3.1. תיאור האירוע
תיאור האירוע, כפי שהיה ברור לנו החל מהשלב הראשון הינו אחד משניים:
· בעל ג'ימני מגיע למוסך ללא קשר לכשל המדובר, שם מתגלה כי אחת הזרועות עקומה.
· טראומה ברורה (תאונה בכביש או אירוע חריג בעת טיול שטח) גרמה לעיקום או שבירה של הזרוע, ובעל הג'ימני מגיע במיוחד לטפל בבעיה.
מתיאור זה ברור כי יש לנסות ולאפיין בצורה יותר מתכללת את התנאים הסביבתיים והתפעוליים אשר הובילו לכשל. תהליך האפיון מפורט בהמשך.
3.2. ממצאים מאקרסקופיים: זרועות שכשלו

קובץ מצורף 88834
הזרוע העליונה בתמונה הינה זרוע קדמית מסוזוקי ג'ימני שכשלה (התחתונה: זרוע אחורית תקינה). הכשל מאופיין בקשתיות הזרוע. לרשותנו עמדו 2 זרועות כאלה לצרכי בדיקה מעמיקה, ובמוסך עמדו לרשותנו זרועות נוספות לבחינה. בעת הביקור במוסך לא היו זרועות שבורות מאחר והן נזרקו לפח.
ניתן לזהות בזרוע קשתיות – עיוות פלסטי בערך באמצע הזרוע, שיכול לנבוע ממאמצי כפיפה או קריסה של המוט. מעדותו של בעל המוסך (המצוינת בהמשך) ניתן היה להבין כי כשל זה הינו חוזר, ומתגלה פעמים רבות ברכבים הנוסעים בשטח.
לא ניתן להבחין בעין בסדקים על פני השטח או קורוזיה (למעט גוון מעט אדמדם). בפריטים שעמדו לרשותנו לא נמצאו כל סימנים לחבלה ישירה – סימני מכות או גירודים של פני השטח.
ה"בוקסות" – הרכיב המחבר בין הזרוע לבין שלדת הרכב והסרן, המורכב מ-2 גלילי מתכת אשר ביניהם יצוק גומי, נמצא תקין ברוב הפריטים העקומים ולא נמצא קשר בין מצבו לבין הכשל.
הזרוע עשויה פלדה לא ידועה, בעלת פני שטח גסים וקו הפרדה (Parting Line) שמרמז על כך שתהליך הייצור כלל חישול, בדומה לאופן בו מייצרים מפתח צינורות. החורים עבור הבוקסות עברו עיבוד שבבי.

3.3. ראיון: בעל מקצוע (גורם אחזקה)
על מנת לגבש תיאוריה ראשונית עבור תרחיש הכשל, וכחלק מגביית היסטוריית השירות ותובנות כלליות ממי שנתקל בעשרות מקרים של הכשל הנחקר, החלטנו לפנות למורי, בעל מוסך ד"ר מורי המטפל ברכבי סמוראי וג'ימני מזה שנים רבות.
מורי פרש את משנתו בנוגע לכשל, ותרם רבות ליכולת שלנו למקד את שאלות סקר המשתמשים על מנת להפיק ממנו את המקסימום.
מעבר לכך, האבחנה הכי חד-משמעית של מורי הייתה כי הכשל נגרם רק בנסיעה בשטח או בעקבות תאונות דרכים.
למרות שמורי בקשר קבוע עם יבואן הרכב, לא ידוע לו על כל התייחסות לכשל זה מצדם.

3.4. סקר משתמשים
על מנת לאפיין את תנאי השירות של זרוע הרדיוס, ומאחר וקיבלנו רק 2 דוגמאות מתוך עדויות רבות על כשל זה, החלטנו לבצע סקר משתמשי קצה.
הפלטפורמה עבור הסקר הייתה מנוע הסקרים של גוגל, והיא גם אפשרה לנו לקבל סטטיסטיקות לגבי כמות הממלאים את הסקר וכו'.
על הסקר ענו 43 נסקרים, מתוך לפחות 70 שנכנסו אליו.
הסקר הופץ הן דרך אתר ג'יפולוג המהווה פורום פעיל בקרב בעלי רכבי שטח, והן ע"י פייסבוק (מה שאפשר לנו להגיע גם למשתמשים פחות "קיצוניים").
ניתן לראות את הסקר המלא (כולל תשובות מלאות) ב"נספח 1 – סקר" ו- "נספח 2 – תוצאות הסקר"


4. מסקנות הסקר וגיבוש "תרחיש הכשל המכני"

4.1. ממצאים עיקריים:
קובץ מצורף 88836
מתוך 43 עונים לסקר, 34% השיבו שהם נתקלו בכשל בזרוע הרדיוס ברכבם הפרטי, ועוד 52% נתקלו בתופעה אצל אחרים.
בנוסף, לא נמצא ולו נסקר אחד בעל רכב סטנדרטי אשר סבל מכשל זה.
לעומת זאת, היו נסקרים בעלי רכב משופר שלא סבלו מתקלות (ההתאמה אינה חד-חד ערכית).
ממצאים נוספים:
במספר מקרים היה אירוע חד-פעמי שגרם לכשל באופן מובהק (פגיעה מהצד בעת תאונה, קפיצה אגרסיבית על סלע וכו'). בכל שאר המקרים הכשל התגלה רק לאחר ביקור במוסך.
השערה: הרכיב תוכנן להכיל את הכשל לפחות עד הביקור הבא במוסך (Leak Before Break).
לא נמצאה התאמה בין הופעת הכשל לבין סוג השטח.
5. תרחיש קריסה: ביצוע אנליזות ראשוניות

5.1. עבודת הכנה: חישובי העומסים
לאחר קבלת תוצאות הסקר, ובהיעדר הוראות יצרן ושרטוטי ייצור, בנינו בסולידוורקס את החלק עצמו וגיבשנו תכנית עמיסה התואמת את תרחיש הכשל המכני:
קובץ מצורף 88837
התרחיש הראשון שגובש הינו של "תאונה חזיתית":
נסקרים רבים דיווחו על כשל בעת נסיעה אל מול מכשול חזיתי כגון סלע או בור.
החישוב בוצע ע"י משוואת כוחות פשוטה, קובץ מצורף 88850
מסת הרכב נלקחה מאתר היצרן, והיא 1000-1420 ק"ג.
לאחר קריאה בנושא מצאנו כי פרק זמן ריאלי עבור תאונה בכ-15 קמ"ש (מהירות סבירה לטיול בשטח קשה) הינו 0.1 שניות.
חישבנו:
קובץ מצורף 88851
קובץ מצורף 88838

5.2. ביצוע אנליזה:
קבענו את החיבור עם הרכב בתור סמך קבוע, והגבלנו את החור האמצעי לתנועה לצדדים. ניתוח מפושט של הבעיה הראה שמקסימום מאמץ הקריסה יתקיים עבור כח העובר בדיוק בין הסמכים:
קובץ מצורף 88839
התוצאה שהתקבלה הבהירה לנו כי הנחה זו אינה נכונה:
קובץ מצורף 88840
5.3. ניתוח התוצאות:
הזרוע מתכופפת מטה. מצב זה אינו רצוי מאחר ובמציאות, הזרוע יכולה "לברוח" לכיוון הזה – כך שלא היה נגרם כשל.
בשלב זה הבנו כי הזווית בה מתבצעת העמיסה משפיעה באופן שונה ממש שחשבנו.

6. תרחיש קריסה: שינוי העמסה וביצוע אנליזות מחודשות

6.1. ביצוע אנליזות מרובות:
מהאנליזה הקודמת עלה באופן ברור הקשר שבין כיוון העמיסה לבין התנהגות החלק (שלא במפתיע). ניצלנו את כלי התכנון Design Study על מנת לבחון את התנהגות החלק במספר כיווני עמיסה, באופן הבא:
קובץ מצורף 88841
קובץ מצורף 88842
ברור גם לחלוטין שזווית הכח יוצרת עלייה בקריסת החלק עד לתחום 21-31 מעלות בערך.
ביצענו אנליזה נוספת על מנת לשים את האצבע על הזווית בקירוב טוב יותר. התוצאות יוצאות קרובות מאוד בתחום 21-31 מעלות, כאשר השיא הינו ב-27 מעלות:
קובץ מצורף 88843

חשוב להדגיש שעקב מגבלות התכנה היינו חייבים להגדיר את כל נקודות העיגון על אותו מישור – כך שנמנע העיוות הצידה כפי שמתקיים במציאות.
עם זאת, צורת ומיקום הקריסה תואמים את המציאות.

7. תרחיש כפיפה: ביצוע אנליזות
תרחיש נוסף לכשל הינו עבור מהירויות גבוהות. במצב זה הרכב נוסע במהירות, ולא מאבד את מהירותו לחלוטין – לדוגמא, נסיעה כמעט ישר ופגיעה בסלע המשנה מעט את זווית נסיעת הרכב.
במקרה זה מופעלים כוחות קטנים משמעותית על הסרן (וממנו על הזרוע):
עבור ירידה של 2 קמ"ש תוך 0.1 שניות, נקבל כח משולב של 10,000 ניוטון.
נפריד לרכיבים את הכח, עבור זווית של 15 מעלות, כפי שרואים בתרשים.
קובץ מצורף 88844
כעת נגדיר את הנתונים עבור אנליזת קריסה בשילוב מאמצי כפיפה:
קובץ מצורף 88845
לאור ממצאי הבדיקה הקודמת, גם כאן ביצענו אנליזות מרובות על מנת לנסות ולמצוא קשר לזווית.

קובץ מצורף 88846

בשונה מהאנליזה הקודמת, כאן מוצג המעוות ביחס אמתי!
בנוסף, גם כאן ניתן לראות כי הכשל קורה בנקודה בה הוא קורה במציאות. עם זאת, התעלמנו מהעומס בו נושא מוט הפנהרד (מוט מקביל לסרן האחראי על השארת הסרן במיקומו בכיוון האופקי). ברור כי במציאות יידרשו כוחות גדולים יותר – מעניין גם לבדוק האם יש יותר כשלים בצד ימין כתוצאה מאופן העיגון של המוט לסרן).

8. תרחיש הכשל המכני
תוצאות המחקר ההנדסי, סקר המשתמשים והמתחזק, בשילוב אנליזות ממוחשבות הובילו אותנו להשערה כי שילוב של אופי שימוש ברכב וזווית מוט הרדיוס הם הגורמים המשמעותיים ביותר המובילים לכשל המתואר.
8.1. בדיקת זוויות מוט הרדיוס במפרטי רכב שונים
בדקנו אל מול יבואן הרכב ויבואני שיפורים לרכב ומצאנו את הזוויות בפועל של מוט הרדיוס בהשפעת בולמי זעזועים שונים (בולם הזעזועים הוא שמגביל את מהלך הפתיחה, שבתורו קובע את זווית המוט המקסימלית).
קובץ מצורף 88847
חישוב יחסי של הזוויות מעלה את הנתונים הבאים (הזוויות בטבלה הן זוויות פעולת הכח כפי שנבדק באנליזות)
קובץ מצורף 88848

מערכת מתלים:	הגבהה 4"	הגבהה 2"	סטנדרטית
זווית ניטרלית:	9.49	6.92	4.12
זווית מקסימלית:	11.84	9.49	5.82

הופתענו לראות את השינוי הקטן במעלות – אך עם זאת, ברור כי השינוי משמעותי באופן השפעתו על הסכנה לכשל.


8.2. ביצוע אנליזות מחודשות עבור הטווח הרלוונטי

קובץ מצורף 88849
8.3. גיבוש תרחיש הכשל המכני
שלבי הכשל כוללים אחד מהתרחישים:
1. קריסה (פגיעה חזיתית)
2. שילוב של קריסה ומאמץ כפיפה (פגיעת צד)
3. פגיעה ישירה

תרחיש קריסה (פגיעה חזיתית):
בתרחיש זה המשתמש נוסע בקו ישר בשטח קשה – כלומר מתרחשת "תאונה" הגורמת לעצירה פתאומית של הסרן ממהירות לא גבוהה (15-20 קמ"ש) או לחילופין בעת נסיעה בקו ישר הרכב נכנס לחריץ או פוגע בסלע בצורה חזיתית.
הכוחות הפועלים על הזרוע במקרה זה מובילים לקריסה של המוט. ישנו הבדל מהותי בין פגיעה באמצעות הצמיג לבין פגיעה ישירה של הסרן מאחר והצמיג מהווה בולם זעזועים הסופג חלק מאנרגיית הפגיעה.
בנוסף ישנה השפעה מהותית של מהירות הפגיעה על גודל הדפורמציה.
הגורם המשמעותי הנוסף הינו זווית מוט הרדיוס – ככל שהרכב יותר "משופר" כך הוא יותר חשוף לכשל זה, עבור אותו כח.

תרחיש שילוב של קריסה ומאמץ כפיפה (פגיעת צד):
בתרחיש זה המשתמש נוסע בקו שאינו ישר, ויוצר מצב שבו פגיעה בצמיגי הרכב תיצור הפעלת וקטור כח הכולל רכיב אופקי כמו גם אנכי לסרן (כח צד). אופן העיגון של מוט הרדיוס לסרן גורם למאמצי כפיפה גדולים עליו. מבנה המוט הוא כזה שאינו מיועד לעמוד במאמצי כפיפה צדית, ולכן הדבר מוביל לקריסה.
יצויין כי במצב זה השפעת זווית מוט הרדיוס קטנה יחסית (ולכן שיפור הרכב פחות מזיק). עם זאת, לזווית הפגיעה יש חשיבות רבה.

פגיעה ישירה
לא התייחסנו לאפשרות של פגיעה ישירה בזרוע – פגיעה זו אפשרית הן במקרה של חילוץ ע"י אנשים לא מיומנים והן במקרה של החלקת הרכב ופגיעה ישירה של סלע בזרוע.

9. מסקנות
9.1. קביעת מנגנון הכשל
מנגנון הכשל בשני התרחישים לעיל הינו קריסה עקב הפעלת עומס יתר חד פעמי.
9.2. קביעת גורם הכשל
גורם הכשל הינו אחד משניים: שימוש לא סביר בכלי הרכב ביחס לשימוש אליו תוכנן או שינוי של מערכת המתלים באופן המגדיל את הסיכון לכשל.

10. המלצות

10.1. שימוש ברכב
ניתוח המשתמשים ברכב זה מעלה פרופיל מגוון אך בעל מאפיינים ברורים:
הרכב הינו רכב קטן בתקציב נמוך, ופחות מתאים לבעלי משפחות. עקב כך, בעלי ג'ימני הנוסעים עם רכבם בשטח הם לרוב צעירים, לא בהכרח מנוסים בנסיעת שטח. מהסקר עולה כי רובם בעלי נטייה לנסיעת שטח קשה יחסית.
המלצה ברורה לאופן הנהיגה הינה כי יש לקרוא את תוואי השטח על מנת להימנע ממכשולים ככל האפשר.
המלצה נוספת הינה כי בהינתן מכשול, עדיף ליישר אל מולו את גלגלי הרכב ולהימנע מפגיעה צדית (בעת ניסיון התחמקות ממנו, לדוגמא).
10.2. שיפורי רכב
השפעת זווית מוט הרדיוס על פוטנציאל הנזק הייתה ברורה. מכאן יש להסיק שכל הגבהה של הרכב מגדילה את הסיכון לכשל זה. בהגבהות גדולות (מעל 2") יש לתת פתרון למצב.
10.3. שינויי תכן אפשריים
יש מספר פתרונות אפשריים לבעיה. עם זאת, מסקנות המחקר מראות כי ברכב סטנדרטי ובנסיעה בשטח שאינו קשה במיוחד (או בנהיגה זהירה) ניתן להימנע לחלוטין מעיקום המוט.
הממצאים מסבירים מדוע יצרן הרכב בחר שלא לתת מענה לכשל חוזר זה.
ישנם מספר פתרונות אפשריים, אשר לכל אחד מהם "מחיר" אחר:
· החלפת המוט לאחד מחוזק – פתרון זה ייתן מענה לקריסת המוט, אולם, ברור כי בעת תכנון הרכב יועד חלק זה בתור "פיוז מכני" שתפקידו לכשול ולמנוע העברת מאמצים מופרזים לשלדה, אשר נזק בה הינו בלתי ניתן לתיקון.
· החלפת מערכת המתלים – ישנן מספר אפשרויות של מערכות מתלים אשר מחברות בין השלדה לסרן באמצעות סמכים כדוריים. בדומה למסבך, סמכים אלו לא מעבירים מאמצי כפיפה, ולכן יתנו מענה לרגישות לעומסי צד.

השני שקל שלי:

1. אני לא מצאתי שום מוטות רדיוס מחוזקים מיצור נורמאלי שיעברו טסט. הייתי שמח לקנות כאלה, כי המוט הזה יקר למדי להחליף כל יומיים...

2. החלפת צמיג לגדול יותר, תקזז מעט את הזווית של המוט שגדלה עקב ההגבהה, וגם תעביר יותר אנרגיה של המכה לגלגל בכיוון למעלה (במקרה של אבן קטנה יחסית).

3. נסיעה בשטח עם לחץ אויר נמוך יותר, יכולה לשכך את המכה שהגלגל סופג, ולהציל את המוט מהתעקמות.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי tamir128

3. נסיעה בשטח עם לחץ אויר נמוך יותר, יכולה לשכך את המכה שהגלגל סופג, ולהציל את המוט מהתעקמות.

---

בדיוק.
ואת הציטוט הזה צריך להכניס לשרשור שדן ב"להוריד אוויר או לא להוריד אוויר בשטח"....

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי tamir128

השני שקל שלי:

1. אני לא מצאתי שום מוטות רדיוס מחוזקים מיצור נורמאלי שיעברו טסט. הייתי שמח לקנות כאלה, כי המוט הזה יקר למדי להחליף כל יומיים...

2. החלפת צמיג לגדול יותר, תקזז מעט את הזווית של המוט שגדלה עקב ההגבהה, וגם תעביר יותר אנרגיה של המכה לגלגל בכיוון למעלה (במקרה של אבן קטנה יחסית).

3. נסיעה בשטח עם לחץ אויר נמוך יותר, יכולה לשכך את המכה שהגלגל סופג, ולהציל את המוט מהתעקמות.

---

1. ברוך הבא לארץ הקודש... למרות ששים לב שהגבהה סולידית (וחוקית) מסכנת את המוט הרבה פחות.

2,3 - מסכים לחלוטין. אני גם מקווה שיתפתח פה דיון על העלות מול תועלת של כל הפתרונות - צריך לזכור שלצמיגים יש יתרונות רבים במובן הזה, וחסרונות במובנים אחרים (הם מעבירים את ה"פיוז המכני" לצירייה, היקרה יותר להחלפה).
בנוסף, החלפת זרועות נותנת יותר מאשר חוזק - היא גם מתקנת את זווית הסרן, שנפגעת בגלל ההגבהה.

לעניין טסטים:
קחו את המוטות המשופרים, ולפני שמרכיבים אותם, רססו אותם בצבע שחור, ולפני שהתייבש תטנפו אותם בחול ובאבק שהכנתם מראש.
כל מיני ברזלים באדום, כחול, צהוב וכו', בד"כ מדליקים את הבוחנים.

יפה מאד. אתה רוצה ביקורת?

אשמח. אל תחסוך...
ברור שיש דברים שנבעו גם מאילוצים כמו זמן (בכל זאת, קורס של 1.5 נקודות.. לא פרויקט גמר) אבל אני מניח שיש גם לא מעט שפשוט פספסתי.

לדעתי הזנחת את אחת מסיבות הכשל העיקריות.

אסף.

המסקנה הנכונה שלך שהמוט הוא פיוז מכני ומי שירכיב מוט מחוזק מסכן את המערכות הבאות בתור - סרן ושילדה.
במחקר אקדמאי ראוי לציין שד"ר מורי הוא לא בעל תואר ד"ר כי אז לדברים שלו יש משמעות אחרת.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי רון נחמן

ובמוסך עמדו לרשותנו זרועות נוספות לבחינה. בעת הביקור במוסך לא היו זרועות שבורות מאחר והן נזרקו לפח.

---

אני רק שאלה:
רגע, ולמה היו שם זרועות עקומות? מדוע העקומות לא נזרקות לפח כמו השבורות?!

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי tamir128

השני שקל שלי:

2. החלפת צמיג לגדול יותר, תקזז מעט את הזווית של המוט שגדלה עקב ההגבהה,

---

אפשר לקבל הסבר לעניין הזה? זה לא נשמע לי הגיוני. הרי מה שקובע את זוית המוט הם הבולם והקפיץ. מה אכפת להם באיזה גובה הסרן נמצא מעל הקרקע? כל הרכב מתרומם יחד, לא?

Sent from my GT-I9500 using Tapatalk

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי OFF-RoaD

אפשר לקבל הסבר לעניין הזה? זה לא נשמע לי הגיוני. הרי מה שקובע את זוית המוט הם הבולם והקפיץ. מה אכפת להם באיזה גובה הסרן נמצא מעל הקרקע? כל הרכב מתרומם יחד, לא?

Sent from my GT-I9500 using Tapatalk

---

שים לב לתמונה הזו

ככל שתגביה את השילדה, הזווית של המוט תגדל.

אם תגדיל את הגלגל, הצד השני של המוט יתרומם, והזווית תקטן חזרה.

מה אגיד'ך, עכשיו 2:30 בלילה.... במחשבה שניה, אולי אתה צודק... :confused:

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי tamir128

שים לב לתמונה הזו

ככל שתגביה את השילדה, הזווית של המוט תגדל.

אם תגדיל את הגלגל, הצד השני של המוט יתרומם, והזווית תקטן חזרה.

---

מצטער, לא מבין. כנראה אני הדיוט. "תגביה את השלדה" = תגדיל את המרחק בינה לבין הסרן (ומוט הרדיוס).
"תגדיל את הגלגל" = תגדיל את המרחק בין הקרקע ובין הסרן (ומוט הרדיוס).

לא מצליח להבין את הקשר בין גודל הגלגל למרחק בין השלדה לסרן, שקובע את זוית המוט....

Sent from my GT-I9500 using Tapatalk

לגבי הד"ר - במה שהגשתי זה היה מנוסח קצת אחרת...

לגבי עניין הגלגל- הכוונה הייתה שאם תגדילו במקום להגביה, לא תשנו את הזווית.
עריכה: זה באמת לא מה שמובן מהתגובה המקורית.. אולי המגיב יסביר?

אבל אני מרגיש שיש כאן יותר מדיי רסיסי הערות אז אשתדל לכתוב אח"כ מסודר.

ואסף, מה זה? חידה? או שחזרנו לנוהל שבו אנשים מסוימים פה יודעים יותר מאלוהים וחשוב להם להבהיר את זה יותר מאשר ללמד אחרים?

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי asafk

לדעתי הזנחת את אחת מסיבות הכשל העיקריות.

אסף.

---

נעילה? בשילוב עם מהלך מתלה גדול מהמקור? וויתור על בושינגים מקוריים שתוכננו לתת גמישות גדולה ומעבר לפוליאוריטן קשיח משמעותית?

מהלך מתלה גדול - הצלבה - העמסה משולבת (פיתול וכפיפה).

אסף.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי asafk

מהלך מתלה גדול - הצלבה - העמסה משולבת (פיתול וכפיפה).

אסף.

---

מסכים, אבל:
א. מאמין שהשילוב הבושינגים, הפיתול קטן בסדרי גודל מהקריאה.
ב. ברגע שמצאתי את ההשפעה המהותית של שינוי הזווית, הדבר הופך להיות דומיננטי יותר מאשר פיתול - גם בגלל ש-
ג. אופי הכשל הצביע על קריסה ולא על פיתול

מצד שני, אולי אתה צודק - אנסה לבצע סימולציה משולבת. לא בטוח שהסוליד יאפשר את זה...

בנושא זה העיר לי אביעד פ. לגבי המגבלות של הסוליד כתכנת אלמנט סופי, אבל זה לדיון אחר.

אורי,
לבושינגים בטוח יש השפעה, אבל הסקר לא מצא שום קשר בין סוג בושינגים לבין כשל.
למעשה, הממצא היחיד הברור מהסקר היה העובדה שמי שיש לו רכב סטנדרטי לא נתקל בכשל - דבר שאפשר להסביר גם על ידי כך שבעלי רכבים סטנדרטיים נוהגים בשטח יותר קל.

- - - Updated - - -

כאן אני רוצה להוסיף - יכול להיות שהמחקרון הזה יוכל להמשיך לגולש אחר שיפתח אותו...
אשמח לחלוק את הקבצים (אבל קחו בחשבון שזה נבנה בסולידוורקס סטודנטים)

ועדיין מחכה להערות של נמרוד...

כשל כזה לא אופייני רק לג'ימני.
המוט כשמחובר עם שלושה חיבורים - אחד לשלדה ושניים לסרן - מאפשר למעשה רק תנועה מעלה-מטה של הסרן. אם הבושינגים היו קשיחים - לא היה מתאפשר שום סוג של הצלבה.
עכשיו נוסיף בושינגים - ולמעשה מוט יכול להסתובב סביב צירו, ולאפשר הצלבה מסויימת. אבל מאוד קטנה, טווח תנועה של בושינג הו מעולת בודדות סה"כ, ולמרות שהוא בעצמו מערכת של קפיץ-בולם (היסטרזיס בתוך החומר בולע חלק מהאנרגיה), הריסון שלו קטן משמעותית מהכמות של האנרגיה שהוא אוגר והכוח שהוא מפעיל חזרה על המוט.
עכשיו קח את המצב הגבולי מראש הזה, ותוסיף לו מהלך מתלה - אז המוט עצמו כבר מתפתל, ואז כל עמיסה נוספת תהפוך להעמסה משולבת שתגרום לכשל - לחיצה על הגז לוחצת את המוט ותגרום לקריסה, עומס צידי על הסרן יגרום לכפיפה וכן הלאה.

המצב הזה קיים בעוד כלי רכב - זה לא תכנון מקורי של סוזוקי. יש כלים שבהם הבושינגים מאפשרים מהלך גדול בהרבה, יש כלים שבהם חלק מהמוט בנוי כפרופיל פתוח ומאפשר לו להיות גמיש יותר לפיתול, יש כלים שבהם המהלך מוגבל באופן שלא מאפשר הגבהה, ויש כלים שבהם השלדה נסדקת או שהמוטות נכשלים כמו בג'ימני...

אסף.

היי אסף.
האם יש דרך לשפר את הדברים הללו? במקום בושינגים נגיד מיסב בחיבור לשלדה?
האם יש לך תמונה של מוט רדיוס מפרופיל פתוח כמו שתארת?

רון אהלן, אסף במידה רבה הקדים אותי.

מה שמאפיין את הזרוע הזו זה שלושה חיבורים ולא שניים בקצוות. החיבור השלישי, לא בקצה הקורה, מכניס את הכפיפה והפיתול, וזה מה שהופך את הקריסה ליותר מקריסה פשוטה של מוט עם סמכים פשוטים. בגלל זה מייצרים זרוע כזאת עם צורה מיוחדת ומסה גדולה הרבה יותר משני הצינורות דקי הדופן וארבע מיסבי קצה שהיו יכולים להחליף את הזרוע הזאת במתלה 4 לינק. מצד שני, זו תצורת מתלה מאד קומפקטית שלוקחת את ארבע הזרועות הנדרשות ומקפלת אותן לשתי זרועות מתחת לסרן ולמרכב, ולכן משתמשים בה.

הבעייה של הזרוע הזאת הספציפית שהיא לא חזקה מספיק במימד הצר שלה, והחיזוק נראה לי די טריביאלי - להפוך אותה מפרופיל I לפרופיל סגור, על ידי ריתוך של שתי פלטות דקות שיסגרו את הדפנות שלה, או לייצר מחדש משהו כזה שלא מתבסס על יציקה.

חוץ מזה רציתי להגיד סחטיין על העבודה. עבודה אקדמאית זה לא, היא קצרה מדי, אם תשאר באקדמיה תידרש לקחת בעיות פשוטות עוד יותר ולמרוח חצי שנה בממוצע בלהוציא מהן מאמר של 15 עמודים בדיוק כדי להתקבל לאיזה כנס...

אבל אם אתה הולך לכיוון של הנדסה פרקטית, אז חביבי, בזבזת הרבה יותר מדי זמן. לא הייתי מקצה לך כמהנדס צעיר יותר מיום עבודה ומצפה לקבל דו"ח של שלושה עמודים שמתוכם השלישי זה שרטוט של הפתרון שאתה מציע! :rolleyes: