نظام التعليق بالسحب والدفع في السيارات عالية الأداء

يشير نظام التعليق بالسحب (Pull-rod) ونظام التعليق بالدفع (Push-rod) إلى أنواع متخصصة من أنظمة تعليق السيارات التي تعتمد بشكل أساسي على نظام التعليق المزدوج (Double-wishbone)، مع دمج عناصر من نظام "ماكفيرسون" (MacPherson strut) الشائع.

ما هو نظام التعليق في السيارات؟

في السيارات، يشير نظام التعليق إلى المنظومة التي تحافظ على التلامس بين جميع عجلات المركبة والأرض. يتم تحقيق ذلك عادةً من خلال استخدام المساعدات (Dampers) واليايات (Springs)، والتي توفر قوى دفع لأسفل على العجلات لمواجهة صدمات الطريق. ومع ذلك، في أنظمة التعليق بالدفع، يتم تركيب المساعد بشكل عرضي عبر الهيكل، موازٍ للأرض، بدلاً من النظام العمودي التقليدي.

تسمح أنظمة التعليق بالدفع بنقل المكونات الأساسية بعيداً عن تدفق الهواء المباشر، وجعلها أقرب إلى مركز الثقل، مما يساهم في خفض مركز ثقل السيارة، وبالتالي خلق توزيع أكثر كفاءة للوزن وإدارة أفضل لميلان جسم السيارة (Body roll).

نتيجة لذلك، توفر هذه الأنظمة أداءً فريداً، ولكن على حساب سهولة القيادة اليومية والعملية والراحة. لهذا السبب، يقتصر استخدامها بشكل كبير على السيارات غير المخصصة للطرقات العامة، وتحديداً في سباقات الفورمولا، وخاصة الفورمولا 1، ونادراً ما تظهر في السيارات التجارية.

تاريخ تطور نظام التعليق بالسحب

في الستينيات، كانت شركة "برابهام" (Brabham) أكبر منتج لسيارات السباق ذات العجلات المفتوحة في العالم. ومن أجل الحفاظ على تنافسيتها أمام فرق مثل "لوتس" و"ماكلارين"، كان الابتكار ضرورة ملحة.

في عام 1979، قام المهندس غوردون موراي، الذي كان يعمل مع برابهام، بتقديم نظام تعليق بالسحب مبتكر في سباقات الفورمولا 1، حيث طبقه في سيارة السباق BT49. كان هذا التصميم ثورياً، حيث سمح بالابتعاد عن نظام التعليق الهيدروليكي-النيوماتيكي القديم، مما أدى إلى خفض ارتفاع السيارة عن الأرض وزيادة الكفاءة الديناميكية الهوائية، وهو ما ضمن لبرابهام الفوز بالبطولة على مدار أربعة مواسم من 1979 إلى 1982.

تذبذبت شعبية نظام التعليق بالسحب على مدى العقدين التاليين، لكنها زادت تدريجياً بفضل الابتكارات المستمرة. ومع ذلك، حدث انخفاض ملحوظ في استخدامه من منتصف التسعينيات إلى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين بسبب تغير لوائح سباقات الفورمولا المتعلقة بارتفاع السيارة والديناميكا الهوائية.

في عام 2009، عاد نظام التعليق بالسحب بقوة عندما نصت اللوائح الجديدة على أن تكون الأجنحة الأمامية أعرض والأجنحة الخلفية أضيق وأطول. رأى أدريان نيوي، المدير الفني لفريق ريد بول ريسينغ، فرصة جديدة لهذا النظام. ومع تحرك ناشر الهواء (Diffuser) في سيارة RB5 نحو الخلف، أدرك أن نظام التعليق بالسحب سيساعد في تحسين تدفق الهواء أسفل السيارة وإلى مكوناتها الديناميكية الهوائية، مما أدى إلى انتصارات ساحقة في جولات شنغهاي وأبو ظبي وبريطانيا.

تم اعتماد النظام مرة أخرى في موسم 2022 في التعليق الأمامي لسيارات ريد بول RB18 وماكلارين MCL36.

التصميم الميكانيكي والفرق بين الدفع والسحب

نظاما الدفع والسحب متشابهان جداً في التصميم، والفرق الرئيسي يكمن في وضع "ذراع التوازن" (Rocker arm) الذي يتحكم في تخميد الصدمات بالنسبة لذراع التحكم العلوي.

نظام التعليق بالدفع (Push-rod)

في هذا النظام، يوجد ذراع تحكم علوي وسفلي (يشبه نظام التعليق المزدوج) يوفران اتصالاً هيكلياً بين محاور العجلات والهيكل. عندما تتعرض العجلات لصدمات من الأرض، تتحرك للأعلى والأسفل.

بين ذراعي التحكم، تتصل محاور العجلات بـ "قضيب دفع" صلب. عندما تتحرك العجلات، يدفع هذا القضيب للأعلى ضد ذراع توازن متأرجح، مما يخلق حركة تشبه "الأرجوحة" تنقل القوى العرضية من الأرض إلى قوى طولية نحو الهيكل.

في الطرف المقابل لذراع التوازن، يوجد مساعد زنبركي مثبت عرضياً، مما يعني أن القوى تنتقل نحو هيكل السيارة الصلب بدلاً من الانتقال للأعلى داخل السيارة. هذا يمنح ثباتاً أكبر عند السرعات العالية، ويقلل من ميلان الجسم، ويخفض مركز الثقل.

نظام التعليق بالسحب (Pull-rod)

الفرق الوحيد هو اتجاه أذرع التوازن. في نظام السحب، يتم وضع أذرع التوازن في أدنى نقطة من التجميع، وبالتالي يكون القضيب تحت ضغط سحب بدلاً من دفع، حيث ينقل قوى الشد إلى المساعدين الموجودين في الأسفل.