الموضوع: كيف تعمل السيارة:3-الكبالن

نسمع كثيرا عن الكوبلن والكبالن ونسمع ان العربية الفلانية على كبالن فما هى هذة الكبالن وماذا تفعل:
كلمة كوبلن هى تحريف مصرى لكلمة coupling الإنجليزية ومعناها إزدوج او تجميع، وهى الكلمة التى نطلقها فى مصر على هذة القطعة المميزة لسيارات الجر الامامى ، ولكن الناطقون بالإنجليزية يسمونها إسم آخر هو C V Joint إختصارا ل constant velocity joint او وصلة سرعة ثابتة
اما سبب التسمية بهذا الإسم فهو لتمييز إختراع الكوبلن عن إنواع أخرى من وصلات نقل الحركة التى سبقت إختراع الكوبلن الذى نعرفه الأن ومن اشهرها الوصلة التى نطلق عليها الصلبية ويسمونها بالإنجليزى universal joint او hook's joint
نتطرق الآن الى فائدة ولزوم هذة الوصلات: سواء وصلة الصليبة او الكوبلن غرضها الاساسى هو نقل الحركة الدروانية والعزم من محور دوران الى محور دوران أخر مائل عليه
معناه ايه الكلام المكلكع دا: يعنى لو احا بنتكلم على عربية جر امامى فاكيد هايكون فيه عمود خارج من الموتور علشان يدور العجل، مش هاتكون عندنا مشكلة طول ما العجل عدل وموازى لجسم العربية، إمتى المشكلة هتبان، لما أجى احود، لإن فى الحالة دى العجل هايبقى عامل زاوية مع العربية وبالتالى زاوية مع العمود اللى جابيله الحركة من الموتور، بيقى يإاما العمود هايتكسر، يإما اكون عامل عمود كاوتش علشان يميل مع العجل بدون مشاكل، بس حتى هذة اللحظة محدش لسة اخترع عمود كاوتش يدور العجل(فيه محاولات فى الواقع لعمل وصلات كاوتش لكن النتيجة غير طيبة وأشهرها على الإطلاق الفلانشات الكاوتش بتاعة السيات 133 اللى كانت بتضرب كل شوية) ، المهم ، نرجع لموضوعنا، الوصلات الصليبة ظهرت قبل الكوبلن، وهى عبارة عن عمودين ينتهى كل منهما بحرف U متجمعين فى بعض عن طريق قطعة معدنية على شكل علامة + برتبط كل ضلعين متقابلين من أضلاعها بعمود من العمودين من خلال مفصلتين تريطها بطرفى حرف ال Uالتى ينتهى بهما العمود( لو حد فيكم شاف صليبة عمود ديريكسيون او صليبة كردان عربيات الجر الخلفى ، هى دى)، وإستخدمت الوصلة الصليبة على نطاق واسع جدا فى الماكينات لكنها لم تصلح لصناعة سيارات الجر الامامى لأن فيها عيب تصميمى خطير جدا هو ان العمود المستقبل للحركة من الوصلة دى مش بيلف بسرعة دوران ثابتة لو كان مايل على العمود اللى بيبعت الحركة، يعنى لو طبقنا الكلام دا على العجل نلاقى ان لو العربية نظام الجر بها مبنى على وصلات صليبة هنلاقى ان ساعة ما نحود بالعربية العجل هايلف بسرعة بطيئة لجزء من دورة العجلة وبعدين يسرع وبعدين يرجع بطأ تانى لما العجلة تكمل لفه كاملة، ودا هايعمل ذبذبة ورجرجة وصفير فى الأرض ساعة الدوران بالعربية،
وصلة الكوبلن حلت المشكة دى لان لها تصميم مختلف تماما، الكوبلن عبارة عن حلقة سميكة من الصلب قطرها الخارجى فى حدود 5 سم فيها تجويفات خارجية متوزعة على محيط الحلقة دى قطر كل تجويف حوالى 1.5 سم، التجويفات مقطع كل منها على شكل جزء من دائرة ومتوزعة بعرض الحلقة دى، يعنى كان كل تجويف من دول على شكل جزء من إسطوانة متفرغ من المحيط الخارجى للحلقة، كل تجويف من دول بتتحط فيه كورة من الصلب لها نفس قطر التجويف، وبعدين فيه حلقة تانية اكبر لها تجويفات مماثلة بس على قطرها الداخلى بتتركب على الحلقة الداخية بحيث ان كل كورة من الكور يبقى نصها بايت فى تجويف الحلقة الجوانية ونصها التانى بيقى بايت فى تجويف الحلقة البرانية، لو إحنا حاولنا نلفف الحلقة الداخلية هاتلف وتجبر الكور اللى نصها بايت فيها انها تلف معاها وبالتالى الكور هاتلفف الحلقة الخارجية اللى نصها التانى بايت فيها، يبقى لو عمود الجر متثبت فى الحلقة الداخلية والعجل متثبت فى الحلقة الخارجية والعمود دار العجل لازم يدور معاه، طيب يحصل ايه لما نحود العجل، نظرا لان التجويفات دى اسطوانية ففيها سماح للكور انها تروح للأمام والخلف، فلو حصل ان الحلقة الداخلية مالت على الحلقة الخارجية الكور اللى ناحية الزاوية الحادة هاتدخل لجوا والكور اللى ناحية الزاوية المنفرجة هاتطلع لبره، لكن الحركة الدوارنية هاتتنقل لإن الكور مالهاش تروح يمين وشمال، هى لها تدخل لجوا وتطلع لبرة بس فى التجويفات بتاعتها، وكدة الحركة تتنقل من العمود للعجلات حتى فى لحظة الإنحراف بالعربية
ميزة التصميم دا ان سرعة دوران العجلة بتكون ثابتة ومساوية لسرعة العمود، وعلشان كدة اسمها وصلة سرعة ثابتة

إختراع الكوبلن دا مهد لظهور اول عربية جر امامى وكانت عربية ستروين وظهرت سنة 1950 تقريبا، بس كان موتورها بالطول وتحوبل الحركة من محاور طولية الى محاور العجلات العرضية كان بيتم فى الكورونا زى عربيات الدفع الخلفى

اما أول عربية ظهرت فى العالم بموتور بالعرض وجر امامى ومحاور جر غير متساوية فى الطول وهو التصميم اللى كل الشركات نسخته وبالتدريج اصبحت تستعملة بعد كدة حتى اليوم فى كل موديلاتها، وحازت هذة السيارة بهذا التصميم المبتكر جائزة أفضل سيارة فى العالمcar of the year لعام 1970

عارفين العربية دى كانت إيه؟

هاتستغربوا

الفيات 128

( :@: )

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة د.أحمد سمير

سؤال تاني :
لماذا لم يتم التوسع في وضع محركات السيارات في الخلف بدلاً من الأمام ، وهكذا يتم تحقيق وظائف الكوبلن دون الحاجة لاختراع الكوبلن والتفكير في نقل الحركة عند الانحراف وفق نظرية البلي ، حيث العجلات الخلفية لا تتحرك يميناً ويساراً .
هل الدافع فقط وراء وضع الموتور في الأمام يرجع للتهوية فقط . إذا كان الأمر كذلك فأنا أراه دافعاً يمكن التغلب عليه بسهولة أكبر من اختراع الكوبلن .
ولماذا السيارات عالية الجودة والمتانة والقوة يكون موتورها بالخلف ، هل هناك دافع اقتصادي وراء وضع الموتور في الأمام
ولو وضع الموتور بالخلف ألن يكون ذلك أفضل بالنسبة للخسائر الناتجة من الحوادث التي تقضي على السيارة مع اصطدامها الأمامي ، علماً بأن 91% من الحوادث تقع في مقدمة السيارة .
أرجو تعميم الفائدة

وضع المحرك فى الخلف له عدة مشاكل

1- اولا التبريد ، فلكى تحصل على تبريد جيد سيستلزم الأمر وضع المبرد فى الامام مما يشغل حيز كبير جدا من السيارة ، كما سيضع عواقب مزعجة حينما نتذكر اننا مطالبين بالتعامل مع شنطة امتعةامامية فيها رادياتير ساخن

2- ضيق مساحة غرفة المحرك مما يعوق الصيانات وخلافه

3- وهو الأهم على الإطلاق: ابعاد مكز ثقل السيارة عن مركز توجيه السيارة ،فبينما بتم توجه السيارة من العجلات الأمامية فإن السيارة تدور حول محور وهمى يوجد بالقرب من خلفية السيارة نظرا لوجود مركز ثقلها بالخلف، وهذا يقلل للغاية من ثبات السيارة والقدرة على المناورة( تخيل لو انت عندك شاكوش خشب وله طبعا راس من المعدن محطوط افقيا على ترابيزة وانت عايز تلفه حوالين نفسه، تمسكه منين اسهل، من الطرف الخشب وللا من عند الراس المعدن؟ طبعا من عند الراس المعدن، يعنى لما نحب نلف حاجة حواليين نفسها من الأسهل نمسكها من عند مركز ثقلها، وهذا هو سبب وضع المواتير فى الامام

اما بالنسبة للسيارات الرياضية فمحركها فى الواقع لا يكون فى الخلف ولكن فى وسط السيارة mid engine (يعنى بيكون خلف السائق لكن امام العجلات الخلفية وليس خلفا كما هو الحال فى المحرك الخلفى،
ووضع المحرك الأوسط mid engine هو الوضع الامثل على الإطلاق لمحرك السيارةحيث يسمح بوجود مركز ثقل السيارة فى مركزها الهندسى وهذا يشكل افضل فرصة لتوجيه وثبات السيارة، ولكن عيب الأساسى يتمثل فى الإهدار غير العادى لمساحة السيارة ،لذا تجد ان معضم السيارات الرياضية تحمل مقعدين فقد حيث ان باقى مساحة السيارة مخصص لخدمة المحك وملحقاته