تطوير نظام تعليق زنبرك الأوراق

يعد زنبرك الأوراق الخلفي المركب بالمزيد من القدرة على التكيف ووزن أقل.

عند ذكر مصطلح "الزنبرك الورقي"، يميل البعض إلى التفكير في سيارات العضلات الكلاسيكية ذات الأذرع الخلفية البسيطة ذات المحور الصلب، أو، بمصطلحات الدراجات النارية، دراجات ما قبل الحرب ذات نظام التعليق الأمامي الزنبركي الورقي. ومع ذلك، فإننا نتطلع الآن إلى إحياء هذه الفكرة في دراجات موتوكروس.

في الواقع، في حين أن أنظمة التعليق القديمة الخام غالبًا ما تستخدم نوابض ورقية، فإن الزنبرك نفسه لا يكون عادةً مصدر افتقارها إلى التطور. استخدمت سيارة شيفروليه كورفيت نوابض ورقية عرضية في نظام التعليق المستقل من الجيل الثاني في عام 1963 حتى إطلاق الجيل الثامن في عام 2020، واعتمدت نوابض أحادية الورقة مصنوعة من البلاستيك المركب في الثمانينيات. أقل شهرة، تستخدم فولفو نوابض ورقية عرضية مركبة في العديد من أحدث طرازاتها. عند استخدامها بشكل صحيح، يمكن أن تكون نوابض الأوراق المصنوعة من مواد حديثة أخف وزنًا من الملفات الفولاذية، وفي بعض الحالات يكون شكلها الطويل والمسطح أسهل في التعبئة والتغليف. كما تتجنب نوابض الأوراق المركبة، المصنوعة من قطعة واحدة بدلاً من الأوراق المكدسة لنوابض الأوراق المعدنية التقليدية، احتكاك الأوراق المتعددة التي تفرك معًا، والذي كان أحد العيوب الرئيسية للتصاميم القديمة.
ظهرت نوابض الأوراق في دراجات موتوكروس في العصر الحديث. استخدمت دراجة ياماها YZM250 0WE4، المصنعة في مصنعها لموسمي 1992-1993، ورقةً واحدةً من مادة مركبة في الخلف، حيث ثُبّتت مقدمتها أسفل المحرك، بينما ثُبّتت الخلفية بوصلة أسفل ذراع التأرجح، بحيث تنثني الورقة عند ارتفاع العجلة الخلفية لتوفير النابض. كانت الفكرة هي إخلاء المنطقة التي يتواجد فيها عادةً النابض الخلفي والمخمد، مما يسمح بمسار سحب أكثر استقامة للمحرك. كما تم تركيب مخمد دوار صغير الحجم، وفازت الدراجة بسباقين في بطولة عموم اليابان عامي 1992 و1993.
تصميمنا الجديد، الذي كُشف عنه في طلب براءة اختراع من الشركة النمساوية، مستوحى من دراجة ياماها، ويشير إلى مزايا مماثلة من حيث التعبئة والتغليف، ولكنه يعتمد تصميمًا مختلفًا. كما هو موضح في الصور، وضعنا الزنبرك في وضع شبه عمودي، مُحكمًا على الجزء الخلفي من المحرك لإخلاء المساحة التي يشغلها عادةً الملف اللولبي (تؤكد براءة الاختراع أنه على الرغم من أن الصورة الرئيسية تُظهر النظام مُركبًا على صورة دراجة موتوكروس تقليدية، إلا أن الزنبرك اللولبي الموضح في الصورة لن يكون موجودًا).

يُثبَّت كلٌّ من الجزء العلوي والسفلي من الزنبرك بإحكام في نهاية الوصلات. تُثبَّت الوصلة العلوية بشكل محوري على الهيكل الرئيسي للدراجة، بينما تدور الوصلة السفلية من دعامة أسفل ذراع التأرجح. ونتيجةً لذلك، مع تحرك ذراع التأرجح لأعلى، ينحني زنبرك الأوراق المركب. ولزيادة قابلية التعديل، يُمكن تعديل طول الوصلة العلوية عبر خيط لولبي ومقبض ضبط، مما يُسهِّل زيادة أو تقليل الحمل المسبق في النظام.لا تُظهر براءة الاختراع مُخمّدًا للجزء الخلفي، لكن نصها يؤكد استخدام مُخمّد تقليدي للتحكم في نظام التعليق الخلفي. مع ذلك، يجب أن يكون أكثر إحكامًا من مُخمّد الصدمات الخلفي العادي، أو مُركّبًا بشكل مختلف، ليتمكن KTM من الاستفادة من مزايا زنبرك الصفائح، والتي ترتبط بشكل كبير بالمساحة التي يُوفّرها. تُشير براءة الاختراع إلى إمكانية استخدام هذه المساحة لتكبير أو زيادة كفاءة أجزاء من نظام الدفع، مثل صندوق الهواء، أو مسار سحب الهواء، أو كاتم الصوت. بالإضافة إلى ذلك، قد يسمح التصميم بمرونة أكبر في التصميم في دراجات موتوكروس الكهربائية المُستقبلية.

إلى جانب مزايا التعبئة، يتميز النظام بميزة أخرى تتمثل في قابليته للتعديل. توضح براءة اختراعنا كيف يُمكن لتغيير طول أو شكل الوصلات التي تُثبت طرفي الزنبرك أن يُغير سلوك نظام التعليق. في أحد الرسوم التوضيحية (الشكل 7 في براءة الاختراع)، يُظهر أربعة ترتيبات مختلفة للرافعات تغييرًا في سلوك نظام التعليق الخلفي: من معدل الارتفاع (7أ) إلى معدل ثابت (7ب)، وانخفاض معدلات الزنبرك (7ج و7د). ويتم تحقيق هذه السلوكيات المختلفة جذريًا دون تغيير الزنبرك نفسه.
كما هو الحال دائمًا، فإن طلب براءة اختراع ليس ضمانًا بأن الفكرة ستصل إلى مرحلة الإنتاج، ولكن مزايا التعبئة والتغليف للجزء الخلفي من الدراجة ذات النوابض الورقية يمكن أن تصبح ذات قيمة متزايدة، وخاصة في المستقبل حيث تجبر المحركات الكهربائية المهندسين على إعادة التفكير في التصميمات التقليدية التي تم صقلها خلال قرن من الدراجات ذات المحرك المكبسي.