מה ההבדל בין משקל קפיצי למשקל לא קפץ?

חובבי מכוניות, במיוחד אלה שמתמודדים במירוץ, מדברים לפעמים על משקל (או משקל) "קפיץ" ו"לא קפיץ". מה משמעות המונחים הללו?

הקפיץ הוא רכיב המתלים המחזיק את הרכב ומגן עליו, הנוסעים והמטען מפני פגיעות. מכונית ללא קפיצים לא תהיה נוחה במיוחד ותתפרק במהרה מרעידות ומהמורות. עגלות רתומות לסוסים השתמשו בקפיצים במשך מאות שנים, ועד לפורד דגם T, קפיצי מתכת נחשבו לסטנדרטים. כיום, כל המכוניות והמשאיות פועלות על קפיצי עלים.

אבל כשאומרים שמכונית "נוסע על" קפיצים, אנחנו לא באמת מתכוונים לכל המכונית. החלק של כל מכונית או משאית הנתמכים על ידי הקפיצים הוא המסה הקפיצית שלה, והשאר הוא המסה הלא קפיצית שלה.

ההבדל בין קפיצים ללא קפיצים

כדי להבין את ההבדל, דמיינו לעצמכם מכונית נעה קדימה עד שאחד מהגלגלים הקדמיים שלה פוגע בבליטה גדולה מספיק כדי שהגלגל הזה ינוע כלפי מעלה לכיוון גוף המכונית. אבל ככל שהגלגל נע למעלה, ייתכן שגוף המכונית לא יזוז הרבה או לא יזוז בכלל מכיוון שהוא מבודד מהגלגל הנעים כלפי מעלה על ידי קפיץ אחד או יותר; הקפיצים יכולים להידחס, ומאפשרים לגוף המכונית להישאר במקומו כשהגלגל נע מעלה ומטה מתחתיו. הנה ההבדל: גוף המכונית וכל מה שמחובר אליו בחוזקה קפיצים, כלומר מבודדים מהגלגלים על ידי קפיצים דחוסים; הצמיגים, הגלגלים וכל דבר המחובר ישירות אליהם אינם קפיצים, כלומר קפיצים אינם מונעים מהם לזוז כאשר המכונית עולה או יורדת על הכביש.

כמעט כל מכונית טיפוסית היא מסה קפיצית מכיוון שכמעט כל חלק בה מחובר היטב לגוף. בנוסף למרכב עצמו, הכולל את כל שאר מרכיבי המבנה או המסגרת, המנוע וההילוכים, הפנים וכמובן נוסעים ומטען.

מה לגבי משקל לא קפיץ? הדברים הבאים אינם קפיצים:

• Шины

• גלגלים

• מיסבי גלגלים ורכזות (חלקים עליהם מסתובבים הגלגלים)

• יחידות בלמים (ברוב כלי הרכב)

• בכלי רכב עם ציר הנעה רציף, המכונה לעיתים ציר הנעה, מכלול הציר (כולל הדיפרנציאל) נע עם הגלגלים האחוריים ולכן אינו קפץ.

זו לא רשימה ארוכה, במיוחד עבור מכוניות עם מתלה אחורי עצמאי (כלומר לא סרן מוצק) המשקל הבלתי קפץ הוא רק חלק קטן מהמשקל הכולל.

חלקים קפיצים למחצה

יש קושי אחד: חלק מהמשקל קפץ חלקית וחלקו לא קפץ. חשבו, למשל, פיר המחובר בקצה אחד לתיבת ההילוכים, ובקצה השני לגלגל ("חצי פיר"); כשהגלגל זז למעלה והמארז והתמסורת לא, קצה אחד של הציר זז והשני לא, אז מרכז הציר זז, אבל לא כמו הגלגל. חלקים שצריכים לנוע עם הגלגל אבל לא עד כדי כך נקראים קפיצים חלקית, חצי קפיצים או היברידיים. חלקים חצי קפיצים אופייניים כוללים:

• המעיינות עצמם
• בולמי זעזועים ותמוכות
• זרועות בקרה וכמה חלקי מתלים אחרים
• חצאי פירים וכמה פירי קרדן
• חלקים מסוימים של מערכת ההיגוי, כגון מפרק ההיגוי

למה כל זה משנה? אם רוב המסה של הרכב אינה קפיצה, קשה יותר לשמור את הצמיגים על הכביש בנסיעה על מהמורות, כי הקפיצים צריכים להפעיל יותר כוח כדי להזיז אותם. לכן, תמיד רצוי שיהיה יחס מסה קפיצי לא קפיצי גבוה, וזה חשוב במיוחד עבור כלי רכב שחייבים להתמודד היטב במהירויות גבוהות. אז צוותי מירוץ מפחיתים את המשקל הבלתי קפיצי, למשל באמצעות חישוקי סגסוגת מגנזיום קלים אך דקים, ומהנדסים מנסים לעצב את המתלים עם המשקל הבלתי קפיץ הנמוך ביותר האפשרי. זו הסיבה שכמה מכוניות, כמו יגואר E 1961-75, השתמשו בבלמים שהותקנו לא על רכזת הגלגל, אלא על הקצה הפנימי של פיר הסרן: כל זה נעשה כדי להפחית את המסה הלא קפיצית.

שימו לב שמסה לא קפיצה או מסה מבולבלת לפעמים עם מסה מסתובבת מכיוון שחלקים מסוימים (צמיגים, גלגלים, רוב דיסקי הבלמים) נכנסים לשתי הקטגוריות ומכיוון שרוכבים רוצים להפחית את שתיהן. אבל זה לא אותו דבר. המסה המסתובבת היא איך שהיא נראית, כל מה שצריך להסתובב כשהמכונית נעה קדימה, למשל מפרק ההיגוי לא קפץ אבל לא מסתובב, וציר הציר מסתובב אבל לא קפץ רק חלקית. פחות משקל לא קפץ משפר את הטיפול ולפעמים את המתיחה, בעוד שהפחתת משקל מסתובב משפרת את התאוצה.