Posted in: غير مصنف

تصميم إطارات السيارات

إطار السيارة، يعتبر أحد أجزاء السيارة بالغة الأهمية، وترجع أهميته هذه لكون أنه هو الجزء الوحيد في السيارة الذي يلامس الطريق،لذا فقد كان من الهام جدا والضروري أن يكون على درجة كبيرة منالكفاءة حتى تعمل بجدارة، لذا فإنه من المهم أن يتم الحرص على تصنيعه بشكل متقن، حتى يتم تصنيع إطارات تتمتع بالمتانة والكفاءة اللازمة، ولهذا السببيتم اختيار مجموعة من المواد الأولية بعناية كبيرةحتى يتم تجميعها وتصنيع الإطارات وذلك حتى توفر وتعطي الراحة والأمان والمتانة التي تساعد السائق في القيادة على الطرقات براحة وأمان ومن دون خوف.

ماذا نقصد بالضبط بإطار السيارة ؟

إطار السيارة، باختصار وكما أشرنا في المقدمة، هو الجزء الوحيد من السيارة الذي يلامس الأرض، وببساطة هو ذلك القرص الدائري المطاطي المركب على طوق معدني.

اختراع إطار السيارة يعود إلى سنوات كثيرة سابقة، والفضل الكبير في تطويره على الشكل الذي نعرفه اليوم، يعودخاصة إلى الطبيب البيطري الايرلندي جورج بويد دانلوب في العام 1888.

تصنيع الإطارات هو عملية تعتبر معقدة إلى حد ما، بحيث أنها تتكون من مطاط ومن حوالي 200 من المكونات المختلفة، يتم تركيبها فيما بينها بكميات مختلفة بحسب نوعية الإطار المراد تصنيعه، وبحسب الخصائص التي سوف يتم بها تصنيع السيارة .

مثلا: هناك إطاراتمعدة للسيارات التي صممت لأجل القيادة في الطرقات الصحراوية، وأخرى معدة لأجل القيادة في الطرقات الوعرة أو الطرقات الرطبة وغيرها ،والمادة الرئيسية للإطار هي المطاط وهي المادة التيتوفر له المرونة اللازمة، لكن توجد في الإطار إلى جانب المطاط طبقات معدنية وذلك لضمان الصلابة ولمقاومة الاحتكاك والاهتراء وباقي العوامل الأخرى التي قد يتعرض لها الإطار أثناء عملية القيادة .

أول خطوة قبل تصنيع إطار السيارة

قبل البدء بعملية تصنيع إطارات السيارات، هناك خطوات أساسية تسبق العملية، والخطوة الأولى على الإطلاق هي: عملية تصميم الإطار، وعكس ما يعتقده العديدون، فإن تصميم الإطارات هو أحد أصعب المراحل في تصنيع إطار السيارة بل ربما هو العملية الأصعب والأكثر تعقيدا، بحيث أنه عملية معقدة جدا، إذ أنه قبل البدء في تصنيع الإطار،من الضروري جدا والهام عمل بحث كدراسة عن الكيفية التي سوف يتم بهااستخدام هذه الإطارات، وأيضا البحث ودراسة طرق وسلوكيات وعادات أغلب السائقين أثناء عملية القيادة، وذلك حتى يتم تصنيع إطارات تلبي احتياجات جميع السائقين.

وعملية التصنيع، تأتي بعد عملية التصميم، وهي تبدأ بخلط العديد من المكونات، حيث أن تركيبإطارات السيارةيتطلب وكما أشرنا في المقدمة، حوالي200 مكون، بحيث أن هذه المكونات جميعها مهمة ولكل واحدة منها دورها المهم في مجال السلامة وكفاءة الوقود والحفاظ على البيئة، وطبعا مثانة العجلات أثناء عملية السياقة.

هذه المكونات الكثيرة، يمكن تقسيمها إلى عدد منالمجموعاتالكبرى والأساسية، وهي :

  •  المطاط الطبيعي : وهو يعتبرمن أهم المكونات الأساسية للطبقات
  • المطاط الصناعي : وهو كذلك من بين أهم أجزاء عجلات السيارة
  • –          الكابلات المعدنية :وهي ذات أهمية كبيرة بحيث أنها تعمل على تعزيز الهياكل الكبيرة للإطارات، وأيضا تشكيل الشكل الهندسي للسيارة وتوفير الصلابة
  • الكربون الأسود والسيليكا :من العناصر المهمة جدا، بحيث يتم استخدامها كعامل رئيسييعمل على تحسين المتانة، وأيضا يضمن نجاعة العديد من العوامل الكيميائية التي تتميز بخصائصها المهمة مثل المثانةوالمقاومة وغيرها.
  •  

أهمية كل المواد الداخلة في صناعة الإطارات

ولأن تصميم الإطارات عملية تحتاج إلى الكثير من التفكير والتدبر، فإنه يتم دائما اتخاذ العديد من الإجراءات والتدابير، حيث أنها وكما سبق وأشرنا عملية معقدة جدا، ويزيد من تعقيدها كمية المواد الكثيرة التي تدخل في تصنيعها وتركيبها.

وكما أشرنا في الفقرة السابقة، فإن عملية تصنيع إطارات السيارة تدخل فيها أكثر من 200 مادة، بحيث أن كل مادة من هذه المواد الكثيرةلديها دورهاالمهم جدًا في هذه العملية، ونؤكد مرة أخرى أنه لا يمكن بتاتا تركيب إطار السيارة من دون إحدى هذه المواد.

أهمية نظام المحاكاة في عملية تصميم الإطارات

أثناء عملية التصميم، يقوم المشرفون على العملية بوضع عدد من التصاميم المختلفة، إذ أنه يتم استخدام نظام المحاكاة، وذلك لاختيار وتطبيق أفضل التصاميم الخاصة بالإطارات، المناسبة لجميع ظروف السياقة أو بمعنى آخر الظروف التي سوف تسير عليها السيارة.

وفيما يلي هذه بعض من أهم عناصر التصميم:

تأثير الإطارات على أداء السيارة

يلعب تصميم الإطارات والأنماط في المطاط على السطح العلوي للإطار، دورا هاما جدا في الأداء أثناء السياقة، كما أنهأيضا يلعب دورا هاما جدا في أساسيات قبضة الإطار.

بحيث أن هناك أنواع متعددة من طرق القيادة، والتي من الضروري أن تناسبها إطارات معينة،حيث أن الأمر يؤثر على عملية الاستمتاع بالقيادة وأيضا على سلامة السائق وحتى الركاب الذين معه.

مثلا :بالنسبة للسيارة التي تسير غالبا في الطرقات الرطبة، فهي تستلزمها أثناء تصميم الإطار  التفكير في مضخة المياه، حيث أنه كلما كانت المضخات بعيدة عن الإطارات والطرق كلما كان هذا جيدا للسيارة .

تصميم قبضة الرطب

أثناء عملية تصميم قبضة الرطب، والتي لها أهميتها البالغة جدا أثناء عملية السياقة، يتم الأخذ بعين الاعتبار عدد من النقاط الهامة، منها :

  • نسبة الأخاديد، بحيث أنأكبر الإطارات الموجودة وأفضل مضخات الماء هي خارج الإطار، ومن بين العناصر المهمة المؤثرة كذلك في تصميم قبضة الرطب :الشكل والتخطيط اللذان  يساعدان في تشكيل الأنماط المتناظرة و الاتجاهية وحتى غير المتناظرة .
  • السيبيس وهي تلك الشقوق الرقيقة التي تكون على سطح المطاط، بحيث أنها تعمل على  تحسينأداء عملية الجر في الظروف الرطبة والمطيرة وحتى الجليدية، ووظيفتها أساساأنها تعمل مثل مساحات الزجاج الأمامي، فهي تساعد الإطارات على دفع المياه وإزالتها.

الملف الجانبي لإطار السيارة

هي واحدة من أهم العوامل المؤثرة في عملية التصميم، ووجودها ضروري جدا في إطار السيارة، بحيث أنها تعتبر داعما جيدا في المنعطفات، مع كميات صغيرة في نسبة الأخاديد في النمط الأفقي والكثير من المطاط، حيث أنه يكون علىاتصال مباشر مع الأرض ويضمن للعجلات والإطار المثانة.

هيكل إطار السيارة

من العناصر المهمة في إطار السيارة، والتي تحظى بأهمية كبيرة أثناء عملية التصميم، حيث أن الإطار النموذجي يتكون من عدة أجزاء أساسية، وهي :

  •  خط الدفاع، وهو عبارة عن طبقة محكمة من المطاط الصناعي
  • –          طبقة الكركاس وهي طبقة موجودة فوق البطانة الداخلية، وتتكون من أحبال مصنوعة من الألياف النسيجية، كما أن لها وظيفة تحديد قوة الإطارات وأيضا هيتساعد كذلك على مقاومة الضغط
  • منطقة ربط الاجزاء مع بعضها، والذي يعتبرالمكان الذي تسيطر فيه الإطارات المطاطية على الحافة المعدنية، وفيه تنتقل القوة من المحرك وجهد الكبح من حافة الإطارات إلى منطقة الاتصال على الطريق
  • –          الحزام الذي يعمل على التقليل من الاحتكاك ويساعد كذلك على التقليل من أثر ارتطام الإطارات عند القيادة.