מתלים ברכב שטח: סרן חי או מתלה נפרד

מכירים את התמונה הזאת של ג'יפ רנגלר מטפס על סלעים – גלגל אחורי ימני גבוה על סלע, גלגל אחורי שמאלי מונח על הקרקע וכך בדיוק גם שני הגלגלים הקדמיים.
שום דבר לא באוויר! הכל אוחז בבטחה.
רק תן גז קטן והעסק נוסע קדימה כמו על איילון צפון.
ומצד שני, יש את התמונה הזאת של מיצובישי פאג'רו/סוזוקי גרנד ויטארה/ועוד, מטפס על סלע קטנטן והופ – הגלגלים מתנפנפים גבוה באוויר כמו כביסה לייבוש.
נכון, זה קשור למבנה השלדה. נכון, זה קשור למהלך המתלה.
אבל ההבדל העקרוני נעוץ בתצורת המתלים – סרנים חיים מול מתלים עצמאיים.

מתלים נפרדים ומהלך מתלה קצר. סוזוקי גרנד ויטארה בהצלבה

כמו כרכרה עם סוס
תקפצו רגע 70, 80, 100 שנים לאחור. התצורה הבסיסית של כלי רכב דומה לזו של מרכבות רתומות לסוסים. הגלגלים מחוברים לקורת מתכת מסיבית.
התצורה הזאת נקראת סרן. מבחינים בין שני סוגי סרנים: חי או מת.
סרן חי – מכיל דיפרנציאל במרכזו, מקבל כוח מגל ההינע שמחובר לתיבת ההילוכים ותיבת ההעברה, שולח את הכוח לגלגלים דרך ציריות.
סרן מת – הגלגלים פסיביים. הם אינם מקבלים כוח מהמנוע. הם פשוט נגררים. החיבור לקורה הוא באמצעות מיסבים ("קוגלאגרים").
לתצורה של סרן קשיח יש יתרונות לא מבוטלים: היא חזקה ועמידה. היא פשוטה וזולה לייצור.

שני סרנים חיים, מבט מאחור / pirate4x4

אבל יש גם חסרונות: המבנה הזה כבד ומסורבל, הוא פוגם בנוחות הנסיעה – בעיקר בגלל שקורת המתכת הגדולה יושבת בקו של טבורי הגלגלים, כלומר מתחת לקפיצים ולבולמים. יש לכך משמעות רבה: המשקל שיושב מתחת לקפיצים ולבולמים אינו משוכך או מרוסן. אם יש קפיצה של הגלגלים על מהמורה כלשהי בכביש או בשטח, יקפוץ כל הסרן ויטולטל כמו פגר. בז'רגון אוטומטיבי זה מוגדר "משקל בלתי מוקפץ".
המשקל בלתי מוקפץ הזה עשוי לטלטל את הרכב כולו ולפגוע בנוחות הנסיעה.
גרוע מכך: אם רק גלגל אחד חוטף מכה מאבן, כל הסרן כולו מושפע ואיתו גם הגלגל הנגדי. כלומר, בסרן קשיח מתקיים כל הזמן קשר בין הגלגלים הנגדיים ומתרחשת ללא הרף השפעה הדדית.

ד"ש לסופיה
אנחנו קופצים למרצדס SL300 "כנפי שחף" משמת 1954. לסופיה לורן הייתה אחת כזאת ומה שיותר חשוב, המכונית המיתולוגית הזאת הכילה חידוש מהפכני: מתלה עצמאי או נפרד.
לא עוד השפעה הדדית בין הגלגלים. כל גלגל הוא אדון לעצמו ונע מעלה-מטה על גבי מתלה אישי משלו.
הללויה.

מתלים נפרדים. מיצובישי פאג'רו בהצלבה

המבנה הזה הרבה יותר מתוחכם ודורש יכולת הנדסית גבוהה אבל היתרונות הם ניכרים: פחות משקל של החלקים עצמם, פחות משקל בלתי מוקפץ, יותר נוחות, יותר אחיזת כביש, יותר עידון ועוד.
ההנדסה האקזוטית של מרצדס SL300 חלחלה במהירות למכוניות אחרות והיום היא נמצאת כמעט בכל מכוניות הנוסעים החדשות בעולם.
מי שנשאר עם סרנים קשיחים הם כלי רכב מסחריים ובעיקר משאיות. השיקול העיקרי שם הוא פשטות ועמידות.

ובינתיים בשטח
עכשיו אנחנו מגיעים לשטח ובשטח היוצרות מתהפכות. כידוע: מה שטוב לכביש, רע לשטח ולהפך.

דווקא המבנה המיושן של סרנים הוא זה שמתאים לעבודת שטח רצינית.
ויש לכך כמה סיבות כבדות משקל, תרתי משמע.
ראשית, מבנה מבנה חסון וחזק, שמאפשר להעביר לגלגלים כוח רב – גם במקרה של רכב עם מהלך מתלה ארוך.
שנית – שמירה על מרווח גחון קבוע. הנקודה הנמוכה ביותר היא פעמים רבות בית הדיפרנציאל ("הביצה"). ברגע שגלגל אחד, נניח ימין, עולה על אבן, אז בסרן חי, כל הסרן יתרומם והמרחק בין הביצה לקרקע יגדל. לעומת זאת במתלה נפרד, רק הגלגל שעל האבן יטפס עליה, שאר החלקים יישארו נמוכים ואפילו יירדו עוד.
במילים אחרות: מרווח הגחון ברכב עם סרן חי הוא סטטי ולא יכול לרדת מתחת לנקודה מסוימת גם אם הרכב יקפוץ או יועמס במשקל רב. לעומת זאת, מרווח הגחון ברכב עם מתלה עצמאי הוא דינמי ומשתנה בקלות עקב תנאים של עומס.
מבנה של סרן חי מאפשר לגלגלים להישאר ניצבים ביחס לפני הקרקע – גם אם המרכב עצמו מוטה בזווית אחרת, על-גבי הקפיצים והבולמים, כלפי השטח. כל עוד הסרן עצמו מקביל לקרקע והגלגלים ניצבים ואוחזים – קטן החשש להיכנס להצלבה ולהיתקע.
בנוסף, מבנה של סרנים חיים נותן אפשרות אפקטיבית להגביה את הרכב. הגבהה של רכב כביש-שטח בעל מתלים עצמאיים איננה אפקטיבית וגם מאוד מוגבלת – עקב זוויות תלולות של הציריות , בעיות בהעברה כוח, פגיעה בגיאומטריה של המתלה ועוד.

שני סרנים חיים וקפיצה באוויר. סוזוקי ג'ימני

מתפשרים קצת
מעטים רכבי הכביש-שטח שנשארו בתצורה הטהורה של שני סרנים חיים. למעשה כיום אפשר לקנות "חדשים מהניילון" רק שני דגמים כאלה – סוזוקי ג'ימני וג'יפ רנגלר. לא במקרה שני הדגמים האלה מצוינים בשטח אבל מפחידים אפילו מסוכנים לנסיעת כביש מהירה. שני סרנים חיים תמצאו גם בניסאן פטרול (דור קודם. לא משווק בארץ), לנדרובר דיפנדר הקלאסי (הייצור הופסק), לנדרובר דיסקברי 1 ו-2, טויוטה לנדקרוזר 70 (שווק בארץ בשנת 1998), טויוטה היילקס (עד שנת 1997), מרצדס G קלאס דורות קודמים.
התצורה הנפוצה יותר כיום היא ארבעה מתלים נפרדים. זה מה שתמצאו במיצובישי פאג'רו, לנדרובר דיסקברי 3,4 ו-5, דיפנדר החדש, סוזוקי גרנד ויטארה וכמובן כל הג'יפונים כמו טויוטה ראב4, סובארו פורסטר, סובארו XV וכדומה.

סרן חי מאחור, מתלים נפרדים מלפנים. טויוטה לנדקרוזר 120

תצורת הביניים שמוכיחה את עצמה כפשרה לא רעה היא סרן אחורי חי ומתלים קדמיים עצמאיים. זאת התצורה בטויוטה לנדקרוזר, ניסאן טראנו, איסוזו טרופר וגם בטנדרים השונים – טויוטה היילקס, מיצובישי טרייטון, ניסאן נבארה, איסוזו דימקס וכו' – וגם בדייהטסו טריוס (!).
התצורה הזאת מאפשרת סרן אחורי עמיד עם העברת כוח יעילה ויחד עם זאת עידון יחסי בחלק הקדמי של הרכב, היגוי והתנהגות כביש משופרים.
לסיכום. רוב צרכני הרכב בעולם דורשים יכולת גבוהה בכביש, נוחות ובטיחות. מכאן שיצרני הרכב חייבים לעבור למתלים עצמאיים-נפרדים. על הפגיעה ביכולת השטח מנסים לכפר באמצעות מערכות בקרת משיכה אלקטרוניות שמאפשרות לרכב להתקדם גם בתנאים של הצלבה.
ובקיצור, יש לכם רכב שטח אמיתי עם שני סרנים חיים? תשמרו עליו.