مركز ثقل السيارة ودوره في الثبات على المنعطفات

• المفهوم
• الارتفاع ومركز الثقل
• فوائد معرفة المركز
• حساب نقطة المركز

يرتكز ثقل السيارة على شاصي السيارة الذي يربط مختلف أجزاء المركبة ببعضها البعض، مثل نظام التعليق ونظام التوجيه الكهربائي أو العادي، لكن هناك نقطة معينة يتمحور حولها تركيب السيارة بأكملها وهي نقطة مركز ثقل السيارة (Center of Gravity). ربما تعتقد أن السائق العادي لا يستفيد من معرفة مركز ثقل السيارة، وأنها معلومة خاصة بالمهندسين والمصممين المسؤولين عن صناعة السيارة وتجميع قطعها وتركيبها لتخرج بالشكل المتناغم الذي نراه عندما يتم تصديرها إلى الأسواق، لكن في الحقيقة حتى السائق غير المختص يمكنه أن يستخدم هذه المعلومة لصالحه عند القيادة على المنعطفات. تابعوا مقالنا لتحصلوا على معلومات شاملة حول مركز ثقل السيارة وأهميته بالإضافة الى مجموعة عوامل مؤثرة على ثبات السيارة على الطريق. 

تعريف مركز ثقل السيارة 

مركز ثقل السيارة هي النقطة التي يرتكز عليها جسم السيارة بأكمله من ناحية علمية ونظرية وعند هذه النقطة تكون الجاذبية الأرضية أكثر قوة من أي نقطة أخرى، كما أنها تقع في منتصف السيارة وتتمحور حولها أقسام السيارة ووزنها ومكوناتها لمعرفة مدى توازنها والتماثل بين اليمين واليسار والأمام والخلف. يفيدنا تحديد مركز ثقل السيارة بالتأكد من أنها متوازنة تماماً إن قمنا فرضاً بتعليقها من الأعلى من النقطة المحورية من دون أي ميلان إلى أحد الجوانب، وبالطبع مع الأخذ بعين الاعتبار ثقل المركبة من الأمام والخلف، وتصميمها الخارجي والداخلي، وارتفاعها. ليس ذلك وحسب، بل هناك العديد من الفوائد الأخرى لنقطة مركز ثبات السيارة والتي سنتعرف عليها بعد قليل.

دور ارتفاع السيارة في تحديد مركز الثقل 

يلعب ارتفاع السيارة دوراً مهماً في تحديد مركز ثقل السيارة ومعرفة أثر ذلك على أداء السيارة على المنعطفات، فربما لاحظت سابقاً أن السيارات المرتفعة، مثل سيارات الدفع الرباعي أو الشاحنات بمختلف أنواعها معرضة للانحراف الجانبي أكثر من سيارات السيدان والسيارات المنخفضة، ويعود السبب في ذلك إلى موقع مركز ثقل سيارة الذي يكون أعلى في السيارات المرتفعة عنه في السيارة المنخفضة. لهذا السبب يفضّل الكثير من الأفراد شراء السيارات المنخفضة، وهناك معلومة مميزة تخص سيارات تسلا في هذا الموضوع وهي أن شركة تسلا تصنع سياراتها ليكون مركز ثقل السيارة منخفض جداً لغايات السلامة والأمان والثبات على الطريق باعتبار أن السيارات الكهربائية أخف وزناً من السيارات التي تعمل بالبنزين.

كما ترى هناك الكثير من الأمور التي تدخل في معرفة مركز ثبات السيارة والنقطة المحورية لها مثل الوزن، ونوع المحرك، وهيكل السيارة، والارتفاع. ويتطرق الأفراد للحديث عن مركز ثبات السيارة عند ذكر مركز الثقل، وهو أمر طبيعي جداً باعتبار تحديد مركز ثقل السيارة أحد عوامل ثبات السيارة الرئيسية بالإضافة إلى عوامل أخرى.

الفرق بين مركز الثقل المرتفع والمنخفض

هناك فرق بين مركز الثقل المرتفع أو العالي والمنخفض، فكلما كانت السيارة أقرب إلى الأرض فإن مركز الثقل يكون منخفض وتكون نقطة الجاذبية قريبة من الطريق أكثر، بينما كلما ازداد ارتفاع السيارة فإن مركز الثقل يكون مرتفع أكثر وتكون نقطة الجاذبية أبعد عن الأرض وتواجه مقاومة أكبر من الهواء. بالرغم من أننا بسطنا لكم الموضوع بهذه الطريقة إلا أنه أكثر تعقيداً من ذلك وتقوم شركات تصنيع السيارات بالعديد من الحسابات والمعادلات الرياضية لمعرفة مكان النقطة بدقة ومدى توازن السيارة وثباتها، تحديداً لأنه يدخل في تركيب نظام التعليق واختيار موقع المحرك. بالإضافة الى ذلك، نعطيك مثالاً على دور ارتفاع السيارة في تحديد مركز الثقل وهو ارتفاع المركز عند وجود فتحة سقف السيارة بشكل وتصميم بانورامي.

دائماً ما يسعى المشرفين على سيارات السباق لاكتشاف طرق لتحسين مقاومة ديناميكية الهواء في السيارة للزيادة من سرعتها، وتمتاز سيارات السباقات بأنها قريبة من الأرض وذات ثبات عالي جداً. 

فوائد معرفة وتحديد مركز ثقل السيارة 

ربما تتساءل عن أهمية البحث عن معلومات عن مركز ثقل السيارة الخاصة بك أو أي سيارة تنوي شرائها، ونود تشجيعك على معرفة مركز ثقل السيارة إن كنت مهتماً بتحسين سلوكياتك في القيادة على المنعطفات الحادة والقيادة على الطرق الوعرة وإتقان مناورة السيارة على الزوايا الشديدة أو حتى المتوسطة الشدة. تفيدك معرفة مركز ثقل السيارة في نقطتين أساسيتين والتي تجدها هنا:

الالتفاف 

يتم اختبار مركز ثقل السيارة عند الالتفاف على المنعطفات لأن نقطة الجاذبية للجسم تتغير بتغير الحمولة والوزن والميلان، فيجب أن يكون مركز ثقل السيارة دقيقاً وثابتاً لمنع المركبة من التدحرج عند الدوران. فلنفترض أنك تقود سيارة على الشارع وواجهت منعطف حاد، ستقوم تلقائياً بتوجيه عجلة القيادة مع مسار الشارع وبالتالي يصبح ثقل المركبة بالاتجاه الذي تميل عليه. 

يلجأ صانعو السيارات والمهندسين العاملين على تصميمها الى توسيع قاعدة العجلات في السيارات عالية الارتفاع مثل سيارات الدفع الرباعي لحمايتها من مشكلة اختلال التوازن على المنعطفات، كوسيلة لتعديل مركز ثبات السيارة وجعله أكثر دقةً. 

حوادث السيارات

جميع السيارات معرضة للحوادث لكن كلما كان مركز ثقل السيارة أقرب للأرض فإن ثبات السيارة يكون أفضل ولهذا السبب نسبة الانقلاب في الحوادث تكون أقل في السيارات المنخفضة على عكس الشاحنات والحافلات المدرسية وسيارات الدفع الرباعي، لكن بالطبع هذا لا يعني أن شراء سيارة عالية الارتفاع خيار سيء، حيث يتم تزويدها بخصائص سلامة وأمان كثيرة لحماية السائق والركاب. 

القياسات المطلوبة لحساب مركز ثقل السيارة 

يلجأ الكثير من الأفراد الى حساب نقطة ثقل السيارة لأن العديد من شركات السيارات لا تعلن عنها، خاصةً أن موضوع تحديد مركز ثقل السيارة مرتبط بمكان وضع المحرك، فهناك سيارات بمحرك خلفي أو وسطي أو أمامي. 

إذا تمكنت من حساب نقطة الثقل أو الثبات فستتمكن من التحكم بسيارتك على المنعطفات بشكل أفضل من قبل لأنه مرتبط بالسرعة، فعندما تلتزم بالسرعة المثالية عند نقطة الثقل يصبح التحكم بالسيارة أسهل وأكثر سلاسةً. لذلك نقدم لك القياسات المطلوبة لحساب مركز ثبات السيارة في مختلف السيارات:

• طول قاعدة العجلات (L)
• الوزن على المحور الأمامي للسيارة (RF)
• الوزن على المحور الخلفي للسيارة (RR)
• وزن السيارة (W)

طريقة حساب مركز ثقل السيارة

إن كنت مهتماً بمعرفة كيفية حساب مركز ثقل سيارتك الشخصية أو أي سيارة أخرى لتتمكن من تحسين التعامل مع السيارة على المنعطفات ومعرفة النقطة التي تتمحور حولها المركبة، يمكنك استخدام إحدى الطرق التالية:

حساب مركز ثقل السيارة بالنسبة للمحور الطولي:

(الوزن على المحور الخلفي / وزن السيارة الكلي) * طول قاعدة العجلات

حساب مركز ثقل السيارة بالنسبة للمحور العرضي:

(وزن المحور الأيمن / الوزن الكلي) * عرض قاعدة العجلات

نصل إلى نهاية مقالنا حول مركز ثقل السيارة وهو من المواضيع المتخصصة في مجال صناعة السيارات وقيادتها، وزودناكم بمجموعة معلومات عن مركز ثقل السيارة والتي تفيدكم عند القيادة على المنعطفات وفي المناورات وسباقات السيارات. كما نشجعكم على قراءة المزيد من مقالات السيارات على مدونة دوبيزل للسيارات والتعرف على كل ما يتعلق بقطاع المواصلات في الإمارات.