בהובלת מטען כבד בכביש מהיר, כל הצילינדרים ההידראוליים של נגרר עם סרן שטוח מחולקים לשלוש או ארבע קבוצות כדי להבטיח יציבות רוחבית ואורכית של מכלול הרכב. יש להימנע מחיבור הצילינדרים ההידראוליים המתלים למעגל אחד או שניים בלבד. כאשר צילינדרי המתלים מחוברים למעגל אחד או שניים, גורמים כמו שיפועים אורכיים ורוחביים של הכביש, כמו גם חוסר יישור בין מרכז הכובד של הציוד למרכז הגיאומטרי של התמיכה ההידראולית של הרכב, עלולים ליצור רגעי התהפכות על הנגרר השטוח של הציר ההידראולי, שעלולים לגרום לרכב להתהפך.
1. יציבות הקרן הראשית של נגרר ציר הידראולי
כדי למנוע עומסים מוגזמים על כל מתלה בודד או כמה מתלים, עומס המטען המופעל על מצע הקרוואן מופץ באופן שווה ככל האפשר על פני כל המתלים. שיטת קיבוץ שלוש-הנקודות הנפוצה ביותר בשימוש בפועל נלקחת כדוגמה כאן.
ניתוח העיוות של קורות האורך הראשיות של השלדה מבוסס בעיקר על עקרונות המכניקה התיאורטית ומכניקת החומרים. בעת ניתוח הלחצים על קורות האורך הראשיות, הקורות נתונות לעומסים מרוכזים וגם לעומסים מפוזרים באופן אחיד. במכניקת חומרים, מוצעים ארבעה תרחישי ניתוח לעיוות קרן תחת עומסים אלה:
עומס מרוכז המופעל בין שני הקצוות הקבועים של הקורה.
עומס בחלוקה אחידה המופעל בין שני הקצוות הקבועים של הקורה.
עומס מרוכז מופעל על זרוע הקורה המורחבת מעבר לשני הקצוות הקבועים.
עומס בחלוקה אחידה מופעל על זרוע הקורה המורחבת מעבר לשני הקצוות הקבועים.
לכוחות ותנאי העמסה שונים יש השפעות שונות על העיוות של הקורה הראשית. האיור שלהלן ממחיש את ארבעת תנאי העומס הללו במכניקת חומרים:
2. יציבות מערכת הידראולית
הנגרר עם סרנים שטוחים הידראוליים הוא רכב מרובה-צירים מבוסס צמיגים-עם מספר מצבי היגוי. אם נעשה שימוש במתלים קפיציים קונבנציונליים, היה מתרחש עומס לא אחיד ולחץ מוגזם על מתלים בודדים. לכן, הרכב כולו מצויד במתלים הידראוליים. האיור שלהלן מציג את המבנה של מתלה הידראולי יחיד.
הרכב מסתגל למשטחי כביש לא אחידים באמצעות הארכה ומשיכה של כל צילינדר הידראולי מתלה וסיבוב יחסי של סרנים סביב קורות האיזון, תוך שמירה על משטח המטען ברמה יחסית ובגובה אחיד.
מתלים הידראוליים מסווגים למתלים אקטיביים ומתלים פסיביים. המתלה האקטיבי מורכב ממסגרת המתלה, צילינדר הידראולי, קרן השוואה, שלדה, גלגלים ומנגנון הנעה. למתלים פסיביים אין מנגנון הנעה; חלקם מצוידים בבלמים, בעוד שאחרים פועלים לחלוטין כמתלים הבאים.
תרשים מבני של המתלה ההידראולי: 1. מסגרת מתלה 2. צילינדר הידראולי 3. בוכנה 4. קרן שוויון 5. גלגל 6. ציר
מצב מגע עם הרכב על משטח כביש לא אחיד
למתלים הידראוליים יש את המאפיינים הבאים:
גם כאשר הרכב עובר על פני משטחי כביש לא ישרים, מכיוון שהצילינדרים ההידראוליים של כל מתלה באותה נקודת תמיכה בין הסרנים לפלטפורמת המטען מחוברים ביניהם, צילינדרי המתלים מכוונים אוטומטית את גובה ההרמה של כל גלגל תוך שמירה על לחץ פנימי שווה. זה מבטיח חלוקת כוח אחידה בין כל גלגלי הסרנים, מה שמאפשר לפלטפורמת המטען לשאת עומס המחולק בצורה אחידה על אותו מישור. זה ממקסם את הלחץ השווה על המטען במהלך ההובלה ומונע פיתול או עיוות הנגרמים על ידי כבישים משובשים.
מאפיין זה של מתלים הידראוליים מבטיח שלחץ הקרקע של כל הגלגלים באותה נקודת תמיכה יהיה שווה, ומתגבר על החסרונות של מתלים קשיחים, שבהם קרקע לא אחידה עלולה לגרום ללחצי גלגל לא שווים, עומס יתר על צמיגים בודדים ולחץ מקומי על השלדה. זה לא רק משפר את בטיחות המטען המועבר אלא גם מונע נזק מקרי לשלדה ולצמיגים.
גלילי התמיכה של קרוואן שטוח עם ציר הידראולי מחוברים באמצעות צינורות וצינורות הידראוליים ומקובצים דרך שסתומים כדוריים. בהתאם למשקל המטען, למרכז הכובד ולתנאי הדרך, ניתן לסדר את שטח הטעינה של הנגרר כתמיכה בשלוש-נקודות או ארבע-נקודות (החלות גם על כלי רכב משולבים). המטרה היא להבטיח חלוקת עומס סרנים אחידה ולשמור על פעולה בטוחה ואמינה בדרכים לא אחידות, ולמנוע עומס יתר של הגלגלים או התרומת המתלים-.
הנגרר עם הציר הידראולי נושא משקל דרך הצילינדרים ההידראוליים שלו. בתוך כל נקודת תמיכה (בדרך כלל תוך שימוש בתמיכה של שלוש-נקודות), המתלים ההידראוליים מחוברים בסדרה. כאשר הרכב עובר על פני משטחים לא אחידים, אם מתלה אחד חווה עומס מופרז, השמן ההידראולי בצילינדר הדחוס זורם לצילינדרים אחרים, ומאזן את הלחץ. בשל העיקרון שהלחץ במעגל סגור הוא אחיד, כל המתלים באותה קבוצה שומרים על לחץ שווה בערך, מבטיח עומס צמיגים אחיד ושמירה על מצע הנגרר ברמה יחסית, תוך הפחתת נדנוד שנגרם עקב אי-סדירות בכביש.
לכל ציר של קרוואן שטוח עם סרן הידראולי יש מתלה הידראולי עצמאי. ניתן לחבר צירים בסדרה באמצעות שסתומים. לאחר החיבור, לחץ ההרמה במעגל ההידראולי שווה, והמתלה עצמית-מתכווננת כדי לשמור על אותו גובה בתוך המעגל. על פי המבנה ההידראולי והגדרות השסתומים, ניתן לקבץ מתלים למעגל סגור אחד או מרובים. מעגל סגור יחיד מתאים לתמיכה בנקודה אחת-; שני מעגלים סגורים תואמים לתמיכה בשתי-נקודות; באופן דומה, ניתן להגדיר אותם כתמיכה בשלוש-נקודות, ארבע-נקודות או מרובות-נקודות, כפי שמוצג באיור למטה:
כפי שמוצג באיור משמאל, כאשר מתלי הרכב מוגדר לנקודה אחת-אוֹתמיכה בשתי-נקודות, הנחת מטען על הרכב עלולה בקלות לגרום לו להתהפך, מה שיוביל לתאונות. לכן, בעת הובלת מטען עם נגרר שטוח, יש צורך להשתמש לפחותשלוש-נקודותאוֹתמיכה בארבע-נקודותלהבטיח ביצוע בטוח וחלק של פעולות הובלה.
