רכב שטח

רכב שטח הוא כלי תחבורה המיועד לנסיעה בדרכים שאינן סלולות. חלק מרכבי השטח מיועדים לנסיעה בשטח בלבד, אך מרביתם מאפשרים גם נסיעה טובה למדי בכביש. במשמעותו הרחבה מתייחס המונח לכל סוג של כלי רכב, החל מאופנועים וכלה במשאיות בעלות מספר גלגלים רב. במשמעותו הצרה, מקובל להתייחס במונח 'רכב שטח' בעיקר לכלי רכב ארבע-גלגליים.

היסטוריה
פיתוחם הראשון של כלי הרכב המיועדים לשטח החל בין שתי מלחמות העולם וקיבל תנופה בזמן מלחמת העולם השנייה, כאשר כמעט ולא היו בנמצא כלי רכב בעלי הנעה כפולה המסוגלים להתנייד בקלות בדרכים לא סלולות. משימות הסיור נעשו על ידי פרשים או אופנועים. צבא ארצות הברית בחר כרכב שטח קל לסיור את אב הטיפוס של חברת ויליס בשם ויליס MB המכונה ג'יפ מבין שלוש הצעות. מעל 600,000 כלי רכב מסוג זה יוצרו במלחמה. ההצלחה המסחררת לה זכה הפכה את המילה ג'יפ לשם גנרי לרכב שטח. תופעה דומה קרתה ללנד רובר הבריטי ולהאמר האמריקאי, שהצלחתם במלחמות מתוקשרות הביאה לחדירתם לשוק האזרחי.

תכונות
על מנת שרכב יהיה מותאם לנסיעה בשטח, עליו להיות בעל תכונות מסוימות:

הנעה כפולה

בנסיעה בשטח, קורה פעמים רבות שגלגל אחד או כמה גלגלים מאבדים את אחיזתם בקרקע עקב שטח חלקלק (בוץ) או מהמורה. כדי לאפשר לרכב השטח להתקדם גם במקרה שרק לסרן אחד יש אחיזה, רכב השטח מצויד במערכת הנעה כפולה, כך שכל סרן מקבל כוח מהמנוע בנפרד. בנוסף, כאשר כל גלגל מקבל כוח בנפרד, כל גלגל מפעיל מומנט בנפרד על פני השטח. כך שאפילו בנסיעה על שטח חלק כל גלגל מעביר מומנט קטן לפני הקרקע, אך סכום המומנט מארבעת הגלגלים יחד מסוגל להניע את הרכב. בכלי רכב פרטיים, בהם לרוב יש שני סרנים וארבעה גלגלים, הנעה כפולה מכונה 4×4.

ברכבי שטח גדולים וכבדים כמו משאיות ייעודיות או שריוניות מותקנים בדרך כלל סרנים נוספים המניעים בסך הכול שישה, שמונה ואף יותר גלגלים. במקרה שכזה ישנם כלי רכב בהם כל הסרנים מעבירים כוח לגלגלים, מצב הקרוי הנעה מרובה (All-Wheel Drive באנגלית) אך לעיתים אחרות חלק מהסרנים אינם חיים.

דיפרנציאל

כאשר מכונית פונה, הגלגל החיצוני עובר דרך ארוכה יותר מהפנימי בפרק זמן זהה. לכן, מהירותו תהיה גדולה יותר ממהירותו של הגלגל הפנימי. כדי להתגבר על הפרש המהירויות האלו מורכב דיפרנציאל בין הגלגלים. אם לא יהיה דיפרנציאל, הרכב עלול להתהפך בפניות מהירות והצמיגים יישחקו עד מאוד. בגלל המבנה של הדיפרנציאל, כאשר גלגל אחד יאבד אחיזה, רק הגלגל שאיבד אחיזה יסתובב ואילו הגלגל בעל האחיזה לא יסתובב שכן כל כח המנוע בסרן ינותב אליו. זהו מצב בלתי רצוי ברכב שטח הנוטה להגיע למצבים בהם גלגליו מאבדים אחיזה. כדי להתגבר על בעיה זו יש רכבי שטח בעלי נעילות דיפרנציאל מסוגים שונים. הנעילה מבטלת את העצמאיות של כל זוג גלגלים בסרן, כך שהם יסתובבו שניהם במהירות זהה, גם כשאחד מהם מאבד אחיזה. בנסיעה בכביש סלול יש לבטל את נעילת הדיפרנציאל מחשש להתהפכות. ניתן לדמות סרן בעל דיפרנציאל נעול למוט מתכת קשיח המחבר את שני הגלגלים יחד כך שסיבובו של אחד בהכרח יסובב את השני.

נעילות דיפרנציאל נפוצות בעיקר בסרן האחורי, שכן סרן קדמי נעול מקשה על ההיגוי.

מכלולים מחוזקים ומיגונים
מכיוון שרכב שטח נוסע בדרכים לא סלולות, הרכב נחבט פעמים רבות במהלך הנסיעה. כמו כן, היות שמנועו מפיק כוח רב יותר, מערכות ההינע של כלי הרכב נתונות לעומס גדול יותר.

כדי להתגבר על בעיות אלו, רכבי השטח מצוידים בחלקים מחוזקים, בהשוואה לרכב רגיל. בנוסף, ישנם מיגונים הניתנים להתקנה על חלקים חשובים ברכב – גחון, מכל דלק, דיפרנציאל, חזית ועוד. שלדת רכבי השטח היא לרוב שלדת סולם חסונה מקורות מתכת, אליה מולחם או מוברג מרכב נפרד, שיטה שפסה מן העולם במכוניות נוסעים, שכן קשיחותה המרובה גורעת מרכות הנסיעה.

חטיבת כוח
חטיבת הכוח של רכב השטח, קרי מנוע ותיבת הילוכים, הם לרוב חזקים יותר מאשר חטיבת הכוח של רכב רגיל, הן מבחינת החוזק המכני והן מבחינת הביצועים (לדוגמה, מומנט והספק המנוע). ברכבי שטח רבים המנוע מוגדש ובכך מעלה את כוחו הפוטנציאלי.

מנוע
מנוע של רכב שטח יהיה, בדרך כלל, בעל מומנט (torque) גבוה. כך, שרכב השטח יהיה מסוגל לטפס במדרונות תלולים ולעבור במקומות קשים. ישנם רכבי שטח בעלי מנוע בנזין, וישנם רכבי שטח בעלי מנוע דיזל.

תיבת הילוכים ותיבת העברה 
תיבת ההילוכים ברכבי השטח חזקה יותר מאשר ברכב רגיל. עקב כך, היא מסוגלת להעביר יותר כוח לגלגלים מצד אחד, ולא להיכשל כאשר אחד המכלולים נעצר (גלגל תקוע) בנוסף, תיבת ההילוכים נדרשת להעביר את הכוח לארבעה גלגלים ולא לשני גלגלים. כדי לעשות זאת, ברכב שטח מורכבת תיבת העברה ("טרנספר") בנוסף לתיבת ההילוכים. תיבת ההעברה מפצלת את כוח המנוע גם לזוג הגלגלים הקדמי וגם לזוג הגלגלים האחורי. בדרך כלל, רכבי שטח מניעים את זוג הגלגלים האחוריים בלבד ובשעת הצורך משלבים את הקדמיים באמצעות ידית נוספת השולטת על תיבת ההעברה. על פי רוב, לתיבה שלושה מצבים - הילוך גבוה ("רגיל"), נמוך וניוטרל. ההילוך הנמוך משמש כהילוך כוח בעליות תלולות, כבלימת מנוע בירידות ולצורך מעבר איטי של מכשולים. ההילוך הנמוך מהווה המרת הכוח של המנוע בצורה יותר אפקטיבית למומנט ולא למהירות ובכל נותן אפשרות לנהג להשתמש פחות בבלמים (בירידות ומכשולים) ובמצמד (במכשולים הדורשים איטיות).

מתלים

כדי להעניק לרכב אפשרות לאחיזה גם כאשר פני הקרקע אינם ישרים מצויד רכב השטח במתלים בעלי מהלך ארוך. כלומר, גלגלי הרכב מחוברים לרכב באמצעות מוטות וקפיצים המסוגלים להיפתח ולהסגר למרחק ארוך (מהלך מתלה). יתרון נוסף של המתלים הוא הרחקת גחון הרכב מפני הקרקע, כך שלא ייפגע מסלעים. דבר זה נקרא מרווח גחון. זווית הגישה וזוויות הנטישה מושפעות אף הן מתכנון המתלים. זווית הגישה היא זווית המכשול אותו יכול הרכב לעלות מבלי שהמכשול ישפשף את הרכב מלפנים. זווית הנטישה היא כמו זווית הגישה, אך היא נמדדת בחלקו האחורי של הרכב. מהלך המתלה הארוך הוא חיסרון גדול בנסיעת כביש, שכן בעת פנייה נוטה מרכב הרכב בזווית חדה על מתליו, המאפשרים זאת, עד לסכנת התהפכות.

ישנם שני סוגי מתלים:
סרן – מוט ואליו מחוברים שני הגלגלים. סרן יכול להיות חי (הגלגלים מונעים) או סרן מת (הגלגלים לא מונעים – הנעה לא כפולה). תנועה של גלגל אחד משפיעה על תנועתו של הגלגל השני.
מתלה נפרד עצמאי – כל גלגל מחובר בנפרד לשלדה. תנועת גלגל אחד לא משפיעה על תנועת הגלגל השני. מתלה כזה נקרא IFS – Independent Front Suspension למתלה קדמי. או IRS - Independent Rear Suspension למתלה אחורי.

צמיגים
גודל הצמיגים משפיע על יכולות העבירות של הרכב. צמיגים גדולים גם מאפשרים מהירות נסיעה גדולה יותר בשטח. לצמיגים גדולים גם חסרונות כדוגמת עומס גבוה יותר במערכת העברת הכוח ועלות גבוהה של הצמיג. ככל שהצמיג מותאם יותר לשטח, נוחות הכביש שלו פחותה.

רכבי שטח עירוניים

החל משנות התשעים החלה לעלות הפופולריות של רכבי שטח עירוניים (באנגלית: SUV, ראשי תיבות של Sport Utility Vehicle; בישראל הם מכונים "רכבי פנאי-שטח", או "רכבי כביש-שטח"), כלומר, כלי רכב בעלי יכולות כביש דומות לרכבי כביש (דומות אך נחותות במידת מה) ובנוסף יכולות שטח (שהן על פי רוב יכולות חלקיות בלבד).  התופעה החלה בצפון אמריקה עם עלייה בפופולריות של פורד אקספלורר בתחילת שנות התשעים. רכבים נוספים שאפשר למנות אותם הם הטויוטה לנד קרוזר, מיצובישי פאג'רו, לנד רובר דיסקברי וג'יפ גרנד צ'ירוקי. כלי רכב אלו יציבים פחות מרכבי כביש, התנהגות הכביש שלהם פחות טובה, הם כבדים וצורכים דלק רב.

רכבי השטח העירוניים עמדו במרכזו של דיון ציבורי, במיוחד עקב עליית מחירי הנפט והעובדה שכלי רכב אלו נתפסו יותר כסמל למעמד חברתי ויוקרה וכן טיולים בחיק הטבע (שניתן לבצעם בקלות במכונית רגילה ללא הנעה כפולה), מאשר לצליחת מסלולי עבירות קשים.

שיפורים ואביזרים נוספים

לרכבי השטח ישנם מגוון אביזרים אפשריים ושיפורים על מנת לשפר את יכולות השטח שלהם ואת הנוחות שהם מציעים.
 שנורקל וצינור פליטה – על מנת לאפשר לרכב השטח לצלוח שלוליות או נהרות, מותקן למנוע שנורקל (צנרן) ליניקת אוויר מעל גובה המים. בנוסף, מגביהים את יציאת צינור הפליטה, כדי שצינור הפליטה (אגזוז) לא יתמלא מים והמנוע יכבה (עקב חסימת המים את האגזוז, כך שגזי הפליטה לא יפלטו, הגזים יתפקדו כמו "אגזוז ברקס" של משאית ויכבו את המנוע).
 הגבהה לרכב ושינוי גודל הצמיגים לשיפור העבירות.
 שיפורים למנוע – בדומה לשיפורים של רכבי ספורט, מיועדים להעלאת ההספק והמומנט של המנוע.
 כננת – כבל מתכת על תוף חשמלי המסייע בחילוצים.
 פגוש – פגוש מתכת מחוזק לגרירות.
 ציוד – ציוד חילוץ כדוגמת מגבהים וכלי עבודה שונים.
 מיגון לתחתית הרכב - המגנה על חלקי הרכב כגון צינורות הידראולים מפני סלעים או תוואי דרך בעל מהמורות.

כלי רכב אחרים עם יכולות שטח 

משאיות עפר שנועדו לעבודות עפר ובפרט לעבודה במחצבות, מכרות ואתרי בניית תשתיות, הן בעלי יכולת נסיעה בשטח. כך גם משאיות צבאיות שנועדו לפעול בסמוך לחזית. דגם ה"ליילנד היפו" הבריטי, הנעה 6x4, תיפקד גם כרכב שטח

ציוד מכני הנדסי דוגמת דחפורים ושופלים גם הם בעלי יכולת עבירות גבוהה מאוד בשטח. עם זאת, התכנון שלהם שונה מזה של כלי רכב רגילים (ובפרט כלי רכב פרטיים או מסחריים).

ראו גם 
 תומקאר

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

טכנולוגיה תחבורתית
כלי רכב