ناقل الحركة في السيارات و اهميته
يجب فصل محرك البنزين عن عجلات القيادة عند تشغيله وعند التباطؤ. تتطلب هذه الخاصية نوعًا من أجهزة التفريغ والتعشيق للسماح بتطبيق الحمل تدريجيًا على المحرك بعد أن يتم تشغيله. عزم الدوران، أو جهد الدوران، الذي يستطيع المحرك إنتاجه يكون منخفض عند سرعات عمود الكرنك المنخفضة، ويزيد إلى الحد الأقصى عند بعض السرعات العالية إلى حد ما مما يمثل القدرة الحصانية القصوى.
وتكون كفاءة محرك السيارة أعلى عندما يكون الحمل على المحرك مرتفعًا ويكون الخانق مفتوحًا تقريبًا. وفي السرعات المعتدلة على الطرق المستوية، لا تشكل الطاقة اللازمة لدفع السيارة سوى جزء صغير من هذا. في ظروف القيادة العادية عند سرعة معتدلة ثابتة، قد يعمل المحرك بحمولة خفيفة غير اقتصادية إلا إذا تم توفير بعض الوسائل لتغيير سرعته وخرج الطاقة.
الإرسال مثل هذا جهاز تغيير السرعة. عندما يتم تركيبه في مجموعة نقل الحركة بين المحرك وعجلات القيادة، فإنه يسمح للمحرك بالعمل بسرعة أعلى عند الحاجة إلى طاقته الكاملة والإبطاء إلى سرعة أقل عند الحاجة إلى طاقة أقل. في بعض الظروف، كما هو الحال عند تشغيل مركبة ثابتة أو صعود درجات شديدة الانحدار، يكون عزم دوران المحرك غير كاف، ويلزم تضخيمه.
معظم الأجهزة المستخدمة لتغيير نسبة سرعة المحرك إلى سرعة عجلات القيادة تضاعف عزم دوران المحرك بنفس العامل الذي تتم زيادة سرعة المحرك به.
وأبسط ناقل حركة في السيارات هو نوع الترس المزلق المزود بثلاث سرعات أمامية أو خلفية أو أكثر. يتم اختيار نسبة التروس المطلوبة عن طريق التلاعب برافعة تغيير التروس التي تنزلق الترس الحافز إلى الوضع الصحيح لتعشيق التروس المختلفة. ويلزم وجود قابض لتعشيق وفصل التروس أثناء عملية الاختيار. يتم التخلص من ضرورة تعلم تشغيل القابض عن طريق ناقل الحركة التلقائي.
تستخدم معظم ناقلات الحركة التلقائية محول عزم هيدروليكي، وهو جهاز لنقل وتضخيم عزم الدوران الناتج عن المحرك. يوفر كل نوع الاختيار اليدوي للنطاقات الخلفية والمنخفضة التي إما تمنع الانتقال التلقائي إلى أعلى أو تستخدم نسب تروس أقل من المستخدمة في القيادة العادية. في بعض الأحيان يتم تضمين المؤخرات على المنحدرات لتوفير فرملة محرك ديناميكية على التلال. ناقلات الحركة التلقائية لا تتطلب فقط القليل من المهارة في العمل ولكن أيضا تجعل من الممكن أداء أفضل مما يمكن الحصول عليه مع التصاميم التي تتطلب تشغيل القابض.
في ناقلات الحركة الهيدروليكية، يتم النقل بواسطة جهاز تحكم حساس للسرعة يقوم بتغيير موضع الصمامات التي تتحكم في تدفق السائل الهيدروليكي. سرعة السيارة التي تحدث فيها التحولات تعتمد على موضع دواسة الوقود، ويمكن للسائق تأخير التحولات لأعلى حتى يتم الحصول على سرعة أعلى عن طريق الضغط على دواسة الوقود أكثر. يتم التحكم بواسطة حزم هيدروليكية التشغيل وقوابض متعددة الأقراص تعمل في الزيت، إما عن طريق تشغيل السائق لذراع الاختيار أو عن طريق التحكم الإلكتروني الحساس للسرعة والحمل في أحدث التصميمات.
تم تصميم قطارات التروس الكوكبية المركبة مع تروس شمسية متعددة وبينيون كوكبية لتوفير سرعة أمامية منخفضة، وسرعات متوسطة، وعكس، ووسيلة للقفل في القيادة المباشرة. وتستخدم هذه الوحدة مع تعديلات مختلفة في جميع ناقلات الحركة الهيدروليكية تقريبا. ترتبط جميع وحدات التحكم في ناقل الحركة مع أنظمة التحكم في انبعاثات المركبات التي تضبط توقيت المحرك ونسب الهواء إلى الوقود للحد من انبعاثات العادم.
يتسارع الزيت في المبيت إلى الخارج عن طريق تدوير المراوح في دافعة المضخة، ويتفاعل مع المراوح في دافعة التوربين، يجبرها على الدوران، كما هو موضح في الشكل. ثم يمر الزيت إلى ريش العضو الساكن، الذي يعيد توجيهه إلى المضخة. العضو الساكن يعمل كعضو رد فعل توفير المزيد من العزم لتحويل التوربين مما كان يطبق أصلا على الدفّاعة المضخة من قبل المحرك. وبالتالي، فإنه يعمل على مضاعفة عزم دوران المحرك بمعامل يصل إلى 2 ونصف إلى 1.
الشفرات في جميع العناصر الثلاثة مصممة خصيصًا لوظيفتها المحددة ولتحقيق خصائص مضاعفة معينة. من خلال وصلة القابض، يسمح للساكن بالتسارع تدريجيًا حتى يصل إلى سرعة دافعة المضخة. خلال هذه الفترة تضاعف عزم الدوران ينخفض تدريجيا إلى الاقتراب من 1 إلى 1.
يتم الجمع بين العناصر الهيدروليكية مع اثنين أو أكثر من الترس الكوكبي، والتي توفر المزيد من مضاعفة العزم بين التوربين وعمود الخرج.
توفر ناقلات الحركة المتغيرة بشكل مستمر (أو لانهائي) وسيلة فعالة جدا لنقل طاقة المحرك، وفي نفس الوقت، تغيير تلقائي لنسبة المدخلات إلى المخرجات الفعالة لتحسين الاقتصاد من خلال الحفاظ على تشغيل المحرك في نطاق قدرته الأفضل. معظم التصاميم تستخدم اثنين من البكرات متغيرة القطر متصلة إما الصلب أو المطاط على شكل حرف V عالية القوة. يتم تقسيم البكرات بحيث يمكن تغيير الأقطار الفعالة بواسطة مشغل كهروهيدروليكي لتغيير نسبة النقل. وهذا يسمح لوحدة التحكم الإلكترونية لاختيار النسبة المثلى الممكنة لتحقيق الحد الأقصى للاقتصاد في استهلاك الوقود والحد الأدنى للانبعاثات في جميع سرعات المحرك والأحمال. في الأصل كانت هذه الوحدات تقتصر على السيارات الصغيرة، ولكن التحسينات في الحزام جعلتها مناسبة للسيارات الكبيرة.
أنظمة فرعية ميكانيكية أخرى
المحاور.
يتم نقل الطاقة من ناقل الحركة إلى المحور الخلفي للمركبات ذات الدفع الخلفي عن طريق عمود إدارة ووصلات عامة. ومع خفض خطوط الهيكل تدريجيًا، اقترب مستوى الأرضية من عمود التشغيل، مما استلزم وجود حدبات أرضية أو أنفاق لتوفير الخلوص. وقد أدى استخدام التروس المخروطية الحلزونية في المحور الخلفي إلى زيادة في هذا الخلوص عن طريق خفض ترس التدوير أسفل مركز أعمدة المحور.
الترس الحلقي للمحور الخلفي يحيط بمبيت مجموعة الترس التفاضلي الذي يعمل كموازن في تقسيم العزم بين عجلتي القيادة في حين يسمح لواحدة بالدوران أسرع من الأخرى عند الدوران حول الزوايا. تنتهي أعمدة المحور في التروس المخروطية التي تتصل من قبل عدة تروس مخروطية أصغر مثبتة على محاور شعاعية تعلق على مبيت التفاضلي وحملت معها من قبل الترس الحلقي. في أبسط أشكاله هذا الفرق له عيب في أن عجلة قيادة واحدة قد تدور عندما تفقد الجر، والعزم المطبق على العجلة، كونه مساويا للعجلة المنزلقة، لن يكون كافيا لقيادة السيارة. وقد تم تطوير العديد من الاختلافات للتغلب على هذه الصعوبة.
توفر المحاور الخلفية المفصلية تعليقًا فرديًا للعجلات في المؤخرة وكذلك الأمامية. التعليق الخلفي الفردي لا يقضي فقط على مبيت المحور الخلفي الثقيل ولكن يسمح أيضا بالأجسام المنخفضة مع عدم وجود حدبات أرضية، لأن ناقل الحركة والتروس التفاضلية يمكن دمعها في مبيت مركب على العضو العرضي الخلفي يتحرك مع الجسم تحت عمل زنبق التعليق. في بعض الحالات، تنتهي المحاور المفصلية أو المتأرجيحة التي تحتوي على أغلفة أنبوبية تحيط بأعمدة المحور في أجزاء رأس كروية تتناسب مع المقابس المطابقة التي تشكلت في جوانب مبيت الترس المركزي.
. تسمح الوصلات العامة داخل العناصر الكروية لأعمدة المحور بالتحرك مع إجراءات زنبرك التعليق. يتم دعم مبيت الترس من قبل عضو عرضي خلفي من الشاسيه ويتحرك مع الجزء المعلق من السيارة، كما يفعل عمود التشغيل. وهناك أنواع أخرى تقضي على مبيتات عمود المحور وتدفع العجلات من خلال عمودين مفتوحين مجهزين بالوصلات العامة. ثم يتم دعم العجلات بشكل فردي بواسطة قضبان نصف قطرها أو وصلة مناسبة أخرى. يتم تبسيط العجلات المعلقة الفردية للمحرك الخلفي، سيارات الدفع الخلفي، وآليات الدفع الأمامي. يمكن أن يشكل ناقل الحركة والتجميع التفاضلي وحدة مع المحرك. اثنين من أعمدة الدفع العرضية القصيرة، ولكل منها وصلات عامة في كلا الطرفين، تنقل الطاقة إلى العجلات.
المكابح.
وكانت معظم نظم إيقاف المركبات في الأصل عبارة عن مكابح دوارة تعمل ميكانيكيا ذات أحذية متمددة داخليا ؛ )، أي أن ضغط القدم الذي يمارس على دواسة الفرامل يحمل مباشرة إلى أحذية الفرامل نصف الدائرية بواسطة نظام من الكابلات المرنة. غير أنه كان من الصعب الإبقاء على المكابح الميكانيكية معدلة بحيث تطبق قوة كبح متساوية على كل عجلة ؛ ومع زيادة أوزان المركبات وسرعتها، كان مطلوبًا من السائق بذل المزيد من الجهد على دواسة الفرامل.