أدوات تحكم السيارة

أدوات التحكم في السيارة هي المكونات الموجودة في السيارات وغيرها من المركبات البرية التي تعمل بالطاقة ، مثل الشاحنات والحافلات ، والتي تستخدم للقيادة والوقوف.

على الرغم من وجود أدوات تحكم مثل عجلة القيادة والدواسات منذ اختراع السيارات، فقد تطورت أدوات تحكم أخرى وتكيفت مع متطلبات السائقين. فعلى سبيل المثال، أصبح ناقل الحركة اليدوي أقل شيوعًا مع تقدم التكنولوجيا المتعلقة بناقل الحركة الأوتوماتيكي .

كانت النسخ الأولى من المصابيح الأمامية ومصابيح الإشارة تعمل بالأسيتيلين أو الزيت. وقد فُضِّل الأسيتيلين على الزيت لأن لهبه مقاوم للرياح والأمطار. وشاعت مصابيح الأسيتيلين الأمامية، التي كانت تُصدر ضوءًا أخضرًا قويًا، حتى ما بعد الحرب العالمية الأولى؛ ورغم أن أول المصابيح الأمامية الكهربائية طُرحت عام ١٨٩٨ (وكانت تعمل بالبطاريات)، إلا أنه لم تحل أنظمة الإضاءة الكهربائية محل الأسيتيلين تمامًا إلا بعد تطوير المصابيح عالية القدرة وأنظمة توليد الكهرباء الأكثر قوة في أواخر العقد الثاني من القرن العشرين.

كانت السيارات الأولى تُقاد بمقود يدوي ، أحيانًا على اليسار أو اليمين، وأحيانًا في المنتصف. استُخدمت عجلة القيادة لأول مرة عندما شارك ألفريد فاشرون في سباق باريس-روان للسيارات عام 1894 بسيارة بانارد وليفاسور . في عام 1898، أصبحت عجلة القيادة ميزة قياسية في سيارات بانارد وليفاسور. وقدّمتها شركة باكارد في الولايات المتحدة عام 1899، وبحلول عام 1908 كانت موجودة في معظم الطرازات. ^{[ 1 ]}

تساعد أنظمة التوجيه المعزز السائقين على التوجيه من خلال تعزيز جهد التوجيه. وقد اعتمدت هذه الأنظمة على الأنظمة الهيدروليكية لتقليل هذا الجهد. إلا أن أنظمة التوجيه الهيدروليكية تُستبدل حاليًا بأنظمة التوجيه المعزز الكهربائية ، نظرًا لأنها تُغني عن المضخة الهيدروليكية، وتزيد من كفاءة استهلاك الوقود. ^{[ 2 ]}

في السيارات الحديثة، يتم التحكم في نظام الفرامل الرباعية بواسطة دواسة على يسار دواسة الوقود.

يوجد عادةً فرامل يد تعمل على الفرامل الخلفية فقط (أو في حالات أقل شيوعًا، على الفرامل الأمامية فقط، كما في سيارتي ساب 99 وسيتروين زانتيا ). تقليديًا، كان يتم تشغيلها بواسطة ذراع بين المقعدين الأماميين يُسمى فرامل اليد ، ولكنها ظهرت أيضًا كذراع بين مقعد السائق والباب (كما في بورش 911 )، أو مقبض يُسحب بعيدًا عن لوحة القيادة (كما في فولكس فاجن ترانسبورتر )، أو دواسة تعمل بالقدم (كما في نيسان ليف )، وغيرها من الترتيبات الأقل شيوعًا. جميع هذه الأدوات تسحب كابلًا زنبركيًا وتُثبّت في مكانها بواسطة آلية تروس حتى يتم تحريرها.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت فرامل الانتظار الإلكترونية ذات التأثير المباشر التي يتم التحكم فيها بواسطة مفتاح (كما هو الحال في فولكس فاجن إي جولف ^{[ 3 ] ) أكثر شيوعًا، لتحل محل الأنظمة الميكانيكية التي تعمل بالكابلات.}

في سباقات الرالي، غالباً ما تُستخدم فرامل يدوية هيدروليكية للعجلات الخلفية، يتم تشغيلها بواسطة ذراع رأسي طويل يمتد إلى قرب عجلة القيادة. صُممت هذه الفرامل لتسهيل الانعطافات اليدوية وليس لركن السيارة، لذا فهي تفتقر إلى آلية تروس. ^{[ 4 ]}

دواسة الوقود ، التي تتحكم في إمداد الوقود والهواء للمحرك وتُعرف أيضاً باسم "دواسة البنزين"، هي عادةً الدواسة الموجودة في أقصى يمين أرضية السيارة. وهي مصممة بنظام أمان - زنبرك - يعيدها إلى وضع الخمول عندما لا يضغط عليها السائق.

عادةً ما يتم تشغيل دواسة الوقود والفرامل بالقدم اليمنى، بينما يتم تشغيل دواسة القابض بالقدم اليسرى. مع ذلك، يخطئ بعض السائقين أحيانًا في استخدام دواسة الوقود بدلًا من الفرامل، مما يؤدي إلى تسارع مفاجئ غير مقصود ، ويتسبب في 16000 حادث سنويًا في الولايات المتحدة. ^{[ 5 ]} كما يوجد سائقون يتعمدون استخدام القدم اليسرى للفرملة .

كانت السيارات القديمة مزودة بذراع يدوي للتحكم في دواسة الوقود، إما مباشرةً أو عن طريق التحكم في منظم سرعة المحرك الذي بدوره يتحكم في كلٍ من دواسة الوقود وتوقيت الإشعال. ^{[ 6 ]} في عام 1900، طُرحت سيارة ويلسون-بيلشر في بريطانيا، والتي كانت مزودة بمنظم سرعة يدوي، ودواسة وقود قدمية تُتيح تجاوز عمل المنظم. على عكس دواسات الوقود الحديثة، كان بالإمكان رفع هذه الدواسة لتسريع السيارة أو خفضها لإبطائها، "وبالتالي يُمكن تحقيق تسارع أو تباطؤ سريع" دون التأثير على السرعة المحددة يدويًا. ^{[ 6 ]} يُشبه الجمع بين سرعة المحرك المحددة وتجاوز دواسة الوقود بالقدم، من نواحٍ عديدة، نظام تثبيت السرعة الحديث . على الرغم من هذا التطور، ظلت دواسات الوقود اليدوية المثبتة على عمود التوجيه شائعة، خاصةً في السيارات المنتجة بكميات كبيرة مثل فورد موديل تي . ^{[ 7 ]} استخدمت السيارات اللاحقة كلاً من دواسة القدم والذراع اليدوي لضبط الحد الأدنى لدواسة الوقود. كانت سيارة ستوتز بيركات موديل 1918 مزودة بدواسة وقود مركزية، بينما كانت دواسة القابض والفرامل على اليمين واليسار. ^{[ 8 ]} تم اختراع نظام تثبيت السرعة الحديث في عام 1948. ^{[ 9 ]}

تُجهّز المركبات التي تعمل بمحرك احتراق داخلي عادةً بناقل حركة لتغيير نسبة السرعة إلى عزم الدوران واتجاه السير. لا ينطبق هذا عادةً على المركبات الكهربائية لأن محركاتها قادرة على تحريكها للأمام والخلف من الصفر. في بعض المركبات ذات الدفع الرباعي، يوجد ذراع ناقل حركة يُشغّل علبة تروس بنسبة منخفضة. وقد تُستخدم أذرع أخرى للتبديل بين الدفع الثنائي والرباعي وأقفال التروس التفاضلية .

تحتوي بعض السيارات على نظام تعشيق حر يفصل عمود الدوران عن عمود الإدارة. يحدث هذا عندما يدور عمود الإدارة بسرعة أكبر من عمود الدوران. على سبيل المثال، استخدمت شركة ساب نظام التعشيق الحر في سياراتها القديمة، للسماح بفصل المحرك عن ناقل الحركة أثناء التباطؤ. أُضيفت هذه الميزة بسبب محدودية التزييت في محرك الشوطين. يتطلب محرك الشوطين المُزيت بالبنزين تزييتًا يتناسب مع سرعته، ولكنه يوفر هذا التزييت وفقًا لمقدار فتحة الخانق. عندما يعمل المحرك عند عدد دورات مرتفع في الدقيقة وفتحة خانق منخفضة (كما هو الحال عند التباطؤ على منحدر طويل)، قد يكون التزييت المُوفر غير كافٍ. مع نظام التعشيق الحر، يمكن للمحرك أثناء التباطؤ خفض سرعته إلى سرعة التباطؤ، وبالتالي لا يحتاج إلا إلى التزييت البسيط المُتاح من فتحة الخانق المغلقة. يمكن أيضًا استخدام نظام التعشيق الحر للمساعدة في خفض درجات حرارة غازات العادم المرتفعة في طرازات الشوطين الناتجة عن الاستخدام المطول للخانق عند عدد دورات مرتفع في الدقيقة. ^{[ 10 ]}

استمر نظام التحرر في طراز المحرك رباعي الأشواط حتى نهاية إنتاجه، وكذلك في سيارة ساب 99 المزودة بمحرك ترايمف سعة 1709 سم مكعب. ومن عيوب هذا النظام، خاصةً للسائقين غير المعتادين على سيارات ساب، أنه يُعطّل كبح المحرك، مع إمكانية تفعيله أو تعطيله يدويًا عبر زر في موضع القدم. وقد يكون تفعيل التحرر يدويًا باستخدام القدم صعبًا، إذ يتطلب سحب مقبض على شكل حرف T مُصمم للتشغيل اليدوي. ^{[ 10 ]} وتتضمن بعض السيارات، مثل روفر P4 ، مفتاحًا يدويًا لتفعيل أو تعطيل نظام التحرر. ^{[ 11 ]}

تحتوي السيارات على أدوات تحكم في المصابيح الأمامية ، ومصابيح الضباب، وإشارات الانعطاف، وغيرها من أنظمة الإضاءة . يقوم السائق بتفعيل إشارات الانعطاف لتنبيه السائقين الآخرين بنيته الانعطاف أو تغيير المسار. ^{[ 12 ]} على الرغم من أن إشارة الانعطاف الحديثة سُجّلت كبراءة اختراع عام 1938، ^{[ 13 ]} إلا أن مصابيح إشارات الانعطاف الكهربائية يعود تاريخها إلى عام 1907. ^{[ 14 ]}

اعتبارًا من عام 2013،تُلزم معظم الدول بوجود إشارات انعطاف في جميع المركبات التي تسير على الطرق العامة. ويتم تفعيل ذراع إشارة الانعطاف عادةً بواسطة ذراع أفقي بارز من عمود التوجيه.

تُجهّز المركبات عادةً بمجموعة متنوعة من العدادات المثبتة على لوحة القيادة لعرض بيانات القيادة وحالة المحرك. ويختلف موضع هذه العدادات؛ فبينما تُثبّت عادةً خلف عجلة القيادة، قد تُثبّت أيضًا في المنتصف أسفل الزجاج الأمامي ، أو تُدمج في وحدة التحكم المركزية فوق نظام التكييف والصوت . وتشمل العدادات القياسية الموجودة في المركبات ما يلي:

• عداد السرعة
• عداد دورات المحرك
• عداد المسافات
• مؤشر الوقود
• مؤشر درجة حرارة المحرك
• مقياس التيار
• مقياس ضغط الزيت

تُستكمل هذه العدادات بمجموعة متنوعة من أضواء التحذير التي تشير إلى وضع ناقل الحركة المحدد حاليًا ، وضوء فحص المحرك العام ، والحالة الحالية لأنظمة المركبة المختلفة.

تطورت تصميمات هذه الأجهزة على مر السنين، حيث تم اعتمادها كشاشات عرض رقمية بدلاً من المؤشرات التناظرية التقليدية. وبحسب نوع المركبة، قد تُستخدم أجهزة أكثر تخصصًا، مثل كمبيوتر الرحلات ، ومقياس استهلاك الوقود ، وشاشة عرض مستوى البطارية .

قبل ظهور محرك التشغيل، كانت المحركات تُشغَّل بطرقٍ عديدة صعبة وخطيرة. شملت هذه الطرق: النوابض اليدوية، وأسطوانات البارود ، والتقنيات اليدوية مثل ذراع التدوير القابل للإزالة . في عام ١٨٩٦، تم تركيب أول محرك تشغيل كهربائي في سيارة أرنولد ، ^{[ ١٥ ]} إحدى أوائل السيارات المصنعة في المملكة المتحدة. وفي عام ١٩١١، اخترع تشارلز كيتيرينج وهنري ليلاند أول محرك تشغيل كهربائي في أمريكا، وحصلا على براءة اختراع أمريكية رقم ١,١٥٠,٥٢٣. وفي عام ١٩١٢، أصبحت سيارة كاديلاك موديل ثيرتي أول سيارة أمريكية مزودة بمحرك تشغيل.

قبل ابتكار كرايسلر عام ١٩٤٩ لمفتاح التشغيل/الإيقاف المدمج الذي يعمل بالمفتاح، ^{[ ١٦ ]} كان السائق يُشغّل المُشغّل بالضغط على زر مُثبّت على أرضية السيارة أو لوحة القيادة. وقد عاد هذا النوع من التحكم الآن مع استخدام نظام الدخول بدون مفتاح . في سيارات شيفروليه الأولى، كانت دواسة التشغيل تقع على يمين دواسة الوقود، مع وجود مقبض تحكم ثانوي في دواسة الوقود على لوحة القيادة، وذلك لصعوبة تشغيل دواسة التشغيل والضغط على دواسة الوقود في الوقت نفسه.

ومن بين عناصر التحكم التاريخية الأخرى في المحرك، والتي أصبحت مؤتمتة في سيارات الركاب الحديثة، صمام الخانق ، وتوقيت الإشعال ، ومانع الشرر . ^{[ 17 ]}

في الماضي، كانت جميع السيارات مزودة بأدوات تحكم يدوية لتشغيل المحرك. أما الآن، فالسيارات الحديثة لا تقتصر على أدوات التحكم الآلية فحسب، بل تشمل أيضاً أدوات تحكم لا تُستخدم مباشرةً في قيادة السيارة. ومن هذه الأدوات: نظام التكييف ، وأنظمة الملاحة ، وأجهزة الكمبيوتر الداخلية ، وأنظمة الترفيه داخل السيارة ، ومساحات الزجاج الأمامي ، وشاشات اللمس .

تختلف هذه الأدوات في نطاقها وتصميمها بين أنواع السيارات المختلفة. وقد تختلف مواقعها وطريقة تشغيلها في مركبات أخرى مثل الدراجات النارية ، حيث يُتحكم في دواسة الوقود بواسطة ذراع يدوي، بينما يُتحكم في ناقل الحركة بواسطة دواسة. وتوجد بعض أنواع أدوات التحكم في المركبات في مركبات السكك الحديدية . فعلى سبيل المثال، تستخدم بعض الترامات وقطارات السكك الحديدية الخفيفة ، مثل ترام PCC، دواسات مشابهة لتلك المستخدمة في السيارات للتحكم في السرعة.

في سباقات الفورمولا 1 ، يستطيع السائق ضبط العديد من معايير السيارة أثناء السباق. وتُثبّت أدوات التحكم هذه على عجلة القيادة، وتشمل عناصر التحكم في: توازن الفرامل ، والترس التفاضلي ، وتوقيت الإشعال، والفرامل المتجددة ، ومحدد سرعة الدوران ، وغيرها. ^{[ 18 ]}

• تاريخ السيارات