كيف يعمل مقود السيارة؟

لا شك أن نظام التوجيه في السيارة من الأجزاء الهامة والرئيسية للتنقل على الطرقات، وفي الحقيقة فإن مقود السيارة هو العلامة البارزة في هذا النظام حيث يقوم السائق من خلاله بالإنعطاف بشكل عام والمحافظة على المسار وغيرها، ويتكون مقود السيارة من مكونات رئيسية ومجموعة من الأنظمة تم استخدامها على السيارات قديمًا وحديثًا، ومن هنا لا بد أن نتطرق إلى أهم هذه المكونات والأنظمة وآلية عمل كل منها ومواقع استخدامها.^[١]

آلية عمل مقود السيارة

يعتبر مقدود السيارة من الأجزاء المهمة والمسؤولة عن التنقل على الطرقات، بالإضافة إلى توجيه المركبة بالاتجاه المطلوب، ويوجد منها نوعين كل منهما يعمل بطريقة محددة، ومن هنا يمكن إجمال آلية عمل مقود السيارة على النحو الآتي:^[٢]

نظام الحامل والترس (Rack And Pinion)

يستخدم هذا النظام عادة في السيارات الصغيرة والمتوسطة، ويتكون هذا النظام من عمود متصل بعجلة القيادة وينتهي بمسنن صغير يطلق عليه (Pinion) يتحرك على صفيحة من المسننات يطلق عليها (Rack)، يتمم وضع الترس الصغير في أعلى الصفيحة المسننة وتبدأ التروس بالتداخل عن تحريك المقود للوصول إلى الحركة المطلوبة، ويوجد في نهاية الصفيحة الحاملة ما يسمى بالقضيب والذي يستخدم للربط بين ذراع التوجيه ومحور العجلات للحصول على المعادلة المبسطة وهي تحريك العجلات عند تحريك المقود وبالدقة اللزمة، وبالتأكيد يلعب حجم المسنن دورًا مهمًا في حجم الانعطاف حيث أنه كلما كان المسنن أكبر حجمًا نحصل على انعطاف بشكل أكبر مع دوران أقل لعجلة القيادة، والعكس صحيح عندما يكون الترس أصغر حجمًا، وفي الحقيقة يتم تصميم المسنن الدائري بحجم صغير عادةً؛ لأنه يزيد من القدرة على التحكم بشكل عام ولكنه سيلزم تدوير المقود أكثر نوعًا ما. ^[٢]

نظام التوجيه الكروي (Recirculating Ball)

يستخدم هذا النظام عادة في الشاحنات والسيارات القديمة والآليات الثقيلة، يحتوي هذا النظام على نوعين من المسننات وهي المسنن المسمى (worm)، وهو مسنن كبير جدًا يمر بشكل عرضي مما يسمح للكرات الدائرية بالدخول ضمن المسننات، ويتم تحريك المسنن العرض من خلال اتصاله بشافت أو عمود ملولب ومتصل مع عجلة القيادة ويأخذ الحركة اللازمة من خلال تحريك المقود ومنه يتحرك العمود والمسنن العرضي الكبير لتدخل هذه الكتل الدائرية ضمن المسننات وتقوم بتحريك الترس الآخر والذي يطلق عليه مسنن (sector) المتصل مع ذراع بيتمان ومن هنا يتم تعبئة الترس العرضي بالكتل الكروية لتقليل الاحتكاك المباشر بين التروس.

تدور الكرات الدائرية والمصنوعة من مواد قوية دورة كاملة حول المحور الأفقي، وعند وصولها إلى آخر نطاق تعود مرة أخرى إلى البداية، ويساعد في إدارة هذه العملية والمحافظة على إعادة توصيل الكرات ما يسمى بذراع بيتمان، وفي الحقيقة يتم حماية هذه القطع داخل صندوق محكم الإغلاق لإبعادها عن العوامل الخارجية وتجنب تأثرها بأي صدمات أو احتكاك، ويمكن تزويدها بسوائل بهدف منع الاحتكاك والمحافظة عليها.^[٢]

أجزاء نظام مقود السيارة

على اختلاف أنواع السيارات والتطور الهائل في تصميم أنظمة السيارات ما زال نظام مقود السيارة يمتلك نفس المكونات والأجزاء الرئيسية المعتادة، ويمكن إجمال هذه الأجزاء على النحو الآتي:^[٣]

• العمود الأفقي (axial rods)
• عمدان الربط (tie rod)
• الوصلات المفصلية (drag links)
• أذرع مركزية (centre arms)
• مجموعة مسننات المقود (steering rack gaiter kits)
• عمدان الربط مع العجلات (wheel end bearings)

دور معزز مقود السيارة (بور ستيرنج)

لا شك أن مقود السيارة تعرض للعديد من محاولات التحديث والهدف من ذلك تقليل القوة التي يحتاجها السائق لتحريك مقود السيارة أثناء القيادة على الطريق، وينعكس هذا الأمر على تقليل الأعراض والحوادث الناتجة عن صعوبة تحريك المقود على المنعطفات وغيرها، وبالفعل ظهر مؤخرًا مصطلح البور ستيرنج وهو بمثابة الحل الرائع للمشكلة التي سبق ذكرها، وهو ما يسمى بالتوجيه المعزز، حيث يتكون هذا النظام من مضخة تزود صندوق الستيرنج بالزيت تحت ضغط مرتفع ويتلقى الحركة التي تقوم بها السائق ويعمل على مضاعفة قوتها، مما يقلل من الحاجة إلى استخدام القوة في القيادة بشكل عام. ^[٤]

يعمل البور ستيرنج من خلال الصمامات الموجودة داخل صندوق ستيرنج، وعندما يقوم السائق بتدوير المقود تفتح هذه الصمامات مما يسمح بدخول الزيت إلى الصندوق ويتم توجيه الزيت من خلال المكبس ليتحرك الزيت إلى الموقع المناسب، بعد ذلك وبمجرد التوقف عن تدوير عجلة القيادة، يغلق الصمام بشكل تلقائي ويعود المكبس إلى وضعه الطبيعي، ولتوضيح الفكرة بشكل أكبر فإن البور ستيرنج يقلل من القوة اللازمة لتحريك المقود إلّا أن مقود السيارة مازال يتصل بعجلات السيارة كما هو في الوضع الاعتيادي.^[٤]