إذا كنت تقود سيارة ذات ناقل حركة يدوي، فهل تعلم بأنها تستخدم أكثر من قابض؟ كذلك فإن السيارات ذات ناقل الحركة الأوتوماتيكي لديها قوابض. في الواقع، توجد قوابض في العديد من الأشياء التي قد تراها أو تستخدمها كل يوم، فالعديد من أدوات الحفر اللاسلكية تحتوي على قابض، وكذلك فإن المناشير التي تعتمد على السلاسل تتضمن قابض طرد مركزي، وحتى بعض ألعاب اليويو.
في هذه المقالة سنتعرف على سبب وجود القابض، وكيف يعمل القابض، وسنكتشف بعض الأدوات المثيرة للاهتمام التي قد لا تعلم أنها تستخدم القوابض.
القوابض مفيدة في الأجهزة التي تحتوي على عمودين دوارين، متضمنةً السيارات. عادةً يُشغل أحد الأعمدة بواسطة محرك أو بكرة، في حين يقود العمود الآخر جهازًا آخر. يربط القابض بين العمودين بحيث يمكن إما ربطهما معًا حين نحتاج إلى دوران بنفس السرعة، وإما فصلهما ودورانهما بسرعات مختلفة.
تحتاج السيارة إلى القابض لأن المحرك يدور طوال الوقت، لكن عجلات السيارة لا تدور دائمًا. لكي تتوقف السيارة دون أن يتوقف المحرك، يجب فصل العجلات عن المحرك بطريقة ما. يسمح لنا القابض بالربط بسلاسة بين محرك دوار وناقل حركة لا يدور، وذلك بالتحكم في الانزلاق بينهما.
لفهم كيفية عمل القابض، من المفيد معرفة القليل عن الاحتكاك، وهو مقياس لمدى صعوبة تحريك جسم على آخر. يحدث الاحتكاك بسبب النتوءات التي تشكل جزءًا من سطح أي جسم، حتى الأسطح الملساء جدًا تتضمن بعض النتوءات المجهرية. كلما كانت هذه النتوءات أكبر، كان انزلاق الجسم أصعب.
يعمل القابض نتيجة الاحتكاك بين صفيحة القابض ودولاب الموازنة. سنبين لاحقًا كيف تعمل هذه الأجزاء معًا.
المحتويات:
- دولاب الموازنة وألواح القابض والاحتكاك.
- المشكلات الشائعة.
- أنواع القوابض.
دولاب الموازنة وألواح القابض والاحتكاك:
في قابض السيارة، يتصل دولاب الموازنة بالمحرك، وتتصل لوحة القابض بناقل الحركة.
نظرة متعمقة للقابض:
عندما لا تضغط قدمك على دواسة القابض في سيارة يدوية، تدفع النوابض لوحة الضغط تجاه قرص القابض، الذي بدوره يضغط على دولاب الموازنة. يؤدي هذا إلى قفل المحرك في عمود إدخال ناقل الحركة، لذا سيدوران بنفس السرعة. يعتمد مقدار القوة التي يحملها القابض على الاحتكاك بين لوحة القابض ودولاب الموازنة، ومقدار القوة التي يفرضها النابض على لوحة الضغط.
كيف يعمل القابض؟ وكيف يتحرر؟
عند الضغط على دواسة القابض، يضغط كابل أو مكبس هيدروليكي على شوكة التحرير، التي تضغط أيضًا على مسند التحرير، الذي يفصل المحرك عن ناقل الحركة في أثناء نوبات عمل التروس، مقابل منتصف نابض الستار الحاجز. نتيجةً لدفع نابض الستار الحاجز في وسطه إلى الداخل، تتسبب سلسلة من المسامير موجودة بالقرب من الجزء الخارجي من النابض في سحب النابض للوحة الضغط بعيدًا عن قرص القابض، وهكذا يتحرر القابض من محرك الدوران.
النوابض الموجودة في لوحة القابض تساعد على حماية ناقل الحركة من الصدمة الناتجة عن تعشيق القابض.
عادةً يعمل هذا التصميم جيدًا، لكن له بعض العيوب. وسنتطرق إليها في الجزء التالي.
المشكلات الشائعة:
من الخمسينيات حتى السبعينيات، كان يمكن لقابض السيارة أن يعمل ما بين 80,467 و 113,000 كيلومترًا. يمكن أن تدوم القوابض الآن لأكثر من 128,747 كيلومترًا إذا استخدمتها برفق وحافظت عليها جيدًا. إذا لم يُعتنَ بها، قد تبدأ القوابض بالانهيار بعد 56,327 كيلومترًا. الشاحنات التي تُحمّل حمولة زائدة باستمرار أو التي تسحب حمولات ثقيلة قد تواجه مشكلات مع القوابض الجديدة نسبيًا.
المشكلة الأكثر شيوعًا مع القوابض هي أن مادة الاحتكاك الموجودة على القرص قد تبلى وتزول. تتشابه مادة الاحتكاك الموجودة على قرص القابض إلى حد بعيد مع مادة الاحتكاك الموجودة على وسادات الفرامل القرصية أو على أحذية الفرامل الأسطوانية، التي قد تتآكل بعد فترة. عندما تختفي معظم مواد الاحتكاك أو كلها، يبدأ القابض بالانزلاق، وفي النهاية لن ينقل أي قوة من المحرك إلى العجلات.
يتآكل القابض بسرعة حال دوران قرص القابض ودولاب الموازنة بسرعات مختلفة. أمّا عندما يقفلان معًا، تكون مادة الاحتكاك مثبتة بإحكام على دولاب الموازنة، وتدور على نحو متزامن. يحدث التآكل فقط عندما ينزلق قرص القابض على دولاب الموازنة. لذا، إذا كنت تجعل القابض ينزلق كثيرًا، فسيتآكل قابض سيارتك بسرعة.
أحيانًا لا تكون المشكلة في الانزلاق، بل في الالتصاق. إذا لم يُحرر القابض تحريرًا صحيحًا، فسيستمر في تدوير عمود الإدخال. ما قد يسبب حدوث صرير أو عدم القدرة على استخدام التروس.
من المشكلات الشائعة المتعلقة بالقابض:
- كابل القابض مكسور أو ممتد: يحتاج الكابل إلى المقدار المناسب من الشد ليقوم بمهمة الدفع والسحب بفعالية.
- أسطوانات القابض الرئيسية بالية أو معيبة: تمنع العيوب في الأسطوانات توليد المقدار الضروري من الضغط.
- وجود الهواء في الخطوط الهيدروليكية: يؤثر الهواء في المكونات الهيدروليكية، لأن الهواء يشغل المساحة التي يتطلبها السائل لتوليد الضغط.
- الربط الخاطئ: عندما تضغط قدمك على الدواسة، تنقل الوصلة مقدارًا خاطئًا من القوة.
- مكونات القابض غير متطابقة: قد لا تعمل كل قطع الغيار مع القابض جيدًا.
القابض الصلب مشكلة شائعة أيضًا. تتطلب جميع القوابض قدرًا محددًا من القوة لتوليد الضغط المطلوب. إذا كان عليك الضغط بقوة على الدواسة، فقد يوجد خطأ. الالتصاق أو الربط في وصلة الدواسة أو الكابل أو العمود المتقاطع أو الكرة المحورية من الأسباب الشائعة لذلك. أحيانًا، قد يسبب الانسداد أو بعض العيوب في النظام الهيدروليكي حدوث القابض الصلب.
مشكلة أخرى مرتبطة بالقوابض هي عندما يكون مسند تحرير القابض باليًا، ما يُسمى أحيانًا مسند التخلص. يطبق هذا المسند القوة على أصابع لوحة ضغط الدوران لتحرير القابض. إذا سمعت صوت هدير عند تعشيق القابض، فأنت تواجه مشكلة في أثناء تحرير القابض.
في الفقرة التالية، سنتحدث عن الأنواع المختلفة من القوابض وكيفية استخدامها، لكن سنتعرف أولا على كيفية اختبار القابض.
اختبار القابض وتشخيصه:
إذا لم تسمع أي ضوضاء في أي من الخطوات الأربع التالية، فمن المحتمل أن مشكلتك ليست في القابض. إذا سمعت الضوضاء في وضع الخمول واختفت عند الضغط على القابض، فقد تكون مشكلة في نقطة الاتصال بين شوكة التحرير والكرة المحورية الداعمة.
- ابدأ تشغيل سيارتك، واضبط فرامل الانتظار، ثم ضع السيارة في الوضع المحايد.
- في أثناء تباطؤ سيارتك، أنصت بحثًا عن صوت هدير دون دفع القابض للداخل. إذا سمعت شيئًا، فمن المحتمل وجود مشكلة في ناقل الحركة. إذا لم تسمع ضوضاء، فانتقل إلى الخطوة الثالثة.
- مع بقاء السيارة في الوضع المحايد، ابدأ بدفع القابض وأنصت إلى الضوضاء. إذا سمعت صوت رنين في أثناء الضغط، فمن المرجح أن يكون مسند تحرير القابض. إذا لم تسمع، فانتقل إلى الخطوة الرابعة.
- ادفع القابض حتى الأرض. إذا سمعت صريرًا، فمن المحتمل أن يكون ناتجًا من المسند الموجه أو البطانة المعدنية، الذي يربط عمود إدخال ناقل الحركة بالعمود المرفقي.
أنواع القوابض:
يوجد العديد من أنواع القوابض في السيارات. يحتوي ناقل الحركة الأوتوماتيكي عدة قوابض. تربط هذه القوابض مجموعات مختلفة من التروس المتحركة وتفصلها، وهي ترس محرك مركزي محاط بتروس تدور حوله. يعمل كل قابض في ناقل الحركة الأوتوماتيكي بواسطة السائل الهيدروليكي المضغوط. عندما ينخفض الضغط، تتسبب النوابض في تحرير القابض. تصطف حواف متباعدة على نحو متساو، تُسمى أخاديد، داخل القابض وخارجه لتثبيته في مكانه بين التروس.
يحتوي ضاغط تكييف الهواء في السيارة على قابض كهرومغناطيسي، ما يسمح للضاغط بالإغلاق حتى في أثناء تشغيل المحرك. عندما يتدفق التيار عبر ملف مغناطيسي في القابض، فإن القابض يعمل. فور توقف التيار، كما هو الحال عند إيقاف تشغيل مكيف الهواء، ينفصل القابض.
معظم السيارات التي تتضمن مروحة تبريد خاصة بالمحرك تحتوي على قابض لزج يُتحكم فيه حراريًا، إذ تعمل درجة حرارة السائل على تشغيل القابض. يُوضع القابض في محور المروحة ضمن مسار تدفق الهواء القادم من المبرد. يصبح السائل الموجود في القابض أثخن مع ارتفاع درجة حرارته، ما يسبب دوران المروحة على نحو أسرع لمواكبة دوران المحرك. عندما تكون السيارة باردة، يظل السائل الموجود في القابض باردًا وتدور المروحة ببطء، ما يسمح للمحرك برفع درجة حرارته بسرعة إلى درجة حرارة التشغيل المناسبة.
تحتوي العديد من السيارات على أدوات تفاضل انزلاقية أو أدوات توصيل لزجة، وكلاهما يستخدم القوابض للمساعدة على زيادة قوة الجر. عندما تنعطف السيارة، تدور إحدى العجلات أسرع من الأخرى، ما يجعل التعامل مع السيارة صعبًا. يعوض التفاضل الانزلاقي ذلك بمساعدة القابض. عندما تدور إحدى العجلات أسرع من العجلات الأخرى، فإن القابض يعمل على إبطائها ومطابقة العجلات الثلاث الأخرى. يمكن للقيادة فوق برك الماء أو بقع الجليد أن تؤدي إلى دوران عجلاتك أيضًا.
المناشير التي تعتمد على السلاسل -التي تعمل بالغاز- وآلات قص العشب لها قوابض طرد مركزي، إذ يمكن للسلاسل أو الأوتار أن تتوقف عن الدوران دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل المحرك. تعمل هذه القوابض تلقائيًا باستخدام قوة الطرد المركزي. المدخل متصل بالعمود المرفقي للمحرك، أما المخرج فيكون متصلًا عبر سلسلة أو حزام أو عمود. مع زيادة الدورات في الدقيقة، تتأرجح الأذرع الموزونة وتجبر القابض على الارتباط. غالبًا ما توجد قوابض الطرد المركزي في جزازات العشب والعربات الصغيرة والدراجات البخارية والدراجات الصغيرة. حتى بعض ألعاب اليويو تتضمن قوابض طرد مركزي.
اقرأ أيضًا:
اكتشاف طريقة جديدة للتبريد دون تأثير في البيئة
ثلاثة عوامل يجب عليك التأكد منها عند شرائك سيارة جديدة
ترجمة: أحمد عضيم
تدقيق: باسل حميدي
