عداد الـRPM... كيف تستخدمه؟؟!

تجهز الكثير من السيارات الحديثة بعداد مكتوب عليه "RPM" أو "x 1000 r/min"

والكثير من الناس لا يعرفون ما هو هذا العداد ولا ماذا يقيس وما فائدته في السيارة!!!

دعونا أولا نتعرف على هذا العداد..

هذا العداد يقيس عدد دورات عمود الكرنك بالمحرك في الدقيقة... أو بمعنى آخر يقيس دورات المحرك في الدقيقة... والمعروف إن دوران محرك السيارة يزيد ويقل مع زيادة أو نقص كمية الوقود الداخلة إليه...  وبالطبع فهذا مرتبط بقوة ضغطة قدمك لدواسة الوقود وكذلك الحمل على المحرك...

نموذج لمحرك أثناء دورانه

انتبه... عبارة الـRPM ليست اسم العداد... إنما هي وحدة قياس... وهي اختصار للعبارة Revolution Per Minute بمعنى "دورة في الدقيقة"

والاسم الصحيح لعداد الـRPM هو ... "تاكوميتر Tachometer"

حسناً.. نحن الآن نعلم أنه يقيس دوران المحرك... إذن ماذا سنستفيد من ذلك؟؟؟

يعطيك التاكوميتر فكرة عن أداء المحرك.. ومنها تستطيع الحفاظ على محرك سيارتك وأن تطيل عمره..

كيف ذلك؟؟؟

في العادة ... يوجد في التاكوميتر تدريج من 0 إلى 8 آلاف، وعادة ستجد التدريج يتلون للأحمر بداية من 6 آلاف أو أكتر..

هذه المنطقة اسمها الـ"Red Zone" أو المنطقة الحمراء

طالما لم تسمح لمؤشر التاكوميتر بدخول هذه المنطقة فمحركك في أمان إن شاء الله..

كما أن انتظام عمل التاكوميتر يبين انتظام عمل المحرك.. فتذبذب المؤشر يبين أن هناك مشكلة في المحرك.. ما يساعدك على الانتباه للمشاكل وحلها قبل تفاقمها..

كما أن مهمته الرئيسية هي مساعدتك على استخراج الأفضل من محرك سيارتك..

فكل محرك مصمم لكي يخرج أداءه بشكل معين، وهذا الأداء يختلف من محرك لآخر على حسب الغرض المصمم له هذا المحرك..

بمعنى أنه توجد محركات نحتاج أن نرفع دورانها بشكل كبير جدا لكي نستطيع أخذ عزم قوي منها... كما أن هناك محركات أخرى مصممة لكي تعطي عزماً عالياً على دوران أبطأ... وهذا كله مرتبط أيضا بمدى الدوران الآمن.. أي نقطة بداية المنطقة الحمراء.

الشكل أدناه يسمى مخطط القدرة والعزم للمحرك..  فالخط الأزرق يبين علاقة القدرة التي ينتجها المحرك مع سرعة دورانه، أما الخط الأحمر فيبين علاقة العزم الخارج من المحرك مع سرعة دورانه.. 

وهنا نقارن 3 محركات...

وكما نرى في الشكل، وعلى الرغم من أن القدرة القصوى للمحركات الثلاثة متساوية (300 حصان عند 6000 د/د) إلا أن عزم كل محرك وكيفية الحصول عليه تختلف اختلافاً كبيراً ...

• فالمحرك رقم 1 يعطي عزمه الأقصى على مدى دوران كبير نسبيا (2500 - 5000 د/د)... وهذا مناسب أكثر لسيارات الركوب..
• أما المحرك رقم 2 فيعطي عزما أكبر على دوران منخفض (2500 د/د)، ولكنه يتراجع بشكل كبير بعد ذلك.. وهذا مفيد جداً في السيارات التجارية والشاحنات..
• أما المحرك رقم 3 فعزمه ضعيف جداً على دورات منخفضة، ولكنه يعطي عزمه الأقصى على دورات مرتفعة (4500 - 4800 د/د)... وهذا مناسب أكثر للسيارات الرياضية..

ولا نستطيع أن نقول إن محركاً منهم أفضل من الآخر.. حيث أن لكل محرك منهم غرضاً واستخداماً مختلفاً.. ولا ننسى أن علبة التروس (الجيربوكس) تسهم بشكل أساسي في الحصول على أداء السيارة.. وبالتالي فقد تختلف طريقة القيادة لنفس المحرك باختلاف علبة التروس المركبة عليه.

لذا فإذا فهمت سيارتك (أي توليفة المحرك وعلبة التروس) وعلمت مدى الدوران المناسب لكل حالة من حالات القيادة (الهادئة - النشطة - الرياضية) فحينها يمكنك استخراج أفضل أداء ممكن من محرك سيارتك..

ولا يمكنك ذلك دون الاستعانة بالتاكوميتر..

وفي العادة.. فعند قيادة سيارتك بالأسلوب المعتاد يوميا... فالنقل بين نسب علبة التروس على دوران متوسط هو أفضل ما يمكن عمله للمحرك... لكي تحصل على أعلى عزم منه بأعلى كفاءة احتراق ودون إصدار صوت مرتفع ... وكما أنه يعطيك أعلى كفاءة في استهلاك الوقود..

ماذا تقصد بالنقل على دوران متوسط؟؟؟؟

بمعنى أنه عندما ترغب في النقل من النسبة الأولى إلى الثانية مثلاً أو من الثانية إلى الثالثة.. فإنه يفضل تفعل ذلك عندما يشير مؤشر التاكوميتر إلى الثلث الأوسط للمدى قبل الخط الأحمر...

أنظر إلى هذه الصورة:

هذا التاكوميتر يبدأ الخط الأحمر لديه من 6000 د/د.. أي أن مدى الدوران المتاح هو حتى 6000 د/د.. لذا فالدورات المتوسطة تكون في الثلث الأوسط من المدى المتاح (موضحة باللون الأخضر) .. أي ما بين 2000 إلى 4000 تقريباً..

ومن الطبيعي أن تختلف عدادات التاكوميتر بين سيارة وأخرى خاصة في بداية الخط الأحمر وذلك حسب المحرك المركب عليها... لذلك فقد تختلف بداية ونهاية الثلث الأوسط في عدادك عن عداد سيارة أخرى..

وأيا كان مدى دوران المحرك المسموح.. فإذا كانت معظم نقلاتك في المدى الأوسط فهذا أفضل لمحركك دون شك... ولكن هذا لا يمنع أنك قد تضطر للنقل على دورات أعلى حسب الموقف الذي تواجهه.

لماذا؟؟

لأن طبيعة علب التروس أنها تخفض دوران المحرك كلما تقدمنا في نسب التخفيض للحصول على نفس السرعة...

فعلى سبيل المثال.. 

لكي تقود السيارة على سرعة 40 كم/س فأغلب السيارات العادية سيدور محركها بسرعة حوالي 5000 د/د (دورة في الدقيقة) على النسبة الأولى.. وعلى 3000 د/د على النسبة الثانية.. وعلى حوالي 2000 د/د للنسبة الثالثة.. وهكذا...

مثال لعلاقة سرعة دوران المحرك مع نسب علبة التروس

وتبعاً لظروف القيادة فقد تفقد جزءاً كبيراً من عزم المحرك بنزول دورانه تحت مستوى 2000 د/د في أغلب السيارات.. ما يسبب حملاً كبيرا على المحرك ويسبب ضعف استجابته والتسبب في المشاكل على المدى الطويل..

لذا فانتبه .. إذا كنت ممن يحبون القيادة والنقل على دورات منخفضة كوسيلة للتوفير في الوقود ... فالنقل على دورات منخفضة مضرٌ للمحرك.. وقد يتسبب في كسر حلقات المكبس (الشنابر)..

أما إذا احتجت إلى كامل قدرة المحرك أو أردت قيادة سيارتك بطريقة "رياضية"... فمن المفترض ألا تنقل إلى النسبة التالية إلا على دورات عالية... لأن أقصى قدرة للمحرك تخرج على الدوران العالي...

وهل هناك ضرر من رفع دوران المحرك إلى الثلث الأخير من المدى المتاح؟؟

ليس بالضرورة أن يتضرر المحرك... ولكن قد يزيد تآكله خاصة مع تكرار رفع الدوران ومع التحميل الشديد عليه.. حيث يقل مفعول التزييت نظراً للسرعة العالية للمحرك..

ولذلك فغالبا يتسبب رفع الدوران إلى المنطقة الحمراء في تلف فوري للمحرك نظراً لضعف التزييت الشديد ومن ثم ارتفاع الحرارة .. كما أن أذرع المكابس قد تتصدع مع الحركة الترددية الشديدة .. ما قد يؤدي لانفجار المحرك.

بعض المحركات قد تسمح لسائقي سيارتها بالدخول إلى بداية المنطقة الحمراء ولكن لمدة قصيرة لا تتجاوز بضع ثوانٍ.. لذا قد يظهر ذلك على العداد على شكل منطقة مخططة.. كما في هذه الصورة ↓↓↓..

مع مرور الوقت... ستتعود على حركة التاكوميتر، وستعرف متى تقوم بالنقل وستفهم سيارتك بشكل أفضل كثيراً.... وسيمكنك أن تعرف إذا كان أداء سيارتك طبيعياً أم لا بسبب التاكوميتر...

حتى أنك قد تستطيع التخلّي عن عداد السرعة إذا رغبت في ذلك!!!

كيف؟؟؟؟؟

تابعنا في الحلقات القادمة لكي تحصل على الجواب..

...

السيارة الخفيفة أفضل من السيارة الثقيلة... تعرف على أساسيات ثبات السيارات - الجزء الخامس

في هذا المقال سنتكلم عن أهم الأنظمة التكنولوجية التي أدخلت على السيارات لكي تحسن من ثباتها على الطريق..

إذا لم تتابعنا من البداية .. يمكنك الرجوع إلى المقالات السابقة حول أساسيات ثبات السيارات في الروابط التالية:

الجزء الأول - تأثير الوزن على الثبات

الجزء الثاني - خفض مركز الثقل

الجزء الثالث - الاتزان

الجزء الرابع - التماسك

دعونا نبدأ...

الهدف الأساسي لمعظم أنظمة تحسين الثبات هو محاولة تقليل انزلاق الإطارات فوق السطح الذي تمشي عليه السيارة بهدف الحفاظ عليها في خط سيرها الأصلي..

بمعنى أنها تحاول المحافظة على تماسك الإطارات في أقصى حالاته..

على فكرة... كل هذه الأنظمة وغيرها هدفها الأساسي منع وقوع الحوادث التي غالبا ما تكون بسبب ضعف السيطرة على السيارة في المواقف الطارئة، لذلك يسمونها أنظمة السلامة النشطة "Active Safety Systems"... لأنها تعمل باستمرار على منع وقوع الحوادث ما دامت السيارة تعمل... 

على عكس أنظمة السلامة الخاملة "Passive Safety Systems".. التي لا تعمل إلا في حالة وقوع الحادث.

ولأن الأنظمة كثيرة وأسماؤها متعددة ويمكن أن تختلف من شركة للأخرى... فسنتكلم بسرعة وبإيجاز عن أهمها والمؤثر منها في الثبات، والغرض منها والفكرة في تشغيلها.

نظام منع غلق الفرامل (Anti-lock Braking System (ABS

هو نظام يمنع الفرامل من أن تغلق أو "تقفش" عند الضغط عليها بقوة في الحالات الطارئة، وبالتالي فلن تنزلق الإطارات وسنظل قادرين على التحكم في السيارة وتفادي العوائق في الطريق.

ونستطيع القول أنها أول تكنولوجيا تم اختراعها للسلامة النشطة، وتعتبر أيضا الأساس لأي نظام آخر موجود في السيارات للسلامة أو الثبات.

النظام مكون باختصار من وحدة تحكم موجودة بين ماستر الفرامل الرئيسي والعجلات، مهمتها هي توزيع ضغط الفرامل على شكل نبضات متتابعة على العجلة التي أغلقت الفرامل فيها... 

ويتم ذلك عن طريق حساسات على كل عجلة تعطي معلومات للحاسوب الرئيسي بالسيارة.. وبناء عليه توزع وحدة التحكم الضغط على العجلة المحتاجة إلى تغيير في ضغط الفرامل.

نظام توزيع قوة الفرامل (Electronic Brake-Force Distribution (EBD

هو نظام لإعادة توزيع قوة ضغط الفرامل على العجلات على حسب الحمل وسرعة السيارة بهدف تقليل مسافة الفرملة.

في العادة... تضبط الفرامل بحيث تكون قوة الفرامل في العجلات الأمامية أقوى من العجلات الخلفية، وذلك لأن انتقال الوزن على العجلات الأمامية أثناء الفرملة يجعل الوزن الفعلي فوق العجلات الأمامية أكبر من الخلفية بكثير.. 

تكمن المشكلة إذا كانت السيارة محملة، فيصبح الوزن على العجلات الخلفية أكبر من السابق، وحينها سنحتاج لزيادة قوة الفرملة على العجلات الخلفية لكي نقلل مسافة التوقف.

النظام يتكون من حساسات على العجلات تعطي المعلومات للحاسوب الرئيسي عند توقف إحدى العجلات أثناء الفرملة (نفس مبدأ نظام الـ ABS)، ومنه إلى "ضابط قوة الفرملة" أو Brake Force Modulator والذي يتحكم في كمية الزيت المتوجهة إلى العجلات عن طريق صمامات خاصة.

نظام السيطرة على التماسك (Traction Control System (TCS

هو نظام هدفه منع انزلاق أي عجلة من عجلات السيارة، وخاصة عجلات الاندفاع، أثناء الانطلاق أو المشي بالسيارة.

هذا النظام من وجهة نظري هو أقوى نظام تم اختراعه حتى الآن.. وكما ترون.. فأداؤه يتم أثناء الانطلاق... وليس أثناء الفرملة..

وفكرة عمله تتم أيضا عن طريق الحاسوب والحساسات على العجلات، ولو حدث مثلا أن إحدى العجلات بدأت بفقد التماسك مع الطريق (خرجت عن الطريق المسفلت مثلاً).. يبدأ الحاسوب بالعمل وإعطاء أوامره للسيطرة على حركة العجلات.. بإحدى 3 طرق:

الطريقة الأولى:

تدخّل الفرامل عند العجلة التي تدور بأزيد عن اللازم وفرملتها لكي تتساوى سرعتها مع باقي العجلات، وغالبا يكون ذلك في حالة عجلة أو اثنتين في جانب واحد من السيارة ..
وعادة ما يكون ذلك عندما يكون الطريق مغطىً بالرمال أو المياه أو الثلوج.. أو أن يكون الطريق غير متماثل.



والمؤكد.. أن هذه الطريقة تحتاج لوجود نظام ABS في السيارة.

الطريقة التانية: 

تقليل قوة المحرك، وبالتالي ستدور كل العجلات بسرعة أقل فلا يحدث دوران زائد عن الحد، وهذه عادة الطريقة المستخدمة في أنظمة الثلوج، أو عند دخول منعطف بسرعة أكبر من الحد الذي يحافظ على السيارة في مسارها الصحيح.

الطريقة التالتة:

تسمى توجيه العزم أو (Torque Vectoring)، وفكرتها عبارة عن تركيز قوة المحرك على العجلة الأكثر التصاقا بالأرض وتقليل القوة على العجلة التي تنزلق، وهذا يتم عن طريق استخدام جيل جديد من التروس التفاضلية (الكورونا) والتي تحتوي على قابض فاصل (كلتش) على كل عجلة...

وفي السيارات رباعية الاندفاع (4×4) يوجد ترس تفاضلي (كورونا) وسطي يوزع الحركة بين العجلات الأمامية والخلفية بنفس الطريقة...

نظام السيطرة الإلكترونية على الثبات (Electronic Stability Control (ESC

أو
ESP – Electronic Stability Program
VSC – Vehicle Stability Control

نظام الـESC له نفس هدف الـTCS وهو منع انزلاق العجلات أثناء الحركة، ولكنه يختلف في شيء واحد وهو أن الحساسات لا توجد فقط على العجلات، وإنما توجد حساسات أخرى مهمتها الإحساس بالتسارع والقوى الطاردة المركزية (G-force) التي تتولد في المنعطفات بالإضافة إلى درجة ميل عجلة القيادة (الدركسيون) .. مثل الموجودة حاليا في الجوالات الذكية...

فإذا دخلت السيارة إلى منعطف بسرعة أكبر من اللازم وكان من الممكن أن يحدث لها "انعطاف زائد" أو "انعطاف ناقص"، ففي هذا الوقت يتدخل الحاسوب بنفس الطرق التي تكلمنا عنها في نظام الـTCS منذ قليل.

نظام السيطرة الإلكترونية على التعليق (Electronically Controlled Suspension (ECS

الهدف الرئيسي من نظام السيطرة على التعليق هو تكييف نظام التعليق (خاصة مخمدات الصدمات) مع المتغيرات الموجودة في الطريق،

ويتم ذلك عن طريق استخدام مخمدات صدمات من نوع خاص يمكنها تغيير قوة التخميد فيها حسب الحاجة، فيمكن لنفس المخمد أن يكون قاسيا أو طرياَ حسب متغيرات الطريق والسرعة والحمولة.. إلخ.

وبكل تأكيد توجد حساسات على العجلات لتستشعر حركتها صعودا ونزولا.. بالإضافة إلى حساسات أخرى موجودة في جسم السيارة .. وبناء على فرق الحركة بين العجلات والجسم فيستقبل الحاسوب المركزي تلك الإشارات ويحللها ومن ثم يعطي أوامر بتغيير قوة المخمد المناسب حسب الحاجة.

نظام السيطرة ضد الانقلاب (Control of Roll Stability (ARC

أكثر استخدامات هذا النظام في سيارات النقل وسيارات الـ4×4 المتقدمة

وبدون شك فاسمه يبين الغرض منه، وويعمل النظام من خلال حساسين.. واحد في أعلى السيارة والآخر في الأسفل، ويستشعر هذان الحساسان زاوية ميل السيارة، ومن ثم يستقبل حاسوب السيارة الإشارات ويعطي أوامر للمكابح والمحرك للتدخل عند الحاجة... وهذا كله يهدف لعدم وصول زاوية الميل إلى نقطة الانقلاب.

تلك هي أهم الأنظمة الإلكترونية التي استحدثت على السيارات لتحسين الثبات على الطريق

ويبقى شيء واحد سنتكلم عليه وله تأثير كبير على ثبات السيارات... خصوصا على السرعات العالية، وقد أصبح حاليا عِلما بحد ذاته..

الإيرودايناميكس... أو ... ديناميكا الهواء... أو... علم حركة الهواء


تابعونا في الجزء السادس...

...