أثناء القيادة، تحتاج السيارة إلى تغيير اتجاهها بشكل متكرر وفقًا لرغبة السائق، وهو ما يُعرف بتوجيه السيارة. بالنسبة للمركبات ذات العجلات، يتم توجيهها عن طريق قيام السائق بتحريك عجلات التوجيه على محور التوجيه (عادةً المحور الأمامي) بزاوية معينة بالنسبة للمحور الطولي للسيارة، وذلك من خلال مجموعة من الآليات المصممة خصيصًا لهذا الغرض. عندما تسير السيارة في خط مستقيم، تتأثر عجلة القيادة غالبًا بقوة التداخل الجانبي لسطح الطريق، فتنحرف تلقائيًا لتغيير اتجاه القيادة. في هذه الحالة، يمكن للسائق أيضًا استخدام هذه الآلية لتحريك عجلة القيادة في الاتجاه المعاكس، لاستعادة اتجاه القيادة الأصلي للسيارة. تُسمى هذه المجموعة من الآليات الخاصة المستخدمة لتغيير أو استعادة اتجاه قيادة السيارة بنظام توجيه السيارة. وبالتالي، فإن وظيفة نظام توجيه السيارة هي ضمان إمكانية توجيه السيارة وقيادتها وفقًا لرغبة السائق. [1]
مبدأ البناء، تحرير البث
تنقسم أنظمة توجيه السيارات إلى فئتين: أنظمة التوجيه الميكانيكية وأنظمة التوجيه المعزز آلياً.
نظام التوجيه الميكانيكي
يعتمد نظام التوجيه الميكانيكي على قوة السائق البدنية كمصدر للطاقة اللازمة للتوجيه، حيث أن جميع أجزاء نقل القوة فيه ميكانيكية. ويتكون هذا النظام من ثلاثة أجزاء: آلية التحكم في التوجيه، وجهاز التوجيه، وآلية نقل الحركة.
يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لتكوين وترتيب نظام التوجيه الميكانيكي. عند انعطاف المركبة، يُطبّق السائق عزم دوران على عجلة القيادة 1. يُنقل هذا العزم إلى جهاز التوجيه 5 عبر عمود التوجيه 2، والمفصل العالمي للتوجيه 3، وعمود نقل الحركة 4. يُنقل العزم المُضخّم بواسطة جهاز التوجيه والحركة الناتجة عن التباطؤ إلى ذراع التوجيه المتأرجح 6، ثم إلى ذراع مفصل التوجيه 8 المُثبّت على مفصل التوجيه الأيسر 9 عبر قضيب التوجيه المستقيم 7، مما يؤدي إلى انحراف عجلة القيادة. ولتحريك مفصل التوجيه الأيمن 13 وعجلة القيادة اليمنى التي يدعمها بزوايا مُناسبة، يُستخدم شبه منحرف توجيهي. يتكون شبه المنحرف التوجيهي من ذراعين شبه منحرفين 10 و12 مُثبّتين على مفصلي التوجيه الأيمن والأيسر، وقضيب ربط توجيهي 11 تتصل نهاياته بالذراعين شبه المنحرفين بواسطة مفاصل كروية.
الشكل 1: رسم تخطيطي لتكوين وتصميم نظام التوجيه الميكانيكي
الشكل 1: رسم تخطيطي لتكوين وتصميم نظام التوجيه الميكانيكي
تُشكل سلسلة المكونات والأجزاء الممتدة من عجلة القيادة إلى عمود نقل الحركة جزءًا من آلية التحكم في التوجيه. أما سلسلة المكونات والأجزاء (باستثناء مفاصل التوجيه) الممتدة من ذراع التوجيه المتأرجح إلى شبه المنحرف، فتُشكل جزءًا من آلية نقل الحركة.
نظام التوجيه المعزز
نظام التوجيه المعزز هو نظام يستخدم كلاً من قوة السائق وقوة المحرك لتوفير الطاقة اللازمة للتوجيه. في الظروف العادية، لا يُوفر السائق سوى جزء صغير من الطاقة اللازمة لتوجيه السيارة، بينما يُوفر المحرك الجزء الأكبر منها عبر جهاز التوجيه المعزز. مع ذلك، عند تعطل هذا الجهاز، ينبغي أن يكون السائق قادرًا على توجيه السيارة بشكل مستقل. لذا، يتكون نظام التوجيه المعزز من إضافة مجموعة من أجهزة التوجيه المعزز إلى نظام التوجيه الميكانيكي.
بالنسبة للمركبات الثقيلة التي يزيد وزنها الإجمالي الأقصى عن 50 طنًا، عند تعطل نظام التوجيه المعزز، تصبح القوة التي يطبقها السائق على مفصل التوجيه عبر نظام الدفع الميكانيكي غير كافية لتحريك عجلة القيادة وتوجيهها. لذا، يجب أن يتمتع نظام التوجيه المعزز في هذه المركبات بموثوقية عالية.
الشكل 2: رسم تخطيطي لمكونات نظام التوجيه الهيدروليكي
الشكل 2: رسم تخطيطي لمكونات نظام التوجيه الهيدروليكي
الشكل 2 هو رسم تخطيطي يوضح مكونات نظام التوجيه الهيدروليكي وترتيب أنابيب جهاز التوجيه. تتكون مكونات جهاز التوجيه من: خزان زيت التوجيه 9، ومضخة زيت التوجيه 10، وصمام التحكم في التوجيه 5، وأسطوانة التوجيه 12. عند تدوير السائق لعجلة القيادة 1 عكس اتجاه عقارب الساعة (التوجيه إلى اليسار)، يقوم ذراع التوجيه المتأرجح 7 بتحريك قضيب التوجيه المستقيم 6 للأمام. تؤثر قوة سحب قضيب التوجيه المستقيم على ذراع مفصل التوجيه 4، وتنتقل بدورها إلى الذراع شبه المنحرف 3 وقضيب التوجيه 11، مما يؤدي إلى تحريكه إلى اليمين. في الوقت نفسه، يقوم قضيب التوجيه المستقيم أيضًا بتحريك الصمام المنزلق في صمام التحكم في التوجيه 5، بحيث تتصل الحجرة اليمنى لأسطوانة التوجيه 12 بخزان زيت التوجيه مع انعدام ضغط سطح السائل. يدخل زيت المضخة 10 عالي الضغط إلى التجويف الأيسر لأسطوانة التوجيه، فتنتقل القوة الهيدروليكية المتجهة لليمين من مكبس أسطوانة التوجيه إلى قضيب الربط 11 عبر قضيب الدفع، مما يؤدي إلى تحركه نحو اليمين. وبهذه الطريقة، يمكن لعزم توجيه بسيط يطبقه السائق على عجلة القيادة التغلب على عزم مقاومة التوجيه المؤثر على عجلة القيادة من الأرض.
