عمود القيادة

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Drive shaft" – news  · journalist  · books  · scholar  · JSTOR ( June 2010 ) ( Learn how and when to remove this message )

عمود الدفع ، عمود الدفع ، عمود القيادة ، عمود الذيل ( بالإنجليزية الأسترالية )، عمود المروحة ( عمود الدفع )، أو عمود كاردان (بعد جيرولامو كاردانو ) هو أحد المكونات لنقل الطاقة الميكانيكية ، وعزم الدوران ، والدوران، وعادة ما يستخدم لتوصيل مكونات أخرى من نظام نقل الحركة التي لا يمكن توصيلها مباشرة بسبب المسافة أو الحاجة إلى السماح بالحركة النسبية بينها.

باعتبارها حاملات لعزم الدوران، تخضع أعمدة الدفع لإجهاد الالتواء والقص ، وهو ما يعادل الفرق بين عزم الدوران الداخل والحمل. لذلك، يجب أن تكون قوية بما يكفي لتحمل الإجهاد، مع تجنب الوزن الإضافي الزائد لأن ذلك من شأنه أن يزيد من عزمها الذاتي .

للسماح بالاختلافات في المحاذاة والمسافة بين مكونات القيادة والدفع، تتضمن أعمدة القيادة في كثير من الأحيان مفصلًا عالميًا واحدًا أو أكثر ، أو وصلات فكية ، أو وصلات خرقة ، وأحيانًا مفصل مسنن أو مفصل منشوري .

ظهر مصطلح عمود الدفع لأول مرة خلال منتصف القرن التاسع عشر. في إعادة إصدار براءة اختراع ستوفر عام 1861 لآلة التخطيط والمطابقة ، يُستخدم المصطلح للإشارة إلى العمود المتحرك بالحزام والذي يتم تشغيل الآلة به. ^[1] لم يتم استخدام المصطلح في براءة اختراعه الأصلية. ^{[2] يحدث استخدام مبكر آخر للمصطلح في إعادة إصدار براءة الاختراع عام 1861 لآلة} قص العشب التي تجرها الخيول من واتكينز وبرايسون . ^[3] هنا، يشير المصطلح إلى العمود الذي ينقل الطاقة من عجلات الآلة إلى مجموعة التروس التي تعمل على آلية القطع.

في تسعينيات القرن التاسع عشر، بدأ استخدام المصطلح بطريقة أقرب إلى المعنى الحديث. ففي عام 1891، على سبيل المثال، أشار باتلز إلى العمود بين ناقل الحركة وشاحنات القيادة في قاطرة كلايمكس الخاصة به باسم عمود القيادة، ^[4] وأشار ستيلمان إلى العمود الذي يربط العمود المرفقي بالمحور الخلفي لدراجته التي تعمل بالعمود باسم عمود القيادة. ^[5] في عام 1899، استخدم بوكي المصطلح لوصف العمود الذي ينقل الطاقة من العجلة إلى الآلات المدفوعة بواسطة مفصل عالمي في دراجته التي تعمل بالحصان . ^[6] في نفس العام، وصف كلارك دراجته البحرية باستخدام المصطلح للإشارة إلى العمود الذي يعمل بالتروس والذي ينقل الطاقة من خلال مفصل عالمي إلى عمود المروحة. ^{[7] استخدم كرومبتون المصطلح للإشارة إلى العمود بين ناقل الحركة في} مركبته البخارية التي تعمل بالبخار عام 1903 والمحور المتحرك. ^[8]

كانت شركة أوتوكار الرائدة في صناعة السيارات أول من استخدم عمود نقل الحركة في سيارة تعمل بالبنزين. ^[9] تم تصنيع هذه السيارة في عام 1901، وهي اليوم ضمن مجموعة مؤسسة سميثسونيان . ^[10]

قد تستخدم السيارة عمودًا طوليًا لتوصيل الطاقة من المحرك/ناقل الحركة إلى الطرف الآخر من السيارة قبل أن تنتقل إلى العجلات. يُستخدم زوج من أعمدة الدفع القصيرة عادةً لإرسال الطاقة من الترس التفاضلي المركزي أو ناقل الحركة أو المحور التفاضلي إلى العجلات.

في المركبات ذات المحرك الأمامي والدفع الخلفي ، يلزم أيضًا عمود دفع أطول لإرسال الطاقة بطول المركبة. يهيمن شكلان: أنبوب عزم الدوران بمفصل عالمي واحد ودفع هوتشكيس الأكثر شيوعًا بمفصلين أو أكثر. أصبح هذا النظام معروفًا باسم Système Panhard بعد شركة السيارات Panhard et Levassor التي حصلت على براءة اختراعه.

تحتوي معظم هذه المركبات على قابض وعلبة تروس (أو ناقل حركة) مثبتة مباشرة على المحرك، مع عمود دفع يؤدي إلى محرك نهائي في المحور الخلفي. عندما تكون السيارة ثابتة، لا يدور عمود الدفع. تستخدم بعض المركبات (السيارات الرياضية عمومًا، مثل شيفروليه كورفيت C5 / C6 / C7 وألفا روميو ألفيتا وبورشه 924/944/928 )، التي تسعى إلى تحسين توازن الوزن بين الأمام والخلف، ناقل حركة مثبتًا في الخلف . في بعض الطرز غير التابعة لشركة بورشه، يضع هذا القابض وناقل الحركة في الجزء الخلفي من السيارة وعمود الدفع بينهما وبين المحرك. في هذه الحالة يدور عمود الدفع باستمرار مع المحرك، حتى عندما تكون السيارة ثابتة وخارج التروس. ومع ذلك، فإن طرازات بورشه 924/944/928 لديها قابض مثبت في الجزء الخلفي من المحرك في غلاف جرسي وعمود الدفع من خرج القابض، الموجود داخل أنبوب عزم الدوران الواقي المجوف، ينقل الطاقة إلى ناقل الحركة المثبت في الخلف (ناقل الحركة + الترس التفاضلي). وبالتالي، فإن عمود نقل الحركة في بورشه يدور فقط عندما تدور العجلات الخلفية، حيث يمكن للقابض المثبت على المحرك فصل دوران عمود مرفق المحرك عن عمود نقل الحركة. وبالتالي، بالنسبة لبورشه، عندما يستخدم السائق القابض أثناء التحول السريع لأعلى أو لأسفل (ناقل حركة يدوي)، يمكن للمحرك أن يدور بحرية مع إدخال دواسة الوقود من قبل السائق، حيث أنه مع فصل القابض، يكون عزم المحرك وعجلة الموازنة منخفضًا نسبيًا ولا يثقل كاهله بعزم الدوران الإضافي لعمود نقل الحركة. يتم تثبيت أنبوب عزم الدوران في بورشه بشكل متين على كل من غلاف جرس المحرك وعلبة ناقل الحركة، مما يثبت الطول والمحاذاة بين غلاف الجرس وناقل الحركة ويقلل إلى حد كبير عزم رد فعل دفع العجلات الخلفية من التواء ناقل الحركة في أي مستوى.

يمكن تسمية عمود الدفع الذي يربط الترس التفاضلي الخلفي بالعجلة الخلفية بعمود نصفي. يشتق الاسم من حقيقة أن عمودين من هذا القبيل مطلوبان لتشكيل محور خلفي واحد .

كانت السيارات المبكرة تستخدم غالبًا آليات الدفع بالسلسلة أو الحزام بدلاً من عمود الدفع. واستخدم بعضها مولدات ومحركات كهربائية لنقل الطاقة إلى العجلات.

في اللغة الإنجليزية البريطانية ، يقتصر مصطلح عمود الدفع على العمود المستعرض الذي ينقل الطاقة إلى العجلات، وخاصة العجلات الأمامية. يسمى العمود الذي يربط علبة التروس بالترس التفاضلي الخلفي "عمود المروحة" أو "عمود الدفع". تتكون مجموعة عمود الدفع من عمود مروحة ومفصل انزلاقي ومفصل عالمي واحد أو أكثر. عندما يتم فصل المحرك والمحاور عن بعضها البعض، كما هو الحال في المركبات ذات الدفع الرباعي والدفع الخلفي ، يكون عمود المروحة هو الذي يعمل على نقل قوة الدفع التي يولدها المحرك إلى المحاور.

يتم استخدام عدة أنواع مختلفة من أعمدة القيادة في صناعة السيارات:

• عمود محرك من قطعة واحدة
• عمود محرك مكون من قطعتين
• عمود محرك ذو أنبوب قابل للانزلاق

عمود الدفع القابل للطي هو نوع جديد يعمل على تحسين السلامة عند وقوع حادث. يمكن ضغطه لامتصاص الطاقة في حالة وقوع حادث، لذلك يُعرف أيضًا باسم "عمود الدفع القابل للطي".

تطورت هذه من تصميم المحرك الأمامي والدفع بالعجلات الخلفية. تم وضع شكل جديد من ناقل الحركة يسمى علبة النقل بين ناقل الحركة والمحركات النهائية في كلا المحورين. قام هذا بتقسيم المحرك إلى المحورين وقد يكون قد تضمن أيضًا تروس تخفيض أو قابض كلب أو تفاضلي. تم استخدام عمودين قيادة على الأقل، أحدهما من علبة النقل إلى كل محور. في بعض المركبات الأكبر حجمًا، تم تثبيت صندوق النقل في المنتصف وكان هو نفسه مدفوعًا بعمود قيادة قصير. في المركبات بحجم لاند روفر ، يكون عمود القيادة إلى المحور الأمامي أقصر بشكل ملحوظ وأكثر انحدارًا من العمود الخلفي، مما يجعل بناء عمود قيادة موثوق به مشكلة هندسية أكثر صعوبة، وقد ينطوي ذلك على شكل أكثر تطورًا من المفصل العالمي.

قد تستخدم السيارات الخفيفة الحديثة ذات الدفع الرباعي (خاصة أودي أو فيات باندا ) نظامًا يشبه إلى حد كبير تصميم الدفع بالعجلات الأمامية. يتم دمج ناقل الحركة والدفع النهائي للمحور الأمامي في حاوية واحدة إلى جانب المحرك، ويمتد عمود دفع واحد بطول السيارة إلى المحور الخلفي. هذا هو التصميم المفضل حيث يتم توجيه عزم الدوران إلى العجلات الأمامية لإعطاء تحكم يشبه السيارة، أو حيث يرغب الصانع في إنتاج سيارات ذات دفع رباعي ودفع أمامي مع العديد من المكونات المشتركة.

وتستخدم صناعة السيارات أيضًا أعمدة القيادة في مصانع الاختبار.

في منصة اختبار المحرك ، يتم استخدام عمود نقل الحركة لنقل سرعة أو عزم دوران معين من محرك الاحتراق الداخلي إلى مقياس القوة .

يتم استخدام "واقي العمود" عند توصيل العمود للحماية من ملامسة عمود القيادة ولاكتشاف فشل العمود.

في حامل اختبار ناقل الحركة، يربط عمود القيادة المحرك الرئيسي بناقل الحركة.

يمكن لعمود نقل الحركة في السيارات أن يستمر لمدة 120 ألف كيلومتر. ومع ذلك، إذا كانت السيارة تعاني من أي من العلامات التالية، فيجب على السائقين فحصها في أقرب وقت ممكن. ^[11]

• صوت نقر أو صرير: يمكن للسائق سماع أصوات نقر أو صرير أو طحن قادمة من أسفل السيارة أثناء القيادة.
• أصوات طقطقة: يمكن للسائق سماع الأصوات خاصة عند تحويل السيارة أو التسارع أو حتى وضعها في وضع الرجوع للخلف.
• الاهتزاز: أحد الأعراض المبكرة والشائعة لفشل عمود الدفع هو الاهتزاز الشديد القادم من أسفل السيارة. تتسبب وصلات التوصيل أو الوصلات أو المحامل البالية في حدوث اهتزاز مفرط لعمود الدفع.
• مشاكل الدوران: تعتبر المشاكل المتعلقة بتحويل السيارة، سواء أثناء القيادة بسرعات بطيئة أو عالية، علامة مهمة أخرى على وجود خلل في عمود القيادة.

تعمل فرامل الانتظار ذات عمود الكاردان على عمود القيادة بدلاً من العجلات. ^[12] تُستخدم هذه الفرامل عادةً في الشاحنات الصغيرة. هذا النوع من الفرامل عرضة للفشل وقد أدى إلى وقوع حوادث حيث هربت الشاحنة على منحدر، مما أدى إلى إصدار تنبيهات السلامة. ^{[13] عادةً ما تحتوي المركبات الثقيلة التي تحتوي على هذا النوع من فرامل الانتظار على مقبض سقاطة مشابه} لفرامل اليد أو فرامل الانتظار في السيارة ، على عكس زر أو رافعة فرامل الهواء .

تشمل عوامل الخطر التي يتعرض لها السائقون ركن السيارة على منحدر شديد الانحدار عندما تكون محملة بحمولات ثقيلة، وعدم استخدام المكابح بقوة كافية، وتغيير الحمل أو توازن الحمل أثناء ركن السيارة على منحدر، أو ركن السيارة في مكان يمكن فيه انزلاق أحد جانبي السيارة. يعد استخدام السدادات على العجلات إحدى الطرق لمنع السيارة من التحرك على منحدر.

تم استخدام أعمدة الدفع في الدراجات النارية منذ ما قبل الحرب العالمية الأولى، مثل دراجة FN البلجيكية من عام 1903 ودراجة Stuart Turner Stellar من عام 1912. كبديل لمحركات السلسلة والحزام ، توفر أعمدة الدفع تشغيلًا طويل الأمد ونظيفًا وخاليًا من الصيانة نسبيًا. من عيوب محرك العمود في الدراجة النارية أنه يلزم استخدام تروس حلزونية أو تروس مخروطية حلزونية أو ما شابه ذلك لتحويل الطاقة بمقدار 90 درجة من العمود إلى العجلة الخلفية، مما يؤدي إلى فقدان بعض الطاقة في هذه العملية.

تنتج شركة BMW دراجات نارية ذات عمود دفع منذ عام 1923؛ كما تنتج شركة Moto Guzzi دراجات نارية ذات عمود دفع منذ ستينيات القرن العشرين. كما تنتج شركة Triumph البريطانية والعلامات التجارية اليابانية الكبرى، هوندا وسوزوكي وكاواساكي وياماها ، دراجات نارية ذات عمود دفع.

يتم تشغيل دراجات بخارية Lambretta من النوع A وحتى النوع LD بواسطة عمود ^[14] كما يتم تشغيل سكوتر NSU Prima بواسطة عمود أيضًا ^[15]

تُستخدم محركات الدراجات النارية الموضوعة بحيث يكون العمود المرفقي طوليًا وموازيًا للإطار غالبًا في الدراجات النارية التي تعمل بالعمود. وهذا يتطلب دورة واحدة فقط بزاوية 90 درجة في نقل الطاقة، بدلاً من دورتين. تستخدم الدراجات النارية من Moto Guzzi وBMW، بالإضافة إلى سلسلة Triumph Rocket III و Honda ST ، هذا التصميم للمحرك.

تخضع الدراجات النارية ذات الدفع بالعمود لتأثير العمود ، حيث يرتفع الهيكل عند تطبيق القوة. يتم مواجهة هذا التأثير، الذي هو عكس التأثير الذي تظهره الدراجات النارية ذات الدفع بالسلسلة، بأنظمة مثل Paralever من BMW و CARC من Moto Guzzi و Tetra Lever من Kawasaki .

في السفن التي تعمل بالطاقة، يربط عمود القيادة، أو عمود المروحة، عادةً المروحة خارج السفينة بالآلات الدافعة بالداخل، ويمر عبر ختم عمود واحد على الأقل أو صندوق حشو حيث يتقاطع مع الهيكل . يتم نقل الدفع، القوة المحورية التي تولدها المروحة، إلى السفينة بواسطة كتلة الدفع أو محمل الدفع، والذي يتم دمجه في المحرك الرئيسي أو علبة التروس في جميع القوارب باستثناء أصغرها. يمكن أن تكون الأعمدة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ^[16] أو مواد مركبة ^[17] اعتمادًا على نوع السفينة التي ستقوم بتثبيتها.

الجزء من مجموعة نقل الحركة الذي يتصل مباشرة بالمروحة يُعرف باسم عمود الذيل. ^[18]

استخدمت قاطرات شاي وكليماكس وهيسلر ، التي تم تقديمها جميعًا في أواخر القرن التاسع عشر، محركات ريشة لربط الطاقة من محرك متعدد الأسطوانات مثبت في المنتصف بكل شاحنة تدعم المحرك. في كل من قاطرات البخار ذات التروس هذه ، تم ربط أحد طرفي كل عمود دفع بالشاحنة المدفوعة من خلال مفصل عالمي بينما تم تشغيل الطرف الآخر بواسطة العمود المرفقي أو ناقل الحركة أو شاحنة أخرى من خلال مفصل عالمي ثانٍ. يتمتع محرك الريشة أيضًا بالقدرة على الانزلاق طوليًا، مما يؤدي إلى تغيير طوله بشكل فعال. هذا مطلوب للسماح للعربات بالدوران عند عبور منحنى.

تُستخدم أعمدة الكاردان في بعض قاطرات الديزل (خاصة قاطرات الديزل الهيدروليكية، مثل British Rail Class 52 ) وبعض القاطرات الكهربائية (مثل British Rail Class 91 ). كما تُستخدم على نطاق واسع في وحدات الديزل المتعددة .

من المحتمل أن يحتوي هذا القسم على أبحاث أصلية . يرجى تحسينه من خلال التحقق من الادعاءات المقدمة وإضافة الاستشهادات المضمنة . يجب إزالة البيانات التي تتكون فقط من أبحاث أصلية. ( أبريل 2018 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

لقد كان عمود الدفع بمثابة بديل لعمود الدفع بالسلسلة في الدراجات على مدار القرن الماضي، ولم يصبح شائعًا على الإطلاق. تتمتع الدراجة ذات العمود الدافع (أو "Acatène"، من صانع مبكر) بالعديد من المزايا والعيوب:

• يصبح نظام القيادة أقل عرضة للانحشار.
• لا يمكن أن يتسخ الراكب من شحم السلسلة أو يتعرض للإصابة بسبب "عضة السلسلة" عندما تعلق الملابس أو جزء من الجسم بين سلسلة غير محمية وعجلة مسننة.
• صيانة أقل من نظام السلسلة عندما يكون عمود القيادة محاطًا بأنبوب.
• أداء أكثر ثباتًا. تزعم شركة Dynamic Bicycles أن الدراجة ذات عمود الدفع يمكنها تحقيق كفاءة بنسبة 94%، في حين أن الدراجة ذات السلسلة يمكنها تحقيق كفاءة تتراوح بين 75 إلى 97% بناءً على الحالة.

• يزن نظام عمود القيادة أكثر من نظام السلسلة، وعادة ما يكون أثقل بمقدار 0.5 إلى 1 كجم (1 إلى 2 رطل).
• يمكن تحقيق العديد من المزايا التي يدعيها أنصار عمود القيادة على دراجة تعمل بالسلسلة، مثل تغطية السلسلة والعجلات المسننة .
• من المستحيل استخدام تروس المغير خفيفة الوزن ذات عدد كبير من النسب، على الرغم من إمكانية استخدام تروس المحور .
• يمكن أن تكون عملية إزالة العجلات معقدة في بعض التصميمات (كما هو الحال بالنسبة لبعض الدراجات ذات السلسلة ذات التروس المحورية).

أعمدة الدفع هي إحدى طرق نقل الطاقة من المحرك ومخرج نقل الحركة إلى معدات إضافية مثبتة بالمركبة، مثل ضاغط الهواء . تُستخدم أعمدة الدفع عندما لا توجد مساحة كافية بجانب المحرك للملحق الإضافي؛ حيث يعمل العمود على سد الفجوة بين مخرج نقل الحركة بالمحرك والملحق، مما يسمح بتثبيت الملحق في مكان آخر بالمركبة. ^[19]

توجد اليوم إمكانيات جديدة لعملية إنتاج أعمدة الدفع. تكتسب عملية إنتاج لف الخيوط شعبية كبيرة لإنشاء أعمدة دفع مركبة . تتطلع العديد من الشركات في صناعة السيارات إلى تبني هذه المعرفة لعملية الإنتاج ذات الحجم الكبير. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

• جيبو
• قائمة قطع غيار السيارات
• محرك الريشة
• محاذاة العمود
• طوق العمود

• "نظام نقل الحركة - أنواع أعمدة نقل الحركة". Motor Car . المملكة المتحدة . تم الاسترجاع في 11 فبراير 2023 .