الرئيسية
أحدث الصور
ما هي السيارة ؟
السَّيَّـارة إحدى وسائل النقل والمواصلات في العالم. هناك أكثر من 400 مليون سيارة ركاب وما يزيد على 100 مليون شاحنة خفيفة مقفلة أو مكشوفة. ويستخدم ملايين الأشخاص سياراتهم لتساعدهم على كسب الرزق أو السّفر بهدف المتعة.
توجد معظم سيارات العالم في كلّ من الولايات المتحدة، وكندا، واليابان، وأوروبا الغربية. وقد تغيرت أساليب الحياة في جميع هذه الدول تغيرًا كبيرًا بسبب السيارة، فلم يعد سكان المناطق الزراعية يعيشون في عزلة. ففي معظم الدول، تتيح لهم سياراتهم إمكانية الوصول بسهولة إلى المدن والحواضر. وأدّى ازدياد قابلية الانتقال لجميع فئات الشعب إلى استمتاع أكبر بأوقات الفراغ؛ إذ مكّن تطور السيارة سكان المدن من السفر إلى الريف لقضاء فترة استجمام، كما صار بإمكان الناس زيارة أقربائهم القاطنين في مناطق بعيدة أو نائية.
حدّد استخدام السيارة على نحو واسع سمات كثيرة مميزة للحياة العصرية. يرتبط الكثير من هذه السمات بالولايات المتحدة، الدولة الأولى التي أصبح استخدام السيارة شائعاً فيها. وتشمل هذه السمات إنشاء مراكز تجارية وفنادق خارج المدن، وإنشاء أنواع مختلفة من الأماكن التي يمكن ارتيادها بالسيارات بما في ذلك المطاعم والمصارف ودور السينما. وتوجد في دول كثيرة طرقات عامة ضخمة أنشئت بالدرجة الأولى للسيارات.
قبل أن يمتلك الناس السيارات، كانوا يمشون أو يركبون الدراجات لقطع مسافات قصيرة. وكان السفر لمسافات طويلة يتم في معظمه بالقطار أو بالترام أو بنوع من العربات التي تجرها الخيول أو بالجمال. وفي الواقع، كانت السيارات البدائية تسمى أحيانًا عربات بلا أحصنة.
يمكن أن يعزى منشأ السيارة إلى أوروبا. لكنها في الواقع، أصبحت أهم وسيلة نقل في الولايات المتحدة أولاً. وكانت معظم السيارات الأوروبية تصنع يدوياً، وكانت غالية الثمن، فكان الأغنياء فقط هم القادرين على شرائها. وفي أوائل القرن العشرين، بدأ كلّ من رانسم إيلي أولدز وهنري فورد ورواد آخرون عمليات الإنتاج بالجملة للسيارات. وعلى الرغم من أن بعض الناس لم تعجبهم "العربة بلا أحصنة"، فقد رحّب كثيرون بقدوم الآلة الجديدة، لأنها ستقوم مقام العربات التي تجرها الخيول. فلم يعد روث الخيل المقزز مبعثراً على الطرقات؛ يصدر روائح كريهة جداً ويجذب الذباب الناقل للأمراض. ولم يعد الناس بحاجة إلى تحمل عبء رعاية الخيول أو إلى التقيد بالتنقل إلى مسافات قصيرة.
في الوقت الحاضر، تملك الولايات المتحدة الأمريكية، نحو 130 مليون سيارة، أي أكثر من أي دولة أخرى. ففي كل من الولايات المتحدة وأستراليا وفرنسا وألمانيا الغربية سيارة لكل شخصين تقريبًا. أما بريطانيا فلديها سيارة لكل ثلاثة أشخاص تقريبًا، ولدى اليابان سيارة لكل أربعة أشخاص.
وتعد صناعة السيارات واحدة من أهم الصناعات في العالم؛ إذ يُنتج منها أكثر من 30 مليون سيارة سنويًا. وتنتج اليابان والولايات المتحدة معاً نحو نصف إنتاج العالم من السيارات. ومن أهم الدول الأخرى التي تنتج السيارات ألمانيا وفرنسا وإيطاليا وأسبانيا. وهناك صناعة سيارات أيضاً في كل من أستراليا وتشيكوسلوفاكيا (السابقة) والهند وكوريا الجنوبية وماليزيا والسويد والمملكة المتحدة.
وترغب دول نامية كثيرة في إنشاء صناعة سيارات. وذلك لأنها تكفل وتدعم مجالاً واسعًا من الأعمال، كما تحفز النمو الاقتصادي. والواقع أن صناعة السيارات مُسْتَهْلِك مهم لصناعات أخرى، مثل صناعة الفولاذ. ويعمل الملايين من الناس في أعمال ترتبط بالسيارات، كصالات العرض وورش الإصلاح ومحطات الوقود.
أحدثت السيارات مجالات واسعة للعمل، و أضافت منافع كثيرة إلى الحياة اليومية. ولكنها جلبت أيضًا مشكلات كثيرة؛ فقد قلل ازدحامُ السيارات، خصوصاً في المدن الكبرى، من فوائد اقتناء السيارة، كما خلقت مشكلات الضجيج والتلوث. وتعاني الدول التي ليس لديها صناعة سيارات من مشكلات اقتصادية ناجمة عن التكلفة المرتفعة لاستيراد السيارات. و من ناحية أخرى، فقد أصبحت حوادث السيارات واحدة من أخطر المشكلات في الوقت الحاضر.
عولجت مشكلات استخدام السيارة بوسائل عدة خلال السنوات الأخيرة. فقد تم خفض التلوث في أماكن كثيرة عن طريق قوانين تنظم تصميم السيارات. كما اكتشف المهندسون أساليب لبناء طرق أكثر أمانًا، وطوَّر منتجو السيارات عوامل الأمان في السيارات وحسَّنوها. وقد ألزمت القوانين في دول كثيرة السائقين باستخدام تجهيزات الأمان في السيارات مثل أحزمة الأمان.
أهمية السيارات
أثّر تطور السيارات تأثيراً هائلاً في أسلوب حياة الناس في معظم أنحاء العالم. وربما لم يُحْدِث أي اختراع أو اكتشاف أو أي تقدم تقني آخر تأثيراً في المجتمع أكبر وأسرع من اختراع السيارة.
التأثير الاجتماعي: وفَّرت السيارة للكثيرين حرية الحركة. فهي تمكنهم من أن يقرروا المكان الذي يرغبون الذهاب إليه والزمان الذي يصلون فيه إلى ذلك المكان. وتؤثر السيارة في تحديد أماكن سكن الناس ومواقع عملهم، وفي كيفية قضاء أوقات الفراغ. بدأت التغيرات المدهشة التي أحدثتها السيارة في حياة الناس في الولايات المتحدة، وانتشرت بعد ذلك في معظم أنحاء العالم، خصوصاً في الدول الصناعية. أما في الدول النامية، فتعمل السيارة على تغيير أنماط الحياة على نحو متزايد.
عندما تم إنتاج السيارات الأولى، كان الأغنياء فقط هم القادرين على شرائها. ولكن سرعان ما انخفضت أسعارها بسبب ازدياد الإنتاج استجابة لنمو الطلب. وقد أدّى ذلك إلى وضع السيارة في متناول يد عدد متزايد من الناس. ووجد سكان المدن الأثرياء أن اقتناء سيارة أرخص من الإبقاء على حصان وعربة. كما أدى النمو في اقتناء السيارات إلى بناء طرقات أكثر وأفضل، مما زاد أيضًا في حركة السفر.
ومع أن الذين اشتروا السيارات، كانوا في البداية من سكان المدن الأغنياء، فقد أصبح سكان الريف يشكلون المجموعة الضخمة الأولى من مالكي السيارات. ففي أواخر عام 1890م، كان معظم الناس في أمريكا، وأستراليا، ومعظم أوروبا يقطنون المناطق الريفية. وكان كثير منهم من المزارعين أو من القاطنين في مدن صغيرة تخدم المزارعين. وفي أوائل القرن العشرين أصبح هؤلاء أول جماعة ضخمة من مشتري السيارات. والواقع أن السيارات والشاحنات ساعدت المزارعين على بيع منتجاتهم على نحو أسرع وفي مناطق أبعد، ومكنتهم من السفر الكثير وبراحة أكبر من أي وقت مضى.
قبل اختراع السيارات، كان عمال المدن يمشون، أو يركبون الدراجات أو القطارات أو العربات التي تجرها الخيول للوصول إلى أماكن عملهم. ولكن، عندما تحسنت الطرقات وانتشر اقتناء السيارات خلال العشرينيات، من القرن العشرين، ازدادت حركة انتقال الناس إلى الضواحي بسبب الحرية التي توفرها السيارة. وفي أواسط الخمسينيات، بدأت المصانع بالانتقال إلى الضواحي أيضاً.
التأثير الاقتصادي: تعتمد بعض الدول الصناعية، مثل الولايات المتحدة واليابان وألمانيا وفرنسا وبريطانيا وإيطاليا على إنتاج السيارات لتوفر العمل للملايين من العمال. وحتى في الدول الصناعية التي لديها إنتاج ضئيل للسيارات أو ليس لديها مثل هذا الإنتاج ـ مثل، النرويج ونيوزيلندا ـ أصبح الاستخدام الكبير للسيارات أمرًا حيويًا للاقتصاد. والواقع أن محطات الوقود والفنادق والمطاعم وكذلك الأعمال الأخرى التي توفر الخدمات للمسافرين بالسيارات، تُعَدُّ ذات أهمية كبرى للرفاهية الاقتصادية في جميع الدول الصناعية، كما أنها ذات شأن متزايد في الدول النامية.
وبالإضافة إلى ذلك، بدأ كثير من الدول النامية بتصنيع المركبات الآلية أو بتركيب أجزائها لحفز الصناعة وتوفير المركبات اللازمة للتطور. فقد، أنشأت الصين، على سبيل المثال قاعدة كبيرة لصناعة السيارات ووسعت الفلبين إنتاج القطع بهدف التصدير إلى منتجي السيارات في الدول الأخرى.
مشكلات الأمان والتأثير البيئي
مشكلات الأمان: يُقَدَّر عدد ضحايا حوادث السيارات في العالم بنحو 300,000 شخص سنويًا. ويمثّل الشباب جزءاً كبيراً من هؤلاء الضحايا. ففي أمريكا هناك ضحايا تراوحت أعمارهم بين خمس سنوات و 32 سنة بسبب حوادث السير أكثر من أي سبب آخر. ويشكل الشباب كذلك أعلى نسبة في حوادث الطريق بين جميع السائقين.
يعد السائقون العامل الرئيسي في أمان المركبات لأنهم المسؤولون عن نحو ثلثي الحوادث بصفة عامة. فهم يسببون الحوادث بسرعتهم المفرطة، وبقيادتهم في المسار الخاطئ وبقيامهم بانعطافات غير ملائمة، وبمخالفتهم قواعد القيادة الآمنة. كما يتسبب السائقون السُّكَارى في الكثير من وفيات المرور؛ ذلك أن الكحول يجعل رد فعل السائق بطيئاً، ويخفض التيقظ والقدرة على التركيز، ويضعف الرؤية.
وقد أصبحت السيارات أكثر أمانًا على مدى السنين بسبب التحسينات التي تم إدخالها على تصميمها وصناعتها؛ إذ يجب على منتجي السيارات التقيد بالمعايير الصارمة التي تفرضها الحكومات بهدف تفادي الحوادث وحماية السائقين والركاب. وتشتمل هذه المعايير على أمورمثل التركيب الأساسي للأضواء، عاكسات الضوء، المكابح، الإطارات، النوافذ، ماسحات الزجاج الأمامي، أجهزة لوحة القيادة. وتتضمن معايير حماية ركاب السيارة تركيب الأحزمة التلقائية للأمان أو الأكياس الهوائية ومساند الرأس وواقيات الصدمات. وتمثل أحزمة الأمان على الأرجح أفضل التجهيزات الرئيسية للأمان. ويجب على السائق ألا يفترض أن محرك السيارة ومكابحها وأضواءها ونظام التوجيه فيها تعمل دومًا على نحو صحيح. لذا، يجب اختبار جميع التجهيزات بانتظام.
أدّت تقنيات بناء الطرق الحديثة إلى التقليل المتزايد لأخطار حوادث السيارات. ولبناء طرق مأمونة، يأخذ المهندسون في الحسبان عوامل مثل أساسات الطرق وسطوحها، والإضاءة، وحواجز الأمان، والتسوية. ويخططون بعناية الطرق الجانبية، ومفارق الطرق، والطرق المنزلقة المؤدية إلى الطرق الرئيسية، وإشارات المرور، وعددًا من مسارات الطرق.
التأثير البيئي: ولأن السيارات تحرق البترول، فإنها تطلق في الهواء الهيدروكربونات، وأول أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، وبالتالي فإن هذه الغازات تلوِّث الهواء. والواقع أن تلوُّث الهواء يعرّض صحّة الناس للخطر ويضرّ بالمحاصيل والدواجن والمواشي. وتسبب السيارات تلوثًا شديدًا في الكثير من المدن الكبرى في العالم. ويحدث التلوث الشديد خصوصًا في مدن مثل لوس أنجلوس، ومكسيكو سيتي وطوكيو ومدريد حيث تزدحم الشوارع والطرق بحركة المرور.
اتخذت دول كثيرة إجراءات للحد من تلوث الهواء الذي تسببه السيارات. وتضع الوكالات المسؤولة عن تنفيذ هذه الأنظمة معايير ضخ تحدِّد كمية التلوث التي يُسْمَح للسيارات الجديدة بإنتاجها.
أحرز منتجو السيارات تقدمًا كبيرًا في مجال خفض ضخ الملوثات الرئيسية من خلال مراعاة المعايير البيئية الصارمة. فمثلاً، تم منذ الستينيات خفض كميات الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون المنبعثة من السيارات الأمريكية بنسبة 95% وأكاسيد النيتروجين بنسبة 90% وقد تم إنجاز هذا الخفض، في معظمه، عن طريق تركيب المحوِّل الحفَّاز في نظام العادم في السيارات، إذ يحوِّل هذا الجهاز أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
كيف تعمل السيارة؟
يصف هذا الجزء الأجهزة المترابطة الرئيسية التي تقوم معًا بتشغيل السيارة. ولكن من المفيد، أولاً، فهم الطريقة الأساسية التي تعمل بها السيارة النموذجية.
يتم تجهيز معظم السيارات في الوقت الحاضر بمحرِّك يعمل بالبنزين مركَّب في مقدمتها، وبمجموعة نقل حركة يدوية أو تلقائية، وبمجموعة إدارة بالعجلات الأمامية. والمحرك النموذجي محرك احتراق داخلي يعمل بوساطة حرق خليط من البترول والهواء داخل أسطوانات مغلقة. عند إدارة مفتاح الإشعال في السيارة، تمر الكهرباء الناتجة من البطارية إلى بادئ التشغيل الذي يعمل على تدوير المحرك. تتحرك الكبَّاسات إلى أعلى و أسفل داخل أسطوانات المحرك. وفي أثناء حركة الكباسات إلى أسفل، تكون صمامات الدخول المركبة فوق الأسطوانات مفتوحة، ويتم امتصاص خليط الوقود والهواء إلى داخل الأسطوانات. ثم تعود الكباسات فتتحرك إلى أعلى ضاغطة خليط الوقود والهواء. ويشتعل الخليط بوساطة الشرارات الكهربائية الناتجة من شمعات الإشعال، ويبدأ المحرك بالدوران وتتحرك الكباسات بسرعة.
يؤدي تمدد غازات الاحتراق إلى دفع الكباسات إلى أسفل، وتزوِّد أشواط الهبوط هذه السيارة بالقدرة التي تحركها إذ تدير أشواط هبوط الكباسات عمود المرفق. وتنتقل القدرة من عمود المرفق إلى مجموعة نقل الحركة، وأخيرًا إلى العجلات الأمامية. وتنفلت الغازات عندما تُفْتح صمامات العادم، المركبة فوق الأسطوانات، وتتحرك الكباسات إلى أعلى، لتطرد العوادم من خلال المحَوّل الحفَّاز (في حالة وجوده)، فخافض الصوت ثم أنبوب العادم.
كيف تعمل السيارة؟ (مجموعة القدرة)
مجموعة القدرة: يعد المحرك قلب مجموعة القدرة في السيارة، بل قلب السيارة نفسها، فهو ينتج القدرة التي تدير العجلات وتولد الكهرباء اللازمة لتشغيل الأضواء والأجهزة المساعدة. وتتضمن مجموعة القدرة أيضًا: 1- نظام الوقود 2- نظام العادم 3- نظام التبريد 4- نظام التزييت.
المحرك. يتم تجهيز معظم السيارات بمحرك بترول واحد. و يمكن تركيب المحرك في أغلبية السيارات في مقدمتها. ويمكن تركيبه في بعضها الآخر في الخلف أو في الوسط. وتحتوي كتلة المحرك، المسماة أيضًا كتلة الأسطوانات، على أجزاء المحرك الداخلية وتوفر القاعدة للمضخات والبكرات والأجزاء الملحقة الأخرى. وتسبك الكتل من الحديد الزهر أو من سبائك الحديد أو الألومنيوم. وتحوي كتلة المحرك تجاويف الأسطوانات التي تتحرك بداخلها الكباسات.
يتغير عدد الأسطوانات وترتيبها وفق طرز السيارات. فمن الممكن أن يتألف محرك من أسطوانتين أو ثلاث أسطوانات أو أربع أو خمس أو ست أو ثماني أسطوانات، أو من 12 أسطوانة. وفي معظم الأحوال، تُرتَّب الأسطوانات إما في صف مستقيم واحد أو في صفين متساويين بينهما زاوية ليشكلا حرف "v". ويسمى المحرك "v" المستقيم ذو 4 أو 6 أسطوانات، مثلاً، بالمحرك المستقيم الرباعي أو السداسي حسب الحالة. أما المحرك على شكل V ذو الـ 4 أو 6 أو 8 أسطوانات، فإنه يسمى بالمحرك 4- V، 6 - V، أو 8 - V على التوالي. وكلما احتوى المحرك على عدد أسطوانات أكثر، كانت قدرته أكبر.
ويعمل محرك البترول في معظم السيارات بدورة رباعية الأشواط. ففي أثناء شوط السحب، يتحرك الكباس إلى أسفل الأسطوانة، ويسحب خليط الوقود والهواء عبر صمام الدخول المفتوح. ثم يغلق الصمام، ويعود الكباس فيتحرك إلى أعلى الأسطوانة في شوط الانضغاط ضاغطًا خليط الوقود والهواء. وفي نهاية هذا الشوط، تشعل شمعة الإشعال الخليط المضغوط. والواقع أن الاحتراق يسبب تمدد الغازات، فتدفع الكباس إلى أسفل في شوط القدرة. وفي أثناء شوط العادم، يتحرك الكباس إلى أعلى ثانية ليطرد غازات الاحتراق عبر صمام العادم المفتوح. ثم يغلق صمام العادم، ويفتح صمام الدخول، وتبدأ الدورة من جديد.
وفي أثناء شوط القدرة، ينقل ذراع التوصيل الطاقة من الكباس إلى عمود المرفق الذي ينقلها بدوره إلى مجموعة نقل الحركة. ولكي تدور عجلات السيارة، يجب تحويل حركة الكباس الترددية إلى حركة دورانية. وتقوم بذلك مجموعة ذراع التوصيل وعمود المرفق، إذ يحول ذراع التوصيل حركة الكباسات الترددية إلى حركة عمود المرفق الدورانية.
وتنظم تجهيزات متقدمة جدًا المحركات الحديثة. فتتلقّى وحدة تحكم إلكترونية المعطيات المتعلقة بسرعة المحرك، وبضغط الهواء ودرجة حرارته، وبعوامل أخرى. وتستخدم الوحدة هذه المعطيات لتنظيم توقيت شرارات الإشعال وتدفق الوقود. وهي تضبط عمل المحرك مئات المرات في الدقيقة.
نظام الوقود يختزن الوقود في خزان البترول وينقله إلى المحرك. وتستوعب معظم الخزانات نحو 40-75 لترًا، وهي مصنوعة من الفولاذ أو اللدائن. كما يقوم نظام الوقود بخلط البترول بالهواء. وليحترق البترول بدرجة كافية، فإنه يجب أن يتبخَّر إلى قطرات دقيقة جدًا أولاً، ومن ثم يختلط بالهواء.
يستخدم الكثير من السيارات المنتجة منذ أواخر الثمانينيات من القرن العشرين نظامًا يسمى حقن الوقود، يعطي الكميات المضبوطة من البترول في فترات زمنية معينة. وتقوم مضخة مركَّبة في خزان الوقود، أو على المحرِّك، بدفع البترول تحت ضغط عال من الخزان عبر أنابيب إلى محاقن الوقود. ويمكن أن يكون نظام الحقن متعدد الفتحات، أو أحادي النقطة. ويحتوي النظام المتعدد الفتحات، أو الفتحات المباشرة، على محقن لكل أسطوانة على حدة. أما في النظام الأحادي النقطة، فإن الوقود يحقن في حلق مشعب الدخول (مشعب السحب)، يتكون أساسًا من أنبوب ذي فروع إلى كل أسطوانة. والمحقن العادي صمام ذو إبرة. ويفتح تيار كهربائي الصمام، فيسمح ذلك للوقود المضغوط بالخروج على شكل رذاذ. لمزيد من المعلومات.
وتستخدم سيارات كثيرة الكاربريتر لتزويد المحرك بخليط الوقود والهواء. ولكن حقن الوقود أكثر كفاية من الكاربريتر. فباستخدام الكاربريتر يصعب، التحكم في الوقود بدقة كافية لبلوغ قيم الضخ المنخفضة وكفاية الوقود المطلوبة في السيارات في الوقت الحاضر.
نظام العادم يعمل مع نظام التحكم في الضخ. يزيل نظام العادم غازات الاحتراق من المحرك، بينما يخفض نظام التحكم في الضخ تلوث الهواء.
وعلى الرغم من وجود أنظمة حقن الوقود الدقيقة، فإن المحرك لا يحرق الوقود كله تماماً، وبالتالي قد يَنْتُج ضخ يكون ضارًا. وتنطلق غازات الاحتراق والغازات المحترقة جزئياً من المحرك وتدخل أنبوبًا، أو مجموعة من الأنابيب تسمى مشعب العادم. وبعدئذ تخرج هذه الغازات عبر أنبوب العادم. وتجهز بعض السيارات بمحوّل حفَّاز. والجزء الداخلي من هذا الجهاز مقسم إلى خلايا تشبه قرص العسل أو تُحْشى، أحياناً، بكريّات. وتطلى جدران الخلايا أو الكريات ببعض الفلزات النادرة مثل البلاتين والبلاديوم والراديوم. وعند جريان العادم فوق الفلزات، يحدث تفاعل كيميائي مما يؤدي إلى تفكك الملوثات إلى نوع من الضخ أكثر سلامة.
وبعد ذلك، تمر غازات العادم إلى خافض الصوت. ويخرج العادم من المحرك بسرعة وبدرجة حرارة أعلى بكثير من درجة حرارة الهواء الخارجي. فإذا أطلق مباشرة في الهواء، فإنه يتمدد فجأة ويحدث ضجيجًا مرتفعًا. لذا، يستخدم خافض الصوت مجموعة من الأنابيب المثقبة التي تعمل على تبريد العادم وإبطاء جريانه قبل خروجه من أنبوب العادم، وهكذا، فإنه يقلل الضجيج.
وفي أثناء سير السيارة أو إيقافها تحت أشعة الشمس، يتبخر البترول من المركبة. ويمكن لهذا التبخر أن يطلق هيدروكربونات ضارة في الجو. لذا، تجهز بعض السيارات بنظام منفصل يتحكم في مثل هذه الضخات عن طريق تجميع الأبخرة وتوجيهها عبر قناة إلى المحرك لحرقها.
نظام التبريد يحمي المحرك من السخونة المفرطة التي يمكن أن تعطبه. ففي الدول التي يسود فيها الطقس البارد جدًا، تستخدم السيارات محلول تبريد يتألف من مزيج من الماء ومانع تجمد. تدور مضخة محلول التبريد من خلال ممرات تحيط بالأسطوانات تسمى الدُّثُر المائية. ويمتص محلول التبريد حرارة المحرك أثناء جريانه في الدثر المائية. ثم يمر محلول التبريد المسخن من خلال أنابيب نحاسية أو ألومنيوم في المشع (الراديتر أو المشعاع)، فتمتص زعانف النحاس أو الألومنيوم، المركَّبة حول الأنابيب، الحرارة من محلول التبريد الدائر في الأنابيب. وتؤدي حركة السيارة وعمل المروحة، عند السرعات البطيئة، إلى سحب الهواء من خلال المشع. وعندما يمر الهواء بين الزعانف، فإنه يمتص الحرارة منها. ويعود محلول التبريد المبرد إلى المحرك وتبدأ العملية من جديد. وتتحكم ترموستات في درجة حرارة المحرك من خلال تنظيم تدفق محلول التبريد عبر المشع.
نظام التزييت يوصل الزيت إلى الأجزاء المتحركة في المحرك. وأثناء جريان الزيت خلال المحرك، فإنه يكسو هذه الأجزاء بغشاء زيتي. ويقلل التزييت الاحتكاك، وبالتالي يخفض من تآكل المحرك إلى أدنى حد. ويساعد الزيت على تبريد المحرك أيضًا. ويختزن الزيت في وعاء، أو حوض مركب تحت المحرك. وتدور مضخة الزيت من الحوض خلال مرشِّح، ثم عبر أنابيب إلى المحرك. ويمنع المرشح الشوائب من الدخول إلى المحرك.
كيف تعمل السيارة؟ (رتل القوة - ناقل الحركة)
رتل نقل القدرة أو رتل الإدارة. يقوم هذا الرتل (المجموعة) بنقل القدرة من المحرك إلى عجلات الإدارة، أي العجلات التي تحرك السيارة. وهي تشتمل على: 1- مجموعة نقل الحركة 2- مجموعة الإدارة.
مجموعة نقل الحركة تتلقى القدرة من الحركة الدورانية للحذَّافة، وهي قرص ثقيل يديره عمود المرفق. وتتصف هذه الحركة الدورانية بسمتين مترابطتين؛ السرعة وعزم الدوران. تشير السرعة إلى معدل الدوران، ويشير عزم الدوران إلى قوة اللي. وتستخدم مجموعة نقل الحركة تروسًا لتغيير نسبة السرعة إلى عزم الدوران. فمثلاً، تحتاج السيارة إلى عزم دوران كبير لتبدأ بالحركة من السكون. ولكن، عندما تتحرك السيارة، فإنها تحتاج إلى عزم دوران أقل وسرعة أكبر. ويوفر الترس ¸الأول· أو البطيء أكبر عزم دوران وأخفض سرعة. وعندما تبدأ سرعة السيارة في الازدياد، ويتم تبديل مجموعة نقل الحركة إلى تروس السرعات العالية، ينقص عزم الدوران وتزداد السرعة.
وإذا احتوت السيارة على مجموعة نقل حركة يدوية، فإن السائق يبدل تعشيق التروس عن طريق رافعة تعشيق، وتسمى أيضًا ذراع تبديل السرعة. وبعد أن تتحرك السيارة وتكتسب سرعة، يبدل السائق التعشيق إلى ترس السرعة الثانية وبعد ذلك إلى تروس السرعات الأعلى. وتحتوي معظم مجموعات نقل الحركة اليدوية في السيارات الحديثة على أربع سرعات أمامية أو خمس، وتعشيقة خلفية واحدة. وعند تبديل التعشيق، يجب على السائق أن يدوس على القابض لكي يفصل المحرك عن مجموعة نقل الحركة.
وإذا احتوت السيارة على مجموعة نقل حركة آلية (أوتوماتيكية)، فإن السائق لا يحتاج إلى تشغيل رافعة التعشيق والقابض. ففي حالة السير إلى الأمام، يزلق السائق رافعة الاختيار إلى وضع الإدارة. وينظم حاسوب دقيق وضغط الزيت الهيدرولي مجموعة نقل الحركة تبعًا لسرعة السيارة، إذ يبدل التعشيق إلى الترس الأكثر ملاءمة لحالة قيادة معينة. وتحتوي معظم مجموعات نقل الحركة الآلية في السيارات الحديثة على أربع سرعات أمامية وتعشيقة خلفية واحدة. يصل محول عزم دوران الحذَّافة بمجموعة نقل الحركة الآلية، ويعمل على زيادة عزم الدوران. كما يسمح للسائق بأن يبقي تعشيق نقل الحركة قائمًا عند دوران المحرك ببطء، في حين يمكنه إيقاف السيارة عن طريق الكبح برفق.
مجموعة الإدارة تنقل قدرة المحرك من مجموعة نقل الحركة إلى العجلات التي تحرك السيارة. وتبعًا لطراز السيارة، فإنه يمكن لهذه أن تكون العجلات الأمامية، أو العجلات الخلفية، أو كلتا المجموعتين من العجلات معًا.
ويحتوي الكثير من السيارات في الوقت الحاضر على الإدارة بالعجلات الأمامية؛ إذ لا تقوم العجلات الأمامية بتوجيه السيارة فحسب وإنما تديرها أيضًا. و تشمل الإدارة بالعجلات الأمامية المحرك، ومجموعة نقل الحركة، والوحدة التفاضلية في مقدمة السيارة. والوحدة التفاضلية هي مجموعة من التروس التي تمكن العجلة الخارجية من الدوران بسرعة أكبر من سرعة العجلة الداخلية عند سير السيارة في منعطف، حيث تقطع العجلة الخارجية مسافة أطول عند السير في المنعطفات. وبالتالي يتعين عليها الدوران بسرعة أكبر لتجتاز هذه المسافة في الزمن نفسه. تنتقل القدرة من مجموعة نقل الحركة عبر الوحدة التفاضلية إلى كل من العجلتين الأماميتين عن طريق قضيب قصير يسمى عمود إدارة نصفي. ويمكن أن تكون السيارات ذات الإدارة بالعجلات الأمامية أقل حجمًا من تلك التي تدار بالعجلات الخلفية.
وتحتوي السيارات ذات الإدارة بالعجلات الخلفية على عمود إدارة طويل لنقل القدرة إلى العجلات الخلفية. وتتصل الوحدة التفاضلية بالمحور الخلفي. وتوفر الإدارة بالعجلات الخلفية توزيعًا للوزن، بين مقدم السيارة ومؤخرها أفضل مما توفره الإدارة بالعجلات الأمامية. ويحسِّن التوزيع الأفضل للوزن أداء السيارة أثناء السير. وتشمل السيارات ذات الإدارة بالعجلة الخلفية بعض المركبات الكبيرة الحجم، وذلك بالإضافة إلى بعض السيارات الفاخرة العالية الأداء.
وتنتقل الحركة في المركبات ذات الإدارة بالعجلات الأربع إلى العجلات الأربع كلها. ويوزع غلاف النقل القدرة بين العجلات الأمامية والخلفية. وتوفر الإدارة بالعجلات الأربع قوة سحب جيدة على الطرقات الوعرة أو الزلقة. والواقع أن كثيرًا من الشاحنات الخفيفة، وبعض السيارات، ذات إدارة بالعجلات الأربع. وفي مركبات كثيرة، يستطيع السائق أن يبدِّل من الإدارة بالعجلات الأربع إلى الإدارة بعجلتين على نحو متناوب.
ت؟ (أنظمة التحكم - وسائل الراحة)
أنظمة التحكم. يتضمن نظام التحكم :1- نظام التوجيه 2- نظام الكبح.
نظام التوجيه: يتحكم بالعجلات الأمامية. ويشغِّله السائق بوساطة عجلة القيادة المركبة في نهاية عمود التوجيه. وتحتوي معظم السيارات الحديثة على جهاز توجيه بالجريدة المسننة والتريس. والتريس هو ترس دائري صغير مركب في النهاية السفلى لعمود التوجيه. وتتعشق أسنان التريس بأسنان الجريدة، وهي قضيب مسطح مسنن. وعندما يدير السائق عجلة القيادة إلى اليسار أو إلى اليمين، يدفع التريس الجريدة إلى التحرك في الاتجاه المعاكس؛ فتدير الجريدة العجلات في الاتجاه المعاكس لحركتها عن طريق قضيب شدّ يتصل بكل منها. ويحتوي الكثير من السيارات على توجيه مؤازر، حيث يساعد جهاز هيدرولي على دفع الجريدة. ويستطيع السائق أن يدير عجلة القيادة بسهولة كبيرة جدًا بوساطة التوجيه المؤازر.
نظام الكبح يبطئ السيارة أو يوقفها. وتزود السيارات بمكابح (فرامل) لعجلاتها الأربع كلها. وتستخدم جميع السيارات الحديثة مكابح قُرصيّة للعجلات الأمامية، وتستخدم معظمها مكابح طبلية للعجلات الخلفية. وتُزَوَّد بعض السيارات بمكابح قرصية للعجلات الأربع. ويشغل الضغط الهيدرولي كلا نظامي الكبح. فعندما يضغط السائق على دواسة الكبح، يجري سائل الكبح خلال أنابيب الكبح إلى كل من العجلات. ويدفع ضغط السائل مادة احتكاكية إلى الاحتكاك بالأقراص أو الطبلات المتصلة بالعجلات المتحركة. فيبطئ الاحتكاكُ الناتج العجلات أو يوقفها.
تستخدم السيارات المجهزة بالمكابح المؤازرة القدرة من المحرك لتساعد على دفع السائل خلال جهاز الكبح. وتجعل المكابح المؤازرة دفع دواسة الكبح أكثر سهولة، ولكنها لا توقف السيارة على نحو أسرع من المكابح الأخرى. وتجهز سيارات كثيرة بجهاز كبح مانع للقفل يُبْقي على دوران العجلات، في بعض الأحوال، بعد تطبيق المكابح. ويمنع هذا الجهاز السيارة من الانزلاق، حتى على الطرق المبللة أو المكسوة بالجليد. وفي معظم السيارات، يتحكم حاسوب بالجهاز المانع للقفل.
المجموعة الحاملة: تتحمل الإطارات، والعجلات، والمحاور، ومجموعة التعليق وزن السيارة. وفي الماضي،كان الهيكل ـ تركيبة مستطيلة من الأنابيب الفولاذية الثقيلة ـ يركب أسفل السيارة ويتحمل وزن جسم السيارة. ولا تحوي معظم السيارات، في الوقت الحاضر جسمًا وهيكلاً منفصلين. وبدلاً من ذلك، فإنها تبنى من جسم مصنوع من ألواح فولاذية ملحومة معاً لتشكل حيز المحرك وحيز الركاب وحيز الأمتعة، وأما ألواح الهيكل السفلي فهي ملحومة بألواح الجسم.
وتمكن مجموعة التعليق العجلات من الحركة إلى أعلى وإلى أسفل تبعًا لتغيرات سطح الطريق. كما تساعد على وقاية جسم السيارة والأجزاء الآلية من صدمات النتوءات والحفر. كما أنها توفرتحكمًا أفضل بالتوجيه وتزيد في راحة ركاب السيارة. وتتألف معظم مجموعات التعليق من نوابض وتجهيزات تسمى ماصّات الصدمات. ويتصل نابض وماص صدمات بكل من العجلات. فعندما يصطدم إطار بنتوء، تدفع العجلة بقوة إلى الأعلى فينضغط النابض وماص الصدمات. وعندما يستوي الطريق ثانية، يرتد النابض وماص الصدمات، فيدفعان العجلة إلى الأسفل ثانية.
النظام الكهربائي: وهو يدير نظم بدء التشغيل والإشعال، ونظام الإضاءة وأجهزة وسائل الراحة مثل التدفئة. وتختزن بطارية ذات جهد قدره 12 فولتاً القدرة اللازمة لبادئ التشغيل، الذي يعمل على تدوير المحرك. وأثناء سير السيارة، يقوم مولد تيار متناوب مُدار بقدرة المحرك ـ والمعروف باسم المنوِّب ـ بإنتاج القدرة اللازمة للنظام الكهربائي ويعيد شحن البطارية.
أنظمة وسائل الراحة: تمد الأجهزة المركبة في لوحة القيادة السائق ببعض المعلومات؛ إذ يقيس عدّاد السرعة سرعة السيارة، ويسجل عدّاد المسافات المسافة الإجمالية التي قطعتها السيارة، ويبين معيار الوقود مستوى امتلاء خزان البترول. وتحتوي سيارات كثيرة على مقاييس تبين ضغط الزيت وجهد البطارية ودرجة حرارة محلول تبريد المحرك. وتحتوي سيارات أخرى على مصابيح تحذير تنبه السائق إلى حدوث مشكلات في ضغط الزيت وجهد البطارية ودرجة حرارة المحرك.
وفي الواقع، تُجهَّز جميع السيارات بمدفأة تدفع الهواء المسخّن بحرارة المحرك إلى حيّز الركاب. وتُجهّز بعض السيارات بمكيف هواء أيضًا، وهو جهاز اختياري يعتمد على قدرة المحرك في إنتاج الهواء البارد. وثمة وسائل راحة كثيرة اختيارية أيضًا. وهي تتضمن التجهيزات الصوتية، وأقفال الأبواب الآلية، والنوافذ والمرايا الآلية. وتمكن آلية، مشغلة بحاسوب تسمى مضْبط الرحلة، السائق من السير عند السرعة التي يرغب فيها دون أن يضغط على المسرِّع.
إنشاء السيارات
يقدّم كثير من منتجي السيارات طُرُزًا جديدة كل سنة. ولكن التكاليف المرتفعة تمنعهم من إحداث تغييرات رئيسية أوإدخال طراز جديد تمامًا. ويقوم المنتجون في الأغلب بتغييرات ثانوية سنويًا تهدف إلى إضافة ميزات، أو مراعاة معايير جديدة، أو معالجة مشكلات ظهرت في الطُّرُز السابقة، أو إعطاء السيارات مظهرًا جديدًا وبالتالي جذب المشترين.
إن تطوير مركبة جديدة ـ سواء بإجراء تغيير رئيسي أو بإدخال طراز جديد تمامًا ـ مهمة تحتاج إلى أناس كثيرين، وعمليات وأجزاء كثيرة. وإنتاج السيارة بدءًا من الفكرة الأولية لما ستكون عليه وانتهاءً ببيع أول سيارة، يتطلب من ثلاث إلى خمس سنوات. ولذلك، يجب على المنتجين أن يحاولوا التنبؤ بأحوال السوق، وبأذواق المستهلكين، وبمنتجات منافسيهم لعدة سنوات قادمة، وذلك عند البدء بعملية تصميم سيارة جديدة وتطويرها.
استطلاع السوق: يستطلع المنتجون ـ خطوة أولى نحو تطوير سيارة جديدة ـ آراء مالكي السيارات وأناس من فئات العمر أو الدخل الذين تلائمهم المركبة المقترحة، وذلك لمعرفة ما يرغبون فيه وما يكرهونه. كما يحاولون التنبؤ أيضًا باهتمامات الناس في مجالات كالأمان والبيئة. وقبل كل شيء، يحاول المنتجون التنبؤ بحجم الطلب على الأنواع المختلفة من المركبات مثل السيارات الصغيرة والكبيرة، والشاحنات الثقيلة والخفيفة.
يقوم المصممون، والمهندسون وكذلك مسؤولو التسويق والمديرون، بدراسة استطلاع السوق. وإذا تبين أن سوقًا معينة ـ كأناس يرغبون في سيارات صغيرة اقتصادية أو سيارات كبيرة فاخرة ـ كبيرة إلى حد كاف لإنتاج مربح، فإنه يمكن لمجلس إدارة الشركة الموافقة على برنامج إنتاج السيارة الجديدة. ويمكن أن يكلِّف مثل هذا البرنامج مبلغًا قد يتراوح بين 300 مليون وثلاثة مليارات دولار أمريكي، وينفق المقدار الأعلى من هذا المال إذا تطلَّب الإنتاج مصانع تجميع ومحركات جديدة.
هندسة الإنتاج: يقوم فريق من مهندسي السيارات بتخطيط وتنسيق وإنجاز مواصفات السيارة الجديدة وتصاميم كل قطعة لازمة لها. وبالإضافة إلى مهندسي المنتج، يمكن أن يضم الفريق مهندسين من الشركات المورِّدة للقطع ومن شركات هندسية مستقلة.
ولا تحتاج بعض الأجزاء، مثل المحرك ومجموعة نقل الحركة، إلى تطوير من أجل المركبة الجديدة إذا كانت لدى المنتج التصاميم الملائمة. ولكن ثمة أجزاء كثيرة يتم ابتكارها من جديد؛ إذ يجب توصيف كل شيء من عجلات القيادة وعجلات الطريق إلى المصابيح الأمامية والخلفية. وتعالج الحواسيب في الوقت الحاضر جزءًا كبيرًا من الأعمال الهندسية اللازمة للسيارة. ويعتمد المهندسون على برامج الهندسة بمساعدة الحاسوب لتصميم ورسم الأجزاء، ولتجميع الأجزاء في عناصر مركبة، ولتجميع هذه العناصر في مجموعات السيارة. ففي الهندسة، بمساعدة الحاسوب، يتم رسم ماسحة كل خط ومنحنى على النموذج الصلصالي من خلال تجميع المعلومات المختزنة في الحاسوب. ويستخدم الحاسوب بعدئذ لإنتاج الرسوم الهندسية اللازمة لتصنيع القوالب - وهي الأدوات الدقيقة جدًا التي تشكل المعادن والمواد الأخرى اللازمة للأجزاء والعناصر المركبة. وعندما تتم هندسة القطع والعناصر المركبة، يحصل المنتجون على نماذج أولية للمركبة المجمعة لاختبار تصميمها وهندستها. ويمكن ألا تماثل هذه النماذج السيارة النهائية على الإطلاق. ويختبر المنتجون النماذج الأولية في ميادين اختبار في حالات الطقس الجاف والحار، والطقس الحار الرطب، والبارد جدًا. ويمكن لهذه النماذج أن تعدّل مرة بعد مرة إلى أن يرضى المنتج عن نوعية العناصر وتكاليفها.
ويستخدم منتجو السيارات النماذج الأولية أيضًا لاختبار مدى تحمل السيارة ولضبط الضخ تبعًا لما هو مخطط له. وتتضمن اختبارات ضبط الضخ تشغيل النماذج الأولية لمدة 24 ساعة يوميًا حتى تقطع مسافة 80,000 كم. ويمكن لاختبارات التحمل أن تقطع ضعف تلك المسافة. وتستخدم النماذج للتحقق من أمان المركبة أيضًا. وفي أثناء قيام المهندسين بتصميم الجسم، تبين الحواسيب مدى جودة السيارة في حماية الركاب عند التصادم. ولذلك، فإن السيارة المنتجة يجب أن تصطدم بالجدران للتأكد من مطابقتها للمعايير الحكومية الخاصة بالحماية من الصدمات. ويكلف تصنيع النماذج الأولية أكثر مما يكلفه إنتاج سيارة واحدة. وإذا أخفقت النماذج في تحقيق الاختبارات، فإنه يجب إعادة تصميمها وهندستها إلى أن تجتاز هذه الاختبارات بنجاح.
هندسة التصنيع: وتتضمن تطوير العمليات الإنتاجية وتوصيف التجهيزات اللازمة لصنع المركبة النهائية وتجميعها. ويمكن أن تساعد النماذج الأولية مهندسي التصنيع على تحسين عملية الإنتاج، إذ يكشف تجميع النماذج الأولية، في أحوال كثيرة، عن مشكلات التصميم التي يمكن معالجتها ليصبح التجميع النهائي للسيارة أكثر فاعلية.
شراء المواد: ويتضمن ذلك شراء المواد الخام والأجزاء والعناصر المركبة اللازمة لإنتاج السيارة من الموردين. ويعد منتجو السيارات مواصفات الفولاذ والمطاط والمواد الخام الأخرى. ويمكن للمنتج أن يزوِّد المورِّد بنسخ من تصاميم القطع والعناصر ليقوم بتصنيعها. أو يمكن للمنتج أن يوصِّف وظيفتها وأبعادها العظمى ويترك للمورد مهمة تصميمها. ويكون الموردون، في أحوال كثيرة، من أقسام التوريد التابعة للشركة المنتجة. وتشترك هذه الأقسام مع الموردين الخارجيين في تقديم عروض أسعار للعمل المطلوب. ويسهم الموردون الخارجيون بنحو 50% من قيمة السيارات الأوروبية وبما يصل إلى نحو 75% من قيمة السيارات اليابانية. أما بالنسبة للسيارات الأمريكية، فإن القيمة التي يسهم بها الموردون الخارجيون تتراوح بين 50% و75%، بحسب الشركة المنتجة.
التصنيع: يشتمل التصنيع على صناعة الأجزاء والعناصر المكونة للسيارة الجديدة وتجميعها. وتؤدي الحواسيب في الوقت الحاضر دورًا مهمًا في تصنيع السيارة. ففي التصنيع بمساعدة الحاسوب تشغل الحواسيب آلات التشغيل التي تصنع الأجزاء والعناصر المختلفة. كما تعطى التعليمات للروبوت الذي يقوم بلحام وطلي جسم السيارة، ويؤدي مهام أخرى في تجميعها.
يتطلب تصنيع السيارة عمليات مختلفة لإنتاج أجزاء مختلفة. ففي عملية كبس المعادن تشكل المكابس المعدن في أشكال محددة بوساطة القوالب. وتشكل المكابس الصغيرة قطعًا مثل الكتائف. وتشكل المكابس الضخمة صناديق الأمتعة بمختلف أحجامها وأبواب الركاب والأرضيات والأسقف وأغطية المحركات. وفي عملية الصب، يُسكب المعدن المنصهر في قالب الصب. وتعد كتلة المحرك القطعة الرئيسية المصبوبة. وفي عملية التشكيل بالحدادة، يتم تشكيل الفولاذ أو الحديد بالتطريق وفق الأشكال المطلوبة. ويمكن تشكيل أعمدة المرفق وبعض أجزاء مجموعات التعليق بالحدادة. وتشتمل عملية التشغيل الآلي على استخدام أدوات متنوعة لقطع الأجزاء الدقيقة وجلخها وتشكيلها، كالأجزاء المكونة للمحركات ومجموعات نقل الحركة. كما تستخدم عمليات عدة لتشكيل التجهيزات اللدائنية في السيارة.
وبعد أن يتم تصنيع القطع والعناصر، يمكن تجميع السيارة على خط التجميع، الذي يمكنه إنتاج ما يصل إلى 75 سيارة في الساعة. ويشتمل التجميع النهائي على لحام أجزاء الجسم وربطها بالمسامير الملولبة، وعمليات الطلاء، وتركيب المحرك، وتركيب الأجزاء الداخلية، وإضافة التجهيزات الاختيارية. وقد ازداد استخدام الحواسيب في خطوط التجميع على نحو كبير، وذلك من خلال قيام الروبوت بمهام كثيرة، وقيام أجهزة التصوير والليزر بأداء عمليات الفحص. ومع ذلك، مازالت مصانع التجميع تحتاج إلى الأيدي العاملة للتأكد من أن جميع القطع والعناصر ـ والتجميع أيضًا ـ هي من أعلى نوعية.
صناعة السيارات
أصبحت صناعة السيارات منتشرة عالميًا على نحو متزايد، إذ كانت تسيطر عليها الولايات المتحدة؛ فكانت تنتج نحو 90% من السيارات في العالم في أوائل العشرينيات من القرن العشرين، ولكنها أصبحت بمنتصف تسعينيات القرن العشرين تنتج نحو 20% فقط. ومع ذلك، فقد ارتفعت كمية الإنتاج في الولايات المتحدة منذ العشرينيات على وجه عام. والسبب في ذلك هو نمو الإنتاج العالمي نموًا كبيرًا - من نحو 10,5 مليون مركبة آلية في عام 1950م إلى أكثر من 50 مليوناً في أواخر تسعينيات القرن العشرين.
الدول والشركات المنتجة الرئيسية. إذا قيست صناعة السيارات بحسب قيمة منتجاتها، فإنها تتصدر جميع الصناعات الأخرى في كلّ من اليابان والولايات المتحدة وفي عدد من الدول الأخرى. وتنتج معظم الدول الصناعية المركبات الآلية. وتنتج دول نامية كثيرة السيارات والشاحنات أيضًا أو تجمعها لمنتجي السيارات في دول أخرى.و ذلك بالإضافة إلى أن أكثر من مائة دولة تصنع القطع والعناصر المكونة للسيارات مثل كوريا ومصر وتركيا والبرازيل.
تُعدُّ اليابان والولايات المتحدة أكبر دولتين منتجتين للسيارات. وحلّت اليابان محل الولايات المتحدة في المرتبة الأولى لإنتاج سيارات الركاب في الفترة من 1980 إلى 1983م. ثم استعادت المركز الأول عام 1987م ولا زالت تحتفظ به. وتشمل الدول المنتجة الأخرى ألمانيا وفرنسا وروسيا وإيطاليا وأسبانيا وكندا وبريطانيا وكوريا الجنوبية. وعمومًا، فإن الدول الأكثر إنتاجًا للسيارات يكون لديها أوسع أسواق السيارات أيضًا. فلدى الولايات المتحدة أوسع سوق للسيارات. وتليها بفارق كبير كلّ من اليابان وإيطاليا وفرنسا. والواقع أن معظم الدول التي لديها صناعة سيارات ضخمة وسوق سيارات واسعة يكون لديها تجارة غزيرة في استيراد السيارات وتصديرها. وذلك باستثناء اليابان والولايات المتحدة؛ إذ تستورد اليابان جزءًا ضئيلاً من السيارات المباعة محليًا، وتصدر الولايات المتحدة جزءًا صغيرًا من إنتاجها فقط. يذكر أن شركتي جنرال موتورز وفورد للسيارات هما أكبر شركتين لإنتاج السيارات في الولايات المتحدة، وتعرف هاتان الشركتان بالإضافة إلى شركة كرايسلر بالكبار الثلاثة. وفي عام 1998م، اندمجت شركة كرايسلر مع الشركة الألمانية ديملر - بنز لتكون شركة جديدة باسم ديملر - كرايسلر أ.ج.
أستراليا: ترتبط صناعة السيارات في أستراليا ارتباطًا وثيقًا بصناعتها في الولايات المتحدة واليابان. ففي عام 1926م، افتتحت شركة جنرال موتورز خط تجميع بالقرب من ملبورن، بجوار الخط الذي أنشأته شركة فورد للسيارات قبل عام واحد. واندمجت جنرال موتورز في شركة صناعة السيارات الأسترالية هولدن في عام 1931م. ونمت صناعة السيارات في أستراليا نموًا كبيراً خلال فترة الازدهار الاقتصادي في الخمسينيات. ففي هذه الفترة، توسعت شركة جنرال موتورز هولدن بسرعة، وكذلك فعلت شركة فورد للسيارات. كما أنشأت شركة أمريكية أخرى، وهي كرايسلر، مصانع مختلفة في أنحاء أستراليا.
وبدأت شركة صناعات السيارات الأسترالية بتجميع سيارات تويوتا في عام 1963م. وفي أوائل السبعينيات، بلغت مبيعات سيارات تويوتا أكثر من 12% من المبيعات السنوية للسيارات الجديدة في أستراليا. وأنشأت نيسان، وهي شركة يابانية أخرى، مصنعاً في ملبورن عام 1968م. وفي أواخر الثمانينيات، كانت اثنتان من الشركات الرئيسية المنتجة للسيارات في أستراليا أمريكيتين، بينما كانت الشركات الثلاث الأخرى يابانية.
بريطانيا: السيارة البريطانية المتميزة هي الرولزرويس، ويتم إنتاجها منذ عام 1904م. وكان وليم موريس أول صانع سيارات بريطاني يقلد أسلوب هنري فورد في الإنتاج الكبير. ونجم عما قام به موريس، انخفاض أسعار السيارات بنسبة الربع بين عامي 1922 و 1929م، وبالتالي توقفت شركات كثيرة عن العمل. وبحلول عام 1929م، بلغ إنتاج ثلاث شركات، هي أوستن وموريس وسنجر، ثلاثة أرباع جميع السيارات المباعة في بريطانيا.
وبدأت شركة فورد بإنشاء مصنعها الضخم في داجز في إسكس عام 1925م. وفي العام نفسه اشترت جنرال موتورز شركة فوكسهول للسيارات. وبحلول عام 1939م، كان عدد الشركات المنتجة المستقلة عشرين شركة فقط.
وبعد الحرب العالمية الثانية (1939 - 1945م)، زاد اقتناء الناس للسيارات، وازداد نمو الصناعة. وفي عام 1951م، اندمجت شركتا أوستن وموريس لتكوِّنا شركة بريتيش موتورز؛ إذ تستطيع المجموعة الكبرى أن تنتج سيارات أكثر عدداً بتكلفة أقل. وبحلول عام 1954م، بلغ إنتاج صناعة السيارات أكثر من مليون مركبة آلية في السنة.
وخلال السبعينيات، تم تأميم كل من بريتيش لِيلاند، المسماة الآن مجموعة روفر، ورولز رويس. وفي عام 1980م، اندمجت رولز رويس في شركة صناعة الأسلحة فيكرز. والواقع أنه، منذ الستينيات وما بعدها، بدأت صناعة السيارات البريطانية عمومًا تلقى منافسة شديدة من السيارات المستوردة. فتقلصت شركات بريطانية كثيرة. وقد تم تأميم قسم كبير من الصناعة بسبب خسائرها.
طرأ تحسن في الثمانينيات من خلال التعاون مع الشركات الأجنبية. والمثال على ذلك شركة بريتيش لِيلاند التي تعاونت مع الشركة اليابانية هوندا في إنتاج سيارات مثل ترايومف أكليم. وفي أواخر الثمانينيات، شملت الشركات البريطانية الناجحة نيسان وفورد وروفر.
أيرلندا: لم يبدأ تجميع السيارات في أيرلندا قبل عام 1933م. وكانت أوستن وفورد وموريس من بين شركات التجميع الرائدة. ولكن صناعة التجميع تدهورت تدريجيًا، وفي أواسط الثمانينيات أُغلقت جميع مصانع التجميع الأيرلندية.
فرنسا: يوجد في فرنسا ثلاث شركات رئيسية لصناعة السيارات، اندمجت اثنتان منها في عام 1974م عندما ضَمّت شركة بيجو إليها شركة ستروين وكونت مجموعة بيجو ـ ستروين. وفي عام 1979م، اشترت هذه المجموعة أسهم شركة كرايسلر في أوروبا. والشركة الفرنسية الرئيسية الصانعة للسيارات هي الشركة المؤممة رينو. بدأت رينو الإنتاج بالجملة للسيارات خلال العشرينيات، ولكن الألمان استولوا عليها خلال الحرب العالمية الثانية. وأصبحت رينو شركة مؤممة منذ عام 1945م.
ألمانيا: تدين ألمانيا بمقدار وافر من نجاحها في السوق العالمية لإنتاج سيارة الفولكسواجن. ففي عام 1960م، تجاوزت ألمانيا كلاً من بريطانيا وفرنسا لتصبح ثانية أكبر منتج للسيارات في العالم. وقد حافظت ألمانيا طوال الثمانينيات على مركز قوي في السوق العالمية، بسبب نجاح شركات مثل بي. إم. دبليو ومرسيدس بنز بالدرجة الأولى. وكانت الدولتان المنافستان الرئيسيتان لها هما إيطاليا واليابان.
إيطاليا: أضخم شركة صانعة للسيارات في إيطاليا هي فيات التي بدأت بالتصدير إلى إنجلترا وفرنسا عام 1903م. وقد عقدت عام 1966م اتفاقًا مع الاتحاد السوفييتي السابق لإنشاء مصنع لإنتاج سيارات لادا في روسيا. واستولت فيات على شركة لانسيا وسيطرت على 50% من شركة فيراري عام 1969م. وفي عام 1986م، اشترت شركة ألفا روميو بقصد دمجها في لانسيا. وفي أواخر الثمانينيات، أصبحت فيات أضخم منتج للسيارات في أوروبا. وقد أدى نجاح هذه الشركة إلى الازدياد السريع في إنتاج إيطاليا من نحو 500,000 سيارة في عام 1960م إلى 1,5 مليون سيارة سنوياً خلال السبع السنوات التالية. وكانت اليابان المنافِس الرئيسي لتقدمها خلال الستينيات.
اليابان: أهم الشركات الرئيسية الصانعة للسيارات في اليابان هي هوندا التي بد
السَّيَّـارة إحدى وسائل النقل والمواصلات في العالم. هناك أكثر من 400 مليون سيارة ركاب وما يزيد على 100 مليون شاحنة خفيفة مقفلة أو مكشوفة. ويستخدم ملايين الأشخاص سياراتهم لتساعدهم على كسب الرزق أو السّفر بهدف المتعة.
توجد معظم سيارات العالم في كلّ من الولايات المتحدة، وكندا، واليابان، وأوروبا الغربية. وقد تغيرت أساليب الحياة في جميع هذه الدول تغيرًا كبيرًا بسبب السيارة، فلم يعد سكان المناطق الزراعية يعيشون في عزلة. ففي معظم الدول، تتيح لهم سياراتهم إمكانية الوصول بسهولة إلى المدن والحواضر. وأدّى ازدياد قابلية الانتقال لجميع فئات الشعب إلى استمتاع أكبر بأوقات الفراغ؛ إذ مكّن تطور السيارة سكان المدن من السفر إلى الريف لقضاء فترة استجمام، كما صار بإمكان الناس زيارة أقربائهم القاطنين في مناطق بعيدة أو نائية.
حدّد استخدام السيارة على نحو واسع سمات كثيرة مميزة للحياة العصرية. يرتبط الكثير من هذه السمات بالولايات المتحدة، الدولة الأولى التي أصبح استخدام السيارة شائعاً فيها. وتشمل هذه السمات إنشاء مراكز تجارية وفنادق خارج المدن، وإنشاء أنواع مختلفة من الأماكن التي يمكن ارتيادها بالسيارات بما في ذلك المطاعم والمصارف ودور السينما. وتوجد في دول كثيرة طرقات عامة ضخمة أنشئت بالدرجة الأولى للسيارات.
قبل أن يمتلك الناس السيارات، كانوا يمشون أو يركبون الدراجات لقطع مسافات قصيرة. وكان السفر لمسافات طويلة يتم في معظمه بالقطار أو بالترام أو بنوع من العربات التي تجرها الخيول أو بالجمال. وفي الواقع، كانت السيارات البدائية تسمى أحيانًا عربات بلا أحصنة.
يمكن أن يعزى منشأ السيارة إلى أوروبا. لكنها في الواقع، أصبحت أهم وسيلة نقل في الولايات المتحدة أولاً. وكانت معظم السيارات الأوروبية تصنع يدوياً، وكانت غالية الثمن، فكان الأغنياء فقط هم القادرين على شرائها. وفي أوائل القرن العشرين، بدأ كلّ من رانسم إيلي أولدز وهنري فورد ورواد آخرون عمليات الإنتاج بالجملة للسيارات. وعلى الرغم من أن بعض الناس لم تعجبهم "العربة بلا أحصنة"، فقد رحّب كثيرون بقدوم الآلة الجديدة، لأنها ستقوم مقام العربات التي تجرها الخيول. فلم يعد روث الخيل المقزز مبعثراً على الطرقات؛ يصدر روائح كريهة جداً ويجذب الذباب الناقل للأمراض. ولم يعد الناس بحاجة إلى تحمل عبء رعاية الخيول أو إلى التقيد بالتنقل إلى مسافات قصيرة.
في الوقت الحاضر، تملك الولايات المتحدة الأمريكية، نحو 130 مليون سيارة، أي أكثر من أي دولة أخرى. ففي كل من الولايات المتحدة وأستراليا وفرنسا وألمانيا الغربية سيارة لكل شخصين تقريبًا. أما بريطانيا فلديها سيارة لكل ثلاثة أشخاص تقريبًا، ولدى اليابان سيارة لكل أربعة أشخاص.
وتعد صناعة السيارات واحدة من أهم الصناعات في العالم؛ إذ يُنتج منها أكثر من 30 مليون سيارة سنويًا. وتنتج اليابان والولايات المتحدة معاً نحو نصف إنتاج العالم من السيارات. ومن أهم الدول الأخرى التي تنتج السيارات ألمانيا وفرنسا وإيطاليا وأسبانيا. وهناك صناعة سيارات أيضاً في كل من أستراليا وتشيكوسلوفاكيا (السابقة) والهند وكوريا الجنوبية وماليزيا والسويد والمملكة المتحدة.
وترغب دول نامية كثيرة في إنشاء صناعة سيارات. وذلك لأنها تكفل وتدعم مجالاً واسعًا من الأعمال، كما تحفز النمو الاقتصادي. والواقع أن صناعة السيارات مُسْتَهْلِك مهم لصناعات أخرى، مثل صناعة الفولاذ. ويعمل الملايين من الناس في أعمال ترتبط بالسيارات، كصالات العرض وورش الإصلاح ومحطات الوقود.
أحدثت السيارات مجالات واسعة للعمل، و أضافت منافع كثيرة إلى الحياة اليومية. ولكنها جلبت أيضًا مشكلات كثيرة؛ فقد قلل ازدحامُ السيارات، خصوصاً في المدن الكبرى، من فوائد اقتناء السيارة، كما خلقت مشكلات الضجيج والتلوث. وتعاني الدول التي ليس لديها صناعة سيارات من مشكلات اقتصادية ناجمة عن التكلفة المرتفعة لاستيراد السيارات. و من ناحية أخرى، فقد أصبحت حوادث السيارات واحدة من أخطر المشكلات في الوقت الحاضر.
عولجت مشكلات استخدام السيارة بوسائل عدة خلال السنوات الأخيرة. فقد تم خفض التلوث في أماكن كثيرة عن طريق قوانين تنظم تصميم السيارات. كما اكتشف المهندسون أساليب لبناء طرق أكثر أمانًا، وطوَّر منتجو السيارات عوامل الأمان في السيارات وحسَّنوها. وقد ألزمت القوانين في دول كثيرة السائقين باستخدام تجهيزات الأمان في السيارات مثل أحزمة الأمان.
أهمية السيارات
أثّر تطور السيارات تأثيراً هائلاً في أسلوب حياة الناس في معظم أنحاء العالم. وربما لم يُحْدِث أي اختراع أو اكتشاف أو أي تقدم تقني آخر تأثيراً في المجتمع أكبر وأسرع من اختراع السيارة.
التأثير الاجتماعي: وفَّرت السيارة للكثيرين حرية الحركة. فهي تمكنهم من أن يقرروا المكان الذي يرغبون الذهاب إليه والزمان الذي يصلون فيه إلى ذلك المكان. وتؤثر السيارة في تحديد أماكن سكن الناس ومواقع عملهم، وفي كيفية قضاء أوقات الفراغ. بدأت التغيرات المدهشة التي أحدثتها السيارة في حياة الناس في الولايات المتحدة، وانتشرت بعد ذلك في معظم أنحاء العالم، خصوصاً في الدول الصناعية. أما في الدول النامية، فتعمل السيارة على تغيير أنماط الحياة على نحو متزايد.
عندما تم إنتاج السيارات الأولى، كان الأغنياء فقط هم القادرين على شرائها. ولكن سرعان ما انخفضت أسعارها بسبب ازدياد الإنتاج استجابة لنمو الطلب. وقد أدّى ذلك إلى وضع السيارة في متناول يد عدد متزايد من الناس. ووجد سكان المدن الأثرياء أن اقتناء سيارة أرخص من الإبقاء على حصان وعربة. كما أدى النمو في اقتناء السيارات إلى بناء طرقات أكثر وأفضل، مما زاد أيضًا في حركة السفر.
ومع أن الذين اشتروا السيارات، كانوا في البداية من سكان المدن الأغنياء، فقد أصبح سكان الريف يشكلون المجموعة الضخمة الأولى من مالكي السيارات. ففي أواخر عام 1890م، كان معظم الناس في أمريكا، وأستراليا، ومعظم أوروبا يقطنون المناطق الريفية. وكان كثير منهم من المزارعين أو من القاطنين في مدن صغيرة تخدم المزارعين. وفي أوائل القرن العشرين أصبح هؤلاء أول جماعة ضخمة من مشتري السيارات. والواقع أن السيارات والشاحنات ساعدت المزارعين على بيع منتجاتهم على نحو أسرع وفي مناطق أبعد، ومكنتهم من السفر الكثير وبراحة أكبر من أي وقت مضى.
قبل اختراع السيارات، كان عمال المدن يمشون، أو يركبون الدراجات أو القطارات أو العربات التي تجرها الخيول للوصول إلى أماكن عملهم. ولكن، عندما تحسنت الطرقات وانتشر اقتناء السيارات خلال العشرينيات، من القرن العشرين، ازدادت حركة انتقال الناس إلى الضواحي بسبب الحرية التي توفرها السيارة. وفي أواسط الخمسينيات، بدأت المصانع بالانتقال إلى الضواحي أيضاً.
التأثير الاقتصادي: تعتمد بعض الدول الصناعية، مثل الولايات المتحدة واليابان وألمانيا وفرنسا وبريطانيا وإيطاليا على إنتاج السيارات لتوفر العمل للملايين من العمال. وحتى في الدول الصناعية التي لديها إنتاج ضئيل للسيارات أو ليس لديها مثل هذا الإنتاج ـ مثل، النرويج ونيوزيلندا ـ أصبح الاستخدام الكبير للسيارات أمرًا حيويًا للاقتصاد. والواقع أن محطات الوقود والفنادق والمطاعم وكذلك الأعمال الأخرى التي توفر الخدمات للمسافرين بالسيارات، تُعَدُّ ذات أهمية كبرى للرفاهية الاقتصادية في جميع الدول الصناعية، كما أنها ذات شأن متزايد في الدول النامية.
وبالإضافة إلى ذلك، بدأ كثير من الدول النامية بتصنيع المركبات الآلية أو بتركيب أجزائها لحفز الصناعة وتوفير المركبات اللازمة للتطور. فقد، أنشأت الصين، على سبيل المثال قاعدة كبيرة لصناعة السيارات ووسعت الفلبين إنتاج القطع بهدف التصدير إلى منتجي السيارات في الدول الأخرى.
مشكلات الأمان والتأثير البيئي
مشكلات الأمان: يُقَدَّر عدد ضحايا حوادث السيارات في العالم بنحو 300,000 شخص سنويًا. ويمثّل الشباب جزءاً كبيراً من هؤلاء الضحايا. ففي أمريكا هناك ضحايا تراوحت أعمارهم بين خمس سنوات و 32 سنة بسبب حوادث السير أكثر من أي سبب آخر. ويشكل الشباب كذلك أعلى نسبة في حوادث الطريق بين جميع السائقين.
يعد السائقون العامل الرئيسي في أمان المركبات لأنهم المسؤولون عن نحو ثلثي الحوادث بصفة عامة. فهم يسببون الحوادث بسرعتهم المفرطة، وبقيادتهم في المسار الخاطئ وبقيامهم بانعطافات غير ملائمة، وبمخالفتهم قواعد القيادة الآمنة. كما يتسبب السائقون السُّكَارى في الكثير من وفيات المرور؛ ذلك أن الكحول يجعل رد فعل السائق بطيئاً، ويخفض التيقظ والقدرة على التركيز، ويضعف الرؤية.
وقد أصبحت السيارات أكثر أمانًا على مدى السنين بسبب التحسينات التي تم إدخالها على تصميمها وصناعتها؛ إذ يجب على منتجي السيارات التقيد بالمعايير الصارمة التي تفرضها الحكومات بهدف تفادي الحوادث وحماية السائقين والركاب. وتشتمل هذه المعايير على أمورمثل التركيب الأساسي للأضواء، عاكسات الضوء، المكابح، الإطارات، النوافذ، ماسحات الزجاج الأمامي، أجهزة لوحة القيادة. وتتضمن معايير حماية ركاب السيارة تركيب الأحزمة التلقائية للأمان أو الأكياس الهوائية ومساند الرأس وواقيات الصدمات. وتمثل أحزمة الأمان على الأرجح أفضل التجهيزات الرئيسية للأمان. ويجب على السائق ألا يفترض أن محرك السيارة ومكابحها وأضواءها ونظام التوجيه فيها تعمل دومًا على نحو صحيح. لذا، يجب اختبار جميع التجهيزات بانتظام.
أدّت تقنيات بناء الطرق الحديثة إلى التقليل المتزايد لأخطار حوادث السيارات. ولبناء طرق مأمونة، يأخذ المهندسون في الحسبان عوامل مثل أساسات الطرق وسطوحها، والإضاءة، وحواجز الأمان، والتسوية. ويخططون بعناية الطرق الجانبية، ومفارق الطرق، والطرق المنزلقة المؤدية إلى الطرق الرئيسية، وإشارات المرور، وعددًا من مسارات الطرق.
التأثير البيئي: ولأن السيارات تحرق البترول، فإنها تطلق في الهواء الهيدروكربونات، وأول أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، وبالتالي فإن هذه الغازات تلوِّث الهواء. والواقع أن تلوُّث الهواء يعرّض صحّة الناس للخطر ويضرّ بالمحاصيل والدواجن والمواشي. وتسبب السيارات تلوثًا شديدًا في الكثير من المدن الكبرى في العالم. ويحدث التلوث الشديد خصوصًا في مدن مثل لوس أنجلوس، ومكسيكو سيتي وطوكيو ومدريد حيث تزدحم الشوارع والطرق بحركة المرور.
اتخذت دول كثيرة إجراءات للحد من تلوث الهواء الذي تسببه السيارات. وتضع الوكالات المسؤولة عن تنفيذ هذه الأنظمة معايير ضخ تحدِّد كمية التلوث التي يُسْمَح للسيارات الجديدة بإنتاجها.
أحرز منتجو السيارات تقدمًا كبيرًا في مجال خفض ضخ الملوثات الرئيسية من خلال مراعاة المعايير البيئية الصارمة. فمثلاً، تم منذ الستينيات خفض كميات الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون المنبعثة من السيارات الأمريكية بنسبة 95% وأكاسيد النيتروجين بنسبة 90% وقد تم إنجاز هذا الخفض، في معظمه، عن طريق تركيب المحوِّل الحفَّاز في نظام العادم في السيارات، إذ يحوِّل هذا الجهاز أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
كيف تعمل السيارة؟
يصف هذا الجزء الأجهزة المترابطة الرئيسية التي تقوم معًا بتشغيل السيارة. ولكن من المفيد، أولاً، فهم الطريقة الأساسية التي تعمل بها السيارة النموذجية.
يتم تجهيز معظم السيارات في الوقت الحاضر بمحرِّك يعمل بالبنزين مركَّب في مقدمتها، وبمجموعة نقل حركة يدوية أو تلقائية، وبمجموعة إدارة بالعجلات الأمامية. والمحرك النموذجي محرك احتراق داخلي يعمل بوساطة حرق خليط من البترول والهواء داخل أسطوانات مغلقة. عند إدارة مفتاح الإشعال في السيارة، تمر الكهرباء الناتجة من البطارية إلى بادئ التشغيل الذي يعمل على تدوير المحرك. تتحرك الكبَّاسات إلى أعلى و أسفل داخل أسطوانات المحرك. وفي أثناء حركة الكباسات إلى أسفل، تكون صمامات الدخول المركبة فوق الأسطوانات مفتوحة، ويتم امتصاص خليط الوقود والهواء إلى داخل الأسطوانات. ثم تعود الكباسات فتتحرك إلى أعلى ضاغطة خليط الوقود والهواء. ويشتعل الخليط بوساطة الشرارات الكهربائية الناتجة من شمعات الإشعال، ويبدأ المحرك بالدوران وتتحرك الكباسات بسرعة.
يؤدي تمدد غازات الاحتراق إلى دفع الكباسات إلى أسفل، وتزوِّد أشواط الهبوط هذه السيارة بالقدرة التي تحركها إذ تدير أشواط هبوط الكباسات عمود المرفق. وتنتقل القدرة من عمود المرفق إلى مجموعة نقل الحركة، وأخيرًا إلى العجلات الأمامية. وتنفلت الغازات عندما تُفْتح صمامات العادم، المركبة فوق الأسطوانات، وتتحرك الكباسات إلى أعلى، لتطرد العوادم من خلال المحَوّل الحفَّاز (في حالة وجوده)، فخافض الصوت ثم أنبوب العادم.
كيف تعمل السيارة؟ (مجموعة القدرة)
مجموعة القدرة: يعد المحرك قلب مجموعة القدرة في السيارة، بل قلب السيارة نفسها، فهو ينتج القدرة التي تدير العجلات وتولد الكهرباء اللازمة لتشغيل الأضواء والأجهزة المساعدة. وتتضمن مجموعة القدرة أيضًا: 1- نظام الوقود 2- نظام العادم 3- نظام التبريد 4- نظام التزييت.
المحرك. يتم تجهيز معظم السيارات بمحرك بترول واحد. و يمكن تركيب المحرك في أغلبية السيارات في مقدمتها. ويمكن تركيبه في بعضها الآخر في الخلف أو في الوسط. وتحتوي كتلة المحرك، المسماة أيضًا كتلة الأسطوانات، على أجزاء المحرك الداخلية وتوفر القاعدة للمضخات والبكرات والأجزاء الملحقة الأخرى. وتسبك الكتل من الحديد الزهر أو من سبائك الحديد أو الألومنيوم. وتحوي كتلة المحرك تجاويف الأسطوانات التي تتحرك بداخلها الكباسات.
يتغير عدد الأسطوانات وترتيبها وفق طرز السيارات. فمن الممكن أن يتألف محرك من أسطوانتين أو ثلاث أسطوانات أو أربع أو خمس أو ست أو ثماني أسطوانات، أو من 12 أسطوانة. وفي معظم الأحوال، تُرتَّب الأسطوانات إما في صف مستقيم واحد أو في صفين متساويين بينهما زاوية ليشكلا حرف "v". ويسمى المحرك "v" المستقيم ذو 4 أو 6 أسطوانات، مثلاً، بالمحرك المستقيم الرباعي أو السداسي حسب الحالة. أما المحرك على شكل V ذو الـ 4 أو 6 أو 8 أسطوانات، فإنه يسمى بالمحرك 4- V، 6 - V، أو 8 - V على التوالي. وكلما احتوى المحرك على عدد أسطوانات أكثر، كانت قدرته أكبر.
ويعمل محرك البترول في معظم السيارات بدورة رباعية الأشواط. ففي أثناء شوط السحب، يتحرك الكباس إلى أسفل الأسطوانة، ويسحب خليط الوقود والهواء عبر صمام الدخول المفتوح. ثم يغلق الصمام، ويعود الكباس فيتحرك إلى أعلى الأسطوانة في شوط الانضغاط ضاغطًا خليط الوقود والهواء. وفي نهاية هذا الشوط، تشعل شمعة الإشعال الخليط المضغوط. والواقع أن الاحتراق يسبب تمدد الغازات، فتدفع الكباس إلى أسفل في شوط القدرة. وفي أثناء شوط العادم، يتحرك الكباس إلى أعلى ثانية ليطرد غازات الاحتراق عبر صمام العادم المفتوح. ثم يغلق صمام العادم، ويفتح صمام الدخول، وتبدأ الدورة من جديد.
وفي أثناء شوط القدرة، ينقل ذراع التوصيل الطاقة من الكباس إلى عمود المرفق الذي ينقلها بدوره إلى مجموعة نقل الحركة. ولكي تدور عجلات السيارة، يجب تحويل حركة الكباس الترددية إلى حركة دورانية. وتقوم بذلك مجموعة ذراع التوصيل وعمود المرفق، إذ يحول ذراع التوصيل حركة الكباسات الترددية إلى حركة عمود المرفق الدورانية.
وتنظم تجهيزات متقدمة جدًا المحركات الحديثة. فتتلقّى وحدة تحكم إلكترونية المعطيات المتعلقة بسرعة المحرك، وبضغط الهواء ودرجة حرارته، وبعوامل أخرى. وتستخدم الوحدة هذه المعطيات لتنظيم توقيت شرارات الإشعال وتدفق الوقود. وهي تضبط عمل المحرك مئات المرات في الدقيقة.
نظام الوقود يختزن الوقود في خزان البترول وينقله إلى المحرك. وتستوعب معظم الخزانات نحو 40-75 لترًا، وهي مصنوعة من الفولاذ أو اللدائن. كما يقوم نظام الوقود بخلط البترول بالهواء. وليحترق البترول بدرجة كافية، فإنه يجب أن يتبخَّر إلى قطرات دقيقة جدًا أولاً، ومن ثم يختلط بالهواء.
يستخدم الكثير من السيارات المنتجة منذ أواخر الثمانينيات من القرن العشرين نظامًا يسمى حقن الوقود، يعطي الكميات المضبوطة من البترول في فترات زمنية معينة. وتقوم مضخة مركَّبة في خزان الوقود، أو على المحرِّك، بدفع البترول تحت ضغط عال من الخزان عبر أنابيب إلى محاقن الوقود. ويمكن أن يكون نظام الحقن متعدد الفتحات، أو أحادي النقطة. ويحتوي النظام المتعدد الفتحات، أو الفتحات المباشرة، على محقن لكل أسطوانة على حدة. أما في النظام الأحادي النقطة، فإن الوقود يحقن في حلق مشعب الدخول (مشعب السحب)، يتكون أساسًا من أنبوب ذي فروع إلى كل أسطوانة. والمحقن العادي صمام ذو إبرة. ويفتح تيار كهربائي الصمام، فيسمح ذلك للوقود المضغوط بالخروج على شكل رذاذ. لمزيد من المعلومات.
وتستخدم سيارات كثيرة الكاربريتر لتزويد المحرك بخليط الوقود والهواء. ولكن حقن الوقود أكثر كفاية من الكاربريتر. فباستخدام الكاربريتر يصعب، التحكم في الوقود بدقة كافية لبلوغ قيم الضخ المنخفضة وكفاية الوقود المطلوبة في السيارات في الوقت الحاضر.
نظام العادم يعمل مع نظام التحكم في الضخ. يزيل نظام العادم غازات الاحتراق من المحرك، بينما يخفض نظام التحكم في الضخ تلوث الهواء.
وعلى الرغم من وجود أنظمة حقن الوقود الدقيقة، فإن المحرك لا يحرق الوقود كله تماماً، وبالتالي قد يَنْتُج ضخ يكون ضارًا. وتنطلق غازات الاحتراق والغازات المحترقة جزئياً من المحرك وتدخل أنبوبًا، أو مجموعة من الأنابيب تسمى مشعب العادم. وبعدئذ تخرج هذه الغازات عبر أنبوب العادم. وتجهز بعض السيارات بمحوّل حفَّاز. والجزء الداخلي من هذا الجهاز مقسم إلى خلايا تشبه قرص العسل أو تُحْشى، أحياناً، بكريّات. وتطلى جدران الخلايا أو الكريات ببعض الفلزات النادرة مثل البلاتين والبلاديوم والراديوم. وعند جريان العادم فوق الفلزات، يحدث تفاعل كيميائي مما يؤدي إلى تفكك الملوثات إلى نوع من الضخ أكثر سلامة.
وبعد ذلك، تمر غازات العادم إلى خافض الصوت. ويخرج العادم من المحرك بسرعة وبدرجة حرارة أعلى بكثير من درجة حرارة الهواء الخارجي. فإذا أطلق مباشرة في الهواء، فإنه يتمدد فجأة ويحدث ضجيجًا مرتفعًا. لذا، يستخدم خافض الصوت مجموعة من الأنابيب المثقبة التي تعمل على تبريد العادم وإبطاء جريانه قبل خروجه من أنبوب العادم، وهكذا، فإنه يقلل الضجيج.
وفي أثناء سير السيارة أو إيقافها تحت أشعة الشمس، يتبخر البترول من المركبة. ويمكن لهذا التبخر أن يطلق هيدروكربونات ضارة في الجو. لذا، تجهز بعض السيارات بنظام منفصل يتحكم في مثل هذه الضخات عن طريق تجميع الأبخرة وتوجيهها عبر قناة إلى المحرك لحرقها.
نظام التبريد يحمي المحرك من السخونة المفرطة التي يمكن أن تعطبه. ففي الدول التي يسود فيها الطقس البارد جدًا، تستخدم السيارات محلول تبريد يتألف من مزيج من الماء ومانع تجمد. تدور مضخة محلول التبريد من خلال ممرات تحيط بالأسطوانات تسمى الدُّثُر المائية. ويمتص محلول التبريد حرارة المحرك أثناء جريانه في الدثر المائية. ثم يمر محلول التبريد المسخن من خلال أنابيب نحاسية أو ألومنيوم في المشع (الراديتر أو المشعاع)، فتمتص زعانف النحاس أو الألومنيوم، المركَّبة حول الأنابيب، الحرارة من محلول التبريد الدائر في الأنابيب. وتؤدي حركة السيارة وعمل المروحة، عند السرعات البطيئة، إلى سحب الهواء من خلال المشع. وعندما يمر الهواء بين الزعانف، فإنه يمتص الحرارة منها. ويعود محلول التبريد المبرد إلى المحرك وتبدأ العملية من جديد. وتتحكم ترموستات في درجة حرارة المحرك من خلال تنظيم تدفق محلول التبريد عبر المشع.
نظام التزييت يوصل الزيت إلى الأجزاء المتحركة في المحرك. وأثناء جريان الزيت خلال المحرك، فإنه يكسو هذه الأجزاء بغشاء زيتي. ويقلل التزييت الاحتكاك، وبالتالي يخفض من تآكل المحرك إلى أدنى حد. ويساعد الزيت على تبريد المحرك أيضًا. ويختزن الزيت في وعاء، أو حوض مركب تحت المحرك. وتدور مضخة الزيت من الحوض خلال مرشِّح، ثم عبر أنابيب إلى المحرك. ويمنع المرشح الشوائب من الدخول إلى المحرك.
كيف تعمل السيارة؟ (رتل القوة - ناقل الحركة)
رتل نقل القدرة أو رتل الإدارة. يقوم هذا الرتل (المجموعة) بنقل القدرة من المحرك إلى عجلات الإدارة، أي العجلات التي تحرك السيارة. وهي تشتمل على: 1- مجموعة نقل الحركة 2- مجموعة الإدارة.
مجموعة نقل الحركة تتلقى القدرة من الحركة الدورانية للحذَّافة، وهي قرص ثقيل يديره عمود المرفق. وتتصف هذه الحركة الدورانية بسمتين مترابطتين؛ السرعة وعزم الدوران. تشير السرعة إلى معدل الدوران، ويشير عزم الدوران إلى قوة اللي. وتستخدم مجموعة نقل الحركة تروسًا لتغيير نسبة السرعة إلى عزم الدوران. فمثلاً، تحتاج السيارة إلى عزم دوران كبير لتبدأ بالحركة من السكون. ولكن، عندما تتحرك السيارة، فإنها تحتاج إلى عزم دوران أقل وسرعة أكبر. ويوفر الترس ¸الأول· أو البطيء أكبر عزم دوران وأخفض سرعة. وعندما تبدأ سرعة السيارة في الازدياد، ويتم تبديل مجموعة نقل الحركة إلى تروس السرعات العالية، ينقص عزم الدوران وتزداد السرعة.
وإذا احتوت السيارة على مجموعة نقل حركة يدوية، فإن السائق يبدل تعشيق التروس عن طريق رافعة تعشيق، وتسمى أيضًا ذراع تبديل السرعة. وبعد أن تتحرك السيارة وتكتسب سرعة، يبدل السائق التعشيق إلى ترس السرعة الثانية وبعد ذلك إلى تروس السرعات الأعلى. وتحتوي معظم مجموعات نقل الحركة اليدوية في السيارات الحديثة على أربع سرعات أمامية أو خمس، وتعشيقة خلفية واحدة. وعند تبديل التعشيق، يجب على السائق أن يدوس على القابض لكي يفصل المحرك عن مجموعة نقل الحركة.
وإذا احتوت السيارة على مجموعة نقل حركة آلية (أوتوماتيكية)، فإن السائق لا يحتاج إلى تشغيل رافعة التعشيق والقابض. ففي حالة السير إلى الأمام، يزلق السائق رافعة الاختيار إلى وضع الإدارة. وينظم حاسوب دقيق وضغط الزيت الهيدرولي مجموعة نقل الحركة تبعًا لسرعة السيارة، إذ يبدل التعشيق إلى الترس الأكثر ملاءمة لحالة قيادة معينة. وتحتوي معظم مجموعات نقل الحركة الآلية في السيارات الحديثة على أربع سرعات أمامية وتعشيقة خلفية واحدة. يصل محول عزم دوران الحذَّافة بمجموعة نقل الحركة الآلية، ويعمل على زيادة عزم الدوران. كما يسمح للسائق بأن يبقي تعشيق نقل الحركة قائمًا عند دوران المحرك ببطء، في حين يمكنه إيقاف السيارة عن طريق الكبح برفق.
مجموعة الإدارة تنقل قدرة المحرك من مجموعة نقل الحركة إلى العجلات التي تحرك السيارة. وتبعًا لطراز السيارة، فإنه يمكن لهذه أن تكون العجلات الأمامية، أو العجلات الخلفية، أو كلتا المجموعتين من العجلات معًا.
ويحتوي الكثير من السيارات في الوقت الحاضر على الإدارة بالعجلات الأمامية؛ إذ لا تقوم العجلات الأمامية بتوجيه السيارة فحسب وإنما تديرها أيضًا. و تشمل الإدارة بالعجلات الأمامية المحرك، ومجموعة نقل الحركة، والوحدة التفاضلية في مقدمة السيارة. والوحدة التفاضلية هي مجموعة من التروس التي تمكن العجلة الخارجية من الدوران بسرعة أكبر من سرعة العجلة الداخلية عند سير السيارة في منعطف، حيث تقطع العجلة الخارجية مسافة أطول عند السير في المنعطفات. وبالتالي يتعين عليها الدوران بسرعة أكبر لتجتاز هذه المسافة في الزمن نفسه. تنتقل القدرة من مجموعة نقل الحركة عبر الوحدة التفاضلية إلى كل من العجلتين الأماميتين عن طريق قضيب قصير يسمى عمود إدارة نصفي. ويمكن أن تكون السيارات ذات الإدارة بالعجلات الأمامية أقل حجمًا من تلك التي تدار بالعجلات الخلفية.
وتحتوي السيارات ذات الإدارة بالعجلات الخلفية على عمود إدارة طويل لنقل القدرة إلى العجلات الخلفية. وتتصل الوحدة التفاضلية بالمحور الخلفي. وتوفر الإدارة بالعجلات الخلفية توزيعًا للوزن، بين مقدم السيارة ومؤخرها أفضل مما توفره الإدارة بالعجلات الأمامية. ويحسِّن التوزيع الأفضل للوزن أداء السيارة أثناء السير. وتشمل السيارات ذات الإدارة بالعجلة الخلفية بعض المركبات الكبيرة الحجم، وذلك بالإضافة إلى بعض السيارات الفاخرة العالية الأداء.
وتنتقل الحركة في المركبات ذات الإدارة بالعجلات الأربع إلى العجلات الأربع كلها. ويوزع غلاف النقل القدرة بين العجلات الأمامية والخلفية. وتوفر الإدارة بالعجلات الأربع قوة سحب جيدة على الطرقات الوعرة أو الزلقة. والواقع أن كثيرًا من الشاحنات الخفيفة، وبعض السيارات، ذات إدارة بالعجلات الأربع. وفي مركبات كثيرة، يستطيع السائق أن يبدِّل من الإدارة بالعجلات الأربع إلى الإدارة بعجلتين على نحو متناوب.
ت؟ (أنظمة التحكم - وسائل الراحة)
أنظمة التحكم. يتضمن نظام التحكم :1- نظام التوجيه 2- نظام الكبح.
نظام التوجيه: يتحكم بالعجلات الأمامية. ويشغِّله السائق بوساطة عجلة القيادة المركبة في نهاية عمود التوجيه. وتحتوي معظم السيارات الحديثة على جهاز توجيه بالجريدة المسننة والتريس. والتريس هو ترس دائري صغير مركب في النهاية السفلى لعمود التوجيه. وتتعشق أسنان التريس بأسنان الجريدة، وهي قضيب مسطح مسنن. وعندما يدير السائق عجلة القيادة إلى اليسار أو إلى اليمين، يدفع التريس الجريدة إلى التحرك في الاتجاه المعاكس؛ فتدير الجريدة العجلات في الاتجاه المعاكس لحركتها عن طريق قضيب شدّ يتصل بكل منها. ويحتوي الكثير من السيارات على توجيه مؤازر، حيث يساعد جهاز هيدرولي على دفع الجريدة. ويستطيع السائق أن يدير عجلة القيادة بسهولة كبيرة جدًا بوساطة التوجيه المؤازر.
نظام الكبح يبطئ السيارة أو يوقفها. وتزود السيارات بمكابح (فرامل) لعجلاتها الأربع كلها. وتستخدم جميع السيارات الحديثة مكابح قُرصيّة للعجلات الأمامية، وتستخدم معظمها مكابح طبلية للعجلات الخلفية. وتُزَوَّد بعض السيارات بمكابح قرصية للعجلات الأربع. ويشغل الضغط الهيدرولي كلا نظامي الكبح. فعندما يضغط السائق على دواسة الكبح، يجري سائل الكبح خلال أنابيب الكبح إلى كل من العجلات. ويدفع ضغط السائل مادة احتكاكية إلى الاحتكاك بالأقراص أو الطبلات المتصلة بالعجلات المتحركة. فيبطئ الاحتكاكُ الناتج العجلات أو يوقفها.
تستخدم السيارات المجهزة بالمكابح المؤازرة القدرة من المحرك لتساعد على دفع السائل خلال جهاز الكبح. وتجعل المكابح المؤازرة دفع دواسة الكبح أكثر سهولة، ولكنها لا توقف السيارة على نحو أسرع من المكابح الأخرى. وتجهز سيارات كثيرة بجهاز كبح مانع للقفل يُبْقي على دوران العجلات، في بعض الأحوال، بعد تطبيق المكابح. ويمنع هذا الجهاز السيارة من الانزلاق، حتى على الطرق المبللة أو المكسوة بالجليد. وفي معظم السيارات، يتحكم حاسوب بالجهاز المانع للقفل.
المجموعة الحاملة: تتحمل الإطارات، والعجلات، والمحاور، ومجموعة التعليق وزن السيارة. وفي الماضي،كان الهيكل ـ تركيبة مستطيلة من الأنابيب الفولاذية الثقيلة ـ يركب أسفل السيارة ويتحمل وزن جسم السيارة. ولا تحوي معظم السيارات، في الوقت الحاضر جسمًا وهيكلاً منفصلين. وبدلاً من ذلك، فإنها تبنى من جسم مصنوع من ألواح فولاذية ملحومة معاً لتشكل حيز المحرك وحيز الركاب وحيز الأمتعة، وأما ألواح الهيكل السفلي فهي ملحومة بألواح الجسم.
وتمكن مجموعة التعليق العجلات من الحركة إلى أعلى وإلى أسفل تبعًا لتغيرات سطح الطريق. كما تساعد على وقاية جسم السيارة والأجزاء الآلية من صدمات النتوءات والحفر. كما أنها توفرتحكمًا أفضل بالتوجيه وتزيد في راحة ركاب السيارة. وتتألف معظم مجموعات التعليق من نوابض وتجهيزات تسمى ماصّات الصدمات. ويتصل نابض وماص صدمات بكل من العجلات. فعندما يصطدم إطار بنتوء، تدفع العجلة بقوة إلى الأعلى فينضغط النابض وماص الصدمات. وعندما يستوي الطريق ثانية، يرتد النابض وماص الصدمات، فيدفعان العجلة إلى الأسفل ثانية.
النظام الكهربائي: وهو يدير نظم بدء التشغيل والإشعال، ونظام الإضاءة وأجهزة وسائل الراحة مثل التدفئة. وتختزن بطارية ذات جهد قدره 12 فولتاً القدرة اللازمة لبادئ التشغيل، الذي يعمل على تدوير المحرك. وأثناء سير السيارة، يقوم مولد تيار متناوب مُدار بقدرة المحرك ـ والمعروف باسم المنوِّب ـ بإنتاج القدرة اللازمة للنظام الكهربائي ويعيد شحن البطارية.
أنظمة وسائل الراحة: تمد الأجهزة المركبة في لوحة القيادة السائق ببعض المعلومات؛ إذ يقيس عدّاد السرعة سرعة السيارة، ويسجل عدّاد المسافات المسافة الإجمالية التي قطعتها السيارة، ويبين معيار الوقود مستوى امتلاء خزان البترول. وتحتوي سيارات كثيرة على مقاييس تبين ضغط الزيت وجهد البطارية ودرجة حرارة محلول تبريد المحرك. وتحتوي سيارات أخرى على مصابيح تحذير تنبه السائق إلى حدوث مشكلات في ضغط الزيت وجهد البطارية ودرجة حرارة المحرك.
وفي الواقع، تُجهَّز جميع السيارات بمدفأة تدفع الهواء المسخّن بحرارة المحرك إلى حيّز الركاب. وتُجهّز بعض السيارات بمكيف هواء أيضًا، وهو جهاز اختياري يعتمد على قدرة المحرك في إنتاج الهواء البارد. وثمة وسائل راحة كثيرة اختيارية أيضًا. وهي تتضمن التجهيزات الصوتية، وأقفال الأبواب الآلية، والنوافذ والمرايا الآلية. وتمكن آلية، مشغلة بحاسوب تسمى مضْبط الرحلة، السائق من السير عند السرعة التي يرغب فيها دون أن يضغط على المسرِّع.
إنشاء السيارات
يقدّم كثير من منتجي السيارات طُرُزًا جديدة كل سنة. ولكن التكاليف المرتفعة تمنعهم من إحداث تغييرات رئيسية أوإدخال طراز جديد تمامًا. ويقوم المنتجون في الأغلب بتغييرات ثانوية سنويًا تهدف إلى إضافة ميزات، أو مراعاة معايير جديدة، أو معالجة مشكلات ظهرت في الطُّرُز السابقة، أو إعطاء السيارات مظهرًا جديدًا وبالتالي جذب المشترين.
إن تطوير مركبة جديدة ـ سواء بإجراء تغيير رئيسي أو بإدخال طراز جديد تمامًا ـ مهمة تحتاج إلى أناس كثيرين، وعمليات وأجزاء كثيرة. وإنتاج السيارة بدءًا من الفكرة الأولية لما ستكون عليه وانتهاءً ببيع أول سيارة، يتطلب من ثلاث إلى خمس سنوات. ولذلك، يجب على المنتجين أن يحاولوا التنبؤ بأحوال السوق، وبأذواق المستهلكين، وبمنتجات منافسيهم لعدة سنوات قادمة، وذلك عند البدء بعملية تصميم سيارة جديدة وتطويرها.
استطلاع السوق: يستطلع المنتجون ـ خطوة أولى نحو تطوير سيارة جديدة ـ آراء مالكي السيارات وأناس من فئات العمر أو الدخل الذين تلائمهم المركبة المقترحة، وذلك لمعرفة ما يرغبون فيه وما يكرهونه. كما يحاولون التنبؤ أيضًا باهتمامات الناس في مجالات كالأمان والبيئة. وقبل كل شيء، يحاول المنتجون التنبؤ بحجم الطلب على الأنواع المختلفة من المركبات مثل السيارات الصغيرة والكبيرة، والشاحنات الثقيلة والخفيفة.
يقوم المصممون، والمهندسون وكذلك مسؤولو التسويق والمديرون، بدراسة استطلاع السوق. وإذا تبين أن سوقًا معينة ـ كأناس يرغبون في سيارات صغيرة اقتصادية أو سيارات كبيرة فاخرة ـ كبيرة إلى حد كاف لإنتاج مربح، فإنه يمكن لمجلس إدارة الشركة الموافقة على برنامج إنتاج السيارة الجديدة. ويمكن أن يكلِّف مثل هذا البرنامج مبلغًا قد يتراوح بين 300 مليون وثلاثة مليارات دولار أمريكي، وينفق المقدار الأعلى من هذا المال إذا تطلَّب الإنتاج مصانع تجميع ومحركات جديدة.
هندسة الإنتاج: يقوم فريق من مهندسي السيارات بتخطيط وتنسيق وإنجاز مواصفات السيارة الجديدة وتصاميم كل قطعة لازمة لها. وبالإضافة إلى مهندسي المنتج، يمكن أن يضم الفريق مهندسين من الشركات المورِّدة للقطع ومن شركات هندسية مستقلة.
ولا تحتاج بعض الأجزاء، مثل المحرك ومجموعة نقل الحركة، إلى تطوير من أجل المركبة الجديدة إذا كانت لدى المنتج التصاميم الملائمة. ولكن ثمة أجزاء كثيرة يتم ابتكارها من جديد؛ إذ يجب توصيف كل شيء من عجلات القيادة وعجلات الطريق إلى المصابيح الأمامية والخلفية. وتعالج الحواسيب في الوقت الحاضر جزءًا كبيرًا من الأعمال الهندسية اللازمة للسيارة. ويعتمد المهندسون على برامج الهندسة بمساعدة الحاسوب لتصميم ورسم الأجزاء، ولتجميع الأجزاء في عناصر مركبة، ولتجميع هذه العناصر في مجموعات السيارة. ففي الهندسة، بمساعدة الحاسوب، يتم رسم ماسحة كل خط ومنحنى على النموذج الصلصالي من خلال تجميع المعلومات المختزنة في الحاسوب. ويستخدم الحاسوب بعدئذ لإنتاج الرسوم الهندسية اللازمة لتصنيع القوالب - وهي الأدوات الدقيقة جدًا التي تشكل المعادن والمواد الأخرى اللازمة للأجزاء والعناصر المركبة. وعندما تتم هندسة القطع والعناصر المركبة، يحصل المنتجون على نماذج أولية للمركبة المجمعة لاختبار تصميمها وهندستها. ويمكن ألا تماثل هذه النماذج السيارة النهائية على الإطلاق. ويختبر المنتجون النماذج الأولية في ميادين اختبار في حالات الطقس الجاف والحار، والطقس الحار الرطب، والبارد جدًا. ويمكن لهذه النماذج أن تعدّل مرة بعد مرة إلى أن يرضى المنتج عن نوعية العناصر وتكاليفها.
ويستخدم منتجو السيارات النماذج الأولية أيضًا لاختبار مدى تحمل السيارة ولضبط الضخ تبعًا لما هو مخطط له. وتتضمن اختبارات ضبط الضخ تشغيل النماذج الأولية لمدة 24 ساعة يوميًا حتى تقطع مسافة 80,000 كم. ويمكن لاختبارات التحمل أن تقطع ضعف تلك المسافة. وتستخدم النماذج للتحقق من أمان المركبة أيضًا. وفي أثناء قيام المهندسين بتصميم الجسم، تبين الحواسيب مدى جودة السيارة في حماية الركاب عند التصادم. ولذلك، فإن السيارة المنتجة يجب أن تصطدم بالجدران للتأكد من مطابقتها للمعايير الحكومية الخاصة بالحماية من الصدمات. ويكلف تصنيع النماذج الأولية أكثر مما يكلفه إنتاج سيارة واحدة. وإذا أخفقت النماذج في تحقيق الاختبارات، فإنه يجب إعادة تصميمها وهندستها إلى أن تجتاز هذه الاختبارات بنجاح.
هندسة التصنيع: وتتضمن تطوير العمليات الإنتاجية وتوصيف التجهيزات اللازمة لصنع المركبة النهائية وتجميعها. ويمكن أن تساعد النماذج الأولية مهندسي التصنيع على تحسين عملية الإنتاج، إذ يكشف تجميع النماذج الأولية، في أحوال كثيرة، عن مشكلات التصميم التي يمكن معالجتها ليصبح التجميع النهائي للسيارة أكثر فاعلية.
شراء المواد: ويتضمن ذلك شراء المواد الخام والأجزاء والعناصر المركبة اللازمة لإنتاج السيارة من الموردين. ويعد منتجو السيارات مواصفات الفولاذ والمطاط والمواد الخام الأخرى. ويمكن للمنتج أن يزوِّد المورِّد بنسخ من تصاميم القطع والعناصر ليقوم بتصنيعها. أو يمكن للمنتج أن يوصِّف وظيفتها وأبعادها العظمى ويترك للمورد مهمة تصميمها. ويكون الموردون، في أحوال كثيرة، من أقسام التوريد التابعة للشركة المنتجة. وتشترك هذه الأقسام مع الموردين الخارجيين في تقديم عروض أسعار للعمل المطلوب. ويسهم الموردون الخارجيون بنحو 50% من قيمة السيارات الأوروبية وبما يصل إلى نحو 75% من قيمة السيارات اليابانية. أما بالنسبة للسيارات الأمريكية، فإن القيمة التي يسهم بها الموردون الخارجيون تتراوح بين 50% و75%، بحسب الشركة المنتجة.
التصنيع: يشتمل التصنيع على صناعة الأجزاء والعناصر المكونة للسيارة الجديدة وتجميعها. وتؤدي الحواسيب في الوقت الحاضر دورًا مهمًا في تصنيع السيارة. ففي التصنيع بمساعدة الحاسوب تشغل الحواسيب آلات التشغيل التي تصنع الأجزاء والعناصر المختلفة. كما تعطى التعليمات للروبوت الذي يقوم بلحام وطلي جسم السيارة، ويؤدي مهام أخرى في تجميعها.
يتطلب تصنيع السيارة عمليات مختلفة لإنتاج أجزاء مختلفة. ففي عملية كبس المعادن تشكل المكابس المعدن في أشكال محددة بوساطة القوالب. وتشكل المكابس الصغيرة قطعًا مثل الكتائف. وتشكل المكابس الضخمة صناديق الأمتعة بمختلف أحجامها وأبواب الركاب والأرضيات والأسقف وأغطية المحركات. وفي عملية الصب، يُسكب المعدن المنصهر في قالب الصب. وتعد كتلة المحرك القطعة الرئيسية المصبوبة. وفي عملية التشكيل بالحدادة، يتم تشكيل الفولاذ أو الحديد بالتطريق وفق الأشكال المطلوبة. ويمكن تشكيل أعمدة المرفق وبعض أجزاء مجموعات التعليق بالحدادة. وتشتمل عملية التشغيل الآلي على استخدام أدوات متنوعة لقطع الأجزاء الدقيقة وجلخها وتشكيلها، كالأجزاء المكونة للمحركات ومجموعات نقل الحركة. كما تستخدم عمليات عدة لتشكيل التجهيزات اللدائنية في السيارة.
وبعد أن يتم تصنيع القطع والعناصر، يمكن تجميع السيارة على خط التجميع، الذي يمكنه إنتاج ما يصل إلى 75 سيارة في الساعة. ويشتمل التجميع النهائي على لحام أجزاء الجسم وربطها بالمسامير الملولبة، وعمليات الطلاء، وتركيب المحرك، وتركيب الأجزاء الداخلية، وإضافة التجهيزات الاختيارية. وقد ازداد استخدام الحواسيب في خطوط التجميع على نحو كبير، وذلك من خلال قيام الروبوت بمهام كثيرة، وقيام أجهزة التصوير والليزر بأداء عمليات الفحص. ومع ذلك، مازالت مصانع التجميع تحتاج إلى الأيدي العاملة للتأكد من أن جميع القطع والعناصر ـ والتجميع أيضًا ـ هي من أعلى نوعية.
صناعة السيارات
أصبحت صناعة السيارات منتشرة عالميًا على نحو متزايد، إذ كانت تسيطر عليها الولايات المتحدة؛ فكانت تنتج نحو 90% من السيارات في العالم في أوائل العشرينيات من القرن العشرين، ولكنها أصبحت بمنتصف تسعينيات القرن العشرين تنتج نحو 20% فقط. ومع ذلك، فقد ارتفعت كمية الإنتاج في الولايات المتحدة منذ العشرينيات على وجه عام. والسبب في ذلك هو نمو الإنتاج العالمي نموًا كبيرًا - من نحو 10,5 مليون مركبة آلية في عام 1950م إلى أكثر من 50 مليوناً في أواخر تسعينيات القرن العشرين.
الدول والشركات المنتجة الرئيسية. إذا قيست صناعة السيارات بحسب قيمة منتجاتها، فإنها تتصدر جميع الصناعات الأخرى في كلّ من اليابان والولايات المتحدة وفي عدد من الدول الأخرى. وتنتج معظم الدول الصناعية المركبات الآلية. وتنتج دول نامية كثيرة السيارات والشاحنات أيضًا أو تجمعها لمنتجي السيارات في دول أخرى.و ذلك بالإضافة إلى أن أكثر من مائة دولة تصنع القطع والعناصر المكونة للسيارات مثل كوريا ومصر وتركيا والبرازيل.
تُعدُّ اليابان والولايات المتحدة أكبر دولتين منتجتين للسيارات. وحلّت اليابان محل الولايات المتحدة في المرتبة الأولى لإنتاج سيارات الركاب في الفترة من 1980 إلى 1983م. ثم استعادت المركز الأول عام 1987م ولا زالت تحتفظ به. وتشمل الدول المنتجة الأخرى ألمانيا وفرنسا وروسيا وإيطاليا وأسبانيا وكندا وبريطانيا وكوريا الجنوبية. وعمومًا، فإن الدول الأكثر إنتاجًا للسيارات يكون لديها أوسع أسواق السيارات أيضًا. فلدى الولايات المتحدة أوسع سوق للسيارات. وتليها بفارق كبير كلّ من اليابان وإيطاليا وفرنسا. والواقع أن معظم الدول التي لديها صناعة سيارات ضخمة وسوق سيارات واسعة يكون لديها تجارة غزيرة في استيراد السيارات وتصديرها. وذلك باستثناء اليابان والولايات المتحدة؛ إذ تستورد اليابان جزءًا ضئيلاً من السيارات المباعة محليًا، وتصدر الولايات المتحدة جزءًا صغيرًا من إنتاجها فقط. يذكر أن شركتي جنرال موتورز وفورد للسيارات هما أكبر شركتين لإنتاج السيارات في الولايات المتحدة، وتعرف هاتان الشركتان بالإضافة إلى شركة كرايسلر بالكبار الثلاثة. وفي عام 1998م، اندمجت شركة كرايسلر مع الشركة الألمانية ديملر - بنز لتكون شركة جديدة باسم ديملر - كرايسلر أ.ج.
أستراليا: ترتبط صناعة السيارات في أستراليا ارتباطًا وثيقًا بصناعتها في الولايات المتحدة واليابان. ففي عام 1926م، افتتحت شركة جنرال موتورز خط تجميع بالقرب من ملبورن، بجوار الخط الذي أنشأته شركة فورد للسيارات قبل عام واحد. واندمجت جنرال موتورز في شركة صناعة السيارات الأسترالية هولدن في عام 1931م. ونمت صناعة السيارات في أستراليا نموًا كبيراً خلال فترة الازدهار الاقتصادي في الخمسينيات. ففي هذه الفترة، توسعت شركة جنرال موتورز هولدن بسرعة، وكذلك فعلت شركة فورد للسيارات. كما أنشأت شركة أمريكية أخرى، وهي كرايسلر، مصانع مختلفة في أنحاء أستراليا.
وبدأت شركة صناعات السيارات الأسترالية بتجميع سيارات تويوتا في عام 1963م. وفي أوائل السبعينيات، بلغت مبيعات سيارات تويوتا أكثر من 12% من المبيعات السنوية للسيارات الجديدة في أستراليا. وأنشأت نيسان، وهي شركة يابانية أخرى، مصنعاً في ملبورن عام 1968م. وفي أواخر الثمانينيات، كانت اثنتان من الشركات الرئيسية المنتجة للسيارات في أستراليا أمريكيتين، بينما كانت الشركات الثلاث الأخرى يابانية.
بريطانيا: السيارة البريطانية المتميزة هي الرولزرويس، ويتم إنتاجها منذ عام 1904م. وكان وليم موريس أول صانع سيارات بريطاني يقلد أسلوب هنري فورد في الإنتاج الكبير. ونجم عما قام به موريس، انخفاض أسعار السيارات بنسبة الربع بين عامي 1922 و 1929م، وبالتالي توقفت شركات كثيرة عن العمل. وبحلول عام 1929م، بلغ إنتاج ثلاث شركات، هي أوستن وموريس وسنجر، ثلاثة أرباع جميع السيارات المباعة في بريطانيا.
وبدأت شركة فورد بإنشاء مصنعها الضخم في داجز في إسكس عام 1925م. وفي العام نفسه اشترت جنرال موتورز شركة فوكسهول للسيارات. وبحلول عام 1939م، كان عدد الشركات المنتجة المستقلة عشرين شركة فقط.
وبعد الحرب العالمية الثانية (1939 - 1945م)، زاد اقتناء الناس للسيارات، وازداد نمو الصناعة. وفي عام 1951م، اندمجت شركتا أوستن وموريس لتكوِّنا شركة بريتيش موتورز؛ إذ تستطيع المجموعة الكبرى أن تنتج سيارات أكثر عدداً بتكلفة أقل. وبحلول عام 1954م، بلغ إنتاج صناعة السيارات أكثر من مليون مركبة آلية في السنة.
وخلال السبعينيات، تم تأميم كل من بريتيش لِيلاند، المسماة الآن مجموعة روفر، ورولز رويس. وفي عام 1980م، اندمجت رولز رويس في شركة صناعة الأسلحة فيكرز. والواقع أنه، منذ الستينيات وما بعدها، بدأت صناعة السيارات البريطانية عمومًا تلقى منافسة شديدة من السيارات المستوردة. فتقلصت شركات بريطانية كثيرة. وقد تم تأميم قسم كبير من الصناعة بسبب خسائرها.
طرأ تحسن في الثمانينيات من خلال التعاون مع الشركات الأجنبية. والمثال على ذلك شركة بريتيش لِيلاند التي تعاونت مع الشركة اليابانية هوندا في إنتاج سيارات مثل ترايومف أكليم. وفي أواخر الثمانينيات، شملت الشركات البريطانية الناجحة نيسان وفورد وروفر.
أيرلندا: لم يبدأ تجميع السيارات في أيرلندا قبل عام 1933م. وكانت أوستن وفورد وموريس من بين شركات التجميع الرائدة. ولكن صناعة التجميع تدهورت تدريجيًا، وفي أواسط الثمانينيات أُغلقت جميع مصانع التجميع الأيرلندية.
فرنسا: يوجد في فرنسا ثلاث شركات رئيسية لصناعة السيارات، اندمجت اثنتان منها في عام 1974م عندما ضَمّت شركة بيجو إليها شركة ستروين وكونت مجموعة بيجو ـ ستروين. وفي عام 1979م، اشترت هذه المجموعة أسهم شركة كرايسلر في أوروبا. والشركة الفرنسية الرئيسية الصانعة للسيارات هي الشركة المؤممة رينو. بدأت رينو الإنتاج بالجملة للسيارات خلال العشرينيات، ولكن الألمان استولوا عليها خلال الحرب العالمية الثانية. وأصبحت رينو شركة مؤممة منذ عام 1945م.
ألمانيا: تدين ألمانيا بمقدار وافر من نجاحها في السوق العالمية لإنتاج سيارة الفولكسواجن. ففي عام 1960م، تجاوزت ألمانيا كلاً من بريطانيا وفرنسا لتصبح ثانية أكبر منتج للسيارات في العالم. وقد حافظت ألمانيا طوال الثمانينيات على مركز قوي في السوق العالمية، بسبب نجاح شركات مثل بي. إم. دبليو ومرسيدس بنز بالدرجة الأولى. وكانت الدولتان المنافستان الرئيسيتان لها هما إيطاليا واليابان.
إيطاليا: أضخم شركة صانعة للسيارات في إيطاليا هي فيات التي بدأت بالتصدير إلى إنجلترا وفرنسا عام 1903م. وقد عقدت عام 1966م اتفاقًا مع الاتحاد السوفييتي السابق لإنشاء مصنع لإنتاج سيارات لادا في روسيا. واستولت فيات على شركة لانسيا وسيطرت على 50% من شركة فيراري عام 1969م. وفي عام 1986م، اشترت شركة ألفا روميو بقصد دمجها في لانسيا. وفي أواخر الثمانينيات، أصبحت فيات أضخم منتج للسيارات في أوروبا. وقد أدى نجاح هذه الشركة إلى الازدياد السريع في إنتاج إيطاليا من نحو 500,000 سيارة في عام 1960م إلى 1,5 مليون سيارة سنوياً خلال السبع السنوات التالية. وكانت اليابان المنافِس الرئيسي لتقدمها خلال الستينيات.
اليابان: أهم الشركات الرئيسية الصانعة للسيارات في اليابان هي هوندا التي بد