كيف غيّر نقل المحرك إلى الأمام السيارة؟

ميراث الدفع الأمامي عام 1934، وحزمة المحرك العرضي لسيارة Mini عام 1959، يعيش اليوم في كل سيارة تقريبًا على الطرق.
ميراث الدفع الأمامي عام 1934، وحزمة المحرك العرضي لسيارة Mini عام 1959، يعيش اليوم في كل سيارة تقريبًا على الطرق.

شارك هذه الصفحة

نقل المحرك إلى الأمام ضاعف مساحة المقصورة الداخلية للسيارة، ووضع توزيع الوزن تحت سيطرة المصممين، وجعل الإنتاج الاقتصادي للسيارات الصغيرة ممكنًا. حدث هذا التحول على خطوتين: دخول الدفع الأمامي الإنتاج التسلسلي في 1934، وتحول مجموعة المحرك-علبة التروس العرضية إلى حزمة رخيصة وقابلة للتكرار في 1959. اليوم، فإن كل سيارة على الطرق تقريبًا هي إرث هاتين الخطوتين.

الإضاءات

  • 1934: جمعت سيتروين Traction Avant الدفع الأمامي مع هيكل أحادي الهيكل ورفعته إلى معيار الإنتاج التسلسلي.
  • 1959: وضعت ميني المحرك وعلبة التروس العرضية في هيكل بطول 3 أمتار ، مؤسسةً قالب السيارة المدمجة الحديثة.
  • 1931: الرائد الحقيقي للترتيب العرضي كان DKW F1 بمحرك ثنائي الأسطوانات ثنائي الأشواط.
  • تم إنتاج 759.111 وحدة من Traction Avant إجمالًا، لتصبح أول سيارة دفع أمامي تصل إلى رقم سداسي الأرقام.
  • في سيارات الدفع الأمامي الحديثة، تُرك ترتيب المحرك الطولي فعليًا جانبًا؛ وأصبح الترتيب العرضي عالميًا.

البداية: لماذا كان المحرك في الخلف؟

منذ أول سيارة لكارل بنز، كانت المشكلة واضحة: كان لا بد من جمع محرك أحادي الأسطوانات رباعي الأشواط مع مجموعة نقل الحركة التي تنقل قوته إلى العجلات. في الحلول المبكرة، كان المحرك يوضع بالقرب من المحور المحرك. وهكذا أصبح الترتيب الذي يعمل بمحرك كبير في الخلف هو المعيار لسنوات طويلة؛ فإقحام المحرك بالقرب من محور الدفع كان بسيطًا ميكانيكيًا ويقلل من فقدان النقل.

لكن لهذا الترتيب ثمن. كان المحرك يحتل مساحة الركاب والأمتعة؛ وزادت حاجة السيارة إلى قاعدة عجلات طويلة. بالنسبة للمهندس الذي يصمم سيارة صغيرة، كان سؤال موقع المحرك يحدد مباشرة حجم المقصورة. وهكذا فإن موقع المحرك، بغض النظر عن سعة المحرك أو عدد الأسطوانات، هو القرار المعماري الأساسي للسيارة: فهو يحدد توزيع الوزن ومركز الثقل، وبالتالي التسارع والفرملة والتماسك على الطريق.

سيتروين Traction Avant: اختبار الإنتاج التسلسلي للدفع الأمامي

لم يكن الدفع الأمامي فكرة غريبة تمامًا قبل 1934. فقد جربت Alvis 1928 Racing FWD في بريطانيا وCord L29 (1929-1932) في الولايات المتحدة هذا الترتيب في الفئة الفاخرة؛ وكانت في أوروبا نماذج دفع أمامي راسخة مثل DKW F2 وAdler Trumpf، وإنتاجات Tracta، ومحاولات جديدة مثل BSA Scout. كما طبقت Auto Union الدفع الأمامي والتعليق المستقل في سياراتها الإنتاجية سابقًا. ما كان مفقودًا هو سيارة تدمج هذه التقنيات في إنتاج تسلسلي عالي الحجم وبأسعار معقولة.

ظهرت هذه السيارة بتصميم أندري ليففر وفلامينيو بيرتوني. وقد قدم النموذج الأول 7A في 18 أبريل 1934 في باريس؛ وبدأ الإنتاج التسلسلي في اليوم التالي. Traction Avant هي أول سيارة في العالم تُنتج تسلسليًا بهيكل شبه أحادي ودفع أمامي. وفّر الهيكل الأحادي 70 كغ من الفولاذ لكل سيارة؛ وكانت هذه الخفة هي الهندسة وراء قدرة السيارة على الوصول إلى سرعة 100 كم/س الهندسة التي مكّنته من بلوغ هذه السرعة. استهلاك الوقود 10 لتر/100 كم ؛ في اختبار عام 1951 بلغت Light Fifteen بسعة 1.911 سم مكعب سرعة قصوى قدرها 72.6 ميل/س ، وللإطلاق من 0 إلى 60 ميل/س استغرقت 29.7 ثانية وأعطت قيمها.

المقصورة الداخلية التي سُلّمت إلى الركب

في Traction Avant بنظام الدفع الأمامي الطولي، كان صندوق التروس في الأمام، والمحرك في الخلف، والتفاضل بينهما. كانت هذه الترتيبة تعني ذراع نقل الحركات في لوحة العدادات، والدواسات المعلقة، ومكبح اليد من نوع المظلة، ومقعدًا أماميًا متصلًا. النتيجة: مساحة داخلية واسعة جدًا بأرضية مسطحة خالية من العوائق وزوال الحاجة إلى الدرج الجانبي. جعلت هذه الميزات السيارة شائعة في فئة الليموزين والتاكسي. وتضمنت السيارة أيضًا مكابح هيدروليكية كانت الأولى من نوعها في الإنتاج التسلسلي في أوروبا، وتوجيهًا بكرة ونصف الكرة ("worm and roller") حلّ محل التوجيه ذي اللولب والمقرص عام 1936، وتعليقًا أماميًا مستقلًا بأعمدة الالتواء، وناقل حركة خلفيًا (transaxle) من سبيكة الألومنيوم.

أما التكلفة فكانت باهظة: أنفقت مصاريف التطوير وتجديد المصنع على سيركلان إلى في نهاية عام 1934 الإفلاس، وتولت شركة ميشلان، الدائنة الأكبر، الإدارة حتى عام 1976. توقف الإنتاج أثناء الحرب واستؤنف عام 1945 وانتهى في يوليو 1957 بإجمالي 759111 وحدة. وقد قدّر صندوق التروس الخلفي المصنوع من الألومنيوم المصبوب قدرًا آخر: استُخدم في ثورة المحرك الخلفي التي قادتها كوبر في الفورمولا وان - وحقق Cooper T51 لقب بطل العالم في الفورمولا واحد عام 1959.

ميني وترتيبة المحرك العرضي: ميلاد القالب الحديث

Issigonis'in 1959'da şanzımanı motorun yanına yerleştirerek kurduğu enine motorlu önden çekiş düzeni, bugünkü hemen her otomobilin şablonunu yazdı.

كان الترتيب الطولي لـ Traction Avant ناجحًا من الناحية التقنية، لكنه لم يكن معيار المستقبل. كانت الثورة الحقيقية في وضع المحرك عرضيًا: وضع المحرك وصندوق التروس معًا كوحدة واحدة مدمجة فوق المحور الأمامي. وهنا يلزم تصحيح تاريخي: أول محرك عرضي بالدفع الأمامي لم يكن ميني. وقد سبقت هذه الترتيبة اعتبارًا من عام 1931 سيارة DKW F1 بمحركها ثنائي الأسطوانات ثنائي الأشواط؛ كما تضمن نموذج DKW F9 الأولي، الصادر عام 1939 والمصمم لمحرك ثلاثي الأسطوانات، ترتيبة المحرك العرضي مع صندوق التروس.

كان ما فعله ميني عام 1959 مختلفًا، ولهذا السبب تحديدًا كان تحويليًا: تصميم Alec Issigonis الذي وضع المحرك العرضي والدفع الأمامي، مع صندوق التروس بجوار المحرك، في حزمة رخيصة ومُنتجة بكميات كبيرة . كان في الخارج سيارة بطول نحو 10 أقدام أي 3 أمتار، وفي الداخل توفر مساحة معيشة واسعة بشكل مدهش - وكان ترتيب المحرك هو ما جعل هذه الكفاءة الداخلية ممكنة. وباستثناءات مثل Renault 4 وRenault 16 والجيل الأول من Renault 5 التي استخدمت الترتيب الطولي لاحقًا، تبنّى كل شيء تقريبًا من سيارات الدفع الأمامي المنتجة بكميات كبيرة هذا الترتيب العرضي. وقد تحول هذا القالب الذي بدأ بالسيارات الصغيرة مع مرور الوقت إلى بنية مهيمنة شملت الفئة المدمجة، ثم الفئة المتوسطة، وأخيرًا معظم طرازات عصر السيارات الهجينة.

لماذا اختفى المحرك الخلفي؟

وضع المحرك في الخلف هو ترتيب يستند إلى أسباب معقولة. فوزن المحرك يقع فوق المحور الدافع، مما يحسّن الجر - خاصة في ظروف الشتاء. والأسباب هي البساطة، وكفاءة التوزيع الداخلي، وخلق مساحة للأمتعة والركاب، واقتراب المحرك من المحور الدافع. وفي خمسينيات القرن الماضي، كانت الطريقة الموضة لتصميم سيارة صغيرة هي وضع المحرك في الخلف؛ وقد استُخدم هذا الترتيب تاريخياً في المركبات الصغيرة على نحو أكبر. المشكلة ظهرت مع الحجم: وزن المحرك الخلفي يخلق أثراً سلبياً في السيارة الكبيرة، ويُخل بتوازن ثبات الطريق. وكانت النتيجة التخلي التدريجي عن جيل السيارات الصغيرة ذات المحرك الخلفي؛ وبقيت الاستثناءات نماذج اتخذت من هذا الترتيب جزءاً من شخصيتها وأتقنت هندسته، مثل Porsche 911.

كيف يؤثر موضع المحرك على القيادة والمقصورة الداخلية؟

من الممكن تلخيص تأثيرات الموضع في ثلاثة عناوين:

  • المحرك في الأمام: هو الموضع الأسهل للصيانة؛ فالوصول إلى حجرة المحرك سهل، والتركيب الأمامي يوفر مقصورة ومساحة للركاب أوسع.
  • المحرك في الخلف: يحمّل المحور الدافع بالوزن؛ وهو فعال من حيث التوزيع الداخلي في المركبات الصغيرة، لكنه يعقّد التوازن في الهيكل الكبير.
  • المحرك في المنتصف: يغيّر توزيع الوزن تغييراً جذرياً ويؤثر بجدية على شخصية القيادة؛ ولهذا يُفضَّل في المركبات الرياضية.

هناك تمييز يجب الانتباه إليه: موضع المحرك يؤثر على الأداء وثبات الطريق أكثر مما يؤثر على كفاءة الوقود. أما الكفاءة فهي في المقام الأول عمل سعة المحرك والوزن والديناميكا الهوائية. أي أن نقل المحرك إلى الأمام لا يوفر مباشرة استهلاكاً باللتر؛ ما يوفره هو مقصورة أوسع عند نفس حجم الهيكل، وتوازن وزن يستطيع المهندس التحكم فيه.

الإرث: القرار المعماري لسيارة اليوم

إذا كان عدد الأسطوانات ونوع المحرك والسعة هي واجهة كل سيارة في صالة العرض، فإن موضع المحرك هو هيكلها الخفي. وقد نجح الترتيب ذو المحرك الخلفي الموروث من عصر Benz لفترة طويلة في المركبات الصغيرة؛ ونقل Traction Avant الدفع الأمامي إلى الإنتاج التسلسلي مع هيكل أحادي الهيكل غيّر المقصورة الداخلية ورياضيات التكلفة؛ أما Mini فقد أسّست مجموعة المحرك-ناقل الحركة العرضية في اقتصاديات الإنتاج التسلسلي، فوضعت أساس السيارة المدمجة اليوم، ووبشكل غير مباشر، منطق التوزيع الداخلي لعصر الهجين. وعندما ترى اليوم أرضية مستقرة تمتد خلف مقاعد سيارة سيدان أو هاتشباك، وصندوق أمتعة في الخلف، وحجرة محرك صغيرة نسبياً في الأمام، فما تنظر إليه هو محصلة قرارين معماريين اتُّخذا في 1934 و1959.

المصادر