איך זה עובד: מכונית
החלון החשמלי, היה סנסציה כשראינו אותו בפעם הראשונה. איך בדיוק הוא עובד, ואיך ההגה יודע לכבות את האיתות אחרי שפנינו? חלק שני בספיישל רכב
השבוע נבחן את אופן הפעולה של שני מנגנונים מסקרנים ברכב: מכלול הידיות שמסביב להגה – אלה שאחראיות על האיתות, האורות והמגבים והחלון החשמלי, שהיווה בזמנו סנסציה לא קטנה וגם מקור לחשש: איך הנוסעים יוכלו לפתוח את החלון כדי לנשום אם יישארו בטעות ברכב עם מנוע כבוי?
החלון החשמלי
וידוי אישי מביך: רק אחרי שהשגתי את המנגנון (שוב, תודה למוסך כפר סבא בן סימון על הסיוע), חקרתי וצילמתי אותו בפעולה, עלה בדעתי לשאול איך בעצם עבד החלון הידני שקדם לו.
חלונות חשמליים כאלה או אחרים היו קיימים כבר משנות הארבעים, פחות או יותר, אך ההופעה שלהם בעולם המכוניות המשפחתיות בכלל ובישראל בפרט עדיין חקוקה בזיכרון בערך כמו הכניסה לשוק של שעוני היד הדיגיטליים. במקום לסובב ידית עם או נגד כיוון השעון, פשוט לוחצים על כפתור תלת-מצבי קטן והחלון עולה או יורד מאליו. מדהים!
מבחינה חשמלית, המנגנון שאחראי לפעולת החלון בסיסי מאד: מנוע חזק אחד עם שני חוטי חשמל, שמסתובב עם או נגד כיוון השעון בהתאם לקוטביות המתח שהוא מקבל. כלומר, הכפתור מעביר לאחד החוטים את ה"פלוס" החשמלי ולחוט השני את ה"מינוס", או להיפך, בהתאם לכיוון הלחיצה. המנוע מסובב גלגל שיניים באמצעות תמסורת חלזונית (ממש כמו במראה המתכווננת), וזו מרימה או מורידה את הזגוגית. הצד המכני הוא המסקרן באמת, וכדי להדגים את אופן הפעולה שלו הכנתי את הסרטון הזה:
המבנה הבסיסי הוא של שתי זרועות מתכת, מחוברות במרכזן בציר, שיוצרות צורת X. התמסורת מסובבת את אחת הזרועות האלה בבסיסה, מה שגורם לזרוע השניה לנוע גם כן על מסילה ול-X כולה להפוך לצרה וגבוהה או רחבה ופחוסה. מסילה אופקית נוספת, שמוחזקת על ידי שתי הזרועות גם יחד בחלקן העליון, עולה ויורדת ולוקחת עמה את הזגוגית. המעניין הוא שבניגוד למנגנוני הרמה נפוצים אחרים שפועלים באופן דומה, כאן מנוצל מלוא טווח התנועה האפשרי של הזרועות – גם מתחת לקו המנוע. מבלי לראות מנגנון ידני בפועל, ניתן לשער בביטחון רב שהוא בנוי בדיוק באותו אופן, פרט לידית שמחליפה את המנוע החשמלי.
במאמר מוסגר, בסרטון מופיע ספק כוח ישן של מחשב שולחני, שהוסב לצורך אספקת מתח לניסויים, ובבלוג שלי יש רשומה שמלמדת כיצד תוכלו לעשות הסבה כזאת בעצמכם.
אלמנט מעניין נוסף במנגנון הוא קפיץ ספירלי מאסיבי, שכרוך סביב הציר של הזרוע המניעה. קפיץ זה נמתח כאשר הזרוע יורדת, ובכך משרת שתי מטרות: ראשית, ירידה מבוקרת יותר של הזכוכית הכבדה, ושנית, סיוע בהרמה שלה כך שהמנוע לא יצטרך לעבוד קשה מדי.
מערכת הפיקוד החשמלית של הרכב מסוגלת "לעקוף" את כפתור ההפעלה, להשבית אותו ולסגור את החלונות בעצמה כאשר נועלים את הרכב.
ידית האיתות
נהגים ישראליים מסוימים יופתעו בוודאי לגלות, בצמוד להגה, ידית קטנה שמאפשרת להם להודיע לנהגים אחרים לאן בכוונתם לפנות עוד לפני (!) ביצוע הפניה בפועל. ידית האיתות מתאפיינת ב"נעילה" מכנית, שמשתחררת מעצמה כאשר ההגה מסתובב בכיוון הפוך לכיוון האיתות.
בסוף הכתבה על תנור האפייה הצגתי מנגנון ש"נועל" את בורר תוכניות האפיה בזוויות מסוימות: גליל זעיר נדחף על ידי קפיץ לתוך שקעים קטנים בגלגל דמוי פרח, והדבר מחייב את המשתמש להפעיל כוח כדי לדחוק את הגליל הזה בחזרה אל מחוץ לשקע ולסובב את ה"פרח" לזווית אחרת. מסתבר שמנגנון דומה קיים בידית האיתות: בחלק הקרוב לציר ההגה יש גליל עם קפיץ, שנדחק לתוך אחד משלושה שקעים (איתות לימין, מרכז, איתות לשמאל) ומחייב הפעלת כוח כדי לעבור למצב אחר.
בנוסף, כאשר מסיטים את הידית לצורך איתות, היא מרימה אחד משני זיזים קטנים ממצב אופקי לאנכי. לגלגל ההגה עצמו מחוברת טבעת עם שתי שיניים בולטות, שנוגעות בזיז כשהוא אנכי ומסוגלות לדחוף אותו בחזרה למצב אופקי – פעולה שמחזירה את ידית האיתות כולה למצב הנייטרלי. השיניים והזיזים ממוקמים ובנויים כך שיפעלו רק כאשר ההגה מסתובב בכיוון הפוך לכיוון הפניה. כמובן, כל זה יהפוך למובן הרבה יותר בסרטון:
בנוסף על החלקים המכניים, ידית האיתות כוללת גם פס מתכת קצר. כאשר מסיטים אותה כדי לאותת ימינה או שמאלה, הפס הזה מגשר בין שניים מתוך ארבעה מגעים חשמליים שקבועים בתושבת וסוגר מעגל חשמלי שדואג לאיתות בכיוון הנכון.
ידית האורות וידית המגבים
מנגנון מוכר נוסף, אותו ראינו בכתבה על התוכניות של מכונת הכביסה, מסתתר בקצה הידית שהנהג מסובב כדי להדליק ולכבות את הפנסים הקדמיים של הרכב: גליל קצר עם זיזי פלסטיק במיקומים אסטרטגיים, קצת כמו בתיבת נגינה, שדוחפים מגעים חשמליים וגורמים לסגירת מעגלים בהתאם לזווית הסיבוב של הידית. בסרטון הזה אפשר לראות גם פס מתכת קטן על קפיץ בחלק התחתון של הידית – הוא זה שאחראי לסגירת המעגל הזמנית עבור האורות הגבוהים (בעת משיכת הידית לכיוון הנהג) - ובאופן דומה פועל גם מנגנון המגבים.
