قضبان الدفع

قضبان الدفع قضبان معدنية نحيلة وظيفتها حمل حركة عمود الكامات صعوداً إلى الصمامات في نمط محرك راسخ وقديم. وهي توجد بسبب موقع عمود الكامات. ففي المحرك ذي الصمامات العلوية تُوضع الصمامات في رأس الأسطوانة، أعلى المحرك، بينما يُركَّب عمود الكامات الذي يقرّر متى تُفتح هذه الصمامات منخفضاً داخل كتلة المحرك، قريباً من عمود المرفق الذي يديره. ولا بدّ من شيء يجسر المسافة الكبيرة بين الاثنين، وقضيب الدفع هو ذلك الجسر.

يتشكّل التشغيل من سلسلة مكوّنات تعمل بالتتابع. فمع دوران عمود الكامات يرفع كل فصّ تابعاً، يُسمى أحياناً المُرفِع أو الرافع، ينزلق على سطحه. ويدفع التابع الطرف السفلي من قضيب الدفع إلى الأعلى. وينقل القضيب، الصاعد عبر ممر في الكتلة والرأس، ذلك الرفع إلى ذراع هزّاز يرتكز أعلى المحرك. ثم يضغط الذراع الهزّاز على ساق الصمام فيفتحه عكس نابضه، وحين يدور فصّ الكامة بعيداً يغلق النابض الصمام وتتبع المنظومة كلها الحركة هابطةً. وهذا هو نمط الصمامات العلوية، أو OHV، المتمايز عن التصاميم التي تضع عمود الكامات أعلى في الرأس.

يكمن الجاذب الدائم لترتيب قضبان الدفع في تراصّه وبساطته. فلأن الصمامات والأذرع الهزّازة وحدها تقطن رأس الأسطوانة بينما يبقى عمود الكامات الوحيد في الكتلة، يمكن أن يكون الرأس صغيراً والمحرك بمجمله ضيقاً وقصيراً على نحو لافت قياساً إلى سعته. ولهذا ساد النمط محرك V8 الأمريكي، حيث يمكن حشر محرك كبير الإزاحة بأناقة بين العجلتين الأماميتين. كما أن عمود الكامات المنخفض الوحيد، المُدار بسلسلة أو تروس قصيرة متينة، يُبقي مجموعة الصمامات زهيدة الكلفة بسيطة ميكانيكياً قياساً إلى البدائل متعددة الكامات.

تظهر المقايضة عند سرعات المحرك العالية. فمجموعة الصمامات العاملة بقضبان الدفع تحمل كتلة متحركة أكبر وحلقات أكثر في سلسلتها من تصميم عمود الكامات العلوي، وعند الدورانات العالية تميل هذه الكتلة إلى الانثناء والارتداد وطفو الصمامات، حيث لم تعد الصمامات تتبع منحنى الكامة بأمانة. أما محركات الكامات العلوية، التي تؤثر في الصمامات بصورة أكثر مباشرة، فعادةً ما تدور أعلى وتتنفس بحرية أكبر، وهذا أحد أسباب هجر معظم التصاميم العالية الدوران وذات الأربعة صمامات لكل أسطوانة لقضبان الدفع. ومع ذلك أبقى المهندسون النمط منافساً عبر مكوّنات خفيفة الوزن، ورافعات هيدروليكية، وتصميم دقيق.

في المخطط الأوسع لمجموعات الصمامات، تقف قضبان الدفع عند أحد طرفي طيف يمتد عبر ترتيبات عمود الكامات العلوي المفرد وعمود الكامات العلوي المزدوج. وتظل مقدّرة حيث يهمّ تسليم قدرة عريض غني بالعزم، وأبعاد متراصّة، وكلفة منخفضة، أكثر من سرعة المحرك القصوى. وهي بعيدة عن أن تكون مجرد أثر من الماضي، إذ يبقى محرك قضبان الدفع حياً في محركات V8 الكبيرة عالية الأداء على وجه التحديد لأن مزيجه من البساطة والتراصّ وقوة القاع لا يزال يناسب تطبيقات بعينها مناسبةً وثيقة.