הנהג היושב במושבו נהנה מזווית ראיה משופרת ביחס לתנועה ולכביש. אלא שדווקא המערכות שמתחת לרגליו, לפניו ומאחוריו, נסתרות מעיניו וכשירותן באה לידי ביטוי רק בתפקודן. אלא שמכונה מורכבת כמו מכונית, המשלבת מערכות רבות של מכאניקה, חשמל, אלקטרוניקה, פניאומאטיקה והידראוליקה, לא יכולה להסתמך על אוזן הנהג הממוצע ועל תחושותיו על מנת לשמור על רמת כשירות נאותה, אמינות ותפקוד. שומה על מערכות הרכב לעדכן את הנהג במצבן, ורצוי גם בטרם כשל מקומי יהפוך לבעיה כללית משביתה ויקרה.
שתי דרכים אפשריות לעדכון הנהג ומאחורי כל דרך אידיאולוגיה משלה. האחת טוענת כי לא צריך ^לבלבל^ לנהג את המוח עם מידע מיותר, שממילא אינו אומר לו דבר, אלא רק להתריע בפניו כאשר בעיה מתפתחת ועלולה להתדרדר לתקלה. תפישה זו דוגלת בשימוש בנוריות אזהרה בלבד, הנדלקות כאשר פרמטר מסוים עליו הן אחראיות מגיע לגבולו העליון או התחתון. בלוח מחוונים של מכונית כזו נמצא רק מד מהירות ואולי סל^ד, מד דלק ונוריות: זו תתריע על התחממות המנוע, זו על לחץ השמן במנוע ואחרת אולי על היעדר שמן בלם. הפסיכולוגיה מאחורי תפישה זו דוגלת בכך שהנהג יישיר מבטו אל הכביש ולא יתעכב יתר על המידה על סקירת המחוונים. גישה זו מאפיינת בעיקר מכוניות עממיות וכאלה המכוונות לפלח שוק רחב ככל האפשר. הגישה השניה, האופיינית למכוניות ספורטיביות יותר, סוברת כי על הנהג לדעת את נתוני מכוניתו בכל רגע נתון על מנת לטפל במניעת הבעיה עוד בטרם תהפוך לחמורה יותר. מכוניות כאלה משופעות במחוונים, אנלוגיים או דיגיטליים, המציינים את מצב המערכת הנתונה לפיקוחם בכל רגע ולא רק במצבי הקיצון, כפי שעושות הנוריות. לא אגזים אם אודה שאני מעדיף את השיטה השניה. אולי בגלל המקצוע ואולי בזכות אהבת הנהיגה כהתעסקות, כן - אני רוצה לדעת מגמות ולא רק תוצאות.
משבר האנרגיה
גם המכוניות הפשוטות ביותר לא מוותרות על מחוון כמות הדלק. זה מהווה את הגורם העיקרי בתכנון הנסיעה ועצירות התדלוק ולכן כדאי שלא נדע כי דלקנו אוזל רק כאשר הנורית תידלק, ותחנת הדלק האחרונה למאה הקילומטרים הבאים חלפה-עברה לפני חצי שעה. מדידת כמות הדלק והעברת המידע לעיני הנהג אינה כה פשוטה כפי שניתן לחשוב. נתחיל בבעיה הפיזיקלית של תנודות הדלק. הואיל והמכונית נתונה לפעולת כוחות רבים בשלושת הצירים (אורכי, רוחבי ואנכי), הדלק מיטלטל בתוך המיכל וקריאתו משתנה בכל שניה. הפתרון הפשוט הראשון שנהגה היה להתקין חציצים בתוך מיכל הדלק, המחלקים אותו לתאי משנה, המקושרים ביניהם בחלקם התחתון, כדי שהדלק ישווה את גובהו בכולם (חוק כלים שלובים - זוכרים?). המרחק הקצר יותר שיש לדלק לנוע מפחית את גובה הגלים הנוצרים במיכל והרטט המתקבל במחוג הדלק מרוסן קמעא. פתרון מתוחכם יותר כבר קשור למערכת מדידת הדלק, אך על מנת לתארו, ראשית חוכמה נבין מערכת זו.
כמעט בכל המכוניות המערכת דומה ומבוססת על עיקרון המצוף והנגד המשתנה. בתוך מיכל הדלק מותקן גליל בעל מספר תפקידים: יציאת צינור הדלק המזין את המנוע באמצעות משאבת הדלק, כניסת צינור עודפים (המחזיר למיכל את הדלק העודף שלא נוצל) ומדידת גובה הדלק במיכל. המצוף מחובר לזרוע הנעה סביב ציר. בקצהָ השני גשוש, הנע על פני חוט נחושת דקיק. חוט הנחושת מחובר בקצהו האחד למתח חשמלי כאשר הגשוש מספק את המינוס דרך פס מוליך מקביל. כך הגשוש, הנע על פני התיל, משנה את אורך התיל למעבר הזרם החשמלי. התנגדות חשמלית של מוליך תלויה ביחס ישר לאורכו: ככל שהמוליך ארוך יותר, התנגדותו גדולה יותר. עבור מתח קבוע, האורך המשתנה של התיל יאפשר בכל פעם לכמות זרם שונה לעבור דרכו. תנועת המצוף על פני הנוזל מגדירה את אורך המוליך והזרם העובר דרכו מתורגם לתצוגה לעיני הנהג.
מאחורי לוח המחוונים
עקרון פעולת תצוגה זו משותף כמעט לכל מחווני המצב שלנגד עינינו: מד חום המנוע, מד לחץ שמן, מד לחץ הטורבו וכיוצא באלה. לא משנה איזה נתון מראה המחוון, התצוגה שלו בעצם מודדת זרם חשמלי, המומר באמצעות החיישן שמודד את הנתון.
במקרה של מד הדלק, השוני בזרם החשמלי הנוצר על ידי המצוף מועבר דרך תיל לפיסת מתכת הקרויה ^בי-מטאל^ והנמצאת מאחורי המחוון. פיסה זו מורכבת משני פסים דקים וגמישים של מתכות בעלות מקדם התפשטות שונה בחום. כאשר מגיע זרם חשמלי, המתכת בעלת מקדם ההתפשטות הגבוה יותר, נמתחת. הואיל והשניה אינה מאפשרת לה להימתח, כל הפיסה מתעקלת. המחוג המחובר לפיסה נע עם ההתעקלות ומציין את מידתה. כאשר הזרם מופחת הטמפרטורה יורדת, המתכת הרגישה יותר מתכווצת והמחוג נע עימה. במחוונים אחרים הזרם מגיע מיחידת המדידה במיכל הדלק לסליל הנמצא מאחורי המחוון וזה משמש כמד-זרם, כשהמחוג עצמו מראה את הזרם ולא את כמות הדלק.
שיטה נוספת שהייתה בשימוש לאורך שנים הינה שיטת הסליל המשווה. בשיטה זו מותקנים מאחורי המחוון שני סלילי נחושת, בניצב זה לזה. אחד מהם מקבל זרם קבוע מהמצבר והשני מקבל את הזרם מחיישן גובה הדלק (או חיישן החום או לחץ השמן במנוע). כאשר המנוע קר, או כאשר גובה הדלק במיכל גבוה, התנגדות החיישן גבוהה ומעט זרם עובר לסליל הימני. הואיל וזרם המגיע לסליל משרה שדה מגנטי, השדה של הסליל השמאלי חזק יותר ומושך את המחט לכיוונו. ככל שרמת הדלק במיכל יורדת, או שטמפרטורת המנוע עולה, ההתנגדות יורדת, יותר זרם מגיע לסליל הימני והוא מושך את המחוג לכיוונו.
במכוניות מתקדמות - ובעצם ברוב המכוניות החדשות כיום - הזרם המגיע מהמצוף הולך למיקרו-מעבד, וזה שולח את האות הנכון למחוון. בדרך זו ניתן להתגבר על בעיות הנחשול בתוך המיכל, כפי שהוזכר למעלה. יחידת העיבוד שומרת על השהייה של 3 עד 5 שניות על מנת לנטרל את נחשולי הדלק במיכל. רק אם הקריאה יציבה דיה היא תחשב את ממוצע הקריאות ותבטל את הקריאות הקיצוניות. בדרך זו ימנע ריטוט מחוג הדלק. אלא שגם מערכות אלה אינן מנטרלות את הבעיה העיקרית של מדי הדלק: חוסר הדיוק הגורם לכך שכאשר המיכל מלא המחוג בקושי זז ואחר כך נראה כאילו הוא דוהר לעבר האפס. הסיבה לכך היא שתדלוק של מלוא המיכל גורם למצוף להיצמד לתקרת מיכל הדלק. עד שפני הדלק אינם יורדים מתחת לפני המצוף לא תחול כל תזוזה שלו והמחוון יראה ^מיכל מלא^.
בעיית אי דיוק נוספת באה לידי ביטוי דווקא כשדיוק הקריאה חשוב מכל: כשהמיכל מתקרב לתומו ואנו רוצים לדעת כמה עוד ניתן לנסוע. הואיל ומיכל הדלק אינו תיבה מרובעת, אלא קופסא בעלת קימורים ופינות רבות (על מנת להתאים את המיכל למקומו סביב חלקי השלדה והמרכב), לא תמיד כשהמצוף מגיע לקצה דרכו אכן תם הדלק. הדרך הטובה ביותר לדעת כמה קילומטרים עוד ניתן לסחוט מהמיכל היא לאפס את מד המרחק המתאפס לאחר תדלוק המיכל עד שפתו וללמוד כמה ק^מ ניתן לעשות עד הידלקות נורית האזהרה. נורית זו, אגב, נדלקת כשהמצוף מגיע לנקודה מסוימת על פני הנגד. בתחילה היא מהבהבת עקב תנודות המצוף על פני הדלק ולבסוף נדלקת באופן קבוע כשהמצוף יורד עוד.
במחשבי ניהול הדרך הקיימים כיום, יש אפשרות לדעת כמה קילומטרים עוד נותרו לנו, אך יש לזכור כי הנתון נכון לנתוני הנהיגה הרגעיים. שינוי בהרגלי הנהיגה או בתנאי השטח עלול לשנות את הנתון באורח משמעותי. מחשבים אלה מופעלים באמצעות אותו מיקרו-מעבד. תנועת המצוף מושווית לנתונים של גרף כיול, הלוקח בחשבון את הצורה המורכבת של מיכל הדלק ויודע להתאים לכל מצב מצוף את יתרת הדלק במיכל וכמה נצרך עד כה. כאשר שני נתונים אלה נכנסים למחשב, יחד עם נתוני המרחק שהצטבר מהתדלוק האחרון, ניתן לקבל את צריכת הדלק הממוצעת ועל פיה את המרחק שעוד ניתן לנסוע על הדלק שבמיכל.
חום יולי-אוגוסט
חום המנוע הוא פרמטר חשוב לא פחות מכמות הדלק. אי מתן תשומת לב ראויה למחוון זה עלול לעלות לנו ביוקר, חד משמעית. הידלקות נורית אדומה (ונורית חום מנוע לעולם תהיה אדומה, שמשמעה - עצור ובדוק), עלולה לבשר לנו על בעיה שניתן היה למנעה לו היה מותקן ברכב מחוון לחום מנוע. חלק מהמחוונים אינם מציינים טמפרטורה וחלקם כן. החשוב בהם, בכל מקרה, הוא היכולת לקרוא את מגמת התפתחות החום במנוע ולהבין שיש לנו בעיה עוד בטרם נדלקה הנורית. למרות שהתצוגה לנהג מושתתת על העקרונות שנזכרו לעיל, הנתונים המגיעים מהמנוע נמדדים אחרת מנתוני הדלק. באופן בסיסי, חיישן הטמפרטורה במנוע מבוסס על ה^בי-מטאל^ שכבר הכרנו קודם לכן. אותה פיסת מתכת שלעיתים מכונה גם ^צמד תרמי^ (Thermocouple), בשל צמד המתכות שבה, המושפעות תרמית. כאן השינוי בטמפרטורה משפיע ישירות על התנגדות הצמד התרמי ועל עוצמת הזרם המועבר למחוון (במכוניות הישנות יותר) או למיקרו-מעבד. נקודת המדידה משתנה: לעיתים במעברי המים בבלוק המנוע (שזו המדידה האמינה ביותר) ולעיתים מהרדיאטור, על אף שזו האחרונה משמשת בדרך כלל להפעלת המאוורר החשמלי של מערכת הקירור. חיישן נורית האזהרה נפרד מחיישן המחוון לשם יתירות: אם כשל אחד מהם, עדיין נוכל לקבל התרעה על חום מנוע גבוה מדי.
חיישן לחץ השמן משתמש בתכונות שינוי ההתנגדות של נגד משתנה כמו מצוף גובה הדלק, אלא שכאן מסופקת התנועה של הזרוע באמצעות דיאפרגמה. דיאפרגמה היא טבעת גמישה ודקה התפוסה לאורך היקפה, כששטחה הפנימי יכול לנוע. לחץ השמן הנוצר במנוע דוחף את הדיאפרגמה כלפי מעלה ולזו מחוברת הזרוע הנעה על פני תיל חשמלי, בדיוק כמו במיכל הדלק. ברוב המכוניות לחץ שמן נמוך ניכר רק כשנדלקת נורית, אך בחלק מהמכוניות הספורטיביות לחץ השמן מוצג על מחוון. נורית חשובה נוספת, המסמנת את גובה מפלס השמן במנוע, קיימת אף היא בחלק מהמכוניות, אך לצערנו, במיעוט יחסי של דגמים. נורית זו נדלקת עם פתיחת מתג ההתנעה וכבית עם העברת המתג למצב התנעה, אלא אם כן גובה המפלס נמוך מדי. אופן פעולת החיישן דומה לפעולת חיישן גובה הדלק.
