محرك البنزين الخاص بالسيارة

محرك البنزين الخاص بالسيارة :

أجزاء محرك السيارة يعتمد صنع محرّك السيارة على مجموعة من الأسطوانات (cylinders) التي يتراوح عددها ما بين أسطوانتين إلى إثنتي عشرة أسطوانة، وعادةً ما تكون أربعة، أو ستة، أو ثمانية، حيث يتمّ حرق الوقود فيها، وتُصنع تلك الأسطوانات من معدن صلب جداً محكم الإغلاق إحدى نهاياته تُفتح وتُغلق مثل مضخة الدراجة التي تستخدم مكابس ضيقة تنزلق للأعلى والأسفل، كما أنّه يوجد صمامان أو بوابتان في أعلى كلّ أسطوانة؛ إحدهما مدخل يسمح بسحب الهواء والوقود إليها من المازج (بالإنجليزية: Carburetor) ويسمّى بصمّام السحب، والآخر مخرج يسمح بخروج الغازات العادمة الناتجة عن عملية الاحتراق، حيث إنّهما يُفتحان ويُغلقان بشكل سريع.

يوجد أيضاً قابس شراري (spark plug) أو يسمّى بوجيه في الجزء العلوي من كلّ أسطوانة يتمّ التحكم به كهربائياً ليولّد شرارة تشعل النار في الوقود، ويتصل المكبس في الجزء المقابل السفلي بمحور دوّار مستمر يسمّى عامود الكرنك (crankshaft) أو العامود المرفقي الذي يساعد على تشغيل صندوق التروس (gearbox) الذي يحرّك العجلات.

طريقة عمل محرك السيارة :

طريقة عمل محرك السيارة يعتمد مبدأ عمل المحرّك على احتراق الوقود لإنتاج الطاقة المحرّكة للسيارة، وذلك من خلال الخطوات الآتية: يفتح صمّام السحب، فتيحرّك المكبس لأسفل لانتقال الهواء والبنزين إلى غرفة الاحتراق في المحرّك، وتسمى هذه خطوة الامتصاص (intake stroke). يتحرّك المكبس إلى الأعلى حتى يضغط مزيج الهواء والبنزين. عندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة العليا فإنّ القابس الشراري أو شمعة الإشعال تولّد شرارةً لإشعال الوقود، ممّا يؤدي إلى انفجار يدفع المكبس لأسفل. عند وصول المكبس إلى النقطة الميتة السفلى يفتح صمّام الخروج سامحاً بخروج العادم المتولّد عن احتراق الخليط طارحاً إياه إلى الخارج.

 الفرق بين محرك البنزين ومحرك الديزل تعدّ محرّكات البنزين أكثر شيوعاً من محرّكات الديزل، وفيها يصل الوقود لكلّ أسطوانة من أسطوانات المحرّك بواسطة حاقن الوقود (Fuel Injector) الذي يرشّه عند صمّام السحب، فتختلط تلك الكمية مع الهواء الداخل بواسطة فلتر الهواء، ثمّ يدخل الخليط إلى الأسطوانة. أمّا في محرّكات الديزل فيتم حقن الوقود مباشرةً في الأسطوانة ليختلط مع الهواء الموجود فيها، ولأنّ عملية الحقن تحدث داخل منطقة الاحتراق مباشرةً فإنّ تلك المحرّكات تعدّ أقوى من محرّكات البنزين

محرّك السيارة :

محرّك السيارة هو الجزء المسؤول فيها عن توليد الطاقة اللازمة لحركة السيارة وجميع أجزائها الأخرى حيث يقوم بتوليد الطاقة الحركية عن طريق حرق المشتقات النفطيّة.يحتوي المحرّك على عددٍ من القطع المختلفة التي تعمل مع بعضها البعض في انسجامٍ كامل، وأي خطإٍ أو عدم انسجامٍ بين الأجزاء المختلفة في المحرّك، يؤدّي إلى عدم عمل المحرّك أو في بعض الحالات إلى حدوث بعض الأضرار فيه. أجزاء المحرّك الرئيسية كي نستطيع التحدث عن كيفيّة عمل المحرّك علينا في البداية أن نتحدث عن أجزاء المحرّك الرئيسيّة من أجل توليد الطاقة، فيحتوي المحرّك على الأسطوانة والتي تحدث فيها عمليّة الاحتراق، ومن الجانب الأول للأسطوانة يوجد المكبس، الذي يعدّ الجزء المسؤول عن تحويل انفجار الوقود في الأسطوانة إلى طاقةٍ حركيّةٍ ترددية.أمّا في الجانب الآخر فتوجد الصمّامات، والتي تعدّ المخرج أو المدخل الوحيد إلى الأسطوانة، فيوجد في أيّة أسطوانةٍ صمّامان على الأقل أحدهما يدخل الوقود إلى الأسطوانة بينما يعمل الآخر على إخراج نواتج الاحتراق إلى خارج الأسطوانة.يتصل المكبس من الجهة الأخرى بذراع التوصيل المسؤول عن تحويل الحركة الترددية، التي ينتجها المكبس إلى حركة دورانيّة والتي ينقلها إلى عمود المرفق، الذي بدوره ينقل الطاقة الحركيّة إلى باقي أجزاء السيارة، ويعمل على تحريك المكابس في الأشواط الأخرى، ومن أجل ضمان تناغم حركة الصمّامات مع المكبس في الأسطوانة ومع باقي الأسطوانات يتمّ ربط عمود المرفق بعمود الحدبات، وهو المسؤول عن فتح وإغلاق الصمّامات، بينما تعمل بعض السيّارات الأخرى بشكلٍ إلكترونيٍّ على فتح وإغلاق الصمّامات أيضاً دون وجود عمود الحدبات. كيفيّة عمل محرّك السيارة تتكون كلّ دورة في محرّك السيارة من أربعة أشواط، حيث إنّ الشوط هو كلّ مرةٍ يتحرّك فيها المكبس من أعلى الأسطوانة إلى أسفلها أو العكس، فتبدأ الدورة في المحرّك بشوط السحب والذي يتحرّك فيه المكبس إلى الأسفل، بينما يفتح صمّام الدخول سامحاً للهواء أو مزيج الوقود والهواء بالدخول إلى داخل الأسطوانة، ويلي ذلك شوط الضغط والذي يتحرّك فيه المكبس إلى الأعلى ضاغطاً الهواء إلى الضغط المناسب كي يحدث الانفجار، وتكون في هذا الشوط جميع الصمّامات مغلقةً بشكلٍ كامل.بعد ذلك يحدث الانفجار والذي يختلف كيفيّة حدوثه بحسب الوقود المستعمل، ففي السيارات التي تعمل بالبنزين، تتوفر فيها شمعة الاحتراق، التي تقوم بتوليد شرارة عالية الجهد عند وصول المكبس إلى الأعلى محدثةً بذلك انفجار البنزين، بينما ينفجر الديزل وحده دون وجود شمعة الاحتراق نتيجة الضغط، ويبدأ بعد الانفجار شوط القدرة والذي يتحرّك فيه المكبس إلى الأسفل نتيجة الانفجار، وبعدها يفتح الصمّام العادم في الشوط الأخير مع تحرّك المكبس إلى الأعلى طارداً بذلك غازات العادم الناتجة عن عمليّة الاحتراق.

نظرة عامة على المحرك :

والمحرك هو جهاز يقوم بتوليد الطاقة الحركية من أشكالها المختلفة، وهو ثورة علمية في مجال الميكانيكا، انتشرت استخداماته في كافة الإحتياجات البشرية، وهو من النِعَم التي وهبها الله للبشرية، لتسهيل أمور حياتهم اليومية، فما عادت تستغني عنها، لإعتمادها الكلي عليها، فتوفير الوقت والجهد، هو مدار بحث البشرية، لزيادة الإنجازات، وزيادة كفاءة العمل، و أحد تطبيقات هذه المحركات السيارة، والتي أصبحت ركنا في زماننا لا يستغنى عنه.

 المحركات ذات الإحتراق الداخلي جاء تصميم محرك السيارة بالإعتماد على علم الديناميكا الحرارية، والتي يقصد بها تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية، باستخدام أنواع مختلفة من المحركات، تصنف بناء على طريقة توليد هذه الطاقة الحرارية، ومحرك السيارة يعد من المحركات ذات الإحتراق الداخلي، حيث يتميز هذا النوع من المحركات، بسهولة التصنيع، وقلة التكلفة، مقارنة مع المحركات ذات الإحتراق الخارجي، وسهوله تزوده بالوقود، وكفائته التشغيلية العالية. أجزاء محرك السيارة الرئيسية الاسطوانات وهي غرف الإحتراق، التي يتم بها ضغط الوقود، واحتراقه، وتوليد انفجار كافي لتمدد الهواء داخله، مشكلا قوة دفع حركية، يستفاد منها في تحريك السيارة، وتحتوي هذه الاسطوانات على نظام إدخال وإخراج للوقود، ومواد للتبريد والتزييت للفصل بينها، وذلك باستخدام الحلقات المحيطة بها، كما يشار إلى قوة ونوع المحرك، بناء على عدد هذه الاسطوانات وطريقة ترتيبها.

المكابس : وهي قطع معدنية صلبة، تتحرك داخل الإسطوانات، والهدف منها، ضغط حيز الاسطوانة، وامتصاص رد الفعل الناتجة عن الاحتراق، وتحويلها إلى الطاقة الحركية المنشودة من العملية. مصدر شرارة كهربائية، وذلك حسب نوع الوقود المستعمل في تشغيل المحرك، حيث يستفاد من هذه الشرارة في إحداث الإحتراق.

 غرف احتراق، وهي التي تحدد سعة المحرك، ويتم فيها انضغاط الوقود، بزيادة وتقليل حيز هذه الغرف. عمود الكامات وهو الذي يعمل على تحريك المكابس للأعلى والأسفل. عمود التوصيل والذي يوصل بعمود ناقل الحركة، لتوليد عزم حركة دوراني، يتم نقله عن طريق ما يسمى بالحذافة، والتي تقوم بدورها بتحويل الحركة ما بين دائرية وأفقيه ونقلها للعجلات. كيفية عمل المحرك يعمل المحرك بدورة عمل كاملة، تبين آلية عمله، وهي مُركبة من أشواط تبين حالة العمل الكلي.

 شوط الشفط: وفيه يتحرك المكبس داخل الإسطوانة، لزيادة مساحة غرفتها، والسماح لدخول الوقود والهواء، وذلك من خلال صمامات خاصة في بنية الإسطوانة إلى غرفة الإحتراق داخلها.

 شوط الضغط: وفيه يعكس المكبس اتجاه حركته، مما يؤدي إلى إغلاف فتحات تزويد الوقود، وتقليص مساحة غرف الإحتراق، بحيث يتم توليد الضغط اللازم للإحتراق.

 شوط الإحتراق: عند وصل المكبس إلى أعلى نقطة، وأقصى ضغط ممكن لمواد الإحتراق، يتم التأثير بشرارة إحتراق، تؤدي إلى حدوث إحتراق للوقود المضغوط، مما يشكل انفجار، يؤدي إلى تمدد الهواء دافعا المكبس، وذلك بقوة رد فعل مغايرة في الإتجاه، تقوم بتحريك العمود الناقل للحركة، لإيصالها إلى العجلات

شوط طرد العادم: عند اكتمال شوط الإحتراق يعود المكبس إلى أسفل نقطه له، ليتيح فتح صمام للتخلص من العادم الناتج عن الإحتراق، وبسبب دوران ناقل الحركة يعود المكبس إلى نقطة البدء، للدخول في دورة عمل جديدة من أربعة أشواط.