محرك السيارة (الجزء 1)
 |
نقدم لك خلال هذه الأجزاء مقدمة عامة عن المحركات من أجل أن تكون لنا سندا في مقالاتنا الأخرى حول صناعة الأنواع المتعددة للمحركات. توجد بعض المصطلحات المهمة والمعارف التي يجب أن تعرفها عند تقريرك لصنع المحركات.
|
مقدمة عن السيارات
يمكن تصنيف السيارات من حيث الغرض منها إلى ثلاث مجموعات:
المجموعة الأولى: يدخل فيها كل السيارات المخصصة لنقل الركاب، بما فيها الناقلات (الأوتوبيسات).
المجموعة الثانية: ويدخل فيها عربات النقل وشاحنات النقل التي قد تجهز وفقاً لاستخدماتها.
المجموعة الثالثة: ويدخل فيها المركبات الخاصة، مثل العربات ذات الأوناش، التي تستخدم على نطاق واسع في مجالات الصناعة والتشييد والبناء.
وبالرغم من تعدد الأغراض التي تستخدم من أجلها السيارات، إلا أنها جميعها تعمل بنظرية واحدة. والوحدة المختصة بتوليد القوى في السيارة هي محرك الإحتراق الداخليالذي يغذى بالوقود السائل (البنزين أو زيت الديزل)، فيمده بالقدرة اللازمة للمحرك، وتنتقل الحركة من المحرك، عن طريق مجموعات نقل الحركة(الدبرياج، صندوق التروس، عمود الكردان، الكرونة، مجموعة إدارة المحاور) إلى العجلات المديرة – إما من العجلتين الأماميتين، أو إلى العجلتين الخلفيتين.
ويتكون هيكل السيارة (الشاسية) أو مجموعات الحركة (الإطار المعدني، المحاور، ومجموعة التعليق، والعجلات، وجهاز القيادة والتوجيه، والفرامل، ومجموعة العادم).
|
 |
ملاحظة
سيكون المقال كاملا بالمصطلحات العربية، وعلى الذين يجدون مشكلة في فهمها خصوصا لمن يعرفوها إلا بالإنجليزية أو الفرنسية فليرجع إلى جدول المصطلحات في آخر المقال الذي يلخص مجمل المصطلحات التقنية.
|
مقدمة عن كيفية عمل المحرك
عند إحتراق الوقود داخل المحرك تتحول الطاقة الكيميائية الكامنة في الوقود مباشرة إلى طاقة حركية. ففي أثناء عملية الإحتراق تتكون الغازات التي تأخذ في التمدد في كل إتجاه مسببة نشوء ضغط عالي. ويستفاد من هذا الضغط العالي ميكانيكياً في تحريك الأجزاء والمكونات المختلفة للمحرك. والشكل التالي يوضح المكونات الرئيسية لمحرك بنزين (رباعي الأشواط):
| |
 | |
يختلط الوقود السائل بالهواء ويذرى جزئياً في المغذي، في جميع محركات البنزين، ثم يسحب (يشفط) هذا الخليط إلى الأسطوانات – نتيجة لتحرك المكابس إلى أسفل – حيث يشتعل داخلها بواسطة شموع الإشتعال.
حيث ينزلق كل مكبس داخل أسطوانة نتيجة دفع الغازات الممتدة له، فيضغط هو بالتالي على العمود المرفقيناقلاً إليه الحركة عن طريق ذراع التوصيل. وبذلك تتحول الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية في العمود المرفقي.
وتزود المكابس بحلقات (شنابر) لزيادة الإحكام بين المكابس وبين جدران الأسطوانات، ومنع إلتصاقها(زرجنتها) ببعضها البعض.
وتتصل النهاية الصغرى لذراع التوصيل بالمكبس بواسطة وتد المكبس الذي يمكنها من الحركة الدائرية كذلك.
وتركب الحذافة في مؤخرة العمود المرفقي، وهي تعمل على تنظيم وسلامة دوران المحرك، كما أنها تجهز بإطار مسنن (ترس) للتعشيق بالترس الصغير (البنيون) الخاص بمبدأ الحركة (المارش). ويطلق على مجموعة المكبس ووتد المكبس وذراع التوصيل والعمود المرفقي والحدافة، اسم مجموعة العمود المرفقي.
ويتم التحكم بوساطة الصمامات في دخول خليط الوقود والهواء إلى الأسطوانات وخروج الغازات المحترقة منها، وتتحرك الصمامات عن طريق عمود الحدبات الموجود عادة في علبة المرفق. وتكوّن الصمامات وعمودالحدبات ووسيلة إدارته ما يعرف باسم مجموعة التحكم في المحرك.
ويغلق قاع علبة المرفق بحوض الزيت (الكارتير) الذى يعمل في الوقت نفسه على الاحتفاظ بالزيت اللازم للتزييت. ويتصل هذا الحوض بعلبة المرفق إتصالاً محكماً يكفل عدم تسرب الزيت من سطح الاتصال.
أما المولد (الدينامو) فيوجد خارج جسم المحرك ويستمد منه حركته. وعندما يدور المحرك بسرعته الكافية يعمل المولد على الإمداد بتيار الإشعال، وتغذية بقية مستهلكات التيار، وشحن البطارية الإختزانية.
وأما مبدأ الحركة (المارش) فعبارة عن محرك كهربائي صغير يبرز منه – عند تشغيله – ترس صغير (بنيون)يعشق بالإطار المسنن المركب بالحدافة ويديره، فتدور بالتالي مجموعة العمود المرفقي كلها.
ويطلق على أعلى موضع للمكبس في الأسطوانة اسم النقطة الميتة العليا، بينما يعرف أدنى موضع له باسمالنقطة الميتة السفلى، والمسافة المقطوعة بين هذين الموضعين هو شوط المكبس (المشوار). ويسمى الحجم المزاح في هذا الشوط باسم إزاحة المكبس (الإزاحة).
| |
 | |
والشوط هو حركة المكبس مرة واحدة من إحدى النقطتين الميتتين إلى النقطة الميتة الأخرى. أما حيز الإنضغاط فهو الحيز المحصور بين المكبس وهو في النقطة الميتة العليا وبين رأس الأسطوانة. وفي حيز الإنضغاط ينضغط خليط الوقود والهواء عندما يتحرك المكبس إلى أعلى، ثم يشتعل بالشرارة الكهربائية.
والشوط في المحرك الرباعي (ذي الدورة الرباعية الأشواط) هو المسافة المقطوعة بين النقطة الميتة العليا والنقطة الميتة السفلى (أو العكس). وفي كل شوط يدور العمود المرفقي بمقدار نصف لفة. وتقطع في الدورة التامة الأشواط الأربعة التالية:
| |
شوط السحب (الشفط)
يسحب المكبس معه – في أثناء تحركه إلى أسفل – خليط الوقود والهواء عن طريق صمام السحب المفتوح. في حين يكون صمام العادم مغلقاً، ويغلق صمام السحب بمجرد وصول المكبس إلى النقطة الميتة السفلى، وبذلك ينتهى الشوط الأول. وفي هذه الحالة يكون العمود المرفقي قد أتم نصف لفة.
|  |
شوط الإنضغاط
ينضغط خليط الوقود والهواء عندما يتحرك المكبس إلى أعلى للوصول إلى النقطة الميتة العليا،في حين يكون الصمامان مغلقين، وعندئذ يكون العمود المرفقي قد أتم لفة كاملة. |  |
شوط القدرة (الاحتراق)
يتم الإشعال بعد لحظات من وصول المكبس إلى النقطة الميتة العليا، فيحترق الخليط المنضغط، وتتمدد الغازات بفعل الحرارة الناتجة من الاحتراق، فتدفع المكبس إلى أسفل، بينما يظل الصمامان مغلقين. وحينئذ يكون العمود المرفقي قد دار بمقدار لفة ونصف اللفة.
|  |
شوط العادم
يتحرك المكبس – بعد إنجاز عمله – إلى أعلى، اتجاه النقطة الميتة العليا، دافعاً أمامه الغازات المحترقة لكسحها خارج الأسطوانة عن طريق صمام العادم المفتوح.
وبمجرد وصول المكبس إلى النقطة الميتة العليا يغلق صمام العادم، ويفتح في الوقت نفسه صمام السحب، وفي هذه الحالة يكون العمود المرفقي قد أتم لفتين كاملتين.
|  |
ولتحقيق أقصى إستفادة ممكنة من الوقود، وللحصول على أحسن أداء، ينبغى عدم فتح أو غلق الصمامات، أو أو إجراء عملية الإشعال عندما يكون المكبس في أي من النقطتين الميتتين، العليا والسفلى. ولكفالة الأداء الجيد للمحرك – حتى السرعات العالية – ينبغي في شوط السحب أن يكون صمام السحب مفتوحاً جزئياً قبل أن يبدأ المكبس في التحرك إلى أسفل. ومن الضروري إجراء ذلك لضمان ملء الأسطوانة بالكامل من الخليط الجديد دون أن تعترض طريقه أي عوائق أو إختناقات – ولو عند أقصى سرعة للمكبس.
كما أن للوصول إلى أداء جيد للمحرك عند السرعات العالية، يلزم إدخال أكبر شحنة من الخليط في الأسطوانة، ولذلك يظل صمام السحب مفتوحاً عدة لحظات بعد وصول المكبس إلى النقطة الميتة السفلى، أي حتى عند بداية حركة المكبس إلى أعلى، لكفالة ملء الأسطوانة بأقصى شحنة ممكنة من خليط الوقود والهواء الذي يتجه دائماً إلى أعلى نتيجة طاقته الحركية.
ويحدث المثل في نهاية شوط العادم، فيفتح صمام العادم جزئياً قبل نهاية شوط القدرة، أي قبل وصول المكبس إلى النقطة الميتة السفلى، ليسمح للغازات التي ما زالت تحت ضغط، بالتحرر بسرعة والهرب من العادم.ونتيجة لذلك يدفع المكبس الغازات المحترقة بأدنى ضغط مضاد (الذي يعتبر فقداً في القدرة).
وللتخلص من الغازات المتبقية بعد إتمام شوط العادم يظل صمام العادم مفتوحاُ بعد أن يترك المكبس موضع النقطة الميتة العليا، أي في الوقت نفسه الذي يكون فيه صمام السحب مفتوحاً.
وبذلك يتم كسح فراغ الإحتراق بأقل فقد ممكن في خليط الوقود والهواء الجديد المعد للإحتراق.
| |
مصطلحات المقال
العربية
|
الإنجليزية
|
الفرنسية
|
المحرك
|
Engine
|
Moteur
|
العمود المرفقي
|
Crankshaft
|
Vilebrequin
|
ذراع التوصيل
|
Connecting rod
|
Bielle
|
الحدبة
|
Cam
|
Came
|
عمود الحدبات
|
Camshaft
|
Arbre à cames
|
المكبس
|
Piston
|
Piston
|
وتد المكبس
|
Piston pin
|
Tige de piston
|
ذراع المكبس
|
Piston driving rod
|
Bielle
|
الحذافة (دولاب الموازنة)
|
Flywheel
|
Volant
|
الصمام
|
Valve
|
Soupape
|
زنبرك الصمام
|
Valve spring
|
Ressort de soupape
|
الأسطوانة
|
Cylinder
|
Cylindre
|
رأس الأسطوانة
|
Cylinder head
|
Culasse
|
شمعة الإشتعال
|
Spark plug
|
Bougie
|
النحاس الأصفر
|
Brass
|
Laiton
|
البرونز
|
Bronze
|
Bronze
|
الصلب
|
Steel
|
Acier
|
الصلب المعتدل
|
Mild steel
|
Acier doux
|
الفضة
|
Silver
|
Argent
|
الحديد الزهر الرمادي
|
Grey cast iron
|
Fonte grise
|
صمولة
|
Nut
|
Écrou
|
شريحة مستديرة
|
Washer
|
Rondelle
|
دولاب مسنن (ترس)
|
Cog wheel
|
Roue dentée
|
البكرة
|
Pulley
|
Poulie
|
محرك رباعي الأشواط
|
Four-stroke engine
|
Moteur à 4 temps
|
المغذي (المازج)
|
Carburetor
|
Carburant
|
النقطة الميتة العليا
|
Top dead centre
|
Point mort haut
|
النقطة الميتة السفلى
|
Bottom dead centre
|
Point mort bas
|
شوط السحب
|
Intake
|
Admission
|
شوط الإنضغاط
|
Compression
|
Compression
|
شوط القدرة (الاحتراق)
|
Power
|
Combustion-Détente
|
شوط العادم
|
Exhaust
|
Échappement
|
المحمل
|
Bearing
|
Palier
|
المشع
|
Radiator
|
Radiateur
|
مضخة الزيت
|
Oil pump
|
Pompe à huile
|
المنظم الحراري
|
Thermostat
|
Thermostat
|
وشيعة (ملف)
|
Coil
|
Bobine
|
مكثف
|
Capacitor (Condensor)
|
Condensateur
|
بقلم soufian najim
سفيان، احب أن أضع كل ما أعرف من معلومات حول الحاسوب والتقنيات الجديدة، وخطرت لي فكرة عمل مدونة تضم كل المجالات التعليمية التي أستطيع إفادتكم بها ، فأرجوا ان لاتبخلوا علي أيضا بمتابعتكم لمواضيعي كما ان تعليقاتكم تهمني وتزيد من عطائي لكم إخوتي الكرام وأي استفسار ان موجود وشكرا
0 التعليقات
