محرك السيارة - الجزء 2

محرك السيارة (الجزء 2)

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.

---

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.

---

مكونات المحرك

1– مجموعة العمود المرفقي

تتكون مجموعة العمود المرفقي أساساً من التالي:
العمود المرفقي يعمل العمود المرفقي على تحويل الحركة الترددية للمكابس – إلى أعلى وأسفل – إلى حركة دورانية. الحذافة توضع الحذافة على مؤخرة العمود المرفقي، والغرض منها موازنة الصدمات الناتجة عن الإنعكاسات المستمرة لحركة المكابس، متيحة للمحرك سلامة وانتظام دورانه. وإلى جانب ذلك فهي تعمل على التغلب على النقط الميتة للمكابس، كما يركب عليها الطوق المسنن (ترس الفولان)المستخدم للتعشيق مع الترس الصغير(البنيون) الخاص بمبدأ الحركة(المارش).
ذراع التوصيل تستند النهاية الكبرى لذراع التوصيل على محور المرفق، بينما تتصل نهايته الصغرى (رأس بتمان)بوتد المكبس. أما النهاية الكبرى لذراع التوصيل فمقسمة إلى جزئين متصلين ببعضها البعض بمسمارين، حتى يمكن تركيبها وربطها حول نصفي سبيكة المحمل(كرسي التحميل)الموجودين على محور المرفق. ملاحظة: عند إجراء الإصلاحات ينبغي بذل عناية خاصة لضبط استقامة أذرع التوصيل حتى تكون محاور أوتاد المكابس موازية تماماً لمحاور المرفق، وإلا انزلقت المكابس بميل في أسطوانتها مؤدية إلى التآكل الشديد والإلتصاق بها(القفش). ويمكن إدراك هذا العطل بوضوح عندما يصدر المحرك أصواتاً شديدة.
المكبس تستخدم المكابس المصنوعة من المعادن الخفيفة على نطاق واسع في مجال هندسة السيارات. وتتميز هذه المكابس بحسن أدائها في درجات الحرارة العليا. يتكون الجزء العلوي للمكبس من رأس المكبس ومنطقة الحلقات (حلقات المكبس)، بينما يتكون جزئه السفلي من جذع المكبس وبه الصرتان، وتركب بالمكبس في المعتاد ثلاث حلقات. الغرض منها هو المحافظة على ضغط الغازات المتولد من الاحتراق.
بعد تركيب هذه الحلقات في الأسطوانات، ينبغي التأكد من أن وجه كل حلقة يلامس جدار أسطوانته بانتظام وإحكام، وينبغي الإهتمام بدقة إزواج حلقات المكبس بمجاريها وأنها على استقامة واحدة في الإتجاه المحوري حتى لا يسمح بتسرب خليط الوقود والهواء مباشرة عن طريق جذع المكبس. عند تركيب حلقات المكبس يراعى بصفة خاصة منع حدوث أي تغيير في شكلها الخارجي حتى لا يؤثر ذلك على جودة تلامسها، ولذلك يوصى باستخدام أداة الزردية عند تركيبها.
يتم تثبيت حلقات المكبس في مواضعها بالمسامير خشية أن تتمدد الوصلات وتنفرج عند مرورها بفتحات الأسطوانة، مسببة بذلك تلفا كبيرا. كما يجب التنبيه إلى أنه عند تركيب حلقات المكبس ينبغي تفادي صدمها، أو الطرق عليها أو إفرادها بشدة. يستخدم كذلك (في المحركات الرباعية الأشواط) حلقات لتنظيم (كسح) الزيت. وهي تشبه حلقات المكبس، غير أنها أثخن منها قليلاً، علاوة على وجود مجاري حلقية ذات ثقوب (فتحات) تتوسط أسطحها الحلقية المنزلقة، وتؤدي إلى فتحات تصريف الزيت الموجودة بجذع المكبس. نتيجة لذلك، يعود الزيت الزائد من جدران الأسطوانة إلى المكبس من الداخل دون الإخلال بطبقة الزيت الرقيقة اللازمة للتزييت.
أما الغرض من وتد المكبس فهو نقل الحركة من المكبس إلى ذراع التوصيل. ويتم توصيل المكبس بذراع التوصيل إما بتثبيت الوتد بالنهاية الصغرى لذراع التوصيل (رأس بتمان) ودورانه داخل الصرتين، أو بتثبيته بالصرتين ودوران النهاية الصغرى حوله.

2– الأسطوانات ورأس الأسطوانات

رأس الأسطوانة تصنع الأسطوانات ورأس الأسطوانات إما من الحديد الزهر الرمادي أو من سبائك المعادن الخفيفة. وعادة ما يوجد حيز الإنضغاط برأس الأسطوانة لتسهيل التشغيل المكنى للأسطح الفعالة من الأسطوانة.

ولما كانت الأسطح الفعالة من الأسطوانات معرضة للتآكل أثناء عملها نتيجة للضغط الجانبي للمكابس، لذلكإنبغى إعادة تخريط كتلة الأسطوانات من الداخل عند إجراء الإصلاح العام (العمرة العمومية) – أي أنه يتم توسعها حسب درجة التآكل الحادث. ويمكن عموماً إعادة خرط الأسطوانة وصقلها ثلاث مرات من الداخل فقط نظراً لتناقص سماكة جدار الأسطوانة بعد كل مرة.  البطانة لتفادي استبدال كتلة الأسطوانة بعد انتهاء الثلاث مرات، تكبس بالأسطوانة بطائن تعمل بمثابة الأسطوانات الأصلية تماماً. وقد أخذت التصميمات الحديثة بتركيب بطائن الأسطوانات من البداية، وقد تكون هذه البطائن جافة يحيط بها غلاف (قميص) من الحديد الزهر الرمادي أو المعدن الخفيف ويلامسها بطول محيطها الكلي، أو قد تكون مبتلة محكم رباطها من أعلى ومن أسفل في حين تحيط مياه التبريد بمنطقتها الوسطى مباشرة.

يتطلب عند جمع المحرك مراعاة النظافة التامة، فقد تعمل الجذاذات المعدنية (الرايش) أو الأتربة على سرعة إتلاف جدار الأسطوانة أو المكبس. ينبغي كذلك العناية بجودة تركيب الحاشيات (الجوانات)، فقد تؤدي الحاشيات البارزة في حيز الاحتراق إلى تكوين رواسب الزيت الكربونية، وبالتالي زيادة الاحتكاك وتآكل الأسطوانة قبل الأوان. يؤدي التشغيل السليم لمحرك السيارة إلى التقليل من تآكل الأسطوانات إلى أقل حد ممكن، وللتوصيل إلى ذلك ينبغي الإلمام بكيفية التشغيل والضبط الصحيح للمغذي (المازج) عموماً، علاوة على العناية الخاصة باستخدام أنسب أنواع الزيوت والوقود أيضا. في أثناء فترة تليين المحرك ينبغي عدم تحميله إجهادات زائدة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التبريد له تأثير كبير على تآكل المحرك. وحتى يمكن تفادي السخونة الزائدة للمحرك فإنه ينبغي العناية بالمشع وعدم السماح بتكوين رواسب عليه. أما عند ترك السيارة في المرآب فترات طويلة، فينبغي ملء حيزات الاحتراق بالزيت حتى لا تصدأ الأسطوانات.

حاشيات رأس الأسطوانة توضع حاشية (جوان)، مصنوعة من الأسبستوس مع النحاس أو الأسبستوس مع الحديد (الصفيح)، بين سطح كتلة الأسطوانات المجلخ بدقة وبين رأس الأسطوانات لإحكام ربطهما معاً ومنع التسرب من أي فتحة من الفتحات (كفتحات مياه التبريد وفتحات مسامير الرباط مثلا) وعزل حيزات الإنضغاط عن بعضها البعض. بعد استبدال حاشية (جوان) جديدة بأخرى تالفة، وبعد تركيب رأس الأسطوانة في موضعه بعناية، ينبغي إحكام رباط المسامير مرتين أو ثلاث مرات كلما قطعت السيارة مسافة 200 كلم لتفادي تسرب مياه التبريد من الحاشية من أضيق أجزائها. بدلاً من دخول خليط الوقود والهواء فقط – المتكون في المغذي (المازج) – إلى إحدى الأسطوانات أثناء شوط السحب، يؤدي الاستمرار في استخدام الحاشية التالفة إلى دخول الغازات المحترقة في الأسطوانات المجاورة، وبالتالي التأثير إلى حد بعيد على عمل المحرك وعمر استخدامه. وعلاوة على ذلك يعجز الإنضغاط حينئذ عن الوصول إلى القيم المحددة له. ويصبح الموقف أشد سوءاً عندما تتلف الحاشية وتسمح بالتسرب إلى دورة التبريد، حيث تتمكن مياه التبريد من الدخول إلى فراغات الأسطوانات فتتسبب في حدوث أضرار خطيرة أو إتلاف كل المحرك. بالإضافة إلى ذلك، فقد ينخفض ضغط خليط الوقود والهواء بسبب وجود المواضع التالفة بالحاشية أثناء شوط الإنضغاط. ويمكن اكتشاف هذا العطل بظهور فقاعات في الماء الموجود بالمشع المملوء إلى نهايته عندما يكون المحرك في حالة دوران بسرعة منخفضة. ويجب على أية حال عدم الخلط بين ظهور الفقاعات في مياه التبريد في هذه الحالة وبين ظهورها في حالة التبريد الجوي. عند تركيب الحاشية الجديدة ينبغي مراعاة عدم بروز أي جزء منها أو إنضغاطه داخل حيزات الإحتراق أو مسارات مياه التبريد نتيجة لإحكام الرباط، فقد يؤدي بروز أي جزء من الحاشية إلى تكون رواسب زيت كربونية تتسبب في حدوث الإشعال المتقدم، وبالتالي ظهور الفرقعة (التصفيق) المعروفة بالمحرك. أما الأجزاء التي تبرز من الحاشية في مسارات التبريد فتعمل على تضييق الممرات وخنقها، وقد تؤثر تأثيراً بالغاً على تبريد المحرك. وجدير بالذكر أن جميع تصميمات الحشيات ليست متماثلة وترتب فتحات التزييت الجبري على جانب واحد فقط، وخاصة في المحركات ذوات الصمامات العلوية (الرأسية). وحتى لا تعترض الحشيات سبيل هذه الفتحات فتعوق سريان الزيت، ينبغي فحص كل حاشية بعناية قبل تركيبها.

3– مجموعة التحكم في المحرك

تشمل مجموعة التحكم في المحرك جميع الأجزاء التي تتحكم في دورة الأشواط، من تزامن حركة الصمامات إلىكيفية التحكم في الفتحات.
تتكون مجموعة تزامن حركة الصمامات بالمحرك الرباعي الأشواط ذي الصمامات الرأسية (في حالة وجود الصمامات برأس المحرك) من عمود الحدبات، والروافع (التاكيهات)، والصمامات بزنبركاتها وأقراص الزنبركات (الأطباق) ومخاريط الصمامات، وأذرع دفع الصمامات، والأذرع المترجحة بمحاملها. أما إذا كان عمود الحدبات فوق الصمامات فلا داعي لوجود الروافع أو أذرع دفع الصمامات.
وأهم جزء في مجموعة تزامن الحركة هو الصمام، وهو عبارة عن قرص له وجه حلقي (2)، في نهاية القرص (1)، وساق (3). يتخذ وجه القرص شكلاً مخروطياً (زاوية 45 5)، وتجرى له عملية تجليخ وتحضين (روديه) مع سطح مقعده (4) لمنع التسرب عن طريقه.
ولتسهيل عملية التجليخ والتحضين يفتح شق نافذ بطول رأس الصمام في حالة الصمام الكروي الشكل، أو تفتح في جزء منه مثقبية (مشقبية) بطريق التفريز في حالة الصمام المسطح الشكل. يتكون السطح الإنتقالي – الواصل بين قرص الصمام وبين ساقه – من منحنى إتصال، للحصول على مقطع انتقال متدرج، وتفادي إنكسار الصمام. يتم فتح الصمام برفع ساقه عن طريق الرافعة وذراع الدفع والذراع المترجحة التي تتحرك بواسطة الحدبات الموجودة بعمود الحدبات، أما القفل فيتم عن طريق زنبرك الصمام (5). يتوقف معدل ملء الأسطوانات، وبالتالي أداء المحرك، على تصميم آليات الصمام، وكيفية عملها. للحصول على معدل ملء مناسب يجب تصميم الصمامات بأقراص ومسافات تحرك كبيرة على قدر الإمكان. ويحد من مسافة تحريك الصمام (8) كل من عمود الحدبات، والإشتراطات الخاصة بالحصول على تشغيل هادئ، والقوى الديناميكية التي تتولد عند تشغيل الصمامات. كما يتطلب معدل الملء في المحركات ذوات السرعات العالية مراعاة عدم تعريض خليط الوقود والهواء المسحوب إلا لأقل إختناق ممكن عند مروره من مقطع الصمام المفتوح. تصمم أبعاد زنبركات الصمامات المستخدمة في القفل بحيث تتبع الصمامات حركة الحدبات بدون تمايل(إرتعاش)، ولو عند السرعات العالية. وبالرغم من تعرض صمامات العادم لدرجات حرارة مرتفعة إلا أنه ينبغي أن تتميز بقدراتها على إحكام الجلوس في مقاعدها، وينتج عن ذلك تمدد سيقان الصمامات حرارياً. ولذلك يجب تثبيت خلوص (برغي للتثبيت) كل آلية تشغيل من مجموعة تزامن الحركة. سيؤدي هذا إلى ضمان إحكام الصمامات ومنع التسرب عن طريقها، ويصل هذا الخلوص في المتوسط إلى 0.3 ملم لصمامات السحب وصمامات العادم وهي ساخنة. ولضبط الخلوص تزود الروافع أو الأذرع المترجحة ضبط او مسامير مركزية.
وإذا كان خلوص صمام السحب زائدا على الحد، فلن يكون معدل ملء الأسطوانات بخليط الوقود والهواء كافياً.كما أن الخلوص الزائد في صمام العادم يؤدي إلى اعتراض سبيل الغازات الساخنة العادمة وإعاقة طردها بالدرجة الكافية. ويمكن الإحساس بالخلوص الزائد في الروافع عن طريق الأصوات الإصطكاكية التي تسمع عند دوران المحرك. أما إذا كان خلوص الروافع أقل من اللازم فإن قفل الصمامات لا يكون كافياً، مما يؤدي إلى إحتراقها بسرعة، وفي هذه الحالة تكثر عمليات الإصلاح.لذلك ينبغي مراجعة خلوص الروافع بواسطة مفك البراغي (المجس).	ضبط الخلوص
يتسبب النقص الشديد في الخلوص إلى عدم إحكام قفل الصمام. ويتوقف مقدار الخلوص على درجة السخونة وطول ساق الصمام، وعند ضبط الصمامات يجب المحافظة على مستوى الخلوص المحدد في مواصفات المصنع المنتج. يتطلب أنسب معدل لملء الأسطوانات أن يتم فتح صمام السحب بسرعة – أي أن يتصل الصمام إلى أقصى مسافة لتحركه بأسرع ما يمكن – وأن يظل مفتوحاً فترة طويلة، ثم يقفل بسرعة مرة أخرى. تختلف كيفية التحكم في الصمامات الرأسية عنها في حالة الصمامات المقلوبة. ويعتبر الشكل الهندسي لحيز الإنضغاط من أهم العوامل التي تحدد أقصى نسبة للإستفادة للوصول لأعلى قيمة للإنضغاط، وبالتالي جودة أداء المحرك. كما أن ترتيب الصمامات من العوامل المهمة. وقد سبق القول بأن وسيلة التحكم في الصمامات المرتبة في ترتيب رأسي أقل تعقيداً في تصميمها، إلا أنه يعاب عليها تسببها في إنخفاض معدل ملء المحرك نتيجة للتغير في اتجاه سريان الغاز. وقد تلشى هذا العيب عن طريق ترتيب الصمامات بـوضع مقلوب، مما أدى إلى تحسي معدل الملء بشكل ملحوظ. لكن ترتيب الصمامات في هذا الوضع – على أية حال – يستلزم عدداً أكبر من المكونات. وهناك طرازان متميزان من الصمامات المقلوبة: يعمل الطراز الأول عن طريق عمود الحدبات الموجود في علبة المرفق. يعمل الطراز الثاني عن طريق عمود الحدبات العلوي. في حالة وجود عمود الحدبات بعلبة المرفق، يستبدل الصمام الرأسي بذراع دفع يعمل على تحريك رافعة ترجحية ذات كفتين (رافعة من الدرجة الأولى مركبة برأس الأسطوانات) تؤثر على ساق الصمام. تزود الرافعة، في الجانب الذي يستمد الحركة من ذراع الدفع، ببرغي ضبط مقلوظ مشقوق الرأس وصامولة يسمحان بضبط خلوص الصمام. يتم تحريك الصمام في دليلة ورجوع الزنبرك أساساً بالكيفية نفسها التي يعملان بها في حالة الصمامات الرأسية. وفي حين ترتب الصمامات التي يتحكم فيها بأذرع الدفع في صف واحد جنباً إلى جنب في الإتجاه الطولي لرأس الأسطوانات، ترتب الصمامات التي تعمل عن طريق عمود الحدبات العلوي عادة في وضع مائل إلى الخارج.
وتؤدي التكاليف الزائدة في حالات كثيرة إلى الأداء الأفضل الذي يتم الوصول إليه بالتحكم بهذه الكيفية، والذي يسمح ببلوغ سرعات أعلى مع تشغيل سلس وهادىء للمحرك وآليات التحكم. بعد تشغيل المحرك فترات طويلة تتكون رواسب زيت كربونية على فتحات العادم تعمل على تضييق ممرات الغازات المحترقة بشكل ملحوظ، مما يؤثر على تزامن الحركة. لذلك ينبغي تنظيف فتحات العادم بعد كل 10000إلى 20000 كلم من التشغيل. تتوقف كمية رواسب الزيت الكربونية أساساً على طريقة القيادة، والإجهادات الحادثة بالمحرك، ونوع الزيت الممزوج بالوقود. زنبرك الصمام هو الجزء الوحيد الذي يحد من إمكان زيادة السرعة على 8000 لفة في الدقيقة. فبالرغم من تصميمه بالشكل اللولبي الذي يتميز بالقوة والقصر النسبي في الطول، إلا أن ذبذباته تصبح غير مناسبة إذا زادت السرعة على ذلك القدر. ونتيجة للإرتعاش الناتج حينئذ، لا يتمكن الصمام من القفل بالشكل الصحيح، ويحتمل – بالإضافة إلى ذلك – إنكسار الزنبرك في هذا النطاق من السرعة. من أجل التغلب على هذه الصعوبات التي تحدث خاصة في المحركات ذات القدرات العالية، فقد توصل منتجو محركات سيارات السباق إلى وسيلة يمكن بها قفل الصمام عن طريق الحركة المضادة لعمود الحدبات.
يتضح من تصميم عمود الحدبات المبين بالشكل انه عمود عادي يحمل عدداً من الحدبات والحدبة عبارة عن بروز في جانب واحد من العمود، وتمكن من فتح الصمام أو قفله وفقاً لشكلها. ويتم قفل الصمام نتيجة لضغط زنبركه. ويزود كل صمام من صمامات السحب أو العادم بحدبة واحدة يتحدد وضعها وفقاً لتوقيت فتحه أو قفله، ويستمد عمود الحدبات حركته من العمود المرفقي بواسطة تروس أو سلسلة (كاتينة) أو عمود رأسي ينقل إليه الحركة من العمود المرفقي بواسطة تروس مخروطية أو تروس ذوات أسنان مائلة.
أما نسبة التعشيق فهي تساوي 1:2، أي أنه إذا أتم العمود المرفقي لفتين كاملتين يكون حينها قد أتم عمود الحدبات لفة واحدة وفتح خلالها كلاً من صمام السحب وصمام العادم مرة واحدة.

4– دورة التزييت

تعمل جميع المحركات المزودة بالحامل (كراسي التحميل) العادية بنظام التزييت الجبري، حيث يُدفع الزيت المضغوط عن طريق مضخة الزيت ذات الترسين التي يدور ترساها بإحكام داخل غلافها.وينبغي أن يكفل تعشيق الترسين جودة وإحكام تشابك أسطح أسنانهما المعشقة.
ويوضع مدخل السحب بالمضخة دائماً في أسفل موضع بحوض الزيت، وهذا الموضع يكفل لمضخة الزيت دائماً سحب الكمية الكافية من زيت التزييت سواء كانت السيارة في طريق صاعد أم كان مستوى الزيت منخفضاً. وتستمد مضخة الزيت حركتها من العمود المرفقي.
توجد في مدخل ماسورة السحب مصفاة للزيت لحجز الشوائب ومنعها من دخول المضخة. وإذا لم تنظف هذه المصفاة دورياً بصفة منتظمة فإن الأوساخ تتكون عليها، ويصبح مرور الزيت غير كاف، وبالتالي ينخفض ضغطه.ويمكن الوصول إلى مصفاة الزيت بسهولة بعد فصل حوض الزيت، أو كشف أي فتحة اخرى خاصة فيه.
تحدث الإتساخات الشديدة إذا لم يتم تغيير الزيت وفقاً للفترات المحددة. وغالباً ما تشتمل دورة التزييت على مرشح معدني أو ورقي ينبغي تنظيفه كلما غير الزيت.ويجب تغيير عنصر الترشيح (القلب)الورقي دائماً. يخرج الزيت المضغوط من مخرج الزيت المرشح ليصل إلى محامل العمود المرفقي، ومنها إلى جميع المحامل الرئيسية ومحامل (سبائك) أذرع التوصيل عن طريق ممرات الزيت الموجودة بالعمود المرفقي. وعندما يكون المحرك ساخناً ينبغي أن يكون ضغط الزيت من 2 إلى 3 ضغط جوي (حوالي28–43 رطل/البوصة المربعة).
ومن المعلوم أن لزوجة الزيت تقل بارتفاع درجة الحرارة، ولكن ينبغي ألا تقل عندئذ خصائص التزييت أو جودته إطلاقاً. ومن العوامل التي تؤثر على جودة التزييت السعة الحجمية لحوض الزيت، أي المستوى القياسى لزيت التزييت بداخله. قد يضاف أيضا مبرد للزيت في المحركات ذات القدرات العالية لمنع ارتفاع درجة حرارته. ويكتفي في الاستخدامات العادية بتبريد الزيت في حوض الزيت عن طريق الهواء وتياراته المتولدة عند السير بالسيارة.وقد يزود قاع حوض الزيت بزعانف طويلة لتسريب الحرارة. وبالرغم من تركيب المحامل على خير وجه، إلا أن بعض الزيت المضغوط قد يتسرب خارج محامل أذرع التوصيل ومحامل العمود الفقري. وبتأثير الطرد المركزي، الناتج عن دوران العمود، يصل هذا الزيت إلى جدران الأسطوانات والمكابس من الداخل مسبباً تزييت محامل النهايات الصغرى لأذرع التوصيل. وقد سبق القول بأنه توجد بالجزء السفلي من المكبس حلقات لتنظيم الزيت، الغرض منها كسح الزيت الزائد عن الحاجة وإعادته إلى حوض الزيت دون الإخلال بطبقة الزيت الرقيقة التي يستند إليها المكبس وحلقاته. ويجب كذلك المحافظة على هذه الطبقة الرقيقة من الزيت في جميع مواضع المحمل لمنع أي تشغيل جاف (على الناشف) أو لصق (زرجنة) نتيجة التلامس المعدني المباشر الذي يحدث عند تلف طبقة الزيت. وقد يحدث ذلك عند زيادة الضغط المحامل ونقص الزيت.
يجب تغيير زيت التزييت في فترات بصفة دورية – بعد كل حوالي 1500 كلم عادة – وفي حالة المحركات الجديدة – أو التي أجريت لها عمرة – يلزم تغيير الزيت بعد كل 500 كلم. وقد يسهم التشغيل الزائد للصمام الخانق، والاستخدام الكثير لسرعة التباطؤ (أي وجود قوة زائدة)، في تخفيف الزيت، كما يؤدي إلى تخفيفة كذلك تكثيف أبخرة الماء المتكونة في الأسطوانات في حالة التسخين غير الكافي للمحرك.
وعلاوة على ذلك فقد يدخل الوقود إلى علبة المرفق عن طريق مضخة الوقود. ويتسبب عن كل هذه العيوب بمرور الوقت تخفيف شديد للزيت. وتعرف هذه الحالة باسم "إزمان" زيت التزييت، حيث يمكن إدراكها بالنظر عند ظهور الزيت باللون الأسود. لذلك لا يكفي عملياً مراجعة مستوى الزيت باستمرار وإستكماله، ولكن تغيير الزيت كلية بصفة دورية. وينبغي تصريف الزيت المستهلك عندما يكون المحرك ساخناً. وقبل تفريغ الزيت الجديد يجب إدارة المحرك وبه زيت الغسيل والتنظيف لمدة خمس دقائق للتخلص من بقايا الزيت المستهلك. في حالة التزييت الجبري كذلك تستهلك محامل (سبائك) أذرع التوصيل والمكابس المحكمة وحلقاتها بعض الزيت الذي قد يصل إلى حوالي 0.1 إلى 0.3 لترا لكل 100 كلم. ويدل الإستهلاك الزائد في الزيت على أن الأسطوانات قد أصبحت مستدقة (مسلوبة) أو أصبحت استدارتها غير منتظمة، كما يدل على تآكل حلقات المكابس. عندما يكون المحرك ساخناً ينخفض زيت التزييت بشكل ملحوظ. ويشير ذلك في معظم الحالات إلى أن موعد الإصلاح الرئيسي (العمرة العمومية) للمحرك قد حان. تؤدي حلقات المكابس المتآكلة إلى زيادة استهلاك الزيت نتيجة للخلوص الموجود بمجاريها في المكابس. فعندما يتحرك المكبس إلى أسفل تعمل حلقاته على تهريب الزيت من الطبقة الرقيقة وتجمعه في الحيز الحر الموجود تحتها، والمحصور بينها وبين مجاري المكبس. وعندما يتحرك المكبس إلى أعلى يدفع هذا الزيت فوق حلقات المكبس فيصل إلى حيز الإحتراق ويحترق فيه، وتعمل حلقات المكبس المتآكلة بمثابة مضخة للزيت، فتزيد من استهلاك الوقود بدرجة كبيرة. وحيث أنه يجب التحكم في ضغط الزيت، لذلك يركب محدد قياس ضغط زيت، يعمل كهربائياً، في لوحة أجهزة البيان (التابلوه). وعندما يقل ضغط الزيت عن القيمة المحددة يضيء مصباح التنبيه. أما إذا كان هناك زيادة في زيت التزييت، فإن ذلك يؤدي إلى تقليل المقطع المستعرض لفتحات المرور والطرد نتيجة لإحتراق جزء من الزيت الزائد مع الوقود، وتكون الرواسب الكربونية وتراكمها عليها بمرور الوقت. كما يسد خافض الصوت (الشكمان) وماسورة العادم برواسب الزيت الكربونية عند رأس المكبس في حيز الإنضغاط، مؤدية إلى إشعالات وتوهجات بالسطح. ويمكن إدراك وجود زيادة في الزيت بظهور العادم بلون داكن (أزرق فاتح).

5– دورة التبريد 

لمنع زيادة سخونة مكونات المحرك نتيجة لارتفاع درجات الحرارة والإنضغاط فانه ينبغي تبريده في مناطق حيزات الإحتراق والأسطوانات، والعمل على تسريب الحرارة الزائدة منه. أولاً: التبريد الداخلي تعمل المكابس على تسريب جزء كبير من حرارة الإحتراق التي تمتصها، إلى زيت التزييت وجدران الأسطوانات. وفي هذا المجال يتفوق المكبس المصنوع من المعادن الخفيفة على المكبس المصنوع من الحديد الزهر نتيجة لموصليته العالية للحرارة، كما ينتقل جزء من الحرارة المتراكمة إلى الغازات الجديدة المسحوبة.
ولمقابلة التدفق الحراري إلى جدار الأسطوانة يجب استخدام أسطوانات مصنوعة من المعادن الخفيفة مع طلاء أسطحها الفعالة بمادة الكروم. ويؤدي التسريب الجيد للحرارة بهذه الطريقة إلى زيادة الإنضغاط بحوالي 10% دون أي زيادة في إحتمالات الخبط (الفرقعة)، وفي الوقت نفسه يمكن زيادة قدرة خرج المحرك بحوالي 7% مع التقليل من إستهلاك الوقود. ويعتبر الطلاء الصلد بالكروم خير وسيلة للتقليل إلى حد كبير من تآكل الأسطح الفعالة من الأسطوانات، وحلقات المكبس كذلك. وتتوقف المشاكل الفنية للتبريد الداخلي على مدى الضبط الصحيح للمغذي(المازج). فالإمداد غير الكافي بالوقود (الخليط المفتقر) يتسبب في زيادة سخونة المحرك، ويؤدي في الوقت نفسه إلى زيادة التآكل.  ثانياً: التبريد بالمياه
يستخدم الماء كعنصر وسيط لتسريب حرارة المحرك إلى الهواء. وفي هذه الحالة تحاط مكونات الأسطوانات ورأس الأسطوانات – المطلوب تبريدها – بقمصان تدور فيها مياه التبريد فتمتص الحرارة. وبعد ذلك تدفع المياه الساخنة إلى المشع، حيث تنتقل حرارتها إلى الهواء المار خلاله. يمكن إتمام دوران المياه إما تلقائيا (أوتوماتيكياً) أو جبرياً، ولذلك يجب التفريق بين التبريد بالمثعب الحراري (تيارات الحمل) وبينالتبريد الجبري. فالتبريد بالمثعب الحراري مبني على أن الوزن النوعي للماء الساخن أقل منه للماء البارد، وبذلك فهو يرتفع دائماً تلقائيا إلى أعلى مسبباً حركة دوران مستمرة.
لذلك ينبغي أن تكون فتحة خروج الماء في أعلى موضع بالمحرك، أي فوق رأس الأسطوانات، بينما تكون فتحة دخول الماء البارد في أسفل موضع بالدثار المائي.
تصمم مساحة مقطع ممرات المياه بحيث تكون أكبر ما يمكن حتى لا تعوق حركة دوران مياه التبريد.ومن ثم فإن التبريد بالمثعب الحراري يتطلب وجود حيزات مياه ومشعات أكبر نسبياً مما في حالة التبريد الجبري. وجدير بالذكر أن المشع في حالة التبريد بالمثعب الحراري يكون دائماً مملوء بالماء حتى نهايته، أي أن فتحة الخروج من المحرك إلى المشع يجب أن تكون مغطاة بالماء.
وينبغي عدم إعاقة حركة مرور مياه التبريد، وإلا أختزنت المياه الساخة فوق الأسطوانات مؤدية إلى زيادة سخونة المحرك وغليان مياه التبريد. ولكفالة الإنتقال الجيد للحرارة من الأسطح الفعالة للأسطوانات ورأس الأسطوانات إلى الماء، فانه يجب التقليل من سماكة الجدران المعدنية الفاصلة (أي جدران الأسطوانات ورأسها)، وجعلها رقيقة على قدر الإمكان. لكن تحد من هذه السماكة متطلبات السباكة وضرورة الحصول على المعدن الكافي لإعادة خرط(تجويف) الأسطوانات. لذلك تكون سماكة جدران الأسطوانات ورأس الأسطوانات من 6 إلى 8 ملم (حسب حجم الأسطوانات). يصمم دثار (قميص) المياه حول السطح الفعال للأسطوانة حتى منطقة النقطة الميتة السفلى لكي يسمح للماء بالإحاطة بالأسطوانة من جميع جوانبها. وتتيح دورة التبريد بالمياه سباكة جميع الأسطوانات في كتلة واحدة، ويمكن إحاطة رأس الأسطوانة بالمياه بصفة خاصة عند الجدار الخارجي لفراغ الإحتراق. فهي تتلقى مياه التبريد الواردة إليها من كتلة الأسطوانة عن طريق الفتحات العلوية الموجودة بالسطح الملاصق الكائن بين كتلة الأسطوانة ورأسها. ولذلك يجب قطع فتحات لمرور المياه في الحاشية الموجودة بها والمصنوعة من النحاس والأسبستوس. كما ينبغي إحكام هذه الفتحات تماماً لمنع التسرب عن طريقها، وإلا دخلت مياه التبريد في الأسطوانات مؤدية إلى حدوث الطرق (الدق) المائي، وبالتالي تلف المحرك كلية. في دورة التبريد الجبري تُدفع مياه التبريد عن طريق مضخة طاردة مركزية موجودة في مسارها وتستمد حركتها من المحرك. ونظراً لأن المضخة تكسب مياه التبريد سرعة في سريانها، لذلك يمكن تقلقل المقاطع المستعرضة لممرات (مجاري) المياه في هذه الحالة عنها في حالة التبريد بالمثعب الحراري. وعلى أي حال فالدورتان متماثلتان من حيث التجهيز والمكونات الأساسية.
وقد تركب المضخة في مسار المياه الباردة أو الساخنة، أي في الجزء العلوي أو السفلي من المحرك.وصندوق الحشو الموجود على عمود المضخة هو الذي يتسبب غالباً في الفقد الذي يحدث لمياه التبريد. لذلك ينبغي بذل عناية خاصة لمراقبة تشغيله، فعند حدوث تسربات منه يجب إحكام رباط الحشو أو إستبداله.وعلاوة على ذلك، يجب تزييت عمود المضخة في فترات دورية منتظمة لتفادي إلتصاقه (زرجنته).
تتميز مضخات مياه التبريد الحديثة بعدم حاجتها إلى إجراءات صيانة. بمعنى أنها لا تحتاج إلى تزييت أو ضبط،ولا يستخدم فيها الحشو الرصاصي لمنع التسرب، وإنما تستخدم جلبة من رتبة خاصة من المطاط تتميز بمقاومتها الفائقة للتآكل بالإحتكاك (البلى). يعمل المشع كمبدل حراري بين مياه التبريد الساخنة والهواء. وهناك فرق – من حيث التصميم – بين المشعالأنبوبي (ذي الأنابيب) وبين المشع المضلع: فالمشع الأنبوبي – أو المشع ذو الأنابيب الخيشومية – مصنوع من عدد كبير من الأنابيب الرأسية المرتبة جنبا إلى جنب، والتي يتخذ مقطعها الشكل البيضوي. وهي تتخلل عدة ألواح رقيقة تعمل بمثابة ضلوع، وهذه الأنابيب ملحومة بسبيكة قصدير من نهايتها العلوية بالخزان العلوي للمشع، ومن نهايتها السفلية بالخزان السفلي له. تسرى مياه التبريد خلال الأنابيب، بينما يتخلل هواء التبريد الأضلع المرتبة بشكل أفقي. تتميز هذه المشعات بإمكان سريان المياه فيها في خطوط مستقيمة، وخلوها من المنحنيات التي تعترض مرور المياه. لذلك فهي قلما تنسد أو تتكون فيها الرواسب المعتادة كما أنها سهلة التنظيف. يتميز هذا النوع من المشعات بتحملية كبيرة، نظراً لأن عدد الدرزات (الدسرات) الملحومة فيه قليل. وأنسب استخدام له في عربات النقل (اللوارى) والجرارات. بالإضافة إلى ذلك فمقاومته للضغوط الداخلية كبيرة. أما المشع المضلع فيتكون من عدد كبير من الرقائق المعدنية المموجة والمرتبة دائماً على هيئة أزواج وتتباعد عن بعضها البعض بمسافة محددة. وأسطح هذه الرقائق مقصدرة بأكملها من الأمام والخلف بطريق الغمس. كما أن نهاياتها ملحومة بالقصدير من أعلى بالخزان العلوي ومن أسفل بالخزان السفلي. ويعيب هذا النوع من المشعات ضعف مقاومته للصدمات والضغوط الداخلية. وممرات المياه فيه متعرجة وضيقة، وبالتالي فهي أكثر إحتمالاً للإعاقة والإنسداد بالرواسب المتكونة.  لكفالة التوصل إلى التبريد الكلافي والمناسب لجميع ظروف التشغيل، فإن هواء التبريد المار خلال المشع يتوافر جزء منه من الريح المتولدة في أثناء السير، في حين تمد بالجزء الآخر من المروحة الدائرة المركبة خلف المشع.والتي تستمد حركتها من المحرك عن طريق سير على شكل الرمز V. وعند السير بسرعات عالية تمد الريح بكمية كبيرة وكافية من هواء التبريد، أما عندما تكون سرعات القيادة منخفضة – وخاصة عند صعود المرتفعات – فيقع عبء الإمداد بالجزء الأكبر من هذا الهواء على المروحة. وللحصول على أنسب سريان للهواء خلال المشع ينبغي أن تكون المروحة ذات قدرة وحجم مناسبين، وأن تركب بحيث تكون أقرب ما يمكن من المشع.
يتطلب الأمر تدبير وسيلة للتحكم في الإمداد بهواء التبريد نظراً لاختلاف أحمال المحرك في أثناء التشغيل، واختلاف درجات حرارة الهواء الخارجي صيفاً وشتاء. ولا يكون تشغيل أي محرك جيداًواقتصادياً إلا إذا كانت درجة حرارة التشغيل بين80 و90 درجة مئوية على الأقل. وتتسبب درجات الحرارة التي تقل عن ذلك – أي عندما يكون المحرك مبرداً أكثر من اللازم – في نشوء خلوص كبير بالمكابس عند السير، مما يؤدي إلى إتلاف زيت التزييت نتيجة لتخفيفه، وإلى حدوث تآكل كبير بسبب الإحتكاك. أما إذا سخن المحرك أكثر من اللازم فإنه يتسبب في إلتصاق (قفش)المكابس، وحدوث الإشعالات نتيجة لتوهج سطحها.يمكن إجراء التحكم في درجة حرارة مياه التبريد بإحدى طريقتين:
إما بإيقاف الإمداد بالهواء – أي بتغطية المشع (شتاء)، أو تلقائيا بوضع صمام في دورة التبريد بحيث يمكن التحكم فيه بواسطة المنظم الحراري (ثرموستات). يوقف الإمداد بالهواء بواسطة غطاء المشع الذي يزود في منتصفه بهوايات تفتح أو تقفل – حسب الحال – بما يتماشى مع درجة الحرارة الخارجية، كما أنه يمكنها التحكم في مساحة سطح التبريد. يغطى سطح المشع بإحدى طريقتين: إما بستارة يمكن إسدالها أو طيها عن طريق شداد سلكي (حبل)، أو بمصراع (شيش) يتكون من عدد من شرائط معدنية مرتبة وتدور حول مفصلات في وضع رأسي ويمكن تشغيلها عن طريق أذرع لتسمح بتغطية المشع جزئياً أو كلياً. وفي كلتا طريقتي تغطية المشع ميكانيكياً ينبغي تركيب المنظم الحراري (ثرموستات) يمكنها مراقبة درجة حرارة مياه التبريد والتحكم فيها. ويجرى التحكم التلقائي بتركيب المنظم الحراري في دورة التبريد عند المدخل – أي عند أكثر أجزائها سخونة، وهو الجزء الموجود بين المحرك وبين فتحة دخول المشع. ويشتمل المنظم الحراري أساساً على صندوق محكم، جدرانه الجانبية الأسطوانية مموجة، وهو مملوء بسائل يسهل تبخره عند تسخينه، ويولد ضغطاً كافياً لتمدد الصندوق نتيجة لزيادة ضغطه الداخلي. ويتصل قاع الصندوق بالصمام بحيث يغلق هذا الصمام عندما يكون الصندوق بارداً، وحينئذ يعود الماء الوارد من المحرك إليه (أي المحرك) مباشرة عن طريق الممر دون الدخول في المشع. وعندما تزداد سخونة المياه ينفتح الصمام تدريجياً ليسمح بمرور مياه التبريد الساخنة إلى المشع عن طريق الممر. ينبغي ضبط المنظم الحراري عند درجة حرارة معينة (80 درجة مئوية) حتى يمكنه العمل بشكل تلقائي. مع مرور الزمن تتراكم الرواسب التي يحملها الماء الساخن على جدران المشع والمحرك، وبالتالي تضيق الممرات وتتناقص قدرة المشع على التبريد، فتبدأ مياه التبريد في الغليان – عند الأحمال الصغيرة للمحرك. لذلك ينبغي غسل المشع وتنظيفة من وقت لآخر. يجب أن يكون مستوى مياه التبريد دائماً أعلى من ماسورة الدخول العلوية بالمشع. ويحدث الفقد في مياه التبريد نتيجة التسربات خلال مضخة المياه، وكذلك بسبب التلف الذي يقع للمشع. ينبغي بذل المزيد من العناية بصفة خاصة للتأكد من إحكام محابس التصريف، وإلا انفتحت نتيجة للصدمات التي تحدث للسيارة. وكثيراً ما تكون خراطيم المياه الواصلة بين المشع وبين كتلة المحرك سائبة أو مشروخة. حينئذ، يجب إحكام رباطها أو استبدالها – حسب الحال. وينصح بعدم تثبيت الخراطيم بجسم صلب نظراً لأنه يتسبب في إتلافها وسرعة استبدالها. بالنسبة لمياه التبريد فقد تغلى نتيجة للأسباب التالية: عدم وجود كمية كافية من مياه التبريد بالمشع. تراكم رواسب بالمشع. إنزلاق سير المروحة. إختلاف التوقيت الصحيح للإشعال أو عمل الصمامات، والضبط غير الصحيح للمغذي، وإنسداد فتحات العادم. عند إستكمال مستوى المياه بالمشع يحظر صب الماء البارد في المشع وهو ساخن، وإلا تسبب ذلك في نشوء إجهادات بكتلة المحرك قد تؤدي إلى تشرخها. والإجراء الصحيح هو ترك المحرك ليبرد أولاً، أو صب الماء عندما يكون المحرك في حالة اشتغال (دائراً). تتطلب الأجواء الباردة بذل عناية خاصة بدورة التبريد، فقد يؤدي تجميد مياه التبريد إلى حدوث تلف جسيم بالمحرك والمشع، وأبسط طريقة لتحاشي حدوث مثل هذا التلف – عند ترك السيارة في درجات الحرارة التي تقل عن نقطة التجمد – هى تصريف المياه وتفريغ المشع منها. وينصح – على أية حال – بعدم تغيير المياه بصفة متكررة، نظراً لتكون الرواسب بالمشع. ويفضل من واقع التجربة في مثل هذه الأجواء – إضافة خليط مانع للتجمد(يتكون أساساً من الجليسرين) إلى مياه التبريد. وفي السنوات الأخيرة أمكن تصميم سيارات ركوب خاصة لا تحتاج إلى دورات التبريد بها إلى صيانة. إذ تخلط المياه ببعض المواد الكيميائية التي تكفل حسن الأداء، حتى في ظروف جوية قاسية (في حالات التجمد أو في درجات الحرارة العالية). ويتصل بمجموعة المشع خزان تمدد تعويضي يوضع إلى جوارها. فمياه التبريد المخلوطة بالمواد المانعة للتجمد لها معامل تمدد حراري كبير يستلزم وجود هذا الخزان التعويضي، ومن ثم تظل كمية المياه ثابتة في جميع الأحوال الجوية. كما ينبغي ألا يتطلب دورات التبريد من هذا النوع إجراء أي عمليات صيانة لها قبل أن تقطع السيارة مسافة 50000 كلم. وعند حدوث أعطال فيها ينبغي الرجوع إلى ورشة إصلاح متخصصة.

6– المغذي (المازج، Carburetor)

يختص المغذي بتحضير الخليط الذي يحرق في الأسطوانة، ويقوم بالإمداد بخليط منتظم من الوقود والهواء بنسبة1:10 أو 1:16 في كل نطاق سرعات المحرك – أي عندما يكون المحركمشتغلا بسرعة التباطؤ، وعند تغيير السرعات، وفي حالة الحمل الجزئيأو الحمل الكامل.
يعمل المغذي أساساً على النحو التالي: خلال شوط السحب يسحب المحرك الهواء الخارجي ليمر في مدخل المغذي فتزداد سرعته عند موضع الإختناق الموجود به. وإذا ثقبت فتحة صغيرة في منطقة هذا الإختناق لتتصل بالوقود، فإنه يمكن سحب الوقود عن طريقها في الوقت الذي يمر فيه الهواء ليختلط به مكوناً قطرات مذرات دقيقة الحجم، أي مكوناً خليط الوقود والهواء المطلوب.ويمكن التحكم عادة في هذا الخليط الوارد للمحرك وبالتالي كمية الوقود، عن طريق صمام إختناق (مخنق) مركب في مدخل السحب بالمغذي في موضع بينه وبين المحرك. ويوضح الشكل التالي نظرية عمل المغذي.
الجزء الضيق الموجود في مدخل المغذي عرف باسم أنبوبة فنتوري (9)، وتعرف فتحة مرور الوقود باسم المنفث (8). يوصل هذا المنفث بوعاء تخزين يطلق عليه اسم غرفة العوامة (7) وتحتوي على عوامة (6)تعمل على الإحتفاظ بالوقود في مستوى ثابت(حتى لا يفيض من المنفث). عندما يصل مستوى الوقود إلى أقصى حد له تقوم العوامة بإغلاق فتحة الدخول المتصلة بخزان(الوقود) أو بمضخة الوقود، وذلك بواسطة الصمام الأبري (5).
ويوضح الشكل التالي تكوين مجموعة الفوهة (الفونية):
			تحتوى الفوهة على جميع الأجزاء التي تتحكم في تكوين الخليط. فهي تحتوي في قاعها على المنفث الأنبوبي الرئيسي (1) المركب في الحامل (2)والمثبت بالغطاء (3) وعن طريق الفتحات (4)يتصل المنفث الرئيسي بغلاف الوقود الموجود بينه وبين حامل المنفث، ومن ثم فإن مستوى الوقود به يتساوى بمستوى الوقود في كل من المنفث وغرفة العوامة. وهناك فراغ آخر بين الحامل (2) وبين الغطاء (3)، وهو متصل بالهواء الخارجي عن طريق الفتحات (5). عند التعجيل، أي عند فتح صمام الإختناق (المخنق) يسحب الوقود بسرعة من الغلاف، كما يسحب الهواء الإضافي عن طريق المخنق ماراً بالفتحات (5)، ويمكن التحكم في كمية الهواء الإضافي بواسطة المنفث المتعدد الفتحات (4)أو المنفث ذوات الشقوق الطولية. ويمكن المحافظة على ثبات نسبة خلط الوقود بالهواء في مدى واسع من سرعات المحرك وحمله بالإستعانة بهذه المجموعة مع الاختيار المناسب لفتحات المنفث.
حتى يوفي المغذي بجميع المتطلبات يجب تزويده ببعض العناصر التكميلية، وفي مقدمتها العناصر المتعلقة ببدء حركة المحرك، والحصول على بعض سرعات التباطؤ المحددة، والأداء الجيد عند التعجيل. وفيما يلي شرح لبعض هذه العناصر: صمام الخنق: يوضع في مدخل الهواء أمام المنفث الرئيسي ويغلق عند بدء حركة المحرك إذا كان بارداً، حينئذ يؤثر الضغط الكلي للسحب تقريباً على فوهة الوقود فيتم الحصول على الوقود الزائد. والمغذي المشروح هنا والذي يعمل بطريقة السحب لأسفل، يعتبر مثالاً من أمثلة التصميمات الهندسية العديدة المبتكرة في مجال الصناعة. وتعمل جميع هذه المغذيات بنظرية واحدة بصرف النظر عن الإختلافات التي قد تحدث في تصميماتها وخصائصها لتتماشى مع خصائص كل طراز من المحركات وظروف تشغيله. وقد زودت المحركات حديثاً بمغذيات بها وسائل إضافية للتحكم التلقائي في بدء حركة المحرك وهو بارد. فبالإستعانة بإحدى الوحدات الحساسة للحرارة (الثنائية المعدن) يمكن ضبط وسيلة بدء الحركة على البارد تلقائيا على درجة حرارة تشغل المحرك. وبازدياد سخونة المحرك تنفصل وسيلة التحكم هذه من تلقاء نفسها. وهكذا يمكن الإستغناء عن وسائل التحكم اليدوية التي يستخدمها السائق لبدء الحركة على البارد، ومن ثم يمكن التقليل من إحتمالات حدوث البلى. وإذا لم يتم تشغيل المحرك بالطريقة الصحيحة – وخاصة إذا ترك الصمام الخانق مفتوحاً فترة طويلة بعد بدء دوران المحرك – فقد يفيض المحرك بالوقود إلى درجة يصبح فيها غير قابل للإشتعال، مما سيؤدي إلى مسح طبقة الزيت الرقيقة الموجودة على جدران الأسطوانات، وبالتالي إلى الإتلاف الشديد للمحرك. وسائل بدء الحركة في المحركات الحديثة عبارة عن مغذيات ثانوية صغيرة توجد ضمن المغذيات الرئيسة، وتزود بفوهات للوقود ومنافث للهواء. ويجري تشغيل هذه المغذيات الثانوية أو إبطالها إما بواسطة صمام منزلق دوار أو بواسطة صمام بدء حركة يمكن تحريكه عن طريق كابل (شداد). وفي هذه الحالة يختلط الوقود الوارد من الفوهة بالهواء الوارد من المنفث ليتكون منهما خليط الهواء والوقود المطلوب. وعندما تكون وسيلة بدء الحركة في وضع تشغيل، ويكون صمام الإختناق (مخنق) مغلقاً، فحينئذ يسحب المحرك خليط بدء الحركة الإضافي عن طريق قناة التغذية التي تصب في مدخل المغذي وراء المخنق، وعندما يسخن المحرك قليلاً توقف وسيلة بدء الحركة عن العمل نظرا لعدم الحاجة إلى الخليط الإضافي بعد ذلك. ومن الخطأ تسخين المحرك إلى أنسب حرارة لتشغيله – وهي 70 درجة مئوية تقريباً – عندما تكون السيارة ساكنة، إذ أن هذا سيضر به اكثر مما لو أنه حمل عن طريق بدء تسيير السيارة بعد مضي حوالي دقيقتين من تشغيلها وهي ساكنة. ولذلك يجب قيادة السيارة بعناية بدون زيادة حمل المحرك على الحمل المقرر نظراً لأن المحرك يصل إلى درجة السخونة المطلوبة بسرعة أكبر عندما يكون حمله متوسطاً. وينبغي على أية حال، مراعاة أن الزيت – إذا ظل بارداً، وكانت لزوجته مرتفعة – فإنه حينئذ لا يمكن الوصول إلى المحامل (كراسي التحميل) في الوقت المناسب، وخاصة في الأجواء الشديدة البرودة (الصقيع). يتطلب التشغيل عند سرعة التباطؤ كذلك خليطاً غنياً من الوقود والهواء. نظراً لتكثيف الكثير من الوقود في مجمع السحب – نتيجة لسرعة الهواء المنخفضة – بالرغم من أن الإنخفاض الكبير في الضغط يزيد من سرعة تبخر الوقود. وتوجد فتحة الإمداد بخليط التباطؤ دائماً خلف الشق (البصيص) الضيق الذي يظل مفتوحاً بالرغم من قفل صمام الإختناق. والذي يهيئ أفضل ظروف للسحب نتيجة لسرعة الهواء العالية خلاله. ويتم ضبط كمية الوقود عن طريق فوهة التشغيل البطيء التي تغذى بالوقود إما مباشرة من غرفة العوامة، أو من الفراغ الموجود وراء المنفث الرئيسي. ويجرى ضبط الكمية الصحيحة لخليط الوقود والهواء اللازم للتشغيل بسرعة التباطؤ المنخفضة بواسطة برغي وقود التباطؤ المقلوظ. لضبط دورة التباطؤ ينبغي ضبط مستوى برغي التحديد الموجود بصمام الإختناق بحيث يدور المحرك عند تشغيله بدون حمل (أي والسيارة ساكنة)، ثم يضبط برغي وقود التباطؤ بحيث يدور المحرك بشكل متزن. وبعد ذلك يلف برغي التحديد حتى يصبح دوران المحرك سلساً عند خفض سرعته. وإذا لم يكن تشغيل المحرك عند سرعة التباطؤ مرضياً بالرغم من إجراء عملية الضبط، فحينئذ ينبغي مراجعة دورة الإشعال أو فحص مجموعة السحب للكشف عن وجود أي هواء إضافي متسرب إليه. في بعض الأحيان يكون مستوى الوقود في المنفث أعلى أو أقل من اللازم، ولمراجعة المستوى الصحيح للوقود تفرغ غرفة العوامة، ويفك أنبوب فنتوري بحيث يمكن الوصول بسهولة إلى المنفث. بعد تنظيف المنفث والغرفة كلية، يتم الملء بوقود جديد، وحينئذ يمكن قياس مستوى الوقود في المنفث من أعلى بسهولة. لضبط إرتفاع مستوى الوقود يفك صمام العوامة، وتوضع تحته وردة ذات سماكة مناسبة. ويجب تنظيف المنفث بتيار هوائي، ويحظر استخدام الفرشاة أو الشعر إلا في الحالات الضرورة. وينظف المنفث إذا أجريت له أي عملية توسيع(برغلة) باستخدام موسع ثقوب (برغل) أو إبرة.

7– جهاز إشعال محرك البنزبن

لإشعال خليط الوقود والهواء المسحوب، والمنضغط داخل المحرك، يلزم توليد شرارة ذات جهد عالي بين قطبي(إلكترودي) شمعة الإشتعال. تنقسم أجهزة الإشعال المستخدمة لإحداث هذا الشرر إلى قسمين: أجهزة إشعال بمغناطيس وأجهزة إشعال ببطارية كلا القسمين يعتمد على توليد تيار كهربائي لإحداث الشرارة. ويستمد هذا التيار من المصدر الكهربائي المركب فعلاً بالسيارة. يعمل جهاز الإشعال بمغناطيس في التصميمات الحديثة بعضو إنتاج (بوبينة) ومغناطيس دوار نظراً لما سببته قطع التلامس المنزلقة من أعطال في التصميمات القديمة.
وقد أمكن جمع مكونات جهاز الإشعال بمغناطيس كلها في وحدة واحدة قائمة بذاتها – وهي تشمل قاطع التلامس (6)، والمكثف (5)، والمفتاح (4)، والمغناطيس الدائم(3)، والملف الإبتدائي (1)، والملف الثانوي (2)، والموزع(4) الذي لا يلزم إلا للمحركات المتعددة الأسطوانات فقط.
إذا كان جهاز الإشعال بمغناطيس متحداً مع المولد (الدينامو) في وحدة واحدة، فيطلق على هذه الوحدة حينئذ اسمالمولد المغناطيسي. أما في جهاز الإشعال ببطارية فيتم الإمداد بتيار الإشعال عن طريق بطارية إختزانية ومولد (دينامو). ويتكون هذا الجهاز من التالي:
يقوم قاطع التلامس بقطع الدارة الكهربائية الإبتدائية عند نقطة الإشتعال، فيتولد – بسبب الحث – تيار كهربائي عالي الجهد في اللفائف الثانوية لوشيعة (ملف) الإشعال، مسبباً إنبعاث شرارة في الثغرة (الفتحة) الموجودة بين قطبي شمعة الإشتعال. يعمل المكثف – الموصل على التوازي بقاطع التلامس – على التقليل إلى أقل حد ممكن من حدوث القوس الكهربائي الذي يسبب تآكل نقط التلامس (الإبلاتين) وإتلافها، كما يعمل على تقوية الشرارة نظراً لأنه يعيد التيار الكهربائي الذي يمتصه إلى الدارة الإبتدائية بعد قطع التلامس. بالإستفادة من هاتين السمتين بالمكثف يمكن إنجاز عملية الوصل والقطع في أقل فترة زمنية ممكنة، ولا يمكن الحصول على شرارة مناسبة للإشعال بدون وجود مكثف، أو بوجود مكثف معيب.
نظرا لأن المحركات يمكن إنتاجها بأربع أو ست أو ثماني أسطوانات، لذلك يصمم الموزع بغطاء يركب في أعلى مجموعة العضو الدوار (فوق مبيت قاطع التلامس مباشرة). يستند هذا الأخير على حدبة قاطع التلامس. ووفقاً لعدد أسطوانات المحرك يزود غطاء الموزع بأربع أو ست أو ثمان قطع تلامس معدنية متفرقة على محيطه من الداخل، ويقوم الغطاء بتغطية مبيت قاطع التلامس. عند رفع ذراع التلامس (الريشة) يسري التيار الكهربائي العالي الجهد من نقطة التلامس بملف الإشعال إلى الفرشاة الكربونية الموجودة في منتصف غطاء الموزع التي تلامس العضو الدوار تلامساً إنزلاقياً. نظراً لأن العضو الدوار يتتبع في حركته حدبة قاطع التلامس، فإنه يوزع شرارة الإشعال – عن طريق قطعة التلامس المغذية به – على القطع الموجودة بغطاء الموزع حسب ترتيب الإشعال بالمحرك. ينبغي توضيح ترتيب الإشعال عموماً على رأس الأسطوانة، أو غطاء الصمامات، حتى يمكن تفادي الإخلال بترتيب مكابس الإشعال – وخاصة عند إستبدال شمعات الإشتعال. يمكن اكتشاف الخطأ في وضع كابل الإشعال في الترتيب السليم بحدوث الإشتعال الخلفي (العطس) في كل من مخرج العادم والمغذي، كما أن المحرك يخفق في هذه الحالة في إعطاء القدرة الكافية والأداء الجيد.  ولاختبار الموزع يدار المحرك حتى يتم تلامس نقتطي الإتصال (تلامس)، ثم ينزع طرف الكابل الرئيسي من غطاء الموزع ويقرب من الطرف الأرضي حتى تصبح المسافة بينهما 8 ملم (5/16 بوصة)، وعند قطع التلامس حينئذ ينبغي أن تنبعث (تقفز) شرارة قوية. لاختبار العضو الدوار يقرب الكابل من القطعة المعدنية، ثم تبعد نقطة التلامس بواسطة مفك براغي. فإذا قفزت شرارة كهربائية إلى العضو الدوار حينئذ، دل ذلك على أن عازله الأرضي غير سليم. وإذا لم يكن هذا العزل معيباً فمعنى ذلك وجود عطل في وشيعة الإشعال أو المكثف. أما إذا قفزت الشرارة بدون أن تظهر عند قطب شمعة الإشتعال، فإن ذلك معناه وجود عيب في كابلات الموزع أو شمعات الإشتعال. ومع ذلك فقد يكون العيب في غطاء الموزع أيضاً، حيث يتسبب وجود الشروخ به – التي لا ترى بالعين المجردة بسهولة في معظم الأحيان – في تسرب التيار الكهربائي العالي الجهد إلى الطرف الأرضي. لذلك ينبغي عدم قذف الغطاء في أي مكان أو إتلافة بالدق عليه (بمطرقة مثلاً). وكلما زادت سرعة المحرك كلما زادت الحاجة إلى تقديم الإشعال (الشرارة) نظراً لما يتطلبه خليط الوقود والهواء المنضغط من وقت محدد لإتمام إحتراقه. ونظراً لأن أفضل أداء للمحرك يمكن تحقيقة إذا أثر ضغط الغازات المحترقة المتمددة على المكبس بعد النقطة الميتة العليا بشكل مباشر، لذلك يجب تقديم نقطة الإشعال أو تأخيرها قليلاً حسب سرعة المحرك، بحيث تكون أقرب ما يمكن إلى النقطة الميتة العليا، وذلك لكفالة التشغيل السلس عند سرعات المحرك المنخفضة، ومنع حدوث الفرقعة المرتدة (الإشعال الخلفي) عند بدء حركة المحرك. هناك طريقتين للتحكم في إشعال المحركات الكبيرة:
1– بتقديم الشرارة بالطرد المركزي تؤدي إدارة قرص القاطع أو الموزع في إتجاه دوران الحدبة إلى تأخير الإشعال، أما إدراته في الإتجاه العكسي فتؤدي إلى تقديمه. وفي حالة تقديم الشرارة بطريقة الطرد المركزي لا تكون حدبة قاطع التلامس مثبتة بعمود الموزع، بل تكون مرتكزة عليه بحيث يمكنها الدوران حوله والإحتفاظ بوضعها بواسطة ثقلين طاردين مركزيين محملين بزنبركين. عند زيادة سرعة المحرك يتباعد الثقلان إلى الخارج نتيجة القوة الطاردة المركزية فيديران حدبة قاطع التلامس في إتجاه دوران العمود. أما إذا انخفضت السرعة، فيرتد الثقلان بواسطة الزنبركين وتتحرك الحدبة مرة أخرى لتعود إلى موضعها الأصلي.
2– بالتفريغ (الطريقة البنيوماتية) التحكم في الإشعال بطريقة التفريغ يتم عن طريق المغذي نفسه، فهناك ماسورة تصل بين أنبوب فنتوري بالمغذي وبين رق الضبط، وتنقل حركة السحب التي تعتمد شدتها على سرعة الهواء المسحوب. تتعلق هذه السرعة بدورها على سرعة المحرك ونسبة إتساع فتحة صمام الإختناق. بهذه الكيفية يتحرك الرق وتنتقل حركته إلى قرص قاعدة التلامس عن طريق ذراع(رافعة) في الإتجاه الذي يسبب تقديم الإشتعال، ثم يعود الرق إلى وضعه الأصلي بواسطة الزنبرك.
تبين في حالات كثيرة أن الإستعانة بمنظم طارد مركزي لها أثر كبير على تحسين التحكم في التوقيت المضبوط للإشعال. وتتطلب بعض الإعتبارات الخاصة ضرورة التأكد من الجودة التامة لجميع كابلات جهاز الإشعال ووصلاتها، أي التأكد من عدم تقصفها أو وجود عيوب بعوازلها – وخاصة كابلات الجهد العالي بشمعات الإشتعال ووشيعة (ملف) الإشعال. كما ينبغي أن تكون مواضع وصل الكابلات جيدة التلامس. ويجب كذلك وقاية جهاز الإشعال من الرطوبة والبلل، وتشحيم مواضع أعمدة الموزعات بدهن – نقطة انصهاره عالية (بين 150 و180درجة مئوية) – مع الكشف عليها كل2000 كلم. ويبلل لباد تزييت حدبة الإشعال بنقطتين أو ثلاث نقط من زيت المحركات، أو يكسى بدهن ( نقطة انصهاره عالية)كلما أجري تغيير للزيت. وإذا لم يكن الموزع مزوداً بلباد عند حدبة الإشعال، فحينئذ تملء المجاري – الموجودة بذراع التلامس عند قطعة الحك المصنوعة من الفبر – بدهن نقطة انصهاره عالية. وعند تركيب أطراف تلامس(أبلاتين) جديدة ينبغي وضع قطرة واحدة من الزيت في محور (بنز) إرتكاز ذراع التلامس الريشة). نظراً لتعرض القطعة الفبر للتآكل بالإحتكاك في أثناء التشغيل، فإن الثغرة (الفتحة) الموجودة بين طرفي التلامس تبدأ في التناقص تدريجيا مع مرور الزمن. لذلك ينبغي مراجعة هذه الثغرة بصفة دورية وضبطها حسب مستوى الخلوص المحدد لها – وهو 0.4 إلى 0.5 ملم – عندما يكون ذراع التلامس (الريشة) مرفوعاً بالكامل، ويجب ان يكون سطحا التلامس نظيفين تماماً وخاليين من الزيت. وإذا حدث بهما نقر (تآكل)، أو إتساخ، أو إحتراق، فيجب تنظيفها باستخدام مبرد خاص ناعم (يحذر استخدام حجر التجليخ). كما يجب ضبط مستوى الخلوص بين طرفي التلامس عندما يكون قاطع التلامس مفتوحاً وفقاً للمواصفات المدونة في كتيب تعليمات التشغيل المسلم مع السيارة. ينبغي كذلك المحافظة على نظافة أغطية الموزعات من الداخل والخارج. فبعد التشغيل لفترة طويلة يترسب تراب كربوني دقيق على غطاء الموزع من الداخل وعلى سطح العضو الدوار نتيجة للتآكل الحادث في الفرشاة الكربونية الموجودة في المنتصف. وكذلك يجب إزالة هذا التراب الكربوني بصفة دورية، وإلا تفرق شرر الإشعال داخل غطاء الموزع، ولا تتطلب وشيعة الإشعال أي عناية خاصة بها.
تقوم شمعة الإشتعال بالإمداد بتيار الإشعال الكهربائي العالي الجهد داخل فراغ الإحتراق بأسطوانة المحرك. وبدء إحراق خليط الوقود والهواء عن طريق الشرارة المنبعثة بين قطبيها. ولتفهم الإجهادات التي تواجهها شمعة الإشتعال في أثناء عملها، فمن الضروري معرفة أن درجة حرارة الغازات داخل المحرك الرباعي الأشواط ترتفع بعد الإنتقال إلى ما بين 2000 و 3000 درجة مئوية(حسب نسبة الإنضغاط وسرعة المحرك) في حين يرتفع الضغط إلى ما بين 40 و 50 ضغط جوي (أي ما بين568 و 710 رطل/بوصة مربعة).  وبدخول الغاز الجديد تنخفض هذه الأرقام إلى ما بين 60 و 150 درجة مئوية، و0.9 ضغط جوي (أي حوالي13 رطل/بوصة مربعة). لذلك فإن تمدد مكونات شمعة الإشتعال نتيجة للتسخين لا يمثل خطورة على عدم إنفاذية شمعة الإشتعال للغاز فحسب، بل ويشكل خطورة كذلك على العازل الخزفي(السيراميكي)، ومن ثم فإن هذا العازل يتحتم عليه أن يوفي بأقصى المتطلبات.ففي درجة حرارة الإحمرار يجب أن يصمد طرفي العازل للتغير المفاجئ والحاد في درجة الحرارة من 60 إلى3000 درجة مئوية، في حين يكون الجزء العلوي من شمعة الإشتعال في الوقت نفسه معرضاً لتيار الهواء البارد.

I'm reading: محرك السيارة - الجزء 2

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

قسم : الرئيسية,المحركات الكهربائية