كيف يدور محرك السيارة

محرك السيارة

إنّ احتراق الوقود؛ البنزين أو الديزل، داخل محرك السيارة يولد طاقة حركية تؤدّي إلى حركة المحرك، ثمّ تتحرك السيارة، ولكن لا يبدو الأمر فعلياً بهذه البساطة، إذ إنّ هناك مجموعة من العمليات الميكانيكية المعقدة التي تحدث داخل المحرك والتي تؤدي إلى توليد الحركة للسيارة بشكل عام.

أجزاء محرك السيارة الأساسية

لابد من التعرف إلى أجزاء محرك السيارة قبل معرفة آلية دورانه، فالمحرك يتكوّن من مجموعة من الأجزاء التي تؤدي وظائف محددة تساعد في حركة السيارة، وهذه الأجزاء الرئيسية هي: خزان الوقود الذي يحتفظ بالوقود في داخله، وهو مرتبط بالصمامات، وهي نوعان: صمام الإدخال، وصمام العادم، والبواجي أو ما يعرف باسم قابس الإشعال، الذي يعمل على توليد شرارة في لحظة معينة، والسلندر التي تحوي بداخلها على المكبس، الذي تؤدي حركته صعوداً وهبوطاً إلى تحريك ذراع التوصيل التي بدورها تحرّك عمود الكرنك المتصل بناقل الحركة الخاص بالسيارة وبالتالي ستتحرك السيارة.

آلية عمل محرك السيارة

يعمل محرك السيارة على عدد من المراحل التي تشكل مجتمعةً آلية عمل المحرك، وفيما يأتي بيان لكل منها.

شوط الأخذ 

يعرف أيضاً باسم مرحلة الامتصاص، وفي هذه المرحلة يكون المكبس في أعلى ارتفاع له في الاسطوانة، ويتحرك للأسفل بفعل حركة عمود الكرنك مما يسمح بفتح صمام الادخال في الأعلى ليسمح بمرور الوقود والهواء إلى داخله.

شوط الانضغاط

في هذه المرحلة يغلق صمام الإدخال، ثم يبدأ المكبس بالارتفاع تدريجياً والعودة إلى مكانه، مما يسبّب ضغط خليط الهواء والوقود، الذي ينحصر في مساحة صغيرة جداً، كما ستؤدي هذه العملية إلى رفع درجة حرارة الخليط المضغوط تدريجياً، ويعتبر الهدف من عملية الضغط هو جعل المزيج المضغوط أكثر قابلية للاشتعال، ورفع كفاءة الاحتراق.

شوط الاحتراق

في شوط الاحتراق، يؤدي اندفاع المكبس نحو الأعلى إلى ارتفاع الخليط الممزوج باتجاه قابس الإشعال، المعروف أيضا باسم البواجي، الذي سيولد انفجاراً صغيراً نتيجة لانطلاق شرارة كهربائية تؤدي إلى عملية احتراق الوقود، وفي هذه المرحلة، سترتفع درجة الحرارة والضغط بشكل هائل داخل السلندر وتضغط بشكل عكسي على المكبس، دافعة إياه نحو الأسفل.

شوط العادم

في هذه المرحلة يصل المكبس إلى أدنى مستوى له داخل السلندر، وعندها يفتح صمام العادم ليسمح بخروج ناتج الاحتراق من المحرك إلى عادة السيارة ثم إلى خارجه، ليعود المكبس بالارتفاع تدريجياً طارداً ما تبقى من نواتج الاحتراق خارجاً عبر صمام العادم، وعندها تبدأ دورة جديدة من هذه الخطوات الأربعة.

ما الذي يعنيه عدد السلندرات في السيارة

يتم تشغيل عمود الكرنك المرفقي بواسطة السلندر لمرحلة واحدة فقط من أصل أربع مراحل، وهذه تعتبر مشكلة من مشاكل تصميم محرك رباعي الأشواط، ويعدّ الهدف من وجود أربع سلندرات مرتّبة بشكل أفقي هو أن تبقى السلندرات تعمل بشكل متتابع حتى تبقي على حركة عمود الكرنك، ونفس الشيء ينطبق على محركات 6 و8 سلندر، أما في السيارات فائقة الأداء وعالية السرعة التي تعتمد على 12 سلندر، فإنّ كل ثلاث سلندرات تعمل معاً لتقوم بالإبقاء على حركة عمود الكرنك، وتحافظ على سرعة وأداء السيارة.

كيفية تحديد حجم السلندر

من المهم تحديد حجم السلندر لأنّه سيؤثر على حجم وعمل المكبس في داخلها، ويؤخذ بعين الاعتبار عند قياس حجم السلندر العاملين التاليين: أولا قطر حجم السلندر، ويعرف ايضاً باسم bore، وثانياً مدى حركة المكبس في داخله، المعروفة باسم Stroke، حيث يرتبط حجم السلندر بكمية الوقود التي تعمل داخل المحرك في حالة توسعه، وكمية الطاقة التي ينقلها إلى المكبس، مع الأخذ بعين الاعتبار عدد مرات حدوث ذلك، إضافة إلى مقدار الطاقة التي تنتجها السيارة، وبشكل عام يتراوح قطر السلندر ما بين 70-100مم، هذا بالإضافة إلى أنّ كل من Storke, bore يؤثران على أداء السيارة في سرعات مختلفة وعلى مدى اقتصاد السيارة في استهلاك الوقود، مع مراعاة أنّ هنالك ضوابط لاستخدامهم فلا يمكن مثلاً زيادة عدد السلندرات في السيارات الصغيرة.