12 قطع أساسية في محرك السيارة يجب أن تعرفها
في هذا المقال، سنتعرف على القطع المختلفة في محركات السيارات. فمحرك السيارة هو قلب المركبة الذي يحول الوقود إلى طاقة لتحريك عجلات المركبة. أولاً، لنتفهم أنواع المحركات والتهيئات المختلفة المتاحة.
أنواع المحركات المختلفة هي:
- محرك الاحتراق الداخلي (بنزين وديزل)
- محرك هجين كهربائي
- محرك كهربائي بالكامل
- محرك يعمل بتقنية خلية الوقود
- محرك يعمل بالغاز الطبيعي المضغوط
- محرك يعمل بغاز البترول المسال
التهيئات المتنوعة للمحرك هي التالية:
- محرك متماس
- محرك على شكل V
- محرك متعاكس أفقيًا
سيعلمك هذا المقال عن القطع المختلفة في محرك السيارة ووظيفة كل منها. والمحركات آلات تساعد على تحريك السيارات والقوارب والطائرات وغيرها. وهي تعمل بتحويل الطاقة إلى حركة تنقل هذه المركبات. وسنقدم لك نظرة مفصلة عن كيفية عمل المحركات ولماذا هي مهمة للنقل. سواء كنت من محبي السيارات أو كنت مهتمًا فقط بمعرفة المزيد، فإن هذا الدليل سيساعدك على فهم ما يحدث تحت غطاء المحرك في المركبة.
المحرك هو جزء حيوي في المركبة يحول الوقود إلى طاقة. وهو يتكون من عدة قطع تعمل معًا لتشغيله. وتشمل هذه القطع كتلة الأسطوانات، ورأس الأسطوانات، وصمامات السحب والعادم، وحاقنات الوقود، والمكابس، والعمود المرفقي وغيرها. ولكل قطعة وظيفة محددة، وفهم موقعها ووظيفتها أمر حيوي لفهم كيفية عمل المحرك في السيارة.
كتلة المحرك والأسطوانات
كتلة المحرك جزء حيوي في محرك السيارة وتُصنع من الألمنيوم أو الحديد أو سبائك أخرى. وهي تعمل كغطاء لمكونات المحرك المركزية، مثل المكابس والعمود المرفقي وأذرع التوصيل، وتنقسم إلى ثلاثة أقسام رئيسية (ثابتة): رأس الأسطوانات، ووعاء الزيت، والكتلة.
الثقوب في كتلة المحرك تستوعب الأسطوانات (وهي نحو 4 إلى 16 أنبوبًا معدنيًا حسب نوع السيارة) والتي يحدد قطرها بدوره سعة المحرك. وعندما يحدث الاحتراق، تقوم المكابس بحركة ترددية. وحسب احتياجات التبريد والتزليق، يتدفق سائل التبريد والزيت في ثقوب منفصلة.
المكابس والعمود المرفقي
تُعد المكابس أيضًا أحد المكونات الرئيسية للمحرك. وتستوعب الأسطوانة سدادة أسطوانية تُعرف باسم المكبس الذي ينزلق داخلها. وهي تلعب دورًا حيويًا في تحويل طاقة الضغط الناتجة عن احتراق الوقود إلى قدرة ميكانيكية، تُنقل لاحقًا إلى العمود المرفقي عبر ذراع التوصيل. تصعد المكابس وتنزل مرتين لكل دورة في الأسطوانة. فالمحرك الذي تبلغ سرعة مكابسه 1250 دورة في الدقيقة سيصعد وينزل 2500 مرة في الدقيقة. وللمكابس حلقات لزيادة الانضغاط وتقليل الاحتكاك. ويساعد حلقات المكبس في تجنب الاحتكاك المفرط ضد الأسطوانة.
العمود المرفقي: تُحصل قدرة المحرك عبر العمود المرفقي. وهو مسؤول عن نقل القدرة إلى كل أجزاء المحرك. ويحول الحركة الترددية للمكابس إلى حركة دورانية بمساعدة ذراع توصيل. ولتصنيعه تُستخدم قطع مطروقة أو مسبوكات من فولاذ سبيكي مُعالج حراريًا.
يتكون العمود المرفقي مما يلي:
- مفارق العمود المرفقي
- الدعامات الرئيسية
- الأذرع
- الأثقال الموازنة
- وأخيرًا، ثقوب الزيت
حلقات المكبس
تُنشئ حلقات المكبس ختمًا محكمًا مع جدار الأسطوانة. وهي حلقات معدنية مشقوقة تتكيف مع القطر الخارجي للمكبس في محركات البخار أو الاحتراق الداخلي. وعادة ما تكون التصاميم الحديثة أقل حلقات، بـ 1-3 حلقات انضغاط وحلقة واحدة للتحكم في الزيت لكل مكبس.
تُحكم حلقات المكبس الغازات عالية الضغط من غرفة الاحتراق وتسهل نقل الحرارة من تاج المكبس إلى جدران الأسطوانة. كما تضمن وجود سائل تزليق كافٍ على جدران الأسطوانة لتقليل التآكل أثناء انزلاق المكبس.
عمود الكامات
عمود الكامات هو محور به كامات مركبة عليه. وتحول الكامات الحركة الدورانية الحركة الخطية للمتابِع. وهو يشغل فتح وإغلاق الصمامات. وهناك كامتان لكل أسطوانة:
- لصمام السحب
- لصمام العادم.
يشتمل عمود الكامات أيضًا على رافعة لضخ مضخة الوقود، وترسًا لتحريك مضخة الزيت وموزع الإشعال. ويعمل عمود الكامات بواسطة العمود المرفقي، وترس العمود المرفقي به نصف عدد أسنان ترس عمود الكامات. وتُصنع أعمدة الكامات باستخدام الفولاذ السبيكي.
يحوّل عمود الكامات الحركة الدورانية للعمود المرفقي إلى حركة صعودًا وهبوطًا، متحكمًا في حركة الرافعات وقضبان الدفع وأذرع التأرجح والصمامات. كما ينظم توقيت فتح وإغلاق الصمامات. وقد يوجد عمود الكامات في كتلة المحرك وفي رؤوس الأسطوانات، حسب نوع المركبة. وهي تقع في رؤوس أسطوانات العديد من المركبات الحديثة بالتسميات التالية:
- عمودا كامات علويان (DOHC)
- عمود كامات علوي واحد (SOHC).
سير التوقيت
لمزامنة دوران العمود المرفقي وعمود الكامات في محرك المكابس، يُستخدم سير توقيت أو سلسلة أو مجموعة تروس. ويتيح التوقيت للصمامات الفتح والإغلاق في الأوقات المناسبة الموافقة لموضع المكبس. وسير أو سلسلة التوقيت ضرورية لتجنب التلامس بين المكبس والصمام في محرك التداخل.
لسير التوقيت أسنان على سطحه الداخلي، في حين أن سلسلة البكرات هي نوع من سلاسل التوقيت. وتتعاشق التروس في سير مطاطي متين مع بكرات عمود الكامات والعمود المرفقي في نظام سير التوقيت. وتعمل سلسلة التوقيت بطريقة مشابهة لسلسلة الدراجة، بأسنان تلتف حول البكرات.
شمعات الإشعال
إنه نوع من الأجهزة الكهربائية المستخدمة في احتراق الوقود المضغوط بمساعدة شرارة كهربائية بداخله. وهو يلعب دورًا حيويًا في الحفاظ على عملية احتراق المحرك. وينقل التيار الكهربائي من نظام الإشعال إلى غرفة احتراق محرك الإشعال بالشرارة.
وهو يتكون من عازل سيراميكي لفصل الغلاف المعدني الملولب لشمعة الإشعال عن نواة القطب.
المانيفولد (مانيفولد السحب والعادم)
يتصل رأس الأسطوانات بمجموعات منفصلة من الأنابيب، تُعرف باسم المانفولدات، تنقل مزيج الهواء والوقود وغازات العادم. وصُمم المانفولد ليتحمل الحرارة العالية لغازات العادم، ونتيجة لذلك يُصنع عادة من حديد الزهر. ويشمل المانيفولد عدة حواف، بما في ذلك حواف الكاربورات والسحب وجسم الخانق ودخول الهواء.
- مانيفولد السحب: وهو المكون المسؤول في المحرك عن توزيع الهواء على الأسطوانات. وغالبًا ما يكون صمام الخانق وقطع أخرى موجودة داخل مانيفولد السحب. وفي بعض المحركات V6 و V8، يتكون مانيفولد السحب من أقسام أو قطع متعددة. ويمر هواء السحب عبر عدة مكونات قبل دخول المحرك، بما في ذلك فلتر الهواء، ووصلة السحب، وجسم الخانق، وغرفة مانيفولد السحب، والممرات والأسطوانات. ويتحكم صمام الخانق في سرعة المحرك بالدقيقة عبر تنظيم تدفق الهواء.
- مانيفولد العادم: وهو وحدة بسيطة من حديد الزهر أو الفولاذ المقاوم للصدأ، تجمع غاز العادم من أسطوانات المحرك المتعددة وتوجهه إلى أنبوب العادم. وهو متصل بصمامات العادم وبتصميم مشابه لمانيفولد السحب. ومانيفولد العادم مسؤول عن نقل غاز العادم في كل من محركات الديزل والبنزين.
ذراع التوصيل
وظيفته الرئيسية تحويل الحركة الترددية للمكابس إلى الحركة الدورانية للعمود المرفقي. وهو مُصمم بطريقة خفيفة ومتينة لتحمل قوى الالتواء والضغط. ويُصنع من الفولاذ السبيكي، والدوراليومين، ومسبوكات الجرافيت المرن. ويُستخدم مسمار مكبس لربط المكابس بالطرف الصغير لذراع التوصيل، في حين يُستخدم الطرف الكبير للاتصال بالعمود المرفقي عبر مفارقة العمود المرفقي. وتُنقل قوى الانضغاط والشد الناتجة عن المكابس عبر ذراع التوصيل.
يُستخدم ذراع التوصيل بشكل أساسي في محركات الاحتراق الداخلي، حيث يدور عند طرف المكبس ويدور في طرف المحور. وله سابق تاريخي في طواحين الماء، حيث كان يُستخدم وصل ميكانيكي مماثل لتحويل الحركة الدورانية للعجلة المائية إلى حركة ترددية.
حدافة القصور الذاتي
حدافة القصور الذاتي مكون ميكانيكي يستخدم مبدأ حفظ الزخم الزاوي لتخزين طاقة دورانية متناسبة مع قصورها الذاتي ومربع سرعتها الدورانية. وبما أن عزم المحرك متغير وليس ثابتًا، فإن تشغيل مركبة بهذه القدرة غير المنتظمة قد يسبب إزعاجًا للسائق وتآكلًا للمكونات.
لمعالجة ذلك، تُستخدم حدافة القصور الذاتي كمخمد عزم لإدارة تقلبات الحمل بتخزين العزم أثناء مراحل القدرة العالية وتحريره عند الحاجة.
بطانة الأسطوانة
مهمة لأفضل أداء للمحرك. ويمكن استبدالها بسهولة. وتُصنع البطانة من سبائك الحديد مع السيليكون والمنغنيز والنيكل والكروم، وعادة ما تُصب بالطرد المركزي. وهي مقاومة للتآكل، مما يساهم في إطالة عمر المحرك.
تعمل بطانة الأسطوانة كجدار داخلي للأسطوانة، وتوفر لحلقات المكبس سطحًا انزلاق مع احتواء المزلق داخل الأسطوانة. والاحتكاك المتولد بين الحلقة وتاج المكبس يسبب تآكلًا مع الوقت. وتتشكل طبقات من الصقيل طبيعيًا أثناء قيادة المركبة؛ كما يتم توفير طبقة زيت إضافية على تآكل الأسطوانة لتقليل التآكل.
الموزع
وهو موجود في أنظمة الإشعال بالشرارة والإشعال ذي التوقيت الميكانيكي. وهو محور دوار داخل محرك الاحتراق الداخلي. ويؤدي الوظيفة الحيوية في تسليم تيار عالي الجهد من الملف إلى شمعات الإشعال. كما يضمن حدوث نقل التيار هذا بالتسلسل المناسب والمدة الصحيحة.
ويحتوي على مفتاح (ميكانيكي أو حثي) للتحكم في فتح وإغلاق الدائرة الابتدائية في الملف.
بكرة عمود الكامات
يستخدم نظام التوقيت في المحرك بكرة كامات للتحكم في سرعة عمود الكامات، الذي يتحكم في صمامات المقعد التي تنظم السحب والعادم من الهواء في الأسطوانات.
تعمل بكرة الكامات وسلسلة التوقيت معًا لضمان أن يكون دوران العمود المرفقي وعمود الكامات متزامنًا.
ما هي قطع المحركات البحرية؟
المحرك البحري يدفع القوارب والسفن. وتشمل القطع كتلة الأسطوانات، ورأس الأسطوانات، والصمامات، والحاقنات، والمكابس، والعمود المرفقي، والشاحن التوربيني، ونظام التبريد. وهي تعمل معًا لتحقيق الكفاءة والموثوقية. وفهمها أمر ضروري للسلامة والصيانة والإصلاحات.
ما هي قطع محرك الديزل؟
يعمل محرك الديزل بوقود الديزل وله قطع مثل كتلة الأسطوانات، ورأس الأسطوانات، والمكابس، وأذرع التوصيل، والعمود المرفقي، وحاقنات الوقود، وصمامات السحب والعادم، والشاحن التوربيني، ونظام التبريد. ويشتعل الوقود في الأسطوانات، ويحول العمود المرفقي الحركة إلى دوران. وتتحكم الصمامات في تدفق الهواء، ويزيد الشاحن التوربيني من إمداد الهواء ونظام التبريد يدوّر سائل التبريد. والفهم المناسب للقطع مهم للصيانة والإصلاح والتشغيل.
ما هي قطع محرك الدراجة النارية؟
القطع الأساسية للدراجة النارية هي كتلة الأسطوانات، ورأس الأسطوانات، والمكابس، وأذرع التوصيل، والعمود المرفقي، وشمعات الإشعال، وحاقنات الوقود/الكاربورات، وعمود الكامات، وناقل الحركة، والقابض، ونظام العادم. وهذه القطع تعمل معًا لتكوين محرك قوي يدفع الدراجة النارية إلى الأمام. والفهم المناسب لهذه القطع ضروري للصيانة والإصلاح والتشغيل الصحيح.
في الخلاصة، محرك السيارة آلة معقدة تتكون من عدة قطع مختلفة، تشمل كتلة الأسطوانات، ورأس الأسطوانات، والمكابس، وأذرع التوصيل، والعمود المرفقي، وحاقنات الوقود، وصمامات السحب والعادم، وسير أو سلسلة التوقيت، وعمود الكامات، ونظام التبريد. وكل قطعة من قطع محرك السيارة تؤدي دورًا محددًا في عمل المحرك، وتعمل معًا لجعل المحرك يعمل بكفاءة وموثوقية. والصيانة المناسبة وفهم القطع المختلفة في محرك السيارة ضرورية لضمان عمر المحرك الطويل والتشغيل الآمن.