فهرس الصفحة
1. بلوك الأسطوانات:
بلوك الأسطوانات هو الجزء الرئيسي في محرك الاحتراق الداخلي. إنه الجزء الذي تتم فيه جميع وظائف المحرك داخله، مثل عمليات الامتصاص والشفط والضغط والاحتراق والعادم، وغيرها.
وظيفة الأسطوانة في محركات الاحتراق الداخلي هي الاحتفاظ بالوقود وتوجيه المكبس.
تُصنع الأسطوانات من الحديد الزهر والفولاذ الزهر بواسطة عملية الصب لتتحمل جميع درجات الحرارة والضغط التي تنشأ بعد احتراق الوقود.
لذا تم تصميم الأسطوانة بطريقة تجعل من قوتها الضغطية عالية. كما أنها تحتاج إلى تبريد في أسطوانة المحرك بسبب الضغط ودرجة الحرارة المرتفعة.
2. رأس الأسطوانة:
رأس الأسطوانة هو الغطاء العلوي لأسطوانة المحرك، والذي يغطي الأسطوانة من الجهة العلوية ليختتم الأسطوانة ولا يسمح بدخول الهواء والغاز والخروج من النظام.
يتم تصنيع الرأس وفقًا لمتطلبات التصميم من الحديد الزهر أو الألمنيوم باستخدام عمليات التشكيل أو الصب.
يتم وضع رأس الأسطوانة أعلى بلوك الأسطوانات ويحتوي على مكونات متعددة مثل شمعة الإشعال في محرك البنزين، وصمام السحب، وصمام العادم، وبخاخ الوقود في حالة محرك الديزل.
ومن أجل تحقيق عدم التسرب بين الأسطوانة ورأس الأسطوانة بشكل صحيح، يتم توفير تعبئة من الأسبستوس ووسادة معدنية.
3.المكبس:
المكبس ينزلق داخل الأسطوانة بحركة تذهبية ومعكوسة وينقل الطاقة الميكانيكية إلى عمود الكرنك بمساعدة قضيب الوصل.
تم تصميم المكبس بطريقة تجعله قويًا، خفيفًا، وكافيًا للتعامل مع الضغط ودرجة الحرارة التي تنشأ بعد احتراق الوقود.
يتكون المكبس من الحديد الزهر أو أحيانًا من سبيكة الألومنيوم.
4. حلقات المكبس:
حلقات المكبس تُستخدم لتوفير تأثير الإحكام بين الأسطوانة والمكبس. إنها تساعد في عدم تسرب غاز احتراق المحرك والتجاوز بجوار المكبس وأيضًا تساعد في التغلب على الاحتكاك حول المكبس.
حلقات المكبس مصنوعة من الحديد الزهر وسبيكة الحديد. وهي من نوعين:
- حلقة الضغط (حلقة الضغط)
- حلقة التحكم في الزيت
تنقل حلقة الضغط الحرارة من المكبس إلى جدار الأسطوانة ويتم إدراجها في الأخاديد العلوية للمكبس. تُستخدم حلقات الضغط أيضًا للتغلب على القوى الجانبية على المكبس التي تسبب التقلبات.
تحافظ حلقة التحكم في الزيت على التشحيم المناسب بين الأسطوانة والمكبس وتُوضع تحت حلقة الضغط. إنها أيضًا تحافظ على وصول التزييت بشكل مناسب.
5. قضيب الوصل:
يُستخدم قضيب الوصل لربط المكبس بعمود الكرنك بمساعدة دبوس المكبس ودبوس عمود الكرنك.
قضيب الوصل ينقل الحركة التذهبية للمكبس إلى حركة دورانية لعمود الكرنك، لذلك يعمل كذراع عتلة ينقل الحركة من طرف إلى طرف آخر.
الطرف الأحادي يسمى الطرف الكبير وهو متصل بعمود الكرنك والطرف الآخر يسمى الطرف الصغير وهو متصل بالمكبس.
يتكون قضيب الوصل من فولاذ قليل الكربون، وللمحركات الصغيرة، يتم صنعه من سبيكة ألومنيوم مصبوبة بعملية المعالجة الحرارية وعملية التزوير.
6. عمود العجلة:
عمود الكرنك يعني ببساطة تدوير أو تحويل عمود الكرنك في المحرك. يعمل عمود الكرنك كعضو دوار يستقبل القوة من قضيب الوصل وينقلها إلى عمود الكرنك، لذلك يعمل عمود الكرنك كذراع يعمل كوسيط بين قضيب الوصل وعمود الكرنك.
7. عمود الكرنك:
في المحرك، يستقبل عمود الكرنك القوة أو الجهود أو الدفعة من المكبس من خلال قضيب الوصل ويحول هذه القوة من الحركة التذهبية للمكبس إلى حركة دورانية لعمود الكرنك الذي يتصل بعجلة الطوقان وعمود ناقل الحركة الذي يستخدم لتحريك المركبة.
يتم تصنيع عمود الكرنك بواسطة عمليات الصب والتزوير باستخدام مواد من الفولاذ سبيكة أو الحديد الزهر.
8. غرفة الاحتراق:
تُحاط غرفة الاحتراق برأس الأسطوانة، وجدران الأسطوانة، ورأس المكبس حيث يحدث احتراق الوقود.
يتم استخدام الألومنيوم كمادة في غرفة الاحتراق لأنه يبدي الحرارة بشكل أفضل من الحديد الزهر.
في غرفة الاحتراق، يتم استخدام أربعة ثقوب دائرية لإقامة الصمامات.
9. المنفذ:
هناك منفذان في محرك السيارة: منفذ السحب ومنفذ العادم.
منفذ السحب: يتصل منفذ السحب بصمامات السحب، وهو الأنبوب الذي يساعد في توفير خليط الهواء والوقود داخل المحرك لاحتراق مناسب.
أما في محرك الديزل، يستخدم منفذ السحب لجلب الهواء فقط إلى غرفة الاحتراق.
منفذ العادم: يقوم منفذ العادم بنقل الغازات العادمة من غرفة الاحتراق بعد الاحتراق، ويتصل بصمامات العادم. تصميمه وبنيته متماثلة مع منفذ السحب.
10. صمامات السحب والعادم:
صمامات السحب والعادم مسؤولة عن تنظيم ومراقبة تدفق خليط الهواء والوقود للدخول والاحتراق في غرفة الاحتراق وبعد ذلك للخروج من غرفة الاحتراق.
تقع كل من الصمامات على رأس الأسطوانة أو على جدران الأسطوانة بأشكال متنوعة عمومًا بأشكال تشبه الفطر.
11. دبوس المكبس :
دبابيس المكبس تربط المكبس بقضيب الوصل عند الطرف الصغير. يُطلق عليه أيضًا اسم دبوس المكبس، ويُصنع دبوس المكبس مجوفًا لتحقيق الخفة.
12.شمعة الإشعال:
شمعة الإشعال هي جهاز يُستخدم لتوليد شرارة بين القطبين وإشعال الخليط القابل للاحتراق داخل غرفة الاحتراق. يجب أن تكون قادرة على تحمل التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة.
لذلك، وظيفتها الرئيسية هي توصيل الجهد العالي من نظام الإشعال إلى غرفة الاحتراق.
توفر شمعة الإشعال فجوة مناسبة تمر عبرها الشرارة التي يتم إنتاجها عن طريق تطبيق جهد عالٍ لإشعال الوقود في غرفة الاحتراق.
13. مذرب الوقود أو حاقِن الوقود:
هنا يتم حقن الوقود باستخدام حاقن في نهاية دورة الانضغاط وذلك لتفتيت الوقود إلى قطرات دقيقة.
في محرك الديزل أو محرك الاحتراق الداخلي، يتم سحب الهواء وحده إلى الأسطوانة أثناء دورة الشفط ويتم ضغطه إلى ضغط عالٍ جدًا.
بسبب الانضغاط، ترتفع درجة حرارة وضغط الهواء إلى قيمة مطلوبة لاشتعال الوقود. لذلك، أثناء عملية الحقن، يتم تفتيت الوقود إلى رذاذ دقيق من قطرات صغيرة جدًا.
تأخذ هذه القطرات حرارة من الهواء المضغوط الساخن، مما يجعلها تتحول من قطرات الوقود إلى بخار وتمتزج مع الهواء.
بسبب التحويل المستمر للحرارة من الهواء الساخن إلى الوقود، تصل درجة حرارة الوقود إلى قيمة أكبر من درجة الاشتعال الذاتي للوقود ويبدأ الوقود في الاشتعال.
14. صمامات بوبيت:
الصمام بوبيت هو صمام سريع الاستجابة وعالي التدفق. يتم توصيله مع أنواع معدات وتطبيقات التحكم في الضغط للتحكم في تدفق الاتجاه.
تتكون صمامات بوبيت من ساق الصمام وأقراص معدنية مسطحة. يتميز هذا الصمام برأس بشكل فطر يستخدم في المحرك عن طريق فتح وإغلاق منافذ السحب والعادم في رأس الأسطوانة.
15. كربرتور:
عملية تحضير خليط وقود قابل للاشتعال مع الهواء خارج أسطوانة محرك الاحتراق الشراري تُعرف بالكاربرة.
الكربرتورهو جهاز يفتت الوقود ويمزجه مع الهواء. يُستخدم الكربرتورفي محرك البنزين، وهو جهاز خلط لتوريد محرك السيارة بخليط الهواء والوقود.
يفتت الوقود ويمزجه مع الهواء بنسب متغيرة لتلبية شروط محركات السيارات. كما يُستخدم لضبط كمية توريد الوقود والحفاظ على الوقود عند رأس ثابت.
يُوصل الكربرتور بمنفذ السحب للمحرك.
16. دولاب الموازنة:
العجلة الطائرة تعني تذبذب الطاقة، حيث تخزن الطاقة وتستخدمها عند الحاجة. العجلة الطائرة هي جهاز تخزين للطاقة الاختزالية (القوة).
تستوعب العجلة الطائرة الطاقة الميكانيكية وتعمل كخزان خلال الفترة عندما يكون إمداد الطاقة أكثر من الحاجة وتطلقها خلال الفترة عندما تقل الطاقة عن الحاجة.
17. المحدِّد (السيارات):
المحدِّد يسيطر على التباينات في الحمولة ويحافظ على سرعة المحرك ضمن وحدة محددة. يتحكم في سرعة المحرك عن طريق تنظيم إمداد الوقود.
في المحدد، هناك صمامات معدنية تدور حول محور وتولِّد قوة اندفاعية.
المحدِّد هو جهاز ذاتي العمل. يتحكم في سرعة المحرك. عندما تزداد الحمولة على المحرك بشكل مفاجئ، سيتم تقليل سرعة المحرك بشكل أكبر ويمكن أن يتوقف المحرك تمامًا إذا قلت سرعته بشكل كبير.
يتم توصيله بعمود المرفق في المحرك. عندما تنخفض سرعة المحرك، يتباطأ المحدِّد أيضًا وتتحرك الكم لأسفل مما يفتح صمام إمداد الوقود بمساعدة عتلة لزيادة إمداد الوقود وزيادة سرعة المحرك إلى السرعة المعنية.
أما في الحالة الثانية، عندما تنخفض الحمولة على المحرك، يقلل المحدِّد أيضًا من إمداد الوقود ويتحكم في السرعة.
18. محمل المحرك:
المحمل هو جزء آلي يمنح دورانًا حرًا للعمود بأدنى احتكاك.
إنه يدعم عناصر الحركة الأخرى ويسمح بحركة نسبية بين سطوح الاتصال للأجزاء والعناصر أثناء حمل الحمولة.
تُستخدم العديد من المحامل في المحرك حيث يُطلق على المحمل الذي يسمح بدوران عمود المرفق اسم محمل المحرك.
إنه جهاز يُستخدم لتقليل الاحتكاك بين أجزاء الحركة لعناصر الآلة لتوفير الحركة بأقل فقدان للقدرة.
وظيفة المحمل:
هنا أوردت ثلاث وظائف للمحمل:
- تقليل الاحتكاك.
- دعم أجزاء الآلة أو عناصر الآلة.
- تحمل الأحمال الشعاعية أو الدفعية.
19. محول الكاتاليست:
محولات الكاتاليست تساعد في تحويل الغازات الضارة من انبعاثات المحرك إلى غازات آمنة، مثل البخار.
يتم وضعها أسفل مركبة السيارة حيث تخرج أنبوبين منها، ويستخدم المحول أنبوبين والكاتاليست أثناء عملية جعل الغازات آمنة لتصريفها.
يعتبر محول الكاتاليست جهازًا للتحكم في انبعاثات العادم يستخدم تفاعلات كيميائية وتفاعلات أكسدة-اختزال، حيث يقلل من الملوثات الضارة والغازات من غازات العادم في محرك الاحتراق الداخلي.
20. السوبرتشارجر:
إنها طريقة توفير الهواء بكثافة مزيدة إلى المحرك حتى يمكن حرق كمية أكبر من الوقود في نفس مساحة الأسطوانة.
بالتالي، يتم تحقيق التوربوشارج بزيادة ضغط المدخل باستخدام جهاز تعزيز الضغط يُسمى السوبرتشارجر.
أهداف التوربوشارج:
الأهداف الرئيسية للتوربوشارج هي:
- الحصول على المزيد من القوة من محرك موجود.
- استخدام التوربوشارج للحفاظ على إخراج القوة.
- الحصول على إخراج أكبر للقوة لوزن محدد للمحرك.
مزايا التوربوشارج:
المزايا التالية للتوربوشارج:
- زيادة إخراج القوة.
- زيادة تدفق كتلة الشحن.
- تفتيت أفضل للوقود.
- تحسين مزيج الوقود والهواء.
- احتراق أكثر كفاءة وسلاسة.
- تقليل دخان العادم.
- زيادة الكفاءة العامة.
21. التوربوشارج:
في هذه الطريقة، يتم تشغيل التوربوشارج بواسطة توربينة غاز تستخدم طاقة غازات العادم. ترتبط التوربينة بالضاغط عن طريق رمح توربو.
الهواء الذي يتم شفطه بواسطة التوربينة إلى الضاغط يتم طرحه إلى الخارج بواسطة قوة الطرد المركزي.
22.المبرد )الريدياتور)
يُستخدم المبرد في أنظمة تبريد المحرك لنقل الحرارة حيث يساهم في نقل الطاقة الحرارية من وسط إلى وسط آخر لأغراض التبريد والتسخين.
المبرد هو مبادل حراري يزيل الحرارة الزائدة من النظام.
23. خزان الوقود:
خزان الوقود موجود أسفل منتصف أو الجزء الخلفي من المركبة أو السيارة. يعمل خزان الوقود على تخزين الوقود للمركبات.
تأتي خزانات الوقود بأحجام وأبعاد متنوعة، وذلك حسب سعة الوقود المطلوبة لمركبة معينة ومكان تركيبها داخل المركبة. يُطلق عليها أيضًا اسم خزان الغاز أو خزان البنزين.
24. سلسلة توقيت أو حزام توقيت:
السلسلة أو الحزام التوقيت يتم استخدامه لربط عمود المرفق بعمود الكام في محرك احتراق داخلي، مما يساعد في التحكم في فتح وإغلاق صمامات المحرك.
يساعد في أداء محرك السيارة ليعمل بسلاسة. يربط بين عمود المرفق في المحرك وعمود الكام ويلعب دورًا حاسمًا في التحكم في الصمامات والمكابس في مركباتنا السيارة.
من الناحية التصميمية، يتكون حزام التوقيت من شريط مطاطي معزز بألياف قوية ذات مقاومة عالية مع فتحات أو أسنان على الجانب الداخلي تساعد على مزامنة فتح وإغلاق صمامات المحرك بدقة.
في محرك الاحتراق الداخلي عندما يدور عمود المرفق، يبدأ عمود المرفق حركة حزام التوقيت.
ثم يدور حزام التوقيت عمود الكام ويساعد في إغلاق أو فتح كل صمام ويعطي إذنًا للمكابس بالتحرك صعودًا وهبوطًا.
لذلك يمكننا أن نقول بشكل عام أن حزام التوقيت يتحكم في فتح وإغلاق جميع الصمامات وفي كل مرحلة يتحكم أيضًا في توقيت المكابس طوال كل مرحلة.
يسمح حزام التوقيت بإكمال كل خطوة بترتيب دقيق جدًا.
25. العصا الدافعة:
العصا الدافعة هي جزء من محرك الاحتراق الداخلي يساعد في ربط ونقل الحركة من عمود الكام إلى الصمامات.
تربط العصا الدافعة بين عمود الكام وذراع التراجع لتحويل الحركة الدورانية لعمود الكام إلى حركة النبض لذراع التراجع.
من الناحية التصميمية، تعتبر العصي الدافعة قضبانًا معدنية نحيلة وطويلة الأبعاد توضع على رأس صمام الرأس وتمتد إلى أعلى إلى ذراع التراجع.
أما الجزء السفلي من العصا الدافعة فيتم تجهيزه برافعة، حيث يتم التواصل بينه وبين عمود الكام.
ثم يقوم لوب عمود الكام برفع الرافعة لأعلى، مما يحرك العصا الدافعة، ومن ناحية أخرى، يدفع الطرف العلوي للرافعة على ذراع التراجع، مما يساعد في فتح الصمام.
26. ذراع التراجع:
ذراع التراجع في محرك الاحتراق الداخلي هو عتلة تتحرك بحركة تذبذبية تحوّل الحركة الشعاعية إلى حركة خطية؛ وهذا النوع من الجهاز يُعرف بشكل صحيح باسم عتلة تذبذبية.
بمساعدة الحركة الدورانية لعمود الكام العلوي الذي يفتح ويغلق الصمامات ويحوّلها إلى حركة صعود وهبوط.
عادةً ما يتم صنع ذراع التراجع من الفولاذ. يتمتع ذراع التراجع بقوة عالية مقارنة بوزنه، ويستخدم مبدأ الرافعة بشكل كبير.
لذا، يتم استخدام ذراع التراجع والعصا الدافعة في المركبات السيارية لفتح وإغلاق الصمامات ولتوصيل الحركة بين طرف المرفق وعمود الكام.
تعتمد الاستخدامات على نوع محرك السيارة، سواء كان ذلك في جزء الكتلة الرئيسي للمحرك أو في الجزء العلوي أو السفلي، لذا يعتمد الأمر على نوع المحرك الذي نستخدمه. يُستخدم ذراع التراجع لضغط الينابيع وفتح وإغلاق الصمامات الداخلية والخارجية.
27.المستشعر:
في العصر الحديث، تزود المركبات بمجموعة متنوعة وواسعة من الحساسات.
الحساس هو جهاز إدخال يساعد في مراقبة كل شيء، حيث يقدم الحساس معلومات متغيرة عن وظائف المحرك.
تقوم الحساسات بأداء مهام متعددة في وقت واحد. يمكنها التعرف على المشكلات أو المشاكل قبل حدوث أي عطل وتقديم تدابير للأسباب التي تسببها.
تضمن الحساسات أن المركبة ستعمل بكفاءة وسلاسة وبأمان.
أمثلة على الحساسات هي حساس زاوية العمود المرفقي (CAS)، وحساس تدفق الهواء (AFS)، وحساس مقياس الدواسة (TPS)، وما إلى ذلك. تقدم هذه الحساسات جميعها بيانات متنوعة عن دورة في الدقيقة، والحمولة، وفتح الدواسة، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك.
تُرسل جميع هذه البيانات إلى وحدة التحكم في المحرك (ECM)، والتي تساعد في تحليل وتحديد النتائج وحساب إشارة الإخراج. حيث تُستخدم إشارة الإخراج لتفعيل جهاز الإخراج.
تحتوي حساسات المحرك على أجهزة كهروميكانيكية تساعد في مراقبة مجموعة متنوعة من معلمات المحرك.
وحدة التحكم في المحرك (ECU) هي جهاز مهم جدًا يُستخدم في المركبات في العصر الحديث، حيث يقدم وظائف أساسية تدير المركبات بكفاءة وفعالية.
28. مضخة الماء:
الهدف من مضخة الماء هو توفير تدفق مستمر لسائل التبريد في جميع أنحاء نظام التبريد للمحرك. وتُعتبر مضخة الماء القلب في نظام تبريد المحرك.
تُعرف مضخة الماء أيضًا بمضخة السائل التبريدي لأنها تُستخدم لتدوير السائل التبريدي في جميع أنحاء المحرك وضبط معدل تدفق السائل التبريدي في نظام التبريد.
تقوم مضخة الماء بتوزيع الحرارة في محركات الاحتراق الداخلي. بدون مضخة الماء، يمكن أن يتم إنتاج حرارة زائدة في المحرك وذلك يتسبب في أضرار ضارة متنوعة بسبب السخونة الزائدة.
لذا، ببساطة، يكمن دور المضخة في الحفاظ على درجة حرارة المحرك عند مستويات منخفضة من خلال تبديد الحرارة. من الضروري وجود مضخة ماء في كل مركبة لتشغيل السيارة بكفاءة.
تتألف مضخة الماء من سبعة مكونات أساسية: إن مكونات مضخة الماء الأساسية تشمل العلبة، والمكبس، والعمود، والمحمل، والمحور أو البكرة، والحلقة التحشيشية، والتركيب، والجلدة.
هناك ثلاثة أنواع من مضخة الماء:
- مضخات الماء الكهربائية
- مضخات الماء الميكانيكية
- مضخات تدوير الماء
الخلاصة:
في هذا المقال، قمنا بدراسة جميع أجزاء المحرك المختلفة بكل تفصيل. وهناك بعض الأجزاء الإضافية التي سأناقشها في مقال آخر. نأمل أن تكونوا قد استمتعتم بالمقال.
أخبرونا عن رأيكم في قسم التعليقات أو أي اقتراحات، يرجى ترك أفكاركم في خانة التعليقات وسنكون سعداء بمساعدتكم. شكرًا لكم