محرك الاحتراق الداخلي هو محرك يعمل على تحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة حركية عن طريق تفاعلات تحدث داخل حجرة تحتوي على خليط الهواء و الوقود تسمى (حجرة الاحتراق) .
فكيف بدأ عالم الاحتراق الداخلي ؟و من الذي أسسه ؟و ما أنواعه و أقسامه ؟و كيف استطاع تغيير شكل العالم ؟ اجابة هذه الاسئلة و غيرها مما تتبادر في ذهنك , موجودة داخل هذه المقالة .
فهرس الصفحة
بداية محرك الاحتراق الداخلي
مرت صناعة محرك الاحتراق بعدة مراحل رئيسية تطور من خلالها هذا المحرك ليغير شكل العالم تغييرا جذريا .
في عام 1790 صنع جون فرانسيس أول محرك احتراق داخلي امريكي .
وفي عام 1807 استطاع المهندس السويسري فرانسواس دي ريفاز صنع محرك احتراق داخلي يستخدم مبدأ الإشعال بالشرارة الكهربائية.
و في عام 1823 سجل المهندس صامويل براون براءة اختراع خاصة به لأول محرك احتراق داخلي يستخدم في مجال الصناعة
عام 1860 ,صنع البلجيكي اتيان لينوار محرك احتراق يعمل عن طريق الغاز ، و بعد ذلك بأربعة اعوام استطاع نيكولاس اوتو تسجيل براءة اختراع لمحرك بنزين يصنف الاول الذي يعمب بالهواء الجوي .
اخترع جورج برايتون أول محرك احتراق داخلي تجاري يستخدم وقود سائل.
و في عام 1876 استطاع نيكولاس أوتو و كذلك غوتليب دايملر تسجيل براءة اختراع لهما لمحرك رباعي الاشواط يستخدم الشحنة المضغوطة .
و كذلك في عام 1879 استطاع المهندس كارل بنز تسجيل براءة اختراع له لمحرك ثنائي الاشواط .
عام 1892, استطاع المهندس رودولف ديزل تطوير أول محرك اشعال بالانضغاط .
انواع محرك الاحتراق الداخلي
محرك الاحتراق الداخلي هو محرك يعمل على تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة بالوقود الى طاقة حركية عن طريق عدة تفاعلات , و تحدث هذه التفاعلات على أشواط ( مراحل ) عدة وهي :
عملية سحب الوقود , يكون المكبس ( piston ) في هذه العملية بالاسفل .
عملية الضغط , حيث يكون المكبس صاعدا ليقوم بضغط خليط الهواء والوقود .
عملية الاشعال , حيث يكون المكبس هابطا لأسفل .
عملية طرد غاز العادم , و يكون المكبس فيها في حالة صعود لتفريغ الغاز غير المرغوب فيه .
و تصنف محركات الاحتراق الداخلي وفقا لعدد من الاعتبارات و المعايير منها :
1. وفقا لتصميم المحرك
(المحركات الترددية )
المحرك الترددي هو أحد المحركات الحرارية من مجموعة محركات الاحتراق الداخلي الذي يستخدم مجموعة من المكابس الترددية لكي يقوم بتحويل الضغط إلى حركة دورانية.
محرك فانكل ( المحرك الدوار )
هو أحد محركات الاحتراق الداخلي و غالبا يكون على شكل دائري .
يقوم هذا المحرك بتحويل الضغط إلى حركة دائرية بدلا من المكابس و يعتبر رباعي الاشواط.
يتميز بانه يستطيع توليد قوة عزم دوران عالية .
توقفت شركات السيارات عن تصنيع هذا المحرك بوصفه ملوثا للبيئة .
و يستخدم هذا المحرك عادة في الدراجات النارية و الدراجات المائية (جيت سكي) .
يوجد فيه مكابس يتحركون مرة واحدة صعودا و هبوطا لتكمل لفة كاملة لعمود المرفق متزامنة مع حرق الوقود و طرد غاز العادم .
محرك داخلي رباعي الاشواط:
يعتبر هذا النوع من المحركات هو الاكثر انتشارا و شيوعا في جميع انحاء العالم و يتواجد على الغالبية العظمى للمركبات.
يتواجد هذا المحرك في بعض الدراجات النارية و السيارات و الشاحنات .
يتحرك المكبس فيه مرتين صعودا و هبوطا ليكمل لفتين كاملتين لعمود المرفق متزامنتين مع حرق الوقود و اخراج غاز العادم .
3. وفقا لنوع الوقود المستخدم :
محرك الديزل
تستخدم هذه المحركات وقود الديزل و تكون متواجدة في الشاحنات والسيارات الكبيرة و السيارات الرياضية مثل سيارة ايسني .
محرك البنزين :
هي محركات تستحدم البنزين كوقود لها و هي الاكثر انتشارا بالعالم و تكون متواجدة في السيارات الرياضية و الدراجات النارية و السيارات الفاخرة .
4. وفقا لشكل ترتيب الاسطوانات:
محرك ذو اسطوانات مستقيمة (N Line ) :
تكون اسطوانات هذا المحرك مرتبة واحدة تلو الاخرى بصورة عمودية .
يتميز هذا المحرك بقوته الجبارة و قدرة تحمل الضغط و الحرارة العاليتين .
و يساعد شكله المستقيم على تسهيل عملية صيانته و تطويره لأداء أفضل .
يتكون هذا المحرك عادة من 4 او 6 اسطوانات و يكون موجود بالسيارات الرياضية عادة , مثل محرك 2jz لسيارة Toyota supra mk4 و محرك Rb26 لسيارة Nissan GTR R34 .
محرك ذو اسطوانات على شكل حرف V :
تترتب الاسطوانات بهذا النوع من المحركات بوجود زاوية بين المكبسين المتقابلين وباستقامة واحدة على عمود المرفق .
تكون هذه المحركات على شكل حرف V و تتكون عادة من 6 اسطوانات او اكثر لسهولة استيعابه لعدد كبير من الاسطوانات .
تكون هذه المحركات على السيارات الالمانية و الامريكية بشكل كبير مثل محرك V8 على سيارة Ford Mustang .
محرك ذو اسطوانات بين خطين متوازيين:
يتميز هذا المحرك بأنه ينتج عزم قوي و غالبا ما يأتي بالسيارات الرياضية مثل غالبية سيارات سوبارو .
من عيوبه أنه يحتاج للكثير من المال و الجهد عند صيانته او الرغبة بتطويره و التعديل عليه .
محرك ذو اسطوانات على شكل حرف W :
يتميز هذا المحرك بسعته العملاقة و قدرته على انتاج عزم دوران هائل و تكون الاسطوانات فيه مرتبة على شكل حرف W و عادة ما يتكون من 12 – 16 اسطوانة لقدرته على استيعاب هذا العدد الكبير من الاسطوانات .
يتواجد هذا المحرك عادة على سيارات الشركة العملاقة بوغاتي .
5. وفقا لكيفية دخول الهواء للمحرك و كميته :
محرك طبيعية التنفس :
يعمل هذا المحرك عن طريق دخول الهواء لحجرة الاحتراق دون الحاجة لأدوات اخرى .
و يعتبر هذا المحرك من افضل المحركات و اكثرها شيوعا لسهولة صيانته و عدم تأثرها بالعوامل الجوية حرا او بردا .
محرك توربيني :
هي محركات مزودة بشواحن توربينية تقوم بادخال المزيد من الهواء داخل المحرك و ضغطه و بالتالي حرقه .
و من ميزاته انه يستفيد من كمية الهواء المضغوطة داخل المحرك ولا تقوم بهدرها حيث تستطيع زيادة القدرة و القوة الحصانية للمحرك .
و تكون عادة على المحركات متوسطة السعة .
و من سلبياته انه يزيد من درجة حرارة المحرك نتيجة لازدياد معدل الاحتراق داخله , و يمكن الحفاظ على السيارة بعدة طرق .
محرك السوبر تشارج :
هي محركات مشابهة للمحركات التوربينية حيث تعمل على زيادة معدل الاحتراق داخل المحرك .
تختلف عن المحرك التوربيني من حيث آلية العمل , اذ يكون السوبر تشارج يستمد الطاقة من المحرك نفسه على عكس التوربيني اللذي يستمد طاقته من الضغط الغاز الناتج عن العادم .
من مميزات هذه المحركات انها لا تحتاج لعملية تبريد للمحرك لان الحرارة به قليلة ,و ايضا يمتاز بانه اسرع استجابة من المحركات الاخرى .
لا شك ان محركات الاحتراق قد تركت بصمتها الواضحة في عالمنا منذ القرن التاسع عشر الى يومنا هذا , فلا يمكننا تخيل حياتنا من دونها اليوم .
الا أن المحركات الكهربائية ستفرض سيطرتها على مجال السيارات و بغضون سنوات قليلة , لن يتم تصنيع اي سيارة ذات محرك احتراق داخلي نتيجة للتطور التكنولوجي القائم .
حافظوا على سياراتكم فقد تصبح نادرة يوما ما …