المحرّك
المحرّك هو جهاز حيوي يعمل على تحويل الطاقة المدخلة إلى أشكال مختلفة من الطاقة، مثل تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية كما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي. هناك أنواع متعددة من محركات الاحتراق، بما في ذلك محرك الديزل، ومحرك الأتو، ومحرك ستيرلينغ، ومحرك الاحتراق الداخلي، ومحرك الاحتراق الخارجي، بالإضافة إلى المحرك البخاري.
أجزاء محرّك السيارة
تشمل الأجزاء الأساسية لمحرّك السيارة ما يلي:
- الأسطوانة: تعد العنصر الرئيسي في المحرّك، حيث تحتوي محركات السيارات عادةً على عدد زوجي من الأسطوانات، مثل أربعة أو ستة أو ثمانية.
- البواجي: تمنح الشرارة الكهربائية اللازمة لبدء عملية الاحتراق الضرورية لتشغيل المحرّك، وتستخدم فقط في المحركات التي تعمل بالغاز؛ لأنها تحتاج إلى شرارة للاشتعال، بينما تتميز محركات الديزل بقدرتها على الاشتعال الذاتي دون الحاجة للبواجي، بفضل ارتفاع درجة حرارة الديزل.
- الصمام: أحد المكونات المرتبطة بالأسطوانة، حيث تحتوي كل أسطوانة على صمامين، الأول يسمح بدخول الوقود والثاني يخرج نواتج الاحتراق.
- المكبس: هو جزء صلب قابل للحركة لأعلى ولأسفل، ويقع داخل الإسطوانة.
- غرفة الاحتراق: المنطقة التي يحدث فيها احتراق الوقود بفضل الضغط أو الشرارة.
- عامود التوصيل: يربط المكبس بعمود نقل الحركة، مما يؤدي إلى تحويل الحركة إلى دوران داخل المحرّك.
- عامود نقل الحركة: يعمل على نقل حركة المكبس لأعلى ثم لأسفل.
- غرفة الزيت: المنطقة المخصصة لتخزين زيت المحرّك، الذي يغمر عامود نقل الحركة.
كيفية عمل محرّك السيارة
يستند مبدأ عمل محرك السيارة إلى المبادئ الأساسية للديناميكا الحرارية، ويمكن تلخيص هذا المبدأ في أربع خطوات رئيسية على النحو التالي:
- شوط الشفط: يتم خلاله تحريك المكبس داخل الأسطوانة، مما يؤدي إلى زيادة مساحة الغرفة، وبالتالي زيادة كمية الهواء والوقود المتدفقين إلى الداخل من خلال الصمامات المخصصة.
- شوط الضغط: يتغير فيه اتجاه الحركة، وتغلق فتحات مرور الوقود، مما يؤدي إلى تقليل حجم غرفة الاحتراق، ويتشكل الضغط اللازم لدفع عملية الاحتراق.
- شوط الاحتراق: يبدأ عند وصول المكبس إلى أقصى ارتفاع له، ويتشكل فيه الضغط المطلوب للاحتراق، وعند هذه النقطة، يتم اشتعال الوقود المضغوط بمساعدة الشرارة، مما يتسبب في انفجار كامل وملء المكبس بالهواء، وينقل العامود المسؤول عن الحركة التأثير الناتج إلى العجلات لتحريك السيارة.
- شوط طرد العادم: بعد عودة المكبس إلى وضعه الطبيعي، يفتح الصمام ويتم التخلص من الغازات العادمة. وبعد إزالة جميع الغازات، يعود المكبس مرة أخرى إلى نقطة البداية لبدء دورة جديدة تشمل جميع الأشواط السابقة.