المحرك
المحرك هو نوع من الآلات التي تقوم بتحويل الطاقة المتاحة إلى أشكال أخرى، مثل تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية كما يحدث في محركات الاحتراق الداخلي. توجد أنواع متعددة من محركات الاحتراق، بما في ذلك محرك الديزل، ومحرك البنزين، ومحرك ستيرلينغ، بالإضافة إلى محركات الاحتراق الداخلي والخارجي، والمكائن البخارية.
مكونات محرك السيارة
تشمل أهم مكونات محرك السيارة ما يلي:
- الأسطوانة: تعتبر جزءاً أساسياً من المحرك، حيث تحتوي محركات السيارات عادةً على عدد زوجي من الأسطوانات، مثل أربعة، ستة، أو ثمانية.
- البواجي: هي الأجزاء التي تولد الشرارة الكهربائية الضرورية لبدء عملية الاحتراق اللازمة لعمل المحرك. تُستخدم البواجي في المحركات التي تعمل بالغاز فقط، حيث إنها تحتاج إلى شرارة لتحدث الاحتراق، بينما في محركات الديزل يتم الاستغناء عن البواجي بسبب قدرة الديزل على الاشتعال تلقائياً عند ارتفاع درجة حرارته.
- الصمامات: تعد واحدة من المكونات المرتبطة بالأسطوانة، إذ تحتوي كل أسطوانة عادةً على صمامين؛ الأول لدخول الوقود والثاني لخروج نواتج الاحتراق.
- المكبس: هو مكون صلب يتحرك لأعلى ولأسفل داخل الأسطوانة.
- غرفة الاحتراق: تمثل المنطقة التي يتم فيها احتراق الوقود نتيجة الضغط أو الشرارة.
- عامود التوصيل: هو جزء يربط بين المكبس وعامود نقل الحركة، ويؤدي إلى الحركة الدورانية للمحرك.
- عامود نقل الحركة: هو القطعة المسؤولة عن تحريك المكبس لأعلى ولأسفل.
- غرفة الزيت: هي المنطقة التي يتم فيها تخزين زيت المحرك، الذي يُستخدم لتشحيم عامود نقل الحركة.
آلية عمل محرك السيارة
يُعتبر مبدأ عمل محرك السيارة من المبادئ الأساسية في علم الديناميكا الحرارية، ويمكن تلخيص خطوات عمله في أربع مراحل رئيسية:
- شوط الشفط: يتم خلاله تحريك المكبس داخل الأسطوانة، مما يؤدي إلى زيادة مساحة غرفة الاحتراق وزيادة كمية الهواء والوقود التي تدخلها عبر الصمامات المخصصة.
- شوط الضغط: يتغير فيه اتجاه الحركة، حيث تُغلق فتحات مرور الوقود، مما يؤدي إلى تقليل حجم غرفة الاحتراق وتكوين الضغط اللازم لبدء عملية الاحتراق.
- شوط الاحتراق: يبدأ عند وصول المكبس إلى أعلى نقطة له، مما يشكل أكبر ضغط متاح. بمساعدة الشرارة، يتم احتراق الوقود المضغوط بشكل كامل، ممّا يمتلئ المكبس بالهواء ويُحول الحركة الناتجة إلى العجلات لتحريكها.
- شوط طرد العادم: بعد عودة المكبس إلى وضعه الطبيعي، يُفتح الصمام للتخلص من عوادم الاحتراق، وبعد التخلص الكامل من العوادم، يعود المكبس إلى نقطة البداية لإعادة بدء دورة جديدة من العمل.