المحرّك
المحرّك هو جهاز هندسي متطور يتيح تحويل أشكال الطاقة المختلفة إلى طاقة حركية، مثل عملية تحويل الطاقة الحرارية لطاقة حركية كما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي. تتنوع أنواع المحركات، بما في ذلك محرك الديزل، ومحرك الأوتو، ومحرك ستيرلنغ، بالإضافة إلى المحركات الداخلية والخارجية والمكائن البخارية.
أجزاء محرّك السيارة
تتألف محركات السيارات من العديد من الأجزاء الأساسية، ومن أبرزها:
- الأسطوانة: تُعتبر الأسطوانة عنصرًا جوهريًا في المحرك، حيث تضم محركات السيارات عددًا زوجيًا من الأسطوانات، يمكن أن يكون أربعة، ستة، أو ثمانية.
- البواجي: هي المكونات المسؤولة عن توليد الشرارة الكهربائية التي تبدأ عملية الاحتراق اللازمة لتشغيل المحرك. تستخدم البواجي في المحركات العاملة بالغاز فقط، نظراً لعدم قدرتها على الاشتعال الذاتي، بينما يُعتبر محرك الديزل قادراً على الاشتعال الذاتي دون الحاجة لبواجي.
- الصمام: يندرج ضمن المكونات المرتبطة بالأسطوانة، إذ تحتوي كل أسطوانة على صمامين؛ الأول لإدخال الوقود، والثاني لطرد نواتج الاحتراق.
- المكبس: يُعرف بأنه جزء صلب يتحرك لأعلى ولأسفل داخل الأسطوانة.
- غرفة الاحتراق: تُعتبر المساحة التي تحدث فيها عملية احتراق الوقود نتيجة الضغط أو الشرارة.
- عامود التوصيل: يعمل على ربط المكبس بعمود نقل الحركة، مما يؤدي إلى إنتاج الحركة الدائرية داخل المحرك.
- عامود نقل الحركة: يقوم بتحريك المكبس لأعلى ولأسفل.
- غرفة الزيت: المنطقة التي يُحتفظ فيها بزيت المحرك والذي يُستخدم لتزييت عمود نقل الحركة.
طريقة عمل محرّك السيارة
يُعتبر مبدأ عمل محرك السيارة أحد المفاهيم الأساسية في علم الديناميكا الحرارية، ويمكن تلخيص خطوات العمل في أربع مراحل رئيسية وهي:
- شوط الشفط: أثناء هذه المرحلة، يتحرك المكبس داخل الأسطوانة مما يزيد من حجم الغرفة، مفسحاً المجال لدخول الهواء والوقود عبر الصمامات المخصصة.
- شوط الضغط: يتم فيه تغيير اتجاه الحركة، ويُغلق مدخل الوقود، مما يؤدي إلى تقليل حجم غرفة الاحتراق وزيادة الضغط اللازم لبدء عملية الاحتراق.
- شوط الاحتراق: يبدأ بمجرد وصول المكبس إلى النقطة العليا، وتتكون أعلى كمية من الضغط اللازمة للاحتراق، حيث تشتعل كمية الوقود المضغوطة بمساعدة الشرارة، مما يؤدي إلى انفجار قوي ويملأ المكبس بالهواء، وينتقل الضغط الناتج إلى العجلات لتحريك السيارة.
- شوط طرد العادم: بعد أن يعود المكبس إلى وضعه الأصلي، يُفتح الصمام لطرد العوادم الناتجة، وعند الانتهاء من طرد جميع العوادم، يعود المكبس إلى نقطة البدء، ليبدأ دورة جديدة مكونة من المراحل السابقة مجددًا.
