مكونات المحرك الثابتة والمتحركة

تعريف المحرك وأنواعه

المحرك (بالإنجليزية: motor) هو جهاز ميكانيكي يقوم بتحويل مصادر الطاقة الطبيعية أو الصناعية إلى حركة ميكانيكية، سواء كانت دورانًا أو حركة خطية أو أي نوع آخر من الحركة المفيدة للإنسان. تتميز المحركات بطرق عمل متنوعة، ويختلف كل نوع عن الآخر. يتم تصنيف المحركات بناءً على مصدر الطاقة المزود لها إلى عدة فئات، ومن بين أكثر الأنواع استخدامًا هي المحركات الكهربائية، محركات الاحتراق الداخلي، والمحركات البخارية.

محرك الاحتراق الداخلي

يدير محرك الاحتراق الداخلي (بالإنجليزية: Internal Combustion Engine) عملية الاحتراق للوقود داخل غرفة مخصصة تُعرف بغرفة الاحتراق، مما يؤدي إلى إنتاج الطاقة الحركية. يستخدم هذا النوع من المحركات بشكل واسع في الحياة اليومية، مثل محركات السيارات التي تعمل على البنزين أو الديزل، بالإضافة إلى محركات طائرات الهليكوبتر ومحركات جزازات العشب.

المكونات الثابتة لمحرك الاحتراق الداخلي

يتضمن محرك الاحتراق الداخلي مجموعة من الأجزاء الثابتة الرئيسية، وهي كالتالي:

كتلة الأسطوانة: (بالإنجليزية: Cylinder block) تمثل العنصر الأساسي في المحرك، حيث تُستخدم كغرفة لحرق الوقود، ويتحكم المكبس في الضغط الناتج عن الاحتراق. تُصنع غالبًا من الحديد الزهر بجودة عالية وتقنية الصب، لتكون قطعة واحدة تتمتع بالقوة اللازمة لتحمل الضغط والحرارة العالية.
غطاء رأس الأسطوانة: يُستخدم لسد الجزء العلوي من الأسطوانة ويمنع تسرب الغازات.
الولاعة: (بالإنجليزية: Spark plug) تقوم بإنشاء شرارة داخل غرفة الاحتراق لبدء عملية الاشتعال بين الوقود والهواء المضغوط.
علبة المرفق: (بالإنجليزية: Crankcase) تعتبر الهيكل الرئيسي للمحرك، حيث تُركب فيها الأسطوانة والعمود المرفقي والمكبس، وتحتوي أيضًا على الزيت لعمليات التبريد.
حاقن الوقود: (بالإنجليزية: Injector) يعمل على رش الوقود داخل غرفة الاحتراق تحت ضغط عالٍ، مما يعزز خلط الوقود بالهواء.

المكونات المتحركة لمحرك الاحتراق الداخلي

تشمل الأجزاء المتحركة في محرك الاحتراق الداخلي العناصر المهمة التي تتحرك خلال تشغيل المحرك، ومن أبرزها:

المكبس: (بالإنجليزية:Piston) يتصل داخل الأسطوانة ليتحرك بسهولة وينقل القوة عبر قضيب التوصيل. يجب أن يكون خفيفًا وقويًا، لذا يُصنع عادةً من سبائك الألومنيوم أو الحديد الزهر.
قضيب التوصيل: يُستخدم لربط المكبس بالعمود المرفقي، مما يحول الحركة الترددية للمكبس إلى الحركة الدورانية.
العمود المرفق: (بالإنجليزية: Crankshaft) يستقبل الحركة من قضيب التوصيل ويحولها إلى دوران، ويعتمد تصميمه على عدد الأسطوانات.
الصمامات: تستخدم في كل أسطوانة صمامين، الأول لتحكم دخول الوقود والهواء، والثاني لخروج غازات الاحتراق.
محامل المحرك: تُستخدم بين الأجزاء المتحركة لتقليل الاحتكاك.

المحرك البخاري

المحرك البخاري (بالإنجليزية: Steam Engine) هو نوع من المحركات يعتمد على البخار بشكل أساسي، ويتكون عادة من مكبس يتحرك داخل أسطوانة بفعل البخار. يُعتبر من محركات الاحتراق الخارجي، حيث يتم تسخين الماء في غرفة خارجية حتى يتبخر بوسائل مثل حرق الوقود، ثم ينقل البخار المضغوط إلى غرفة أخرى لتوليد الطاقة الميكانيكية.

مكونات المحرك البخاري

تشمل مكونات المحرك البخاري ما يلي:

الإطار: (بالإنجليزية: Frame) يشكل قاعدة للمحرك ويجمع الأجزاء الثابتة والمتحركة.
الأسطوانة: (بالإنجليزية: Cylinder) هي وعاء مجوف مصنوعة من الحديد الزهر، يتحرك فيه المكبس بفعل البخار.
صندوق البخار: ينظم تدفق البخار إلى الأسطوانة من خلال صمام منزلق.
صندوق الحشوة: يمنع تسرب البخار من حول المكبس.
حبل التوصيل: يحول الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية.
العمود المرفق: مصنوع من الفولاذ الطري ويستقبل الحركة الدورانية من حبل التوصيل.

المحرك الكهربائي

يُعرف المحرك الكهربائي (بالإنجليزية: Electric motor) بأنه جهاز كهروميكانيكي يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، حيث يعتمد بشكل أساسي على تفاعل المجال المغناطيسي مع المجال الكهربائي لإنتاج الحركة الدورانية.

مكونات المحرك الكهربائي

يتألف المحرك الكهربائي من عدة أجزاء رئيسية، وهي:

الجزء الثابت: (بالإنجليزية: Stator) هو مكون أساسي عبارة عن مغناطيس دائم مع شرائح معدنية تقلل من فقدان الطاقة.
الجزء الدوار: (بالإنجليزية: Rotor) هو العنصر المتحرك الذي يرتبط بعمود الدوران ويتولد بفعل القوى الكهربائية.
فجوة هوائية: (بالإنجليزية: Air Gap) تفصل بين الدوار والجزء الثابت لزيادة كفاءة الطاقة.
اللفات: (بالإنجليزية: Windings) عبارة عن أسلاك رفيعة ملفوفة حول الجزء الثابت لإنتاج المجال المغناطيسي.
عاكس التيار: (بالإنجليزية: Commutator) يُستخدم للتحكم في نوع التيار الداخل إلى المحرك، سواء كان تيارًا مترددًا أو مستمرًا.