المحرّك
يعتبر المحرّك من الآلات التي تعمل على تحويل الطاقة المدخلة إلى أشكال أخرى، مثل تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية، كما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي. توجد عدة أنواع من محركات الاحتراق، بما في ذلك محرك الديزل، محرك البنزين، محرك ستيرلينغ، محرك الاحتراق الداخلي، محرك الاحتراق الخارجي، والمحرّك البخاري.
أجزاء محرّك السيارة
تشمل العناصر الأساسية في محرك السيارة ما يلي:
- الأسطوانة: تعد أحد المكونات الرئيسية للمحرّك، حيث يحتوي محرك السيارة عادةً على عدد زوجي من الأسطوانات، مثل أربعة أو ستة أو ثمانية.
- البواجي: تعتبر هذه القطع مسؤولة عن توليد الشرارة الكهربائية المطلوبة لبدء عملية الاحتراق في المحرك. تُستخدم البواجي في المحركات العاملة بالغاز، حيث تحتاج الشرارة لبدء عملية الاحتراق، بينما لا تحتاج محركات الديزل إلى البواجي، لأن الديزل يمكن أن يشتعل ذاتياً عند ارتفاع درجة حرارته.
- الصمام: هو أحد المكونات المرتبطة بالأسطوانة، حيث تحتوي كل أسطوانة على صمامين؛ الأول يستخدم لإدخال الوقود، والثاني لإخراج نواتج الاحتراق.
- المكبس: يعتبر جزءًا صلبًا وقابلًا للحركة لأعلى ولأسفل، ويوجد داخل الأسطوانة.
- غرفة الاحتراق: هي المنطقة التي يتم فيها احتراق الوقود بفعل الضغط أو الشرارة.
- عامود التوصيل: يربط المكبس بعمود نقل الحركة، مما يؤدي إلى إنتاج الحركة الدائرية في المحرّك.
- عامود نقل الحركة: يعمل على تحريك المكبس لأعلى ثم لأسفل.
- غرفة الزيت: هي المنطقة التي تحفظ فيها زيت المحرك، والتي تغمر بها عامود نقل الحركة.
كيفية عمل محرّك السيارة
يعد مبدأ عمل محرك السيارة من المبادئ الأساسية في علم الديناميكا الحرارية، ويمكن تلخيص خطوات العمل الرئيسية في أربع مراحل كما يلي:
- شوط الشفط: يتم خلاله تحريك المكبس داخل الأسطوانة، مما يؤدي إلى زيادة مساحة الغرفة ودخول الهواء والوقود بكفاءة عبر الصمامات المرتبطة بالأسطوانة وغرفة الاحتراق.
- شوط الضغط: تتغير خلاله اتجاهات الحركة، وتغلق فتحات مرور الوقود، مما يقلل من المساحة في غرفة الاحتراق ويزيد الضغط المطلوب لبدء عملية الاحتراق.
- شوط الاحتراق: يبدأ عندما يصل المكبس إلى أعلى نقطة ممكنة، حيث يتكون أعلى ضغط ممكن لعملية الاحتراق. بمساعدة الشرارة، يتم احتراق الوقود المضغوط بشكل كامل، مما يسهم في ملء المكبس بالهواء. ثم يتم نقل الحركة الناتجة إلى العجلات لتحريك السيارة.
- شوط طرد العوادم: بعد عودة المكبس لوضعه الطبيعي، يُفتح الصمام لتنفيذ عملية التخلص من العوادم الناتجة. بعدما يتم التخلي عن جميع العوادم، يعود المكبس مرة أخرى إلى نقطة البداية، مما يهيئ لبدء دورة جديدة تشمل جميع الأشواط السابقة مرة أخرى.