محركات السيارات

تصنيف المحركات الميكانيكية 1

منذ ان بدئت المحركات في الظهور تعددت اشكالها وانواعها وخصائصها الداخلية بدئًا من المحركات البخارية الى محركات السيارات والمحركات الصاروخية والنفاثة وما الى ذلك. ان تصنيف المحركات أمر كبير ويوجد الكثير من المقاييس فمن الشائع ان نقوم بتصنيف المحرك حسب عدد الاسطوانات او نوع الوقود الذي يستخدمه المحرك (بنزين او ديزيل او غاز) وربما نرى بشكل كبير تصنيف المحرك حسب عدد الاحصنة والسرعة بشكل عام. لكن في الحقيقة حتى سرعة المحرك امر فيه الكثير من التفاصيل التي يجب معرفتها الآن سوف نكتفي في التصنيفات العامة. في هذا الدرس سوف ندرس الكثير من التصنيفات المستخدمة لوصف المحركات الميكانيكية في العالم منذ ان بدئت المحركات غزو العالم والآن هيا نبدأ رحلتنا في تصنيف المحركات. 

اولًا : نوع الاشتعال

تصنيف المحركات حسب الاشتعال او نوع الاحتراق ويسمى باللغة الانجليزية Ignition Type ويرمز له بالرمز I وهذا التصنيف من التصنيفات الاساسية للمحركات ويقسم بشكل اساسي الى نوعين : 

1 – محركات شرارة الاشتعال تسمى spark ignition ويرمز لها SI في هذا النوع من المحركات يحدث عملية احتراق داخل حجرة المحرك باستخدام البواجي الكهربائية spark plug والتي تزود الحجرة بشرارة كهربائية عالية الجهد تصل الى آلاف الفولتات والتي بدورها تقوم بعمل انفجار للخليط (الهواء + الوقود) داخل الحجرة لكل اسطوانة ويحدث هذا في كل دورة للمحرك وتسمى هذه الطريقة احيانا بمحركات الشمعة flame يقصد بالشمعة البواجي الكهربائية. وتستخدم هذه الطريقة في المحركات التي تستخدم وقود قابل للاشتعال مثل البنزين. والصورة التالية توضح شكل البواجي:

2 – محركات الاشتعال بالضغط تسمى Compression ignition ويرمز لها بالرمز CI في هذا النوع من المحركات لا وجود لشرارة الاشتعال بل هي تعتمد على درجة الحرارة العالية جدا حتى يستطيع الخليط الانفجار داخل حجرة المحرك. وتستخدم هذه الطريقة في محركات التي تعتمد على وقود الديزل وذلك للحصول على قوة عزم مرتفعة جدا لذلك نرى الشاحنات والآليات الكبيرة تعتمد على وقود الديزل. 


ثانيًا : عدد الأشواط

تصنيف المحركات حسب عدد الاشواط ويسمى باللغة الانجليزية Engine Cycle في هذا التصنيف يتم فرز المحركات حسبب عدد العمليات التي تحدث داخل المحرك الانواع الاكثر شيوعًا هي كما يلي: 

1 – المحركات رباعية الاشواط 4-stroke : في هذه المحركات يحدث للمحركات 4 عمليات ميكانيكية وهي السحب والضغط والانفجار والعادم ويتكون من 4 اسطوانات Cylinders . اكتمال الشواط يعطي دورتان للمحرك (عامود الكرانك شافت). الصورة المتحركة التالية توضح طريقة عمل المحرك رباعي الاشواط:

2 – النوع الثاني المشهور هو ثنائي الاشواط 2-stroke ويتكون من اسطوانتين عادة (يستخدم في الدراجات النارية) هنا في كل شوط للمحرك يعطي دورة واحد على عامود الكرانك شافت. اضافة الى ذلك يوجد المحركات ثلاثية وخماسية وسداسية الاشواط لكن هذا خارج دراستنا الآن.


ثالثًا : التنصيف حسب نوع الوقود المستخدم

تصنيف المحركات الميكانيكية حسب الوقود هو من التصنيفات العامة والهامة فتتجه بعض البلاد الى استخدام نوع معين من المحركات تبعا لتوفر نوع الوقود من المصادر الطبيعية في تلك الدولة , وبشكل عام يتم تنصيف المحرك حسب نوع الوقود المستخدم في الاحتراق الى ما يلي:

1 – محركات البنزين Gasoline وهي الاكثر شيوعا في المركبات الصغيرة والدراجات النارية.

2 – محركات الديزيل Diesel لقد مارست الهندسة الميكانيكية لسنوات طويلة ولكن لن اسمع عن اي شاحنة استخدمت وقود غير الديزيل! , الديزيل قوي جدا ويستطيع تحريك مئات الاطنان وهو يستخدم في الشاحانات والآليات الثقيلة والسفن وما الى الى ذلك.

3 – محركات الغاز Gas , قد يكون هذا النوع قليل الانتشار إلا وانه موجود ويستخدم في بعض التطبيقات وقد يتم استخدام الغاز الطبيعي اوغاز الميثان.

4 – محركات الكحول , يوجد انواع من المحركات تستخدم مواد كحولية مثل ethyl او methyl ولكن هذه المحركات ربما تكون محدودة بعض الشيئ.

5 – محركات الوقود المزود dual fuel هذا النوع من المحركات يستخدم مزيج من نوعين او اكثر من انواع الوقود وذلك لتنفيذ غرض معين , عادة تكون المحركات الكبيرة جدا مزيج من وقود الغاز الطبيعي والديزيل. ولكن هذا النوع من المحركات باهظ الثمن لذلك هو من المحركات النادرة , واحيانا يكون خليط من البنزين والكحول ما الى ذلك.

6 – محركات وقود خليط البنزين gasohol ياتي هذا الوقود بنسبة 90% بنزين و 10% كحول , وهكذا درسنا انواع المحركات تبعًا لنوع الوقود.


رابعًا : التنصيف حسب اماكن وجود الصمامات 

يقصد هنا في الصمامات (Valves) الانابيب المسؤولة عن تزويد المحرك بالهواء والوقود لاعداد الخليط داخل الحجرة ويختلف مكان اعداد الخليط حسب المحرك (تصنيف آخر ندرسه لاحقًا) , بشكل عام يوجد 3 أماكن لوجود الصمامات داخل المحرك وهي : 

1 – وضع الصمامات اعلى المحرك وتسمى overhead valve ويرمز له بالرمز I وهو شائع الاستخدام في السيارات القديمة مثل الصورة ادناه .

2 – وضع الصمامات في منتصف المحرك وتسمى valves in block  ويرمز له بالرمز L وتستخدم في المحركات الصغيرة مثل الصورة ادناه a. ويوجد بعض الانواع يكون صمامات ادخال الخليط intake valve من جهة ومن الجهة المعاكسة صمامات العادم exhaust valves وهذا المحرك يسمى T Head engines مثل الصورة ادناه d. 

3 – النوع الاخير هو مزيج من النوع الاول والثاني ويسمى عادة F head engine مثل الصورة ادناه. 


خامسًا : التنصيف حسب الشكل-الترتيب العام الداخلي

يوجد نوعين لهذا التنصيف وهما كالتالي : 

1 – المحركات الترددية Reciprocating engines وهي اشهر المحركات المشهورة في العالم والتي نراها في سياراتنا فهي على الاقل تحتوي على اسطوانة واحد وقد تصل الى عدد كبير من الاسطوانات بحيث تتحرك الاسطوانات صعودًا ونزولًا داخل حجرة الاحتراق وتكون مربوطة بشكل ميكانيكي باستخدام الروايط linkages مع الكرانك شافت الخارجي لتغير الحركة من الحركة الترددية الى حركة دائرية.

2 – المحركات الدوارة Rotary يختلف الشكل الداخلي لهذا المحرك عن المحركات الترددية ويكون عادة على شكل حلقة او شعاع دائري ولكن بسبب سوء التزييت في هذا المحرك لن نعد نراه كثيرًا في الاسواق ولكنه قديمًا كان يستخدم في السيارات والدراجات النارية. هذا المحرك وصمم ليكون عدد اسطواناته فردية. الصورة المتحركة التالية لمحرك دوار مكون من 7 أسطوانات:

رسم متحرك لمحرك دوار مكون من 7 أسطوانات

في الحقيقة لن ننتهي بعد , ما زال العديد من التصنيفات للمحركات الميكانيكية والآن يمكنك الانتقال الى الدرس الثناني من تصنيف المحركات الميكانيكية :


اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق