مبادئ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي للسيارات

مبادئ-تشغيل-محرك-الاحتراق-الداخلي-للسيارات

يكتبه: مهندس عمرو طليبة

مبادئ تشغيل المحرك
بداية لابد وأن نعلم أن هناك خطأ شائع هو تسمية محرك السيارة بموتور السيارة وهى تسمية خطأ علمياً لأن كلمة موتور تطلق على الموتور الكهربائى لأن محرك السيارة وظيفته هى تحريك السيارة فى النهاية من خلال بعض العمليات التى تتم من نقل الحركة من المحرك إلى ألات نقل الجر بالسيارة.
وظيفة المحرك ( Engine ):
محرك السيارة هو محرك احتراق داخلى ( Internal Combustion Engine ) حيث يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة فى الوقود ( البنزين أو الديزل ) إلى طاقة حرارية، ثم تحول هذه الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية يمكن الإستفادة منها.
ويم إنجاز ذلك عن طريق مزج كميات مناسبة من الهواء ( Air ) والوقود ( Fuel ) وحرق المخلوط (Mixture) داخل أسطوانة محكمة وتعمل الغازات المتمددة نتيجة الإحتراق على دفع المكبس إلى أسفل الأسطوانة وتعمل بمعدل يمكن التحكم فيه.

 
 
 
 
 
 
 
 يتصل المكبس المتحرك داخل الأسطوانة بذراع التوصيل ( البيل) من أعلى ومن أسفل بعمود المرفق ( عمود الكرنك)  ويعمل ضغط الغازات المتمددة نتيجة احتراق الوقود داخل الأسطوانة على دفع المكبس لأسفل. ويتم تحويل الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية لعمود المرفق الذى يعطى القدرة اللازمة لتحريك السيارة وهذه هى الطاقة الحرارية التى تتحول إلى طاقة ميكانيكية.

  1. مخلوط الهواء /  والوقود Air / Fuel Mixture  
  2. المكبس                                        Piston
  3. الأسطوانة                                  Cylinder
  4. ذراع التوصيل                  Connecting Rod
  5. عمود المرفق                      Crankshaft     

 
 
 
ويعمل محرك السيارة بنظام الدورة الحرارية رباعية الأشواط.
الدورة الحرارية رباعية الأشواط: ( 4-Stroke Cycle Engine)
تتم دورة محرك رباعى الأشواط فى لفتين من عمود المرفق وتتكون كل دورة من أربع اشواط مختلفة كالاتى.
 1- شوط السحب                                       Suction Stroke
 2- شوط الأنضغاط                            Compression Stroke        
 3- شوط القدرة أو التمدد Power Stroke Or Expansion Stroke            
4- شوط العادم   Exhaust Stroke                                                

تعريف الشوط ( Stroke ): 
هو المسافة التى يتحركها المكبس من أعلى وضع فى الأسطوانة  ( ن . م . ع ) اى ( النقطة الميتة العليا ) إلى اقل وضع فى الأسطوانة ( ن . م . س ) اى (  النقطة الميتة السفلى ) اوالعكس.
النقطة الميتة العليا Top Dead Center ( T.D.C )
النقطة الميتة السفلي Bottom Dead Center ( B.D.C )
 
 
 1- شوط السحب:

 
يكون صمام السحب ( Intake Vale ) مفتوحا وصمام العادم  ( Exhaust Valve ) مغلقا ويتحرك المكبس من النقطة الميته العليا( ن .م .ع) إلى النقطة الميته السفلى ( ن .م .س) ويكون الضغط الموجود اعلى المكبس الناجم عن حركتة السريعة إلى اسفل , اقل من الضغط الجوى ونتيجة لهذا الضغط المنخفض يسرى خليط الوقود والهواء فى الأسطوانة امام المكبس عن طريق مجمع السحب .

2-شوط الأنضغاط:
 
عند نهاية شوط السحب يبدا المكبس الحركة من النقطة الميته السفلى  ( ن . م . س ) إلى النقطة الميته العليا   ( ن. م. ع ) وفى هذه الأثناء يغلق صمام السحب مع بقاء صمام العادم مغلقا وتنضغط شحنة الهواء والوقود فى الأسطوانة .
 
3- شوط القدرة  ( القوة- الفعا ل- الإشعا ل )

قبل أن يصل المكبس إلى النقطة الميته العليا ( ن . م . ع ) بقليل تحدث شرارة من شمعة الإشعال ويبدأ احتراق الشحنة المنضغطة داخل الأسطوانة . يتبع ذلك تمدد غازات الإحتراق ويؤدى الضغط الناتج إلى دفع المكبس فى اتجاه النقطة الميته السفلى ( ن. م. س ) ويكون صمام السحب والعادم مغلقين أثناء هذا الشوط .

4- شوط العادم:
شوط العادم

يتحرك المكبس إلى أعلى من النقطة الميتة السفلى ( ن. م . س ) متجها إلى النقطة الميتة العليا ( ن . م . ع ) . فى هذه الأثناء يفتح صمام العادم مع بقاء صمام السحب مغلقا و تندفع نواتج الأحتراق من الأسطوانة وغرفة الأحتراق إلى مجمع العادم ثم إلى الهواء الجوى  .
 
ملحوظة:
شوط القدرة هو الشوط الفعال أى أنه هو الشوط الذى نحصل من الحركة الميكانيكة المطلوبة والتى من خلالها يتم تحريك السيارة فى النهاية من خلال بعض العمليات التى تتم من نقل الحركة من المحرك إلى ألات نقل الجر بالسيارة.