تعرف على تفاصيل توليد القوة في محرك السيارة!

المربع نت – تحويل طاقة الوقود إلى قوة في المحرك يبدأ عندما يتم خلط البنزين مع الهواء لتشكيل خليط قابل للاشتعال بشدة.

ويوجه الخليط إلى الاسطوانات (Cylinders) من خلال صمامات، ثم يتم ضغطه إلى حوالي ثمن حجمه الأصلي (أو أقل) بواسطة مكبس (Piston)، ثم يتم اشعاله من قبل شمعة احتراق (Sparkplug).

التوسع السريع في حرق الغاز، والاحتراق، يدفع المكبس إلى أسفل الاسطوانة.

يتم تغيير الاتجاه النزولي بواسطة قضيب ربط (Connecting rod) إلى حركة دوران للعمود المرفقي (cranskhaft) بنفس الطريقة تقريباً عندما تضغط على دواسة الدرجة الهوائية لتدوير السلسلة.

هذا الإتجاه الهبوطي للمكبس بعد الإشتعال معروف بإسم Power Stroke في دورة رباعية الأشواط (four-stroke) ويحدث مرة واحدة فقط في كل أربع تحركات للمكبس.
تبدأ الدورة مع Induction Stroke. في هذه المرحلة يكون صمام العادم (Exhaust valve) مغلقاً، فتقوم الحركة الهبوطية للمكبس بامتصاص خليط الوقود إلى الاسطوانة. الخليط يدخل من خلال صمام مدخل (Inlet valve) الذي فتحه دوران عمود الحدبات (camshaft).

الحركة الصعودية للمكبس التي تتبع هي مرحلة الانضغاط (Compression stroke). يبقى صمام العادم مغلقاً ويغلق صمام المدخل أيضا، لذلك يتم ضغط الخليط في الاسطوانة من خلال صعود المكبس إلى مساحة صغيرة تعرف باسم غرفة الاحتراق (Combustion chamber) عادة في الاسطوانة أو في الجزء العلوي من المكبس.

شرارة من شمعة الاحتراق تشعل الخليط ويؤدي ذلك إلى التوسع السريع، دافعاً المكبس لأسفل في Power Stroke التي من خلالها يقوم المحرك بتوليد القوة.

عندما يرتفع المكبس مرة أخرى، لا يزال صمام المدخل مغلقاً ولكن يفتح صمام العادم. هذه الحركة تسمح للمنتجات النفايات من خليط الحرق للهروب من خلال نظام العادم، وتسمى هذه المرحلة Exhaust stroke.

يستمر عمود الحدبات بالدوران، ويغلق صمام العادم، ويفتح صمام المدخل وتبدأ الدورة الرباعية الأشواط مرة أخرى.

ترتيب الإشتعال (Firing Order)

التسلسل الذي تقوم فيه شمعات الإشعال بإشعال الخليط في كل من اسطوانات المحرك معروف بإسم Firing order.

يتم التحكم بذلك عن طريق الموزع في السيارات القديمة أو ECU في السيارات الجديدة، الذي يوجه تدفق التيار إلى كل المكونات في الوقت الصحيح أثناء دورة المحرك. تم تصميم عمود الحدبات ليفتح ويغلق الصمامات في التسلسل المطلوب.

تحدث الشرارة قبل وصول المكبس إلى أعلى مركز في الأسطوانة (Top Dead Center TDC) في شوط الانضغاط Compression stroke.

عادة يتم ترقيم اسطوانات المحرك في خط من الأمام إلى الخلف، بدءا من رقم 1 اسطوانة.

إذا أطلقت الشرارات في الترتيب العددي من الأول إلى الآخر، فإن دوافع القوة المتعاقبة من المكابس تسبب بتشغيل المحرك بشكل متفاوت جدا ويهتز بشكل مفرط.

في محرك أربع أسطوانات، يتم تقليل الاهتزاز مع نظام اطلاق 1، 3، 4، 2 أو 1، 2، 4، 3.

كلما تم إزالة وصلات شمعات الإشعال يجب أن يكون دائما إعادة الوصل في التسلسل الصحيح، للحفاظ على نظام الإطلاق الصحيح.

حركة دوران دولاب الموازنة الدورية (flywheel) تساعد أيضاً على تخفيف الاختلافات الدورية، وتقلل من اهتزاز المحرك.

يمكن تقديم موازنة إضافية من أوزان التوازن المدرجة في العمود المرفقي. بعض محركات الأربع أسطوانات تحتوي عامود موازنة إضافي (balancing shafts) لإعطاء المحرك نعومة محرك الست أسطوانات.