محرك السيارة

منذ عام 2013 وهناك ثورة كبيرة جدا في أنظمة الدفع المتاحة أو التي من المحتمل أن تكون متاحة للسيارت والمركبات الأخرى. الخيارات تشمل محركات الإحتراق الداخلى المستخدمة للوقود مثل البترول، الديزل، البروبان أو الغاز الطبيعى، المركبات الهجينة و السيارات الكهربائية. السيارت المستخدمة للوقود لها ميزة أكبر حيث أن السيارات الكهربائية تستخدم بطاريات ذو تكلفة عالية.

محرك السيارة بنزين

ينتمي محرك السيارة إلى ما يسمى بمحركات الاحتراق الداخلي والتي تعد مصدر القوة والطاقة في السيارة، إذ يحول المحرك الطاقة الكيميائية الموجودة داخل الوقود إلى طاقة ميكانيكية يتم نقلها إلى العجلات والتي بدورها تقوم بتحريك السيارة ونقلها من مكان إلى آخر، كما يسمى محرك السيارة بالمحرك الترددي نسبةً لحركة المكبس داخل الأسطوانة بشكل ترددي من أعلى إلى أسفل ثم من الاسفل إلى الأعلى.

صيانة محرك السيارة

المعلوم أنّ محرك السيارة يمثل منظومةً متكاملةً من القطع، والأجزاء التي تعمل مع بعضها البعض، لتحويل الوقود السائل (المشتقات النفطية) إلى طاقة حركية في نهاية المطاف، وقد يتعرّض المحرك ضمنَ فتراته التشغيلية لأعطال عديدة، فيما يلي نذكر أبرز تلك الأعطال، وما يتوجّب عملُه لعلاجها:

انقطاع حزام التايمينج timing belts: عند تركيب هذا الحزام يتعين أن يتمَّ شدُّه ضمن حدّ معين، حتى يعمل بشكل جيد، وإلا فإنّ أيّ نقصان في مقدار شدّه سيؤدي لحركته بشكل متذبذب، ويتسبب بظهور صوت في المحرك يسمى بـ “الترترة/ الخشخشة”، وفي هذه الحالة يتعين استبدالُ هذا الحزام في الحال.

وجود تصدعات في النظام المسؤول عن إخراج العادم: يبدأ هذا النظام من عند المحرك بتصميم متشعّب مصنوع من مادة الستيل، أو السيراميك تقتصر مهمّتُه على تحويل العوادم السامة إلى غازات أقلَّ سميّة، ونتيجة لتعرضه إلى درجات حرارة عالية قد تتسبب بحدوث تشقّقات في بنيته، وبالتالي سيصدر صوتَ ضجيج عالٍ أثناء عمل المحرك، ممّا يستوجب استبدالَه دون التغاضي عنه.

تعطل منظم حركة صباب المحرك: كما يعلم أصحاب الميكانيك أنّ ما يُدعى بالكام شافت camshaft هو عمود محوري مسؤول عن تحريك صبابات إدخال وإخراج الوقود، والغازات داخل وخارج المحرك، ويكون على رأس كلّ صباب منظّم لحركته، وتتمّ عملية معايرته بأداة مخصّصة لضبط مقدار الحيز الذي يتحرك خلاله، لضمان مقدار ضغط معين داخل المحرك، وبالتالي فإنّ أيّ خلل، أو تراخٍ في حركته سيؤدي إلى سماع صوت “ترترة” داخل المحرك، ممّا يستوجب تغيير ذلك المنظم، وإعادة معايرة الجديد.

نقصان ضغط زيت المحرك: الجهاز المسؤول عن التحكم بضغط زيت المحرك (VVT) قد يتعطّل فيه أحد الأجزاء، وبالتالي يتسبب بخلل في مقدار ضغط الزيت داخل المحرك، ممّا يجعل صبابات المحرك تتحرك بشكل غير مُنتظَم، وبالتالي يتوجب تفقّد مستوى الزيت، وزيادة منسوبه إن كان ناقصاً عن الحدّ المطلوب، أمّا في حال كان هناك أي تسرب، أو احتراق في الزيت فيجب تفقد سبب المشكلة تفادياً لتعطّل، أو فقدان مُسهلات الحركة bearings، مع التنبّه لأهميّة تفقّد مضخة الزيت في السيارة.

اهتراء مكابس المحرك: تتعرض مكابس المحرك الداخلية للاهتراء جراء قطع السيارات لمسافات طويلة، وبالتالي يتسبّب في عدم قيامه بالضغط الكافي على جدران الأسطوانات الداخلية، فعندما يكون المحرك بارداً فسوف يتحرك المكبس مصدراً صوت “ترترة”، ويتلاشى هذا الصوت مع ارتفاع درجة حرارة المحرك، وهذه المشكلة تتطلّب عملَ أوفرهول overhaul صيانة عامة للمحرك.

اجزاء محرك السيارة ووظائفها

وتعد هذه أهم أجزاء محرك السيارة:

الأسطوانة: وتعتبر الجزء الأساسي في المحرّك، ويوجد في محركات السيارات عدد زوجي من الأسطوانات، أربعة، أو ستّة، أو ثمانية.

البواجي: وهي إحدى القطع التي تولّد الشرارة الكهربائية اللازمة لبدء الاحتراق اللازم لعمل المحرّك، وتستخدم البواجي في المحركات التي تعمل بالغاز فقط، بسبب عدم قدرتها على الاحتراق ذاتياٍ وإنما تحتاج إلى شرارة، أمّا في محركات الديزل يستغنى عن البواجي بسبب قدرة الديزيل على الاشتعال ذاتياً عند ارتفاع درجة حرارته.

الصمام: أحد القطع التابعة للأسطوانة، فكل إسطوانة تحتوي على صمامين، يقوم الأول بإدخال الوقود لها، والثاني لإخراج نواتج الاحتراق.

المكبس: وهو أحد القطع ذات الطبيعة الصلبة، وقابل للحركة للأعلى والأسفل، ويوجد داخل الإسطوانة.

غرفة الاحتراق: وهي المنطقة التي يتم فيها احتراق الوقود بسبب الضغط، أو الشرارة.

عامود التوصيل: وهو أحد القطع التي توصل المكبس بعمود نقل الحركة، وتنتج عنه الحركة الدائرية في المحرّك. عامود نقل الحركة: وهو أحد القطع التي تحرّك المكبس للأعلى ثم للأسفل.

غرفة الزيت: وهي المنطقة التي يحفظ بها زيت المحرّك، ليغمر به عامود نقل الحركة.

اجزاء محرك البنزين

هيكل الاسطوانة
يُعتبر هيكل الأسطوانة هو الجزء الأساسي في المحرك، وعادة ما يصنع من الحديد الزهر أو الألومنيوم، ويحتوي هيكل الأسطوانة على ثلاثة أجزاء:

• أسطوانة انزلاق المكبس، وهي الجزء الذي يتحرك فيه المكبس صعوداً وهبوطاً أثناء عملية الاحتراق الداخلي.
• فتحات الصمامات، هي الجزء الذي يستخدم لدخول الماء اللازم للتبريد من خارج هيكل الأسطوانة.
• مسارات التبريد، هي عبارة عن ممرات مصممة لتدفق مياه التبريد اللازمة لامتصاص الحرارة الناتجة عن عملية الاحتراق الداخلي.

رأس الاسطوانة:
رأس الأسطوانة أو ما يعرف باسم وش السلندر هو عبارة عن جزء يُثبت أعلى هيكل الأسطوانة بواسطة حشوات تمنع التسرب بين هيكل الأسطوانة ورأس الأسطوانة، وتحتوي رأس الأسطوانة على الصمامات والشمعات الخاصة بغرفة الاحتراق، وفتحات السحب اللازمة لنقل خليط الوقود والهواء إلى صمامات السحب، وصمامات العادم اللازمة لنقل العادم إلى مجمع العادم، وفتحات مرور مياه التبريد.

وعاء الزيت:
وعاء الزيت هو عبارة عن وعاء معدني خاص بتخزين الزيت الخاص بمحرك السيارة، ويتم تثبيته في أسفل المحرك، ويقوم وعاء الزيت بإرسال الزيت إلى جميع أجزاء المحرك عن طريق مضخة صممت خصيصاً لهذا الغرض، ثم تجميع الزيت الذي تم استخدامه في عملية تزييت المحرك مرة أخرى، أيضاً يقوم وعاء الزيت بعملية فلترة الزيت من الشوائب والأتربة العالقة به، كما يقوم بعملية تبريد في حالة ارتفاع درجة حرارة الزيت الموجود في الوعاء.

عمود الكرنك:
يُثبت عمود الكرنك أسفل محرك السيارة، ووظفيته هو القيام بتحويل الحركة الترددية الناتجة من حركة مكابس السيارة إلى حركة دورانية تساعد على تشغيل باقي أجزاء محرك السيارة، ويتمتع عمود الكرنك بوزن ثقيل نسبياً وذلك لمساعدته على القيام بوظيفة إضافية وهي عمل اتزان للمحرك أثناء التشغيل.

الجوانات:
الجوانات هي عبارة عن قطع مصنوعة من مواد لينة مثل الفلين أو المطاط، أو بعض المعادن اللينة مثل النحاس الأصفر أو الألومنيوم، ووظيفتها هي القيام بإحكام الإغلاق عن طريق الضغط الشديد في المناطق التي تمر بها السوائل أو الغازات داخل المحرك مثل المنطقة بين هيكل الأسطوانة ورأس الأسطوانة، والمنطقة بين عمود الكرنك ووعاء الزيت، وذلك لمنع حدوث أي تسريب داخل المحرك.

المكبس:
المكبس هو عبارة عن جزء أسطواني الشكل، مصنوع من الحديد الزهر أو الألومنيوم، ووظيفته هي القيام بالتحرك لأعلى ولأسفل لتحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن عملية احتراق الوقود إلى طاقة حركية، ويتم نقل هذه الطاقة إلى عمود الكرنك عن طريق قضيب التوصيل، ويتمتع المكبس بوزن خفيف لسهولة الحركة صعوداً وهبوطاً، والقدرة على التوصيل الحراري الجيد، وتحمل الضغط العالي.

حلقات المكبس:
تستخدم حلقات المكبس لإحكام الإغلاق بين المكبس وجدار الأسطوانات لمنع حدوث أي تسرب، مما يساعد على الحفاظ على مستوى الضغط داخل المحرك وبالتالي حدوث احتراق كامل للوقود المستخدم.

قضيب التوصيل:
قضيب التوصيل هو حلقة الوصل بين عمود الكرنك والمكبس، وتتمثل الوظيفة الرئيسية لقضيب التوصيل في القيام بنقل الحركة الترددية الصادرة من المكبس إلى عمود الكرنك لتحويلها إلى حركة دورانية تساعد باقي أجزاء المحرك على العمل.

صمامات المحرك:
توجد صمامات المحرك عند فتحات مدخل ومخرج أسطوانة المحرك، وتقوم صمامات المحرك بالتحكم في توقيت إدخال خليط الوقود والهواء إلى داخل الأسطوانة، كما تعمل صمامات المحرك على منع أي تسريب محتمل من غرفة الاحتراق الداخلي وذلك عن طريق إحكام إغلاقها.

كيف يدور محرك السيارة

يعمل محرك السيارة نتيجةً لعملية “الاحتراق الداخلي”، حيث تعتمد محركات السيارات على دورة احتراق من أربع مراحل، وهي كالآتي:

الامتصاص: في البداية تفتح صمامات الامتصاص، ويتحرك المكبس للأسفل، فتبدأ العملية عن طريق امتصاص الهواء، والغاز إلى داخل المحرك.

الضغط: يتحرك المكبس للأعلى عند بداية هذه المرحلة، فينحصر الهواء والغاز في مساحة أصغر، والمساحة الأصغر تعني أنّ الانفجار سيكون أقوى.

الاحتراق: يقوم قابس الاشتعال بإنشاء شرارة تشعل الغاز، وتفجّره، فتدفع الطاقة الناتجة عن هذا الانفجار المكبس إلى الأسفل مرةً أخرى.

الانبعاث: يفتح صمام العادم، خلال آخر جزء من الدورة، لإطلاق الغاز الناتج عن الانفجار، ثم ينتقل الغاز إلى المحوّل المٌحفّز (بالانجليزية: The Catalytic Converter)، فيتم تنظيفه، ثم يمر عبر العادم ليخرج من السيارة عبر ماسورة العادم.

أسماء محركات السيارات

محرك AMG – شركة مرسيدس: 
تضيف شركة مرسيدس محرك AMG القوي إلى بعض فئاتها الحديثة مثل مرسيدس CLA، ومرسيدس CLASS، وهو محرك 4 سلندر بسعة 2 لتر، وتبلغ قوته حوالي 375 حصاناً.

محرك AUDI 2.5-Liter:
يُعتبر من أقوى المحركات الموجودة على الساحة حالياً، وهو محرك 5 سلندر بسعة 2.5 لتر، وتبلغ قوته حوالي 400 حصانٍ، ويستخدم هذا المحرك في بعض فئات سيارات أوي مثل سيارة AUDI RS3، وسيارة AUDI TT-RS.

محرك 1GR-FE:
تصمم شركة تويوتا هذا المحرك، وهو محرك 4 سلندر بسعة 4 لتر وتصل قوته إلى 286 حصاناً، وقوة عزم دوران 377 نيوتن، وتضيف شركة تويوتا هذا المحرك إلى بعض فئاتها مثل سيارة Toyota FJ Cruiser، وسيارة Toyota Prad.

محرك Drive-E:
تصمم شركة فولفو هذا المحرك، وهو محرك 4 سلندر بسعة 2 لتر، ومزود بشاحن تيربو لزيادة قوة المحرك لتصل إلى 316 حصاناً، ويعتبر محرك DRIVE-E من المحركات الموفرة في استعمال الوقود، حيث يحتاج إلى حوالي 7 لترات من الوقود لقطع مسافة 100كم، وتضيف شركة فولفو هذا المحرك إلى بعض طرازاتها مثل سيارة S60 T5 FWD وسيارة V60 T5 FWD.

محرك K24W:
أحد محركات شركة هوندا اليابانية، وهو محرك 4 سلندر بسعة 2.4 لتر وقوة تصل إلى 200 حصانٍ، مع قوة عزم حوالي 245 نيوتن، وتستخدم شركة هوندا هذا المحرك مع موديل CR-V، وموديل .accord

محرك HR15DE:
يُعتبر هذا المحرك من المحركات التي تصممها شركة نيسان لاستخدامها في السيارات التي تنتمي لفئة السيارات الاقتصادية مثل سيارة Nissan Sunny، وهو محرك 4 سلندر بسعة 1.5 لتر وقوة تصل إلى 100 حصانٍ، مع عزم دوران يبلغ 134 نيوتن.

محرك v8 Koenigsegg:
يُعتبر من المحركات الخارقة التي تستخدم في سيارات سباقات السرعة مثل سيارة 488 Ferrari ،وسيارة7205 maclaren؛ وهو محرك 8 سلندر بسعة 5 لترات وقوة 1360 حصاناً.

محرك PY-VPS:
تقدم شركة مازدا محرك PY-VPS، وهو 4 سلندر بسعة 2.5 لتر بقوة 184 حصاناً، ويستطيع هذا المحرك القيام بعدد لفات تصل إلى حوالي 5700 دورة في الدقيقة بقوة عزم 251 نيوتن، ومن أنواع السيارات التي تستخدم هذا المحرك سيارة مازدا 3، وسيارة مازدا 6، وسيارة مازدا .CX-5

محرك 2NZ-FE:
محرك 4 سلندر بسعة 1.5 لتر وتصل قوته إلى 109 أحصنة، وتصل قوة عزم الدوران إلي 141 نيوتين، وتستخدم شركة تويوتا هذا المحرك في بعض سياراتها مثل سيارة Toyota Yaris ، وسيارة Toyota avanza.

محرك تشيرون:
يُعتبر محرك تشيرون من إنتاج شركة بوجاتي هو المحرك الأقوى على مستوى العالم، وهو محرك 16 سلندر بسعة 8 لترات، ويستطيع المحرك توليد قوة تصل إلى 1500 حصانٍ، وقوة عزم تصل إلى 1600 نيوتن، ونتيجة لهذه الإمكانات الخارقة لمحرك تشيرون، تستطيع السيارة التسارع من سرعة 0-100كم في زمن قدره 2.5 ثانية، كما يستطيع المحرك توفير القوة اللازمة للوصول لسرعة 463كم/ساعة، وقامت شركة بوجاتي بإضافة هذا المحرك إلى طراز وحيد من سياراتها، وهي سيارة بوجاتي تشيرون 2017.