تعرف على آلية عمل محرك السيارة البنزين

آلية عمل محرك السيارة البنزين

يعتبر المحرك مصدر الطاقة الرئيسي في السيارة والسبب الكامن وراء تحركها، وعلى الرغم من تنوع السيارات التي تعمل بالبنزين واختلافها؛ فإن جميعها تمتلك محركات تعمل بنفس المبدأ، أي مُحرّكات تنتمي لعائلة محركات الاحتراق الداخلي، التي يرتكز عملها على تحويل الطاقة الكيميائية الناتجة عن احتراق البنزين إلى طاقة عزم دوران (طاقة ميكانيكية) يتم نقلها عبر بعض الأجزاء إلى العجلات مما يتسبب بتحرك المركبة، إذ يعتمد محرك السيارة على المكابس (البستم) لإنتاج الحركة، بحيث تتحرك البساتم بحركة ترددية لأعلى ولأسفل بداخل الأسطوانات (السلندر)، ناقلةًً بذلك تلك الحركة إلى العامود المرفقي (عامود الكرنك)، أما السبب الرئيسي في تحرك تلك البساتم من البداية فيعود لانفجار البنزين داخل الأسطوانات مما يولد ضغطاً كبيراً يُنتج الحركة الترددية.

أجزاء محرك سيارة البنزين ووظيفتها

يتألف محرك السيارة الذي يعمل بالبنزين من عدد من الأجزاء التي تعمل جنباً إلى جنب لأداء مهمّتها، وفيما يلي ذكر لأبرز أجزاء المحرك الرئيسية:^[١]

• الأسطوانات: هي أسطوانات مصنوعة من معدن قوي جداً، وتمثل غرفة الاحتراق الرئيسيّة بالمحرك، وعادةً ما تكون أعدادها زوجيّة بدءاً من أسطوانتين حتى 16 أسطوانة، وعلى الأغلب تكون أربعة، أو ستة، أو ثمانية.
• المكابس: تقع المكابس التي تتّصف بكونها ضيّقة داخل الأسطوانات وتتحرك بشكلٍ ترددي ما بين أعلى الأسطوانات وأسفلها.
• الصمامات: تنقسم هذه الصمّامات إلى قسمين؛ هُما صمام الدخول وصمام الخروج، بحيث تعمل كبوابات لإدخال خليط الهواء والبنزين إلى غرفة الاحتراق ومن ثم إخراج ناتج الاحتراق إلى خارج المحرك عبر العادم.
• شمعات الاحتراق (البواجي): تتلخّص وظيفة شمعات الاحتراق بإنتاج الشرارة اللازمة لاحتراق خليط الهواء والبنزين داخل المحرك، ويتم التحكّم بالشمعات كهربائيّاً.
• العمود المرفقي (عمود الكرنك): هو الجزء الذي يقوم بتحويل حركة المكابس العمودية إلى حركة دورانية، ثم ينقلها إلى ناقل الحركة (الجير).

شرح أشواط محرك البنزين الأربعة

يطلق مُصطلح أشواط محرك البنزين على مراحل توليد الطاقة داخل المحرك أو على دورة الاحتراق والتي تعتمد على حركة المكابس في داخل الأسطوانات إضافةً إلى فتح وإغلاق الصمامات؛ وهي أربعة أشواط مُتسلسلة كما يلي:^[١][٢]

شوط السحب

وهو أول أشواط دورة الاحتراق، حيث يتم تحرك المكبس من أعلى إلى أسفل ليسحب خليط الهواء والبنزين إلى داخل الأسطوانة وذلك تزامناً مع فتح صمام الدخول وإغلاق صمام الخروج.

شوط الضغط

يبدأ شوط الضغط بمُجرّد إغلاق صمام المدخل، حيث يتحرك المكبس في هذا الشوط من الأسفل إلى الأعلى ليطبق قوة ضغط على خليط الهواء والبنزين، كما ويتم في هذا الشوط إغلاق الصمامين صمام الدخول وصمام الخروج معاً.

شوط الانفجار

يُعرف شوط الانفجار بأنّه شوط توليد القوة في المحرك، إذ تتم فيه خطوة إشعال الخليط بواسطة شمعة الاحتراق بمجرّد وصول المكبس إلى قمّة الأسطوانة، مسبباً انفجاراً يعمل على دفع المكبس من أعلى إلى أسفل، وبالتالي نقل تلك الطاقة إلى العمود المرفقي.

شوط العادم

شوط العادم هو آخر أشواط دورة الاحتراق في محرك البنزين، إذ يتم فتح صمام الخروج تزامناً مع وصول المكبس إلى أسفل الأسطوانة، ثم يليه ارتفاع المكبس إلى أعلى مرة أخرى، وذلك للسماح للغازات الناتجة عن احتراق الخليط بالخروج من المحرك إلى الهواء الطلق، وبذلك تنتهي دورة الاحتراق لتبدأ دورة أخرى من جديد.

آلية عمل عامود الكرنك في محرك البنزين

تتكون دورة الاحتراق من أربعة أشواط كما ذكر سابقاً، إذ يتم إنتاج الطاقة في دورة الانفجار والتي تتسبب في دفع المكبس من أعلى الأسطوانة إلى أسفلها ناقلاً بذلك الحركة الترددية إلى عامود الكرنك مما يتسبب في دورانه، وبشكلٍ أبسط يتم تحويل الحركة الخطيّة لحركة دورانيّة، إضافة إلى تحريك المكابس في الأسطوانات ذات الأشواط الأخرى.^[٣]

يتكون عامود الكرنك من قضيب يحتوي على تموجات مُتوازية على شكل مربع ناقص ضلع، بحيث يرتبط كل مكبس بأحد تلك التموجات بطريقة تجعل الحركة التردديّة للمكبس تعمل على تدوير عامود الكرنك وكأنها تدور حوله، وبالتالي تقدم المكابس الطاقة لبعضها البعض لإكمال دورة الاحتراق الواحدة، إضافة إلى دورها في تقديم قوة الدفع للسيارة، مما يقود لتوقّف السيارة في حال تعطّل أي منها نظراً لعملها بشكلٍ تسلسليّ، والجدير ذكره أنه في المحرك رباعي الأشواط يكون كل واحد من المكابس بمرحلة مختلفة عن الآخر من الأشواط الأربعة مما يساهم ذلك بجعل المُحرّك يعمل بسلاسة.^[٣]