يقصد بالأشواط الأربعة بدورة توليد الطاقة في المحرك، حيث تمر الأسطوانات داخل المحرك بأربع أشواط رئيسية في جميع أنواع السيارات البنزين أو الديزل، حيث يتحرك من خلالها المكبس الداخلي لأعلى وأسفل بحركة منتظمة، وفي الحقيقة يرتبط بكفاء هذه الأشواط بعض الأمور المتعلقة بتوفير الوقود وتقليل الانبعاثات بشكل عام من المركبات، لذلك لا بد لنا أن نتعرف على الأشواط الأربعة وآلية عملها.[١]
أشواط المحرك الأربعة
تحتوي المحركات على عدد من الأسطوانات، ويمر كل منها بأربع أشواط رئيسية أثناء توليد الطاقة المسؤولة عن عمل المحرك والمركبات، ويمكن إجمال أهم تفاصيل الأشواط على النحو الآتي:[٢]
شوط السحب
تتم هذه العملية عندما يتحرك المكبس من أعلى نقطة في الأسطوانة إلى أسفل نقطة، وخلال هذه العملية يتم إدخال كميات الوقود والهواء المناسبة إلى غرفة الاحتراق عبر الصمامات المسؤولة عن كل منها حيث يكون مفتوحًا في هذا الشوط لإدخال الكميات اللازمة، ونتيجة هبوط المكبس إلى الأسفل يحدث فرق الضغط وتمتلئ المنطقة العلوية بين المكبس وأعلى نقطة بالأسطوانة بالخليط وتستمر العملية لغاية الحصول على الكمية اللازمة من الوقود والأكسجين.[٢]
شوط الضغط
بعد الوصول إلى أخفض نقطة في شوط السحب يتم إغلاق الصمامات ويبدأ المكبس بالضغط على الخليط من الأسفل إلى الأعلى باتجاه قمة الأسطوانة وبالتالي يخلق ذلك ضغطًا وحرارة عاليتين، يساعد ذلك في إتمام عملية الاحتراق بشكل أفضل، وفي الحقيقة كلما زادت نسبة الضغط تزداد نسبة الطاقة المستفاد منها في عملية الاحتراق وبالتالي يقلل ذلك من صرف الوقود ويحسن من عمل المحرك، وفي اللحظة التي يصبح فيها الضغط مناسبًا يتم إشعال الخليط عبر الشرارة القادمة من شمعات الاحتراق (البواجي)، ليحدث الاحتراق أعلى المكبس داخل الأسطوانة.[٢]
شوط القدرة
بعد حصول الاحتراق يتم دفع المكبس إلى أدنى نقطة بعيدًا عن رأس الأسطوانة من خلال الغازات الساخنة المتمددة لحظة الانفجار، ويتم نقل القوة بعد ذلك من خلال قضيب التوصيل إلى الكرانك شافت أو العمود المرفقي ليعمل بعزم الدوران المناسب وحسب كمية الطاقة التي تم إنتاجها من الاحتراق، وفي الحقيقة ترتبط كمية الطاقة المنتجة في شوط القدرة بحجم المكبس وقوة الدفع أثناء لحظة الاشتعال وتمدد الغاز.[٢]
شوط العادم
في هذه المرحلة يتم تصريف الغازات الناتجة عن الاحتراق إلى الغلاف الجوي، حيث يكون صمام العادم مفتوحًا وصمام السحب مغلق، ويفتح بشكل لحظي عند وصول المكبس لأدنى نقطة حيث ترتفع الغازات لأعلى نقطة في الأسطوانة نتيجة ارتفاع المكبس والقرص الدوار إلى الأعلى وبالتالي يتم تصريفها عبر صمام العادم، وهو آخر شوط من أشواط المحرك ويكون المكبس في أعلى نقطة داخل الأسطوانة، لتبدأ العملية بعدها من جديد من خلال أول شوط.[٢]
تنظيم أشواط المحرك الأربعة
تحدث الأشواط الأربعة في عمل المحركات بتنظيم غاية بالدقة وبتوقيت زمني محدد، وفي الحقيقة يحدث ذلك بشكل سريع جدًا ويمكن توضيح ذلك من خلال مثال، في معظم المحركات التي نستخدمها تحتوي على أربع أسطوانات ولنفرض أن الترتيب الموثق على المحرك 1-3-4-2، هنا ستعمل الأسطوانة الأولى وتولد الطاقة نتيجة الاحتراق ومرورها بالأشواط الأربعة، ثم الثالثة فالرابعة وأخيرًا تعمل الأسطوانة الثانية، وكلما دار الكرانك شافت أو العمود المرفقي بزاوية 720 يدور معه عمود الكامة بزاوية 360 درجة.
والخلاصة أنه عندما يدور عمود الكرانك شافت مرتين تدور الكامة مرة واحدة، وهذا يتعلق بمحرك الأربع أسطوانات ويختلف الأمر في 6 أو 8 أسطوانات، وفي ما يتعلق بترتيب الأشواط فيعمل شوط السحب ثم الضغط ويأتي بعدها شوط القدرة وفي النهاية شوط العادم ويحدث كل ذلك في وقت لحظي قصير ومتتابع، ويتم تكرار هذه العملية باستمرار طالما أن المحرك يعمل. [٣]
المراجع
- ↑ "how-4-stroke-engines-work", uti, Retrieved 16/3/2021. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج Stroke Cycle Engines.htm "Four Stroke Cycle Engines", washington, Retrieved 16/3/2021. Edited.
- ↑ 4-cylinder engines have,drives (pulleys) are installed "FIRING ORDERS OF 4 STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES", autoshackghana, Retrieved 16/3/2021. Edited.
