السيارات
تُعتبر السيارات أحد الاختراعات العظيمة التي غيرت مجرى العالم، ولكنّ هذا الاختراع لم يكن ليحدث دون اختراع محركات الاحتراق الداخلي في بداية الأمر، وهي المحرّكات المستخدمة في السيارات حالياً بالإضافة إلى معظم التطبيقات الموجودة حالياً من حولنا سواءً بشكلٍ مباشرٍ أو غير مباشر؛ فاختراع محرّكات الاحتراق الداخلي كان أحد النّقاط الفاصلة في تاريخ البشرية والتي غيّرت مجراه بشكلٍ كامل.
أجزاء محرك السيارة
يتكوّن محرك السيارة من عددٍ من الأجزاء التي تعمل مع بعضها البعض من أجل إنتاج الطاقة اللازمة لتحريك السيارة وتحويلها إلى الشكل المناسب، فالأجزاء الرئيسيّة لمحرك السيارة هي الأسطوانة والتي تحدث في داخلها عملية الاحتراق والمكبس الذي يتحرك بشكلٍ ترددي داخل الأسطوانة، وتكون حوله حلقات المكبس التي تمنع زيت من الدخول إلى داخل غرفة الاحتراق وتمنع الهواء والوقود من الخروج إلى خارجها، والصمّامات الموجودة في أعلى الأسطوانة؛ حيث يكون في كلّ أسطوانةٍ صمامان على الأقل، أحدهما للعادم والآخر للسحب.
يكون المكبس متصلاً بعمود التوصيل والذي يربطه مع عمود المرفق، فيحوّل الحركة من حركة تردديةٍ في المكبس إلى حركةٍ دائريةٍ في عمود المرفق، ويقوم بتحريك المكبس في الأشواط الثلاث الأخرى غير شوط الانفجار؛ إذ تتّصل جميع المكابس عن طريق أعمدة التوصيل بعمود المرفق وتتناوب في الأشواط فيما بينها، وأمّا فتح وإغلاق الصمامات فيحدث إمّا بشكلٍ إلكتروني في بعض السيارات أو عن طريق عمود الحدبات والذي يحصل على حركته من عمود المرفق وبشكلٍ متزامنٍ معه.
أشواط محرك السيارة
توجد العديد من أنواع محرّكات الاحتراق الداخلي، إلّا أنّ المحرك المستخدم في السيارات عادةً يكون محرّك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط، وهذه الأشواط الأربعة هي شوط السحب والضغط والاشتعال والطرد، ويكون المكبس خلال هذه الأشواط يتحرك بشكلٍ تردديٍّ ما بين أعلى الأسطوانة وأسفلها؛ حيث يكون حجم غرفة الاحتراق أقلّ ما يمكن حين يكون المكبس في النقطة الميتة العليا، ويكون حجم غرفة الاحتراق أكبر ما يُمكن حين يكون المكبس في النقطة الميتة السفلى.
ويبدأ عمل المحرك بشوط السحب فيكون المكبس في النقطة الميتة العليا، ويتحرّك إلى الأسفل مع فتح صمامات السحب، فيدخل الهواء إلى غرفة الاحتراق أو خليط الهواء والوقود حسب النظام المستخدم في السيارة، فيدخل الهواء من صمام السحب في المحركات التي تستخدم نظام الحقن المباشر ويتمّ بعدها حقن الوقود المضغوط إلى داخل غرفة الاحتراق ، وعندما يصل المكبس إلى الأسفل تغلق صمامات السحب، فيبدأ بعدها شوط الضغط بتحرّك المكبس إلى الأعلى مع إغلاق جميع الصمامات في الغرفة إغلاقاً كاملاً ضاغطاً بذلك خليط الهواء والوقود أو الهواء لوحده.
وعندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة العليا يبدأ بذلك شوط الانفجار أو الإشعال؛ وهو الشوط الذي تحصل من خلاله السيارة على الطاقة، فتقوم شعلة الاحتراق في محركات البنزين بإطلاق شرارة بجهدٍ عالٍ جدّاً، فتؤدي هذه الشرارة إلى إحداث اشتعالٍ في خليط الهواء والبنزين، فيتحرّك المكبس بسبب الانفجار إلى الأسفل، وهنا تكون غرفة الاحتراق مليئةً بغازات العادم، فيفتح صمام العادم ويتحرّك المكبس إلى الأعلى طارداً غازات العادم إلى خارج غرفة الاحتراق، ليبدأ بعدها شوط السحب من جديد.
أمّا الفارق بين محركات البنزين ومحركات الديزل فيكمن في الغالب في طريقة الاشتعال؛ إذ إنّ الاشتعال يحدث في محركات البنزين كما وضّحناه في الأعلى، أمّا محركات الديزل فلا تحتاج إلى شعلة احتراق؛ إذ إنّه عند ضغط خليط الديزل والهواء في شوط الانضغاط يحدث الاشتعال تلقائياً دون الحاجة إلى الشرارة.
