كيف يعمل محرك السيارة البنزين

كيف يعمل محرك السيارة الذي يعمل بالبنزين؟ وسوف نتعرف معًا من خلال السطور التالية على كيفية عمل محرك السيارة الذي يعمل بالبنزين.

محرك البنزين

محرك أوتو أو محرك البنزين هو مصطلح يستخدم للإشارة إلى محرك الاحتراق الداخلي الذي يتم فيه إشعال خليط الوقود والهواء بواسطة شرارة. ويختلف هذا المحرك عن محرك الديزل الذي تتم فيه عملية الإشعال نتيجة الضغط. يمكن أن يكون المحرك ثنائي الأشواط أو رباعي الأشواط.

أجزاء محرك السيارة

يعتمد تصنيع محرك السيارة على مجموعة من الأسطوانات، يتراوح عددها من اثنتين إلى اثنتي عشرة أسطوانة، وعادة ما تكون أربع أو ست أو ثماني أسطوانات، يتم فيها حرق الوقود. هذه الأسطوانات مصنوعة من معدن متين للغاية وأحد طرفيها مغلق بإحكام. إنها تفتح وتغلق مثل مضخة الدراجة الهوائية التي تستخدم مكابس ضيقة تنزلق لأعلى ولأسفل، ويوجد صمامان أو بوابتان في أعلى كل أسطوانة؛ أحدهما عبارة عن مدخل يسمح بسحب الهواء والوقود إليه من المكربن ​​(بالإنجليزية: Carburetor)، وهو ما يسمى بصمام السحب، والآخر عبارة عن مخرج يسمح لغازات العادم الناتجة عن عملية الاحتراق بالخروج الخروج، لأنها تفتح وتغلق بسرعة.
كما توجد شمعة الإشعال، أو تسمى شمعة الإشعال، في الجزء العلوي من كل أسطوانة يتم التحكم فيها كهربائياً لتوليد شرارة تشعل الوقود. ويتصل المكبس الموجود في الجزء السفلي المقابل بمحور دوران مستمر يسمى العمود المرفقي، وهو ما يساعد على تشغيل المحرك. علبة التروس التي تحرك العجلات.

كيف يعمل محرك السيارة

يعتمد مبدأ عمل المحرك على احتراق الوقود لإنتاج الطاقة الدافعة للسيارة، وذلك من خلال الخطوات التالية:
يُفتح صمام السحب، مما يؤدي إلى تحريك المكبس إلى الأسفل لتحريك الهواء والبنزين إلى غرفة الاحتراق في المحرك. وهذا ما يسمى السكتة الدماغية المدخول.
يتحرك المكبس للأعلى لضغط خليط الهواء والبنزين.
عندما يصل المكبس إلى أعلى نقطة ميتة، تولد شمعة الإشعال أو شمعة الإشعال شرارة لإشعال الوقود، مما يتسبب في انفجار يدفع المكبس إلى الأسفل.
عندما يصل المكبس إلى المركز الميت السفلي، ينفتح صمام المخرج، مما يسمح للعادم الناتج عن احتراق الخليط بالهروب، وطرده للخارج.

الفرق بين محرك البنزين ومحرك الديزل

تعد محركات البنزين أكثر شيوعاً من محركات الديزل، حيث يصل الوقود إلى كل أسطوانة من أسطوانات المحرك عن طريق حاقن الوقود، الذي يقوم برشه عند صمام السحب. يتم خلط هذه الكمية مع الهواء الداخل عبر مرشح الهواء، ومن ثم يدخل الخليط إلى الاسطوانة.
في محركات الديزل يتم حقن الوقود مباشرة داخل الاسطوانة ليختلط مع الهواء الموجود فيها، ولأن عملية الحقن تتم مباشرة داخل منطقة الاحتراق فإن هذه المحركات أقوى من محركات البنزين.

محرك السيارة

يعتمد مبدأ تشغيل محركات الوقود على عملية الاحتراق الداخلي، حيث يتم خلالها حرق خليط الهواء والوقود لإنتاج طاقة تتحول إلى طاقة حركية، مما يؤدي إلى تشغيل المحرك، وحركة السيارة وفقاً لذلك. يمكن تقسيم خطوات تشغيل المحرك إلى أربع خطوات كما يلي:
يبدأ تشغيل المحرك عندما يتحرك المكبس من أعلى نقطة له إلى الأسفل، مما يؤدي إلى فتح الصمام ودخول خليط الهواء والوقود، حيث أن أي كمية قليلة من الوقود قد تكون كافية لإحداث الاحتراق.
ويرتفع المكبس إلى أعلى، فيضغط الهواء والوقود، وبالتالي تزيد كفاءة الاحتراق نتيجة رفع درجة حرارة الخليط.
تليها مرحلة الاحتراق، والتي يصل فيها المكبس إلى أعلى نقطة ارتفاع له، مما يؤدي إلى توليد شرارة كهربائية تتسبب في احتراق خليط الهواء والوقود، مما يؤدي إلى ارتفاع شديد في درجة الحرارة والضغط، وبالتالي إنتاج طاقة عالية تؤدي إلى دفع المكبس إلى الأسفل.
وفي المرحلة النهائية يصل المكبس إلى أدنى نقطة له في الأسفل، وينفتح صمام العادم ويسمح لمنتجات الاحتراق بالخروج من السيارة، مما يؤدي إلى رفع المكبس وبدء دورة جديدة من السحب والضغط والاحتراق .

مكونات محرك السيارة

يتكون محرك السيارة من الأجزاء التالية والتي تعمل بشكل متكامل لضمان عمل المحرك:
شمعة الإشعال: تطلق شمعة الإشعال شرارة تؤدي إلى احتراق خليط الهواء والوقود. ويتطلب ذلك إشعال النار في الوقت المناسب لضمان نجاح عملية الاحتراق.
الصمامات: مهمة الصمامات هي أن تفتح وتغلق بشكل مناسب وفي الوقت المناسب للسماح بدخول الهواء والوقود وخروج العادم.
المكبس: عمل المكبس هو التحرك للأعلى والأسفل داخل الاسطوانة.
حلقات المكبس: تمنع حلقات المكبس تسرب الهواء والوقود والعادم إلى حوض التجميع أثناء عملية الاحتراق. كما أنها تساهم في حفظ الوقود من الاحتراق والضياع، حيث تمنع تسربه من حوض التجميع إلى حيز الاحتراق. ويرجع ذلك إلى هيكلها الذي يشكل نوعًا من السدادة المنزلقة بين الحافة الخارجية للمكبس والحافة الداخلية للأسطوانة.
قضبان التوصيل: تربط هذه القضبان بين العمود المرفقي والمكبس، وتتحرك بزوايا معينة مع حركة المكبس ودوران العمود المرفقي.
العمود المرفقي: عمل هذا العمود هو تحويل حركة المكبس من الأعلى والأسفل إلى الحركة الدورانية.
حوض التجميع: يحيط حوض التجميع بالعمود المرفقي، ويحتوي على كمية من الزيت تتجمع في قاعه.

محرك هجين

تعتمد بعض المركبات في عملها على مزيج من محركات الوقود والمحركات الكهربائية، وتسمى بالهجينة، حيث يعمل هذان المحركان بشكل متكامل، فيقوم المحرك الكهربائي بعمله من خلال الطاقة التي يستمدها من بطاريات السيارة، وهي يتم شحنها من خلال الاحتراق الداخلي في محرك الوقود. يتم تكرار عملية الكبح، مما يجعل من الممكن استخدام محرك أصغر حجمًا وكفاءة أكبر.