دورة فى ميكانيكا السيارات

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
نقدم موضوعاً بعون من الله وتوفيقه:
ميكانيكا السيارات

يتم الإشعال بعد لحظات من وصول الكباس
إلى النقطة الميتة العليا , فيحترق الخليط المنضغط , وتتمدد الغازات بفعل
الحرارة الناتجة من الاحتراق , فتدفع الكباس إلى أسفل , بينما يظل
الصمامان مغلقين . وحينئذ يكون العمود المرفقى قد دار بمقدار لفة ونصف
اللفة .

شوط العادم :

يتحرك الكباس – بعد إنجاز عمله – إلى أعلى , اتجاه النقطة
الميتة العليا , دافعاً أمامه الغازات المحترقة لكسحها خارج الأسطوانة عن
طريق صمام العادم المفتوح .

وبمجرد وصول الكباس إلى النقطة الميتة العليا يغلق
صمام العادم , ويفتح فى الوقت نفسه صمام السحب , وفى هذه الحالة يكون
العمود المرفقى قد أتم لفتين كاملتين .

ولتحقيق أقصى إستفادة ممكنة من الوقود , وللحصول على أحسن
أداء , ينبغى عدم فتح أو غلق الصمامات , أو أو إجراء عملية الإشعال عندما
يكون الكباس فى أى من النقطتين الميتتين , العليا والسفلى . ولكفالة
الأداء الجيد للمحرك – حتى السرعات العالية – ينبغى , فى شوط السحب أن
يكون صمام السحب مفتوحاً جزئياً قبل أن يبدأ الكباس فى التحرك إلى أسفل .

ومن الضرورى إجراء ذلك لضمان ملء الأسطوانة بالكامل من
الخليط الجديد دون أن تعترض طريقه أى عوائق أو إختناقات – حتى عند أقصى
سرعة للكباس .

كما أن للوصول إلى أداء جيد للمحرك عند السرعات العالية ,
يلزم إدخال أكبر شحنة من الخليط فى الأسطوانة , ولذلك يظل صمام السحب
مفتوحاً عدة لحظات بعد وصول الكباس إلى النقطة الميتة السفلى , أى حتى عند
بداية حركة الكباس إلى أعلى , لكفالة ملء الأسطوانة بأقصى شحنة ممكنة من
خليط الوقود والهواء الذى يتجه دائماً إلى أعلى نتيجة طاقته الحركية .

ويحدث المثل فى نهاية شوط العادم , فيفتح صمام العادم
جزئياً قبل نهاية شوط القدرة , أى قبل وصول الكباس إلى النقطة الميتة
السفلى , ليسمح للغازات التى ما زالت تحت ضغط , بالتحرر بسرعة والهرب من
العادم . ونتيجة لذلك يدفع الكباس الغازات المحترقة بأدنى ضغط مضاد (الذى
يعتبر فقداً فى القدرة ) .

وللتخلص من الغازات المتبقية بعد إتمام شوط العادم يظل
صمام العادم مفتوحاُ بعد أن يترك الكباس موضع النقطة الميتة العليا , أى
فى الوقت نفسه الذى يكون فيه صمام السحب مفتوحاً .

وبذلك يتم كسح فراغ الإحتراق بأقل فقد ممكن فى خليط الوقود والهواء الجديد المعد للإحتراق .



3. مكونات المحرك

1ً . مجموعة العمود المرفقى (الكرنك)

تتكون مجموعة العمود المرفقى أساساً من :

































ويعمل العمود المرفقى على تحويل الحركة الترددية للكباسات – إلى أعلى و أسفل – إلى حركة دورانية .

وتوضع الحدافة على مؤخرة العمود المرفقى , والغرض منها
موازنة الصدمات الناتجة عن الإنعكاسات المستمرة لحركة الكباسات , متيحة
للمحرك سلامة وانتظام دورانه.

وإلى جانب ذلك فهى تعمل على التغلب على النقط الميتة
للكباسات , كما يركب عليها الطوق المسنن (ترس الفولان) المستخدم للتعشيق
مع الترس الصغير (البنيون) الخاص بمبدئ الحركة (المارش) .

وتستند النهاية الكبرى لذراع التوصيل على محور المرفق , بينما تتصل نهايته الصغرى (رأس بتمان ) ببنز الكباس .












والنهاية الكبرى لذراع التوصيل مقسمة إلى جزئين , متصلين
ببعضها البعض بمسمارين , حتى يمكن تركيبها وربطها حول نصفى سبيكة المحمل
(كرسى التحميل) الموجودين على محور المرفق .

وعند إجراء الإصلاحات ينبغى بذل عناية خاصة لضبط استقامة
أذرع التوصيل حتى تكون محاور بنوز الكباسات موازية تماماً لمحاور المرفق ,
وإلا انزلقت الكباسات بميل فى أسطوانتها مؤدية إلى التآكل الشديد
والإلتصاق بها (القفش) .

ويمكن إدراك هذا العطل بوضوح عندما يصدر المحرك أصواتاً شديدة .

وتستخدم الكباسات المصنوعة من المعادن الخفيفة على نطاق
واسع فى مجال هندسة السيارات . وتتميز هذه الكباسات بحسن أدائها فى درجات
الحرارة العليا .












ويتكون الجزء العلوى للكباس من رأس الكباس ومنطقة الحلقات
(حلقات الكباس) , بينما يتكون الجزء السفلى منه من جذع الكباس وبه الصرتان
, وتركب بالكباس فى المعتاد ثلاث حلقات , الغرض منها المحافظة على ضغط
الغازات المتولد من الاحتراق .

وبعد تركيب هذه الحلقات فى الأسطوانات ينبغى التأكد من أن
وجه كل حلقة يلامس جدار أسطوانته بأنتظام وإحكام , وينبغى الإهتمام بدقة
إزواج حلقات الكباس بمجاريها وأنها على استقامة واحدة فى الإتجاه المحورى
حتى لا يسمح بتسرب خليط الوقود والهواء مباشرة عن طريق جذع الكباس .

وعند تركيب حلقات الكباس يراعى بصفة خاصة منع حدوث أى
تغيير فى شكلها الخارجى حتى لا يؤثر ذلك على جودة تلامسها , ولذلك يوصى
باستخدام الزردية لتركيبها .

ويتم تثبيت حلقات الكباس فى مواضعها بالمسامير خشية أن تتمدد الوصلات وتنفرج عند مرورها بفتحات الأسطوانة , مسببة تلفيات كبيرة . وعند تركيب حلقات الكباس ينبغى تفادى صدمها , أو الطرق عليها أو إفرادها بشدة .

ويستخدم كذلك (فى المحركات الرباعية الأشواط ) حلقات
لتنظيم (كسح) الزيت . وهى تشبه حلقات الكباس , غير أنها أتخن منها قليلاً
, علاوة على وجود مجارى حلقية ذوات ثقوب أو مثقبات (فتحات) تتوسط أسطحها
الحلقية المنزلقة .

وتؤدى إلى فتحات تصريف الزيت الموجودة بجذع الكباس .
ونتيجة لذلك يعود الزيت الزائد من جدران الأسطوانة إلى الكباس من الداخل
دون الإخلال بطبقة الزيت الرقيقة اللازمة للتزييت .

والغرض من بنز الكباس نقل الحركة من الكباس إلى ذراع
التوصيل (البيل) . ويتم توصيل الكباس بذراع التوصيل إما بتثبيت البنز
بالنهاية الصغرى لذراع التوصيل (رأس بتمان ) ودورانه داخل الصرتين . أو
بتثبيته بالصرتين ودوران النهاية الصغرى حوله .


2ً. الأسطوانات ورأس الأسطوانات ( وش السلندر )

تصنع الأسطوانات ورأس الأسطوانات (وش السلندر) إما من
الحديد الزهر الرمادى أو من مسبوكات المعادن الخفيفة . وعادة ما يوجد حيز
الإنضغاط برأس الأسطوانة لتسهيل التشغيل المكنى للأسطح الفعالة من
الأسطوانة .

ولما كان الأسطح الفعالة من الأسطوانات معرضة للتآكل فى
أثناء العمل نتيجة لضغط الكباسات الجانبى , لذلك ينبغى إعادة خراطة كتلة
الأسطوانات من الداخل عند إجراء الإصلاح العام (العمرة العمومية) – أى أنه
يتم توسعها حسب درجة التآكل الحادث .

ويمكن عموماً إعادة خرط الأسطوانة وثقلها ثلاث مرات من الداخل فقط ، نظراً لتناقص تخانة جدار الأسطوانة بعد كل مرة . ولتفادى استبدال كتلة الأسطوانة بعد هذه المرات الثلاث تكبس بالأسطوانة بطائن (شميزات) تعمل بمثابة الأسطوانات الأصلية تماماً .

وقد أخذت التصميمات الحديثة بتركيب بطائن الأسطوانات من
البداية , وقد تكون هذه البطائن جافة يحيط بها غلاف (قميص) من الحديد
الزهر الرمادى أو المعدن الخفيف ويلامسها بطول محيطها الكلى , أو قد تكون
مبتلة محكم رباطها من أعلى ومن أسفل فى حين تحيط مياه التبريد بمنطقتها
الوسطى مباشرة .





























ويتطلب عند جمع المحرك مراعاة النظافة التامة , فقد تعمل
الجذاذات المعدنية (الرايش ) أو الأتربة على سرعة إتلاف جدار الأسطوانة أو
الكباس .

وينبغى العناية كذلك بجودة تركيب الحشيات (الجوانات) , فقد
تؤدى الحشيات البارزة فى حيز الاحتراق إلى تكوين رواسب الزيت الكربونية ,
وبالتالى زيادة الاحتكاك وتآكل الأسطوانة قبل الأوان .

ويؤدى التشغيل السليم لمحرك السيارة إلى التقليل من تآكل
الأسطوانات إلى أقل حد ممكن ، وللتوصيل إلى ذلك ينبغى الإلمام بكيفية
التشغيل والضبط الصحيح للمغذى (الكاربوراتير ) عموماً , علاوة على العناية
الخاصة باستخدام أنسب أنواع الزيوت والوقود .

وفى أثناء فترة تليين المحرك ينبغى عدم تحميله إجهادات
ذائدة . وبالإضافة إلى ذلك , فإن التبريد له تأثير كبير على تآكل المحرك .
وحتى يمكن تفادى السخونة الزائدة للمحرك فإنه ينبغى العناية
بالمشع(الراديتير) وعدم السماح بتكوين رواسب به .

وعند ترك السيارة فى الجراج فترات طويلة ينبغى ملء حيزات الاحتراق بالزيت حتى لا تصدأ الأسطوانات .












وتوضع حشية (جوان) , مصنوعة من الأسبستوس مع النحاس أو
الأسبستوس مع الحديد (الصفيح) , بين سطح كتلة الأسطوانات المجلخ بدقة وبين
رأس الأسطوانات (وش السلندر) لإحكام ربطهما معاً , ومنع التسرب من أى فتحة
من الفتحات – مثل فتحات مياه التبريد وفتحات مسامير الرباط – وعزل حيزات
الإنضغاط عن بعضها البعض .

وبعد استبدال حشية (جوان) جديدة بأخرى تالفة , وبعد تركيب
رأس الأسطوانة (وش السلندر) فى موضعه بعناية , ينبغى إحكام رباط المسامير
مرتين أو ثلاث مرات كلما قطعت السيارة مسافة 200 كم لتفادى تسرب مياه
التبريد من الحشية من أضيق أجزائها .

ويؤدى الاستمرار فى استخدام الحشية التالفة إلى دخول
الغازات المحترقة فى الأسطوانات المجاورة , وبدلاً من دخول خليط الوقود
والهواء فقط – المتكون فى المغذى (الكاربوراتير ) – إلى إحدى الأسطوانات
فى أثناء شوط السحب , مؤدية إلى النسبة المضبوطة للخلط , وبالتالى التأثير
إلى حد بعيد على عمل المحرك وعمر استخدامه . وعلاوة على ذلك يعجز الإنضغاط
حينئذ عن الوصول إلى القيم المحددة له .

ويصبح الموقف أشد سوءاً عندما تتلف الحشية وتسمح بالتسرب
إلى دورة التبريد , حيث تتمكن مياه التبريد من الدخول إلى فراغات
الأسطوانات فتتسبب فى حدوث تلفيات خطيرة أو إتلاف كل المحرك .

وبالإضافة إلى ذلك فقد ينخفض ضغط خليط الوقود والهواء بسبب
وجود المواضع التالفة بالحشية فى أثناء شوط الإنضغاط . ويمكن اكتشاف هذا
العطل بظهور فقاعات فى الماء الموجود بالمشع (الراديتير) المملوء إلى
نهايته عندما يكون المحرك دائراً بسرعة منخفضة .

ويجب على أية حال عدم الخلط بين ظهور الفقاعات فى مياه التبريد فى هذه الحالة وبين ظهورها فى حالة التبريد الجوى .

وعند تركيب الحشية الجديدة ينبغى مراعاة عم بروز أى جزء
منها أو إنضغاطه داخل حيزات الإحتراق أو مسارات مياه التبريد نتيجة لإحكام
الرباط , فقد يؤدى بروز أى جزء من الحشية إلى تكون رواسب زيت كربونية
تتسبب فى حدوث الإشعال المتقدم , وبالتالى ظهور الفرقعة (التصفيق)
المعروفة بالمحرك .

أما الأجزاء التى تبرز من الحشية فى مسارات التبريد فتعمل على تضييق الممرات وخنقها , وقد تؤثر تأثيراً بالغاً على تبريد المحرك .

وجدير بالملاحظة أن جميع تصميمات الحشيات ليست متماثلة
وترتب فتحات التزييت الجبرى على جانب واحد فقط , وخاصة فى المحركات ذوات
الصمامات العلوية (الرأسية) . وحتى لا تعترض الحشيات سبيل هذه الفتحات
فتعوق سريان الزيت , ينبغى فحص كل حشية بعناية قبل تركيبها .


3ً. مجموعة التحكم فى المحرك

تشمل مجموعة التحكم فى المحرك جميع الأجزاء التى تتحكم فى دورة الأشواط , من توقيت لحركة الصمامات و كيفية التحكم فى الفتحات .

وتتكون مجموعة توقيت حركة الصمامات بالمحرك الرباعى
الأشواط ذى الصمامات الرأسية (فى حالة وجود الصمامات برأس المحرك) من عمود
الكامات , والروافع (التاكيهات) , والصمامات بياياتها وأقراص اليايات
(الأطباق ) ومخاريط الصمامات , وأذرع دفع الصمامات , والأذرع المترجحة
بمحاملها .

أما إذا كان عمود الكامات فوق الصمامات فلا داعى لوجود الروافع أو أذرع دفع الصمامات شكل .



























[right]
وأهم جزء فى مجموعة توقيت الحركة هو الصمام . وهو عبارة عن
جسم قرصى له وجه حلقى (2) , فى نهاية القرص (1) , وله ساق (3) . ويتخذ وجه
القرص شكلاً مخروطياً (زاوية 45 5) , وتجرى له عملية تجليخ وتحضين (روديه)
مع سطح مقعده (4) لمنع التسرب عن طريقه .

ولتسهيل عملية التجليخ والتحضين يفتح شق نافذ بطول رأس
الصمام فى حالة الصمام الكروى الشكل , أو تفتح فى جزء منه مثقبية (مشقبية)
بطريق التفريز فى حالة الصمام المسطح الشكل .

ويتكون السطح الإنتقالى – الواصل بين قرص الصمام وبين ساقه
– من منحنى إتصال , للحصول على مقطع انتقال متدرج , وتفادى إنكسار الصمام .

ويتم فتح الصمام برفع ساقه عن طريق الرافعة وذراع الدفع
والذراع المترجحة التى تتحرك بواسطة الكامات الموجودة بعمود الكامات , أما
القفل فيتم عن طريق ياى الصمام (5) .

ويتوقف معدل ملء الأسطوانات , وبالتالى أداء المحرك , على
تصميم آليات الصمام , وكيفية عملها , وللحصول على معدل ملء مناسب يجب
تصميم الصمامات بأقراص ومسافات تحرك كبيرة على قدر الإمكان .

ويحد من مسافة تحريك الصمام ( كل من عمود الكامات ,
والإشتراطات الخاصة بالحصول على تشغيل هادئ , والقوى الديناميكية التى
تتولد عند تشغيل الصمامات .

ويتطلب معدل الملء فى المحركات ذوات السرعات العالية
مراعاة عدم تعريض خليط الوقود والهواء المسحوب إلا لأقل إختناق ممكن عند
مروره من مقطع الصمام المفتوح .

وتصمم أبعاد يايات الصمامات المستخدمة فى القفل بحيث تتبع
الصمامات حركة الكامات بدون تمايل (إرتعاش) , ولو عند السرعات العالية .
وبالرغم من تعرض صمامات العادم لدرجات حرارة مرتفعة إلا أنها ينبغى أن
تتميز بقدراتها على إحكام الجلوس فى مقاعدها . وينتج عن ذلك تمدد سيقان
الصمامات حرارياً . ولذلك يجب ترك خلوص بكل آليات تشغيل مجموعة توقيت
الحركة لضمان إحكام الصمامات ومنع التسرب عن طريقها , ويصل هذا الخلوص فى
المتوسط إلى 0.3 مم لصمامات السحب وصمامات العادم وهى ساخنة . ولضبط
الخلوص تزود الروافع أو الأذرع المترجحة ضبط او مسامير مركزية .

وإذا كان خلوص صمام السحب زائد على الحد , فلن يكون معدل
ملء الأسطوانات بخليط الوقود والهواء كافياً . كما أن الخلوص الزائد فى
صمام العادم يؤدى إلى اعتراض سبيل الغازات الساخنة العادمة وإعاقة طردها
بالدرجة الكافية .

ويوضع مدخل السحب بالمضخة دائماً فى أسفل موضع بحوض الزيت
, وهذا الموضع يكفل لمضخة الزيت دائماً سحب الكمية الكافية من زيت التزييت
سواء كانت السيارة فى طريق صاعد أم كان مستوى الزيت منخفضاً . وتستمد مضخة
الزيت حركتها من العمود المرفقى .