يسير تطور محركات السيارات بالتوازي مع تطور طرازات السيارات وتصميماتها. ببساطة ، لديها قدر كبير من التاريخ أيضًا. محركات السيارات الحديثة معقدة ومصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتنا المختلفة.

قلة من الناس يفضلون المزيد من القوة ، بينما يركز الآخرون على كفاءة الوقود فقط. لتلبية حاجة كل عميل ، ابتكر مصنعو السيارات عدة أنواع مختلفة من محركات السيارات خلال العقود القليلة الماضية. سنشرح اليوم كل نوع من أنواع محركات السيارات لزيادة معرفتك بالمحركات.

محرك الاحتراق الداخلي

محرك الاحتراق الداخلي (ICE) هو نوع من المحركات الحرارية حيث يتم احتراق الوقود داخل الحجرة. عندما يحترق الوقود داخل المحرك ، يؤدي ذلك إلى زيادة درجة الحرارة والضغط. ثم يتم تطبيق هذا الضغط المرتفع الناتج عن الاحتراق مباشرة على المكابس الكهربائية أو الدوارات أو الفوهة.

إنها القوة التي تحرك سيارتك لمسافة ، وتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية مفيدة. تستخدم هذه المحركات بشكل عام في صناعات السيارات لتشغيل السيارات. يمكن تصنيف محرك الاحتراق الداخلي على أسس عديدة ، على سبيل المثال ، نوع الإشعال ، وعدد الأشواط ، والتصميم ، وما إلى ذلك.

يمكن أيضًا تمييز المحرك الحراري كمحرك احتراق خارجي ، حيث يتم احتراق الوقود في مصدر خارجي. هنا ، لن نقوم بتطوير محرك الاحتراق الخارجي لأنه لا يستخدم في السيارات. فلنبدأ.

17. محرك ثنائي الأشواط

في محرك ثنائي الشوط ، يكمل المكبس دورة طاقة بضربتين – أحدهما لأعلى ولأسفل داخل الأسطوانة لإكمال دورة واحدة في العمود المرفقي خلال وقت حرق الوقود.

في هذا النوع من المحركات ، تحدث نهاية شوط الاحتراق وبداية شوط الانضغاط في وقت واحد ، مما يعني أن وظائف السحب والعادم تحدث في نفس الوقت. يتميز المحرك ثنائي الأشواط بعزم دوران مرتفع مقارنة بمحرك رباعي الأشواط.

16. محرك رباعي الأشواط

المحرك رباعي الأشواط هو نوع محرك احتراق داخلي يكمل فيه المكبس أربع أشواط أثناء تدوير العمود المرفقي. تختلف الآلية هنا عن آلية المحركات ثنائية الشوط.

هنا يتحرك المكبس مرتين لأعلى ولأسفل داخل الاسطوانة ويكمل دورتين في العمود المرفقي. هذا النوع من المحركات لديه متوسط ​​عالٍ مقارنة بالمحركات ثنائية الشوط. تستخدم المحركات رباعية الأشواط بشكل أكثر شيوعًا في السيارات والشاحنات.

15. محرك ذو ستة أشواط

على الرغم من أن محرك الاحتراق الداخلي سداسي الأشواط في طور التطوير ، إلا أنه يخلق بالفعل الكثير من الضجة في صناعة السيارات. يتميز المحرك سداسي الأشواط بالعديد من المزايا المخصصة مقارنة بالمحركات التقليدية وقد يؤدي إلى زيادة كفاءة الوقود وتقليل التعقيد الميكانيكي وتقليل الانبعاثات. إذا كنت ترغب في قراءة المزيد عن المحرك المستقبلي سداسي الأشواط ،

14. المحرك الترددي

المكون الرئيسي للمحرك الترددي هو المكبس ، والذي يستخدم لتحويل الضغط إلى حركة دورانية. قد يكون هناك مكبس واحد أو أكثر في المحرك ؛ كل منهم يقع داخل اسطوانة. عندما يتم حقن الغاز المضغوط وتسخينه داخل الأسطوانة ، يبدأ المكبس (المكابس) بحركة ترددية أو ذهابًا وإيابًا. يتم تحويل هذه الحركة إلى حركة دورانية بمساعدة العمود المرفقي.

13. محرك وانكل

يُعرف محرك وانكل أيضًا باسم المحرك الدوار لأنه يستخدم نظامًا دوارًا غريب الأطوار (بدلاً من المكبس) لتحويل الضغط إلى حركة دوارة. إنه أبسط وأكثر سلاسة وأكثر إحكاما مقارنة بالمنافس الأكثر شعبية ، أو المحرك الترددي أو المكبس.

على الرغم من أنها أفضل ميكانيكيًا من المكابس ، إلا أن محركات Wankel لا تُستخدم عادةً في صناعة السيارات. فهي ليست فعالة وتعاني من ضعف كفاءة الوقود ومشاكل الانبعاثات.

نظرًا لأن محركات Wankel تنتج نبضات طاقة أكبر لكل ثورة مقارنة بالمحركات ثنائية الأشواط ورباعية الأشواط ، فإنها تُستخدم عمومًا في سيارات السباق. أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا هو Mazda’s RX-8.

بناء على طريقة الاشتعال

12. محرك الاشتعال بالضغط

في محرك الاشتعال الانضغاطي ، يتم تشغيل احتراق الوقود في الغرفة من خلال درجات الحرارة المرتفعة التي يحققها الغاز أو الهواء بسبب ضغط ثابت الحرارة . تعتبر محركات الديزل مثالًا رائعًا لمحرك الاشتعال بالضغط لأنه يعمل فقط عن طريق ضغط الهواء.

هناك مزايا عديدة لامتلاك محرك ديزل مقارنة بمحركات الاحتراق الداخلي الأخرى. الكفاءة الديناميكية الحرارية العالية والحمل الطفيلي المنخفض على المحرك ليست سوى عدد قليل من هؤلاء.

11. محرك شرارة

تعتمد جميع محركات البنزين على الاشتعال بالشرارة ، حيث تشعل شمعة الإشعال احتراق خليط الهواء والوقود. على الرغم من أن محركات الإشعال بالشرر يشار إليها عادةً باسم “محركات البنزين” ، إلا أنها يمكن أن تعمل أيضًا على الغاز الذاتي (LPG) والميثانول والإيثانول الحيوي والغاز الطبيعي المضغوط (CNG) والهيدروجين والنيترو ميثان.

10. محرك كهربائي

على عكس السيارات التقليدية التي تعمل بالطاقة ICE ، تحصل السيارات الكهربائية على الطاقة من البطاريات القابلة لإعادة الشحن المثبتة مسبقًا. لا تعمل هذه البطاريات على تشغيل المحرك فحسب ، بل تعمل أيضًا على المعدات الكهربائية الأخرى. يقوم المحرك الكهربائي ببساطة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

على الرغم من أن السيارات الكهربائية أصبحت شائعة إلى حد ما في أواخر القرن العشرين ، فقد تم إنتاج أول سيارة كهربائية على الإطلاق في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر. منذ عام 2008 ، وبسبب المخاوف بشأن زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وارتفاع أسعار الوقود ، شهد نمو السيارات الكهربائية اتجاهاً إيجابياً.

تعد المحركات الكهربائية أكثر فعالية من محركات الاحتراق الداخلي التقليدية في تحويل الطاقة المخزنة. كما أنها تتمتع بكفاءة أعلى على متنها من محركات الديزل. تستخدم معظم السيارات الكهربائية اليوم بطاريات ليثيوم أيون أو بطاريات حمض الرصاص. لكل منها مزاياها الخاصة.

9. HCCI

يُعد HCCI ، أو محرك ضغط الشحنة المتجانس ، خطوة ثورية نحو تقليل الانبعاثات وزيادة كفاءة الوقود إلى الحد الأقصى. تجمع تقنية HCCI بين خصائص محركات البنزين التقليدية ومحركات الديزل لإنتاج حل هجين.

على الرغم من أن درجة حرارته الأساسية الأقل (أثناء احتراق الوقود) تسبب كمية ضئيلة من انبعاثات أكسيد النيتروجين ، إلا أنها تؤدي إلى احتراق غير كامل للوقود ، مما يؤدي إلى ارتفاع نسبي في انبعاثات أول أكسيد الكربون والهيدروكربون. اعتبارًا من عام 2017 ، لم يتم إنتاج أي محركات HCCI تجاريًا. ومع ذلك ، لدينا العديد من نماذج HCCI العاملة.

على أساس عدد الاسطوانات

8. محرك اسطوانة واحدة

تحتوي المحركات أحادية الأسطوانة على أسطوانة واحدة متصلة بالعمود المرفقي. فهي مدمجة وخفيفة الوزن وتتمتع بوزن أفضل مقارنة بنسبة الطاقة. تُستخدم المحركات أحادية الأسطوانة في الدراجات النارية ، والدراجات البخارية ، والدراجات الترابية ، والعربات الصغيرة.

7. محرك متعدد الأسطوانات

المحرك متعدد الأسطوانات هو عكس البديل أحادي الأسطوانة: يحتوي المحرك على عدة أسطوانات بدلاً من واحدة. يمكن أن يكون محركًا ثنائي الأشواط أو رباعي الأشواط ، إما ديزل أو اشتعال شرارة.

أنها توفر العديد من المزايا على المحركات أحادية الأسطوانة. إنه قادر على تحقيق دورات أعلى في الدقيقة (RPM) ولديه قدرة فائقة على تحييد الاختلالات.

حسب ترتيب الاسطوانة

6. محرك في الخط

ماذا يعني عندما يقول شخص ما أنه محرك مضمن؟ حسنًا ، إنها مجرد محاذاة أو شكل أسطوانات. في المحركات المستقيمة ، يتم ترتيب الأسطوانات في خط مستقيم – واحدة خلف الأخرى – جنبًا إلى جنب مع طول العمود المرفقي.

من بين المتغيرات الثلاثة المختلفة ، يعد Inline-4 هو الأكثر شيوعًا في صناعة السيارات لأنه مدمج ، وفعال في استهلاك الوقود ، ويوفر نسبة طاقة إلى وزن أعلى من المحركات ذات الستة أو الثمانية.

5. محرك V

تتم محاذاة الأسطوانات والمكابس في محرك من النوع V في طائرتين منفصلتين ، بحيث تبدو وكأنها في شكل “V” عند عرضها من الأعلى. يقلل الشكل الفريد لهذا المحرك بشكل كبير من الوزن الإجمالي للمحرك وطوله مقارنة بالمحركات المضمنة.

4. محرك دبليو

ظهر محرك W لأول مرة في عام 1909 ، عندما قام محرك Anzani ثلاثي البنوك بتشغيل  طائرة Blériot XI  لعبور القناة الإنجليزية. ومع ذلك ، تم تحقيق أول استخدام تجاري لهذا المحرك في صناعة السيارات بواسطة فولكس فاجن. يحتوي المحرك على شكل حرف W (أو V المزدوج) على ثلاثة تكوينات مختلفة وهي كالتالي:

1. يتكون التكوين الأول من ثلاثة بنوك من الأسطوانات تشترك في عمود مرفقي مشترك. يُعرف أيضًا باسم تكوين السهم العريض نظرًا لتشابهه مع علامة خاصية السهم العريض البريطانية.
2. والثاني هو أربعة بنوك من الأسطوانات تشترك في عمود مرفقي مشترك. يُعرف هذا أيضًا باسم محرك “double-V”.
3. يتميز التكوين الثالث والأخير بمحرك بضفتين من الأسطوانات مع عمودان مرفقيان.

تُستخدم المحركات على شكل W في الغالب في سيارات فولكس فاجن ، وعلى الأخص في بوجاتي فيرون.

3. محرك OPOC

يتكون محرك OPOC من أسطوانتين مع مكبس في كلا الطرفين. لا يوجد رأس أسطوانة ، وبالتالي لا توجد صمامات. مقارنة بالمحركات التقليدية ، فإن محرك الأسطوانة المتقابلة ذو المكبس المتقابل له أحمال منخفضة للغاية ، مما يعني أنه سيكون هناك احتكاك أقل. ونظرًا لصغر حجمها ، فإنها تتمتع بنسبة عالية من القوة إلى الوزن.

حسب عملية سحب الهواء

2. يستنشق طبيعيا

المحرك الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي هو نوع من محرك ICE يعتمد فيه دخول الهواء فقط على الضغط الجوي ولا يعتمد على الحث القسري من خلال شاحن توربيني أو شاحن فائق. تستخدم العديد من السيارات الرياضية على وجه التحديد محركات السحب الطبيعي لتجنب تباطؤ التوربو. معظم محركات البنزين في السيارات ، وكذلك العديد من المحركات الصغيرة المستخدمة لأغراض غير متعلقة بالسيارات ، تستنشق بشكل طبيعي.

1. محرك سوبر تشارجد وشاحن توربيني

تتميز المحركات فائقة الشحن والتوربينية ببعض الاختلافات الأساسية. يستخدم الشاحن التوربيني العمود المرفقي لتشغيل الطاقة وإنتاج الطاقة بدلاً من تيار العادم كما هو الحال في الشاحن التوربيني.

يتم توصيل الشواحن الفائقة مباشرة بالمحرك عبر حزام ، وبالتالي يمكنها تحقيق سرعات تصل إلى 50000 دورة في الدقيقة. حيث أن الشاحن التوربيني غير متصل مباشرة بالمحرك ويمكن أن يصل إلى 15000 دورة في الدقيقة. علاوة على ذلك ، تم تجهيز الشاحن التوربيني بأدوات تغيير الضباب الدخاني التي تقلل من انبعاثات الكربون ، لذا فهي صديقة للبيئة أكثر من الشاحن الفائق.