ستتعرف في هذه المقالة على أنواع المحركات المختلفة المستخدمة في صناعات السيارات. وأيضًا يمكنك تنزيل ملف PDF الخاص بهذه المقالة في نهايته.

ما هو المحرك؟

و المحرك هو آلة مصممة لتحويل شكل واحد للطاقة إلى طاقة ميكانيكية. تحرق المحركات الحرارية مثل محركات الاحتراق الداخلي وقودها داخل أسطوانة المحرك.

على الجانب الآخر ، فإن محركات الاحتراق الخارجي هي تلك المحركات الحرارية التي تحرق وقودها خارج أسطوانة المحرك.

هذه محركات بخارية. تنتقل الطاقة التي يتم تطويرها أثناء احتراق الوقود إلى بخار يعمل على المكبس داخل الأسطوانة. في محركات الاحتراق الداخلي ، يتم تخزين الطاقة الكيميائية في تشغيلها.

يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية عن طريق تمدد الغازات ضد المكبس المتصل بالعمود المرفقي الذي يمكنه الدوران.

أنواع المحركات

فيما يلي أنواع المحركات المختلفة :

1. أنواع الوقود المستخدم
   1. محرك بنزين
   2. محرك ديزل
   3. محرك الغاز
2. حسب دورة التشغيل
   1. محرك دورة أوتو
   2. محرك دورة الديزل
   3. محرك دورة الاحتراق المزدوج
3. عدد السكتات الدماغية في كل دورة
   1. محرك رباعي الأشواط
   2. محرك ثنائي الأشواط
4. مصنفة حسب نوع الاشتعال
   1. محرك الإشعال بالنقطة الساخنة
   2. محرك اشتعال شرارة (SI)
   3. محرك اشتعال الانضغاط (CI)
5. عدد الاسطوانات
   1. محرك ذو اسطوانة واحدة
   2. محرك ذو اسطوانتين
   3. محرك ثلاث اسطوانات
   4. محرك رباعي الأسطوانات
   5. محرك ست أسطوانات
   6. محرك ثماني الاسطوانات
   7. محرك اثني عشر اسطوانة
   8. محرك ذو ستة عشر اسطوانة
6. مصنفة حسب ترتيب الصمام
   1. محرك L- الرأس
   1. محرك I-head
   2. محرك F- رأس
   3. محرك رأس T
7. مصنفة حسب نظام التبريد
   1. محرك تبريد الهواء
   2. محرك مبرد بالماء
   3. محرك تبريد التبخر

بالإضافة إلى التصنيفات المذكورة أعلاه ، يتم تصنيف محركات الاحتراق الداخلي على الأسس التالية أيضًا:

1. سرعة
   1. محرك منخفض السرعة
   2. محرك عالي السرعة
   3. محرك متوسط ​​السرعة
2. طريقة حقن الوقود
   1. محرك المكربن
   2. محرك حقن الهواء
   3. محرك حقن صلب أو بدون تهوية
3. طريقة الحكم:
   1. اضرب وتفوت المحرك المحكوم
   2. محرك محكوم نوعيًا
   3. محرك محكوم كميا
4. تطبيق:
   1. محرك ثابت
   2. محرك السيارة
   3. محرك قاطرة
   4. محرك بحري
   5. محرك الطائرات

يتم أيضًا اقتراح عدة أنواع أخرى من محركات الاحتراق الداخلي لاستخدامها كمحطات لتوليد الطاقة بالسيارات. وتشمل هذه

1. محرك المكبس الحر
2. محرك وانكل
3. محرك الجنيه الاسترليني

1. التصنيف حسب أنواع الوقود المستخدم

وفقًا لنوع الوقود المستخدم ، يتم تصنيف المحركات إلى ثلاث فئات

1. محرك البنزين (أو محرك البنزين)
2. محرك ديزل
3. محرك الغاز

محرك بنزين

يستخدم محرك البنزين البنزين لتشغيله. البنزين أو الجازولين عبارة عن هيدروكربون يتكون من مركبات الهيدروجين والكربون. يُمتص خليط الهواء والبنزين في الأسطوانة أثناء شوط الشفط للمكبس . يتم الحصول على خليط الهواء والبنزين الصحيح من المكربن.

يتم ضغط الخليط أثناء شوط الانضغاط ، ويتم إشعاله أثناء شوط الطاقة ويتم دفع غازات العادم إلى الخارج أثناء شوط العادم. يتم تركيب شمعة احتراق في الجزء العلوي من الاسطوانة مما يعطي شرارة لإشعال الخليط.

محرك ديزل

في هذه الأنواع من المحركات ، يستخدم زيت الديزل لتشغيله. زيت الديزل خفيف ولزوجة منخفضة وعدد عالي من السيتان. في محرك الديزل ، يتم امتصاص الهواء فقط في الأسطوانة أثناء شوط الشفط وضغطه على الضغط العالي ، وتكون نسبة الضغط عالية مثل 22: 1. ترتفع درجة حرارته أيضًا بنحو 1000 درجة فهرنهايت.

يتم حقن زيت الديزل بواسطة حاقن في نهاية شوط الانضغاط الذي يشتعل فيه النيران ويحترق بسبب ارتفاع درجة حرارة الهواء المضغوط. لا يلزم وجود نظام إشعال منفصل . تتمدد الغازات المحترقة مما يدفع المكبس لأسفل أثناء شوط الطاقة ، وفي النهاية يتم دفع الغازات للخارج أثناء شوط العادم.

توربينات الغاز

يتكون التوربينات الغازية بشكل أساسي من قسمين – قسم للتغويز وقسم طاقة. يمكن أن يكون الوقود المستخدم في التوربينات الغازية من البنزين أو الكيروسين أو الزيت. يحرق قسم الغازات الوقود في الموقد ويوصل الغاز الناتج إلى قسم الطاقة ، حيث يقوم بتدوير توربينات الطاقة. يقوم التوربين الكهربائي بعد ذلك بتحويل عجلات السيارة عبر سلسلة من التروس.

يتكون المغوز من ضاغط يحتوي على دوار به سلسلة من الشفرات حول حافته الخارجية. أثناء دوران الدوار ، يتم نقل الهواء بين الشفرات وإلقائه بقوة الطرد المركزي في الموقد. وهكذا يرتفع ضغط الهواء في الحارق. يُحقن الوقود في الموقد حيث يحترق ويزيد الضغط.

2. التصنيف حسب دورة العمليات

وفقًا لدورة العمليات ، قد تكون محركات السيارات من الأنواع الثلاثة التالية:

1. محرك دورة أوتو.
2. محرك دورة الديزل.
3. محرك ثنائي الدورة.

دورة أوتو أو دورة الحجم الثابت

دورة أوتو أو دورة الحجم الثابت. تم تقديم هذه الدورة بشكل عملي من قبل العالم الألماني أوتو ، في عام 1876 ، على الرغم من أن العالم الفرنسي بيود روش وصفها في عام 1862. تُعرف المحركات التي تعمل على هذه الدورة بمحركات أوتو. تعمل محركات البنزين في هذه الدورة.

لا يخضع محرك IC لتغيير دوري ولكن يُفترض هنا أن وسط العمل هو هواء نقي لا يخضع لأي تغيير كيميائي. يتم ببساطة تسخين الهواء وتبريده ليخضع لدورة. من المفترض أيضًا أن مخطط المؤشر المثالي يتم اتباعه بدقة.

دورة الديزل أو دورة الضغط المستمر

تم تقديم دورة الديزل بواسطة الدكتور رودولف ديزل في عام 1897. تُعرف المحركات التي تعمل في هذه الدورة باسم محركات الديزل. يوضح الشكل الرسم البياني pv لدورة الديزل.

تختلف دورة الديزل عن دورة أوتو من ناحية واحدة. في دورة الديزل ، تتم إضافة الحرارة بضغط ثابت بدلاً من حجم ثابت.

يتم ضغط الهواء في الاسطوانة أثناء شوط الانضغاط من النقطة 1 إلى 2. الآن يتم إضافة الحرارة بضغط ثابت من النقطة 2 إلى 3 ، ثم يتم توسيع الهواء بشكل ثابت الحرارة من النقطة 3 إلى النقطة 4. وأخيرًا ، يتم رفض الحرارة عند حجم ثابت من النقطة 4 إلى 1. يعود الهواء إلى حالته الأصلية وتكتمل الدورة.

دورة مزدوجة (أو دورة احتراق مزدوجة)

في هذه الأنواع من المحركات ، يُتاح المزيد من الوقت لاحتراق الوقود في محرك الديزل دون التأثير سلبًا على الكفاءة.

يُحقن الوقود في الأسطوانة قبل نهاية شوط الانضغاط بحيث يستمر الاحتراق جزئيًا عند حجم ثابت وجزئيًا عند ضغط ثابت. تُعرف هذه الدورة بالدورة المزدوجة. في الواقع ، تعمل جميع محركات الديزل بالفعل في هذه الدورة. يوضح الشكل الدورة المزدوجة على الرسم البياني pv.

نظرًا لأنه يتم حقن الوقود في الأسطوانة قبل نهاية شوط الانضغاط في الدورة المزدوجة ، فإنه يعتني بخصائص تأخر الاشتعال للوقود.

3. التصنيف حسب عدد السكتات الدماغية لكل دورة

وفقًا لعدد السكتات الدماغية لكل دورة ، يتم تصنيف محركات السيارات على أنها

1. محرك رباعي الأشواط.
2. محرك ثنائي الأشواط.

محرك رباعي الأشواط

يكمل رباعي الأشواط دورة من العمليات أثناء الأشواط ذات الأربعة مكابس ، وهي الشفط والضغط والطاقة والعادم. تتطلب هذه السكتات الدماغية الأربع دورتين للعمود المرفقي. وهكذا ، خلال كل دورتين للعمود المرفقي ، هناك شوط كهربائي واحد فقط للمكبس.

محرك ثنائي الأشواط

و المحرك ثنائي الأشواط يكمل دورة من العمليات خلال السكتات الدماغية يومين المكبس. تتطلب هاتان السكتات الدماغية ثورة واحدة في العمود المرفقي. وهكذا ، خلال كل دورة للعمود المرفقي ، هناك شوط قوة واحد للمكبس. لذلك ، ينتج محرك ثنائي الأشواط ضعف القدرة الحصانية التي ينتجها محرك رباعي الأشواط من نفس الحجم ، ويعمل بنفس السرعة.

في المحرك ثنائي الشوط ، يتم الجمع بين ضغطات السحب والضغط ، وضربات القوة والعادم. تستخدم المحركات ثنائية الأشواط في الدراجات النارية والدراجات البخارية. تستخدم المحركات رباعية الأشواط في السيارات والشاحنات والحافلات.

4. التصنيف حسب نوع الاشتعال

وفقًا لنوع الإشعال المستخدم ، يتم تصنيف محركات السيارات الحديثة بشكل أساسي في مجموعتين:

1. محركات الإشعال بالشرارة.
2. محركات الاشتعال بالضغط.

محرك اشتعال شرارة

في محرك الاشتعال بالشرارة ، يتم تركيب شمعة احتراق في رأس الأسطوانة مما يعطي شرارة كهربائية في نهاية شوط الانضغاط لإشعال الوقود. محركات البنزين هي محركات اشتعال بالشرارة.

محرك الاشتعال بالضغط

في هذه الأنواع من المحركات ، يشتعل الوقود بواسطة حرارة الهواء المضغوط داخل الأسطوانة. لا يوجد شرارة فيه لإعطاء شرارة. يتم ضغط الهواء في الأسطوانة أثناء شوط الانضغاط نسبيًا عند ضغط أعلى.

كما أن نسبة الضغط أعلى من تلك الموجودة في محرك الإشعال بالشرارة. يتم حقن الوقود في نهاية شوط الانضغاط ، والتي تحرق نظرا لحرارة الهواء المضغوط. محركات الديزل هي محركات اشتعال بالضغط. لا يتم استخدام محركات الإشعال ذات النقاط الساخنة عمليًا.

5. التصنيف حسب عدد وترتيب الاسطوانات

قد تحتوي محركات السيارات على أسطوانة واحدة ، واثنين ، وثلاثة ، وأربعة ، وستة ، وثمانية ، واثني عشر ، وستة عشر أسطوانة. يستخدم محرك اسطوانة واحدة في الدراجات البخارية والدراجات النارية. يستخدم المحرك ثنائي الأسطوانات في الجرارات. تُستخدم محركات من أربع وست أسطوانات في السيارات وسيارات الجيب والحافلات والشاحنات.

شاحنة وحافلة المذنب لها محركات ست أسطوانات. سيارات الركاب الأمريكية لديها محركات ثماني الأسطوانات. تُستخدم أيضًا محركات اثني عشر وستة عشر أسطوانة في بعض سيارات الركاب والحافلات والشاحنات والمنشآت الصناعية. يستخدم المحرك ثلاثي الأسطوانات أيضًا في السيارات الأجنبية ذات الدفع الأمامي.

يمكن ترتيب الأسطوانات بعدة طرق – رأسية ، أفقية ، متتالية (مضمنة) ، في صفين أو ضفتين محددتين بزاوية (نوع V) ، في صفين متقابلين (مسطح ، أو فطيرة) أو مثل المتحدث على عجلة (شعاعي).

محرك اسطوانة واحدة

تُستخدم هذه الأنواع من المحركات عمومًا للمركبات الخفيفة مثل الدراجات البخارية والدراجات النارية. الحد الأقصى لحجم المحرك أحادي الأسطوانة محدد بحوالي 250-300 سم مكعب. سيتطلب حجم المحرك الأعلى محركات ثقيلة بسبب قوى عدم الاتزان الأعلى في المحرك أحادي الأسطوانة.

يوجد في أسطوانة واحدة نبضة طاقة واحدة في دورتين للعمود المرفقي. وهكذا ، من بين الضربات الأربع للمكابس ، يتم توصيل الطاقة بضربة واحدة وفي الأشواط المتبقية للمكابس ، يتم استهلاك الطاقة للتغلب على مقاومة الاحتكاك للأجزاء المتحركة. يكون توزيع عزم الدوران أثناء الدورة غير متساوٍ مما يؤدي إلى عمل خشن واهتزازات.

نظرًا لوجود مكبس واحد وقضيب توصيل واحد يتبادلان مع عدم وجود أجزاء عمل لموازنة وزنهما ، فإن المحرك أحادي الأسطوانة لا يحتوي على توازن ميكانيكي. ومع ذلك ، فإن المحرك متوازن إلى حد ما باستخدام الثقل الموازن المرفق بالعمود المرفقي ، وأيضًا باستخدام دولاب الموازنة الثقيل بحيث ينتج زخمه حركة ثابتة نسبيًا.

تتسبب التقلبات في سرعة المحرك في حدوث اهتزاز ، حتى في أفضل تصميمات المحركات ذات الأسطوانة الواحدة. ومن ثم فإن المحركات ذات الأسطوانة الواحدة غير مرغوب فيها للاستخدام في السيارات.

محرك ثنائي الأسطوانات.

تستخدم هذه الأنواع من المحركات في الغالب في الجرارات. كما أنها تستخدم في السيارات الألمانية الصغيرة وسيارة داف من هولندا. قد يكون ترتيب الأسطوانات في المحركات ثنائية الأسطوانات من ثلاثة أنواع

• النوع الرأسي في الخط
• نوع V.
• النوع المقابل

محرك ثلاث اسطوانات

يتم استخدام المحرك ثلاثي الأسطوانات في سيارة ذات دفع أمامي ، حيث يقع التفاضل بين المحرك وناقل الحركة. يتم وضع الأسطوانات الثلاثة في خط. هذا محرك دورة ثنائي الشوط. تعمل علبة المرافق في هذا المحرك كغرفة سحب وضغط مسبق.

كل أسطوانة لها قسم مغلق من علبة المرافق. وبالتالي ، فإن المحامل الرئيسية التي تدعم العمود المرفقي هي من النوع المختوم ، بحيث يتم تقسيم علبة المرافق إلى ثلاث حجرات منفصلة ، واحدة لكل أسطوانة.

محرك أربع أسطوانات

تستخدم المحركات رباعية الأسطوانات في الغالب للسيارات العادية. يكون العزم الذي تم الحصول عليه أكثر اتساقًا مقارنةً بالمحرك ذي الأسطوانتين لأنه يتم الحصول على شوطي عمل لكل ثورة.

يتم ترتيب أسطوانات المحرك رباعي الأسطوانات بالنوع التالي:

• النوع الرأسي في الخط
• نوع V.
• النوع المقابل

محرك سداسي وثماني أسطوانات

توفر المحركات ذات الست وثماني أسطوانات عزم دوران أكثر سلاسة وقدرة حصانية أعلى. يتم ترتيب أسطوانات هذه المحركات أيضًا بثلاث طرق في الخط ، V والنوع المقابل ، بنفس الطريقة كما في المحركات رباعية الأسطوانات. في خط 6 أسطوانات ومحركات V-8 مستخدمة عالميا تقريبا. الزاوية بين صفوف الأسطوانات في محركات V-8 عادة ما تكون 90 درجة.

تم أيضًا تصنيع محركات V-8 بزوايا V أصغر ، لكن آلية تشغيل الصمام معقدة فيها. تحتوي محركات V-6 على صفين من ثلاث أسطوانات يتم ضبطهما بزاوية مع بعضها البعض. يحتوي العمود المرفقي على ثلاثة أذرع فقط ، مع قضبان توصيل من الأسطوانات المتقابلة في الصفين متصلة بذراع المرفق. كل عمود مرفق له قضيبان متصلان به.

يحتوي محرك V-8 على صفين من أربع أسطوانات يتم ضبطهما بزاوية مع بعضهما البعض. تحتوي أعمدة الكرنك على أربعة أذرع مع قضبان توصيل من أسطوانات متقابلة في الصفين متصلة بمسمار كرنك واحد. وبالتالي ، يتم توصيل قضيبين بكل دبوس كرنك ، ويعمل اثنان من المكابس في كل عمود مرفق. عادة ما يتم دعم العمود المرفقي على خمسة محامل.

محركات اثني عشر وستة عشر أسطوانة.

قد يكون ترتيب الأسطوانات في محركات اثني عشر وستة عشر أسطوانة من الأنواع التالية

1. نوع V أو نوع الفطيرة له صفان من الأسطوانات.
2. نوع W له ثلاثة صفوف من الاسطوانات.
3. يحتوي النوع X على أربعة صفوف من الأسطوانات.

تم استخدام محركات اثني عشر وستة عشر أسطوانة في السيارات والحافلات. الشاحنات والمنشآت الصناعية. سيارة الركاب الوحيدة التي يتم تصنيعها الآن بمحرك من اثني عشر أسطوانة هي فيراري.

7. التصنيف حسب ترتيبات الصمام

يتم تصنيف محركات السيارات إلى أربع فئات وفقًا لترتيب صمام المدخل والعادم في مواضع مختلفة في رأس الأسطوانة للكتلة. تسمى هذه الترتيبات “L” TF و T. من السهل تذكر كلمة “LIFT” لاستدعاء ترتيبات الصمامات الأربعة. يستخدم تصميم I-head بشكل شائع في محركات السيارات.

محرك I-head

في محرك I-head أو صمام علوي ، توجد الصمامات في رأس الأسطوانة. عادةً ما تحتوي المحركات على الخط على الصمامات في صف واحد. قد تحتوي محركات V-8 على الصمامات في صف واحد أو في صف مزدوج في كل بنك. بغض النظر عن الترتيب ، يقوم عمود كامة واحد بتشغيل جميع الصمامات.

محرك L- الرأس

في ترتيب L-head ، توجد صمامات المدخل والعادم جنبًا إلى جنب ويتم تشغيلها بواسطة عمود كامات واحد. حجرة الاحتراق والأسطوانة من L مقلوب. جميع صمامات المحرك مرتبة في سطر واحد ، باستثناء المحركات V-8 L-head ، حيث تكون في سطرين.

في المحركات ذات الرأس L ، توجد آليات الصمام في الكتلة وبالتالي يمكن إزالة رأس الأسطوانة بسهولة عند الحاجة لإصلاح المحرك. على الرغم من أن محرك L-head متين ويمكن الاعتماد عليه ، إلا أنه لا يتكيف بشكل خاص مع الضغط العالي.

محرك الصمام ذو الرأس الأول أكثر قابلية للتكيف مع نسبة الضغط العالية. في محرك الصمام ذو الرأس الأول ، يمكن تقليل حجم الخلوص إلى كمية أكبر من المحرك ذي الرأس L. في بعض محركات I-head ، توجد جيوب في رؤوس المكابس يمكن أن يتحرك فيها الصمام عندما يكون مفتوحًا بالمكبس في TDC

محرك F- رأس

هذا المحرك عبارة عن مزيج من محركات L-head و I-head ، حيث يوجد صمام واحد عادة في الرأس ويكون صمام العادم في كتلة الأسطوانة. يتم تشغيل كلا المجموعتين من نفس عمود الحدبات.

محرك رأس T

يحتوي المحرك على شكل حرف T على صمامات مدخل على جانب واحد وصمامات العادم على الجانب الآخر من الأسطوانة. وبالتالي ، يلزم وجود عمودين كامات لتشغيلها.

7. التصنيف حسب نوع التبريد

وفقًا لنوع طريقة التبريد ، يتم تصنيف محركات السيارات بشكل أساسي إلى فئتين:

1. محركات تبريد الهواء.
2. محركات مبردة بالماء.

محركات تبريد الهواء

تستخدم المحركات المبردة بالهواء في الدراجات النارية والدراجات البخارية. في المحركات المبردة بالهواء ، عادة ما تكون براميل الأسطوانة منفصلة ومجهزة بزعانف معدنية تعطي سطح إشعاع كبير لزيادة معدل التبريد.

تم تجهيز العديد من المحركات المبردة بالهواء بأغطية معدنية توجه تدفق الهواء حول الأسطوانات لتحسين التبريد. نظرًا لأن هذه المحركات لا تستخدم الماء ، يتم التخلص من مشكلة صيانة الطقس البارد.

محركات مبردة بالماء

تُستخدم هذه الأنواع من المحركات في الحافلات والشاحنات والسيارات وغيرها من المركبات ذات المحركات الثقيلة ذات الأربع عجلات. تستخدم هذه المحركات الماء ، مع إضافة مركب مضاد للتجمد ليكون بمثابة وسط تبريد.

يتم حساب الماء من خلال سترات الماء حول كل غرفة من غرف الاحتراق والأسطوانات ومقاعد الصمامات وسيقان الصمامات. بعد المرور عبر سترات المحرك في الكتلة ورأس الأسطوانة ، يتم تمرير الماء عبر المبرد ، حيث يتم تبريده بالهواء المسحوب عبر الرادياتير .

لا يتم استخدام محركات التبريد التبخيري عمليًا.