مكونات المحرك

مكونات المحرك

ً . 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 .

ً. 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 .

. 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 .




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 .




ويمكن الإحساس بالخلوص الزائد فى الروافع عن طريق الأصوات الإصطكاكية التى تسمع عند دوران المحرك . أما إذا كان خلوص الروافع أقل من اللازم فإن قفل الصمامات لا يكون كافياً , مما يؤدى إلى إحتراقها بسرعة , وفى هذه الحالة تكثر عمليات الإصلاح . ولذلك ينبغى مراجعة خلوص الروافع بواسطة المجس (الفلر) .

يتسبب النقص الشديد فى الخلوص فى عد إحكام قفل الصمام . ويتوقف مقدار الخلوص على درجة السخونة وطول ساق الصمام , وعند ضبط الصمامات يجب المحافظة على الخلوص المحدد فى مواصفات المصنع المنتج .

ويتطلب أنسب معدل لملء الأسطوانات أن يتم فتح صمام السحب بسرعة – أى أن يتصل الصمام إلى أقصى مسافة لتحركة بأسرع ما يمكن – وأن يظل مفتوحاً فترة طويلة , ثم يقفل بسرعة مرة أخرى .

وتختلف كيفية التحكم فى الصمامات الرأسية عنها فى حالة الصمامات المقلوبة . ويعتبر الشكل الهندسى لحيز الإنضغاط من أهم العوامل التى تحدد أقصى نسبة للإستفادة للوصول لأعلى قيمة للإنضغاط , وبالتالى جودة أداء المحرك . كما أن ترتيب الصمامات من العوامل المهمة .

وقد سبق القول بأن وسيلة التحكم فى الصمامات المرتبة فى ترتيب رأسى أقل تعقيداً فى تصميمها , إلا أنه يعاب عليها تسببها فى إنخفاض معدل ملء المحرك نتيجة للتغير فى اتجاه سريان الغاز .

وقد تلافى هذا العيب بترتيب الصمامات فى وضع مقلوب , مما أدى إلى تحسي معدل الملء بشكل ملحوظ . ولكن ترتيب الصمامات فى هذا الوضع – على أية حال – يستلزم عدداً أكبر من المكونات .

وهناك طرازان متميزان من الصمامات المقلوبة :
الطراز الأول يعمل عن طريق عمود الكامات الموجود فى علبة المرفق .
الطراز الثانى يعمل عن طريق عكود كامات علوى .
وفى حالة وجود عمود الكامات بعلبة المرفق يستبدل بالصمام الرأسى ذراع دفع يعمل على تحريك رافعة ترجيحية ذات كفتين (رافعة من الدرجة الأولى) مركبة فى رأس السطوانات (وش السلندر) وتؤثر على ساق الصمام . وتزود الرافعة ى الجانب الذى يستمد الحركة من ذراع الدفع بمسمار ضبط مقلوظ مشقوق الرأس , وصامولة يسمحان بضبط خلوص الصمام .

ويتم تحريك الصمام فى دليله ورجوع الياى أساساً بالكيفية نفسها التى يعملان بها فى حالة الصمامات الرأسية . وفى حين ترتب الصمامات التى يتحكم فيها بأذرع الدفع فى صف واحد جنباً إلى جنب فى الإتجاه الطولى لرأس الأسطوانات ( وش السلندر ) , ترتب الصمامات التى تعمل عن طريق عمود الكامات العلوى عادة فى وضع مائل إلى الخارج .