كيف يعمل محرك السيارة

المحرك هو قلب السيارة لكن بدلاً من ضخ الدم فإنه يولد الطاقة، فالوظيفة الرئيسة للمحركات هي تحويل الهواء والوقود إلى طاقة قادرة على إدارة عجلات السيارة، فكيف يقوم المحرك بذلك؟
المكابس (بيستون)
معظم المحركات الشائعة تحوي أربعة أو ستة أو ثمانية مكابس تتحرك صعوداً ونزولاً، وفي الجزء الأعلى من المكبس يوجد ما يسمى بحجرة الاحتراق حيث يتم خلط الوقود والهواء قبل الاشتعال وفي الجانب الآخر (الأسفل) يوجد غلاف عمود الدوران الذي يكون مليئاً بالزيت، كما أن للمكابس حلقات تعمل على إبقاء الزيت بعيداً عن حجرة الاشتعال، وكذلك مزيج الهواء والوقود بعيداً عن الزيت.
عمود الدوران (كرنك شفت)
يربط عمود الدوران بالمكابس بواسطة أذرع توصيل، وعندما تتحرك المكابس صعوداً ونزولاً في الاسطوانات فإنها تقوم بتدوير عمود الدوران وتحول الحركة المستقيمة إلى حركة دورانية.
مجموعة الصمامات
تتضمن هذه المجموعة الصمامات وأذرع الطرق وقضبان الدفع والرافعات وعمود الكامات وتشكل هذه المجموعة بتكامل للسماح بدخول الهواء والوقود وخروجه من المحرك في التوقيت المناسب، ويتم التحكم في هذا التوقيت بواسطة عمود الكامات الذي تتزامن حركته مع حركة عمود الدوران باستعمال سلسلة نقل حركة حديدية أو حزام مطاطي ناقل يسمى (حزام التوقيت).
آلية العمل
بعد أن أعطينا نظرة عامة على الأجزاء المرتبطة بعمل المحرك فما الذي يحصل أثناء عمل المحرك، فمحركات السيارات تعمل بأربعة أشواط (أو أربع دورات) أي أنها تتعرض لأربعة أحداث مختلفة كما يلي:
1 شوط السحب: يقوم عمود الكامات بفتح صمام السحب ويتحرك المكبس إلى أسفل الاسطوانة مما يولد تخلخلاً في الضغط يتسبب بسحب الهواء والوقود إلى حجرة الاشتعال التي في أعلى المكبس.
2 شوط الانضغاط: فما إن يبدأ المكبس بالصعود إلى الأعلى مرة أخرى فإنه بالقرب من أعلى الأسطوانة تنطلق شرارة شمعة الاشتعال لتشعل مزيج الوقود والهواء.
3 شوط الدوران: الانفجار الذي يحصل يدفع بعد ذلك المكبس إلى أسفل الاسطوانة ليدير عمود الدوران في الأسفل.
4 شوط العادم: بعد أن يصل المكبس إلى أسفل الاسطوانة يفتح صمام العادم لترسل الغازات المتبقية من اشتعال مزيج الوقود والهواء خارجاً إلى منظومة العادم عند صعود المكبس.
أعطال أجزاء المحرك
المكابس: تقوم الحلقات المثبتة على محيط الكبس كما ذكرنا سابقاً بفصل حجرة الاحتراق عن غلاف عمود الدوران، لكن هذه الحلقات وبمرور الزمن تبدأ بالتآكل وعندما يبدأ ذلك بالحصول فإنها تسمح للوقود والهواء بالامتزاج مع الزيت وتخفيفه، هذا التخفيف يقلل من قدرة الزيت على تزييت المحرك ويمكن أن يسبب له تآكلاً سابقاً لأوانه، كذلك فإنه إذا تآكلت الحلقات بشكل كبير فإنها ستسمح للزيت الموجود في غلاف عمود الدوران بالدخول إلى حجرات الاشتعال مما يتسبب بحرق الزيت وبالتالي ظهور الدخان الأبيض المائل إلى اللون البني من أنبوب العادم خلف السيارة، لذلك فإن كانت سيارتك تطلق هذا اللون من الغازات العادمة ولا يتوقف خروج هذه الغازات خلال الدقائق الأولى من التشغيل فلعل محرك السيارة يعاني من حلقات متآكلة، أما إذا كان هذا النوع من الدخان يتوقف بعد دقائق تأكد من ضبط مجموعة الصمامات.
عمود الدوران: يدور هذا العمود على محامل يمكن أن تتآكل بمرور الزمن. تقوم هذه المحامل بإسناد عمود الدوران وأذرع التوصيل التي تربط المكابس بعمود الدوران. في معظم الحالات يشير الطرق العالي المتوسط الشدة في المحرك إلى تآكل هذه المحامل وعادة ما يكون تصليحها مكلفاً ويتطلب الأمر إزالة عمود الدوران وتشغيل سطوحه الملامسة للمحامل أو حتى استبدال عمود الدوران بكامله. ولمنع حصول هذا النوع من الأعطال استعمل زيتاً عالي الجودة واستبدل الزيت حسب الفترات التي يوصى بها من قبل الشركة المصنعة للسيارة ( كل ثلاثة أشهر أو3000 ميل) وحافظ على مستوى الزيت ضمن الحدود الموصى بها.
مجموعة الصمامات: إذا كانت سيارتك تطلق دخاناً أبيض مائلا إلى اللون البني عند بدء اشتغال المحرك فلعل ما يعاني منه المحرك هو وجود تسرب في مانعات تسرب الصمامات seals.
فمانعات تسرب الصمامات تمنع تسرب الزيت الموجود فوق الصمام إلى حجرة الاحتراق التي في الأسفل وعندما تبدأ بالتلف فإنها يمكن أن تسمح للزيت بالتسرب إلى حجرة الاحتراق والتجمع هناك إلى أن تبدأ بتشغيل المحرك مرة أخرى. وعند اشتغال المحرك يتوقف تسرب الزيت لأن مانعات التسرب هذه تبدأ بالتمدد مع ارتفاع الحرارة وتغلق منطقة التسرب. ومن المشكلات الشائعة أيضاً انزلاق السلسلة الحديدية (أو حزام التوقيت المطاطي) أو حتى انكسارها مما يتسبب بتوقف عمود الكامات عن الدوران وبالتالي توقف المحرك عن العمل كون عمود الكامات يتحكم بفتح وغلق الصمامات. أما في حالة المحركات المتداخلة التي تكون فيها المكابس والصمامات قريبة جداً من بعضها البعض أثناء العمل فإنه عند توقف الصمامات عن العمل (أثناء كسر السلسلة الحديدية أو الحزام الناقل) واستمرار دوران عمود الدوران يمكن أن يتسبب ذلك بتحطم المكبس. ويمكن أن يتسبب هذا التحطم بأشياء أخطر للمحرك مثل كسر الصمام واعوجاج أذرع توصيل المكبس وتشقق المكابس أيضاً. وهذا هو السبب الذي يجعل معظم المصنعين ينصحون بتبديل سلسلة التوقيت أو الحزام المطاطي كل 60 ألف ميل.
وبما أن أحزمة التوقيت المطاطية تجف وتتشقق وتتلف بمرور الزمن لذلك فحتى لو كانت لم تصل إلى عمر تشغيلي يبلغ60 ألف ميل عليك أن تفكر بتبديلها عندما يبلغ عمرها ست سنوات.
نصائح للصيانة الوقائية
لتتفادى الأعطال الخطيرة في محرك سيارتك تذكر ما يلي:
1 تغيير زيت المحرك في أوقات منتظمة.
2 إعطاء المحرك الوقت الكافي ليسخن قبل قيادة السيارة وذلك الوقت ضروري لكي يصل زيت المحرك إلى جميع أجزائه، وهذا النقطة ضرورية أكثر في الجو البارد عندما يكون الزيت بارداً وأكثر لزوجة.
3 تبديل حزام التوقيت المطاطي أو السلسلة الحديدية حسب الفترات التي يوصي بها مصنعو السيارة.
4 إذا كان المحرك بشاحن توربيني ابقي المحرك دقيقة أو اثنتين ليبرد قبل إطفائه. فترة التبريد هذه تسمح للزيت بتدوير وتبريد محامل عمود الدوران، فالزيت يمكن أن يلتصق حول المحامل الساخنة ومن ثم يتسبب بمشكلات على الطريق.
5 إذا ما كنت تريد تبديل محرك سيارتك ناقش مزايا شراء محرك جديد مقارنة بمحرك قديم. إذا كنت تخطط لإبقاء سيارتك لديك لبعض الوقت فإن المحرك الجديد قد يكون الخيار الأفضل. أحياناً، المحركات الجديدة قد لا تكون غالية أكثر بكثير من تصليح محرك السيارة مما يجعلها الحل الأفضل.