مصطلحات المحركات الصغيرة

عندما نتحدث عن " المحركات الصغيرة "، فإننا نشير إلى فئة من المحركات التي تقل قوتها عادةً عن 25 حصانًا. إنها مصادر طاقة صغيرة الحجم وفعالة، تُشغّل جميع أنواع الآلات من حولنا. من جزازات العشب إلى الدراجات النارية، ومن المولدات الكهربائية المحمولة إلى جرارات الحدائق، تلعب هذه المحركات الصغيرة دورًا أساسيًا في حياتنا اليومية.

يُعدّ فهم مصطلحات المحركات الصغيرة أمرًا بالغ الأهمية لكل من يستخدم أو يشتري أو يُصلح الآلات التي تعمل بهذه المحركات. فالإلمام بهذه المصطلحات سيُمكّنك من فهم كيفية عمل هذه المحركات بشكل أفضل، وتشخيص الأعطال، والتواصل بفعالية مع فنيي الصيانة، بل وحتى إجراء بعض الإصلاحات البسيطة بنفسك.

في هذه المقالة، سنلقي نظرة فاحصة على مصطلحات المحركات الصغيرة. يُبسّط موقع BISON المصطلحات المعقدة إلى شروحات سهلة الفهم. سيوفر هذا المعجم دليلاً شاملاً لكل من المبتدئين والخبراء في هذا المجال.

أنواع المحركات الصغيرة

• محرك ثنائي الأشواط : يُكمل هذا المحرك دورة طاقة واحدة من خلال شوطين للمكبس خلال دورة واحدة فقط لعمود المرفق. باختصار، يُنجز المهمة بأكملها في خطوتين فقط - السحب، والضغط، والاحتراق، والعادم، مما يجعله عالي الكفاءة. غالبًا ما تجد محركات ثنائية الأشواط في معدات مثل المناشير الآلية والدراجات المائية.

• محرك رباعي الأشواط : على عكس المحرك ثنائي الأشواط، يُكمل هذا المحرك دورة الطاقة عبر أربعة أشواط للمكبس: السحب، والضغط، والاحتراق (الطاقة)، ​​والعادم. بمعنى آخر، يتطلب أربع خطوات لإنجاز ما يُنجزه المحرك ثنائي الأشواط بخطوتين فقط. هذا يُقلل من استهلاك الوقود والانبعاثات. تُستخدم المحركات رباعية الأشواط بشكل شائع في أدوات مثل جزازات العشب والسيارات.

• محرك الديزل : تستخدم محركات الديزل حرارة الهواء المضغوط لإشعال الوقود. وهي معروفة بكفاءتها ومتانتها. قد تجد محركات ديزل صغيرة في بعض أنواع المولدات أو الآلات الثقيلة.

• محرك البنزين : يُعرف أيضًا بمحرك البنزين، ويستخدم هذا المحرك شرارةً لإشعال الوقود. تُشعل الشرارة الصادرة من شمعة الإشعال خليط الهواء والوقود في غرفة الاحتراق، مما يدفع المكبس إلى الأسفل ويولد الطاقة. تُستخدم محركات البنزين الصغيرة عادةً في الأدوات الكهربائية المحمولة وبعض المركبات.

• محرك الصمامات العلوية (OHV) : في محرك الصمامات العلوية، تقع الصمامات فوق غرفة الاحتراق في رأس الأسطوانة. يتيح هذا التصميم تحكمًا مباشرًا أكثر في الصمامات، مما يؤدي إلى استجابة أسرع للصمامات وتحسين كفاءة استهلاك الوقود. تُستخدم محركات الصمامات العلوية على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الآلات، بما في ذلك السيارات وجزّازات العشب.

• محرك ذو عمود كامات علوي (OHC) : تقع صمامات محرك OHC في رأس الأسطوانة، ولكن عمود الكامات الذي يتحكم في فتح وإغلاق الصمامات يقع أيضًا في رأس الأسطوانة وليس في كتلة الأسطوانات. يُحسّن هذا التصميم أداء المحرك وكفاءته عند السرعات العالية. تُستخدم محركات OHC بشكل شائع في السيارات والدراجات النارية.

مصطلحات شائعة حول المحركات الصغيرة

تُستخدم هذه المصطلحات غالبًا لوصف مواصفات وأداء المحرك. دعونا نشرحها بالتفصيل:

• القطر الداخلي : يشير هذا المصطلح إلى قطر الأسطوانة في المحرك. وهو عامل حاسم، إلى جانب شوط المكبس، يحدد سعة المحرك.

• نسبة الانضغاط : هي نسبة حجم غرفة الاحتراق عندما يكون المكبس في أسفل شوطه إلى حجمها عندما يكون في أعلى شوطه. يمكن أن تؤدي نسبة الانضغاط الأعلى إلى زيادة كفاءة استهلاك الوقود وقوة المحرك، ولكنها قد تتطلب أيضًا استخدام وقود ذي رقم أوكتان أعلى.

• الإزاحة : هي الحجم الكلي لجميع أسطوانات المحرك، وتُقاس عادةً بالسنتيمتر المكعب (سم³) أو اللتر (لتر). تُحسب الإزاحة بضرب عدد الأسطوانات في مساحة الأسطوانة (بناءً على قطرها) في طول الشوط. تُعطي الإزاحة فكرةً عن حجم المحرك وقدرته.

• القدرة الحصانية : هي وحدة قياس تُستخدم للدلالة على الطاقة التي يُنتجها المحرك. يُعادل الحصان الواحد الطاقة اللازمة لرفع 250 كيلوغرامًا (550 رطلًا) مسافة 30 سنتيمترًا (قدمًا واحدة) في ثانية واحدة. كلما زادت القدرة الحصانية للمحرك، زادت كمية العمل التي يُمكنه إنجازها خلال فترة زمنية مُحددة.

• الشوط : في سياق المحركات، يشير الشوط إلى حركة المكبس الكاملة على طول الأسطوانة، في أي اتجاه. ويحدد عدد الأشواط في دورة واحدة ما إذا كان المحرك ثنائي الأشواط أو رباعي الأشواط.

• عزم الدوران : هو قوة الالتواء التي ينتجها المحرك.

ستة أنظمة من المحركات الصغيرة

تتكون محركات الغاز الصغيرة من أنظمة فردية تعمل معًا لإنتاج الكهرباء. يحتوي كل نظام على عدة مكونات. تتطلب محركات الاحتراق الداخلي ستة أنظمة: العادم، والوقود، والإشعال، والتبريد، والاحتراق، والتشحيم.

نظام العادم

• مشعب العادم : يقوم مشعب العادم بتجميع غازات العادم من عدة أسطوانات في أنبوب واحد. ووظيفته هي توجيه غازات العادم إلى موقع مركزي واحد، وهو باقي نظام العادم، ليتم طردها بأمان.

• أنبوب العادم : الجزء الأخير من نظام العادم، حيث يتم إطلاق غازات العادم النظيفة والمخففة في الغلاف الجوي.

• كاتم الصوت : يقلل الضوضاء. يُثبّت على المحرك بمسامير أو لولبية

نظام الوقود

• حاقن الوقود : تُعدّ حاقنات الوقود جزءًا أساسيًا من المحركات الحديثة. فهي تُوصل الوقود إلى أسطوانات المحرك بدقة متناهية وعلى شكل رذاذ، ليتم إشعاله بعد ذلك لتشغيل المحرك. ويجب أن تُوصل الحاقنة الوقود في الوقت المناسب، وبالكمية المناسبة، وبالنمط المناسب لضمان احتراق فعّال.

• مضخة الوقود : تتمثل وظيفة مضخة الوقود في نقل الوقود من الخزان إلى المحرك. ويجب أن تعمل تحت ضغط عالٍ (لأنظمة حقن الوقود) أو ضغط منخفض (لأنظمة المكربن)، بحيث يصل الوقود إلى البخاخات أو المكربن ​​بشكل منتظم وسلس.

• خط الوقود : الخط الذي يتم من خلاله نقل الوقود من الخزان إلى المكربن.

• خزان الوقود : يُخزَّن فيه وقود المحرك. غالبًا ما يحدد حجم خزان الوقود مدة تشغيل المحرك قبل الحاجة إلى إعادة التعبئة. وهو مصمم لتزويد المكربن ​​بالوقود.

نظام الإشعال

• البطارية : تخزن الطاقة الكهربائية إلى حين الحاجة إليها لتشغيل الأجهزة.

• الجزء الثابت : يُعد الجزء الثابت مكونًا أساسيًا في نظام الإشعال للمحركات الصغيرة. وهو جزء من المولد الكهربائي ويعمل مع الجزء الدوار لتوليد الكهرباء. يستخدم ملف الجزء الثابت مغناطيسًا دائمًا لإنتاج مجال مغناطيسي للمولد الكهربائي الصغير.

• ملف الإشعال : يُعد هذا المكون جزءًا أساسيًا من نظام الإشعال في المحرك. فهو يحول الجهد المنخفض للبطارية إلى آلاف الفولتات اللازمة لتوليد شرارة كهربائية في شمعات الإشعال، مما يؤدي إلى إشعال الوقود.

• شمعة الإشعال : شمعة الإشعال مسؤولة عن إشعال خليط الهواء والوقود في غرفة احتراق المحرك. تقوم بذلك عن طريق نقل الطاقة الكهربائية من نظام الإشعال، مما يُنتج شرارة.

• بادئات التشغيل بالسحب : يتم تشغيل المحرك بسرعة عالية لبدء تشغيل النظام. توجد في منتجات مثل المناشير الآلية، وجزّازات العشب، وآلات إزالة الأعشاب الضارة.

نظام التبريد

• المحركات المبردة بالهواء : يعتمد المحرك المبرد بالهواء على دوران الهواء مباشرة فوق زعانف تبديد الحرارة أو المناطق الساخنة من المحرك لتبريدها من أجل الحفاظ على المحرك ضمن درجات حرارة التشغيل. 

• المحركات المبردة بالسوائل : يستخدم المحرك المبرد بالسوائل سائل تبريد (عادةً ما يكون خليطًا من الماء ومضاد التجمد) لنقل الحرارة من المحرك إلى المبرد حيث يتم تبديد الحرارة في الغلاف الجوي.

• المراوح : يتم تبريد معظم المحركات الصغيرة بالهواء باستخدام مراوح موجودة خارج غرفة الاحتراق.

• دولاب الموازنة : يقع فوق المحرك. وله غطاء معدني يُسمى غطاء المروحة. يعمل كالمروحة لتبريد المحرك.

• غطاء المروحة : يقع حول دولاب الموازنة. ويهدف إلى توجيه الهواء عبر غطاء المروحة لتبريد المحرك.
  

نظام التشحيم

• حوض الزيت : يقع حوض الزيت، المعروف أيضاً باسم خزان الزيت، في أسفل المحرك. وهو بمثابة خزان لزيت المحرك. عندما يكون المحرك متوقفاً، يعود الزيت إلى الحوض حيث يتم تجميعه وتخزينه.

• مضخة الزيت : تُعد مضخة الزيت مكونًا أساسيًا في نظام تزييت المحرك. وتتمثل وظيفتها في سحب الزيت من حوض الزيت وضخه في جميع أنحاء المحرك لتزييت وتبريد وتنظيف الأجزاء المتحركة.

• فلتر الزيت : يزيل الملوثات التي تدور في الزيت.

نظام الاحتراق

• المكربن : يخلط الوقود بالهواء للاحتراق.

• كتلة الأسطوانات : يجب صب كل كتلة أسطوانات في قالب للحصول على أفضل مظهر لها لضمان التشغيل السليم. تحتوي كتلة الأسطوانات على جميع أجزاء المحرك الصغير. أما سطحها الخارجي فيعمل على تبديد الحرارة من خلال زعانف مصنوعة من سبائك الألومنيوم. الأسطوانة المفردة هي النوع الشائع في معظم المحركات الصغيرة. مع ذلك، تحتوي أجزاء أخرى من المحركات الصغيرة على أسطوانات متعددة؛ وأكثرها شيوعًا هي الأسطوانات المتراصة، والمتقابلة، والمشكل على هيئة حرف V.

• رأس الأسطوانة : تحتوي العديد من المحركات الصغيرة على غرفة احتراق. يتم تثبيت حشية رأس الأسطوانة في الجزء العلوي منها، والذي يُسمى رأس الأسطوانة. ويوجد شمعة الإشعال داخل رأس الأسطوانة. 

• المكبس : يُصنع من الفولاذ المصبوب أو الألومنيوم. يُثبّت المكبس على ذراع التوصيل بواسطة مسمار، ويُحكم ربطه في مكانه بمشابك تثبيت. قد يحتوي المكبس على حلقة واحدة إلى ثلاث حلقات. تُستخدم الحلقات العلوية للضغط. تُعرف الحلقة السفلية بحلقة الزيت. تحتوي محركات الأشواط الأربعة فقط على حلقات زيت. لا يمكن لهذه الحلقة الدوران لأن مسمارًا داخل أخدود الحلقة يمنع أي دوران.

• الصمامات : تُصنع الصمامات من فولاذ عالي الجودة، وتوجد على كتلة الأسطوانات ومانع التسرب. يعمل صمام السحب وصمام العادم على تحسين تدفق الهواء داخل المحرك. صمام السحب أكبر من صمام العادم.

• فلتر الهواء : يُعرف أيضًا باسم فلتر الهواء ، وهو مُكوّن يُنقي الهواء الداخل إلى المحرك لعملية الاحتراق. يُزيل الغبار وحبوب اللقاح وغيرها من الجزيئات العالقة في الهواء التي قد تُلحق الضرر بالمحرك. يضمن فلتر الهواء النظيف حصول المحرك على كمية كافية من الهواء النظيف ليختلط بالوقود من أجل احتراق فعال.

• الأسطوانة : يوجد جدار داخلي يُسمى جدار الأسطوانة. يتناسب هذا الجدار مع المكبس بدقة وفقًا للقطر المُصنّع. يتميز الجدار الداخلي بنعومته الفائقة، مما يسمح للمكبس والحلقات بالعمل بسلاسة.

• ذراع التوصيل : يربط ذراع التوصيل عمود المرفق بالمكبس. يربط مسمار المكبس المكبس بمسمار المكبس ويُثبّت بمشبك. قد يكون هناك ذراع توصيل واحد أو اثنان. يمكن إزالة الجزء السفلي في الوحدات المكونة من قطعتين.

• حشية رأس الأسطوانة : تقع حشية رأس الأسطوانة بين الأسطوانة ورأسها، وتعمل على إحكام إغلاق الأسطوانة. تتمثل وظيفة حشية رأس الأسطوانة في الحفاظ على الضغط داخل غرفة الاحتراق. يجب أن يتحمل هذا الجزء درجات حرارة عالية.

• علبة المرافق : عمود المرفق هو الجزء الدوار من المحرك، ويقع داخل علبة المرافق. تعمل علبة المرافق على تنظيم حركة المكبس صعودًا وهبوطًا ودورانًا. تحتوي على أثقال موازنة ثقيلة لتحقيق التوازن، وتستقر بزاوية 90 درجة على الأسطوانة.

• عمود الكامات : يُعد عمود الكامات جزءًا أساسيًا من المحرك، فهو يتحكم في توقيت فتح وإغلاق الصمامات. وهو عبارة عن قضيب مزود بفصوص متعددة (كامات) تدفع الصمامات أثناء دورانها، مما يسمح بدخول الوقود والهواء إلى غرفة الاحتراق.

• نابض الصمام : يُبقي الصمامات مغلقة، مما يضمن إحكام الإغلاق والحفاظ على الضغط على عمود الكامات. ويمنع عمود الكامات من التذبذب.

خاتمة

يُعدّ فهم مصطلحات المحركات الصغيرة أمرًا بالغ الأهمية لكل من يرغب في صيانة أو إصلاح أو فهم الآلات التي تُشغّل العديد من أجهزتنا الخارجية. سواء كنت تسعى لتحسين الكفاءة أو كنت صاحب منزل ترغب في إطالة عمر أجهزتك، فإن هذه المعلومات ستكون مفيدة بلا شك. 

من خلال البقاء على اطلاع وثقة في لغة المحركات الصغيرة، ستحافظ على معداتك في حالة عمل جيدة.