الرحيم
الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف
الأنبياء والمرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين
الاخوة الافاضل
السلام عليكم ورحمة الله
وبركاته
نقدم موضوعاً بعون من الله
وتوفيقه:
ميكانيك السيارات
1.
مقدمة عن السيارات
يمكن تصنيف السيارات من حيث الغرض منها
إلى ثلاث مجموعات :
* المجموعة الأولى : يدخل فيها كل
السيارات المخصصة لنقل الركاب , بما فيها الأوتوبيسات ..
*
المجموعة الثانية : ويدخل فيها عربات النقل واللوارى التى قد تجهز وفقاً
لاستخدماتها .
* المجموعة الثالثة : ويدخل فيها المركبات
الخاصة , مثل العربات ذات الأوناش , التى تستخدم على نطاق واسع فى مجالات الصناعة
والتشييد والبناء .
وبالرغم من تعدد الأغراض التى
تستخدم من أجلها السيارات , إلا أن هذه السيارات جميعها تعمل بنظرية واحدة
.
و الوحدة المختصة بتوليد القوى فى السيارة هي محرك
الإحتراق الداخلى الذى يغذى بالوقود السائل (البنزيت أو زيت الديزل) , فيمده
بالقدرة اللازمة للمحرك , وتنتقل الحركة من المحرك , عن طريق مجموعات نقل الحركة
(الدبرياج , صندوق التروس , عمود الكردان , الكرونة , مجموعة إدارة المحاور) إلى
العجلات المديرة - إما من العجلتين الأماميتين , أو إلى العجلتين الخلفيتين
.
ويتكون هيكل السيارة( الشاسيه) أومجموعات الحركة
(الإطار المعدنى , المحاور , ومجموعة التعليق , والعجلات , وجهاز القيادة والتوجيه
, والفرامل , ومجموعة العادم , ) .
. مقدمة عن كيفية
عمل المحرك
عند إحتراق الوقود داخل المحرك تتحول الطاقة
الكيميائية المختزنة بالوقود مباشرة إلى طاقة حركية . ففى أثناء عملية الإحتراق
تتكون الغازات التى تأخذ فى التمدد فى كل إتجاه مسببة نشوء ضغط عالى . ويستفاد من
هذا الضغط العالى ميكانيكياً فى تحريك الأجزاء والمكونات المختلفة للمحرك
.
والشكل التالى يوضح المكونات الرئيسية لمحرك بنزين (
رباعى الأشواط ) :
يختلط الوقود السائل بالهواء ويذرى جزئياً فى
المغذى (الكاربوراتير ) , فى جميع محركات البنزين , ثم يسحب ( يشفط ) هذا الخليط
إلى الأسطوانات - نتيجة لتحرك الكباسات إلى أسفل - حيث يشتعل داخلها بواسطة شموع
الشرر (البوجيهات).
حيث ينزلق كل كباس (بيستون) داخل
أسطوانة نتيجة دفع الغازات الممتدة له , فيضغط هو بالتالى على العمود المرفقى
(الكرنك) ناقلاً إليه الحركة عن طريق ذراع التوصيل (البيل) . وبذلك تتحول الحركة
الترددية للكباس إلى حركة دورانية فى العمود المرفقى .
وتزود الكباسات بحلقات ( شنابر) لزيادة الإحكام بين الكباسات وبين جدران
الأسطوانات ، ومنع إلتصاقها ( زرجنتها ) ببعضها البعض .
وتتصل النهاية الصغرى لذراع التوصيل (البيل) بالكباس بواسطة بنز الكباس الذى
يمكنها من الحركة الدائرية كذلك .
وتركب الحدافة (الفولان)
فى مؤخرة العمود المرفقى , وهى تعمل على تنظيم وسلامة دوران المحرك , كما أنها تجهز
بإطار مسنن (ترس) للتعشيق بالترس الصغير ( البنيون ) الخاص بمبدئ الحركة (المارش) .
ويطلق على مجموعة الكباس وبنز الكباس وذراع التوصيل والعمود المرفقى والحدافة , اسم
مجموعة العمود المرفقى .
ويتم التحكم بوساطة الصمامات فى
دخول خليط الوقود والهواء إلى الأسطوانات وخروج الغازات المحترقة منها , وتتحرك
الصمامات عن طريق عمود الكامات (الحدبات) الموجود عادة فى علبة المرفق . وتكوّن
الصمامات وعمود الكامات ووسيلة إدارته ما يعرف باسم مجموعة التحكم فى المحرك
.
ويغلق قاع علبة المرفق بحوض الزيت ( الكارتير) الذى يعمل
فى الوقت نفسه على الاحتفاظ بالزيت اللازم للتزييت . ويتصل هذا الحوض بعلبة المرفق
إتصالاً محكماً يكفل عدم تسرب الزيت من سطح الاتصال .
أما
المولد (الدينامو) فيوجد خارج جسم المحرك ويستمد منه حركته . وعندما يدور المحرك
بسرعته الكافية يعمل المولد على الإمداد بتيار الإشعال , وتغذية بقية مستهلكات
التيار , وشحن البطارية الإختزانية .
وأما مبدئ الحركة
(المارش) فعبارة عن متور كهربائى صغير يبرز منه - عند تشغيله - ترس صغير( بنيون)
يعشق بالإطار المسنن المركب بالحدافة ويديره , فتدور بالتالى مجموعة العمود المرفقى
كلها .
ويطلق على أعلى موضع للكباس فى الأسطوانة اسم النقطة
الميتة العليا , بينما يعرف أدنى موضع له باسم النقطة الميتة السفلى , والمسافة
المقطوعة بين هذين الموضعين هو شوط الكباس (المشوار) . ويسمى الحجم المزاح فى هذا
الشوط باسم إزاحة الكباس (الإزاحة).
والشوط هو حركة الكباس مرة واحدة من إحدى
النقطتين الميتتين إلى النقطة الميتة الأخرى . أما حيز الإنضغاط فهو الحيز المحصور
بين الكباس وهو فى النقطة الميتة العليا وبين رأس الأسطوانة .
وفى حيز الإنضغاط ينضغط خليط الوقود والهواء عندما يتحرك الكباس إلى أعلى ,
ثم يشتعل بالشرارة الكهربية .
والشوط فى المحرك الرباعى (ذى
الدورة الرباعية الأشواط) هو المسافة المقطوعة بين النقطة الميتة العليا والنقطة
الميتة السفلى (أو العكس) .
وفى كل شوط يدور العمود المرفقى
بمقدار نصف لفة . وتقطع فى الدورة التامة الأشواط الأربعة التالية
:
شوط السحب (الشفط) :
يسحب
الكباس معه - فى أثناء تحركه إلى أسفل - خليط الوقود والهواء عن طريق صمام السحب
المفتوح . فى حين يكون صمام العادم مغلقاً , ويغلق صمام السحب بمجرد وصول الكباس
إلى النقطة الميتة السفلى , وبذلك ينتهى الشوط الأول . وفى هذه الحالة يكون العمود
المرفقى قد أتم نصف لفة .
شوط الإنضغاط
:
ينضغط خليط الوقود والهواء عندما يتحرك الكباس إلى أعلى
للوصول إلى النقطة الميتة العليا , فى حين يكون الصمامان مغلقين , وعندئذ يكون
العمود المرفقى قد أتم لفة كاملة .
شوط القدرة (الاحتراق)
:
يتم الإشعال بعد لحظات من وصول الكباس إلى النقطة الميتة
العليا , فيحترق الخليط المنضغط , وتتمدد الغازات بفعل الحرارة الناتجة من الاحتراق
, فتدفع الكباس إلى أسفل , بينما يظل الصمامان مغلقين . وحينئذ يكون العمود المرفقى
قد دار بمقدار لفة ونصف اللفة .
شوط العادم
:
يتحرك الكباس - بعد إنجاز عمله - إلى أعلى , اتجاه
النقطة الميتة العليا , دافعاً أمامه الغازات المحترقة لكسحها خارج الأسطوانة عن
طريق صمام العادم المفتوح .
وبمجرد وصول الكباس إلى
النقطة الميتة العليا يغلق صمام العادم , ويفتح فى الوقت نفسه صمام السحب , وفى هذه
الحالة يكون العمود المرفقى قد أتم لفتين كاملتين .
ولتحقيق أقصى إستفادة ممكنة من الوقود , وللحصول على أحسن أداء , ينبغى عدم
فتح أو غلق الصمامات , أو أو إجراء عملية الإشعال عندما يكون الكباس فى أى من
النقطتين الميتتين , العليا والسفلى . ولكفالة الأداء الجيد للمحرك - حتى السرعات
العالية - ينبغى , فى شوط السحب أن يكون صمام السحب مفتوحاً جزئياً قبل أن يبدأ
الكباس فى التحرك إلى أسفل .
ومن الضرورى إجراء ذلك
لضمان ملء الأسطوانة بالكامل من الخليط الجديد دون أن تعترض طريقه أى عوائق أو
إختناقات - حتى عند أقصى سرعة للكباس .
كما أن للوصول
إلى أداء جيد للمحرك عند السرعات العالية , يلزم إدخال أكبر شحنة من الخليط فى
الأسطوانة , ولذلك يظل صمام السحب مفتوحاً عدة لحظات بعد وصول الكباس إلى النقطة
الميتة السفلى , أى حتى عند بداية حركة الكباس إلى أعلى , لكفالة ملء الأسطوانة
بأقصى شحنة ممكنة من خليط الوقود والهواء الذى يتجه دائماً إلى أعلى نتيجة طاقته
الحركية .
ويحدث المثل فى نهاية شوط العادم , فيفتح
صمام العادم جزئياً قبل نهاية شوط القدرة , أى قبل وصول الكباس إلى النقطة الميتة
السفلى , ليسمح للغازات التى ما زالت تحت ضغط , بالتحرر بسرعة والهرب من العادم .
ونتيجة لذلك يدفع الكباس الغازات المحترقة بأدنى ضغط مضاد (الذى يعتبر فقداً فى
القدرة ) .
وللتخلص من الغازات المتبقية بعد إتمام شوط
العادم يظل صمام العادم مفتوحاُ بعد أن يترك الكباس موضع النقطة الميتة العليا , أى
فى الوقت نفسه الذى يكون فيه صمام السحب مفتوحاً .
وبذلك يتم كسح فراغ الإحتراق بأقل فقد ممكن فى خليط الوقود والهواء الجديد
المعد للإحتراق .
. مكونات المحرك
1ً . 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
.
. مكونات المحرك
