المكونات الأساسية لمحرك السيارة ووظيفة كل جزء بالتفصيل
يُعتبر محرك السيارة القلب النابض لأي مركبة، فهو المسؤول عن تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود إلى طاقة ميكانيكية تدفع السيارة إلى الأمام.
ورغم أن تصميم المحرك يبدو معقدًا للوهلة الأولى، إلا أنه يتكوّن من مجموعة من الأجزاء المترابطة بدقة، لكل منها وظيفة محددة تضمن الأداء السلس والفعّال.
في هذا المقال سنتعرف بالتفصيل على أهم مكونات محرك السيارة مثل البلوك، المكبس، العمود المرفقي، رأس الأسطوانة، ونظام التبريد والتزييت.
ستتعلم كيف تعمل هذه الأجزاء معًا بانسجام مذهل لتوليد القوة وتحريك السيارة، سواء كان المحرك بنزينًا أو ديزلًا.
استعد لاكتشاف ما يدور داخل المحرك كلما ضغطت على دواسة الوقود!
1️⃣ البلوك (Engine Block)
يُعتبر من أهم وأثقل أجزاء المحرك، وغالبًا ما يُصنع من الحديد الزهر (Cast Iron) أو الألمنيوم (Aluminum Alloy) حسب نوع المحرك والغرض منه.
وظيفة البلوك الأساسية
البلوك هو الجزء الذي يحتوي على الأسطوانات (Cylinders) التي تتحرك داخلها المكابس (Pistons).
ويقوم بعدة وظائف أساسية:
- تثبيت مكونات المحرك مثل العمود المرفقي، أذرع التوصيل، ورأس الأسطوانة.
- توفير غرف الاحتراق غير المباشرة من خلال الأسطوانات.
- توزيع الزيت وسائل التبريد عبر قنوات مخصصة داخله لتقليل الاحتكاك وتبريد الأجزاء الساخنة.
- تحمل الضغوط العالية الناتجة عن احتراق الوقود داخل الأسطوانات.
الأجزاء التي يتكوّن منها بلوك المحرك
يحتوي البلوك على عدة مكونات أساسية مدمجة في جسم واحد:
🔹 1. الأسطوانات (Cylinders)
هي الفتحات الدائرية التي تتحرك داخلها المكابس صعودًا وهبوطًا.
عدد الأسطوانات يحدد نوع المحرك (3، 4، 6، 8 أسطوانات…).
يمكن أن تكون الأسطوانات مصفوفة في خط مستقيم (Inline) أو على شكل V أو Boxer (أفقي متقابل) حسب التصميم.
🔹 2. مجاري الزيت (Oil Passages)
هي قنوات دقيقة تمر داخل البلوك لتوزيع زيت المحرك على الأجزاء المتحركة مثل العمود المرفقي والمكابس لتقليل الاحتكاك والتآكل.
🔹 3. مجاري التبريد (Coolant Passages)
شبكة داخلية تمر فيها مياه التبريد القادمة من الرادياتور، تساعد في امتصاص الحرارة من جدران الأسطوانات وتمنع ارتفاع حرارة المحرك.
🔹 4. قواعد تثبيت العمود المرفقي (Main Bearing Journals)
أماكن مخصصة لتثبيت العمود المرفقي (Crankshaft) باستخدام محامل رئيسية (Main Bearings)، وهي التي تتحمل القوى الناتجة عن حركة المكابس.
🔹 5. سطح التثبيت العلوي (Deck Surface)
هو السطح العلوي المسطّح الذي يُركب عليه رأس الأسطوانة (Cylinder Head) ويتم إحكام الإغلاق باستخدام جوان الرأس (Head Gasket) لمنع تسرب الضغط أو السوائل.
المواد المستخدمة في تصنيع البلوك
🔸 الحديد الزهر (Cast Iron):
- قوي جدًا ويتحمل الحرارة والضغط.
- يستخدم عادة في المحركات الثقيلة أو الديزل.
- عيبه الأساسي هو الوزن المرتفع.
🔸 الألمنيوم (Aluminum Alloy):
- أخف وزنًا وأكثر كفاءة حرارية.
- يُستخدم في السيارات الحديثة لتحسين الأداء واستهلاك الوقود.
- يحتاج إلى تقوية إضافية عند نقاط التحمل العالية.
أشكال وتصميمات البلوك
تصميم البلوك يختلف حسب نوع المحرك:
- Inline (مستقيم): الأسطوانات مصطفّة في صف واحد.
- V-Type (على شكل حرف V): الأسطوانات موزعة على جانبي البلوك بزاوية.
- Boxer (أفقي متقابل): الأسطوانات تتقابل أفقيًا مما يخفض مركز الثقل ويحسّن الثبات.
كل تصميم له مميزاته من حيث القوة، الاتزان، والمساحة المطلوبة داخل حجرة المحرك.
المشكلات الشائعة في بلوك المحرك
تشققات البلوك (Cracked Block):
تحدث نتيجة ارتفاع حرارة المحرك أو تجمّد سائل التبريد.تؤدي إلى تسرب الزيت أو الماء إلى الأسطوانات.
تآكل الأسطوانات (Cylinder Wear):
بسبب ضعف التزييت أو دخول الأتربة، مما يقلل الضغط داخل الأسطوانة ويضعف الأداء.تسرب سائل التبريد أو الزيت (Leakage):
يحدث عند تلف الجوانات أو وجود تشققات دقيقة داخل مجاري السوائل.صيانة البلوك والعناية به
✅ تأكد دائمًا من مستوى سائل التبريد لتجنب ارتفاع الحرارة.
✅ استخدم زيت محرك مناسب ومعتمد من الشركة المصنعة.
✅ نظّف نظام التبريد دوريًا لتجنب تراكم الصدأ داخل المجاري.
✅ افحص تسربات الزيت والماء بانتظام لتفادي تلف مبكر للمحرك.
2️⃣ رأس الأسطوانة (Cylinder Head)
يُركّب هذا الجزء فوق بلوك المحرك (Engine Block) ويُغلق من الأعلى غرف الاحتراق (Combustion Chambers)، مما يجعل عملية الاحتراق محكمة وفعّالة.
وظيفة رأس الأسطوانة
يقوم رأس الأسطوانة بعدة وظائف حيوية داخل المحرك، منها:
- إغلاق الأسطوانات بإحكام لتشكيل غرفة الاحتراق الكاملة عند تركيب جوان الرأس (Head Gasket).
- التحكم في تدفق خليط الوقود والهواء داخل الأسطوانة عبر صمامات السحب (Intake Valves).
- إخراج غازات العادم الناتجة عن الاحتراق من خلال صمامات العادم (Exhaust Valves).
- تثبيت شمعات الإشعال (Spark Plugs) في محركات البنزين لإشعال الخليط.
- تثبيت حاقنات الوقود (Injectors) في محركات الديزل.
- توجيه سائل التبريد والزيت عبر قنوات داخلية لتبريد وتزييت الأجزاء المتحركة.
مكونات رأس الأسطوانة بالتفصيل
رأس الأسطوانة يتكوّن من عدة أجزاء دقيقة تعمل بتزامن تام:
🔹 1. غرفة الاحتراق (Combustion Chamber)
هي المنطقة التي يتم فيها احتراق خليط الوقود والهواء داخل كل أسطوانة.
تصميمها يؤثر بشكل مباشر على قوة المحرك، استهلاك الوقود، والانبعاثات.
هناك عدة أشكال لغرف الاحتراق (Hemispherical، Pentroof، Flat...) حسب نوع المحرك.
🔹 2. الصمامات (Valves)
تنقسم إلى نوعين:
- صمامات السحب (Intake Valves): تسمح بدخول خليط الوقود والهواء إلى غرفة الاحتراق.
- صمامات العادم (Exhaust Valves): تفتح لإخراج الغازات بعد الاحتراق.
كل صمام يتحكم به عمود الكامات (Camshaft) الذي يحدد توقيت الفتح والإغلاق بدقة.
🔹 3. النوابض (Valve Springs)
وظيفتها إعادة الصمام إلى وضع الإغلاق بعد أن يفتحه عمود الكامات، وتمنع تسرب الضغط أثناء الاحتراق.
🔹 4. عمود الكامات (Camshaft)
في بعض المحركات يكون داخل رأس الأسطوانة (OHC أو DOHC).
يتحكم في حركة الصمامات من خلال الحدبات (Cam Lobes)، ويُدار بواسطة سير التوقيت (Timing Belt) أو سلسلة التوقيت (Timing Chain).
🔹 5. حجرة شمعات الإشعال أو الحاقنات
- في محركات البنزين: تُركب شمعة الإشعال (Spark Plug) في منتصف غرفة الاحتراق لتوليد الشرارة.
- في محركات الديزل: تُركب بخاخات الوقود (Injectors) لتحقن الوقود تحت ضغط عالٍ داخل الهواء الساخن.
🔹 6. قنوات الزيت والتبريد (Oil & Coolant Passages)
تمر داخل رأس الأسطوانة قنوات دقيقة تسمح بتدفق الزيت لتزييت الصمامات وعمود الكامات، وسائل التبريد لامتصاص الحرارة الناتجة عن الاحتراق.
المواد المستخدمة في تصنيع رأس الأسطوانة
🔸 الحديد الزهر (Cast Iron):
يتميز بالمتانة وتحمل الحرارة العالية، ويُستخدم عادة في محركات الديزل أو المحركات القديمة.🔸 الألمنيوم (Aluminum Alloy):
خفيف الوزن، ويوفر تبريدًا أفضل، ويُستخدم في أغلب المحركات الحديثة لزيادة الكفاءة وتقليل استهلاك الوقود.أنواع تصاميم رأس الأسطوانة
SOHC (Single Overhead Camshaft):
يحتوي على عمود كامات واحد يتحكم في كل الصمامات.
DOHC (Double Overhead Camshaft):
يضم عمودَي كامات (واحد للسحب وآخر للعادم)، ويوفر أداءً أعلى واستجابة أفضل عند السرعات العالية.
OHV (Overhead Valve):
يحتوي على الصمامات في الرأس، لكن عمود الكامات يكون في البلوك وتُنقل الحركة بواسطة أذرع الدفع (Push Rods).
الأعطال الشائعة في رأس الأسطوانة
تلف جوان الرأس (Head Gasket Failure):
يؤدي إلى تسرب الزيت أو سائل التبريد بين البلوك والرأس، وغالبًا ما يُلاحظ من خلال دخان أبيض من العادم أو اختلاط الزيت بالماء.
تشققات الرأس (Cracked Cylinder Head):
تنتج عن ارتفاع درجة الحرارة، وتؤدي إلى فقدان الضغط وتسرب سائل التبريد.
تلف الصمامات أو النوابض:
قد يسبب فقدان الضغط في الأسطوانة، ضعف الأداء، أو اهتزاز المحرك.
انحناء الرأس (Warped Head):
يحدث نتيجة الحرارة الزائدة، ويؤدي إلى تسرب الضغط بين الأسطوانات.
صيانة رأس الأسطوانة ونصائح مهمة
✅ حافظ على مستوى سائل التبريد لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
✅ استخدم زيت محرك عالي الجودة للحفاظ على تزييت عمود الكامات والصمامات.
✅ افحص جوان الرأس بانتظام واستبدله عند ظهور تسربات.
✅ لا تترك المحرك يسخن أكثر من اللازم، فذلك أحد الأسباب الرئيسية لتلف الرأس.
3️⃣ المكبس (Piston)
يُعتبر المكبس (Piston) أحد أهم الأجزاء الميكانيكية داخل محرك الاحتراق الداخلي، فهو الجزء الذي يتحرك داخل الأسطوانة ليحوّل طاقة الاحتراق الحراري إلى طاقة ميكانيكية 🔥➡️⚙️.
يمكن تشبيهه بالقلب الذي ينبض باستمرار داخل المحرك 💓، إذ يصعد ويهبط آلاف المرات في الدقيقة الواحدة لإنتاج القوة التي تدير السيارة.
وظيفة المكبس
يقوم المكبس بعدة وظائف أساسية داخل دورة المحرك:
- ضغط خليط الهواء والوقود قبل عملية الاحتراق.
- استقبال ضغط الغازات المشتعلة وتحويله إلى حركة خطية نحو الأسفل.
- نقل الحركة إلى عمود المرفقي (Crankshaft) عبر ذراع التوصيل (Connecting Rod).
- المساعدة في سحب الهواء والوقود وطرد العادم أثناء دورات التشغيل الأربع (سحب – ضغط – احتراق – عادم).
مكونات المكبس الرئيسية
يتكوّن المكبس من عدة أجزاء دقيقة، صُممت لتتحمل الضغط والحرارة العالية جدًا داخل الأسطوانة:
🔹 1. رأس المكبس (Piston Crown)
هو الجزء العلوي الذي يتعرض مباشرة لحرارة الاحتراق.
شكله يختلف حسب تصميم غرفة الاحتراق ونوع المحرك (مستوي، مقعر، محدب).
كل شكل يساعد على تحسين كفاءة الاحتراق وتوزيع الضغط.
🔹 2. الأخاديد (Ring Grooves)
عبارة عن مجاري دائرية في جسم المكبس تُركّب فيها حلقات المكبس (Piston Rings).
وظيفتها منع تسرب الغازات أو الزيت بين الأسطوانة والمكبس.
🔹 3. حلقات المكبس (Piston Rings)
عادةً ما يكون هناك ثلاث حلقات لكل مكبس:
- 🔸 حلقات الضغط (Compression Rings): تمنع تسرب ضغط الاحتراق إلى الأسفل.
- 🔸 حلقة الزيت (Oil Ring): تنظف جدار الأسطوانة وتتحكم في كمية الزيت المتبقية.
هذه الحلقات ضرورية للحفاظ على الضغط المثالي داخل الأسطوانة ومنع استهلاك الزيت.
🔹 4. جسم المكبس (Piston Skirt)
هو الجزء الجانبي الذي يوجّه المكبس داخل الأسطوانة ويمنع ميلانه.
يُصمم بحيث يقلل الاحتكاك ويزيد من الثبات أثناء الحركة.
🔹 5. دبوس المكبس (Piston Pin / Gudgeon Pin)
يُثبت في الفتحة الجانبية للمكبس ويربطه بذراع التوصيل (Connecting Rod).
يُعتبر محور الحركة بين المكبس والذراع، ويجب أن يكون قويًا جدًا لتحمل القوى العالية.
المواد المستخدمة في صناعة المكبس
يُصنع المكبس عادةً من سبائك الألمنيوم (Aluminum Alloy) لخصائصها الممتازة في:
- خفة الوزن ✨
- مقاومة الحرارة العالية 🔥
- نقل الحرارة بسرعة من رأس المكبس إلى جدار الأسطوانة 💧
وفي بعض المحركات عالية الأداء أو الديزل الثقيلة، يُستخدم الفولاذ (Steel Pistons) لمقاومة الضغط الشديد.
دورة عمل المكبس داخل المحرك
خلال دورة التشغيل ذات الأربع أشواط، يتحرك المكبس داخل الأسطوانة كما يلي:
شوط السحب (Intake Stroke):
المكبس يتحرك للأسفل، مما يسمح بدخول خليط الهواء والوقود.
شوط الضغط (Compression Stroke):
المكبس يصعد للأعلى لضغط الخليط داخل غرفة الاحتراق.
شوط القدرة (Power Stroke):
يحدث الاحتراق، فيندفع المكبس بقوة نحو الأسفل مولّدًا الطاقة.
شوط العادم (Exhaust Stroke):
المكبس يصعد مجددًا لطرد الغازات المحترقة عبر صمام العادم.
المشاكل الشائعة في المكبس
احتراق رأس المكبس (Piston Burn):
يحدث بسبب ارتفاع الحرارة أو ضعف خليط الوقود.
كسر الحلقات (Broken Rings):
يسبب دخانًا أزرق من العادم واستهلاكًا كبيرًا للزيت.
تآكل المكبس أو الأسطوانة (Scuffing):
يحدث عند ضعف التزييت أو ارتفاع درجة الحرارة.
كسر المكبس (Piston Crack):
غالبًا نتيجة ضغط مفرط أو احتراق غير منتظم (Detonation).
نصائح للحفاظ على المكبس
✅ استخدم زيت محرك عالي الجودة لتقليل الاحتكاك.
✅ احرص على سلامة نظام التبريد لمنع ارتفاع الحرارة.
✅ لا تجهد المحرك قبل أن يسخن جيدًا.
✅ قم بفحص ضغط الأسطوانات بشكل دوري للتأكد من سلامة الحلقات والمكابس.