المحركات الخطية والتوربينية وأنواع ترتيب الأسطوانات

المحركات الخطية و التوربينية هي أشهر أنواع المحركات وأكثرها استخدامًا. إنها المكونات الأساسية لأي سيارة، وهي مسؤولة عن توفير الطاقة اللازمة لتحريك السيارة. هناك أنواع مختلفة من محركات السيارات تختلف من حيث التصميم وعدد الأسطوانات وكذلك نوع الأداء. في هذا المقال، نريد أن نقدم لكم أنواع ترتيب الأسطوانات في المحركات التوربينیه والخطية. ابقوا معنا.

المحركات الخطية والتوربينية

الإلمام بالمحركات الخطية والتوربينية

في بداية مقال المحركات الخطية والتوربينية، سنقدم أولاً مقدمة موجزة لهذين المحركين. ربما يمكنك أن تتخيل أن هناك عدة طرق لتجميع عدة أسطوانات معًا لبناء محرك. إن أبسط طريقة هي وضعهم جميعًا في صف واحد، وهو بالضبط ما نسميه المحرك الخطي؛ ولكن هناك أنواعًا أخرى من ترتيب الأسطوانات، وأكثرها شيوعًا على شكل حرف V. في ما يلي، سنشرح المزيد حول كيفية عمل المحركات الخطية وفوائد استخدامها.

المحرك الخطي (Inline Engine)

أقدم وأبسط طريقة لتركيب الأسطوانات هي فی المحركات الخطية. في هذه الحالة، يتم وضع جميع الأسطوانات واحدة تلو الأخرى وفي نفس الاتجاه وكتلة واحدة على طول العمود المرفقي. ليس من المبالغة القول إن ترتيب معظم المحركات رباعية الأسطوانات في العالم خطي.

المحرك الخطي (Inline Engine)

هذا النوع من ترتيب الأسطوانات متوازن تمامًا ويخلق درجة من البساطة الميكانيكية تجعله شائعًا للاستخدام في السيارات الاقتصادية. ومع ذلك، فإن هذا النوع من ترتيب الأسطوانات يعاني أحيانًا من اختلالات ثانوية، مما يتسبب في اهتزازات طفيفة في المحركات الأصغر، والتي تنتج أيضًا اهتزازات أكثر قوة مع زيادة حجم المحرك والطاقة؛ لذا، فإن المحركات الأكثر قوة المستخدمة في السيارات الكبيرة عادة ما يكون لها تصميمات أكثر تعقيدًا بأكثر من أربع أسطوانات.

في عالم تكنولوجيا السيارات، تُعرف هذه الأنواع من المحركات بمحركات الطاقة، وهذا هو سبب استخدام محركات الديزل أيضًا في هذا الترتيب. تسمى هذه المحركات الطاقویة -اصطلاحا- من حيث أن لديها القدرة على إنتاج عزم دوران مرتفع للغاية؛ في حين أن المحركات عالية السرعة لا تحسب في كثير من الأحيان. عادةً ما تكون المحركات المستقيمة رباعية الأسطوانات ذات استهلاك أقل للوقود مقارنة بالمحركات الأخرى، كما أن صيانتها أقل تكلفة من المحركات الأخرى. لهذا السبب، تم استخدام المحركات الخطية للسيارة لسنوات عديدة في مجموعة واسعة من المركبات الاقتصادية وغير المكلفة.

المحرك التوربيني (Turbine Engine)

في استمرار مقال المحركات الخطية والتوربینیة، سنتکلم عن المحرك التوربيني. في المحركات التوربينية، تميل الأسطوانات إلى بعضها البعض على شكل الحرف V بدلاً من الوقوف عموديًا على التوالي. يمكنك أن ترى هذا التصميم في ستة أو ثمانية أو عشرة اسطوانات. الغرض من ترتيب الأسطوانات بهذه الطريقة هو جعل مجموعة المحرك أصغر؛ لأنه في هذه الحالة ، يكون طول المحرك بشكل طبيعي أقل من الوضع الخطي.

المحركات التوربينية (Turbine Engine)

وغني عن البيان أن الرقم المجاور لاسم هذا النوع من المحركات يشير إلى العدد الإجمالي للأسطوانات؛ محرك V6 به 6 سلندرات ومحرك V8 به 8 سلندرات. المحركات التوربينية (المحرك علی شکل V)، مع إنتاج قوة وعزم دوران جيدين، هي أيضًا محركات سريعة، ويستخدم محرك العديد من السيارات الخارقة هذا الترتيب الأسطواني.

الفرق بين محركات الديزل ومحركات البنزين

سبب اختيار المحركات الخطية والتوربينية

تعطي المحركات الخطية الأولوية للكفاءة والفعالية من حيث التكلفة. المحركات الخطية أرخص في البناء وأبسط ميكانيكيًا ؛ نتيجة لذلك ، فهي خيار قابل للتطبيق لبناء مركبات اقتصادية.

من ناحية أخرى، تعتبر القوة والمساحة أولوية في المحركات ذات الشکل V. يمكن أن تستوعب هذه المحركات المزيد من المكابس في مساحة أصغر وتنتج المزيد من عزم الدوران بسبب طريقة دمج الأسطوانات.

مزايا المحركات الخطية والتوربينية

مزايا المحركات الخطية

  • وزن أقل – استخدام زوج واحد فقط من أعمدة الكامات(Camshafts) يقلل من وزن المحرك.
  • إهدار أقل للطاقة – في هذه المحركات ، تكون الأجزاء المتحركة أقل من المحركات التي تحتوي على بنوك متعددة الأسطوانات. هذا يعني إهدار طاقة أقل.
  • توازن جيد – لأن المكبسين الخارجيين يتحركان في الاتجاه المعاكس للمكبسين الداخليين.
  • سهولة الإصلاح – يوفر الهيكل البسيط للمحرك ، بالإضافة إلى وضع رأس الأسطوانة في أعلى نقطة في المحرك ، وصولاً سهلاً إلى الصمامات.
  • انخفاض تكاليف التصنيع لشركات صناعة السيارات.
المحركات التوربينية

مزايا المحركات التوربينية

  • أصغر – هذه المحركات مدمجة ويمكن استخدامها بسهولة في سيارات الدفع الرباعي والدفع الخلفي.
  • إنها تنتج عزم دوران أقصى بسرعات منخفضة.
  • لديهم تصميم أقوى وأکثر استحکاماً.
  • تتناسب بشكل أفضل علی الهيكل المعدني.
  • لديهم المزيد من المرونة والتغييرات في هذه المحركات أسهل.

عيوب المحركات الخطية والتوربينية

بعد التعرف على مزايا ونقاط قوة المحركات الخطية، حان الوقت للتعرف على عيوب المحركات الخطية والشاحن التوربيني:

عيوب المحركات الخطية

  • نادراً ما يزيد حجم المحرك الخطی رباعي الاسطوانات علی 2.5 إلى 3.0 لتر.
  • تتطلب المحركات الأكبر ذات الأربع أسطوانات عادةً أعمدة متوازنة للتخلص من الاهتزازات الناتجة عن اختلال التوازن الثانوي.
  • تتميز المحركات الخطية بمركز ثقل أعلى من المحركات المسطحة الأخرى.
  • قوة المحركات الخطية أقل من قوة المحركات المسطحة.

عیوب المحرکات التوربینیة

  • لديهم تكلفة وتعقيد ووزن أكبر.
  • نظرًا لوجود المزيد من الأجزاء المتحركة ، فإن لديهم خمول إضافي(additional rotational inertia) واحتكاك دوراني(friction).
  • لديهم مركز ثقل أعلى من المحركات المسطحة.
  • غالبًا ما تكون تكلفة إصلاحها أكثر من المحركات الخطية.
  • لديهم خلل ثانوي بسبب فرض الوزن الزائد على العمود المرفقي.
  • من الصعب الضبط الدقيق للصمامات في هذه المحركات.

مقارنة استهلاك الوقود في المحركات التوربينية والخطية

فيما يتعلق بمقارنة استهلاك الوقود للمحركات الخطية والشاحن التوربيني، لا يمكن تقديم إحصائيات دقيقة؛ لأنه بفضل التقنيات الجديدة  وقوانين الوقاية البيئية الحكومية، خضعت المحركات التي تعمل بشاحن توربيني لتغييرات كبيرة أدت إلى تقليل التلوث واستهلاك الوقود بشكل كبير. بالطبع، لا ينبغي التغاضي عن هذه الحقيقة، كما هو معتاد، ستؤدي الزيادة في عدد الأسطوانات وحجم المحرك في النهاية إلى زيادة استهلاك الوقود.

مقارنة تكاليف صيانة المحركات الخطية والمحركات التوربينية

كما ذكرنا أعلاه، فإن المحركات الخطية، على الرغم من بساطتها، أسهل وأقل تكلفة في الإصلاح. على الرغم من نوع الترتيب والحساسية الأكثر، تحتاج المحركات ذات الشحن التوربيني أيضًا إلى مزيد من العناية والصيانة مقارنة بالمحركات الخطية؛ ما هو واضح، مع ذلك، هو أنه لا توجد نتائج معملية متاحة حول حقيقة أن أيا من المحركات أقل تضررا، ويمكن استخدامها لسنوات عديدة مع العناية والصيانة المناسبة والمبدئية لأي نوع من المحركات.

أخيرًا ، هناك أنواع أخرى من ترتيبات المحركات في العالم، مثل الترتيب الخطي الجناغي أو ترتيب الـ VR، والترتيب على شكل حرف W ، والترتيب المسطح والشعاعي للأسطوانات أو النجمي في العالم ، وهي ليست شائعة جدًا.

منشور ذات صلة
صحن القابض 6 Minutes

كل شيء عن صحن القابض

أمير مقدم

وفقا للتعريف العام، فإن القابض هو أداة تنقل الحركة الدورية من جیر إلى جیر أخر. في الواقع، فإن القابض هو واجهة الاحتكاك بين الصندوق الجیر والمحرك، والذي ينقل مبدئيا إنتاجية المحرك في صندوق الجیر، ثم يتم نقله إلى العجلات بحضور أنظمة أخرى.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

السلة