عندما نسمع صوت المحرك أو نشعر بقوة السيارة أثناء القيادة، يكون السيليندر Cylinder هو الجزء المسؤول عن تحويل هذا الصوت وهذه القوة إلى تجربة قيادة وحركة السيارة. يُعد السيليندر العنصر الأساسي في محرك السيارة، حيث يمثل مركز العمليات الحرارية والكيميائية التي تحول الوقود إلى طاقة. لكن كيف يعمل هذا الجزء الحيوي؟ ولماذا يُعد تصميمه وتوزيعه من العوامل الحاسمة في أداء السيارة؟
ما هو السيليندر؟
السيليندر هو الجزء الرئيسي في محرك الاحتراق الداخلي للسيارة، وهو عبارة عن غرفة أسطوانية الشكل تحتوي على المكبس Piston الذي يتحرك صعودًا وهبوطًا لتحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق الوقود إلى طاقة ميكانيكية. تُصنع السيلندرات عادةً من مواد قوية مثل الحديد الزهر أو الألمنيوم لتتحمل درجات الحرارة والضغط العاليين الناتجين عن عملية الاحتراق.
يمكن أن يحتوي المحرك على عدد مختلف من السيلندرات، مثل، سيليندر واحد Single Cylinder في المحركات الصغيرة مثل الدراجات النارية، 4 سيليندرات في السيارات الاقتصادية، 6 و8 سيليندرات أو أكثر في السيارات الرياضية والفاخرة لتوفير أداء أعلى.
كيف يعمل السيليندر؟
عمل السيليندر يعتمد على دورة الاحتراق الداخلي التي تتألف من أربع مراحل رئيسية:
مرحلة السحب Intake
يبدأ المكبس في التحرك إلى الأسفل، مما يخلق فراغًا داخل السيليندر يسمح بدخول خليط الهواء والوقود من خلال صمام السحب.
مرحلة الضغط Compression
يرتفع المكبس للأعلى مرة أخرى، ضاغطًا خليط الوقود والهواء داخل السيليندر. هذه العملية تزيد من كثافة الخليط وتجعله جاهزًا للاشتعال.
مرحلة الاحتراق Power
يتم إشعال الخليط بواسطة شمعة الإشعال Spark Plug أو من خلال الضغط الذاتي في محركات الديزل، مما يؤدي إلى انفجار قوي يدفع المكبس إلى الأسفل بقوة.
مرحلة العادم Exhaust
يرتفع المكبس مجددًا لطرد الغازات الناتجة عن عملية الاحتراق من خلال صمام العادم، ليبدأ الدورة من جديد.
أهمية تصميم السيليندر في أداء المحرك
يؤثر تصميم السيليندر بشكل كبير على كفاءة المحرك وأدائه. تشمل العوامل المهمة:
عدد السيلندرات
زيادة عدد السيلندرات يعني توزيع الحمل بشكل أفضل وزيادة السلاسة في الأداء.
ترتيب السيلندرات
قد يكون الترتيب خطيًا Inline أو على شكل حرف V أو مسطحًا Flat وكل ترتيب يؤثر على شكل المحرك وتوازنه.
حجم السيليندر
السعة الإجمالية للسيلندرات تحدد قدرة المحرك على إنتاج الطاقة.
دور السيليندر في مستقبل المحركات
تعمل شركات السيارات على تحسين تصميم السيليندر لتقليل استهلاك الوقود والانبعاثات، مثل استخدام مواد أخف وزنًا وتصميمات أكثر ديناميكية لتحسين الأداء.
