ماهو عمود الكرنك في السيارة: المقاسات والسعر والوظيفة
يعتبر عمود الكرنك من القطع التي لا يعرف الكثير أهميتها. في المقال التالي سوف نتحدث عن ما هو عمود الكرنك في السيارة: المقاسات والسعر والوظيف
معلومات حول عمود الكرنك في السيارة
علاقة حساس عمود الكرنك بعمود الكرنك
تتمحور الوظيفة الرئيسية لعمود الكرنك حول تحويل الطاقة الحرارية المتولدة من احتراق الوقود إلى طاقة حركية قابلة للاستخدام في تسيير السيارة، وهو يعتبر العمود الفقري للمحرك، والذي يربط بين الأجزاء المتحركة، ويتحكم في حركتها بدقة وكفاءة، وبدون عمود كرنك سليم وفعّال، لن يتمكن المحرك من أداء وظيفته الأساسية في توليد القوة المحركة اللازمة لدفع السيارة إلى الأمام. في المقال التالي سوف نتحد بشكل أكبر عن عمود الكرنك، وكل ما يتعلق به.
فيديو ذات صلة
This browser does not support the video element.
معلومات حول عمود الكرنك في السيارة
عمود الكرنك (Crankshaft) هو أحد المكونات الرئيسية في محرك الاحتراق الداخلي للسيارة، والذي يلعب دورًا محوريًا في تحويل الحركة الترددية للمكابس إلى حركة دورانية، والتي تنتقل بدورها إلى عجلات السيارة عبر نظام نقل الحركة.
مبدأ عمل عمود الكرنك
يعتبر عمود الكرنك العمود المحوري في محرك الاحتراق الداخلي، والذي يتولى تحويل الحركة الخطية التردديّة للمكابس إلى حركة دورانية منتظمة، فعندما يحترق خليط الوقود والهواء داخل أسطوانات المحرك، تتولد طاقة حرارية هائلة تدفع المكابس إلى أسفل، وبما أن المكابس متصلة بالأذرع المرفقية لعمود الكرنك عبر ذراع التوصيل، فإن الحركة الترددية للمكابس تجبر عمود الكرنك على الدوران حول محوره.
تتكرر هذه العملية في كل شوط قدرة من أشواط المحرك الأربعة (السحب، الضغط، القدرة، العادم)، حيث يدور عمود الكرنك دورتين كاملتين لكل دورة واحدة من دورات المحرك. وخلال هذه الدورات، تتناوب الأذرع المرفقية في الضغط والسحب على المكابس، مما يحافظ على استمرارية الحركة الدورانية لعمود الكرنك.
يحتوي عمود الكرنك على عدة أذرع مرفقية، والتي تكون متوضعة بزوايا محددة بدقة لضمان توازن الحركة وتقليل الاهتزازات، كما تحتوي على أثقال موازنة تساعد في الحفاظ على اتزان العمود أثناء الدوران السريع، وتستند النهايات الدوارة لعمود الكرنك في كراسي التحميل الرئيسية داخل كتلة المحرك، والتي توفر الدعم والتحميل المناسب.
يتم توصيل إحدى نهايات عمود الكرنك بالحدافة (Flywheel)، والتي تعمل كوسيلة لتخزين الطاقة الحركية وتنظيم سرعة دوران المحرك، ومن النهاية الأخرى، يتصل عمود الكرنك بمضخة الزيت ومولد الشحن وأنظمة ملحقة أخرى عبر بكرات وسيور نقل الحركة.
ولضمان تشغيل سلس وخالٍ من المشاكل، يتطلب عمود الكرنك نظام تزييت فعّال لتقليل الاحتكاك والتآكل في كراسي التحميل والأذرع المرفقية، كما يتم تصنيعه وفق مواصفات دقيقة، مع الأخذ بعين الاعتبار العوامل مثل التوازن والمتانة والقدرة على تحمل الضغوط العالية الناتجة عن الاحتراق وقوى القصور الذاتي.
يمثل عمود الكرنك قلب محرك السيارة النابض بالحياة، والذي يحول الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق الوقود إلى طاقة حركية لتشغيل المحرك ودفع السيارة إلى الأمام. ويعتمد الأداء الكلي للمحرك والسيارة بشكل كبير على كفاءة وسلامة عمود الكرنك.
وظيفة عمود الكرنك
يعد عمود الكرنك أحد الأجزاء الأساسية في محرك الاحتراق الداخلي، ويلعب دورًا محوريًا في تحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق الوقود إلى طاقة حركية يمكن استخدامها لتسيير السيارة، وتتمثل الوظيفة الرئيسية لعمود الكرنك في تحويل الحركة الترددية الخطية للمكابس إلى حركة دورانية منتظمة، والتي يتم نقلها بدورها إلى عجلات السيارة عبر نظام نقل الحركة.
عندما يحترق خليط الوقود والهواء داخل أسطوانات المحرك، تتولد قوة دافعة هائلة تدفع المكابس إلى أسفل، ونظرًا لأن المكابس متصلة بالأذرع المرفقية لعمود الكرنك عبر ذراع التوصيل، فإن الحركة الترددية للمكابس تجبر عمود الكرنك على الدوران حول محوره، وتتكرر هذه العملية في كل شوط قدرة من أشواط المحرك الأربعة، مما يحافظ على استمرارية الحركة الدورانية لعمود الكرنك.
بالإضافة إلى وظيفته الأساسية في تحويل الحركة، يقوم عمود الكرنك أيضًا بالعديد من المهام الحيوية الأخرى في المحرك، فهو يعمل على موازنة وتنظيم حركة المكابس والأجزاء المتحركة الأخرى، مما يساهم في تقليل الاهتزازات وضمان تشغيل سلس للمحرك، كما يتم توصيل عمود الكرنك بالعديد من الأنظمة الملحقة، مثل نظام التزييت ومولد الشحن ومضخة المياه، ليوفر لها القوة اللازمة للعمل بكفاءة
ونظرًا لأهميته البالغة في تشغيل المحرك، يخضع عمود الكرنك لمواصفات تصنيع دقيقة وصارمة، حيث يتم تصميمه وتصنيعه من مواد عالية المتانة والقوة، مثل الفولاذ المطروق أو الحديد الزهر، مع مراعاة عوامل مثل التوازن والاتزان والقدرة على تحمل الضغوط العالية، كما يتطلب عمود الكرنك صيانة دورية ورعاية مستمرة، بما في ذلك التزييت الكافي وفحص كراسي التحميل والأذرع المرفقية للتأكد من سلامتها وخلوها من التآكل أو التلف.
علاقة حساس عمود الكرنك بعمود الكرنك
يرتبط حساس عمود الكرنك ارتباطًا وثيقًا بعمود الكرنك في محرك السيارة، حيث يلعب دورًا حيويًا في توفير معلومات دقيقة عن موضع وسرعة دوران عمود الكرنك إلى وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك (ECU). وتعتبر هذه المعلومات ضرورية للتحكم في توقيت الإشعال وحقن الوقود وغيرها من الوظائف الحيوية للمحرك
يتم تثبيت حساس عمود الكرنك بالقرب من عمود الكرنك، عادةً على كتلة المحرك أو غطاء التوقيت. ويتكون الحساس من ملف كهربائي ومغناطيس دائم، ويعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. فعندما يدور عمود الكرنك، تمر الأسنان أو العلامات الموجودة على الحدافة أو بكرة التوقيت أمام الحساس، مما يولد نبضات كهربائية متغيرة في الملف.
تقوم وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك بتحليل هذه النبضات الكهربائية لتحديد الموضع الدقيق لعمود الكرنك في كل لحظة، وبالتالي تحديد أي مكبس هو في شوط القدرة وأي صمام يجب فتحه أو إغلاقه. كما تستخدم هذه المعلومات لحساب سرعة دوران المحرك وتزامن عمليات الإشعال وحقن الوقود مع حركة المكابس.
تتميز العلاقة بين حساس عمود الكرنك وعمود الكرنك بأهمية بالغة في ضمان التشغيل السلس والفعال للمحرك. فبدون معلومات دقيقة من الحساس، لن تتمكن وحدة التحكم الإلكترونية من إدارة وظائف المحرك بشكل صحيح، مما قد يؤدي إلى مشاكل في الأداء مثل صعوبة بدء التشغيل أو التباطؤ أو فقدان القدرة أو زيادة استهلاك الوقود.
لذلك، من المهم الحفاظ على سلامة وكفاءة حساس عمود الكرنك، والتأكد من خلوه من الأوساخ أو التلف أو التآكل. كما يجب استبدال الحساس في حالة تعطله أو تلفه، حيث يعتبر عنصرًا أساسيًا في نظام إدارة المحرك الحديث، ولا يمكن الاستغناء عنه.
مقاسات عمود الكرنك وكيفية خراطته
تعتبر خراطة عمود الكرنك من العمليات المهمة في صيانة وإصلاح محركات السيارات، حيث تهدف إلى استعادة الأبعاد والمواصفات الأصلية لعمود الكرنك بعد تعرضه للتآكل أو التلف، وتتطلب هذه العملية دقة وخبرة عالية، نظرًا لأهمية عمود الكرنك في تشغيل المحرك وتأثيره المباشر على أدائه وكفاءته.
تبدأ عملية خراطة عمود الكرنك بفحص دقيق لتحديد مدى التآكل أو التلف في كراسي التحميل الرئيسية والأذرع المرفقية، ويتم قياس القطر الداخلي والخارجي لكل كرسي تحميل وذراع مرفقي باستخدام أدوات القياس الدقيقة، مثل الميكرومتر والورنية. وتسجل هذه القياسات، وتقارن بالمواصفات الأصلية لتحديد مقدار المادة التي يجب إزالتها أثناء الخراطة.
تتراوح مقاسات خراطة عمود الكرنك بين 0.25 مم و 1.00 مم، حسب درجة التآكل وحالة العمود، وعادةً ما يتم إجراء الخراطة على مراحل، بحيث يتم إزالة كمية صغيرة من المادة في كل مرحلة والتحقق من المقاسات بعد كل خطوة. وتتم خراطة كراسي التحميل الرئيسية والأذرع المرفقية بشكل متساوٍ ومتزامن، للحفاظ على توازن واستقامة العمود.
تستخدم في خراطة عمود الكرنك مخارط متخصصة ذات دقة وثبات عاليين، مع أدوات قطع حادة ومناسبة لنوع المعدن المستخدم في تصنيع العمود، كما يتم استخدام سوائل تبريد وتزييت خاصة أثناء الخراطة، للتحكم في درجة الحرارة المتولدة ومنع تشوه المعدن أو تغير خواصه
بعد الانتهاء من خراطة عمود الكرنك، يتم فحصه مرة أخرى للتأكد من مطابقة المقاسات للمواصفات المطلوبة وخلوه من العيوب أو الشوائب، ويتم تنظيف العمود جيدًا وتشحيمه بالزيت المناسب قبل إعادة تركيبه في المحرك.
من الجدير بالذكر أن خراطة عمود الكرنك لا تكون دائمًا الحل الأمثل، خاصةً في حالات التآكل الشديد أو التلف البالغ، وفي بعض الأحيان، قد يكون من الأفضل استبدال العمود بآخر جديد بدلاً من محاولة إصلاحه، لضمان أداء وموثوقية أفضل للمحرك على المدى الطويل.
باختصار، تتطلب خراطة عمود الكرنك مهارة ودقة عالية، وتعتمد على مقاسات محددة لإزالة طبقة رقيقة من المعدن لاستعادة الأبعاد الأصلية للعمود، وتجرى هذه العملية على مراحل باستخدام مخارط متخصصة وأدوات قياس دقيقة، مع الحرص على الحفاظ على توازن واستقامة العمود، ورغم أهميتها في إصلاح عمود الكرنك، إلا أن الخراطة ليست دائمًا الخيار الأفضل، ويعتمد ذلك على درجة التآكل أو التلف في العمود وجدوى إصلاحه مقارنة باستبداله بآخر جديد.
أجزاء عمود الكرنك
يتكون عمود الكرنك من عدة أجزاء رئيسية، تعمل معًا لتحويل الحركة الترددية للمكابس إلى حركة دورانية منتظمة. وفيما يلي شرح تفصيلي لأجزاء عمود الكرنك، مع صور توضيحية:
1. الأذرع المرفقية (Crankpins):
هي الأجزاء الأسطوانية البارزة من عمود الكرنك، والتي تتصل بها أذرع التوصيل المرتبطة بالمكابس، وتقوم الأذرع المرفقية بتحويل الحركة الترددية الرأسية للمكابس إلى حركة دورانية عند دورانها مع عمود الكرنك.
2. الأوزان الموازنة (Counterweights):
هي كتل معدنية مصبوبة أو مثبتة على عمود الكرنك بين الأذرع المرفقية، وتعمل هذه الأوزان على موازنة القوى الطاردة المركزية الناتجة عن حركة الأجزاء المتحركة، مما يساهم في تقليل الاهتزازات وتحسين استقرار وسلاسة دوران المحرك.
3. كراسي التحميل الرئيسية (Main Bearings):
هي كراسي أو سنادات تثبت عمود الكرنك داخل كتلة المحرك، وتسمح له بالدوران بحرية، وعادةً ما يحتوي عمود الكرنك على عدة كراسي تحميل رئيسية، موزعة على طول محوره لتوفير الدعم والاستقرار اللازم.
4. مجاري التزييت (Oil Passages):
هي قنوات أو فتحات داخلية في عمود الكرنك تسمح بتدفق زيت التزييت إلى كراسي التحميل والأذرع المرفقية وغيرها من الأجزاء المتحركة، وتعمل هذه المجاري على تزويد الأجزاء بالتزييت المستمر لتقليل الاحتكاك والتآكل وتبديد الحرارة الناتجة.
5. حدافة التوازن (Flywheel):
هي قرص معدني ثقيل مثبت في الطرف الخلفي لعمود الكرنك، وتعمل الحدافة على تخزين الطاقة الحركية أثناء دوران المحرك، وتساعد على تنظيم وتوازن دورانه وتقليل التذبذبات، كما تحتوي الحدافة على أسنان أو علامات تستخدم في تحديد موضع عمود الكرنك بواسطة حساس عمود الكرنك.
6. السنون الطرفية (End Journals):
هي الأجزاء الأسطوانية في طرفي عمود الكرنك، والتي يتم تركيب كراسي التحميل الرئيسية عليها، وتتميز السنون الطرفية بدقة التصنيع والتشطيب لضمان دوران سلس ومستقر لعمود الكرنك داخل كتلة المحرك.
هذه هي الأجزاء الرئيسية المكونة لعمود الكرنك، والتي تعمل بتناغم وتكامل لتحقيق وظيفته الأساسية في تحويل وتوزيع الطاقة الناتجة عن احتراق الوقود وتوصيلها إلى باقي الأجزاء المتحركة في المحرك، ومن المهم الحفاظ على هذه الأجزاء وصيانتها بشكل دوري لضمان أداء وكفاءة المحرك على المدى الطويل.
-
الأسئلة الشائعة
- ما سبب كسر عمود الكرنك؟ سبب كسر عمود الكرنك: زيادة الحمل المفاجئ، نقص التزييت، أو عيوب التصنيع.
- كيف أعرف صوت عمود الكرنك؟ طرقعة معدنية مرتفعة تزداد مع زيادة سرعة المحرك
- ما سبب اهتزاز السيارة عند المشي؟ مشاكل في عمود الكرنك، الإطارات، أو نظام التعليق
- هل خرط عمود الكرنك مضر؟ غير مضر إذا تم بشكل صحيح، وفي حدود المواصفات المسموح بها
- ما هو وظيفة عمود الكرنك؟ تحويل الحركة الترددية للمكابس إلى حركة دورانية لتشغيل المحرك
- كيف أفحص عمود الكرنك؟ قياس الخلوص، فحص الاستقامة، والتحقق من وجود تآكل أو تلف
- ماذا يحدث إذا تعطل حساس الكرنك؟ يتعذر بدء تشغيل المحرك، أو يعمل بشكل متقطع
- ما هو الصوت الطبيعي لعمود الكرنك؟ الصوت الطبيعي لعمود الكرنك: هادئ نسبيًا مع طنين منخفض ومنتظم أثناء دوران المحرك.