Four-Stroke Cycle

الهواء، الوقود، الشرارة، والقوة

يحول محرك الاحتراق الداخلي الطاقة الكيميائية في الوقود إلى حركة ميكانيكية. تستخدم الغالبية العظمى من محركات البنزين دورة الأربع أشواط، التي اخترعها نيكولاوس أوتو عام 1876. يتكرر في كل أسطوانة أربع أشواط: اثنان للأعلى واثنان للأسفل: لكل حدث قدرة.

الشوط الأول: السحب: يتحرك المكبس للأسفل، ويفتح صمام السحب، ويُسحب خليط دقيق من الهواء والوقود إلى الأسطوانة. تستخدم المحركات الحديثة الحقن الوقودي: يرش حاقن يتحكم فيه الحاسوب وقوداً ذرياً في منفذ السحب أو مباشرة داخل الأسطوانة.

الشوط الثاني: الضغط: يغلق كلا الصمامين ويتحرك المكبس للأعلى، ضاغطاً خليط الهواء والوقود إلى حيز صغير في أعلى الأسطوانة. تبلغ نسبة الضغط في محرك البنزين النموذجي حوالي 10:1، أي أن الخليط يُضغط إلى عُشر حجمه الأصلي. يؤدي الضغط إلى ارتفاع درجة حرارة الخليط و ضغطه، مما macht الاحتراق أكثر كفاءة.

الشوط 3: القدرة (الاحتراق): عند قمة شوط الضغط، يشتعل شمعة الاحتراق. تُشعل الشرارة خليط الهواء والوقود المضغوط، الذي يحترق بسرعة ويتمدد، مما يدفع المكبس للأسفل بقوة هائلة. هذا هو الشوط الوحيد الذي يُنتج القدرة: أما الأشواط الثلاثة الأخرى فهي للتحضير والتنظيف.

الشوط 4: العادم: يفتح صمام العادم ويتحرك المكبس للأعلى، دافعاً غازات الاحتراق المستهلكة خارج الأسطوانة وإلى نظام العادم. ثم تبدأ الدورة من جديد.

الإزاحة هي الحجم الكلي الذي يُكتسح بواسطة جميع المكابس في دورة كاملة واحدة. محرك سعة 2.0 لتر يحتوي على أسطوانات تُزيح مجتمعة 2 لتر من الحجم. كلما زادت الإزاحة زادت القدرة عموماً، لكنها تزيد أيضاً من استهلاك الوقود.

نسبة الضغط هي النسبة بين الحجم في الأسطوانة عند أسفل الشوط إلى الحجم عند القمة. نسب الضغط العالية تستخرج طاقة أكبر من الوقود،但需要更高辛烷值的 بنزين لمنع الطرق: انفجار غير متحكم فيه قد يضر بالمحرك.

تشخيص الاحتراق غير المنتظم

يحضر أحد العملاء سيارة رباعية الأسطوانات. يعمل المحرك بشكل غير منتظم ويهتز عند الخمول. ضوء فحص المحرك مضيء، ويظهر الماسح التشخيصي رمزًا لاختلال الإشعال في الأسطوانة 3. يعمل المحرك على ثلاث أسطوانات بدلاً من أربع.

ناقل الحركة، التفاضلي، وتوزيع الدفع [BLOCK_TYPE CONTENT]

نقل القدرة إلى العجلات

[BLOCK_TYPE CONTENT]

ينتج المحرك قوة دورانية (عزم دوران) عند عمود المرفق. لكن هذه القدرة الخام لا يمكن نقلها مباشرة إلى العجلات: فهي تحتاج إلى التكيف من حيث السرعة، الاتجاه، والتماسك. هذا هو عمل نظام نقل الحركة. [BLOCK_TYPE CONTENT]

[BLOCK_TYPE CONTENT]

ناقل الحركة: يقوم ناقل الحركة بتغيير نسبة التروس بين المحرك والعجلات. في الترس المنخفض، يدور المحرك بسرعة عالية نسبة إلى العجلات: عزم دوران مرتفع للتسارع وصعود التلال. في الترس المرتفع، يدور المحرك بسرعة أبطأ نسبة إلى العجلات: قيادة فعالة بسرعة الطريق السريع. تستخدم نواقل الحركة اليدوية قابضًا وترسًا يختاره السائق. أما نواقل الحركة الأوتوماتيكية فتستخدم محول عزم الدوران ومجموعات تروس كوكبية يتحكم بها وحدة التحكم في ناقل الحركة (TCM). [BLOCK_TYPE CONTENT]

التفاضلية: عندما تنعطف السيارة، يقطع العجل الخارجي مسافة أطول من العجل الداخلي. التفاضلية هي مجموعة من التروس في مبيت المحور تسمح للعجلتين الدافعة بأن تدورا بسرعات مختلفة مع استمرار تلقي القدرة. بدون التفاضلية، ستحتك الإطارات وتتخطى خلال كل منعطف.

تخطيطات القيادة:

- FWD (الدفع الأمامي): يقع المحرك والناقل الحركي في الأمام، ويقومان بدفع العجلات الأمامية. تستخدم معظم سيارات الركاب الدفع الأمامي لأنه مدمج وأخف وزناً، ويوفر تماسكاً جيداً في المطر والثلج الخفيف لأن وزن المحرك يقع على العجلات الدافعة.

- RWD (الدفع الخلفي): المحرك في الأمام، وتنتقل القدرة عبر عمود الدفع إلى المحور الخلفي. يوفر توزيعاً أفضل لوزن، ويتعامل مع قدرة حصانية أعلى، ويُفضل للشاحنات وسيارات الرياضة والسحب. يميل إلى التوجيه الزائد في الظروف الزلقة.

- AWD (الدفع الرباعي): تنتقل القدرة إلى العجلات الأربعة، وعادةً من خلال تفاضلية مركزية أو علبة تحويل. قد يقوم حاسوب بتوزيع العزم بين المحورين الأمامي والخلفي، بناءً على التماسك. شائع في الكروس أوفر والسيارات الرياضية المتعددة الاستخدامات.

- 4WD (الدفع الرباعي المنخفض): نظام جزئي أو قابل للاختيار مع علبة تحويل تقوم بقفل المحورين الأمامي والخلفي معاً. مصمم للطرق الوعرة والظروف المنخفضة التماسك. يجب ألا يُستخدم على الرصيف الجاف في وضع القفل لأنه يربط نظام نقل الحركة في المنعطفات.

اختيار تخطيط القيادة

عميل يتسوق لشراء مركبة جديدة. يعيش في ولاية مينيسوتا حيث تجلب الشتاءات ثلوجًا وجليدًا كثيفًا. كما يقوم بقطر قارب وزنه 5,000 رطل إلى البحيرة كل صيف. يريد شيئًا يتعامل جيدًا في الشتاء ويمكنه القطر بشكل موثوق.

12-Volt Systems, CAN Bus, and OBD-II

الجهاز العصبي للمركبة

تعمل السيارة الحديثة بنظام كهربائي بجهد 12 فولت تيار مستمر، يُغذَّى من بطارية حمضية رصاصية ويُشحن بواسطة مولد تيار يُدار بحزام السربنتين للمحرك.

البطارية توفر الطاقة المخزنة اللازمة لتشغيل المحرك عند بدء التشغيل. توفر بطارية السيارة النموذجية 400-800 أمبير تشغيل بارد (CCA) لتدوير محرك التشغيل، الذي يدور عمود مرفق المحرك حتى يتولى الاحتراق المهمة.

مولد التيار هو مولد يُدار بحزام يحول الطاقة الميكانيكية من المحرك<|eos|>

محرك التشغيل هو محرك كهربائي عالي العزم يتشابك مع ترس حلقة دولاب الموازنة في المحرك لتشغيله. يسحب أعلى تيار من أي مكون في السيارة: من 150 إلى 300 أمبير لبضع ثوانٍ.

ناقل CAN (شبكة منطقة التحكم): تحتوي المركبات الحديثة على 30 إلى 100 وحدة تحكم إلكترونية (ECUs) تحتاج إلى التواصل مع بعضها البعض. ناقل CAN هو شبكة اتصال سلكية ثنائية تربط جميعها. وحدة التحكم في المحرك (ECM)، وحدة التحكم في ناقل الحركة (TCM)، وحدة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS)، وحدة التحكم في الهيكل (BCM)، وعشرات غيرها تشترك في البيانات عبر ناقل CAN。当 ECM يحتاج إلى معرفة سرعة العجلة، يقرأ بيانات وحدة ABS على ناقل CAN.

OBD-II (التشخيص على متن السيارة II): منذ عام 1996، كل سيارة تباع في الولايات المتحدة تحتوي على منفذ تشخيصي قياسي 16 دبوسًا تحت لوحة القيادة. يتصل جهاز المسح بهذا المنفذ ويقرأ رموز الأعطال التشخيصية (DTCs) التي تُضبط بواسطة أي وحدة تحكم على الشبكة. رمز مثل P0301 يعني اكتشاف خلل في الأسطوانة 1. P0420 يعني كفاءة المحول الحفزي أقل من الحد المطلوب. OBD-II هي اللغة العالمية لتشخيص السيارات.

التشخيص الكهربائي

سيارة العميل لن تبدأ. عندما يديرون المفتاح، يسمعون صوت نقر سريع لكن المحرك لا يدور. المصابيح الأمامية خافتة وتصبح أكثر خفوتًا عندما يحاولون البدء. البطارية عمرها ثلاث سنوات.

التوقف والتحكم

فرامل الأقراص، نظام الفرامل المانعة للانغلاق (ABS)، وهندسة التعليق

يقوم نظام الفرامل بتحويل الطاقة الحركية (الحركة) إلى طاقة حرارية (حرارة) من خلال الاحتكاك. عند الضغط على دواسة الفرامل، تدفع السائل الهيدروليكي عبر خطوط الفرامل إلى الكاليبرات عند كل عجلة.

فرامل الأقراص: يدور دوار من الحديد الزهر أو المركب مع العجلة. يحيط كاليبر بالدوار ويضغط وسادات الفرامل عليه عند تطبيق الضغط الهيدروليكي. يؤدي الاحتكاك إلى إبطاء الدوار والعجلة。 فرامل الأقراص تتحمل الحرارة جيداً، وتقاوم التلاشي، وتكون ذاتية التنظيف. تستخدم معظم السيارات الحديثة فرامل الأقراص على العجلات الأربع.

فرامل الطبلة: تضغط أحذية الفرامل للخارج على الجزء الداخلي للطبلة الدوارة. أرخص في التصنيع ولا تزال تستخدم على المحور الخلفي للسيارات الاقتصادية وبعض الشاحنات. تحافظ الطبلة على الحرارة والماء، مما machtها أكثر عرضة للتلاشي تحت الفرامل الشديدة وأقل فاعلية عند البلل.

نظام ABS (نظام منع انغلاق المكابح): تقوم مستشعرات سرعة العجلات في كل زاوية بإرسال البيانات إلى وحدة ABS. إذا انغلقت إحدى العجلات أثناء الكبح القوي، تقوم وحدة ABS بتغيير الضغط الهيدروليكي على تلك العجلة بسرعة: إطلاق الضغط وإعادة تطبيقه عشرات المرات في الثانية الواحدة. يمنع ذر

MacPherson struts: The most common front suspension design in passenger cars. A single assembly combines the shock absorber, coil spring, and steering knuckle into one compact unit. The top of the strut bolts to the strut tower in the body, and the bottom connects to the steering knuckle and lower control arm.

Wheel alignment: Alignment refers to the angles of the wheels relative to the vehicle body and road surface. The three primary angles are camber (tilt in or out when viewed from the front), caster (tilt of the steering axis when viewed from the side), and toe (whether the fronts of the tires point in or out when viewed from above). Incorrect alignment causes uneven tire wear, pulling to one side, and poor handling.

Brake Diagnosis

A customer complains that when they brake hard, the steering wheel shakes & the brake pedal pulsates under their foot. The vibration goes away during normal gentle braking. The car has disc brakes on all four wheels & is five years old with 60,000 miles.

مشهد المهن السيارات

أين تأخذك معرفة السيارات

توظف صناعة السيارات أكثر من 4 ملايين شخص في الولايات المتحدة وحدها. يتجاوز الطلب على الفنيين المؤهلين باستمرار العرض: تواجه الوكلاء والورش المستقلة صعوبة في شغل الوظائف.

شهادة ASE (التميز في خدمة السيارات): الاعتماد القياسي في الصناعة. تقدم ASE شهادات في مجالات محددة: إصلاح المحرك (A1)، ناقل الحركة الآلي (A2)، نظام الدفع اليدوي (A3)، نظام التعليق والتوجيه (A4)، الفرامل (A5)، الأنظمة الكهربائية (A6)، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (A7)، وأداء المحرك (A8). يمنحك اجتياز الثماني شهادات لقب فني ASE الرئيسي. تتطلب كل شهادة اجتياز اختبار كتابي وإثبات سنتين من الخبرة العملية ذات الصلة.

فني وكالة: يعمل على علامة تجارية محددة (فورد، تويوتا، بي إم دبليو، إلخ) ويتلقى تدريباً مصنعياً على تلك المركبات. تدفع الوكالات بنظام السعر الثابت: لكل وظيفة وقت محدد، ويُدفع للفني مقابل الساعات المخصصة بغض النظر عن الوقت الفعلي الذي استغرقته. يمكن للفنيين المهرة السريعين كسب المزيد بشكل كبير. تقدم الوكالات تقدماً وظيفياً منظماً من فني التشحيم إلى الفني الرئيسي.

فني ورشة مستقلة: يعمل على جميع الماركات والموديلات. يتطلب معرفة أوسع ومهارات تشخيصية أقوى لأنه يتعامل مع كل شيء. قد تدفع الورش المستقلة بالساعة أو بنظام الأجر الثابت. تمنح استقلالية أكبر، وتدريباً أقل تحديداً للعلامة التجارية.

التخصص في المركبات الكهربائية: المركبات الكهربائية هي الأسرع نمواً. يعمل فنيو المركبات الكهربائية مع حزم البطاريات عالية الجهد (400-800 فولت)، والمحركات الكهربائية، وأنظمة الكبح المتجدد، والإدارة الحرارية. شهادة السلامة للجهد العالي إلزامية: فالجهد في حزم بطارية المركبة الكهربائية مميت. تقوم شركات مثل تسلا، وريفيان، ولوسيد ببناء شبكات خدماتها الخاصة وتوظيف فنيين حاصلين على تدريب خاص بالمركبات الكهربائية.

فني الديزل: يعمل على الشاحنات التجارية، والحافلات، والمعدات الثقيلة，以及البحرية. تستخدم محركات الديزل الإشعال بالضغط (بدون شمعات إشعال) وتعمل بضغوط ودرجات حرارة أعلى بكرام من محركات البنزين. فنيو الديزل مطلوبون بشدة في قطاعات النقل بالشاحنات، والبناء، والزراعة. يحصل العديد من فنيو الديزل على أكثر من 70,000 دولار سنوياً، ويمكن أن يحصل فنيو المعدات الثقيلة المتخصصون على أكثر.

البدء: برامج كلية المجتمع للسيارات (1-2 سنوات)، برامج التدريب المدعومة من المصنعين (UTI، لينكولن تك، أو برامج المصنعين الأصليين مثل تويوتا T-TEN أو فورد ASSET)، والتدريب المهني في الوكالات أو الورش هي المداخل الرئيسية.

تخطيط مسارك

ربط معرفتك بالسيارات بمستقبلك

لقد أصبحت الآن تفهم أساسيات الاحتراق الداخلي، ومجموعات نقل الحركة، والتشخيص الكهربائي، وأنظمة المكابح والتعليق: وهي الأنظمة الأساسية التي يجب على كل فني سيارات إتقانها.