السعة الإسطوانية والقدرة وعزم الدوران: ماذا يفعل كل واحد منها؟

تعج المواصفات الفنية للمحرك بـ بيانات تقنية قد لا نفهمها بشكل صحيح. هذه البيانات هي التي تساعدنا على معرفة المحرك جيدًا، وما الذي يمكن أن نتوقعه منه، وما المواصفات التي يتمتع بها. ومن بين هذه المصطلحات، وربما أهمها، السعة الإسطوانية والقدرة وعزم الدوران. هل تعرف ما تعنيه هذه المصطلحات الخاصة بمحرك سيارتك؟ سنشرحها لك بطريقة مبسطة حتى تعرف ما يقصده كل مصطلح من هذه المصطلحات.

السعة الإسطوانية

تُعد السعة الإسطوانية من البيانات التقنية التي لا غنى عنها لـ معرفة نوع المحرك الذي تزوده سيارتنا. ولتحديد السعة الإسطوانية، يجب أن نعرف أن لكل اسطوانة موضعين للمكبس. عندما يصل إلى أعلى نقطة ممكنة يُسمى النقطة الميتة العليا (PMS)، وعندما يصل إلى أدنى مستوى يُسمى النقطة الميتة السفلى (PMI). إن المسافة بين الموضعين وقطر الاسطوانة تعطينا السعة الإسطوانية الفردية. ويُقاس ذلك بـ السنتيمتر المكعب.

وبجمع السعة الإسطوانية الفردية لجميع الأسطوانات نحصل على السعة الإسطوانية الكلية للمحرك. على سبيل المثال، إذا كانت السعة الإسطوانية لكل اسطوانة 500 سم³ وكان المحرك يتكون من أربع أسطوانات، فستكون السعة الإسطوانية الكلية 2.000 سم³. ونشير إلى ذلك عادةً بـ محرك سعته 2.0 لتر، لأن 1.000 سم³ تعادل لترًا واحدًا من السعة.

تُعد السعة الإسطوانية مهمة لتوليد القدرة. فكلما كانت السعة الإسطوانية أكبر، زادت القدرة التي يولدها المحرك. فالقدرة على حرق وقود أكبر تتطلب هواءً أكثر، وكلما زادت السعة الإسطوانية، ولّد المحرك عزم دوران أكبر، وبالتالي تكون قدرته أكبر. وتستخدم بعض السيارات التوربو أو الضاغط لزيادة ضغط الهواء داخل الأسطوانة، لذا فهي تحتاج إلى سعة إسطوانية أقل للحصول على عزم دوران أكبر.

القدرة

تُقاس قدرة المحرك بـ الكيلوواط (kW)، رغم أنها تُمثَّل غالبًا بـ الحصان البخاري (CV). وهي تقيس القوة اللازمة لقطع مسافة معينة. فعلى سبيل المثال، إذا حُرّك جسم مسافة متر واحد في ثانية، فإن قوة معينة X تُطبَّق، وتُقاس بـ نيوتن أو جول. فإذا تمت هذه الحركة في نصف ثانية، تبقى المسافة نفسها، لكن القوة المطبقة تصبح ضعفين.

تُوفّر القدرة السرعة اللازمة لإنجاز الحركة باستخدام القوة التي يوفرها عزم الدوران. وتُحسب بضرب عزم الدوران في عدد دورات المحرك في الدقيقة، وبذلك نحصل على الكيلوواط أو الحصان البخاري الذي يقدمه المحرك عند عدد دورات محدد.

عزم الدوران

هذا ربما أقل المصطلحات التقنية شيوعًا، لكنه مرتبط ارتباطًا وثيقًا بقدرة المحرك. فالعزم هو القوة المطبقة بالنسبة إلى مسافة. ويُقاس بالنيوتن/متر، ومن السهل تمثيله بطريقة تسهل فهمه. تخيل صامولة نريد أن نشدّها. يمكننا فعل ذلك باليد، لكن سيأتي وقت لا نستطيع فيه شدّها أكثر بنفس القوة.

أما إذا استخدمنا مفتاحًا إنجليزيًا، فـ بتطبيق القوة نفسها يمكننا إدارته أكثر. وكلما زادت المسافة بين مكان تطبيق القوة ونقطة تطبيقها (في هذه الحالة، الصامولة)، زاد تأثيرها. وفي المحرك، يُترجم ذلك إلى القوة التي يبذلها المكبس عند هبوطه وينقلها إلى ذراع التوصيل المتصل بعمود المرفق.

يمكن تعديل عزم الدوران بتغيير التروس. فإذا نقل ترس صغير قوته إلى ترس أكبر، يكون العزم أكبر لكن تُفقد السرعة. أما إذا نقل الترس القوة إلى ترس بنفس الحجم أو أصغر، فسيكون العزم أقل لكن تُكتسب السرعة.

فعلى سبيل المثال، لـ سحب مقطورة نحتاج إلى عزم دوران أكبر لقطع المسافة نفسها بالكفاءة نفسها. وترتبط أرقام عزم الدوران والقدرة ببعضهما، لكن عزم الدوران أهم من القدرة، لأنه يمثل قدرة إنجاز العمل المطلوب، وفي هذه الحالة سحب وزن قدره X كجم. أما القدرة فتمثل السرعة التي يمكن بها إنجاز هذا العمل.

سنعرض لك هذه المفاهيم، وإن كانت أكثر تعقيدًا، بطريقة مبسطة§h62§ حتى تتضح لك دلالاتها وكيف تنطبق على سيارتك.