لماذا تُعدّ الأسطوانات ذات الأربعة صمامات أفضل من تلك ذات الصمامين؟

لماذا تُعدّ الأسطوانات ذات الأربعة صمامات أفضل من تلك ذات الصمامين؟ قبل الإجابة على هذا السؤال، يجب أن نأخذ في الاعتبار أنه بالنسبة للمحركات فإن الهواء يساوي القوة، فالصمامات الإضافية تسمح بسحب كمية أكبر بكثير من الهواء إلى الأسطوانات.

وكما يؤكد الخبراء، فإن تعدد صمامات السحب والعادم يحسّن قدرة القيادة بل وحتى الأداء.

في الوقت الحاضر، أصبحت المحركات المزودة بأربعة صمامات لكل أسطوانة هي الأكثر شيوعًا. وقد باتت المحركات ذات الصمامين لكل أسطوانة من الماضي، إذ ثبت أن المركبات تقدم أداءً أفضل مع تلك “الصمامين الإضافيين لكل أسطوانة”.

ومن المهم أن نشير إلى أن طريقة عمل المحرك تعتمد على كمية الهواء التي يمكن لكل أسطوانة أن “تمتصها” بهدف إنتاج الطاقة. ومن المدهش أن استخدام صمامين كبيرين، أحدهما لإخراج غازات العادم والآخر صمام سحب أكبر لإدخال الهواء والوقود، ليس الطريقة الأفضل للقيام بذلك.

أربعة صمامات لكل أسطوانة أفضل من صمامين

هل تكشف الأرقام بشكل مفاجئ أن صمامين أصغر، أي ما يعادل نصف حجم صمام واحد، يسمحان بتدفق كمية أكبر من الهواء إلى المحرك؟ إن القوة التي يولدها المحرك تنبع من العزم الناتج في كل دورة احتراق، لذلك فإلى حد معين، كلما تسارع المحرك بشكل أسرع، أنتج قوة أكبر. لكن عند السرعات العالية يصبح من الأصعب الحصول على كمية كافية من الهواء بسرعة، وهنا تتفوق صمامات السحب المزدوجة على الصمام الواحد.

كما أن إضافة الصمامات الإضافية تمنح المصممين مساحة أوسع لتحسين الدوامة داخل حجرة الاحتراق، وهي ضرورية لخلط الوقود بالهواء، كما أن المكونات الأصغر حجمًا أخف وزنًا، وهو ما يمثل ميزة عندما يجب أن تتحرك بسرعة أكبر. أما العيوب فتتمثل في أن تصاميم الأربعة صمامات تتطلب أجزاءً أكثر بكثير وعمليات تصنيع أكثر تعقيدًا مقارنةً بتصاميم الصمامين، وفي الماضي كان ذلك يقصر استخدام هذا التصميم على المحركات الأكثر تميزًا.

ليست الفكرة جديدة، فقد ظهرت لأول مرة في السيارات في أوائل القرن العشرين. وقد Honda قسّمت الفارق في سبعينيات القرن الماضي مع محركات ثلاثة صمامات لكل أسطوانة في سيفيك، صمامان للسحب وصمام للعادم لكل أسطوانة، مما يمنح معظم مزايا الأربعة صمامات، لكنه يستخدم عمود كامات واحدًا فقط للحفاظ على انخفاض التكاليف.

كان التطور الأحدث الأبرز هو الحقن المباشر وإدخال حاقن في كل حجرة احتراق، إلى جانب شمعة احتراق. ففي محركات الحقن المباشر يقع معظم حجرة الاحتراق في قمة المكبس لتوليد أقصى دوامة وأفضل خلط للهواء والوقود، لكن تصميم منافذ الدخول في رأس الأسطوانات يبقى مهمًا.

لذلك، ورغم أن معظم المحركات الحديثة تعمل عادةً بمساعدة شواحن توربينية، فإن تبريد المحرك ما زال يلعب دورًا مهمًا.