هيكل محرك

قمصان الأسطوانات

• طالع كذلك
• علبة المرافق
• حشية رأس
• رأس الأسطوانة

إضافةً إلى ذلك، تتمثل مزايا القمصان الرطبة في قلة الكتلة والحجم، وبفضل تسخين سائل التبريد بشكل أسرع عند التشغيل البارد، فإن المحرك ذا القمصان الرطبة يستهلك وقوداً أقل عند بدء التشغيل، ويمكنه البدء في تدفئة مقصورة السيارة في وقت أقرب. وتعد تصميمات القمصان الرطبة شائعة لدى المصنعين الأوروبيين، وأبرزهم رينو وبيجو، اللتين تواصلان استخدامها حتى الوقت الحاضر.

علاوةً على ذلك، تستعمل كتل الأسطوانات ذات القمصان الرطبة جدران أسطوانات قابلة للإزالة تماماً، ويتم تركيبها في الكتلة بواسطة حشوات خاصة. وتسمى بـ "القمصان الرطبة" لأن جوانبها الخارجية تلامس سائل تبريد المحرك بشكل مباشر. وبمعنى آخر، فإن القميص يمثل جدار الأسطوانة بالكامل، وليس مجرد غلاف داخلي.

في هذا الإطار، أما كتل الأسطوانات ذات القمصان الجافة، فتستعمل إما مادة الكتلة نفسها أو قميصاً منفصلاً يتم إدخاله في الكتلة ليشكل العمود الفقري لجدار الأسطوانة. وتُدرج أغلفة إضافية في الداخل تظل "جافة" من الخارج، حيث تكون محاطة بمادة الكتلة.

وفي هذا الصدد، سواء في تصميمات القمصان الرطبة أو الجافة، يمكن استبدال القمصان (أو الأغلفة)، مما يسمح نظرياً بإجراء عمرة للمحرك أو إعادة بنائه دون استبدال الكتلة نفسها. ومع ذلك، فمن الناحية الواقعية يصعب إزالتها وتركيبها، وفي أغلب التطبيقات (مثل أغلب طرازات السيارات والشاحنات الحديثة) لا يخضع المحرك أبداً لمثل هذا الإجراء خلال عمره التشغيلي؛ إذ يرجح أن يتم تكهينه واستبداله بمعدات جديدة — سواء كان محركاً أو مركبة كاملة.

كتلة الأسطوانات

من جانب آخر، تُعد كتلة الأسطوانات الهيكل الذي يحتوي على الأسطوانات، فضلًا عن أي قمصان أسطوانات (Cylinder sleeves) وممرات لسائل التبريد. في العقود الأولى من تطوير محرك الاحتراق الداخلي، كان بناء الأسطوانات بنظام الكتلة الواحدة أمراً نادراً؛ حيث كانت الأسطوانات تُسبك عادةً بشكل فردي، مع إنتاج كتل أسطوانات منفصلة لكل أسطوانة على حدة. ولاحقًا، بدأت المحركات تجمع بين أسطوانتين أو ثلاث في كتل أسطوانات مشتركة، مع دمج عدة مجموعات من هذه الكتل لتكوين المحرك.

وفي السياق ذاته، في المحركات القديمة التي تحتوي على عدة صفوف من الأسطوانات – مثل محركات V6 أو V8 أو المحركات المسطحة (Flat-6) – كان كل صف يُصنع عادةً من كتلة أسطوانات واحدة أو عدة كتل منفصلة. ومنذ ثلاثينيات القرن العشرين، تطورت أساليب الإنتاج الضخم لتسمح بدمج صفي الأسطوانات (فضلًا عن علبة المرفق) في نفس الكتلة.

الهيكل الإنشائي

وعلى صعيد آخر، تطور الانتقال من المكونات المنفصلة إلى كتلة المحرك أحادية الكتلة تدريجياً منذ أوائل القرن العشرين. وقد اعتمد دمج هذه العناصر على تطور تقنيات السباكة والتشغيل الميكانيكي. مثلًا، لم يكن إنتاج محرك V8 عملي ومنخفض التكلفة ممكناً حتى طورت شركة فورد الأساليب المستعملة في بناء محركها الشهير (فورد فلاتهيد V8)، وفيما بعد طبقت الشركات المصنعة الأخرى تلك التقنيات في محركاتها.

وفي هذا السياق، يتكون الهيكل الأساسي للمحرك عادةً من الأسطوانات، ممرات سائل التبريد، قنوات الزيت، علبة المرفق، ورأس (أو رؤوس) الأسطوانات. كانت محركات الإنتاج الأولى في الفترة من ثمانينيات القرن التاسع عشر وحتى عشرينيات القرن العشرين تستعمل غالباً مكونات منفصلة لكل عنصر، يتم ربطها ببعضها البعض بالبراغي أثناء تجميع المحرك. ومع ذلك، تعمد المحركات الحديثة غالباً إلى دمج الكثير من هذه العناصر في مكون واحد لتقليل تكاليف الإنتاج.