ذيل للباب الأول

المحركات الهوائية على ثلاثة أجناس رئيسية، وهي:

ومع اختلاف هذه الأنواع في طُرق التصميم اختلافًا عظيمًا، فالجزء الأساسي فيها جميعًا هو: الأسطوانة cylinder، ويحتوي كلٌّ منها على عدَد من هذه الأسطوانات تكون على صفٍّ واحد، كما ترى في شكل ٤-١.

أو على صفين مائلين كما يميل جزءًا العدد ٧ أحدهما على الآخر، كما رأيتَ في شكل ٢-٧، أو يُزاد على هذين الصفين صف ثالث يُنصب بينهما رأسيًّا (شكل ٤-٢)، أو صفَّان آخران بعكس الأولين، يكونان شكلًا يشبه رقم ٨ تحت رقم ٧ العلوي، كما ترى في شكل ٤-٣.

وفي كل من الأسطوانات فتحتان مُركَّبٌ عليهما صمامان valves، صمام للشَّحن بالغازات، واسمه صمام الشحن أو الصمام الحر inlet، وصمام لتفريغها، واسمه صمام العادم exhaust. وتظهر إحدى هاتين الفتحتين وصمامها (الصمام الحر) (ح وص) في شكل ٤-٦، ويتحرك في كل أسطوانة مكبس piston (م في شكل ٤-٦)، يتصل بواسطة عود من الصلب (ع) اسمه ذراع التوصيلة أو الذراع connecting rod بجزء من المحرك يسمى بعمود الكرنك، أو عمود المحور crank shaft (كر في شكل ٤-٦)، ويكون العمود في المحرك القائم، أو الثابت طويلًا ممتدًّا من أوله إلى آخره وسط صندوق الكرنك، أو بدنه crank-case (صك في الشكل نفسه)، وفي الجزي العلوي من هذا الصندوق فتحات تُركب عليها الأسطوانات وتدخل منها الأذرُع.

أما في نوعَي المحرك الآخرَين وهما المرسومان في شكلي ٤-٤ و٤-٥: فيكون عمود الكرنك، أو عمود المحور قصير، والأسطوانات في مستوى رأسي عمودي على اتجاه عمود الكرنك، مرصوصة على شكل أنصاف أقطار دائرة موزعة بانتظام هندسي. ويختلف النوع المتشعِّب من المحركات عن النوع الدوَّار في أن الأسطوانات ثابتة في الأول، وعمود الكرنك يدور تبعًا لاختلاف مواضع المكابس في الأسطوانات المختلفة. أما في الدوَّار فيكون العمود ثابتًا والأسطوانات كلها تدور حولَه كذلك تبعًا لاختلاف مواضع المكابس المختلفة في أسطواناتها.

وعلى هذا فالمروحة التي بدورانها تكتسِب من الهواء القوة الدافعة إلى الأمام thrust تثبت في الجُزء الدائر من المحرك، وهو العَمود في حالتي المحركين الثابت والمتشعب، وغطاء الكرنك هو وكتلة الأسطوانات في حالة المحرك الدوَّار.

الذي يحدُث في المحركات عملية واحدة تتكرر في كلِّ أسطوانة من أسطواناته، وتنحصر في أن كمية زيت من زيوت الوقود تدخل في جهاز يُبخرها ويخلط معها قدرًا مناسبًا من الهواء، واسم هذا الجهاز المبخِّر carburettor، ويسيطر عليه الطيار من مقعده بواسطة ضابط صمام الخناق — كما قدَّمنا — ويدخل المخلوط المُفرقع explosive-mixture الذي يتكون من اختلاط بخار الزيت بالهواء إلى الأسطوانة من فتحة الشحن (أو المدخل الحر ح في شكل ٤-٦)، والصمام الحر «ص» مفتوحًا كما في الشكل، ويكون المكبس «م» عندئذٍ متراجعًا، حتى إذا ما وصل إلى النهاية السفلى للأسطوانة أغلق الياي «ي» spring الصمام، ويعود المكبس إلى الصعود فيكبس المخلوط المفرقع إلى حجمٍ صغير، ومتى بلغ المكبس أعلى موضع له (وهو معلَّمٌ في الشكل بخط متقطع)، وشغل الغاز المكان (مف) الذي فوق المكبس، والذي يمتد إلى ما فوق الصمام، عندئذٍ يكون حجم الغاز أقله، وتمر في المخلوط شرارة كهربائية spark يُحدثها مرور تيار كهربائي في الشمعة «س» plug يولده في تلك اللحظة جهاز اسمه المجنيتو magneto، عندئذٍ يحترق الغاز فجأة، ولازدياد حجمه يدفع المكبس إلى الوراء بقوَّة هائلة، حتى إذا ما بلغ المكبس أسفل موضع له فتح صمام العادم في أعلى الأسطوانة فيخرج منه الغاز العادم exhaust، وهو نتاج احتراق الزيت، ثم يصعد المكبس فيطرد معظم بقاياه، وعند نزوله يغلق هذا الصمام (لا يظهر هذا الصمام وفتحته في شكل ٤-٦ لأنهما في الناحية الأخرى وراء الوجهة التي يراها القارئ، ولكن هذه الفتحة — فتحة العادم — تظهر جليًّا في جميع الأسطوانات في شكلي ٢-٧ و٤-١، ويُركب عليها عادة أنبوبة غليظة يمر منها هذا العادم إلى الخلف^١ تظهر خارج الواقي (وهو المعروف بالكبود) في شكلي ٢-٦ و١٠-١)، وفي الوقت الذي يغلق فيه صمام العادم والمكبس في أعلى مواضعه، يُفتح الصمام الحر الذي ظل مغلقًا طول مدة انفتاح الآخر، يفتحه الكام (ك)، وتدخل إلى الأسطوانة أثناء نزول المكبس كمية جديدة من مخلوط بخار الزيت بالهواء، فتتكرر العملية السالفة تمامًا.

ولا شك أن احتراق الغاز يصحَبه تولُّد مقدار عظيم من الحرارة، لو توالى تراكمه على الأسطوانة لصهرها، فلا بدَّ من اتخاذ الوسائل لتبريدها؛ ولذلك طريقتان: ففي بعض المحركات يُعتمد في التبريد على التيار الهوائي المتولِّد من الحركة تُعَرَّض له مساحة كبيرة، وهذه هي الطريقة المتبعة في النوعين الأخيرين من المحركات، أي المتشعبة والدوَّارة، أما النوع الأول فيغلب استخدام الماء لتبريد أسطوانته كما هو الشأن في محركات السيارات، فيغلف الأسطوانات — لا سيما عند رأسها — جراب (ق في شكل ٤-٦) اسمه القميص water jacket ممتلئ بالماء الجاري، تدفعه على الجري مِضخَّة pump خاصة يُسيِّرها المحرك أثناء حركته، فيمر الماء في دورته على المبرد radiator الذي ترى نظيره في الغالب مُتصدِّرًا في وجه السيارات ليستقبل التيار الهوائي الذي يُبرِّده، وتراه متصدِّرًا أيضًا في الطيارات، كالتي في شكل ١٦-٢.