محرك بأربع أسطوانات وثماني شمعات احتراق يبدو مبالغًا فيه… حتى تفهم أن الفكرة ليست “مضاعفة القوة”، بل هي الاحتراق بشكل أفضل لكل قطرة وقود، مع فقدان أقل، واحتراق أقل عرضة للاشتعال المبكر (القرقعة)، وغالبًا مع انبعاثات أقل.
ماذا يعني أن محركًا بأربع أسطوانات يحتوي على ثماني شمعات؟
في معظم السيارات التي تعمل بالبنزين، تكون المعادلة بسيطة: أسطوانة واحدة = شمعة احتراق واحدة. ولكن في بعض التصاميم، تحصل كل أسطوانة على شمعتي احتراق (أو “twin spark” أو “dual spark” أو “dual ignition”). عمليًا، يخلق هذا نقطتي اشتعال داخل غرفة الاحتراق.
يمكن أن يعمل هذا التصميم بإحدى طريقتين:
- اشتعال متزامن: تطلق الشمعتان في نفس الوقت تقريبًا لتسريع جبهة اللهب.
- اشتعال تسلسلي: تشتعل شمعة أولاً ثم تشتعل الأخرى لاحقًا، اعتمادًا على سرعة دوران المحرك والحمل واستراتيجية وحدة التحكم الإلكترونية (ECU)، مما يصقل عملية الاحتراق في ظروف مختلفة.
بعبارة أخرى: محرك بأربع أسطوانات وثماني شمعات ليس “محركًا أقوى بالإكراه”. إنه محرك يوفر مزيدًا من التحكم في الاحتراق.
لماذا يوجد هذا النظام (ولماذا هو ليس جديدًا)
الهندسة الميكانيكية للسيارات نادرًا ما تولد بسبب المظهر الجمالي. ظهر الإشعال المزدوج مبكرًا جدًا في التاريخ، خاصة في المحركات ذات الغرف الكبيرة وصعبة انتشار اللهب. في التصاميم القديمة (وبعض الحديثة)، قد تكون المسافة التي يحتاجها اللهب ليقطعها داخل الأسطوانة كبيرة بما يكفي لـ:
- أن يصبح الاحتراق بطيئًا في ظروف معينة؛
- زيادة فرصة وجود خليط غير محترق بالكامل؛
- زيادة الانبعاثات والاستهلاك؛
- زيادة خطر القرقعة (الاشتعال المبكر) عند محاولة التعويض بزيادة في توقيت الإشعال (Advance).
مع وجود شمعتين موضوعتين جيدًا، يميل الاحتراق إلى أن يكون أسرع وأكثر اكتمالًا. هذا ليس “سحرًا”: إنه هندسة الاحتراق.
الأسباب الحقيقية وراء استخدام بعض محركات الأربع أسطوانات لثماني شمعات
إذا بحثت عن “لماذا تستخدم بعض محركات الأربع أسطوانات ثماني شمعات احتراق”، ستجد إجابات مبسطة مثل “لإنتاج قوة أكبر”. قد يكون هذا صحيحًا جزئيًا. لكن الأسباب التي تدفع المصنعين فعليًا لاعتماد ثماني شمعات في أربع أسطوانات غالبًا ما تكون هذه:
1) احتراق أسرع (وأكثر اكتمالاً)
داخل الأسطوانة، الشمعة لا “تفجر” الوقود: بل تبدأ نواة لهب تنمو وتنتشر. في بعض الغرف، يمكن أن يكون هذا النمو بطيئًا بسبب:
- شكل الغرفة وموضع الشمعة؛
- الاضطراب وتصميم المنافذ؛
- الخليط الفقير (Lean Burn) أو غاز العادم المعاد تدويره (EGR)؛
- تغيرات الحمل وسرعة الدوران.
مع نقطتي اشتعال، يقل متوسط المسافة التي يقطعها اللهب. النتيجة النموذجية: وقود متبقي أقل ليتحول إلى رائحة قوية، وسخام، وهيدروكربونات (HC)، وأول أكسيد الكربون (CO).
إذا كنت ترغب في التعمق في كيفية تحول “القطع الصغيرة” إلى فارق كبير، فمن المفيد قراءة زيت المحرك ذو العلامة التجارية مقابل زيت العلامة التجارية الخاصة: هل يحدث فرقًا حقًا في البرازيل؟ لأن المنطق مشابه: الكفاءة الحقيقية تولد من التفاصيل.
2) مزيد من الكفاءة والاقتصاد دون الحاجة إلى “المبالغة”
أحد أذكى استخدامات الإشعال المزدوج هو تمكين المحرك من العمل بكفاءة مع:
- خلطات أكثر فقرًا أثناء القيادة المستقرة (Cruising)؛
- نسب ضغط أكثر جرأة؛
- توقيت إشعال أكثر أمانًا في نطاقات معينة؛
- احتراق مستقر عند سرعات دوران منخفضة.
هذا يميل إلى التحول إلى استهلاك وقود أقل، وفي كثير من الأحيان، انبعاثات أقل، دون الاعتماد فقط على “زيادة الضغط” (الشاحن التوربيني) أو إغناء الخليط لتبريد الأسطوانة.
3) خطر أقل للقرقعة (الاشتعال المبكر)
القرقعة هي أحد “وحوش” محركات البنزين: يمكن أن تكسر الحلقات، وتشقق المكابس، وتدمر المحامل. عندما يكون الاحتراق بطيئًا، تحتاج عادةً إلى تقديم توقيت الإشعال أكثر لاستخراج الكفاءة. لكن التقديم المفرط يزيد من خطر القرقعة.
باستخدام شمعتين، يمكن أن يحدث الاحتراق في وقت أقل، مما يتطلب توقيت إشعال أقل في المواقف الحرجة. هذا يساعد في الحفاظ على الضغط داخل الأسطوانة حيثما يهم: في الوقت المناسب.
وإذا كنت تحب أن تفهم كيف تطورت أنظمة الإشعال حتى الأنظمة الحديثة، فإليك غوص أساسي: لماذا استبدلت السيارات الموزع بملفات الإشعال (Coil Pack)؟ التغيير الذي جعل المحركات أقوى وأكثر كفاءة في استهلاك الوقود.
4) انبعاثات أقل (السبب “الهادئ”)
العديد من التقنيات في صناعة السيارات تنبع من سبب غير براق: اللوائح البيئية. الاحتراق الأكثر اكتمالاً يمكن أن يقلل من الهيدروكربونات غير المحترقة (HC) وأول أكسيد الكربون (CO). في بعض التصاميم، يساعد الإشعال المزدوج في الحفاظ على احتراق مستقر في الظروف التي قد تؤدي عادةً إلى احتراق “ملوث”.
لهذا السبب، يتم ضبط بعض أنظمة الإشعال المزدوج لتعمل بشكل مختلف عند الحمل المنخفض، والتباطؤ، وحركة المرور في المناطق الحضرية، حيث تميل الكفاءة إلى الانخفاض بشكل كبير.
5) التكرار (نعم، هذا مهم أيضًا)
في الهندسة، التكرار مرادف لـ استمرارية التشغيل. إذا فشلت شمعة واحدة، فلا تزال هناك شمعة أخرى في نفس الأسطوانة للحفاظ على تشغيل المحرك (ربما مع بعض الأعطال، ولكنه سيعمل). هذا المنطق مهم جدًا لدرجة أنه يظهر حتى في محركات الطائرات، حيث الموثوقية هي الأولوية المطلقة.
في الحياة الواقعية، هذا لا يعني أنه يمكنك إهمال الصيانة. بل يعني فقط أنه في بعض الحالات، يكون النظام أكثر تسامحًا مع الأعطال الفردية.
مزايا وعيوب محرك الأربع أسطوانات بثماني شمعات (بدون تجميل)
الإشعال المزدوج هو حل، وليس معجزة. وكأي حل، فإنه يفرض تكلفته في مكان ما.
| الجانب | ما الذي يتحسن | ما الذي يسوء |
|---|---|---|
| الاحتراق | احتراق أسرع، أكثر استقرارًا، احتراق أقل عرضة للفشل في الظروف الصعبة | تصميم أكثر تعقيدًا لغرفة الاحتراق، وعمود الحدبات، واستراتيجية وحدة التحكم الإلكترونية |
| الاستهلاك | إمكانية التوفير في الحمل المنخفض والاستخدام الحضري | التحسن يعتمد على المعايرة؛ ليس “مضمونًا” في أي استخدام |
| الانبعاثات | انخفاض في الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون في سيناريوهات محددة | مكونات أكثر تحتاج إلى صيانة |
| الصيانة | التكرار قد يمنع التوقف الفوري بسبب شمعة سيئة | مضاعفة عدد شمعات الاحتراق، وفي بعض الحالات، مزيد من ملفات الإشعال والمزيد من اليد العاملة |
“التكلفة الخفية”: صيانة مضاعفة وتشخيص أكثر إزعاجًا
عندما يحتوي المحرك على 8 شمعات، لديك (مفاجأة): 8 شمعات يجب استبدالها. اعتمادًا على السيارة، قد يكون لديك أيضًا:
- ملفات إشعال أكثر (أو نظام ملفات أكثر تعقيدًا)؛
- المزيد من الموصلات، والأسلاك، ونقاط الفشل؛
- المزيد من وقت اليد العاملة، خاصة إذا كان الوصول إلى الشمعات صعبًا.
هناك تفصيل يتجاهله الكثيرون: فشل الإشعال لا يعني دائمًا “شمعة سيئة”. قد تكون ملف إشعال، أو حاقن، أو تسريب هواء وهمي، أو مستشعر، أو وقود خارج المعايير. وإذا كنت تريد تجنب الوقوع في أفخاخ الورش الشائعة، فهذا المحتوى مفيد وواقعي: أخطاء الصيانة التي تجعل ميكانيكيك غنيًا وتضع سلامتك على المحك.
ملفات إشعال أكثر = تكاليف أعلى (في بعض التصاميم)
لا تستخدم جميع المحركات ذات الإشعال المزدوج “ملف إشعال واحد لكل شمعة”، ولكن العديد من الأنظمة الحديثة اتجهت نحو ملفات إشعال فردية. وملف الإشعال هو مكون يتأثر بالحرارة والاهتزاز والشيخوخة.
في الواقع، قبل أن تندفع لشراء قطع الغيار، هناك تحذير: سوق شمعات الإشعال يعاني من التزييف الشديد. وفي محرك بثماني شمعات، قد يتضاعف الضرر. وإذا كنت تريد تعلم كيفية التعرف على العلامات الحقيقية، فاقرأ شمعات الاحتراق المزيفة: الخدعة الخفية التي قد تذيب محركك وتفرغ محفظتك.
ما هي الشركات التي استخدمت (أو لا تزال تستخدم) 8 شمعات في 4 أسطوانات؟
لقد لعبت العديد من العلامات التجارية مع الإشعال المزدوج لأسباب مختلفة: الأداء، الانبعاثات، قابلية القيادة، والاقتصاد. بعض الأمثلة الشهيرة تشمل:
- ألفا روميو: أصبح تقليد “Twin Spark” هوية للعديد من الأجيال، مع التركيز على الكفاءة والاستجابة.
- هوندا: كانت هناك محركات تستخدم إطلاقًا تسلسليًا للشمعتين لتحسين الاحتراق في أنظمة دوران وسرعات مختلفة.
- نيسان: أنظمة موجهة نحو الانبعاثات والكفاءة في أوقات الانتقال التنظيمي.
- فورد (بعض التصاميم): حلول هندسية لتحسين الاحتراق في هياكل محددة.
- علامات تجارية أخرى: مازدا، ومرسيدس بنز، وحتى محركات V8 الأمريكية استخدمت اختلافات مع إشعال مزدوج في تطبيقات محددة.
النقطة المشتركة بينها ليست “كونها رياضية”. بل هي: كانت هناك مشكلة احتراق يجب حلها ضمن مجموعة (غرفة الاحتراق، الضغط، الخليط، الانبعاثات، التكلفة) كانت منطقية في ذلك الوقت.
هل يزيد هذا من القوة؟
أحيانًا. في بعض المحركات، يمكن لشمعتين أن تسمحا بمعايرة أكثر عدوانية دون حدوث قرقعة، وهذا قد ينعكس في قوة وعزم دوران أكبر. ولكن الوعد الرئيسي عادة ما يكون مختلفًا: الكفاءة والتحكم.
لتجنب الوقوع في الأسطورة، فكر بهذه الطريقة: إذا كان المحرك يحتوي بالفعل على غرفة احتراق حديثة، وحقن حل جيد، وإشعال قوي، فإن إضافة شمعة ثانية قد تحقق مكاسب هامشية لا تبرر التكلفة والتعقيد. لهذا السبب، فإن هذا الحل نادر نسبيًا في السيارات الشائعة الحالية.
كيف تعرف إذا كانت سيارتك تحتوي على 8 شمعات؟
- راجع الدليل أو المواصفات وابحث عن “شمعتان لكل أسطوانة“، “twin spark”، أو “dual ignition”.
- ابحث عن رمز المحرك وشاهد صورًا لرأس الأسطوانة: يحتوي العديد منها على شمعتين متوازيتين أو في مواضع متعاكسة.
- راقب تقدير تكلفة الصيانة: إذا كان استبدال الشمعات “يجب أن يكون 4” وقائمة الورشة تدرج 8، فقلل من الشك وزد من التأكيد.
هل يستحق الأمر امتلاك محرك بأربع أسطوانات وثماني شمعات؟
إذا كنت تشتري سيارة تأتي بهذا التصميم من المصنع، فإن السؤال الصحيح ليس “هل يستحق الأمر؟”، بل هو:
- هل أنا مستعد للصيانة بالطريقة الصحيحة؟
- هل لدي وصول إلى الشمعات الصحيحة ويد عاملة تفهم النظام؟
- هل التكلفة الإضافية تتناسب مع استخدامي؟
لأنه من الناحية التقنية، يمكن أن يكون الإشعال المزدوج ميزة حقيقية: فهو يحسن الاحتراق، ويجعل التشغيل أكثر سلاسة في ظروف معينة، ويمكن أن يقلل من استهلاك الوقود والانبعاثات. ولكن في العالم الحقيقي، يتمثل “الحيلة” البسيطة في: عندما يتضاعف عدد الشمعات، يتضاعف الانضباط.
微信分享
打开微信，扫描下方二维码。
