محرك فورد V8

التطوير والإنتاج

وفي السياق ذاته، من سمات التصميم الاقتصادي في هذا المحرك استخدام ثلاثة كراسي تحميل رئيسية لدعم عمود المرفق، بدلاً من الكراسي الخمسة المعتادة في أغلب المحركات ثمانية الأسطوانات. في هذا الرأس المسطح، رُكّب عمود الكامات فوق عمود المرفق، على غرار المحركات اللاحقة ذات الصمامات العلوية المُشغلة بأعمدة الدفع. ورُكّبت صمامات كل صف أسطوانات داخل المساحة المثلثة التي يشكلها حرف "V" للأسطوانات. غَذّى مجمع السحب كلا الصفين من داخل حرف "V"، ولكن كان على منافذ العادم أن تمر بين الأسطوانات للوصول إلى مجمعات العادم الخارجية، نظراً لعدم استخدامه تصميماً برأس على شكل حرف تي. نقل هذا الترتيب حرارة العادم إلى هيكل المحرك، مما فرض حِمل تبريد كبير؛ وتَطلّب كمية أكبر بكثير من سائل التبريد وسعة أكبر للمبرد مقارنة بالمحركات ثمانية الأسطوانات المكافئة ذات الصمامات العلوية. اشتهرت محركات فورد ثمانية الأسطوانات ذات الرأس المسطح بتشقق الكتل إذا أُجهدت أنظمة التبريد الخاصة بها -والتي كانت بالكاد كافية- (كما هو الحال في الشاحنات أو السباقات). ترك التصميم البسيط مجالاً كبيراً للتحسين، وكانت الطاقة المتوفرة حتى بعد إجراء تعديلات منخفضة التكلفة أكبر بكثير في العادة من تلك التي يمكن الحصول عليها من محرك سداسي الأسطوانات متتالي ذي صمامات علوية وبنفس السعة الحجمية.

ومن جهة أخرى، طُرحت نسخة ميركوري من هذا المحرك بسعة 239 بوصة مكعبة (3.9 لتر) في عام 1939.

المكونات

إضافةً إلى ذلك، صُنع محرك فورد ثماني الأسطوانات ذي الرأس المسطح في دول عدة غير الولايات المتحدة، وشملت فرنسا وأستراليا وألمانيا والسويد.

وعلى صعيد آخر، ساهمت فورد في ريادة مفهوم السيارات ميسورة التكلفة والمُنتجة بكميات كبيرة. تاريخياً، استعملت هذه السيارات محركات بأسطوانات متتالية رباعية وسداسية. وعقب اختراع المهندس الفرنسي للمحرك ثماني الأسطوانات في سنة 1902، أُنتجت محركات بثماني واثنتي عشرة، وحتى ست عشرة أسطوانة لاستخدامها في الطرازات الفاخرة. ويُنسب الفضل إلى محرك كاديلاك ثماني الأسطوانات كأول محرك من هذا النوع يُنتج بكميات كبيرة، وعندما استحوذت شركة فورد للسيارات على العلامة التجارية الفاخرة المنافسة لينكولن في عام 1922، كانت الأخيرة تُنتج بالفعل محركاً ثماني الأسطوانات برأس مسطح مزوداً بأذرع توصيل شوكية ونصلية، والذي استمر إنتاجه بعد استحواذ فورد حتى عام 1932.

ومن ناحية أخرى، رُخّص محرك فورد ثماني الأسطوانات ذي الرأس المسطح لشركات تصنيع أخرى. واستعملته شركة سيمكا في فرنسا حتى عام 1961 وفي البرازيل حتى عام 1964 للسيارات، وحتى عام 1990 في شاحنة سيمكا العسكرية. وفي الولايات المتحدة، استُبدل المحرك ثماني الأسطوانات ذو الرأس المسطح الأحدث ذي الصمامات العلوية في عام 1954. وخلال الحرب العالمية الثانية، استُخدم المحرك في النموذج الأولي الأول لمدمرة الدبابات الرومانية ، ولكنه اعتُبر ضعيفاً جداً ولذلك استُبدل بمحركات أكثر قوة في النسخ اللاحقة من المركبة.

وفي السياق ذاته، على الرغم من أن فورد خصصت فريقاً هندسياً لتطوير محركها الخاص ثماني الأسطوانات، إلا أن الكثير من الأفكار والابتكارات كانت من بنات أفكار هنري فورد. طُوّر الطراز إيه وفئاته (B و 18) وهذا المحرك ثماني الأسطوانات بين عامي 1926 و1932، وشكلت هذه الفترة المساهمة المركزية الأخيرة لفورد الأب في هندسة الشركة.

العمود المِرفقي

وعلى صعيد آخر، أثبت عمود المرفق القصير متانة عالية مقارنة بالمحركات سداسية الأسطوانات عند تعرضه للاستخدام الشاق. ولهذه الأسباب، أصبح محرك فورد ذو الرأس المسطح مفضلاً لدى هواة تعديل السيارات، وهو ما أدى بدوره إلى توفر إمدادات غنية من قطع غيار الأداء العالي في سوق ما بعد البيع. وباستخدام مكابس أو أذرع توصيل متخصصة، أمكن زيادة شوط عمود المرفق عن طريق اللحام وإعادة التجليخ كطريقة لزيادة السعة الحجمية للمحرك، وعادة ما يترافق ذلك مع توسيع قطر الأسطوانة.

من جهة ثانية، عُدّ تطوير عمود المرفق لمحرك فورد ثماني الأسطوانات ذي الرأس المسطح عملاً ريادياً. بدأ برنامج تطوير إنتاج المحرك باستخدام عمود مرفق مطروق من الصلب، بحسب الممارسات التقليدية، ولكن شركة فورد طوّرت فيما بعد ممارسات السباكة المحسّنة، والمعالجة الحرارية، ولوجستيات مناولة المواد لتصنيع أعمدة المرفق من الصلب المصبوب بدلاً من ذلك، مما أنتج عموداً بنفس القوة، ولكن بتكلفة إنتاج أقل. وسُجلت براءات اختراع لهذه الأساليب الجديدة. ربط عمود المرفق البسيط، المزود بثلاثة كراسي تحميل رئيسية، ذراعي توصيل بمحمل مرفق واحد، بحيث يتصل ذراع واحد من كل صف أسطوانات. وكما هو الحال مع أعمدة المرفق الأخرى، أُجريت عمليات الاتزان الإستاتيكي والديناميكي.

عمود الكامات والمزامنة

وفي السياق ذاته، يحتوي محرك فورد ثماني الأسطوانات ذو الرأس المسطح على عمود كامات مفرد يقع داخل كتلة المحرك فوق عمود المرفق. ويُقاد هذا العمود بواسطة ترس ذي أسنان مستقيمة؛ وصُنع هذا الترس الخاص بعمود الكامات من البلاستيك. يحتوي عمود الكامات على ثلاثة كراسي تحميل. يُغطي غطاء مصنوع من الحديد الزهر التروس المستقيمة لعمود الكامات؛ ويُوضع موزع شرارة الإشعال فوق هذا الغطاء، ويُدار بواسطة التروس المستقيمة لعمود الكامات. ولتشغيل مضخة الوقود، زُوّد عمود الكامات بكامة إضافية تقع في كرسي التحميل من جهة الحدافة.

انظر أيضاً

ومن ناحية أخرى، كارير العالمية، وهي أكثر المركبات العسكرية المجنزرة إنتاجاً في الحرب العالمية الثانية، تعمل بمحركات فورد ذات الصمامات الجانبية V8.

• المراجع
• روابط خارجية
• كتلة فلاتهيد مصممة هندسيًا حديثًا

تحويلات الجرارات الزراعية

في هذا الإطار، خلال الفترة الممتدة من الثلاثينيات إلى الخمسينيات من القرن العشرين، تطلبت السوق الزراعية في أمريكا الشمالية وأجزاء من أوروبا قدرة اخراج متزايدة باستمرار من الجرارات الزراعية. وفي هذا السياق، اختبرت شركة فورد تصميمات لجرارات مزودة بمحركات ثمانية الأسطوانات، وحوّل بعض المزارعين بجهود فردية جراراتهم رباعية الأسطوانات وتزويدها بمحركات فورد سداسية الأسطوانات المتتالية أو ثمانية الأسطوانات، في حين عرضت قلة من شركات سوق ما بعد البيع هذه التحويلات للبيع. ومن بين هذه الشركات، برزت "تحويلات فانك" التي قدمها الأخوان جو وهوارد فانك كأشهر التعديلات في هذا المجال. في الثلاثينيات، صنع الأخوان فانك طائرات، شملت طائرة فانك بي، والتي اعتمدت على تصميم محرك يستند إلى محركات فورد. وفي أواخر الأربعينيات، أصبح خط إنتاج الطائرات الخاص بهما غير مربح، ولكنهما وجدا ربحية متجددة في قطع غيار سوق ما بعد البيع للجرارات، والتي شملت نواقل الحركة، والمحركات، والملحقات. وباع الأخوان الكثير من المُحوَّلة، إلى جانب أطقم التحويل التي تعتمد على محركات فورد الصناعية سداسية الأسطوانات المتتالية، ومحركات فورد ثمانية الأسطوانات ذات الرأس المسطح.

التزييت

إضافةً إلى ذلك، استعملت منتجات فورد ضغط زيت مرتفع لتزييت كراسي التحميل الرئيسية وكراسي أذرع التوصيل، شأنها شأن جميع محركات الاحتراق في المركبات الحديثة. وفر هذا ميزة أداء كبيرة، حيث سمح التزييت بالضغط الكامل بالاستخدام المستمر بسرعات تتجاوز 3500 دورة في الدقيقة دون حرمان كراسي أذرع التوصيل من الزيت، وهو أمر كان ضرورياً لتطبيقات الأداء العالي، مثل السباقات. ولهذا السبب، فضّل سارق البنوك كلايد بارو سرقة سيارات فورد لاستخدامها كمركبات للهروب. كما ألغى هذا التصميم الحاجة إلى نظام معقد لنوافير الزيت لتغذية كراسي أذرع التوصيل في وعاء الزيت. وكفائدة جانبية للمشتري المحتمل لمركبة مستعملة، أتاح هذا النظام كذلك تحديد حالة أذرع التوصيل وكراسي التحميل الرئيسية بشكل غير مباشر من خلال مراقبة مقياس ضغط الزيت بعد إحماء المركبة، شريطة استخدام زيت ذي لزوجة طبيعية.

كتلة المحرك

كذلك، برز صب علبة المرفق والأسطوانات الثماني جميعها في كتلة محرك واحدة كأحد أهم الابتكارات في محرك فورد ثماني الأسطوانات ذي الرأس المسطح. نُفذ هذا المستوى من التصميم أحادي الكتلة لكتل المحركات ثمانية الأسطوانات من قبل، ولكنه لم يشهد قط إنتاجاً بكميات كبيرة. ومثّل جعله عملياً للإنتاج الضخم مثالاً على التطور الإنتاجي اللازم لتقديم محرك ثماني الأسطوانات إلى شريحة السوق ذات التكلفة الميسورة على نطاق واسع. احتوت أغلب المحركات المصممة على شكل حرف "V" في ذلك الوقت على كتل أسطوانات متعددة مُثبتة بمسامير في علبة مرفق مشتركة (والتي كانت بحد ذاتها قطعة مصبوبة منفصلة). وفي أحسن الأحوال، شكّل كل صف من صفوف المحرك على شكل حرف "V" كتلة متكاملة، لكن الكثير من هذه المحركات احتوت على كتل بأربع أو حتى ست أسطوانات، حيث صُبت الأسطوانات في أزواج أو مجموعات ثلاثية. وعلى غرار أغلب كتل المحركات الأخرى في القرن العشرين، صُنع من الحديد الزهر؛ إلا أن ممارسة السباكة (مثل: تدفقات العمل، ومناولة المواد) شكلت تقدماً ثورياً في الإنتاج الضخم للمسبوكات. أثبت تشارلز إي. سورنسن جدارته بلقبه القديم في شركة فورد، "تشارلي الحديد الزهر"، من خلال قيادة هذه الثورة لطرح أول محرك ثماني الأسطوانات من فورد في السوق.

من جهة ثانية، وكما هو الحال مع أي محرك ثماني الأسطوانات، اتسمت الكتلة بوزن خفيف نسبياً مقارنة بالسعة الحجمية التي تدعمها. يمتد غلاف التبريد نزولاً حتى النقطة الميتة السفلى، وهو مستوى منخفض على غير العادة. واعتقد المهندسون الأمريكيون آنذاك أن هذا من شأنه تحسين تبريد المكبس. شكّل الجزء السفلي من الكتلة خط الانفصال لأغطية كراسي التحميل الرئيسية. وشكّل توجيه مسارات العادم الجزء الأكثر تعقيداً في الكتلة. تموضعت صمامات العادم في الجزء الداخلي من حرف "V"، وكان تدفق العادم يتجه مبدئياً نحو الأسفل ويمر حول الأسطوانات عبر غلاف الماء ليخرج من الجزء الخارجي لكتلة الأسطوانة. وضع توجيه العادم عبر غلاف الماء حملاً ثقيلاً للغاية على نظام التبريد وأدى إلى ارتفاع متكرر في درجة الحرارة، خاصة في الطرازات المبكرة، في حال عدم صيانة نظام التبريد. كما ساهمت مضخات المياه البدائية نوعاً ما، والمستعملة حتى ظهور طرازي (8RT) لعام 1948 و (8BA) لعام 1949، في تفاقم مشكلة ارتفاع درجة الحرارة. وكانت المساحة المخصصة لتدفق العادم مقيدة نوعاً ما، لذلك جاءت مسارات العادم طويلة وضيقة في بعض المواقع. وأمكن تحسين تدفق الغاز عبر المسبوكات الرملية الخشنة إلى حدّ كبير عن طريق صقل المسارات. وفي الكتل المبكرة، كانت جدران بعض الأسطوانات رقيقة للغاية بسبب انزياح القوالب الداخلية أثناء عملية الصب.

كراسي التحميل

من جانب آخر، احتوت المحركات المصنوعة في الفترة من 1932 إلى 1935 على كراسي تحميل رئيسية مصبوبة تطلبت مهارة ومعدات ورش ميكانيكية لإجراء عَمرَة لها. زُوّد جزء من إنتاج عام 1936 وجميع الإصدارات منذ عام 1937 وحتى نهاية إنتاج محرك V8 ذي الرأس المسطح بكراسي تحميل رئيسية قشرية قابلة للاستبدال وبطانات لأذرع التوصيل، مما أتاح إعادة بناء المحرك بشكل مباشر وبتكلفة منخفضة، وهو سبب آخر جعل محركات فورد مفضلة لدى الميكانيكيين الهواة. صُنعت كراسي التحميل الرئيسية القشرية هذه من سبيكة الفضة والكادميوم.