عمود المرفق (Crankshaft)

عمود المرفق هو العضو الدوّار الرئيسي في المحرك، والقطعة التي تجمع الدفعات المنفصلة الصادرة عن كل مكبس وتدمجها في حركة دورانية واحدة متصلة. وهو الوصلة الميكانيكية الأخيرة قبل أن تغادر القدرة المحرك عبر حدافة الدوران أو صفيحة المرونة، ومنها إلى القابض أو محوّل العزم وصولاً إلى العجلات في نهاية المطاف. وهو في جوهره الجزء الذي يجعل سلسلة من الانفجارات الصغيرة تتحوّل إلى دوران سلس قابل للاستخدام.

يحقق عمود المرفق ذلك بفضل شكله المتعرّج المميز. فالأعناق الرئيسية تمتد على طول الخط المركزي للعمود وتدور داخل المحامل الرئيسية المثبّتة في كتلة المحرك، محدِّدةً محور الدوران. وبينها تقع أعناق المرفق، وهي مُزاحة عن ذلك الخط المركزي بمسافة ثابتة؛ وبهذه الأعناق المُزاحة تتصل الأطراف الكبيرة لأذرع التوصيل. فعندما يُدفع المكبس هابطاً داخل أسطوانته، يضغط ذراعه على عنق المرفق، ولأن العنق مُزاح، يطبّق عزماً دورانياً على العمود، تماماً كما تدير القدم دوّاسة الدراجة عجلة السلسلة. وتُسمى مسافة الإزاحة شوط المرفق، وضِعفها يساوي شوط المكبس، وهو أحد البعدين اللذين يحددان سعة المحرك إلى جانب قطر الأسطوانة.

ويُعدّ ضبط ترتيب هذه الدفعات وتباعدها أمراً محورياً في النعومة. فأعناق المرفق تُرتَّب بزوايا مختارة بعناية بحيث تشتعل الأسطوانات في تسلسل يوزّع أشواط القدرة بانتظام ويوازن القوى. وتُطرَق أو تُسبَك أثقال موازنة ضخمة مقابل أعناق المرفق لمعادلة قصور أطراف الأذرع الدوّارة ولإخماد الاهتزازات الملازمة للآلات الترددية؛ ومن دونها يهتز المحرك بشدّة. كما يساعد موازن أو مخمّد توافقي على بكرة المقدمة في تهدئة الاهتزاز الالتوائي الذي قد يُجهد العمود بمرور الوقت.

تُطرَق أعمدة المرفق عادةً من الفولاذ لتحمّل المحركات الشاقة أو عالية الإنتاج، أو تُسبَك من الحديد العقدي حيث تسمح التكلفة وانخفاض الإجهاد بذلك. وتُجلَخ أعناقها بدقة وتُقسّى سطحياً، وتدور على محامل مستوية رقيقة تُمدّ بالزيت المضغوط عبر ثقوب داخل العمود. وعادةً ما تدير مقدمة عمود المرفق نفسها حزام أو سلسلة التوقيت التي تحافظ على تزامن أعمدة الكامات والصمامات مع وضع المكبس.

وعمود المرفق متين للغاية في الخدمة، لكنه يعتمد اعتماداً كلياً على زيت نظيف مضغوط؛ ففقدان ضغط الزيت يتلف بسرعة المحامل الرئيسية ومحامل الأطراف الكبيرة، وقد يخدش الأعناق أو يجعلها تنحبس. كما يُعدّ التراخي الطرفي المفرط أو محمل الدفع المتآكل أو شرخ الكلال أعطالاً خطيرة، وتظل إعادة جلخ الأعناق إلى مقاس أصغر مع قشرات محامل مطابقة هي العلاج التقليدي عند بدء التآكل.