انتقل إلى المحتوى

موتور حرق جوانى

من ويكيبيديا، الموسوعه الحره
 موتور حرق جوانى
 

تعديل  طالع توثيق القالب

لنك عشوائى
تصانيف شوف كمان
مصطلحات | مهن
جهاز| جوايز
كل الليستات		 موتور حرق جوانى
رسم تخطيطى لأسطوانة زى ما هو موجود فى موتور بنزين رباعى الأشواط ليه عمود كامات علوي:

موتور الحرق الجوانى (موتور ICE أو موتور IC ) هو موتور حرارى يتم فيه حرق الوقود مع مؤكسد (فى العاده الهواء) فى اوضه حرق جزء ماينفصلش من دايرة تدفق سائل التشغيل . فى موتور الحرق الجوانى، يُطبّق تمدد الغازات عالية الحرارة والضغط الناتجة عن الحرق قوة مباشرة على مكونات الموتور. يتطبق دى القوة فى العاده على المكابس ( موتور المكبس )، أو شفرات التوربين ( التوربين الغازى )، أو الدوّار (موتور وانكل) ، أو الفوهة ( الموتور النفاث ). بتحرك دى القوة المكون لمسافة معينة. العملية دى تُحوّل الطاقة الكيميائية لطاقة حركية بتستعمل لدفع أو تحريك أو تشغيل أى شيء مُتصل بالموتور. أول مواتير الحرق الجوانى الناجحة تجارى اختُرعت فى نص القرن التسعتاشر. اتصمم أول موتور حرق جوانى حديث، و هو موتور أوتو ، سنة 1876 على ايد المهندس الألمانى نيكولاس أوتو .[1] يشير مصطلح موتور الحرق الجوانى فى العاده لموتور يكون فيه الحرق متقطع ، زى مواتير المكابس ثنائية الأشواط ورباعية الأشواط الاكتر انتشار ، و أنواع تانيه، زى موتور المكابس سداسى الأشواط وموتور وانكل الدوار . يستخدم نوع ثانى من مواتير الحرق الجوانى الحرق المستمر: التوربينات الغازية ، والمواتير النفاثة ، و معظم مواتير الصواريخ ، وكلها مواتير حرق جوانى تعمل حسب للمبدأ نفسه المذكور قبل كده .[1][2] فى المقابل، فى مواتير الحرق الخارجى ، زى مواتير البخار أو مواتير ستيرلينج ، بتتنقل الطاقة لسائل عامل لا بيتكون من نواتج الحرق، ولا يختلط بها، ولا يتلوث بها. بتشمل سوائل التشغيل لمواتير الحرق الخارجي الهواء والماء الساخن والماء المضغوط أو لحد الصوديوم السائل المسخن بالغلاية .

رغم وجود كتير من التطبيقات الثابتة، بتستعمل معظم مواتير الحرق الجوانى فى التطبيقات المتنقلة، هيا مصدر الطاقة الرئيسى للمركبات زى العربيات والطيارات والمراكب . وتُشغَّل دى المواتير فى العاده بوقود هيدروكربونى زى الغاز الطبيعى والبنزين ووقود الديزل والإيثانول . أما الوقود المتجدد ، زى الديزل الحيوي، فبيستخدم فى مواتير الحرق بالضغط، فى الوقت نفسه بيستخدم الإيثانول الحيوى أو إيثيل تالتى بوتيل الإيثر ( ETBE ) المُنتَج من الإيثانول الحيوى فى مواتير الحرق بالشرارة. فى وقت مبكر من سنة 1900، كان رودولف ديزل ، مخترع موتور الديزل، يستخدم زيت الفول السودانى لتشغيل مواتيره.[3] يُخلط الوقود المتجدد فى العاده مع الوقود الحفرى. أما الهيدروجين ، اللى نادر ما بيستخدم، فيمكن الحصول عليه إما من الوقود الحفرى أو من مصادر الطاقة المتجددة.

تاريخ

[تعديل]
A vintage mechanical device known as the Brayton walking beam engine from the year 1872
موتور برايتون بالعارضة المتحركة من سنة 1872

كتير من العلما و المهندسين ساهمو فى تطوير مواتير الحرق الجوانى. ف سنة 1791، طوّر جون باربر التوربين الغازى . سنة 1794، حصل توماس ميد على براءة اختراع لموتور غازى . فى نفس السنه، حصل روبرت ستريت على براءة اختراع لموتور حرق جوانى، كان 1 نوعه اللى يستخدم الوقود السائل ، وبنا موتور ساعتها بالتقريب . سنة 1798، بنى جون ستيفنز أول موتور حرق جوانى أمريكى. سنة 1807، قام المهندسان الفرنسيان نيسيفور نيبس (الذى اخترع التصوير الفوتوغرافى بعدين ) وكلود نيبس بتشغيل نموذج أولى لموتور حرق جوانى، باستخدام انفجارات غبار مُتحكَّم بها، و هو موتور بيرولوفور ، اللى منحه نابليون بونابرت براءة اختراع. زوّد ده الموتور قارب بالطاقة فى نهر السون بفرنسا.[4][5] و فى نفس السنه، اخترع المهندس السويسرى فرانسوا إسحاق دى ريفاز موتور حرق جوانى يعمل بالهيدروجين ويتم إشعاله بشرارة كهربائية. سنة 1808، دى ريفاز ركب اختراعه على مركبة عمل بدائية - "أول عربية فى العالم تعمل بموتور حرق جوانى".[6] و سنة 1823، حصل صموئيل براون على براءة اختراع أول موتور حرق جوانى يتم تطبيقه صناعى.

فى المملكة المتحدة، سنة 1854، يوجينيو بارسانتى و,فيليس ماتيوتشى اخدو شهادة براءة اختراع بعنوان: "الحصول على الطاقة الحركية بانفجار الغازات". سنة 1857، منحهما مكتب براءات الاختراع البريطانى براءة الاختراع رقم 1655 لاختراع "جهاز مُحسَّن للحصول على الطاقة الحركية من الغازات".[7][8][9] وحصل بارسانتى وماتيوتشى على براءات اختراع تانيه لنفس الاختراع فى فرنسا وبلجيكا وبيدمونت بين 1857 و1859.[10][11] و سنة 1860، أنتج المهندس البلجيكى جان جوزيف إتيان لينوار موتور حرق جوانى يعمل بالغاز.[12] و سنة 1864، حصل نيكولاس أوتو على براءة اختراع أول موتور يعمل بالغاز الطبيعى. سنة 1872، اخترع الامريكانى جورج برايتون أول موتور حرق جوانى تجارى يعمل بالوقود السائل. سنة 1876، ابتدا نيكولاس أوتو العمل مع غوتليب دايملر وويلهلم مايباخ ، واخدو براءة اختراع لموتور رباعى الأشواط يعمل بشحنة مضغوطة. سنة 1879، حصل كارل بنز على براءة اختراع لموتور بنزين ثنائى الأشواط موثوق. بعد كده ، سنة 1886، ابتدا بنز أول إنتاج تجارى للمركبات ذات موتور حرق جوانى، حيث شكل الموتور رباعى الأشواط ثلاثى العجلات والهيكل وحدة واحدة.[13] و سنة 1892، طور رودولف ديزل أول موتور يعمل بشحنة مضغوطة و إشعال بالضغط. سنة 1926، أطلق روبرت غودارد أول صاروخ يعمل بالوقود السائل. سنة 1939، بقت طياره هاينكل هيا 178 أول طياره نفاثة فى العالم.[14]

أصل الكلمة

[تعديل]

مصطلح “موتور حرق جواني” فى المصرى جاى من ترجمة شبه حرفية للمصطلح الإنجليزى Internal Combustion Engine، حيث كلمة “موتور” أصلها من الفرنسية moteur أو الإنجليزية motor ، و“حرق” تعبير عن كلمة combustion ، و“جواني” بمعنى جوانى من كلمة “جوا”. اللى بيحصل فيه حرق الوقود جوه الأسطوانات نفسها و مش خارجها زى ما فى مواتير البخار القديمة. فى الاستخدام اليومى فى مصر قد اتقال كمان “موتور بنزين” أو “موتور ديزل” كمسميات أبسط لنفس الفكرة.

كلمة "engine موتور" (عبر الفرنسية القديمة ، من اللاتينية ingenium ، بمعنى "القدرة") زمان ، كانت تعنى أى قطعة من الآلات - و هو معنى لسه قائم فى تعابير زى "موتور الحصار ". أما "الموتور" (من اللاتينية motor ، بمعنى "الموتور") فهو أى ماكينة بتنتج طاقة ميكانيكية. تقليدى، لا يُشار لالمواتير الكهربائية باسم "مواتير"؛ بس، غالب ما يُشار لمواتير الحرق الجوانى باسم "موتور". (يشير الموتور الكهربائى لقاطرة تعمل بالكهرباء). فى مجال المراكب، يُشار لموتور الحرق الجوانى المثبت فى هيكل القارب باسم موتور، أما المواتير الموجودة على مؤخرة القارب فبتتسمما مواتير كهربائية.[15]

التطبيقات

[تعديل]
موتور ترددى للعربية

مواتير المكابس الترددية المصدر الاكتر انتشار للطاقة فى المركبات البرية والبحرية، بما فيها العربيات والعجل النارية والسفن ، وبدرجة أقل، القاطرات (بعضها كهربائي، لكن معظمها يعمل بمواتير الديزل [16][17] ). بتستعمل المواتير الدوارة من تصميم وانكل فى بعض العربيات والطيارات والعجل النارية. ومعروفه دى المركبات مجتمعةً باسم مركبات مواتير الحرق الجوانى (ICEV).[18]

عند الحاجة لنسب عالية من القدرة للوزن، مواتير الحرق الجوانى تظهر على شكل توربينات حرق ، أو ساعات مواتير وانكل. تستخدم الطيارات فى العاده موتور حرق جوانى ، اللى ممكن يكون موتور ترددى. ممكن للطيارات استخدام مواتير نفاثة ، ويمكن للمروحيات استخدام مواتير توربينية عمودية ؛ والاتنين نوعين من التوربينات. توفير الدفع، قد تستخدم الطيارات موتور حرق جوانى منفصل كوحدة طاقة مساعدة . تُجهز كتير من المركبات الجوية اللى مشمأهولة بمواتير وانكل.

مولد ديزل للطاقة الاحتياطية

مواتير الحرق الجوانى بتشغل مولدات كهربائية ضخمة تُغذى شبكات الكهرباء. توجد دى المواتير على شكل توربينات حرق ذات قدرة كهربائية نموذجية تتراوح فى حدود 100 تستخدم محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة غازات العادم ذات درجة الحرارة العالية لغلى وتسخين بخار الميه لتشغيل التوربينات البخارية . علشان كده، تكون الكفاءة أعلى نظر لاستخلاص طاقة اكبر من الوقود مقارنه بما ممكن استخلاصه بموتور الحرق الجوانى وحده. توصل كفاءة محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة لما بين 50 و60%. أما على نطاق أصغر، فبتستعمل مواتير ثابتة ، زى مواتير الغاز أو مولدات الديزل، كاحتياطى أو لتوفير الطاقة الكهربائية للمناطق اللى مشمتصلة بشبكة الكهرباء .

المواتير الصغيرة (فى العاده مواتير البنزين أحادية الأسطوانة ثنائية الأشواط ) مصدر طاقة منتشر لجزازات العشب ، وآلات تشذيب الحواف ، والمناشير الآلية ، وآلات نفخ الأوراق ، وغسالات الضغط ، والعربيات اللى يتم التحكم فيها عن طريق الراديو ، وعربات الثلج ، والعجل المائية ، و المواتير الخارجية، والعجل البخارية ، والعجل النارية .

تصنيف

[تعديل]

فيه شوية طرق ممكنة لتصنيف مواتير الحرق الجوانى.

متبادل

[تعديل]

حسب عدد الضربات:

  • موتور ثنائى الأشواط
    • دورة الموظف [19]
    • دورة النهار
  • موتور رباعى الأشواط ( دورة أوتو )
  • موتور سداسى الأشواط

حسب نوع الإشعال:

عن طريق الدورة الميكانيكية/الديناميكية الحرارية (هذه الدورات نادرة الاستخدام لكن منتشرة فى المركبات الهجينة ، مع المركبات التانيه المصنعة لتحقيق كفاءة استهلاك الوقود [20] ):

  • دورة أتكينسون
  • دورة ميلر

دوار

[تعديل]
  • موتور وانكل
  • موتور دوار بدون مكبس

الحرق المستمر

[تعديل]
  • موتور توربينى غازي
    • موتور توربينى نفاث ، بفوهة دافعة
    • مروحة توربينية ، بمروحة قناة
    • التوربينى المروحى ، بمروحة غير موجهة، فى العاده ذات درجة ميل متغيرة
    • التوربين العمودى ، و هو توربين غازى مُحسَّن لإنتاج عزم دوران ميكانيكى بدل قوة الدفع.
  • Ramjet ، [21] يشبه الموتور النفاث التوربينى ولكنه يستخدم سرعة المركبة لضغط (دفع) الهواء بدل الضاغط.
  • سكرامجيت ، و هو نوع من أنواع المواتير النفاثة اللى تستخدم الحرق فوق الصوتى.
  • موتور صاروخي

المواتير الترددية

[تعديل]

بنا

[تعديل]
كتلة أسطوانات موتور V8 عريانه
المكبس، حلقة المكبس، دبوس المكبس، ودراع التوصيل

قاعدة موتور الحرق الجوانى الترددى هيا كتلة الموتور ، اللى بتتعمل فى العاده من الحديد الزهر (نظر لمقاومته الجيدة للتآكل وتكلفته المنخفضة) [22] أو الألومنيوم . فى الحالة الأخيرة، بتتعمل بطانات الأسطوانات من الحديد الزهر أو الفولاذ، [23] أو من طلاء زى النيكاسيل أو الألوسيل . تحتوى كتلة الموتور على الأسطوانات . فى المواتير اللى فيها اكتر من أسطوانة، تُرتّب الأسطوانات فى العاده فى صف واحد ( موتور مستقيم ) أو صفين ( موتور بوكسر أو موتور V )؛ وبيستخدم ساعات 3 أو 4 صفوف ( موتور W ) فى المواتير الحديثة، كمان فيه تكوينات تانيه للمواتير و استُخدمت بالفعل. المواتير أحادية الأسطوانة (أو مواتير الثامبر ) منتشرة فى العجل النارية و غيرها من المواتير الصغيرة الموجودة فى الآلات الخفيفة. على الجانب الخارجى للأسطوانة، تُصبّ قنوات فيها سائل التبريد فى كتلة الموتور، فى الوقت نفسه فى بعض المواتير الثقيلة، تكون دى القنوات أكمام أسطوانات قابلة للإزالة والاستبدال.[22] تحتوى المواتير المبردة بالماء على قنوات فى كتلة الموتور يدور فيها سائل التبريد ( غلاف الميه ). بعض المواتير الصغيرة مبردة بالهواء، وبدل غلاف الماء، تحتوى كتلة الأسطوانات على زعانف بارزة لتبريد الموتور عن طريق نقل الحرارة مباشرة لالهواء. فى العاده تُصقل حيطان الأسطوانات للحصول على سطح متقاطع ،و ده يسمح باحتفاظها بكمية اكبر من الزيت. أما السطح الخشن اوى فيصل لتلف الموتور بسرعة نتيجة التآكل المفرط للمكبس.

المكابس أجزاء أسطوانية قصيرة تُغلق واحد من طرفين الأسطوانة و تمنع الضغط العالى للهواء المضغوط و نواتج الحرق، وتنزلق داخلها باستمرار وقت تشغيل الموتور. فى المواتير الصغيرة، بتتعمل المكابس من الألومنيوم، فى الوقت نفسه فى المواتير الاكبر ، بتتعمل فى العاده من الحديد الزهر.[22] فى تطبيقات الأداء العالي، ممكن بتتعمل المكابس كمان من التيتانيوم أو الفولاذ المطروق لزيادة المتانة. بيتسما السطح العلوى للمكبس بالتاج ، و فى العاده يكون مسطح أو مقعر. تستخدم بعض مواتير الشوطين مكابس ذات رأس عاكس . المكابس مفتوحة من الأسفل ومجوفة باستثناء هيكل تقوية متكامل (شبكة المكبس). عند تشغيل الموتور، يُسلط ضغط الغاز فى اوضه الحرق قوة على تاج المكبس، تنتقل عبر شبكته لمسمار المكبس . يحتوى كل مكبس على حلقات مُثبتة حول محيطه تمنع فى الغالب تسرب الغازات لعلبة المرافق أو الزيت لاوضه الحرق.[24] يقوم نظام التهوية بطرد كمية الغاز الصغيرة المتسربة من المكابس وقت التشغيل العادى (غازات الحرق المتسربة) من علبة المرافق، و ده لمنع تراكمها وتلويث الزيت والتسبب فى التآكل.[22] فى مواتير البنزين ثنائية الأشواط، علبة المرافق جزء من مسار الهواء و الوقود، وبسبب التدفق المستمر للوقود، ما بتحتاجش دى المواتير لنظام تهوية منفصل لعلبة المرافق.

نظام الصمامات فوق رأس أسطوانة موتور ديزل. يستخدم ده الموتور دراعات التأرجح لكن لا يستخدم قضبان الدفع.

رأس الأسطوانة بكتلة الموتور بيثبت بكتير من البراغى أو المسامير . وله وظايف متعددة. فهو يُحكم قفل الأسطوانات من الجهة المقابلة للمكابس؛ وفيه قنوات قصيرة ( المنافذ ) للسحب والعادم، وصمامات السحب اللى تُفتح لملء الأسطوانة بالهواء النقي، وصمامات العادم اللى تُفتح لخروج غازات الحرق. فى الغالب تكون دى الصمامات من نوع الصمامات القرصية [25][26] ، لكن ممكن تكون كمان صمامات دوارة [27] أو صمامات أسطوانية.[25] رغم ده ، فى مواتير ثنائية الأشواط ذات نظام تصريف علبة المرافق، تُوصل منافذ الغاز مباشره بجدار الأسطوانة دون صمامات قرصية؛ حيث يتحكم المكبس فى فتحها و قفلها. كما يحمل رأس الأسطوانة شمعة الإشعال فى مواتير الإشعال الشراري، وحاقن الوقود فى المواتير اللى تستخدم الحقن المباشر. كل مواتير الحرق بالضغط (CI) تستخدم حقن الوقود، و فى العاده يكون الحقن المباشر، لكن بعض المواتير تستخدم الحقن اللى مشمباشر . تستخدم مواتير الإشعال الشرارى (SI) المكربن أو نظام حقن الوقود، سواء كان حقن مباشر أو حقن فى منفذ السحب. تحتوى معظم مواتير SI على شمعة حرق واحدة لكل أسطوانة، فى الوقت نفسه تحتوى بعضها على اثنتين . يمنع حشية رأس الأسطوانة تسرب الغاز بين رأس الأسطوانة وكتلة الموتور. يتم التحكم فى فتح و قفل الصمامات بعمود كامة واحد أو اكتر ونوابض، أو فى بعض المواتير، بآلية ديسمودرومية لا تستخدم نوابض. قد يضغط عمود الكامة مباشره على ساق الصمام، أو قد يؤثر على دراع متأرجح ، إما مباشره أو عبر قضيب دفع .

كتلة الموتور كما تُرى من الأسفل. الأسطوانات وفوهة رش الزيت ونصف المحامل الرئيسية ظاهرة بوضوح.

حوض الزيت بيتقفل من تحت بحوض بيجمع الزيت اللى بينزل وقت التشغيل العادى عشان يعاد تدويره تانى. الفراغ اللى بيتكوّن بين كتلة الأسطوانات و حوض الزيت بفيه عمود مرفقى (كرنك) ببيحول الحركة الترددية للمكابس لحركة دورانية.

العمود المرفقى بيكون متثبت بالنسبة لكتلة الموتور عن طريق المحامل الرئيسية اللى بتسمح له بالدوران. الحواجز الموجودة فى حوض الزيت بتكوّن نص كل محمل رئيسي، فى الوقت نفسه النص التانى بيكون غطاء قابل للفك. فى بعض المواتيرت، بيتم استخدام سطح محمل رئيسى واحد بدل شوية أغطية صغيرة.

دراع التوصيل بيتوصل من ناحية بأجزاء منحرفة من العمود المرفقى (دبابيس المرفق)، و من الناحية التانية بالمكبس عن طريق دبوس التوصيل، و بكده بينقل القوة و يحول حركة المكابس الترددية لحركة دائرية للعمود المرفقى.

الطرف اللى من دراع التوصيل المتصل بدبوس المكبس بيتسمى “الطرف الصغير”، الطرف التانى المتصل بالعمود المرفقى بيتسمى “الطرف الكبير”. الطرف الكبير بيكون فيه جزء قابل للفصل لتسهيل تركيبه حوالين عمود المرفق، و بيتثبت فى دراع التوصيل باستخدام مسامير قابلة للفك.

رأس الأسطوانة بفيه مشعب سحب و مشعب عادم متوصلين بالمنافذ المناسبة. مشعب السحب بيتوصل مباشرة بفلتر الهوا، أو بالمكربن لو موجود، و المكربن بدوره بيتوصل بفلتر الهوا.

وظيفة مشعب السحب إنه يوزع الهوا الداخل من الأجهزة دى على كل أسطوانة بشكل منفصل.

أما مشعب العادم فهو أول جزء فى نظام العادم، و وظيفته يجمع غازات العادم الخارجة من الأسطوانات و يوشها للجزء اللى بعده فى مسار العادم.

نظام عادم موتور الحرق الجوانى ممكن كمان فيه محول حفاز (كاتاليست) و كاتم صوت. اخر جزء فى مسار غازات العادم بيكون ماسورة العادم.

مواتيرت رباعية الأشواط

[تعديل]
رسم تخطيطى يوضح آلية عمل موتور حرق جوانى رباعى الأشواط. التسميات:



1- الحث



2- الضغط



3- الطاقة



4- العادم

و النقطة الميتة العليا (TDC) للمكبس هيا الوضع اللى بيكون فيه المكبس أقرب ما ممكن للصمامات، أما النقطة الميتة السفلى (BDC) فهى الوضع العكسى اللى بيكون فيه أبعد ما ممكن عنها.

و الشوط هو حركة المكبس من النقطة الميتة العليا للنقطة الميتة السفلى أو العكس، بالإضافة للعملية اللى بتحصل وقت الحركة دى.

و وقت تشغيل الموتور، عمود المرفق بيلف باستمرار بسرعة شبه ثابتة. فى موتور الحرق الجوانى رباعى الأشواط، كل مكبس بيعدّى بأربع أشواط خلال دورتين كاملتين لعمود المرفق، بالترتيب التالي، بدايةً من النقطة الميتة العليا: [28] [29]

  1. السحب أو الحث أو الشفط: تُفتح صمامات السحب نتيجة ضغط حدبة الكامة على ساق الصمام. يتحرك المكبس للأسفل،و ده يزيد من حجم اوضه الحرق ويسمح بدخول الهواء فى حالة موتور الحرق الجوانى ، أو خليط الهواء و الوقود فى حالة مواتيرت الإشعال بالشرارة اللى لا تستخدم الحقن المباشر . بيتقال على الهواء أو خليط الهواء و الوقود اسم الشحنة فى كل الأحوال.
  2. شوط الضغط: فى ده الشوط، يُغلق الصمامين ويتحرك المكبس للأعلى،و ده يقلل حجم اوضه الحرق اللى يوصل لأدنى قيمة له لما يكون المكبس فى أعلى نقطة ميتة. يبذل المكبس شغل على الشحنة وقت ضغطها، و بسبب ده، بيزيد ضغطها و درجة حرارتها وكثافتها؛ وممكن تقريب ده السلوك بقانون الغاز المثالى . قبل وصول المكبس لأعلى نقطة ميتة مباشرة، يبتدى الاشتعال. فى حالة موتور الإشعال بالشرارة، تتلقى شمعة الإشعال نبضة جهد عالية تُولد الشرارة اللى تُعطى الموتور اسمه، وتُشعل الشحنة. أما فى حالة موتور الحرق بالضغط، فيقوم حاقن الوقود بحقن الوقود بسرعة فى اوضه الحرق على شكل رذاذ؛ ويشتعل الوقود نتيجة ارتفاع درجة الحرارة.
  3. شوط القدرة أو شوط العمل: يدفع ضغط غازات الحرق المكبس للأسفل، مولد طاقة حركية اكبر من الطاقة اللازمة لضغط الشحنة. بالتزامن مع شوط الضغط، تتمدد غازات الحرق،و ده يوصل لانخفاض درجة حرارتها و ضغطها وكثافتها. لما يقترب المكبس من النقطة الميتة السفلى، يُفتح صمام العادم. فى شوط التفريغ ، تتمدد غازات الحرق بشكل غير قابل للانعكاس بسبب الضغط المتبقى - اللى يتجاوز الضغط الخلفى ، و هو ضغط القياس على منفذ العادم.
  4. العادم: يبقى صمام العادم مفتوح وقت تحرك المكبس للأعلى لطرد غازات الحرق. فى المواتيرت ذات السحب الطبيعي، قد يبقى جزء صغير من غازات الحرق فى الأسطوانة وقت التشغيل العادى لأن المكبس لا يغلق اوضه الحرق تمام؛ وتذوب دى الغازات فى الشحنة اللى بعد كده . فى نهاية شوط المكبس، يُغلق صمام العادم، ويُفتح صمام السحب، وتتكرر دى العملية فى الدورة اللى بعد كده . قد يُفتح صمام السحب قبل قفل صمام العادم لتحسين عملية طرد الغازات.

مواتيرت ثنائية الأشواط

[تعديل]

السمة المميزة للنوع ده من المواتيرت إن كل مكبس بيكمل دورة كاملة مع كل لفة لعمود المرفق. عمليات السحب و الضغط و الحرق و العادم الأربع بتحصل فى شوطين بس، علشان كده ما ينفعش يتخصص شوط كامل لكل عملية لوحدها.

الدورة بتبدأ من النقطة الميتة العليا، و بتتكوّن من:

  1. القدرة: وقت هبوط المكبس، تقوم غازات الحرق ببذل شغل عليه، زى ما هو الحال فى موتور رباعى الأشواط. وتنطبق نفس قوانين الديناميكا الحرارية للتمدد.
  2. عملية التفريغ: قبل حوالى 75 درجة من دوران عمود المرفق من النقطة الميتة السفلى، يُفتح صمام أو منفذ العادم، ويحدث تفريغ للغازات. بعد كده بقليل، يُفتح صمام أو منفذ السحب. تُزيح الشحنة الداخلة غازات الحرق المتبقية لنظام العادم، و يدخل جزء منها لنظام العادم كمان . يوصل المكبس للنقطة الميتة السفلى ويعكس اتجاهه. بعد ما يقطع المكبس مسافة قصيرة لأعلى جوه الأسطوانة، يُغلق صمام أو منفذ العادم؛ بعد كده بقليل، يُغلق صمام أو منفذ السحب كمان .
  3. الضغط: مع قفل صمامَى السحب والعادم، بيستمر المكبس فى التحرك للأعلى ضاغط الشحنة ومؤدى شغل عليها. زى فى موتور رباعى الأشواط، يبتدى الاشتعال قبل وصول المكبس للنقطة الميتة العليا مباشره، وبتتطبق نفس الاعتبارات المتعلقة بالديناميكا الحرارية للضغط على الشحنة.

و فى الوقت نفسه الموتور رباعى الأشواط بيستخدم المكبس كمضخة إزاحة موجبة عشان يكمل عملية التنظيف، وده بيحتاج شوطين من أصل 4 ، الموتور ثنائى الأشواط بيستخدم الجزء الأخير من شوط القدرة و الجزء 1 شوط الضغط عشان يدمج عمليتى السحب و العادم مع بعض.

و الشغل المطلوب لطرد غازات العادم و إدخال خليط جديد بييجى يا إما من علبة المرفق (الكارتيرة) أو من منفاخ منفصل.

أما بالنسبة لعملية التنظيف نفسها، يعنى طرد الغاز المحترق و إدخال شحنة جديدة، ففيه طريقتين رئيسيتين معروفين:

  • التنظيف الحلقى (Loop scavenging)
  • التنظيف أحادى التدفق (Uniflow scavenging)

و حسب ما نشرته جمعية مهندسى العربيات (SAE) فى العقد التانى من الألفية الثانية، التنظيف الحلقى احسن من التنظيف أحادى التدفق فى كل الظروف بالتقريب .[19]

الخسارة الطفيلية

[تعديل]

مصطلح الفقد الطفيلي فى العاده بيستخدم لوصف الأجهزة اللى تسحب الطاقة من الموتور لتعزيز قدرته على توليد المزيد من الطاقة أو تحويلها لحركة. فى موتور الحرق الجوانى، يتسبب كل مكون ميكانيكى بالتقريب ، بما فيها نظام نقل الحركة ، فى فقد طفيلي، و علشان كده ممكن وصفه بأنه حمل طفيلى.

تخفيض

[تعديل]

و مهندسين العربيات ومعدّليها فى العاده بيعملوا اختيارات تصميمية بتقلل الأحمال الطفيلية عشان يحسّنوا الكفاءة وقوة الموتور. وده ممكن يشمل اختيار مكونات أو أنظمة أساسية فى الموتور، زى استخدام نظام تزييت بالحوض الجاف بدل نظام الحوض الرطب.

وكمان ممكن يتحقق ده عن طريق استبدال مكونات ثانوية بتكون متاحة كتعديلات بعد البيع، زى زى استبدال المروحة اللى بتشتغل مباشرة من الموتور بمروحة فيها قابض (clutch) أو مروحة كهربائية.[30]

من التعديلات التانية اللى بتقلل الفقد الطفيلي، وبتظهر كتير فى عربيات السباق، استبدال مضخة الميه اللى بتشتغل بالموتور بمضخة ميه كهربائية.[31]

انخفاض الفقد الطفيلى الناتج عن التغييرات دى ممكن يكون سببه تقليل الاحتكاك أو عوامل تانية كتير بتحسّن كفاءة التصميم بشكل عام.

شوف كمان

[تعديل]

مراجع

[تعديل]
  1. 1 2 "History of Technology: Internal Combustion engines". Encyclopædia Britannica. Britannica.com. اطلع عليه بتاريخ 2012-03-20.
  2. ↑ Pulkrabek، Willard W. (1997). Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. Prentice Hall. ص. 2. ISBN:978-0-13-570854-5.
  3. ↑ Shay، E.Griffin (يناير 1993). "Diesel fuel from vegetable oils: Status and opportunities". Biomass and Bioenergy. ج. 4 ع. 4: 227–242. Bibcode:1993BmBe....4..227S. DOI:10.1016/0961-9534(93)90080-N.
  4. ↑ "The Pyréolophore: a new engine principle". Nicéphore Niépce's House Museum. 17 فبراير 2021. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-03.
  5. ↑ "The Pyreolophore engine". Paléo-Energétique. 9 سبتمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-03.
  6. ↑ Eckermann، Erik (2001). The World History of the Automobile. Germany: Society of Automotive Engineers. ص. 371. ISBN:978-0-7680-0800-5. اطلع عليه بتاريخ 2020-09-21.
  7. ↑ Day، Lance؛ McNeil، Ian (2002). Biographical Dictionary of the History of Technology. Routledge. ISBN:978-1-134-65020-0.
  8. ↑ Alfred Ewing، J. (2013). The Steam-Engine and Other Heat-Engines. Cambridge University Press. ISBN:978-1-107-61563-2.
  9. ↑ Jaffe، Robert L.؛ Taylor، Washington (2018). Physics of Energy. Cambridge University Press. ISBN:978-1-107-01665-1.
  10. ↑ "The invention of the internal combustion engine. A spark of italian creativity" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-06-20. اطلع عليه بتاريخ 2019-06-20.
  11. ↑ "The patents". مؤرشف من الأصل في 2020-06-14. اطلع عليه بتاريخ 2019-06-20.
  12. ↑ "Étienne Lenoir". Encyclopedia Britannica. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-03.
  13. ↑ "Who invented the automobile?". The Library of Congress. مؤرشف من الأصل في 2021-02-01. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-03.
  14. ↑ Constable، George؛ Somerville، Bob (2003). A Century of Innovation: Twenty Engineering Achievements that Transformed our Lives. Joseph Henry Press. ص. 35. ISBN:9780309089081.
  15. ↑ "World Wide Words: Engine and Motor". World Wide Words. 27 ديسمبر 1998. اطلع عليه بتاريخ 2016-08-31.
  16. ↑ James، Fales. Technology Today and Tomorrow. ص. 344.
  17. ↑ Armentrout، Patricia. Extreme Machines on Land. ص. 8.
  18. ↑ M. A. DeLuchi (1991). Emissions of Greenhouse Gases from the Use of Transportation Fuels and Electricity: Main text. Center for Transportation Research, Argonne National Laboratory. ص. 100–.
  19. 1 2 "Two Stroke Cycle Diesel Engine". First Hand Info. مؤرشف من الأصل في 2016-08-23. اطلع عليه بتاريخ 2016-09-01. المرجع غلط: وسم <ref> غير صالح؛ الاسم "first-hand.info_2_stroke_diesel" معرف أكثر من مرة بمحتويات مختلفة.
  20. ↑ Haseli، Yousef (2020). Entropy Analysis in Thermal Engineering Systems. DOI:10.1016/C2018-0-04777-5. ISBN:978-0-12-819168-2.[بحاجة لرقم الصفحة]
  21. ↑ Hall، Nancy. "Editor". NASA. اطلع عليه بتاريخ 2020-06-26.
  22. 1 2 3 4 Heywood 2018
  23. ↑ Denton 2011
  24. ↑ Yamagata 2005
  25. 1 2 Stone، Richard (16 سبتمبر 2017). Introduction to Internal Combustion Engines. Bloomsbury. ISBN:978-1-137-02829-7.
  26. ↑ Kirkpatrick، Allan T. (23 نوفمبر 2020). Internal Combustion Engines: Applied Thermosciences. John Wiley & Sons. ISBN:978-1-119-45450-2.
  27. ↑ "WEIRD STUFF! COATES SPHERICAL ROTARY VALVE ENGINE: There Are No Valves, Just a Series of Spheres on a Rod: Sort of a Shish-Kabob". 27 أكتوبر 2009.
  28. ↑ Stone 1992.
  29. ↑ Nunney 2007.
  30. ↑ Smith, Jeff (1 Nov 2003). "Drivetrain Power Loss". Car Craft Magazine (بالإنجليزية). Retrieved 2020-04-21.
  31. ↑ Holdener، Richard (1 نوفمبر 2006). "Reduce Parasitic Drag – Pump Up The Power – Dr. Dyno". Mustang 360.

فهرس

[تعديل]

قرايه اكتر

[تعديل]
  • Singer، Charles Joseph؛ Raper، Richard (1978). Charles، Singer؛ وآخرون (المحررون). A History of Technology: The Internal Combustion Engine. Clarendon Press. ص. 157–176. ISBN:978-0-19-858155-0.
  • Setright، LJK (1975). Some unusual engines. London: The Institution of Mechanical Engineers. ISBN:978-0-85298-208-2.
  • Suzuki، Takashi (1997). The Romance of Engines. US: Society of Automotive Engineers. ISBN:978-1-56091-911-7.
  • Hardenberg، Horst O. (1999). The Middle Ages of the Internal Combustion Engine. US: Society of Automotive Engineers.
  • Gunston، Bill (1999). Development of Piston Aero Engines. PSL. ISBN:978-1-85260-619-0.

لينكات برانيه

[تعديل]
فيه فايلات فى تصانيف ويكيميديا كومونز عن:

قالب:Pollution

اتجابت من "https://arz.wikipedia.org/w/index.php?title=موتور_حرق_جوانى&oldid=13072868"