محرك
عودة للموسوعةالمحرك هوآلة تحوّل أشكال الطاقة المتنوعة إلى طاقة حركة. من أشكال الطاقة المستخدمة الطاقة الحرارية (كما في محرك الاحتراق الداخلي).
أنواع المحركات
من أشهر محركات الاحتراق:
- محرك ديزل
- محرك أوتو
- محرك ستيرلينغ
- محرك الاحتراق الداخلي
- محرك احتراق خارجي
- المحرك البخاري
- محرك كهربائي
وعادةً ما نجد المحركات البخارية في ميدان تحريك الآلات وخاصة النقل كالسيارات والسفن. وتوجد محركات أخرى لا تولد الحركة عن طريق إحراق الوقود مثل المحركات الكهربائية.
طريقة عمل محركات الاحتراق الداخلي
طريقة عمل محرك الاحتراق الداخلي الرباعى حسب هذه المراحل:
- الفترة الأولى: وهو(شوط سحب رذاذ الوقود) ويكون المكبس (piston) في وضع النزول لأسفل.
- الفترة الثانية: وهو(شوط الضغط) ويكون المكبس في وضع الصعود لضغط مخلوط الهواء والوقود.
- الفترة الثالثة: وهو(شوط الإشعال)ويكون المكبس وضع النزول لأسفل.
- الفترة الرابعة: وهو(شوط طرد العادم) ويكون المكبس في وضع الصعود.
خطوات عمل المحرك الذي يعمل بالبنزين (وهويختلف عن محرك الديزل):
- فترة السحب: يقوم المكبس (piston) بسحب المخلوط الذي يتكون من الهواء والبنزين.
- فترة الضغط : يقوم المكبس بضغط المخلوط لأعلى لأقصى درجة.
- فترة الإشعال : تقوم شمعة الشرر باشعال المخلوط ينتج عن ذلك انفجار المخلوط فيعمل على دفع المكبس لأسفل بقوة.
- فترة الطرد : يقوم المكبس بطرد نواتج الاحتراق خارج الاسطوانة.
وتتكرر هذة العملية على التوالي بترتيب معين للاسطوانات بحسب عددالاسطوانات وشكل المحرك. ويبين الشكل طريقة عمل المحرك الرباعي الأشواط.
كفاءة محرك البنزين
يضع القانون الثاني للحرارة حدا أقصى لكفاءة الآلة الحرارية سواء كانت تعمل بالبنزين أوبالبخار. وحتى لوفرض حتى الآلة مثالية ولا تفقد حرارة بالاحتكاك فهي لا تستطيع تحويل كمية الحرارة المعطاة لها إلى شغل. والحدود المتحكمة في ذلك هي درجة الحرارة T1 المتولدة في المحرك، ودرجة حرارة الوسط المحيط T2 للمحرك والذي يخرج فيه الغاز العادم. مع الفهم أننا نعني هنا درجات الحرارة المطلقة أي المقاسة بالكلفن. وتعطينا معادلة كارنوالعلاقة لآلة تعمل بين تلك الدرجتين كالآتي:
وهذا الحد يسمى كفاءة دورة كارنو وهي تعطي كفاءة آلة مثالية لا يحدث فيها أي فقد للحرارة أواحتكاك. ولا يمكن لأي آلة عملية تعدي ذلك الحد مهما كانت هجريبتها.
وبالمقارنة بمحرك السيارة يحرق البنزين في أسطوانة السيارة عند درجة حرارة T1108 كلفن وباعتبار درجة حرارة الجوT2=294 كلفن، يمكننا حساب الحد الأقصى لكفاءة محرك البنزين، وهويعطى بالعلاقة الآتية:
ونظرا لظروف تشغيل آلة حقيقية يحدث فيها احتكاك وفقد لا خلاص منه للحرارة تكون كفاءة محرك البنزين أقل كثيرا عن كفاءة دورة كارنو. وتصل كفاءة محرك الاحتراق الداخلي بين 30% و35% فقط.
أجزاء المحرك
يتكون محرك السيارة من عدة أجزاء رئيسية:
- الاسطوانة: تعد الأسطوانة الجزء الرئيسي للمحرك أووعادة ما تحتوي محركات السيارات على أربعة اسطوانات أوستة أوثمانية وفي هذه الحالة يتم ترتيب الأسطوانات في المحرك بثلاثة أوضاع فإما تكون مرتبة على خط مستقيم أوترتب في خطين متوازيين أوعلى شكل حرف V، لكل شكل مجموعة مزايا وعيوب تميزة عن غيرة من حيث تقليل ارتجاج المحرك وكفاءتة وسرعته.
- البوجيه: تقوم هذة البترة بتوليد الشرارة الكهربية في لحظة انضغاط الخليط (الهواء والبنزين) لتحدث الاحتراق اما في محركات الديزل لا توجد هذه البترة حيث يحترق الوقود نتيجة لارتفاع درجة حرارته.
- الصمامات: لكل اسطوانة صمامين واحد لادخال الوقود والهواء والثاني لإخراج ناتج الاحتراق وكلاهما يفتحا ويغلقا حسب الشوط ولكن في حالة شوط الانضغاط يغلقا تماما.
- المكبس: وهوبترة من الصلب تتحرك للأعلى والأسفل داخل الاسطوانة.
- حلقات المكبس: توجد حلقات المكبس بين الجزء الخارجي للمكبس والجزء الداخلي للاسطوانة لتسمح بحركة المكبس دون السماح لتسرب خليط الوقود والهواء أوناتج الاحتراق من التسرب كذلك تمنع من تسرب الزيت إلى داخل الاسطوانة. وعادة ما يحتاج المحرك إلى تغيير هذه الحلقات إذا لوحظ نقصان متكرر في معدل الزيت لانهقد يكون قد تسرب إلى داخل الاسطوانة
- غرفة الاحتراق: وهي المساحة التي يحدث فيها الانضغاط والاحتراق وكما لاحظنا فهي تتغير بين قيمة صغرى (عند الانضغاط) وقيمة عظمى (عند سحب الخليط).
- عمود التوصيل:وهوالعمود الذي يوصل المكبس مع عمود ناقل الحركة والذي يجعله يدور في حركة دائرية
- عمود ناقل الحركة: وهوالذي يعمل على تحريك المكبس للأعلى وللأسفل.
- وعاء الزيت: وهووعاء يحتفظ بالزيت ليغمر عمود ناقل الحركة.
انظر أيضا
- دورة كارنو
- محرك الاحتراق الداخلي
- المحرك البخاري
- محرك احتراق خارجي
- محركات الحقن المباشر للبنزين
- محركات توقيت الصمامات المتغير المستمر
مراجع
- ^ Dictionary.com: (World heritage)"3. any device that converts another form of energy into mechanical energy so as to produce motion" نسخة محفوظة 06 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Press, AIP, Associated (2007). Stylebook and Briefing on Media Law (الطبعة 42nd). New York: Basic Books. صفحة 84. ISBN .
- ^ Hassan, Ahmad Y. . Transfer Of Islamic Technology To The West, Part II. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2008.
التصنيفات: محركات, تقانة المحركات, ديناميكا حرارية, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات, بوابة هندسة ميكانيكية/مقالات متعلقة, بوابة سيارات/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة هندسة تطبيقية/مقالات متعلقة, بوابة طاقة/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
