محركات السيارات

تصنيف المحركات الميكانيكية 2 

في الجزء الاول من درس تصنيف المحركات الميكانيكية 1 درسنا 5 تصنيفات هامة للمحركات وهي نوع الاشتعال, عدد الاشواط, نوع الوقود المستخدم, الشكل-الترتيب العام الداخلي و اماكن وجود الصمامات وتعرفنا بشكل عام على اشكال المحرك حسب تلك التصنيفات. في هذا الدرس سوف نكمل تصنيف المحركات الميكانيكية ونعتمد في درساتنا على المحركات الترددية التي لها اسطوانات لان المحركات الاخرى هي خارج نطاق دراستنا الآن.

سادسًا : التصنيف حسب مكان وعدد الاسطوانات 

في هذا التصنيف يوجد اشكال عديدة سوف نقوم بدراستها بشكل عام حتى تستطيع التفريق بين المحركات وكيف يؤثر هذا التنصيف على اداء المحرك الميكانيكي. ويتم التصنيف كالتالي:

1 – الاسطوانة المنفردة Single piston وهذا المحرك يكون له اسطوانة واحدة فقط مثل المضخات الميكانيكية الصغيرة او محركات الدراجات الصغيرة (مثل محركات الدراجات الهوائية) مثل الصورة ادناه a.

2 – ترتيب الاسطوانات في خط مسقيم IN-line بحيث تكون الاسطوانات في خط مستقيم بشكل متسلسل لتعمل بشكل متناغم وتكون الاسطوانات بجانب بعضها البعض متصلة بالكرانك شافت يمكن هذا المحرك ان يحتوي من 2 الى 11 اسطوانة واكثر من ذلك. ولكن استخدام  اسطوانات هو محرك شائع جدا في سياراتنا التي نراها كل يوم وله العديد من الاستخدامات. اما 6 – 8 اسطوانات فهو شائع في السيارت الاكبر حجمًا مثل البكب والسيارات الفارهة او الرياضية. هذا المحرك مثل الصورة ادناه b.

3 – محركات (V) سبب تسميتها في هذا الاسم انها فعلا تكون مرتبة على شكل الحرف V بحيث يتكون المحرك من صندوقين للاسطوانات متصلين مع بعضهما البعض بزاوية 15-120 درجة. هذا المحرك عدد اسطواناته عادة يكون زوجي وتتراوح من 2-20 اسطوانة واكثر من ذلك ويوجد سيارات كثير تستخدم هذا المحرك مع 6 او 8 اسطوانات ويستخدم في السفن مثل هذه المحركات 8-20 اسطوانة!. هذا المحرك مثل الصورة ادناه c.

4 – محركات الاسطوانات العكسية مع الالتقاء بالمننتصف Opposed cylinder engine في هذا المحرك تكون الاسطوانات عكس بعضهما البعض ولكنهم يشتركون في نفس الكرانك شافت ويمكننا اعتبار هذا المحرك مثل المحرك V ولكن بزاوية 180 عموما يسخدم هذا المحرك في الطائرات الصغيرة وبعض السيارات الصغيرة ويمكن استخدام 2-8 اسطوانات وتسمى هذه المحركات Flat engine. هذا المحرك مثل الصورة ادناه d.

5 – محركات (W) سبب تسميتها في هذا الاسم انها فعلا تكون مرتبة على شكل الحرف W. هذا المحرك هو تطوير للمحرك V فهو بالاساس عبارة عن محركين V يتصلين في نفس الكرانك شافت. يمكن ان يحتوي هذا المحرك على 16 اسطوانة مثل سيارة بوغاتي سابقًا. هذا المحرك مثل الصورة ادناه e.

6 – محركات الاسطوانات العكسية بدون الالتقاء بالمننتصف Opposed piston engine في هذا المحرك تكون الاسطوانات عكس بعضهما البعض ولكن يكون رأس الاسطوانة للخارج فلا تشترك الاسطوانات بنفس الكرانك شافت ولكن لهم نفس مكان حجرة الاحتراق ولكنهات حجرات منفصلة لكن الحجرات بنفس المكان (المنتصف). في هذا بسبب 2 كرانك شافت بكون معقدًا نوعا ما وتوصيلاته الميكانيكية صعبة وتستخدم هذه المحركات عادة في السفن والغواصات ومحطات توليد الطاقة الكهربائية. هذا المحرك مثل الصورة ادناه f.

 — اعلان —

7 – المحركات الدائرية او الشعاعية Radial engine يكون شكل هذا المحرك دائري وتتصل من منتصف الكرانك وتكن الاسطوانات خارج الدائرة وتتراوح عدد الاسطوانات في هذا المحرك من 3-13 اسطوانة واكثر من ذلك يتيح هذا المحرك سرعات دورانية كبيرة فهو يستخدك لتحريك مراوح الطائرات المتوسطة والكبيرة ويستخدم في السفن من هذا المحرك احيانا 54 اسطوانة ولكن بشكل عام في جميع المحركات ارقام الاسطوانات هي ليست أمر ثابت فهي امر نسبي حسب التطبيق والتكلفة والكفاءة والاداء المطلوب من المحرك. هذا المحرك مثل الصورة ادناه g.


سابعًا : التصنيف حسب طريقة ادخال الهواء

في هذا التنصيف يتم فرز المحركات حسب المعاير التالية المتعلقة في كيفية دخول الهواء الى حجرة الاحتراق: 

1 – الدخول الطبيعي او الدول الحر يسمى Natural aspirated بحيث يدخل الهواء تلقائيا دون اي عمليات ضغط الهواء. بالطبع هذه الطريقة تقليدية وقديمة في مجال المحركات الميكانيكية.

2 – السوبر تشارجر supercharged في هذه الطريقة تختلف المعاير وتطوير التقنية فهنا يتم استخدام مضخة هوائية مربوطة مع الكرانك شافت لضغط الهواء لحجرة الاحتراق وهذا من شأنه جعل المحرك اكثر استجابة ولكنه يعمل على ضغط المحرك ربما يقلل من عمره (لكن التكنولوجيا تتغير وتطور لذلك لا تقلق) , الصورة التالية توضح السوبر تشارجر: 

supercharged

3 – التيربو تشارجر turbocharged في هذه الطريقة يتم ضغط الهواء للمحرك بواسطة مضخة توربينية turbine يستخدمه هواة السباقات الرياضية يعمل على ضغط الهواء لداخل المحرك وبنفس الوقت يعمل على التخلص من غازات الاحتراق ولا يؤثر على حمل المحرك (نقصد اجهاد المحرك)  انه حقًا جهاز رائع! ولكن ربما يؤثى على سرعة استجابة المحرك للتغير في السرعات , الصورة التالية توضح السوبر تشارجر: 

ثامنًا : التصنيف حسب طريقة ادخال الوقود لمحركات الاشتعال SI 

درسنا في درس تصنيف المحركات الميكانيكية 1 عن المحركات التي تعتمد على الشرارة للاشتعال باستخدام البواجي, الآن سوف ندرس تصنيف جديد لهذه المحركات وهي طريقة ادخال الوقود لاعداد الخليط وبشكل عام يتم فرز المحركات حسب المعاير التالية المتعلقة في كيفية دخول الوقود الى حجرة الاحتراق:

1 – استخدام المازج او الكاربوريتر Carbureted وهي عبارة عن انبوبة بها فتحتين واحدة لدخول الهواء AIR والاخرى للوقود FUEL وهو يستطيع التحكم في نسبة الوقود والهواء (هذا فقط في محركات SI) وتأتي عادة مثل الشكل التالي: 

الكاربوريتر

2 – الحقن المباشر injection تستخدم في هذه الطريقة اداة تعمل على تحويل الوقود الى رذاذ في محركات الاشتعال SI و الانضغاط CI, الصورة المتحركة التالية توضح عملية الحقن المباشر:

الحقن المباشر

تاسعًا : تصنيف المحركات حسب التطبيقات المستخدمة

في الطبع هذا تصنيف هام على سبيل المثال لا يمكن استخدام محرك غواصة بدلا من محرك طائرة , وبشكل عام التطبيقات المشهورة هي المركبات (السيارات – الشاحنات – الباصات) , القطارات , محطات توليد الكهرباء , الغواصات , الطائرات , طائرات التدريب , المجالات العسكرية وما الى ذلك. والتنصيف العاشر هو تصنيف المحركات الميكانكية حسب طريقة التبريد قديمًا كان التبريد باستخدام الهواء اما اليوم اصبح التبريد باستخدام الماء كما نعلم. 

إجمالًا نحن الآن وصلنا الى العام 2019 في وقت هذه اللحظة تعتبر المحركات الحديثة (للسيارات) هي التي تمتلك التقنيات التالية:

  • ضغط الهواء باستخدام التيربو تشارجر turbocharged.
  • محركات ترددية لها 8 اسطوانات.
  • تعتمد على الاشتعال باستخدام البواجي اي محركات SI.
  • محرك رباعي الاشواط (سحب – ضغط – انفجار – العادم).
  • وضع الصمامات في اعلى المحرك.
  • الاعتماد على وقود البنزين كمصدر اساسي.
  • تبريد حديث باستخدام الماء المناسب لغايات التبريد.
  • نظام تزويد الوقود باستخدام الحقن injection.

الآن اصبحت على علم في التنصيفات العامة للمحركات بحيث تعتبر سرعة المحرك وقوة عزم المحرك والغازات والكثير من التفاصيل هي عوامل تصميم واختيار المحرك التي سوف ندرسها لاحقًا


اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق