التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

نبذة تعريفية عن أنواع محركات الاحتراق الداخلي

2015 عصرا البخار والكهرباء

براون بير

KFAS

محركات الاحتراق الداخل أنواع محركات الاحتراق الداخلي التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

المحرك ذو الشوطين

اخترع المهندس الميكانيكي الأسكتلندي دوغال كليرك (1854 – 1932) المحرك ذا الشوطين عام 1878.

في المحرك ذي الشوطين يتم تفادي الحاجة إلى أشواط منفصلة لإدخال الوقود وإخراج العادم .  والسبب ذي ذلك يعود إلى أن المكبس يعمل أيضاً عمل الصمام بحيث يسمح بدخول خليط الوقود والهواء وخروج العادم من الأسطوانة . 

في شوط الصعود بضغط المكبس خليط الوقود والهواء الذي يشعله شرارة تتولد عن طريق شمعة الإشعال ، وف ينفس الوقت يغلق المكبس فتحة العادم . 

 

يتمدد الخليط المتفجر بحيث يدفع المكبس إلى الأسفل (شوط الهبوط) ، فتخرج غازات العادم عبر فتحة العادم الذي لا يغطيه المكبس الآن .

وحين يرتفع المكبس يمتص المحرك المزيد من الوقود والهوواء عبر فتحة الدخول .  ثم يحول عمود المرفق حركة المكبس من الأعلى إلى أسفل إلى حركة دوارة .

كان أول مهندس يطبق هذه الفكرة عملياً الإنجليزي هيربرت ستيوارت (1854 – 1927) الذي قام في عام 1890 بتسجيل براءة اختراع لأول مثال عن ما يسمى محرك الإشعال عن طريق الضغط . 

 

وبعدها بسنتين سجل مخترع ألماني براءة اختراع لمحرك مشابه وعرضه عام 1897 .  كان اسمه رودلف ديزل (1858 – 1913) ومنذ ذلك الحين صار المحرك يعرف باسم محرك ديزل .

لمحرك الديزل فوائد في العديد من التطبيقات ، فهو يستهلك وقوداً مكرر أقل مما يستهلكه محرك البنزين ، ووقود الديزل أكثر كثافة وأقل قابلية للاشتعال من البنزين . 

كما أن المحرك لا يحتاج إلى شمعات إشعال أو نظام إشعال مرتبط به .  وتبلغ فاعلية اسهلاكه للوقود 35 في المائة بالمقارنة مع محرك البنزين الذي تبلغ فاعلية استهلاكه 25 في المائة .

 

المحركات الدوارة

لم يكتمل بعد تطور محركات الاحتراق الداخلي ، فمثل المحركات البخارية التي سبقتها كانت محركات البنزين الأولى (وجميع محركات الديزل) محركات ترددية . 

فقد كانت المكابس المتأرجحة تنتج حركة من الأعلى إلى الأسفل (أو من جانب إلى آخر) ، ولهذا كان يجب تحويلها إلى محركات ترددية لكي تقوم بكل التطبيقات بشكل عملي

غير أنه كان هناك بعض محركات بعض محركات البنزين الترددية التي طورت بشكل ناجح كمصانع طاقة للطيارات التي تدفعها المراوح .

 

في عام 1929 سجل المهندس الألماني فيلكس وانكل (1902 – 88 ) براءة اختراع لمحرك احتراق داخلي يعد الأول من نوعه ، إذ على الأغلب أن هذا المحرك كان محركاً دواراً بالفعل . 

وقد صنع أول نمذج منه عام 1956 .  محرك وانكل له دوار (بمقطع عرضي يشبه مثلثاً له حواف مقوسة قليلاً) يدور داخل إسطوانة لها شكل رقم ثماني سمين المظهر . 

 

وهذا الشكل الهندسي يخلق ثلاث مناطق منفصلة يمكن أن تعتبر حجرات احتراق . 

وللمحرك دورة رباعية الأشواط ويستخدم شمعة واحدة أو شمعتي احتراق وله فتحتان (إحداما من أجل إدخال الوقود والهواء الأخرى من أجل إخراج العادم) .

 

المحرك رباعي الأشواط

تستخدم محركات البنزين في معظم المركبات دورة الأشواط الأربعة . 

على عكس محرك اشوطين فإن محرك الأربعة أشواط له صمام يعمل على فتح وإغلاق التفحتين اللتين تسمحان بدخول خليط الوقود والهواء وخروج غازات العادم من الإسطوانة .  في شرط السحب يفتح صمام الدخول مع حركة المكبس إلى الأسفل . 

وهذا الحركة تؤدي إلى امتصاص الخليط داخل الإسطوانة .  في شوط الضغط يغلق صمام الدخول ومع حركة المكبس إلى أعلى يتم ضغط خليط الوقود والهواء . 

 

واثناء شوط الطاقة تشعل شمعة الإشعال الوقود الذي ينفجر وتدفع الغازات المتمددة والساخنة المكبس إلى الأسفل . 

في الشوط الرابع ، وهو شوط العادم يفتح صمام العادم ويطرد غازات العادم ينما يرتفع المكبس إلى الأعلى .  ويحول عمود مرفق حركة المكبس من الإعلى إلى الأسفل إلى حركة دوارة .

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق