[CENTER][SIZE=4]المحرك Engine ، هو جهاز يقوم بتحويل أشكال الطاقة المتنوعة إلى طاقة حركة.
أنواع المحركات
من أشهر محركات الإحتراق:
محرك ديزل
محرك و طريقة الديزل برؤية التحريك الحراري
تعليقيعتبر محرك الديزل من محركات الاحتراق الداخلي حيث يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في وقود (زيت الغاز)الى طاقة حركية. اول من اخترع المحرك الديزل هو رودولف ديزل في عام 1892 و الهدف من وراء هذا الاختراع هو ايجاد محرك ذو كفاءة اعلى من كفاءة محرك البانزين. وتأتي الزيادة في الكفاءة من ارتفاع نسبة الانضغاط(compresses ratio)في محركات الديزل حيث تتراوح ما بين 1:14 إلى 1:25 اما البانزين فيتراوحط ما بين 1:8 إلى 1:12 و كما هو معروف ان كفاءة المحرك تتناسب طرديا مع نسبة الانضغاط (compresses ratio).
يمكن تفسير كيفية عمل محرك الديزل استنادا إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الديزل (Diesel Process) على النحو التالي:
يتم ضغط الغاز تحت ظروف إيزونتروبية أي أن الغاز يضغط دون تبادل للحرارة مع المحيط الخارجي للآلة الظاغطة(النظام).
إضافة حرارة للمنظومة مع الإحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
تمدد الغاز إيزونتروبيا
إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
البنية الميكانيكية لمحرك الديزل
يتكون المحرك من مجموعه من المكابس تتناوب في الحركه ذهابا وايابا من اجل ادارة عمود ( الكرنك ) وبذلك ولدنا حركة دورانية من حركه ترددية منتظمه
شرح كيفية عمل الكباس الواحد
- يهبط الكباس في الاسطوانه المحكمة الغلق علية ليسحب الهواء ويملاء به الفراغ داخل الاسطوانه
- حين صعود الكباس يقوم بضغط الهواء كلما اقترب من اعلى الاسطوانه
- وعند مكان معين من صعوده يتم حقن الديزل اللازم للاشتعال
- تحت الضغض العالي والحرارة الكافية مع وجود وقود يحدث انفجار قوي كاف لدفع الكباس إلى اسفل الاسطوانه
- يتصل الكباس بوصلات واجزاء ميكانيكية ،، تساعد ميكانيكيتها على دوران عمود الكرنك المطلوب دورانه في تحريك اي قطعه اخرى
- دورة المحرك:
تتكون دورة المحرك من اربع مراحل هى: 1/ السحب 2/ الانضغاط 3/ اشتعال او احتراق 4/ العادم
ميزات و مساوئ محرك ديزل
- ذو كفاءة عالية مقارنة بمحرك البانزين. لنفس حجم المحرك يكون محرك الديزل ذو قدرة و عزم دوران اعلى من محرك البانزين
- يعتبر وقود الديزل ذو تكلفة منخفضة مقارنة ببقاي انواع الوقود كما ان الطاقة الكامنة فيه اعلى من الطاقة الكامنة في وقود البانزين
-ان نسبة الانضغاط العالية في محركات الديزل و التي تصل إلى 1:25 يجبر المصمم على زيادة حجم و وزن المحرك مما يؤدي إلى غلاء محركات الديزل نسبيا
-تستخدم محركات الديزل بكثرة في المعدات التي تحتاج و قدرة و عزم عاليين على سبيل المثال مولدات الكهرباء الضخمة و الاليات الكبيرة لان الكتلة الكبيرة لمحركات الديزل تجعل تعجيل التسارعي للمحرك قليل مقارنة بمحرك البانزين مما يقلل من رغبة في استخدامها في سيارات الصغيرة
محرك أوتو
محرك أوتو هو مصطلح يستعمل للدلالة على محرك احتراق داخلي الذي يتم فيه إشعال خليط الوقود والهواء بواسطة شرارة. يختلف هذا المحرك عن محرك الديزل الذي تتم عملية الإشعال فيه نتيجة للضغط. قد يكون المحرك ذو مشواران أو ذو أربعة مشاوير
محرك ستيرلينغ
محرك ستيرلينغ، يعرف أيضا بمحرك الهواء الساخن ، إخترعه روبرت ستيرلنغ عام 1816 بتحسينه من تصميمات سابقة واخرج أول براءة إختراع به.
الأسس النظرية الترمودينامكية
يمكن تفسير كيفية عمل محرك ستيرلينغ إستنادا إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الستيرلينغ (Stirling Process) على النحو التالي:
يقع ضغط الغاز مع المحافظة على نفس درجة الحرارة (isotherm) و في نفس الوقت هناك تبادل حراري مع المحيط حيث يتم إخراج كمية حرارية من النظام(هنا يجب الإنتباه إلى عدم الخلط بين مفهوم الحرارة temperature التي هي متغير حالي و ما سميناه الكمية الحرارية التي هي متغير عملياتي أي لا يتمظهر إلا عند عملية التحول من حالة لأخرى)
مع المحافظة على حجم الغاز يقع إدخال كمية حرارية إلى الغاز
يقع تمدد الغاز مع المحافظة على درجة الحرارة و إضافة كمية حرارية للنظام
المحافظة على حجم الغاز مع إخرج كمية حرارية
محرك الاحتراق الداخلي
إنّ محرّكَ الإحتراقِ الداخليِ هو محرك حراري يحصل فيه إحتراق الوقود للحصول على شغل يَحْدثُ الاحتراق في حيز يسمّى بغرفة الإحتراقِ و بعبارة اخرى محرك الاحتراق الداخلي يحول الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود إلى شغل. يولد هذاالاحتراق ردِّ فعل الحراريِ ناتج من تمدد خليط الوقود مع الهواء داخل غرفة الاحتراق هذا التمدد ناتج عن احتراق خليط الوقود مع الهواء مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الخليط و زيادة هائلة في ضغط الغازات الموجودة في غرفة الاحتراق .هناك عدة انواع من محركات الاحتراق الداخلي مثل المحرك التردديِ، محرك دوّار، محرك النفاث (Jet engine ).
الفرق بين محرك الاحتراق الداخلي و الإحتراقِ الخارجي هو ان محرك الاحتراق الخارجي يحدث فيه احتراق الوقود في غرف خاصة تدعى(Composition champers) و يتم نقل الطاقة المتولدة من الاحتراق بواسطة مائع إلى الحيز الذي يحدث فيه التمدد و انتاج الشغل، وغالبا ما يستخدم الماء كمائع لنقل الطاقة.
يعبر عن محرّك الإحتراقَِ الداخليَ (ICE). تصنف مكائن الاحتراق الداخلي إلى: -مكائن الاحتراق المتقطع و المثال على ذلك محركات الحركة الترددية التي غالبا ما تستخدم في السيارات
-محرّكات إحتراقِ مستمرةِ مثل المحركات النفّاثةِ التي تستخدم في طائرات و الصواريخِ.
تــاريـخ
1-غير - مضغوط
ليوناردودافينسي في 1509، وكرستيان هايغنس في 1673، وَصفَ محرّكاتَ الضغطِ الثابتةِ.
2-مضغوط
إنّ الإمتيازَ الأهمَّ بين محرّكاتِ الإحتراقِ الداخليةِ الحديثةِ والتصاميمِ المبكّرةِ إستعمالُ الضغطِ وبشكل خاص في ضغطِ الإسطوانةِ. نظرية الثرموداينميك للمحركات الحرارية المِثاليةِ أُسّسَ مِن قِبل سادي كارنوت في فرنسا في 1824. هذه المبرهنة العلمية هي الحاجةِ للضغطِ لزيَاْدَة الإختلافِ بين درجاتِ الحرارة العاملةِ العلياِ والأوطأِ، لَكنَّ ذلك لَيسَ واضحَاً لمصممي المحرّكِ ،كَانوا مدركون لهذا قبل استعمال الضغطِ عموماً. في الحقيقة هو لَرُبَما ضلّلَ المصممين الذين حاولوا مُحَاكاة دورةِ كارنوت في الطرقِ التي لم تكن مفيدةَ
و عادة ما نجدها في ميدان تحريك الآلات و خاصة النقل كالسيارات والسفن. و توجد محركات أخرى لا تولد الحركة عن طريق إحراق الوقود مثل المحرك كهربائي[/size] [/center]
