السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اليكم جميع ما يتعلق بمحرك السياره من الالف الى الياء
(((((( 1 ))))))
الانواع :
المحرك المكبسى الذى ينتشر استخدامه بالسياره والمحركات النفاسه التى تستعمل فى الطائرات وهو انوع / نوع محرك نفاث توربينى ونوع آخر محرك نفاث تضاغطى ومع العلم ان هناك انواع من المروحيات تستخدم المحرك المكبسى مع بعض التعديلات
أ ـ المحرك المكبسى
وهو الاساس فى السياره التى نتجول بها عندما تراه تشعر بانه معقد جدا وتكاد ان لا تصدق انه صنعته يد بشريه لكن الفكره فى غاية البساطه ليدور المحرك لابد له من عدة انظمه تديره وهذه الانظمه هى نظام الوقود والهواء ونظام الاشعال ونظام التبريد والتزييت وبإكتمال هذه الانظمه وصياعتها ميكانيكيا نحصل على محرك مكبسى نستطيع بواسطته قيادة السيارات
نظام الوقود والاحتراق
ان فكرة هذا النظام سهله جدا وهو تجسيد لما اكتشفه العالم (انشتاين) من انظمه وقوانين للحركه وملخص فكرته هى سحب الهواء ثم ضغطه واشعاله ثم السماح له بالنفاذ ويتلخص فى سحب الهواء ثم ضغطه ثم يرش عليه الوقود المناسب وقد يكون بنزين او ديزل بنسب مناسبه وعندها نحصل على طاقه ( الانفجار ) من الوقود والهواء المختلط المضغوط ثم نسمح لهذه الطاقه بعد عملية الحريق الى الخروج ( العادم ) وتتحول طاقة الاشعال الى طاقه حركيه تدفع المكابس لاسفل لتحرك ذراع التوصيل ومن ثم عمود المرفق ( الكرنك ) والكامات لتنتقل الحركه عبر التروس ( الجيربوكس) ثم الى الكارونه وهذا فى الانواع القديمه او الكابالن فى الانواع الحديثه ثم الى الى عجلات السياره
المكونات الرئيسيه للمحرك
اـ رأس المحرك
2ـ كتلة المحرك
3 ـ علبة المرفق
وكل جزء اساسى يحتوى على الكثير من الاجزاء
1 ـ عمود المرفق (( الكرنك ))
2 ـ عمود الكامات
3 ـ ذراع المرفق ( ذراع الكرنك )
4 ـ المكبس ( البستم )
5 ـ اسطوانة المكبس
6 ـ ذراع الدفع
7 ـ الاذرع المتارجحه
8 ـ ياى الصمام
9 ـ الصمام
10 ـ بنز المكبس
وقبل البدء فى الشرح نعطى نظره على كيفية تشغيل المحرك وادارته وبعض المكونات الاساسيه لذلك
(( البطاريه والمولد والمارش ))
من ضمن اجزاء السياره البطاريه والمولد (الدينامو ) والمارش (محرك كهربى ) هذه الاجزاء ضروريه لبدء تشغيل المحرك المكبسى لعلك تحدث لك واقعه احيانا ان تقف بك السياره وتضطر لدفعها باليد وأحد الاسباب هو ضعف البطاريه ونتساءل ما اهمية البطاريه بالنسبه للمحرك؟ فبالرغم من اهمية الكهرباء التى توفرها البطاريه للاضاءه فى السياره وتشغيل الكاسيت الا انها ضروريه لبدء تشغيل لمحرك اذ ان المحرك لا يشتغل ذاتيا بل بداية لابد من شىء يحركه وهو المارش الموجود مفتاح التشغيل له بجوار السائق وهو موتور محرك كهربى (DC) صغير يعمل كبادىء الحركه للمحرك الرئيسى وله نفس جهد البطاريه 12 فولت او فى سيارات النقل الثقيل 24 فولت وهو موصول بدائره كهربيه مع البطاريه وعند ادارة مفتاح السياره يدور المارش وعند الدوران ينزلق ترس صغير وهو (ترس البندكس ) ليقوم بالتعشيق مع ترس كبير (ترس الحدافه ) فى نهاية المحرك الرئيسى وعندما يبدأ المحرك الرئيسى العمل يرجع ترس البندكس الى مكانه وبذلك يكون المحرك الرئيسى قد بدا بالعمل
واما المولد (الدينامو) فانه يستمد الكهرباء فى بداية الامر من البطاريه وذلك عن طريق الفرش الكربونيه وذلك كى يتم توليد المجال المغناطسيى وبعد ما يتم توليد المجال المغاطيسى يتم تغذية المولد بنفسه فاكيد بتشغيلنا للمارش نكون قد سحبنا جزء من التيار من البطاريه ويقوم المولد ( الدينامو ) بتعويضه وتوليد الكهرباء التى تخزن بالبطاريه من خلال حركة المحرك
المولد الكهربى
المولد الكهربى الدينامو وفيه يتم توحيد قطبيه واتجاه التيار عن طريق السلكونات الموجوده به وتحويله الى تيار مستمر يشحن البطاريه ويقوم (الكاتاوت) الموجود به بتثبيت تيار التغذيه الواصل له عن طريق الطاريه وبذلك عند تثبيت جهد التغذيه يتم تثبيت الجهد الخارج عن مقدار معين حتى لا يتسبب عدم ضبط التيار الخارج من الدينامو بعطل الاجزاء الكهربائيه فى السياره بما فيها البطاريه لانها تعمل عند حد معين من الفولت والامبير
المارش
يتكون المارش من موبينه ومخدات تم تصنيعها ولفها ببارت من النحاس وذلك لتحميل الامبير العالى الناتج عن ادارة المحرك والمستهلك من البطاريه ويتصل بالمارش 3 اطراف
1 الطرف الموجب ( + )
2 الطرف السالب ( ـــــ )
3 طرف تشغيل الاوتوماتك
والمهم فى الموضوع هو فهم فكرة تشغيله للمحرك الرئيسى وهى :::
عند ادارة المحرك من مفتاح الكونتاك يتم توصيل طرف موجب الى ملف الاوتوماتك والموصل له فى الاساس طرف سالب مباشر ةبما ان الدائره اكتملت بتوصيل الطرف الموجب من الكونتاك فيتم جذب حافظه (بسكوته) لتوصيل الطرف الموجب الى المخدات فى نفس اللحظه التى تجعل الاوتوماتك يدفع عامود صغير موصل به ذراع يدفع ترس (البندكس) الى التعشيق مع ترس (الحدافه ) الموجوده بالمحرك المكبسى بتوقيت معين لضمان تعشيق الترس قبل ادارة المارش للمحرك ومع ادارة المارش يتم ادارة ترس الحدافه وبالتالى بدء حركة المحرك والحدافه مثبته بالنهايه الخلفيه لعمود المرفق ( الكرنك ) ومن وظائفها يثبت بها الترس الحلقى الخاص بتشغيل المحرك
وبعد معرفتنا للطرق التى تبدأ بتشغيل المحرك نرجع الى القاء الضوء اكثر داخل المحرك المكبسى
وهو محرك ذو اربع اشواط وتعتمد على اربع اشواط لكل مكبس داخل المحرك يتم فيها حرق الهواء المختلط بالبنزين واخراجه من العادم
الشوط الاول
وهو شوط السحب وفيه يسحب الهواء من خارج المحرك من فلتر تنقية الهواء عن طريق جزء يسمى (الكربراتير) ويخلط ببنزين ويدخل الى راس الاسطوانه بسرعه تصل الى 100م/ث فى الثانيه وذلك لانخفاض ضغط الهواء اعلى المكبس ويقدر بـ 0,8 الى 0,9 بار وهنا يكون المكبس قد تحرك من النقطه صفر العليا الى النهايه العظمى له للاسفل اى يكون صمام السحب مفتوحا بينما يكون صمام الخروج (العادم) مغلقا ويجب ان تكون كمية الوقود المخلوط صحيحه وبالنسب الصحيحه التى ليس لها اضرار على البيئه وتحقق اكبر قدر للمحرك وهو 14,7 كيلو جرام من الهواء الى 1 كيلو جرام من الوقود ونذكر ان من احد اسباب قدرة المحرك الممتازه هى جودة الامتلاء
الشوط الثانى
وهو شوط الضغط ويتحرك المكبس من النهايه العظمى له بالاسفل وهى النقطه صفر التى تتوقف عندها حركة المكبس الى اعلى اتجاها الى النقطه صفر العليا التى يبلغ بها اقصى اذاحه له وفى هذه الحاله يكون صمام الحر وصمام العادم فى حالة انغلاق فينضغط الهواء المخلوط بالوقود جيدا فى غرفة الاحتراق استعدادا لاشعاله من قبل البوجيه وتعرف نسبة الانضغاط بانها حجم الحيز فوق المكبس قبل الانضغاط الى حجمه بعد الانضغاط
وغالبا ما تكون نسبة الانضغاط داخل المحركات الحديثه هى 1,10/ 1,8 وكلما زادت نسبة الانضغاط زاد الضغط داخل الاسطوانه وهذا يحسن ويزيد قدرة المحرك
الشوط الثالث
وهو شوط القدره او الحركه وفيه تنطلق شراره كهربائيه من البوجيه (شمعة الاحتراق) فتحدث احتراق فى الهواء المختلط بالوقود فى غرفة الاحتراق فتنتج طاقه كبيره ناتجه من انفجار الوقود هذه الطاقه الحراريه تسبب حركة المكبس التردديه فيندفع المكبس من النقطه صفر العليا الى النقطه صفر السفلى وهذه الحركه تتحول بوسطة ذراع المرفق المتصل بالمكبس الى حركه دائريه تنتقل بواسطة اجهزة الحركه الى العجلات ومن ثم حركة السياره
الشوط الرابع
وهو شوط العادم وفيه يفتح صمام العادم ويتحرك المكبس بفضل الحركه التردديه من النقطه صفر السفلى الى النقطه صفر العليا كما بدأ ليطرد الغازات الناتجه من عملية الاحتراق الى الخارج عن طريق العادم
ملاحظه
فى اربع اشواط لهذا المحرك المكبسى تتقلص الفكره والعمليه فى شوطين 2 دورتين تتم فيها عمليه واحده فعاله وهى عملية الاحتراق
بينما هناك انواع يحدث فيها شوطين فقط تتم فيها العمليه الفعاله الاحتراق مره واحده وهناك نوع اخر وهو المحرك التوربينى المكبسى وتتم فيه اربع اشواط او دورات وفى كل دوره او شوط تحدث العمليه الفعاله عمليه الاحتراق اى اربع اشواط كلهم فعالين للدوره الواحده للمحرك
القدره والسرعه للمحرك المكبسى العادى
القدره
قدرة المحرك تعتمد على نوعية الوقود المستخدم والنسبه الصحيحه لخلطه بالهواء والمقدار الذى يدخل الاسطوانه للاحتراق وعلى السعه اللتريه للاسطوانات
سرعة المحرك
سرعة المحرك تعتبر سرعة دوران ذراع المرفق (الكرنك) وتكون سرعة المحرك الاعتياديه من 600 / 800 لفه لكل دقيقه ويمكننا حسابها بمعرفة عدد الشرارات فى الثانيه بالقانون التالى
سرعة المحرك \602عدد الاسطوانات \4= (عدد الشرارات ) حيث 60 الزمن بالثانيه و2 هو نصف الدوره الكامله لعملية الاحتراق وتساوى شوطين وفيها تحدث شراره واحده لكل 4 اشواط (عمليه فعاله واحده لكل 4 اشواط اى لكل دوره واحده ) و4 هى الدوره الكامله المؤلفه من 4 اشواط دورة الاحتراق
مثال ///// لو كان عدد الشرارات = 100شراره بالثانيه يبئى عدد لفات المحرك = 50 لفه فى الثانيه (نظرا لدوران ذراع المرفق مرتين فى الدوره الكامله ) ومنها نحسب سرعة المحرك =50*60= 3000دوره\الدقيقه و50 لفه لعمود المرفق ( الكرنك) تحدث 400 شوط
العمليه الحراريه التى تتم داخل المكبس
ومن جراء انفجار الوقود داخل المكبس اليكم هذه التعريفات الاوليه
قانون الغاز المثالى pv = nrt
حيث R ثابت الغازات يعتمد ايجاده على الجانب العلمى
T درجة الحراره تحت المقياس المطلق
N عدد المولات للماده او العنصر
والمول هو كتلة الذرات او الجزيئات الموجوده فى كيلو جرام واحد من الماده = N = M\M
القانون الاول لديناميكا = Q = U+W
Q وهى الطاقه المضاده
U مقدار التغيير فى الطاقه الداخليه
W الشغل المبذول الخارجى بواسطة النظام
الطاقه الداخليه لجسم ماهى مجموع طاقات الحركه والوضع لذراته او جزيئاته
ان عملية الاحتراق داخل المحركات المكبسيه التى تتسبب فى الدفع وانتاج الطاقه لهى عمليه مركبه ومعقده بعض الشىء لانها تمثل اتحاد بين قوانين غايه فى الدقه والحساسيه فهى اتحاد بين قوانين الميكانيكا الكلاسيكيه وبين قوانين الحراره وقد سمى هذا الاتحاد بقوانين الديناميكا الحراريه
وكان العلماء فى الماضى يعتقدون مجرد سيال سمى كالوريك ينتقل من الاجسام الساخنه الى البارده الى ان يصل لدرجة الاتزان وهى تعادل الحراره بين الجسمين ولكن تقدم العلماء خطوات عندما اكتشفو ان الحراره ما هى الا طاقه كامنه فى تراكيب الماده اى هى طاقه داخليه كامنه تنشا عن حركة الذرات الداخليه عندما تنتقل من الجسم الساخن الى الجسم البارد وقد اثبت (طومسون) هذه الحقيقه من خلال تجاربه ومشاهداته من جراء عمله على آلة حفر مواسير المدافع وقد لاحظ اثناء الحفر تكون الحراره على آلات الحفر ونفى ان تكون الحراره مجرد ماده سياله (كالوريك) تنتقل من الاجسام الساخنه الى البارده واثبت ان الحراره يمكن ان تتكون من الاحتكاك والشغل الميكانيكى وقد قادت تجاربه وتجارب العلماء الاخرين منهم الفيزيائى الانجليزى (جيمس برسكول جول) والعالم الامريكى (هنرى رونالاد) الى تغيير نظرية الكالوريك ومعرفة التعريف الصحيح للطاقه الحراريه وهى الطاقه التى تحتويها الماده من جراء حركتها العشوائيه بين ذراتها وجزيئاتها وعندما تضاف الحراره الى ماده ما قد يستفاد بجزء منها فى عمل ميكانيكى كما هو الحال فى كباس محرك السياره
وعليه فليس من المحتم تحول الطاقه المضافه كلها الى طاقه حراريه بل يمكن تحويلها الى شغل ميكانيكى ومن هذا المنطلق بدأ انطلاق عصر جديد اساس اقتصاده ديناميكى حرارى وانت ترى كثير من الالات المهمه للانسان تقوم على هذا الاساس وهو تحول الطاقه الحراريه الى شغل ميكانيكى
وهنا فى حالة المحرك الكبسى نرى بوضوح اندماج عمليتين حراريه وميكانيكيه لتوليد الشغل لذى يتحول الى عزم دورانى وقدره لتحريك عجلات السياره
وهناك حالتان لحساب الطاقه الداخليه
1 فى حالة الغاز احادى الذره اى ليس هناك حركه داخليه لذراته يمن ان تؤخد بعين الاعتبار لانه ليس هناك روابط بين ذراته فتكون الطاقه لداخليه = الطاقه الحركيه
القانون u = ke3\2nrt مع الانتباه الى u تعنى الفرق فى الطاقه الداخليه و t معدل التغير
2 فى حالة الغازات التى تحوى اكثر من ذره اى جزيئات توجد هناك حركه داخليه بين روابطها وتكون حساب الطاقه الداخليه لها = u = k1\2nrt
وتذكر ان الطاقه الداخليه تعتمد فقط على درجة الحراره الابتدائيه والنهائيه
والان نستعرض العمليات الحراريه التى يمكن ان تولد لنا الشغل ونقيس كل عمليه على اسطواناتنا وانرى الشغل المناسب لنا اختياره من العمليات بما يوافق ويناسب هذا التصميم
هناك نوعان من العمليات مغلقه ومعزوله والعمليات المغلقه هى التى تسمح بانتقال الحراره دون الماده بينها وبين الوسط المحيط
والعمليات المعزوله هى التى لا تسمح بانتقال الحراره ولا الماده بينها وبين الوسط المحيط
والعمليات المغلقه لها ثلاث انواع
1 العمليه ثابتة الحجم (ايسكوريه)
اى تحصل هذه العمليه فى اسطوانه وكباس ويكون الضغط ودرجة الحراره غير ثابته بينما حجم الغاز ثابتا فى هذه الحاله تكون كمية الحراره المضافه مساويه لطاقته الداخليه ويكون الشغل مساوى صفر وكل الحراره المضافه تستغل لزيادة الطاقه الداخليه
Q = UW = 0
ومن الواضح ان هذا النظام الحرارى لا يناسب تصميمنا هذا الذى نريد منه شغلا يدفع عجلات السياره فالشغل فى هذا النظام = صفر ولكن
العمليه التاليه هى التى اهتدى اليها المصممون والمطورون للمحرك المكبسى وهى عمليه يكون كل الاطراف فيها متغيره p. v. t
وهى العمليه التى يكون فيها النظام معزول حراريا عزلا تماما عن الوسط المحيط به وفى هذه العمليه تكون Q = 0 لان النظام لا يسمح بانتقال الحراره وبنائا عليه ومن القانون الاول لديناميكا Q = U + W فان U = W تفسير هذا ان اى زياده فى الطاقه الداخليه باى وسيله فى هذا النظام المعزول سيتحول الى شغل
ومن هذه العمليه واضح تماما انها هى التى تحدث داخل الاسطوانه وهى مناسبه جدا للاستفاده من الشغل الميكانيكى المتولد عن نظام حرارى معزول استفاده قصوى
فى الشوط الثانى عندما يبذل الشغل على النظام شوط الانضغاط تنقص طاقته الداخليه ويتحول النقصان الى شغل ميكانيكى المتمثل فى حركة زراع المكبس لاعلى لضغط الغاز
وفى الشوط الرابع عندما تذداد الطاقه الداخليه للغاز بالاشتعال تتحول الزياده فى الطاقه الى شغل ميكانيكى يحرك ذراع المكبس لاسفل والذى بدوره يحول الحركه من مماسيه الى دورانيه ومنها ينشأ العزم وحركة العجلات وهكذا تواليك كل زياده فى الطاقه الحراريه الداخليه للغاز المكبوس داخل الاسطوانه تتحول الى شغل ميكانيكى وكل شغل ميكانيكى يبذل على الغاز المكبوس ويتحول الى طاقه حراريه للغاز
هذا جزء من منظومه كبيره عن المحركات وكيفيه أدائها وعملها وسف ناتى باذن الله الى باقى الشرح لاجزاء اخرى
سعدت باللقاء معكم
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته
http://www.youtube.com/watch?v=8Q3lCOKwA_8
وهذا الرابط يبين عمل المحرك كاملا
جزاكم الله خيراً ودعماً لموضوعك أنا وجدت هذه القناة على اليوتيوب وهي باللغة العربية وتتحدث عن السيارات ولديهم عدد مهول من المرئيات.
https://www.youtube.com/user/Mechanics4AgrEng?feature=CAgQwRs%3D
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اشكرك اخى ابو انس على دعم الموضوع بهذا الرابط الجميل
واتمنى لك المزيد من التقدم
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته