طريقة تشغيل المحرك Engine Operation
طريقة تشغيل المحرك Engine Operation 
محركات الاحتراق الداخلي ، والتي تدل من الاسم الخاص بها أنها تقوم بعملية حرق الوقود داخل جسم المحرك تحديداً داخل الأسطوانات ، بحيث تقوم محركات الاحتراق الداخلي بتحويل الطاقة الكيميائية الناتجة عن حرق الوقود إلى طاقة حركية ، وتمتاز محركات الاحتراق الداخلي بكفائتها وقدرتها على إنتاج مقدار طاقة أكبر بكمية وقود معينة والشكل التالي (A) يوضح مثال بسيط لنظرية عمل محرك الآحتراق الداخلي وتتمثل في أن سائق الدراجة (Bicyclist) يقوم بتحويل حركة الدفع لأسفل(Downward thrust) من خلال ناقل الحركة أو البدال والذي يسمي كما بالشكل (Crankshaft) ، إلي حركة دورانية (Rotary motion) ، وينتج دفع أمامي (Forward thrust) فتتحرك الدراجة إلي الأمام. 
أما الشكل (B) فيوضح نفس فكرة عمل الدراجة ولكن بدلاً من حركة الدفع برجل السائق ، نستخدم أشتعال وقود (Ignites fuel) بواسطة شمعة الأشتعال (Spark plug) في حالة محركات البترول أما محركات الديزل فتستخدم الهواء المضغوط ، ويتم الأشتعال داخل حيز صغير بين سطح المكبس العلوي وأسفل سطح رأس الأسطوانة ويسمي غرفة الأحتراق (Combustion chamber) ، فيؤدي ذلك إلي احتراق وتمدد (Burnes & Expansion) ، ومن ثم يندفع المكبس (Piston) لأسفل (Down thrust) الذي يتحرك حركة ترددية ، فيتحرك عمود التوصيل (Connecting rod) ، ثم عمود الكرنك ، فتتحول حركة المكبس الترددية إلي حركة عمود الكرنك الدورانية ، فيُنتج طاقة مفيدة تعمل علي احداث دوران ، وتستخدم هذه الطاقة الناتجة لتوليد الطاقة الكهربائية وغيرها من الاستخدامات الاخري. 
مسافة المكبس (Piston travel TDC & BDC) بعض التعاريف لفهم مسافة المكبس (الشوط) (L):
1. النقطة الميتة العليا (Top dead center) (TDC): هي أعلي نقطة يصل إليها المكبس (Piston) عند حركته الي الأعلي داخل الأسطوانة.
2. النقطة الميتة السفلي (Bottom dead center) (BDC):هي أدني نقطة يصل إليها المكبس عند حركته الي الأسفل داخل الأسطوانة.3. الشوط (Stroke) (L): المسافة التي يقطعها المكبس خلال حركته بين النقطة الميتة العليا والنقطة الميتة السفليبمعني أخر إن المكبس يصنع شوطاً واحداً في أثناء حركته إلي الأعلي وشوطاً آخر في أثناء حركته إلي الأسفل ، أي المكبس يصنع نصف دورة بمقدار 180 درجة (One half revolution 180) من عمود الكرنك (Crankshaft) كل شوط (Stroke).
دورة محرك رباعي الأشواط Four Stroke Engine
1. شوط السحب (Induction stroke) :
يتحرك المكبس من النقطة الميتة العليا (TDC) الى النقطة الميتة السفلي (BDC) حيث يفتح صمام الدخول بينماصمام خروج العادم في وضع إغلاق تام ونتيجة لنزول المكبس يحدث فرقاً في الضغط الخارجي والضغط الداخلي( الضغط داخل الاسطوانة ) ففي محركات البنزين: يدخل مخلوط الهواء والبنزين إلي صمام الهواء عبر فلتر الهواءوالمغذي (كربوريتر ) ثم مانيفولد الهواء ثم إلي داخل أسطوانة المحرك.أما محركات الديزل: يدخل الهواء الجوي من خلال صمام الدخول وعن طريق فلتر الهواء ومانيفولد الهواء الدخولالى داخل الاسطوانة حيث لا يوجد مغذي (كربوريتر ) في محرك الديزل ، فتمتلئ الاسطوانة بالهواء فقط خلال شوط السحب ، وبذلك يتحرك عمود الكرنك نصف لفة تقريبا (half revolution) بمقدار 180 درجة من عمودالكرنك (Crankshaft) كل شوط (Stroke).
2. شوط الضغط (Comprssion stroke):
يتحرك المكبس في هذا الشوط من النقطة الميتة السفلي (BDC) الى النقطة الميتة العليا (TDC) ضاغطاً الهواءداخل الاسطوانة حيث يكون صمام دخول الهواء وصمام خروج العادم مغلقان ويتميز محرك الديزل بنسبة انضغاطيةعالية تصل الى ( 23 : 1) ونتيجة لضغط الهواء حيث يقل حجمه وترتفع درجة حرارته الى حوالي (537.8) درجةمئوية او اكثر حيث ان درجة الحرارة هذه كافية لاشعال اي كمية الوقود تصل اليه ويكون عمود الكرنك قد أتم لفةكاملة (One revolution) تقريباً بمقدار 360 درجة من عمود الكرنك (Crankshaft).
3. شوط القدرة (Power stroke):
ويعرف هذا الشوط بشوط القدرة ، وهو المصدر الأساسي لعزم المحرك وقدرته.في محركات البنزين: فقبل وصول المكبس الى النقطة الميتة العليا (TDC) بعددت درجات ، يشتعل مزيج الهواءوالبنزين عادة باستخدام شمعة احتراق فيؤدي الضغط الكبير المتولد من إشتعال المزيج إلى إعادة المكبس إلى النقطةالميتة السفلى مدفوعاً بقوة هائلة.أما محركات الديزل فيبدأ نظام الوقود من خلال حاقن الوقود بأعطاء ضغط وقود علي شكل رزاز وتحت ضغط لداخلغرفة الاحتراق ونتيجة للأرتفاع في درجة حرارة الهواء المضغوط يشتعل الوقود ويرتفع الضغط بسرعة مؤثرا علىسطح المكبس الذي يدفعه الى الأسفل وتكون الصمامات لا زالت في وضع الأغلاق التام.وبذلك قد أتم عمود الكرنكلفة ونصف (One and half revolution) تقريبا بمقدار 540 درجة من عمود الكرنك (Crankshaft).
4. شوط العادم (Exhaust stroke):
قبل وصول المكبس الى النقطة الميتة السفلي (BDC) بعددت درجات يفتح صمام العادم وعند صعود المكبس الى النقطة الميتة العليا (TDC) يدفع المكبس الغازات العادمة ( نواتج الاحتراق ) طاردً إياها عبر صمام الخروج والذييغلق بعد النقطة الميتة العليا (TDC) بعدة درجات وذلك لخروج أكبر كمية ممكنة من نواتج الاحتراق الى خارجالاسطوانة ويكون بذلك قد أنهى عمود الكرنك لفتين كاملتين (Two revolution) بمقدار 720 درجة من عمودالكرنك (Crankshaft) ، وتتكرر هذه العملية والاشواط الأربعة لإستمرارية عمل محرك الديزل.
محركات الاحتراق الداخلي ، والتي تدل من الاسم الخاص بها أنها تقوم بعملية حرق الوقود داخل جسم المحرك تحديداً
داخل الأسطوانات ، بحيث تقوم محركات الاحتراق الداخلي بتحويل الطاقة الكيميائية الناتجة عن حرق الوقود إلى
طاقة حركية ، وتمتاز محركات الاحتراق الداخلي بكفائتها وقدرتها على إنتاج مقدار طاقة أكبر بكمية وقود معينة
والشكل التالي (A) يوضح مثال بسيط لنظرية عمل محرك الآحتراق الداخلي وتتمثل في أن سائق الدراجة
(Bicyclist) يقوم بتحويل حركة الدفع لأسفل(Downward thrust) من خلال ناقل الحركة أو البدال والذي
يسمي كما بالشكل (Crankshaft) ، إلي حركة دورانية (Rotary motion) ، وينتج دفع أمامي (Forward
thrust) فتتحرك الدراجة إلي الأمام.
أما الشكل (B) فيوضح نفس فكرة عمل الدراجة ولكن بدلاً من حركة الدفع برجل السائق ، نستخدم أشتعال وقود
(Ignites fuel) بواسطة شمعة الأشتعال (Spark plug) في حالة محركات البترول أما محركات الديزل فتستخدم
الهواء المضغوط ، ويتم الأشتعال داخل حيز صغير بين سطح المكبس العلوي وأسفل سطح رأس الأسطوانة ويسمي
غرفة الأحتراق (Combustion chamber) ، فيؤدي ذلك إلي احتراق وتمدد (Burnes & Expansion) ،
ومن ثم يندفع المكبس (Piston) لأسفل (Down thrust) الذي يتحرك حركة ترددية ، فيتحرك عمود التوصيل
(Connecting rod) ، ثم عمود الكرنك ، فتتحول حركة المكبس الترددية إلي حركة عمود الكرنك الدورانية ،
فيُنتج طاقة مفيدة تعمل علي احداث دوران ، وتستخدم هذه الطاقة الناتجة لتوليد الطاقة الكهربائية وغيرها من
الاستخدامات الاخري.
مسافة المكبس (Piston travel TDC & BDC)
بعض التعاريف لفهم مسافة المكبس (الشوط) (L):
1. النقطة الميتة العليا (Top dead center) (TDC): هي أعلي نقطة يصل إليها المكبس (Piston) عند حركته
الي الأعلي داخل الأسطوانة.
2. النقطة الميتة السفلي (Bottom dead center) (BDC):
هي أدني نقطة يصل إليها المكبس عند حركته الي الأسفل داخل الأسطوانة.
3. الشوط (Stroke) (L): المسافة التي يقطعها المكبس خلال حركته بين النقطة الميتة العليا والنقطة الميتة السفلي
بمعني أخر إن المكبس يصنع شوطاً واحداً في أثناء حركته إلي الأعلي وشوطاً آخر في أثناء حركته إلي الأسفل ، أي
المكبس يصنع نصف دورة بمقدار 180 درجة (One half revolution 180) من عمود الكرنك (Crankshaft) كل شوط (Stroke).
دورة محرك رباعي الأشواط Four Stroke Engine
1. شوط السحب (Induction stroke) :
يتحرك المكبس من النقطة الميتة العليا (TDC) الى النقطة الميتة السفلي (BDC) حيث يفتح صمام الدخول بينما
صمام خروج العادم في وضع إغلاق تام ونتيجة لنزول المكبس يحدث فرقاً في الضغط الخارجي والضغط الداخلي
( الضغط داخل الاسطوانة ) ففي محركات البنزين: يدخل مخلوط الهواء والبنزين إلي صمام الهواء عبر فلتر الهواء
والمغذي (كربوريتر ) ثم مانيفولد الهواء ثم إلي داخل أسطوانة المحرك.
أما محركات الديزل: يدخل الهواء الجوي من خلال صمام الدخول وعن طريق فلتر الهواء ومانيفولد الهواء الدخول
الى داخل الاسطوانة حيث لا يوجد مغذي (كربوريتر ) في محرك الديزل ، فتمتلئ الاسطوانة بالهواء فقط خلال
شوط السحب ، وبذلك يتحرك عمود الكرنك نصف لفة تقريبا (half revolution) بمقدار 180 درجة من عمود
الكرنك (Crankshaft) كل شوط (Stroke).
2. شوط الضغط (Comprssion stroke):
يتحرك المكبس في هذا الشوط من النقطة الميتة السفلي (BDC) الى النقطة الميتة العليا (TDC) ضاغطاً الهواء
داخل الاسطوانة حيث يكون صمام دخول الهواء وصمام خروج العادم مغلقان ويتميز محرك الديزل بنسبة انضغاطية
عالية تصل الى ( 23 : 1) ونتيجة لضغط الهواء حيث يقل حجمه وترتفع درجة حرارته الى حوالي (537.8) درجة
مئوية او اكثر حيث ان درجة الحرارة هذه كافية لاشعال اي كمية الوقود تصل اليه ويكون عمود الكرنك قد أتم لفة
كاملة (One revolution) تقريباً بمقدار 360 درجة من عمود الكرنك (Crankshaft).
3. شوط القدرة (Power stroke):
ويعرف هذا الشوط بشوط القدرة ، وهو المصدر الأساسي لعزم المحرك وقدرته.
في محركات البنزين: فقبل وصول المكبس الى النقطة الميتة العليا (TDC) بعددت درجات ، يشتعل مزيج الهواء
والبنزين عادة باستخدام شمعة احتراق فيؤدي الضغط الكبير المتولد من إشتعال المزيج إلى إعادة المكبس إلى النقطة
الميتة السفلى مدفوعاً بقوة هائلة.
أما محركات الديزل فيبدأ نظام الوقود من خلال حاقن الوقود بأعطاء ضغط وقود علي شكل رزاز وتحت ضغط لداخل
غرفة الاحتراق ونتيجة للأرتفاع في درجة حرارة الهواء المضغوط يشتعل الوقود ويرتفع الضغط بسرعة مؤثرا على
سطح المكبس الذي يدفعه الى الأسفل وتكون الصمامات لا زالت في وضع الأغلاق التام.وبذلك قد أتم عمود الكرنك
لفة ونصف (One and half revolution) تقريبا بمقدار 540 درجة من عمود الكرنك (Crankshaft).
4. شوط العادم (Exhaust stroke):
قبل وصول المكبس الى النقطة الميتة السفلي (BDC) بعددت درجات يفتح صمام العادم وعند صعود المكبس الى
النقطة الميتة العليا (TDC) يدفع المكبس الغازات العادمة ( نواتج الاحتراق ) طاردً إياها عبر صمام الخروج والذي
يغلق بعد النقطة الميتة العليا (TDC) بعدة درجات وذلك لخروج أكبر كمية ممكنة من نواتج الاحتراق الى خارج
الاسطوانة ويكون بذلك قد أنهى عمود الكرنك لفتين كاملتين (Two revolution) بمقدار 720 درجة من عمود
الكرنك (Crankshaft) ، وتتكرر هذه العملية والاشواط الأربعة لإستمرارية عمل محرك الديزل.
ليست هناك تعليقات