أشواط محرك الديزل الاربعة | The four-stroke of the diesel engine
 |
| الاشواط الاربعة |
بعد التخلص من غازات العادم كما تم نشرها فى المقالة سابقة اضغط هنا ، تتكرر الخطوات
الأساسية السابقة بنفس التتابع وتبدأ بدخول شحنة جديدة من الهواء فى الأسطوانة يتم
انضغاطها واحراق الوقود فيها لتوليد القدرة ثم تصريف الغازات الناتجة عن
الأحتراق.
👇وتنقسم دورات محركات الاحتراق الداخلى الى
نوعين:
1- دورة رباعية الأشواط
أى تتم فيها دورة التشغيل فى أربعة
أشواط للكباس أى لفتين لعمود المرفق، شوط الى أعلى وآخر الى اسفل ثم شوط الى أعلى
والأخير الى أسفل.
2- دورة ثنائية الأشواط
أي تتم فيها دورة التشغيل فى شوطين
للكباس أى لفة واحدة لعمود المرفق شوط الى أعلى وآخر الى اسفل ثم شوط الى أعلى والآخر الى أسفل.
المحرك رباعى الأشواط:
يتميز المحرك
رباعى الأشواط بوجود صمامين (أو أكثر) فى رأس الاسطوانة، أحداهما لدخول الهواء
والثانى لخروج العادم، ويقوم المحرك بانهاء دورة التشغيل خلال أربعة أشواط للكباس
يتم فيها حقن شحنة واحدة من الوقود، ويتم دوران عمود المرفق لفتين.
يوضح الشكل التالى
اوضاع الكباس خلال أربعة أشواط التشغيل👇
 |
| Four-stroke cycle |
أولأ: شوط السحب (الشفط):
ويتحرك فيه الكباس هبوطا
من النقطة الميتة العليا (أقصى نقطة يصل لها الكباس فى صعوده) الى النقطة الميتة
السفلى (أدنى نقطة يصل لها الكباس فى هبوطه) ويكون صمام السحب مفتوحا خلال هذا
الشوط فيندفع منه الهواء الجوى الى داخل الأسطوانة بفعل التفريغ الناشئ من حركة الكباس
الى أسفل، وتمتلئ الأسطوانة فى نهاية هذا الشوط بشحنة من الهواء الجوى.
ثانيا: شوط الانضغاط :
ويندفع فيه الكباس صعودا
من النقطة الميتة السفلى الى النقطة الميتة العليا بحيث يغلق صمام دخول الهواء فى
بداية هذا الشوط، وينتج عن ذلك ضيق حيز الهواء المحصور بين الكباس والأسطوانة،
فيرتفع ضغطه وتزيد درجة حرارته بحيث يصل الضغط النهائى الى حوالى 35 بار، وترتفع
الحرارة الى ما يقرب من 650 درجة مئوية.
ثالثا: شوط القدرة:
ويسمى أحيانا شوط التمدد،
أو الشوط الفعال وعند بدايته تقريبا يتم حقن الوقود فى الأسطوانة فيبدأ الاحتراق
بسبب اختلاط الوقود بالهواء الساخن، وينتج عن ذلك ارتفاع شديد فى الضغط الناشئ على
سطح الكباس فيدفعه هبوطا الى النقطة الميتة السفلى (ن، م، س) ويعتبر هذا الشوط هو
اساس القدرة التى تسبب استمرار دوران المحرك.
رابعا: شوط العادم:
ويتحرك فيه الكباس من
أسفل النقطة الميتة السفلى (ن، م، س) الى أعلى النقطة الميتة العليا (ن، م، ع) ويفتح فى بدايته تقريبا صمام العادم بحيث تخرج
منه نواتج الاحتراق التى يزيحها الكباس فى حركته الى أعلى، وعند نهاية هذا الشوط
تقريبا يغلق صمام العادم لتبدأ الدورة من جديد
فتكرر نفس الأشواط الأربعة السابقة، ويستغرق كل شوط 180 درجة من دوران عمود
المرفق، أى أن الأشواط الأربعة 720 درجة أي لفتين من عمود المرفق.
المحرك ثنائى الاشواط:
يلاحظ أنه أمكن الاستغناء
عن شوطى الشفط والعادم فى المحرك الثنائى، وبذلك يمكننا اتمام الدورة فى شوطين فقط
للكباس، أى لفة واحدة لعمود المرفق.
ويتميز المحرك ثنائى
الأشواط بعدم وجود صمامات لشفط الهواء فى رأس الاسطوانة ويستغنى عنها بفتحات لدخول
الهواء من أسفل جدران الاسطوانة كما يجوز أيضا الاستغناء عن صمام العادم المركب فى
رأس الاسطونة بفتحات خروج العادم عند اسفل الاسطوانة وتكون فى هذه الحالة مواجهة
لفتحات دخول الهواء وتعلوها قليلا،
أولا: شوط الانضغاط (الصاعد):
وفيه يتم انضغاط الهواء
المحصور فى حيز الاسطوانة نتيجة صعود الكباس من (ن، م، س) الى (ن، م، ع) وتكون
فتحات دخول الهواء مغطاة (مغلفة) بجسم الكباس وكذلك فتحات العادم (أو يغلق صمام
العادم بآلية مخصصة لذلك).
ثانيا: شوط القدرة (الهابط):
ويتم عند بدايته حقن
الوقود واحتراقة فى حيز الانضغاط فيتحرك الكباس لأسفل من (ن، م، ع) الى (ن، م، س)
وعند نهاية هذا الشوط تفتح صمامات العادم (أو تتكشف فتحات العادم) فتندفع منها
غازات الاحتراق خارج الاسطوانة ويقل الضغط بها، ويوالى الكباس هبوطه ليكشف فتحات
(أو أبواب) الهواء فتندفع من خلالها شحنة من الهواء المضغوط، وتساعد على كسح بقايا
غازات العادم لتحل محلها شحنة من الهواء الجوي تملا الاسطوانة ويستمر بعدها الشوط
الصاعد الذى يغلق فتحات الهواء وصمامات العادم (أو فتحاته) ليبدأ شوط الانضغاط
وتستمر الدورة من جديد.
عمل الحدافة:
تعتبر الحدافة من الاجزاء الأساسية فى محرك ديزل، وهى عبارة عن عجلة ثقيلة مثبتة فى عمود المرفق، وظيفتها المحافظة على سرعة دوران المحرك خلال شوط القدرة وباقى أشواط الدورة.
ويتلقى عمود المرفق قدرة الدوران خلال شوط القدرة فقط ، بينما عليه أن يمد الكباس بالحركة خلال الأشواط الأخرى، وبذلك تقوم الحدافة بالمهمة المطلوبة فهى تسرع قليلا خلال شوط القدرة ثم تفقد هذه الزيادة خلال باقى الأشواط.
 |
| الحدافة |
الكسح والشحن الجبري:
يراعى أن وظيفة هواء الكسح هو القيام بتنظيف الاسطوانة من الغازات المتبقية عن الدورة السابقة واحلال شحنة من الهواء النقى محلها.
وتتعقد مشكلة الكسح فى المحركات الثنائية الأشواط عندما نقارنها بالمحركات الرباعية الى يكون فيها الحيز المطلوب كسحة هو نسبة صغيرة من الحجم الكلى للاسطوانة بينما نلاحظ فى المحرك الثنائى أنه من اللازم تخليص الاسطوانة كلها مما بها من غازات العادم ليعاد شحنها بالهواء النقى فى مدى صغير نسبيا من الوقت المسموح به.
وهناك طرق متعددة لتوريد هواء الكسح المطلوب للمحرك وقد استخدمت المضخات الترددية للهواء فيما سبق، وكانت تدار بواسطة أذرع متصلة بآليات تشغيل الكباس أو تدار مباشرة من عمود المرفق. كذلك استخدم الجزء السفلى من الكباس من حيز عمود المرفق كمضخة هوائية لتوريد هواء الكسح.
وتستخدم النفاثات الدورانية ذات الأزاحة الموجبة على نطاق واسع فى الوقت الحاضر وهى درافيل يتم ادارتها عادة من عمود المرفق اما بالتروس واما بالجنزير.
وقد استخدم مؤخرا نظام الشاحن التربينى(التربو) وهو عبارة عن مروحة هوائية تضخ الهواء النقى تحت ضغط الى المحرك وتدور بفعل غازات العادم التى تمر داخل تربينة غازية.
وبذلك تستوعب أسطوانات المحرك كمية أكبر من الهواء ويمكننا الحصول على قدرة أكبر من المحرك بنفس أبعاده، كما يخفض من الثمن الأولى لوحدة القدرة بالاضافة الى أنه يحقق وفرا فى الوقود المستهلك اذا ما قورن بالمحرك العادي(الشفط المعتاد).
 |
| التربو |
نشكركم على قراءة هذه المقالة
حيث لم ينتهى هذا الموضوع الذى نال اهتمام كبير من متابعى المدونة حيث يوجد له تكمله سيتم نشرها فى اقصر وقت ممكن،
نسأل الله السداد والتوفيق.
تعليقات
إرسال تعليق