توفر محركات الاحتراق الداخلي قدرة فائقة على القيادة والمتانة، حيث تعتمد عليها أكثر من 250 مليون سيارة نقل على الطرق السريعة في الولايات المتحدة، في هذه المقالة، ستتعرف على أنواع محركات الاحتراق الداخلي، وأيضاً سنتعرف علي المزيد حول محركات الاحتراق الداخلي مثل: أجزاءها، ومبدأ العمل.
 |
| ما هي أنواع محركات الاحتراق الداخلي |
ما هي محركات الاحتراق الداخلي
كما يوحي الاسم أو يوحي به، فإن محركات الاحتراق الداخلي (المكتوبة باختصار باسم IC Engine ) هي تلك المحركات التي يتم فيها احتراق الوقود داخل أسطوانة المحرك.
بمعنى آخر، محركات الاحتراق الداخلي هي تلك المحركات التي يتم فيها احتراق الوقود داخل أسطوانة المحرك بواسطة شرارة. هذه هي محركات البنزين والديزل والغاز.
المحرك هو جهاز يقوم باستخدام الطاقة الكيميائية للوقود بتحويله إلى طاقة حرارية عن طريق الاحتراق لإنتاج عمل ميكانيكي.
لقد رأينا في المحركات البخارية أن الوقود يتغذى في الاسطوانة. إنه على شكل بخار. وهو مُسخن بالفعل وجاهز للعمل في دورة احتراق المحرك.
محركات الاحتراق هي آلات تستخدم الحرارة والضغط من تفاعل الاحتراق لتوليد طاقة ميكانيكية. تعمل معظم محركات الاحتراق عن طريق إحداث احتراق متحكم فيه للوقود والهواء في غرفة الاحتراق.
يولد الحرق حرارة وضغطًا يقودان العمود الذي يعمل بشكل مباشر أو غير مباشر. قد تكون الطاقة الميكانيكية التي ينتجها محرك الاحتراق دورانية أو اهتزازية أو أي شكل آخر يعتمد على تصميم المكونات. يتم دمج محركات الاحتراق في أنواع لا حصر لها من المنتجات، من السيارات إلى الآلات الصناعية الكبيرة.
أجزاء من محرك الاحتراق الداخلي
 |
| انواع محركات الاحتراق الداخلي |
يوضح الشكل الأجزاء الرئيسية لمحرك الاحتراق الداخلي.
- رأس الأسطوانة
- الأسطوانة
- الصمامات
- مكبس
- حلقة الكباس
- ذراع التوصيل
- العمود المرفقي
- علبة المرافق
1- الأسطوانة
في محرك الاحتراق الداخلي، يكون الجزء الرئيسي هو الأسطوانة التي يحدث فيها الاحتراق. يجب أن تتحمل الأسطوانة درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
عادة ما تكون الأسطوانة مصنوعة من الحديد الزهر أو سبائك الصلب.
2- رأس الأسطوانة
هذه كتلة موضوعة كغطاء علي الاسطوانة رأس الأسطوانة مزود بضبط صمامات الدخول والعادم. يتم توفير ثقب أيضاً لربط شمعة الإشعال الحقن.
عادة ما يكون رأس الأسطوانة مصنوعًا من الحديد الزهر. عندما يتم تثبيت الرأس على الأسطوانة، يتم توفير حشية الأسبستوس بين الأسطوانة ورأس الأسطوانة.
3- الصمامات
يتم وضع الصمامات في الإعداد الصحيح في التزويد المصمم خصيصًا لها في رأس الأسطوانة. يتم توفير اثنين من الصمامات.
من خلال صمام السحب، يتم إرسال خليط الهواء وبخار الوقود. يستخدم صمام العادم لتفريغ منتجات الاحتراق. يتم تثبيت الصمامات في موضعها بواسطة نوابض الصمامات.
يتم فتح وإغلاق هذه الصمامات بمساعدة آليات الكامة. وهي مصنوعة من النيكل والكروم الصلب.
4- المكبس
المكبس هو الجزء الرئيسي النشط للمحرك كما هو موضح في الشكل. لها تناسب وثيق مع الاسطوانة. حركة المكبس تغير حجم الاسطوانة وتوفر مساحة الاحتراق.
بشكل عام، تتكون المكابس من سبائك الألومنيوم. سبائك الألومنيوم هي الأخف وزنا ولها خصائص موصلة للحرارة جيدة. يتم توفير ثقب مركزيًا لإدخال بنز لتوصيل الطرف الصغير لقضيب التوصيل. يتم توفير أخاديد محيطية على سطح المكبس لاستيعاب حلقات المكبس.
5- شنابر المكبس
تتكون حلقات المكبس من سبائك فولاذية خاصة للاحتفاظ بالخصائص المرنة عند درجة حرارة عالية. هذه حلقات دائرية مثبتة في الأخاديد المحيطية للمكبس. هناك مجموعتان من الحلقات.
تسمى الحلقات العلوية حلقات الضغط، والتي توفر ختمًا محكمًا. سيمنع هذا تسرب الغازات المحترقة إلى الغلاف.
تسمى الحلقات السفلية حلقات مكشطة الزيت. يتم توفيرها لإزالة طبقة الزيت من أسطوانة المحرك ولمنع تسرب الزيت إلى الأسطوانة.
6- ذراع التوصيل
هذا هو ذراع التوصيل بين المكبس والعمود المرفقي. يتم تحويل الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية للعمود المرفقي.
يسمى الطرف العلوي لقضيب التوصيل بالطرف الصغير، والذي يحمل المكبس عن طريق بنز عائم يسمى دبوس المكبس أو دبوس المسدس.
يسمى الطرف السفلي بالنهاية الكبيرة لقضيب التوصيل، والذي يربط العمود المرفقي من خلال العمود المرفقي. هذا مصنوع من الفولاذ المطروق وسبائك الصلب.
7- عمود المرفق
أعمدة الكرنك مصنوعة من سبائك فولاذية خاصة. العمود المرفقي هو العضو الرئيسي الذي نحصل منه على القوة الدورانية.
يتكون هذا العمود من جزء غريب الأطوار واحد أو أكثر يسمى رميات الكرنك أو الكرنك. رميات الكرنك هذه مسؤولة بشكل أساسي عن إنتاج حركة ترددية للمكبس.
8- علبة المرافق
هذا هو الغلاف الرئيسي في الجزء السفلي من المحرك، مما يوفر الدعم للأسطوانة ومحامل العمود المرفقي.
يتم ترتيب أجزاء المحرك الأخرى في محاذاة مناسبة على علبة المرافق هذه. توفر علبة المرافق الحماية للأجزاء من الأوساخ كما أنها تعمل كحوض تشحيم.
9- حدافة
حدافة السيارة عبارة عن عجلة صلبة أكبر مثبتة على العمود المرفقي.
يعمل هذا كخزان طاقة لتخزين الطاقة الزائدة أثناء شوط الطاقة ويتم توصيلها أثناء شوط الانضغاط.
أنواع محركات الاحتراق الداخلي
تنقسم أنواع محركات محركات الاحتراق الداخلي إلي عدة أقسام سنشرح كل شئ بالتفصيل.. أكمل القراءة لكي تتعرف علي انواع محركات الاحتراق الداخلي.
أنواع محركات الاحتراق الداخلي وفقاً لدورة العمل المستخدمة
- محرك ثنائي الأشواط
- محرك رباعي الأشواط
أنواع محركات الاحتراق الداخلي وفقاً للوقود المستخدم
- بنزين
- ديزل
- محرك الغاز
أنواع محركات الاحتراق الداخلي وفقاً لطرق التبريد
- تبريد الهواء
- تبريد المياه
أنواع محركات الاحتراق الداخلي وفقاً لطريقة الاشتعال
- محرك اشتعال شرارة
- محرك الاشتعال بالضغط
أنواع محركات الاحتراق الداخلي وفقاً لترتيب اسطوانة المحرك
- محرك أفقي
- محرك Verticle
- محرك شعاعي
- محرك علي شكل حرف V
مبدأ العمل للمحرك رباعي الأشواط
في محرك IC، يتم تحويل الحركة الترددية للمكبس داخل الأسطوانة إلى حركة دورانية للعمود المرفقي.
تنجم حركة هبوط المكبس عن تمدد الغازات المحترقة أثناء احتراق الوقود في أسطوانة المحرك.
وعند تشغيل المحرك، تحدث أربعة أحداث بشكل دوري. هم السحب والضغط والطاقة أو الأشتعال (التمدد) والعادم.
- عمل محرك بنزين رباعي الأشواط
يعمل محرك البنزين وفقًا لمبدأ دورة أوتو المعروفة أيضًا بدورة الحجم الثابت. تعمل شمعة الإشعال المثبتة في الجزء العلوي من الغطاء على بدء اشتعال البنزين.
في محرك رباعي الأشواط، تكتمل جميع الأحداث، أي الشفط والضغط والقوة والعادم في دورتين للعمود المرفقي. وهم على النحو التالي.
شوط السحب: ببدأ هذا الشوط عندما يكون المكبس في Top Dead Center (TDC) (النقطة الميتة العليا).
يتحرك المكبس للأسفل. يفتح صمام السحب. مزيج من البنزين وأبخرة الهواء، ممزوجين بشكل متناسب بواسطة المكربن يدخل الأسطوانة ويملأ الفراغ في الأسطوانة. يصل المكبس إلى أدنى موضع له يُعرف باسم النقطة الميتة السفلي.
شوط الضغط: يتحرك المكبس لأعلى بعد شوط السحب. ينغلق صمام السحب عندما يتحرك المكبس لأعلى. يظل صمام العادم مغلقًا أيضًا.
يقوم المكبس بضغط خليط الوقود والهواء عن طريق دفعه لأعلى في مساحة الخلوص في الجزء العلوي من الأسطوانة. يزداد ضغط ودرجة حرارة الخليط أثناء الضغط.
شوط الاشتعال: يتم إشعال خليط الوقود والهواء عند الضغط العالي ودرجة الحرارة بواسطة شرارة. الشرارة تشعل خليط الوقود والهواء.
حيث يؤدي هذا الحرق إلى زيادة ضغط ودرجة حرارة الغازات بشكل أكبر. تتوسع الغازات منتجة قوة متفجرة تدفع المكبس لأسفل.
يتحرك المكبس لأسفل بسرعة عالية. المكبس متصل بذراع التوصيل. ذراع التوصيل متصل بالعمود المرفقي. يتم تحويل الحركة الخطية للمكبس إلى حركة دورانية للعمود المرفقي.
شوط العادم: يصل المكبس إلى المركز السفلي في نهاية شوط الطاقة. ينفتح صمام العادم، وتهرب الغازات المتساقطة بسرعة أكبر. يتحرك المكبس لأعلى من مركز القاع ويدفع الغازات المحترقة المتبقية داخل الأسطوانة.
في نهاية شوط العادم، يتم إغلاق صمام العادم. تتكرر الدورة. لكل 4 أشواط للمكبس، يدور العمود المرفقي دورات.
- عمل محرك ديزل رباعي الأشواط
البناء الأساسي لمحرك ديزل رباعي الأشواط هو نفس محرك البنزين رباعي الأشواط، باستثناء بدلاً من شمعة الإشعال، يتم تركيب حاقن الوقود في مكانه في الشكل.
تزود مضخة الوقود الحاقن بزيت الوقود عند ضغط أعلى. يعمل على دورة ديزل أو دورة ضغط ثابتة.
شوط السحب: شوط السحب هو الشوط الأول. يتحرك المكبس لأسفل. صمام السحب يكون مفتوح يسمح بدخول الهواء إلى الأسطوانة ويملأ الفراغ. يصل المكبس إلى مركز القاع ويبدأ مرة أخرى في التحرك لأعلى.
شوط الضغط: يبدأ المكبس بالتحرك لأعلى ويتم إغلاق صمام السحب. الهواء يكون مضغوط. ويزداد ضغط ودرجة حرارة الهواء بسبب الضغط. قبل أن يصل المكبس إلى القمة، يتم رش وقود الديزل داخل الأسطوانة.
يتم رش الوقود بواسطة حاقن fuci. يتم رش الوقود بضغط عالٍ جدًا يتغلب على ضغط الهواء المضغوط ويختلط بالهواء.
حيث يحتوي الهواء على الأكسجين. نظرًا لأن الوقود عبارة عن هيدروكربون، فإن درجة حرارة الهواء المضغوط كافية لبدء الاحتراق. الوقود محترق.
شوط الاشتعال: يتحرك المكبس من أعلى النقطى الميتة العليا إلي أسفل، وتزيد الحرارة المنبعثة من الاحتراق من ضغط ودرجة حرارة الهواء بشكل أكبر.
حيث يعمل أقصى ضغط ودرجة حرارة للغازات المحترقة على قمة المكبس ويجبران المكبس على التحرك أخيرًا، ويسرع المكبس إلى أسفل.
هذه هي ضربة القوة. قبل أن يصل المكبس إلى أسفل، يفتح صمام العادم.
شوط العادم: يصل المكبس إلى النقطة السفلي ويبدأ في التحرك لأعلى. يتم دفع الغازات المحترقة بواسطة المكبس.
تخرج الغازات من خلال صمام العادم. قبل أن يصل المكبس إلى أعلى، حيث يتم فتح صمام السحب. تتكرر الدورة.
الخاتمة: ما هي أنواع محركات الاحتراق الداخلي
حتى الآن، نأمل أن نكون قد أوضحنا كل شكوكك حول محرك الاحتراق الداخلي. إذا كان لا يزال لديك أي شكوك حول " أنواع محركات الاحتراق الداخلي "، يمكنك طرحها في التعليقات.
هذا كل شيء شكرا للقراءة. إذا كنت تحب مقالتنا، فيرجى مشاركتها مع أصدقائك.
