يستخدم التمدد الحراري للغازات في العديد من الأجهزة اليوم. هذه محركات نفاثة ومحركات ديزل ومكربنات … يمكن أن تكون الوحدة الحرارية من نوعين:
- محرك احتراق خارجي
- ICE (محرك الاحتراق الداخلي).
دعونا نفكر في الجهاز من النوع الثاني بالتفصيل
الخصائص العامة
معظم السيارات اليوم مجهزة بمثل هذه الأجهزة حيث مبدأ محرك الاحتراق الداخلي هو إطلاق الحرارة وتحويلها إلى عمل ميكانيكي. تتم هذه العملية في اسطوانات
أكثر الخيارات اقتصادا هي محركات المكبس والمحركات المركبةيمكن استخدامها لفترة طويلة وهي صغيرة الحجم نسبيًا من حيث الحجم والوزن. لكن الجانب السلبي فيها هو حركة المكبس ، والتي تحدث بطريقة تبادلية بمشاركة آلية كرنك ، والتي ، من ناحية ، تجعل العمل أكثر صعوبة ، ومن ناحية أخرى ، محدد في الزيادة السرعة. هذا الأخير هو الأكثر وضوحا مع أبعاد المحرك الكبيرة.
يعتمد إنشاء وتطوير وتشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، بالطبع ، على تأثير التمدد الحراري ، معالتي تؤدي فيها الغازات المسخنة عملاً مفيدًا. نتيجة للاحتراق ، يقفز الضغط في الأسطوانة بشكل حاد ويتحرك المكبس. هذا هو مبدأ عمل القوة ، والذي يقوم بالتمدد الحراري ، والذي يستخدم في محركات الاحتراق الداخلي وغيرها من التقنيات.
من أجل إنتاج الطاقة الميكانيكية القابلة للاستخدام بشكل مستمر ، يجب تجديد غرفة الاحتراق بمزيج من وقود الهواء ، حيث يقوم المكبس بتحريك العمود المرفقي ، ويقوم الأخير بتشغيل العجلات.
معظم السيارات اليوم رباعية الأشواط والطاقة فيها تقريبا تتحول بالكامل إلى طاقة مفيدة
قليلا من التاريخ
تم إنشاء الآلية الأولى من هذا النوع في عام 1860 من قبل مهندس فرنسي ، وبعد ذلك بعامين ، اقترح مواطنه استخدام دورة رباعية الأشواط ، حيث تضمن تشغيل محرك الاحتراق الداخلي عمليات الشفط والضغط والاحتراق والتمدد وكذلك العادم
في عام 1878 ، اخترع عالم فيزيائي ألماني أول محرك رباعي الأشواط بكفاءة تصل إلى 22٪ ، وهو ما فاق بشكل كبير أداء جميع سابقيه.
بدأ هذا المحرك ينتشر على نطاق واسع في مختلف مجالات الحياة. اليوم يتم استخدامه في السيارات والآلات الزراعية والسفن وقاطرات الديزل والطائرات ومحطات الطاقة وما إلى ذلك.
إيجابيات وسلبيات
يرجع النجاح أساسًا إلى الخصائص العملية لـالاقتصاد والاكتناز والقدرة على التكيف الجيد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمحرك أن يبدأ في أكثر الظروف العادية ، وبعد ذلك يتسارع بسرعة ويصل إلى حمولة كاملة. بالنسبة للمركبات ، فإن خاصية مثل عزم الكبح الكبير مهمة.
ICE (المحرك) قادر على العمل على أنواع مختلفة من الوقود ، من البنزين إلى زيت الوقود.
ومع ذلك ، فإن هذه المحركات لها أيضًا عدد من العيوب ، من بينها الطاقة المحدودة ، والضوضاء العالية ، والدوران المتكرر للغاية للعمود المرفقي عند بدء التشغيل ، وعدم القدرة على الاتصال بعجلات القيادة ، والسمية ، وحركات المكبس الترددية.
حالة
الجسم عبارة عن تصميم كلاسيكي ، يتكون من كتلة أسطوانية ، ورأسها ، وفي حالة وجود جزء سفلي منقسم من علبة المرافق ، وإطار أساسي بأغطية. يوجد أيضًا تصميم أحادي الكتلة. هذا التنوع ، بالطبع ، ينطوي على نهج مختلف للإصلاح.
عناصر غلاف المحرك هي القاعدة حيث يتم توصيل أجزاء من آلية التوقيت والكرنك وأنظمة التبريد وإمدادات الطاقة والتشحيم وما إلى ذلك.
التصنيف
محرك الاحتراق الداخلي الأكثر استخدامًا (ICE) ، حيث تتم العملية في الأسطوانات نفسها. لكن يمكن تصنيف المحركات وفقًا لمعايير أخرى مختلفة.
حسب دورة العمل هم:
- ضربتين ؛
- رباعي الأشواط.
حسب طريقة تكوين الخليط في محرك الاحتراق الداخلي يكون المحرك:
- مع خارجيتشكيل (غاز ومكربن) ؛
- محرك بتشكيل خليط داخلي (ديزل).
عن طريق طريقة التبريد:
- بالسائل ؛
- بالهواء.
بالاسطوانات:
- اسطوانة واحدة ؛
- أسطوانتين ؛
- متعدد الاسطوانات.
حسب موقعهم:
- صف (عمودي أو مائل) ؛
- على شكل حرف V
بملء الاسطوانة بالهواء:
- يستنشق بشكل طبيعي ؛
- سوبر تشارج.
حسب تواتر دوران محرك الاحتراق الداخلي (المحرك) يحدث:
- بطيء الحركة
- زيادة التردد ؛
- سريع الحركة.
حسب الوقود المستخدم:
- متعدد الوقود ؛
- غاز ؛
- ديزل ؛
- بنزين
بنسبة الضغط:
- مرتفع ؛
- منخفض.
للغرض:
- جرار آلي ؛
- طيران ؛
- ثابت ؛
- سفينة وهلم جرا.
القوة
عادةً ما تُحسب قوة وحدات السيارات بالحصانتم تقديم هذا المصطلح في أواخر القرن الثامن عشر بواسطة مخترع إنجليزي تابع الخيول التي تسحب سلال الفحم من المناجم. من خلال قياس وزن الحمولة والارتفاع الذي تم رفعه إليه ، قام D. Watt بحساب كمية الفحم التي يمكن أن يسحبها الحصان في دقيقة واحدة من عمق معين. بعد ذلك ، سميت هذه الوحدة بالمصطلح المعروف "القدرة الحصانية". بعد عام 1960 كان هناكالمعتمد النظام الدولي للوحدات (SI) ، h.p. أصبحت وحدة مساعدة والتي تساوي 736 وات.
