شبكة
ومنتديات خط الطيران - نسخة خفيفة من المنتدى
mechanic
16-05-2008, 08:18 PM
ما هو المحرك المكبسي؟
هو محرك يقوم على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية وذلك بإدخال الهواء
إلى المحرك وخلطه بالوقود ثم إشعال الخليط عن طريق وحدة اشتعال مما ينتج
عنه قوة احتراق تقوم على دوران المحرك وتتم هذه العملية بصورة متكررة.
يوجد مجموعة من التصاميم المختلفة لهذا النوع من المحركات وقد تم ذلك
بعد أن استخدام الأخوان رايت محرك ذا أربع أسطوانات لطائراتهم
التي صنعوا بها التاريخ.
في هذا الموضوع سوف نتحدث عن أنواع المحركات المكبسية , أجزاء المحرك
الأساسية وطريقة عمله.
أنواع المحركات المكبسية :
Types of Reciprocating engines:
1-Radial engines
وهو محرك تصطف فيه الأسطوانات بشكل دائري حول محور ذراع
الإدارة crank shaft وتكون عدد هذه الأسطوانات خمسة أو سبعة أو تسعة
وتم تطوير هذا النوع بحيث يكون به صفين من الأسطوانات
تصل مابين 14 إلى 18 أسطوانة وأقوى محرك تم صنعه من هذا النوع
هو ما قامت بإنتاجه شركة برات اند وتني Pratt & Whitney وهو
المحرك R-4360 حيث يدور بقوة 3,400 حصان وهو أقوى محرك
تم إنتاجه من هذا النوع في ذلك الوقت.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/875cd7bcfd.jpg
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/599b2f9e98.jpg
In-line engines 2
يحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الأسطوانات تكون على خط مستقيم
موازي لذراع التدوير يتميز هذا النوع بصغر المنطقة الأمامية مما يسمح
بمرور تيار هوائي أفضل. لذلك أنتشر استخدام هذا النوع في سباقات الطيران
عند ظهورها أول مرة. وميزة أخرى لهذا النوع وهي عند تركيبة بجعل
الاسطوانات معكوسة يكون ذراع الدوران بعيد عن الأرض وكلما زاد
ارتفاع الذراع عن الأرض كلما زادت المسافة مابين المروحة والأرض
مما يسمح باستخدام أذرع عجلات landing gears قصيرة حيث كان
استخدام هذا النوع من المحركات مقتصراً على الطائرات ذات العجلة الخلفية
Tail-wheel aircraft فإن استخدام اذرع عجلات اقصر يساعد على
رؤية للطيار أفضل على الأرض .
من عيوب هذا النوع التبريد حيث كلما زاد عدد الأسطوانات كلما قل وصول التبريد
إلى الاسطوانات الأخيرة لذلك اقتصر عدد الاسطوانات في هذا النوع مابين أربعة إلى
ستة. لذلك أقتصر استخدام هذه المحركات على الطائرات الصغيرة فقط.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/d604ccbee9.jpg
3- V-Type Engines
مع التطور العلمي للمحركات أنتج لنا هذا النوع . ومن اسم المحرك فإن ترتيب
صفين من الاسطوانات على شكل حرف V حول ذراع التدوير وتكون بزاوية 45 ,
60, أو 90 ما يميز هذا النوع عدة عوامل هي : الوزن و القوة و صغر المنطقة الأمامية
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/59eca0059b.jpg
4-Opposed-Type engines
اليوم هذا النوع هو الأكثر شعبية المستخدم في الطائرات الصغيرة
حيث يستطيع هذا النوع من المحركات إنتاج قوة 36 حصان إلى 400 حصان
ويحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الاسطوانات
يتميز هذا النوع بقوة عالية مقابل الوزن بسبب استخدام عامود دوران صغير خفيف
الوزن وأيضاً يتميز بإهتزازات قليلة جداً مقارنة بالأنواع الأخرى وذلك لأن كل قوة
اهتزاز ناتجة عن أي اسطوانة تقوم الاسطوانات الأخرى على إلغائها.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/c1b3e7a11a.jpg
أجزاء المحرك :
Engine Components
1-Crankcase
2-Cylinders
3-Pistons
4-Connection Rods
5-Valves
6- Valve-operating mechanism
7- Crankshaft
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/b27a3fec22.jpg
1-Crankcase
الوحدة الأساسية للمحرك التي تحتوي على الأجزاء الداخلية للمحرك وهي القاعدة
التي توضع عليها الأسطوانات cylinders و الأجزاء الخارجية للمحرك. ويتم
تثبيت المحرك على الطائرة عن طريق ال crankcase
وتحتوي الجزء السفلي منه على الزيت المخصص لتزييت المحرك lubrication .
يجب أن يكون هذا الجزء ذا قوة تحمل قوية جداً وخفيف الوزن لذلك معظم
ال crankcase المستخدم في الطائرات مصنوع من cast aluminum alloys
2-Crankshafts
وهو العامود الفقري للمحركات المكبسية . ويقوم على نقل الحركة من الpistions
إلى حركة دائرية تقوم على تدوير المروحة.
يحتوي ال Crankshafts على مجموعة من cranks أو throws
وهي الأجزاء التي تثبت فيها ال connecting rods وتكون في أماكن محددة
موازية للمحور الرئيسي. يجب على Crankshaft تحمل الضغط والإجهاد لذلك
يجب أن يكون مصنوع من خليط قوي مثل Chromium-nickel molybdenum steel
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/6a591bf9fb.jpg
3- Connecting rod
هي صلة الوصل مابين القوة المؤثرة على الpiston وتوصيلها إلى crankshaft .
تصنع من steel alloy وفي حالة استخدام قوة أحصنة منخفضة من الممكن استخدام الألمنيوم
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/db02a40340.jpg
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/5d2a5f5db3.jpg
4- pistons
هي قطعة اسطوانية الشكل تتحرك إلى أعلى وإلى أسفل داخل الcylinder وتقوم
على وظيفتين أساسيتين :
الأولى تقوم على سحب الهواء و الوقود إلى داخل الcylinder وضغط الغازات و إخراج الغاز المستنفذ إلى الخارج exhaust gases
الثانية تقوم على نقل القوة الناتجة من عملية الاحتراق إلى الcrankshaft
وتصنع من خليط الألمنيوم aluminum alloy
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/bb0e8bff57.jpg
5-Cylinders
وهي غرفة الاحتراق التي يتم فيها إشعال و تمدد الغازات التي تمدنا بالطاقة.
وتحتوي هذه الغرفة على
Valves ,Connecting rod , Piston , Spark plugs
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/2d781ff554.jpg
6-Valves
تقوم ال valves على التحكم في الغازات الداخلة والخارجة من وإلى
ال cylinder وذلك بالفتح والإغلاق في أوقات معينة ومحسوبة بدقة خلال عملية
الاحتراق. كل cylinder يحتوي على الأقل صمام للدخول واخر
للخروج intake valve & exhaust valve
حيث يقوم ال intake valve بالتحكم في كمية خليط الهواء والوقود الداخلة
إلى الcylinder ويقوم الexhaust valve بالسماح لخروج الغازات المستنفذة
إلى الخارج. الصمامات المستخدمة في الطائرات تتعرض للحرارة العالية , التآكل ,
وإجهاد تشغيلي عالي. لذلك وجب الحرص على إختيار معدن يقوم على تحمل هذه العوامل.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/330a2cda66.jpg
http://www.niv.co.jp/gif/Valve.gif
7-Valves operating mechanism
والمقصود به نظام يقوم على
1-فتح الصمامات في التوقيت الصحيح
2-الحفاظ على الصمام مفتوحاً لفترة محددة
3-إغلاق الصمام
ويحتوي هذا النظام على camshaft وهو عامود يحتوي على الcams
التي تكون ذات شكل محدد بيضاوي عند الدوران الرأس العلوي للشكل البيضاوي
يقوم على الضغط على الvalve lifter وهو اداة تقوم على فتح الصمام عند الضغط عليها
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/bee73eb3b2.jpg
طريقة عمل المحرك :
وهنا سوف أتحدث فقط عن Four-stroke cycle
تتكون دورة المحرك من أربعة حركات أساسية وهي
Intake , Compression , power , Exhaust
الدورة الواحدة تعادل دورتين للcrankshaft
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/f34db5f8da.jpg
1-Intake
ويكون عند وجود الpiston في الأعلى وصمام الإدخال intake vlave مفتوح.
خلال هذه الشوط يقوم الcrankshaft بالدوران بحيث يقوم على إنزال الpiston
مما يقلل الضغط داخل اللإسطوانة وبذلك يقوم على سحب خليط الهواء والوقود القادم
من الكاربريتر وإدخال عبر صمام الإدخال إلى الإسطوانة.
2-Compression
عند وصول الpiston الى الأسفل يكون صمام الدخول قد اقفل وعند صعوده مرة
اخرى إلى أعلى يقوم على ضغط الخليط إلى أن يصل إلى أنسب خصائص إحتراق
للخليط . وعند إقتراب الpiston إلى الحد الأعلى يتم إشعال الخليط بوحدة إشعال spark plug
3- Power
عند حدوث الإحتراق ينتج تمدد للغازات التي تعطي قوة هائلة تقوم على دفع
الpiston إلى الأسفل وقد تصل درجة حرارة هذه الغازات إلى 3000 درجة
فهرنهايت وقوة تعادل 15 طن . هذه القوة هي ما تجعل الcrankshaft يدور
وهي الغرض الأساسي من عمل المحرك.
4-Exhaust
عند وصول الpiston إلى الإسفل والبدء بالصعود مرة أخرى يتم فتح صمام
الخروج الذي يقوم على طرد الغازات بسبب ما تحتويه من ضغط عالي فيحدث
انخفاض في الضغط داخل الإسطوانة من تعيد البدء في دورة آخرى حيث تبدأ من
جديد كما بدأنا أول مرة بال intake
تحياتي للجميع
أخوكم mechanic
- حقوق النسخ محفوظة لخط الطيران -
هو محرك يقوم على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية وذلك بإدخال الهواء
إلى المحرك وخلطه بالوقود ثم إشعال الخليط عن طريق وحدة اشتعال مما ينتج
عنه قوة احتراق تقوم على دوران المحرك وتتم هذه العملية بصورة متكررة.
يوجد مجموعة من التصاميم المختلفة لهذا النوع من المحركات وقد تم ذلك
بعد أن استخدام الأخوان رايت محرك ذا أربع أسطوانات لطائراتهم
التي صنعوا بها التاريخ.
في هذا الموضوع سوف نتحدث عن أنواع المحركات المكبسية , أجزاء المحرك
الأساسية وطريقة عمله.
أنواع المحركات المكبسية :
Types of Reciprocating engines:
1-Radial engines
وهو محرك تصطف فيه الأسطوانات بشكل دائري حول محور ذراع
الإدارة crank shaft وتكون عدد هذه الأسطوانات خمسة أو سبعة أو تسعة
وتم تطوير هذا النوع بحيث يكون به صفين من الأسطوانات
تصل مابين 14 إلى 18 أسطوانة وأقوى محرك تم صنعه من هذا النوع
هو ما قامت بإنتاجه شركة برات اند وتني Pratt & Whitney وهو
المحرك R-4360 حيث يدور بقوة 3,400 حصان وهو أقوى محرك
تم إنتاجه من هذا النوع في ذلك الوقت.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/875cd7bcfd.jpg
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/599b2f9e98.jpg
In-line engines 2
يحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الأسطوانات تكون على خط مستقيم
موازي لذراع التدوير يتميز هذا النوع بصغر المنطقة الأمامية مما يسمح
بمرور تيار هوائي أفضل. لذلك أنتشر استخدام هذا النوع في سباقات الطيران
عند ظهورها أول مرة. وميزة أخرى لهذا النوع وهي عند تركيبة بجعل
الاسطوانات معكوسة يكون ذراع الدوران بعيد عن الأرض وكلما زاد
ارتفاع الذراع عن الأرض كلما زادت المسافة مابين المروحة والأرض
مما يسمح باستخدام أذرع عجلات landing gears قصيرة حيث كان
استخدام هذا النوع من المحركات مقتصراً على الطائرات ذات العجلة الخلفية
Tail-wheel aircraft فإن استخدام اذرع عجلات اقصر يساعد على
رؤية للطيار أفضل على الأرض .
من عيوب هذا النوع التبريد حيث كلما زاد عدد الأسطوانات كلما قل وصول التبريد
إلى الاسطوانات الأخيرة لذلك اقتصر عدد الاسطوانات في هذا النوع مابين أربعة إلى
ستة. لذلك أقتصر استخدام هذه المحركات على الطائرات الصغيرة فقط.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/d604ccbee9.jpg
3- V-Type Engines
مع التطور العلمي للمحركات أنتج لنا هذا النوع . ومن اسم المحرك فإن ترتيب
صفين من الاسطوانات على شكل حرف V حول ذراع التدوير وتكون بزاوية 45 ,
60, أو 90 ما يميز هذا النوع عدة عوامل هي : الوزن و القوة و صغر المنطقة الأمامية
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/59eca0059b.jpg
4-Opposed-Type engines
اليوم هذا النوع هو الأكثر شعبية المستخدم في الطائرات الصغيرة
حيث يستطيع هذا النوع من المحركات إنتاج قوة 36 حصان إلى 400 حصان
ويحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الاسطوانات
يتميز هذا النوع بقوة عالية مقابل الوزن بسبب استخدام عامود دوران صغير خفيف
الوزن وأيضاً يتميز بإهتزازات قليلة جداً مقارنة بالأنواع الأخرى وذلك لأن كل قوة
اهتزاز ناتجة عن أي اسطوانة تقوم الاسطوانات الأخرى على إلغائها.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/c1b3e7a11a.jpg
أجزاء المحرك :
Engine Components
1-Crankcase
2-Cylinders
3-Pistons
4-Connection Rods
5-Valves
6- Valve-operating mechanism
7- Crankshaft
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/b27a3fec22.jpg
1-Crankcase
الوحدة الأساسية للمحرك التي تحتوي على الأجزاء الداخلية للمحرك وهي القاعدة
التي توضع عليها الأسطوانات cylinders و الأجزاء الخارجية للمحرك. ويتم
تثبيت المحرك على الطائرة عن طريق ال crankcase
وتحتوي الجزء السفلي منه على الزيت المخصص لتزييت المحرك lubrication .
يجب أن يكون هذا الجزء ذا قوة تحمل قوية جداً وخفيف الوزن لذلك معظم
ال crankcase المستخدم في الطائرات مصنوع من cast aluminum alloys
2-Crankshafts
وهو العامود الفقري للمحركات المكبسية . ويقوم على نقل الحركة من الpistions
إلى حركة دائرية تقوم على تدوير المروحة.
يحتوي ال Crankshafts على مجموعة من cranks أو throws
وهي الأجزاء التي تثبت فيها ال connecting rods وتكون في أماكن محددة
موازية للمحور الرئيسي. يجب على Crankshaft تحمل الضغط والإجهاد لذلك
يجب أن يكون مصنوع من خليط قوي مثل Chromium-nickel molybdenum steel
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/6a591bf9fb.jpg
3- Connecting rod
هي صلة الوصل مابين القوة المؤثرة على الpiston وتوصيلها إلى crankshaft .
تصنع من steel alloy وفي حالة استخدام قوة أحصنة منخفضة من الممكن استخدام الألمنيوم
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/db02a40340.jpg
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/5d2a5f5db3.jpg
4- pistons
هي قطعة اسطوانية الشكل تتحرك إلى أعلى وإلى أسفل داخل الcylinder وتقوم
على وظيفتين أساسيتين :
الأولى تقوم على سحب الهواء و الوقود إلى داخل الcylinder وضغط الغازات و إخراج الغاز المستنفذ إلى الخارج exhaust gases
الثانية تقوم على نقل القوة الناتجة من عملية الاحتراق إلى الcrankshaft
وتصنع من خليط الألمنيوم aluminum alloy
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/bb0e8bff57.jpg
5-Cylinders
وهي غرفة الاحتراق التي يتم فيها إشعال و تمدد الغازات التي تمدنا بالطاقة.
وتحتوي هذه الغرفة على
Valves ,Connecting rod , Piston , Spark plugs
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/2d781ff554.jpg
6-Valves
تقوم ال valves على التحكم في الغازات الداخلة والخارجة من وإلى
ال cylinder وذلك بالفتح والإغلاق في أوقات معينة ومحسوبة بدقة خلال عملية
الاحتراق. كل cylinder يحتوي على الأقل صمام للدخول واخر
للخروج intake valve & exhaust valve
حيث يقوم ال intake valve بالتحكم في كمية خليط الهواء والوقود الداخلة
إلى الcylinder ويقوم الexhaust valve بالسماح لخروج الغازات المستنفذة
إلى الخارج. الصمامات المستخدمة في الطائرات تتعرض للحرارة العالية , التآكل ,
وإجهاد تشغيلي عالي. لذلك وجب الحرص على إختيار معدن يقوم على تحمل هذه العوامل.
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/330a2cda66.jpg
http://www.niv.co.jp/gif/Valve.gif
7-Valves operating mechanism
والمقصود به نظام يقوم على
1-فتح الصمامات في التوقيت الصحيح
2-الحفاظ على الصمام مفتوحاً لفترة محددة
3-إغلاق الصمام
ويحتوي هذا النظام على camshaft وهو عامود يحتوي على الcams
التي تكون ذات شكل محدد بيضاوي عند الدوران الرأس العلوي للشكل البيضاوي
يقوم على الضغط على الvalve lifter وهو اداة تقوم على فتح الصمام عند الضغط عليها
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/bee73eb3b2.jpg
طريقة عمل المحرك :
وهنا سوف أتحدث فقط عن Four-stroke cycle
تتكون دورة المحرك من أربعة حركات أساسية وهي
Intake , Compression , power , Exhaust
الدورة الواحدة تعادل دورتين للcrankshaft
http://www.air.flyingway.com/up/uploads/f34db5f8da.jpg
1-Intake
ويكون عند وجود الpiston في الأعلى وصمام الإدخال intake vlave مفتوح.
خلال هذه الشوط يقوم الcrankshaft بالدوران بحيث يقوم على إنزال الpiston
مما يقلل الضغط داخل اللإسطوانة وبذلك يقوم على سحب خليط الهواء والوقود القادم
من الكاربريتر وإدخال عبر صمام الإدخال إلى الإسطوانة.
2-Compression
عند وصول الpiston الى الأسفل يكون صمام الدخول قد اقفل وعند صعوده مرة
اخرى إلى أعلى يقوم على ضغط الخليط إلى أن يصل إلى أنسب خصائص إحتراق
للخليط . وعند إقتراب الpiston إلى الحد الأعلى يتم إشعال الخليط بوحدة إشعال spark plug
3- Power
عند حدوث الإحتراق ينتج تمدد للغازات التي تعطي قوة هائلة تقوم على دفع
الpiston إلى الأسفل وقد تصل درجة حرارة هذه الغازات إلى 3000 درجة
فهرنهايت وقوة تعادل 15 طن . هذه القوة هي ما تجعل الcrankshaft يدور
وهي الغرض الأساسي من عمل المحرك.
4-Exhaust
عند وصول الpiston إلى الإسفل والبدء بالصعود مرة أخرى يتم فتح صمام
الخروج الذي يقوم على طرد الغازات بسبب ما تحتويه من ضغط عالي فيحدث
انخفاض في الضغط داخل الإسطوانة من تعيد البدء في دورة آخرى حيث تبدأ من
جديد كما بدأنا أول مرة بال intake
تحياتي للجميع
أخوكم mechanic
- حقوق النسخ محفوظة لخط الطيران -