جولة في المحركات
a Trip inside the Engine



ساحاول ان القى الضوء على عدة انواع من المحركات منها المحرك المكبسى الذى ينتشر استخدامه بالسيارة والمحركات النفاثة التى تستعمل فى الطائرات وهى انواع محرك نفاث ومحرك نفاث توربينى ومحرك نفاث تضاغطى ومع العلم ان هناك انواع من المروحيات تستخدم المحرك المكبسى مع بعض التعديلات وقد حاولت التدقيق قبل كتابة المعلومةبأسلوبى فى بعض المواضع من البحث قدر المستطاع واعتمدت فى هذا البحث على عدة مواقع على الشبكة وبعض الكتب منها كتاب ميكانيكا سيارات للمؤسسة العامة لتدريب الفنى بالسعودية وكتاب العالم الناشئ عن الطائرات النفاثة للكاتب مارك هويش ترجمة انور محمود عبد الواحد وعذرا جدا على اى خطا وان شالله ما فى خطا والتوفيق من الله مع تمنياتى ان يعطى صورة واضحة مختصرة عن انواع المحركات البارزة فى هذه الحياة من حيث مكوناتها و كيفية عملها وقياس قدراتها واضرارها على البيئة واسأل الله التوفيق


المحرك المكبسى


وهو حجر الاساس فى السيارة التى نتجول بها يوميا ذهابا وايابا عندما نراه تشعر بانه معقد جدا وتكاد لا تصدق ان هذا صنعته يد بشرية لكن فكرته فى غاية البساطة
ليشتغل المحرك لابد له من عدة انظمة تديره هذه الانظمة هى نظام نظام الوقود والهواء ونظام الاشعال ونظام التبريد والتزييت بكتمال هذه الانظمة وصياعتها ميكانيكيا نحصل على محرك مكبسى نستطيع بواسطته قيادة السيارات وانواع من الطيارات اذا عدل
سوف نتناول هنا فقط نظام الوقود والهواء وسنشير الى باقى الانظمة بروابط للاطلاع عليها

نظام الوقود والاحتراق

ان فكرة هذا النظام سهلة جدا وهى تجسيد لما اكتشفه انشتاين من انظمة وقوانين للحركة وملخص فكرته هى سحب الهواء ثم ضغطه واشعاله ثم السماح له بالنفاذ نسحب الهواء ثم نضغطه ثم نرش عليه الوقود المناسب قد يكون بنزين او ديزل بنسب مناسبة وعندها نحصل على طاقة عظيمة (انفجار) من الوقود والهواء المختلط المضغوط نسمح لهذه الطاقة بالخروج عن طريق العادم فتندفع السيارة للامام كما وتتحول طاقة الاشتعال الى طاقة حركية تدفع المكابس لاسفل لتحرك ذراع التوصيل ومن ثم عمود المرفق والكامات لتنتقل الحركة عبر التروس والعناصر الخاصة الى العجلات. تكرر هذه العملية مرات عديدة فى الدقيقة.

يتكون المحرك من ثلاثة اجزاء رئيسية 1-راس المحرك 2- كتلة المحرك 3-علبة المرفق وكل جزء اساسى يحتوى على الكثير من الاجزاء


1- عمود التوصيل
2- عمود الكامات
3- ذراع التوصيل
4- المكبس
5- الاسطوانة
6- ذراع الدفع
7- الاذرع المتارجحة
8- ياي الصمام
9- الصمام
10- بنز المكبس

وهذه صور للمحرك المكبسى





وقبل الشروع فى الشرح المختصر لكيفية حصول الاحتراق داخل المحرك هذه لمحة عن بعض المكونات الاساسية لتشغيل المحرك الرئيسى المكبسى فى السيارة :

من ضمن اجزاء السيارة البطارية والمولد (الدينمو ) والمارش (محرك كهربى ) هذه الاجزاء ضرورية لبدء تشغيل المحرك المكبسى لعلك يحصل معك احيانا ان تقف بك السيارة وتضطر لدفعها باليد. احد الاسباب هو ضعف البطارية ونتسال ما اهمية البطارية بالنسبة للمحرك فبالرغم من اهميه الكهرباء الذى توفرها البطاريا للاضاءة فى السيارة وتشغيل المسجل وغيرها الا انها ضرورية لبدء شغل المحرك اذ ان المحرك لا يشتغل ذاتيا بل بداية لابد من شيء يحركه وهو المارش الموجود بجانب السائق والمرش وهو موتور محرك كهربى دى سى (DC) صغير يعمل كبادىء الحركة للمحرك الرئيسى وله نفس جهد البطارية 12 فولت وهو موصول بدائرة كهربية مع البطارية عند ادارة مفتاح السيارة يدور المرش عند الدوران يبرز العضو الدوار ليقوم بالتعشيق مع ترس كبير فى المحرك الرئيسى وعندما يبدء المحرك الرئيسى العمل يتوقف المرش عن الدوران ويرجع العضو الدوار الى مكانة وبذلك يكون المحرك الرئيسى قد بدء بالشغل واما المولد (الدينمو) فانه يستمد الكهرباء في بدايه الامر من البطاريه وذلك عن طريق الفرش الكربونيه وذلك لكي يتم توليد المجال المغناطيسي وبعد ما يتم توليد المجال المغناطيسي يتم تغذيه المولد بنفسه فاكيد بتشغيلنا للمرش نكون قد سحبنا جزء من التيار من البطاريا ويقوم المولد بتعويضه وتوليد الكهرباء التى تخزن بالبطاريا من خلال حركة المحرك لانه موصول به كما بالصورة وبدون البطارية و المرش والمولد لا يشتغل المحرك

البطارية وهى تعطى تيار مستمر طبعا


666.gif (9.6 KiB) شوهد 765 مرات


المولد الكهربائي ( الدينمو ) وفيه يتم توحيد قطبية واتجاه التيار عن طريق السلوكونيات الموجودة به وتحويله الى تيار مستمر يشحن البطارية ويقوم الكات اوت الموجود به يثبت تيار التغذيه الواصل له عن طريق البطارية وبذلك عند تثبيت جهد التغذيه يتم تثبيت الجهد الخرج عند مقدار معين حتى لا يتسبب عدم ضبط التيار الخارج من الدينمو بعطل الاجزاء الكهربية فى السيارة بما فيها البطارية لانها تعمل عند حد معين من الفولت والامبير





المارش


يتكون المارش من بوبينه ومخدات تم تصنيعها ولفها ببارت من النحاس وذلك لتحمل الامبير العالى الناتج من ادراة المحرك والمستهلك من البطارية.

يتصل بالمارش ثلاثة اطراف وهم :

الطرف الموجب ( + )
الطرف السالب ( ــ )
طرف تشغيل الاوتوماتيك

والمهم فى الموضوع هى فهم فكرة تشغيله للمحرك الرئيسى واليكم الفكرة

عند ادارة المحرك من مفتاح الكونتاك يتم توصيل طرف موجب الى ملف الاوتوماتيك والموصل له فى الاساس طرف سالب وبما ان الدائره اكتملت بتوصيل الطرف الموجب من الكونتاك فيتم جذب حافظه ( بسكوته ) لتوصل الطرف الموجب الى المخدات فى نفس اللحظه التى تجعل الاوتوماتيك يدفع عامود صغير موصل به ذراع يدفع ترس البندكس الى التعشيق مع ترس ( الحدافه ) الموجودة بالمحرك المكبسى بتوقيت معين * لضمان تعشيق الترس قبل ادراه المارش للمحرك * ومع ادراه المارش يتم اداره ترس الحداقة وبالتالى بدء حركة المحرك والحداقة مثبتة بالنهاية الخلفية لعمود المرفق ومن وضائفها يثبت بها الترس الحلقى الخاص بتشغيل المحرك

المارش







عضو ثابت ( المخدات )

وهذه صوره لها





وهذه صور توضح اتصال الدينمو ( المولد ) والمارش بالمحرك المكبسى فى السيارة





الصورة من الخلف






نلاحظ ان المولد مثبت فى مقدمة المحرك ويأخذ حركتة من المحرك المكبسى عبر السير او الحزام الأمامى فيولد كهرباء لشحن البطارية و اضائة السيارة وكهربة المحرك الكهربائي.

سوف نتناول المحرك المكبسى الذى صورته بالاعلى ذو اربعة اشواط وتعتمد فكرته على اربع اشواط للمحرك يتم فيها حرق الهواء المختلط بالبنزين واخراجه من العادم

الشوط الاول

الشوط الاول وهو شوط السحب وفيه يسحب الهواء من خارج المحرك عن طريق جزء يسمى الكربيتير و يخلط ببنزين ويدخل الى الاسطوانة بسرعة تصل ل100 م\ث وذالك لانخفاض ضغط الهواء اعلى المكبس يقدر بـ 0.8 الى 0.9 بار وهنا يكون المكبس المكبس قد تحرك من النقطة صفر العليا الى النهاية العضمة له اسفل اى يكون صمام السحب مفتوحا بينما يكون صمام الخروج مغلقا
ويجب ان تكون كمية الوقود المخلوط صحيحة وبالنسب الصحيحة والتى ليست لها اضرار على البيئة وتحقق اكبر قدرة للمحرك وهى 14.7 كيلو جرام من الهواء الى 1 كجم من الوقود وتذكر ان من احد اسباب قدرة المحرك الممتازة هى جودة الامتلاء





الشوط الثانى


شوط الانضغاط يتحرك المكبس من النهاية العضمى له السفلى وهى النقطة الصفر التى تتوقف عندها حركة المكبس الى اعلى اتجاها الى النقطة الصفر العليا التى يبلغ بها اقصى ازاحة له فينضغط الهواءالمخلوط بالوقود جدا فى غرفة الاحتراق استعدادا لاشعاله من قبل البوجية ويكون صمام السحب قد اغلق وتعرف نسبة الانضغاط بانها حجم الحيز فوق المكبس قبل الانضغاط الى حجمه بعد الانضغاط وبامكان ايجادها بالقانون التالى نسبة الانضغاط = حجم الازاحة + حجم الخلوط \ حجم لخلوط
وغالبا ما تكون نسبة الانضغاط داخل المحركات الحديثة هى : 1.10\1.8 وكلما زادت نسبة الانضغاط زاد الضغط داخل الاسطوانة وهذا يحسن ويزيد قدرة المحرك






الشوط الثالث


شوط القدرة او الحركة وفيه تنطلق شرارة كهربية من البيجيه( الشماعات) فتحدث احتراق فى الهواء المختلط بالوقودفى غرفة الاحتراق قتنتج طاقة عضيمة ناتجة ممن انفجار الوقود هذه الطاقة الحراريةتسبب حركة المكبس الترددية فيندفع من النقطة الصفر العليا الى الصفر السفلى وهذه الحركة تتحول بواسطة ذراع المرفق المتصل بالمكبس طبعا الى حركة دائرية تنتقل بواسطة اجهزة الحركة الى العجلات وتسبب بدورانها ومن ثم حركة السيارة







الشوط الرابع


شوط العادم وفيه تفتح صمام العادم ويتحرك المكبس بفضل الحركة الترددية من النقطة الصفر السفلى الى النقطة الصفر العليا كما بدا ليطرد الغازات الى الخارج عن طريق العادم







وهذه الصور للاشواط الاربعة كاملة





وانتبه لهذه الملاحضة فى 4 اشوط او دورات لهذا المحرك المكبسى تتقلص الفكرة والعملية فى شوطين 2 دورتين تتم فيهما عملية واحدة فعالة عملية الاختراق

بينما هناك انواع تحدث فيها دورتين او شوطين فقط تتم فيهما العملية الفعالة الاحتراق مرة واحدة وهناك نوع اخر وهو المحرك التوربينى المكبسى وتتم فيه اربع اشواط او دورات وفى كل دور او شوط تحدث العملية الفعالة عملية الاحتراق اى 4 اشواط كلهن فعالة فى الدورة الواحدة للمحرك
الان سنأتى الى ذكر القدرة و السرعة للمحرك المكبسى العادى

القدرة

قدرة المحرك تعتمد على نوعية الوقود و النسبة الصحيحة لخلطه بالهواء والمقدار الذى يدخل الاسطوانة للاحتراق وعلى السعة اللترية للاسطوانات

وبمعرفة الطاقة المتحررة من الوقود يمكن حسابها ولهذا الموضوع تكملة ان شاء الله اذ ان كل هذه الدراسة عملتها من اجل معرفة القدرة التى تعطيها هذه المحركات

هذه التعريفات الاولية ضرورية
قانون الغاز المثالى pv=nRt
حيث R ثابت الغازات يعتمد ايجاده على الجانب العملى
tدرجة الحرارة تحت المقياس المطلق
n عدد المولات للمادة او العنصر

المول هو كتلة الذرات او الجزيئات الموجودة فى كيلو جرام واحد من المادة = n=m\M

القانون الاول لديناميكا = Q=U+W

Q الطاقة المضافة
مقدار التغير فى الطاقة الداخلية = U
W الشغل المبذول الخارجى بواسطة النظام

الطاقة الداخلية لجسم ما هى مجموع طاقات الحركة والوضع لذراته او جزيئاته

ان عملية الاحتراق داخل المحركات المكبسية التى تسبب فى الدفع وانتاج الطاقة لهى عملية مركبة ومعقدة بعض الشى لانها تمثل اتحاد بين قوانين غاية فى الدقة والحساسية فهى اتحاد بين قوانين الميكانيكا الكلاسيكية وبين وقوانين الحرارة وقد سمى هذا الاتحاد بقاونين الديناميكا الحرارية


كان العلماء فى الماضى يعتقدون بان الحرارة مجرد سيال سمى كالوريك ينتقل من الاجسام الساخنة الى الباردة الى ان يصل لدرجة الاتزان وهى تعادل الحرارة بين الجسمين ولكن بفضل الله تقدم العلماء خطوات شيقة عندما اكتشفوا بان الحرارةما هى الا طاقة كامنة فى تراكيب المادة اى هى طاقة داخلية كامنة تنشا عن حركة الذرات الداخلية عندما تنتقل من الجسم الساحن الى الجسم البارد وقد اثبت طومسون هذه الحقيقة من خلال تجاربه ومشاهداته من جراء عمله على الة حفر مواسير المدافع وقد لاحظ اثناء الحفر تكون الحرارة على الات الحفر ونفى ان تكون الحرارة مجرد مادة سيالة (كالوريك) تنتقل من الاجسام الساخنة الى الباردة واثبت ان الحرارة يمكن ان تتكون من الاحتكاك والشغل المكانيكى وقد قادت تجاربه وتجارب العلماء الاخرين منهم الفيزيائى الانجليزى جيمس برسكول جول والعالم الامريكى هنرى رونالاد الى تغيير نضرية الكالوريك ومعرفة التعريف الصحيح للطاقة الحرارية وهى الطاقة التى تحتويها المادة من جراء حركتها العشوائية بين ذراتها وجزيئاتها وعندما تضاف الحرارة الى مادة ما قد يستفاد بجزء منها فى عمل مكانيكى كما فى حالة الكباس هذه وعليه فليس من المحتم تحول الطاقة المضافة كلها الى طاقة حرارية بل يمكن تحويلها الى شغل مكانيكى من هذا المنطلق بدا انطلاق عصر جديد اساس اقتصاده ديناميكى حرارى وانت ترى كثير من الالت المهمة للانسان تقوم على هذا الاساس وهو تحول الطاقة الحرارية الى شغل مكانيكى

وهنا فى حالة المحرك المكبسى نرى بوضوح اندماج عمليتين حرارية ومكانيكية لتوليد الشغل الذى يتحول الى عزم دورانى وقدرة لتحريك عجلات السيارة

انظر الى الصورة
888.jpg (8.66 KiB) شوهد 433 مرات


نرى فى الجزء العلوى العملية الحرارية وفى الجزء السفلى العملية المكانيكية اما العملية المكنيكية فقد اسهب فيها وابدع الاخ ELECT2114 فى موضوع القدرة الدورانية المشار اليه اعلاه وذكر كل القوانين الخاصة بها وكيفية استناجها وخلص الى هذا القانون القدرة = العزم * السرعة الزاوية وحلل العزم اكثر فنتج هذا القانون
7.GIF (3.44 KiB) شوهد 429 مرات

وهنا سنحاول تتبع الطاقة الحركية وكيفية استخراج شغل منها واضح ان الطاقة الحركية نتجت من عملية حررارية وهى احتراق الوقود فى الاسطوانة وهذا ما اريد القاء الضؤ عنه وهو نظام الاحتراق داخل الاسطوانة اى الجزء العلوى الذى فى الصورة : العملية الحرارية
قبل البدء بشرح حالة النظام هذه قوانين والتعريفات المهمة فى الطاقة الحركية
عندما تتغير درجة حرارة الغاز معناها ان هناك حركة حصلت لجزيئاته او ذراته الداخلية هذه الحركة تسمى الطاقة الداخلية
هناك حالتان لحساب الطاقة الداخلية :
1- حالة الغاز احادى الذرة اى ليس هناك حركة داخلية لذراته يمكن ان تؤخد بعين الاعتبار لانه ليس هناك روابط بين ذراته فتكون الطاقة الداخلية = الطاقة الحركية

القانون u= kE 3\2nRt مع الانتباه الى u تعنى الفرق فى الطاقة الداخية وt معدل التغير

2- فى حالة الغازات التى تحوى اكثر من ذرة اى جزيئات توجد هناك حركة داخلية بين روابطها وتكون حساب الطاقة الداخلية لها =

u=k1\2nRt
وتذكر ان الطاقة الداخلية تعتمد فقط على درجة الحرارة الابتدائية والنهائية

الان معى لنستعرض العمليات الحرارية التى يمكن ان تولد لنا الشغل ونقيس كل عملية على اسطوانتنا هذه ولنرى الشغل المناسب لنا اختياره من هذه العمليات بما يوافق ويناسب هذا التصميم

هناك نوعان من العمليات مغلقة ومعزولة العمليات المغلقة هى التى تسمح بانتقال الحرارة دون المادة بينها وبين الوسط المحيط والعمليات المعزولة هى التى لا تسمح بانتقال الحرارة ولا المادة بينها وبين الوسط المحيط

العمليات المغلقة لها ثلاث انواع :

1 العملية ثابتة الحجم( ايسكورية )
اى تحصل هذه العملية فى اسطوانة وكباس و يكون الضغط ودرجة الحرارة غير ثابتة بينما حجم الغاز ثابتا فى هذه الحالة تكون كمية الحرارة المضافة مساوية لطاقته الداخلية ويكون الشغل مساوى صفر وكل الحرارة المضافة تستغل لزيادة الطاقة الداخلية
Q=u w=0

قبل ان نترك هذه الحالة نريد الاشارة الى وجود علاقة ما فى هذه العملية وهى علاقة التغير فى درجة الحرارة لجزء معين من المادة مع كمية الحرارة المضافة وتسمى هذه العلاقة بالمولارية
المولارية للغازات احادية الذرة c=3\2R
المولارية للغازات التى تحوى جزيئات = c=kR\2
هذه القوانين خاصة بعملية ثابتة الحجم

من الواضح ان هذا النظام الحرارى لا يناسب تصميمنا هذا الذى نريد منه شغلا يدفع لنا عجلات السيارة فالشغل فى هذا النظام = الصفر وربما كانت له استخدامات ثانية وربما مصمم ما يقوم بتوضيفه لخدمة ما
2 العملية الثانية هى عملية مغلقة ثابتة الضغط عملية( ايسوبارية )
فى هذه العملية يكون الشغل ثابتا على الغاز المكبوس ويكون الشغل يساوى الضغط ضرب مقدار التغير فى الحجم
w=p*v
اما علاقة درجة الحرارة بالكمية المضافة اى (المولارية )
فى الغازات احادية الذرة c=3\2R+R-5\2R
فى الغازات التى بها جزيئات = CP=KR\2+R=K+2*R
هذه القوانين للمولارية خاصة بعملية فيها الضغط ثابت

يمكن اجراء نسبة مولارية بين العمليتين ثابتة الضغط وثابتة الحجم
المولارية = cp\cv
ومن الواضح ايضا ان هذه العملية غير مناسبة لما تتطلب من ضغوط عالية لكى تمانع التمدد الحجمى

العملية الثالثة عملية ثابتة درجة الحرارة وتسمى العملية الصفرية (عملية ايسوثورمية )
بالنسبة للطاقة الداخلية فى هذه العملية فهى = صفر لانها كما وسبق ان اشرنا بان الطاقة الداخلية تعتمد فقط على درجة الحرارة
u= 0
ومنها يمكن حساب الشغل من القانون العام لديناميكا Q=U*W
Q=W
وتفسير ذالك ان الحرارة المضافة فى هذه العملية كلها ستستهلك فى بذل جهد جهد التمدد الداخلى للغاز الايسو ثورمى فاذا كان النظام (الغاز) هو الذى يبذل الجهد فان الطاقة المضافة كلها ستتحول الى شغل ببطئ واذا كان الشغل يبذل على النظام فان الطاقة كلها ستتحول الى حرارة
وسيكون الضغط فى تناسبل عكسى مع الحجم p=تناسب عكسى \v ومنها
الشغل يساوى w=nRt v1\v2ــــــــــــــــــ من قانون الغاز المثالى

بالنسبة للعلاقة بين درجة الحرارة والكمية المضافة فقد اوضحنا ان العملية صفرية الانتقال الحرارى وان الطاقة الداخلية تعتمد على درجة الحرارة وهنا U=0

واضح ايضا من هذه العملية انها غير مناسبة وحالة المحرك المكبسى هذا لان تمدد الغاز فيها بطئ ويستهلك وقتا فتخيل محركا يعمل بهذا النظام فى الشوط الرابع عندما يبذل النظام شغلا فانه سوف يتمدد ببطئ وفى الشوط الثانى عندما يبذل الشغل على النظام بسبب قوة السحب وحركة ذراع المكبس الدوانية فان الطاقة كلها ستتحول الى حرارة مهدرة وواضح العلاقة العكسية بين الضغط والحجم لابد ان يزداد الضغط على الغاز ليتناقص الحجم وسيكون من المكلف انتاج الشغل المكانيكى المطلوب

4 العملية الرابعة والاخيرة العملية ادياباتية
وهى ىالتى اهتدى اليها المصممون والمطورون للمحرك المكبسى هى عملية يكون كل الاطراف فيها متغيرة p . v .t
وهى العملية التى يكون فيها النظام معزول حراريا عزلا تماما عن الوسط المحيط به فى هذه العملية تكون Q=0 لان النظام لا يسمح بانتقال الحرارة وبناء عليه ومن القانون الاول لديناميكا Q=u+w فان u=-w تفسير هذا ان اى زيادة فى الطاقة الداخلية باى وسيلة فى هذا النظام المعزول سيتحول الى شغل
بمعنى اوضح اذا كان النظام هو الذى يبذل شغل فان طاقته الداخلية تقل وتتحول الى شغل واذا كان الشغل يبذل على النظام فان طاقته الداخلية ترتفع ومن ثم تتحول الى شغل

بالنسبة للعلاقة بين درجة الحرارة والكمية المضافة فليس بينهما علاقة مباشرة لان Q=0 ولكن درجة الحرارة عامل مشترك بين حالتى النظام بذل الشغل على النظام او النظامiهو الذى يبذل ا لشغل ومن هنا يمكن اشتقاق علاقة تربط بين كمية الحرارة المضافة التى تؤثر على الحجم والضغط وبين درجة الحرارة فواضح انها تتغير فى حالتى النظام
تذكر اولا نسبة المولارية بين لضغط والحجم ويمكن استناج القانون على الصورة مولاريةp=constaht\v
r>1 فان الضغط يقل بزيادة الحجم

واضح من هذه العملية انها تماما هى التى تحدث داخل الاسطوانة وهى مناسبة جدا للاستفادة من الشغل المكانيكى المتولد عن نظام حرارى معزول استفادة قسوى
فى الشوط الثانى عندما يبذل الشغل على النظام شوط الانضغاط تنقص طاقته الداخلية ويتحول النقصان الى شغل مكانيكى المتمثل فى حركة ذراع المكبس لاعلى لضغط الغاز
وفى الشوط الرابع عندما تزداد الطاقة الداخلية للغاز بالاشتعال تتحول الزيادة فى الطاقة الى شغل ميكانيكى يحرك ذراع المكبس لاسفل والذى بدوره يحول الحركة من مماسية الى دورانية ومنها ينشا العزم وحركة العجلات وهكذا تواليك كل زيادة فى الطاقة الحرارية الداخلية للغاز المكبوس داخل الاسطوانة تتحول الى شغل مكنيكى وكل شغل مكانيكى يبذل على الغاز المكبوس يتحول الى طاقة حرارية للغاز


سرعة المحرك

سرعة المحرك تعتبر سرعة دوران ذراع المرفق هى سرعة المحرك وتكون سرعة المحرك الاعتيادية من 600 الى 800 لفة لكل دقيقة
ويمكننا حسابها بمعرفة عدد الشرارات فى الثانية بالقانون الثالى سرعة المحرك \ 60 * 2*عدد الاسطوانات \4 = (عدد الشرارات) حيث 60 الزمن بالثانية و2 هو نصف الدورة الكاملة لعملية الاحتراق وتساوى شوطين وفيها تحدث شرارة واحدة لكل 4 اشواط ( عملية فعالة واحدة لكل اربع اشواط اى لكل دورة واحدة ) و4 هى الدورة الكاملة المؤلفة من اربع اشواط دورة الاحتراق
مثلا لو كان عدد الشررات = 100 شرارة بالثانية يبقى عدد اللفات للمحرك = 50 لفة فى الثانية ( نضرا لدوران ذراع المرفق مرتين فى الدورة الكاملة )ومنها نحسب سرعة المحرك = 50 * 60= 3000 دورة \الدقيقة و50 لفة لعمود المرفق تحدث 400 شوط

قد اصبح ايجاد الشغل الديناميكى الناتج من عملية احتراق الوقود واضحا بعد ما اوضحنا كيف تحدث عملية الاحتراق الحرارى والى اى من العمليات الحرارية تنتمى

من كل ماذكرنا نخلص الى ان (باستخدام قانون الغاز المكون من اكثر من ذرة)


w= u
w= (0.5) K1 n R t



حيث ان المقدار (K1 n R t) يمثل الطاقة الداخلية لجزيئات اعناصر التى بها اكثر من ذرة

K1 = u\(0.5)nRt ـــــــــــــــــــــــ ومنها نستطيع استنتاج الطاقة الحركية الكافية لانتاج شغل ما او بالعكس الشغل المبذول عند طاقة معينة

عموما هنا نستطيع استنتاج القوة المبذولة والمولدة للعزم بمعلومية الشغل هنا فى هذا النضام الحرارى حيث :
w = f*d حيث d هى المسافة فى اتجاه القوة (f) و (w) الشغل, وهنا يمكن اهمال التغير في القوة بعد الانفجار لصغر المسافة التي يتحرك بها المكبس. اي عند الانفجار و بدء تحرك المكبس فان تأثير الانفجار يبدأ بالتلاشي و لذلك فان القوة تبدأ بالتلاشي, و لكن بما ان المسافة صغيرة و كذلك عملية الانفجار تحدث بزمن صغير فيكون التغيير في القوة مهمل (التلاشي) و لذلك يمكن اعتبارها ثابثة على طول الحركة.




لذا فان من القانون اعلاه : f= w/d = u/d = (0.5) (K1 n R t) / d
واذا اردنا حساب القدرة مباشر اى بمعلومية الطاقة الداخلية فانها = p=w\s واقصد بال s الزمن الذي يتحرك به المكبس على طول المسافة, اى القدرة تساوى الشغل المبذول على الزمن وهو الزمن الازم لعمل لفة واحدة اى p= (0.5) (K1 n R t)/s

وسيصبح حساب العزم سهلا حيث T=F*r حيث ان r هي نصف قطر ذراع التدوير, و من الملاحظ انه عند تحرك المكبس الى الاسفل فان الذراع سيدور نصف دورة و لذلك المسافة المقطوعة (d) تساوي نصف محيط ذراع التدوير كما في الرسمة ادناه :


ps.GIF (4.03 KiB) شوهد 194 مرات



فيصبح لدينا العزم :


T = f . r = (0.5) (K1 n R t) r / d


و بما ان d = π . r, اذن :


T = f . r = (0.5) (K1 n R t) / π


واذا اردنا حساب القدرة بمعلومية العزم والسرعة الزاوية كما بالقانون فى الموضوع الاخ اعلاه القدرة = العزم الدوراني x السرعة الزاوية فسيصبح :

P = T . w = (0.5) (K1 n R t) w / π



[,gm td hglpv;hj a Trip inside the Engine engine inside [,gm