قد يكون العمل المعقد للسيارة مثيرًا للاهتمام للبعض بينما يكون محيرًا تمامًا للآخرين. من الأسلاك الملونة المتعددة إلى عدد زيوت السيارات ، بالنسبة للعقول الفضولية ، تصبح مهمة فهم كيفية عمل كل شيء.
في الواقع ، بمجرد فهمك لكيفية عمل الأشياء ، يصبح من الأسهل للغاية العناية بآلتك الثمينة وصيانتها. في هذه المقالة ، نتحدث عن نوع آخر من المحركات ترك بصمته في مجال السيارة.
يأخذ المحرك الدوار خطوة إلى الوراء من النوع التقليدي للمحرك ، وهو قلب أي مركبة ، ويقدم آلية مختلفة تهدف إلى جعل الأشياء أكثر كفاءة. تم إدخال المحرك الدوار واستخدامه بشكل كبير خلال الحرب العالمية الأولى ، وقد توقف عن الموضة في عشرينيات القرن الماضي. ومع ذلك ، مع التكنولوجيا الحديثة والعلامات التجارية القوية للسيارات ، تقبل العديد من الشركات التحدي المتمثل في صنع محرك دوار يعمل بكامل طاقته ويستمر لفترة طويلة.
قبل أن أبدأ في شرح كيفية عمل المحرك الدوار ، دعنا نلقي نظرة على محرك نمط المسدس التقليدي وعمله.
كيف يعمل محرك المكبس؟
يتكون محرك الاحتراق العادي من مكابس تعمل بحركة خطية داخل الأسطوانات. يتم توصيل المكابس بعمود مرفقي بمساعدة قضيب توصيل. عندما يتحرك المكبس لأعلى ولأسفل ، فإن اتصاله بالعمود المرفقي يجعل العمود يدور. يصل هذا الدوران في النهاية إلى علبة التروس ، ومن خلالها ، إلى العجلات ، مما يسمح للمركبة بالتحرك إلى الأمام.
على عكس العمود المرفقي ، توجد غرفة احتراق بها صمامات تسمح بدخول الوقود والهواء ، وتخرج الغازات غير المطلوبة. عندما يتحرك المكبس لأعلى ، فإنه يضغط الهواء المتفجر / خليط الوقود الذي يشعل بعد ذلك شمعة الإشعال. يتسبب الانفجار في تحرك المكبس للأسفل ، وبالتالي إحداث حركة دورانية في الساعد ، والتي تصل في النهاية إلى العجلات.
الآن بعد أن عرفت كيف يعمل محرك المكبس العادي ، دعنا ننتقل إلى السؤال الأكبر - كيف يعمل المحرك الدوار؟
ما هو المحرك الدوار وكيف يعمل؟
كان المحرك الدوار اختراعًا رائعًا ، على الرغم من كونه غير عادي إلى حد ما. إنها تستخدم نفس مبادئ الاحتراق ولكنها تستخدمها بطريقة مختلفة تمامًا. ومع ذلك ، فإن المحرك على شكل برميل يفتقر إلى غالبية الأجزاء التي عادة ما تجدها في المحرك التقليدي.
كما ذكرنا سابقًا ، في المحرك التقليدي ، يتم الاحتفاظ بالضغط في الأسطوانات التي تدفع المكبس في النهاية إلى التحرك ذهابًا وإيابًا. في المحرك الدوار ، يوجد نفس ضغط الاحتراق في الدوار ، الغرفة المثلثة التي يستخدمها المحرك بدلاً من المكابس. لذا فبدلاً من استخدام المكابس لأعلى ولأسفل ، يستخدم المحرك غير التقليدي واحدًا أو اثنين أو أحيانًا ثلاثة دوارات مثلثة.
كما هو الحال مع المحركات التقليدية ، يتم ضخ الوقود والهواء في المحرك ، لكنهما يوفران مساحة على جوانب الدوارات والجدران الداخلية للبرميل. عندما يشتعل الوقود والهواء في الحجرة ، فإن تمدد الغازات يجعل الدوارات تدور. يساعد هذا في توليد الطاقة التي يحتاجها المحرك لجعل العجلات تتحرك للأمام.
لجعل العمل أكثر وضوحًا ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على مبدأ المحرك الدوار.
حيث يتم وضع الأسطوانات في محرك تقليدي ، يكون للمحرك الدوار أغطية ، يتم احتواء الدوارات المثلثة بداخلها. متصلة بعمود غريب الأطوار ، تظل هذه الدوارات على اتصال مع الهيكل في جميع الأوقات أثناء دورانه. يتسم تصميم الدوار والإسكان بوجود فراغ يتم إنشاؤه ويتوسع ويتقلص ، بناءً على موضع الدوار. يتم توجيه كل من هذه الفراغات لرعاية جانب واحد من دورة الاحتراق.
أثناء دوران الدوار ، يضغط الخليط ، ويوسع الحجرة مرة أخرى أثناء اشتعالها ، ثم يخرج غازات العادم من منفذ العادم.
فيليكس وانكل ، المهندس الألماني ، كان العقل المدبر وراء النموذج الأولي الفعال للغاية والموفر للطاقة للمحرك الدوار. في عشرينيات القرن الماضي ، عمل المهندس جيدًا في تطوير رؤيته ، ولكن بسبب الحرب ، لم يستطع تطوير رؤيته حتى عام 1951 عندما دعته شركة صناعة السيارات الألمانية NSU للتوصل إلى نموذج أولي.
سرعان ما صمم مهندس آخر ، هانس ديتر باشكي ، الذي دعته NSU أيضًا لتخطي مفهوم وانكل الأصلي ، نموذجًا أوليًا بسيطًا لمحرك الروتاري ، والذي تم استخدامه في مازدا في القرن الحادي والعشرين.
اكتسب المحرك الدوار شعبية بسبب انخفاض عدد مكوناته ولكن بنفس العملية مثل المحرك التقليدي. يؤدي عدم وجود الصمامات وتروس التوقيت والقضبان والمكبس والعمود المرفقي إلى جعل الأشياء أخف وزناً وأرخص سعراً. فقط ثلاثة أجزاء متحركة رئيسية تشكل المحرك بأكمله وتعمل بشكل جيد بالمقارنة مع المحرك "العادي".
أجزاء من المحرك الدوار
أنت على دراية بكيفية عمل المحرك الدوار ، دعنا الآن نلقي نظرة على الأجزاء المختلفة للمحرك الدوار للحصول على رؤية أفضل.
يشتمل المحرك الدوار العام على نظام إشعال ونظام لتوصيل الوقود ، مشابه تمامًا لنظام المحركات المكبسية. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من الأجزاء التي تختلف كثيرًا عن المحرك التقليدي لدرجة أنها تجعل حتى عشاق السيارات الأكثر حماسًا يخدشون رؤوسهم في حيرة من أمرهم.
الدوار
الدوار هو المحرك الرئيسي للمحرك ، مقارنة بشكل عام بالمكبس في المحرك "العادي". مثلثة الشكل ، لها ثلاثة أوجه محدبة مع وجود جيب في كل منها ، مما يسمح بالضغط والمساحة لمزيج الهواء / الوقود.
في الجزء العلوي من كل وجه من الوجوه المحدبة ، توجد شفرة معدنية مصممة لتثبيت الدوار خارج غرفة الاحتراق. تساعد الحلقات المعدنية الموجودة على كل جانب من الدوار أيضًا في إحكام إغلاق المكون على جوانب الغرفة.
بصرف النظر عن هذا ، فإن الدوار يتكون أيضًا من مجموعة من أسنان التروس الداخلية ، منحوتة في منتصف جانب واحد. تستخدم هذه الأسنان لتثبيتها على الترس الموجود في الغلاف. إنها مسألة حاسمة لأن هذا الاتصال يقرر المسار الذي سيسلكه الدوار عبر الهيكل.
الإسكان
بعد الدوار ، يأتي الغلاف الذي يصنع جزءًا مهمًا من محرك الدوار. إنه يتميز بشكل epitrochoid ، المعروف أيضًا بالشكل البيضاوي ، والذي تم تصميمه بحيث تكون أطراف الدوار دائمًا على اتصال بجدران الغرفة. يعتبر السكن بالغ الأهمية حيث يتم استخدام كل جزء منه لإكمال جزء واحد من عملية الاحتراق والتي تشمل المدخول والضغط والاحتراق والعادم.
توجد منافذ السحب والعادم في السكن ، ومع ذلك ، لا توجد صمامات في هذه المنافذ. يقوم منفذ العادم بالاتصال المباشر بالعادم ، ويتصل منفذ السحب مباشرة بالصمام الخانق.
رمح الإخراج
بعد الدوار والإسكان ، يأتي عمود الإخراج.
يحتوي عمود الإخراج على فصوص مستديرة يتم تثبيتها بطريقة تعويض ، أي بعيدًا قليلاً عن مركز العمود. تم تصميم الدوارات لتلائم هذه الفصوص ، على غرار العمود المرفقي في محرك المكبس.
عندما يتحرك الدوار ، فإنه يدفع إلى الوراء على الفصوص ، مما يخلق عزم دوران في العمود ، مما يؤدي إلى تدويره.
كيف ينتج المحرك الدوار الطاقة؟
في المحرك التقليدي ، هناك مفهوم مكبس رباعي الأشواط يستخدم لتشغيل قلب الماكينة. وبالمثل ، يستفيد المحرك الدوار من دورة الاحتراق رباعية الأشواط والتي تنجز نفس العمل بطريقة مختلفة.
يتم وضع الدوار ، المعروف أيضًا باسم قلب المحرك ، على فص دائري على عمود الإخراج. كما ناقشنا ، يتم وضع الفص بشكل غير عادي في العمود ، والذي يسمح للدوار بتدوير عمود الخرج. عندما يكمل الدوار دورانًا داخل الهيكل ، فإنه يدفع الفص في دوائر ، ويدور ثلاث مرات لكل دورة واحدة للدوار.
عندما يدور الجزء المتحرك داخل الهيكل ، تتغير الغرف التي تم إنتاجها بواسطة الدوار في الحجم ، مما يؤدي إلى إجراء مماثل لعمل الضخ.
لنأخذ الأمر خطوة بخطوة لفهم قوة المحرك الدوار بشكل أفضل.
المدخول
تبدأ مرحلة السحب للمحرك الدوار عندما يقوم طرف الدوار بفرش منفذ السحب.
هذا يجعل منفذ السحب مكشوفًا للغرفة. في هذه اللحظة ، يكون حجم الغرفة كحد أدنى.
عندما يمر الجزء المتحرك عبر منفذ السحب ، يزداد حجم الحجرة ، وبالتالي يدخل خليط الهواء / الوقود في نفسه.
مع مرور نقطة الذروة للدوار ، يتم إغلاق الحجرة ويبدأ الضغط.
ضغط
في هذه المرحلة ، يحافظ الدوار على حركته الدائرية حول الغلاف ، مما يدفع الحجرة مرة أخرى إلى أن تصبح أصغر. هذا يجعل خليط الهواء / الوقود مضغوطًا.
عندما يدور وجه الدوار حول شمعات الإشعال ، يصل حجم الحجرة إلى الحد الأدنى مرة أخرى. هذا يدفع عملية الاحتراق.
الإحتراق
تم تجهيز المحركات الدوارة بشمعتين. نظرًا لأن غرفة الاحتراق طويلة جدًا ، يلزم وجود شمعتين شرارة لنشر اللهب. عندما تقوم شمعة الإشعال بإشعال مزيج الهواء / الوقود ، فإن ضغط المبنى يدفع الدوار للتحرك أكثر.
مع تقدم الدوار ، ينمو حجم الحجرة. تستمر غازات الاحتراق في التمدد ، وتدفع الدوار ، وتبدأ الطاقة حتى يأتي الدوار عبر منفذ العادم.
العادم
بمجرد أن تمر ذروة الدوار عبر منفذ العادم ، فإن غازات الاحتراق عالية الضغط تكون حرة في التدفق خارج العادم. يستمر الدوار في التحرك للأمام ، مما يؤدي إلى تقلص الغرفة ، ودفع العادم المتبقي خارج المنفذ.
عندما يقترب حجم الغرفة من الحد الأدنى ، يمر الدوار عبر منفذ السحب ، ليبدأ العملية برمتها مرة أخرى. المثير للاهتمام هنا هو أن الدوار يعمل دائمًا في جزء واحد من الدورة ، مما يعني أنه في دورة كاملة ، هناك ثلاث ضربات احتراق.
نظرًا لأن عمود الخرج يدور ثلاث مرات لكل دوران للعضو الدوار ، فهناك شوط احتراق واحد لكل ثورة في عمود الخرج