محمود علي كرار
عضو نشيط
عدد المساهمات : 51
 النقاط : 88
تاريخ التسجيل : 28/07/2009
الاقامة : ابوحمد
 
 | | موضوع: ملف كامل في محرك الديزل الجمعة نوفمبر 06, 2009 8:18 pm | |
| من المعرفةمحرك ديزلمحركات الديزل تستعمل الإشعال المضغوط compression ignition, وهي عملية يـُحقن فيها الوقود بعد أن يُضغط الهواء في غرفة الاحتراق مما يؤدي بالوقود إلى تشتعل ذاتياً. وعلى النقيض, نجد محرك الگازولين يستعمل دورة اوتو, التي فيها يـُخلط الوقود والهواء قبل أن يُبدأ الإشعال بواسطة spark plug. معظم محركات الديزل لها مكابس كبيرة, ولذلك تسحب هواءً ووقوداً أكثر مما يؤدي إلى احتراقاً أكبر وأقوى. وهذا أمر فعال في العربات الكبيرة مثل الشاحنات والقاطرات وعربات الدفع الرباعي. if (window.showTocToggle) { var tocShowText = "إظهار"; var tocHideText = "إخفاء"; showTocToggle(); } كيفية عمل الكباس الواحديمكن تفسير كيفية عمل محرك الديزل إستناداً إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الديزل (Diesel Process) على النحو التالي:
- يتم ضغط الغاز تحت ظروف إيزونتروبية أي أن الغاز يضغط دون تبادل للحرارة مع المحيط الخارجي للآلة الضاغطة(النظام).
- إضافة حرارة للمنظومة مع الإحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
- تمدد الغاز إيزونتروبيا.
- إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
|
يتكون المحرك من مجموعه من المكابس تتناوب في حركة إزاحة ذهابا وإيابا من أجل إدارة عمود ( الكرنك ) وبذلك تتولُّد حركة دورانية من حركه ترددية منتظمة.
- يهبط الكباس في الاسطوانه المحكمة الغلق علية ليسحب الهواء ويملاء به الفراغ داخل الأسطوانة#وعند مكان معين من صعوده يتم حقن الديزل اللازم للإشتعال.
- تحت الضغط العالي والحرارة الكافية مع وجود وقود يحدث احتراق قوي كاف لدفع الكباس إلى أسفل الأسطوانة.
- يتصل الكباس بوصلات وأجزاء ميكانيكية، تساعد ميكانيكيتها على دوران عمود الكرنك المطلوب دورانه في تحريك القطع الأخرى.
- دورة المحرك ذو الاربعة اشواط:-
تتكون دورة المحرك من أربع مراحل هي: 1/ السحب. 2/ الانضغاط. 3/ الإشتعال أو الإحتراق. 4/ العادم.
- دورة المحرك ذو الشوطين:-
1/سحب الهواء وطرد العادم في شوط النزول. 2/الضغط والاشتعال في شوط الصعود. ملاحظة:- هذه المحركات لاتحتوي على صمامات لدخول الهواء وخروج العادم وانما تحتوي على فتحات جانبية في اسفل الاسطوانة. وتصنف محركات الديزل من حيث السرعة ب :- 1-محركات بطيئة السرعة. 2-محركات متوسطة السرعة. 3-محركات عالية السرعة. |
- ذو كفاءة عالية مقارنة بمحرك البنزين. لنفس حجم المحرك يكون محرك الديزل ذو قدرة و عزم دوران أعلى من محرك البنزين..
- يعتبر وقود الديزل ذو تكلفة منخفضة مقارنة بباقي أنواع الوقود كما أن الطاقة الكامنة فيه أعلى من الطاقة الكامنة في وقود البنزين.
- إن نسبة الضغط العالية في محركات الديزل والتي تصل إلى 1:25 يجبر المصمم على زيادة حجم ووزن المحرك مما يؤدي إلى غلاء محركات الديزل نسبيا.
- تستخدم محركات الديزل بكثرة في المعدات التي تحتاج قدرة وعزماً عاليين، على سبيل المثال مولدات الكهرباء الضخمة والآليات الكبيرة، لأن الكتلة الكبيرة لمحركات الديزل تجعل تعجيل التسارعي للمحرك قليلا مقارنة بمحرك البنزين مما يقلل من رغبة في استخدامها في السيارات الصغيرة.
- يمكن الحصول على سرعات بطيئة مباشرة من المحرك دون اللجوء إلى علبة تخفيض السرعات .كما هو الحال في
محركات السفن الضخمة. |
تعتمد محركات الديزل على مبدئ الإشتعال الذاتي لخليط الوقود بالهواء إلا أن هذا الخليط تطبيقيا لا يشتعل حين يكون المحرك باردا مما يجعل محرك الديزل يحتاج رغم كونه محرك إشتعال ذاتي إلى شموع إشعال. كما أن المحرك يحتاج ليبدئ عمله إلى أن يطلقه محرك كهربائي. أي أنه في البداية يقوم محرك كهربائي بتحريكه و بضخ الهواء فيه. تستعمل العديد من المحركات تقنية صمام الضخ الموحد common rail الذي يمكن من الوصول إلى درجات عالية من الضغط بالوقود و التحكم في في ضخه في غرف إحتراق المحرك و هو نظام موجود تقريبا في معظم المحركات ذلت الضخ المباشر أي المحركات التي يتم مباشرة إحراق الوقود فيها بعد خروجه من المضخة على عكس أنظمة الضخ الغير المباشرة حيث تكون طريقة بناء غرفة الإحتراق و الضخ بكيفية تجعل الخليط يختلط جيدا قبل الإحتراق حيث أن هذه التقنية لا لزوم لها في تقنية الضخ المباشر. محركات الديزل الحديثة كلها متحكم فيها عن طريق حاسوب إلكتروني مضمن في السيارة يقوم بالتحكم في كمية الوقود المضخة في غرف الإحتراق بالإضافة إلى التحكم في العديد من المعاملات الأخرى إنطلاقا إما من نماذج عن تلك العمليات أو عن مستشعرات مثل مستشعر لمدا أو مستشعر التدفق الهوائي. يمكن التحكم في محركات الديزل من الوصول إلى خاصيات أفضل و الحصول على قوة أكبر باستهلاك أقل للديزل بالإضافة إلى التحكم في نسبة الإنبعاثات. خط زمني للتاريخ المبكر   محرك ديزل أنتجته شركة مان أگ عام 1906 براءة الاختراع التي حصل عليها رودولف ديزل على تصميم المحرك
1862: نيكولاس إيمل يطور محرك غاز الفحم، الذي يماثل محرك الگازولين المعاصر.
1891: هربرت أكرويد ستوارت,Wally Godfrey was the brains of the diesel engines Bletchley perfects his oil engine, and leases rights to Hornsby of England to build engines. They build the first cold start, compression ignition engines.
1892: Hornsby engine No. 101 is built and installed in a waterworks. It was in the MAN truck museum in Stockport, and is now in the Anson Engine Museum in Poynton. T.H. Barton at Hornsbys builds an experimental version where the vaporiser was replaced with a cylinder head and the pressure increased. Automatic ignition was achieved through compression alone (the first time this had happened), and the engine ran for six hours. Diesel would achieve much the same thing five years later, claiming the achievement for himself.
1892: John Froelich builds his first oil engine powered farm tractor.
1897: Winton produces and drives the first US built gas automobile; he later builds diesel plants. On February 17th, Diesel builds his first working prototype, which narrowly avoids a catastrophic explosion in Augsburg. The engine was not really ready for market until 1908, thanks to other people's improvements.
1897: Mirrlees, Watson & Yaryan build the first British diesel engine under license from Rudolf Diesel. This is now displayed in the Anson Engine Museum at Poynton, Cheshire, UK.
1898: بوش تركّب محرك من رودولف ديزل في مصنع جعة في سانت لويس. وكان أول موتور ديزل في الولايات المتحدة. رودولف ديزل يحسـّن محرك البدء المضغوط compression start engine, ويسجل الإختراع ويبدأ في بيع رخص انتاجه. هذا المحرك, مصور أعلاه, في متحف ألماني. Burmeister & Wain (B & W) of Copenhagen, Denmark buy rights to build diesel engines.
1899: ديزل يرخص إنتاج محركه للمصنـّعين كروپوسولتزر, اللذين سيصبحون من كبار الصناعيين.
1902: F. Rundlof invents the two-stroke crankcase, scavenged hot bulb engine.
1902: شركة اسمها فورست سيتي تبدأ تضنيع مولدات ديزل.
1904: الفرنسيون يبنون أول غواصة تعمل بالديزل, وأسموها Z.
1912: بناء أول سفينة تدار بالديزل MS Selandia. SS Fram, السفينة الرئيسية للمستكشف القطبي رولد أموندسن, يتم تحويلها إلى AB Atlas diesel.
1914: الغواصات الألمانية يو بوت تدفعها محركات ديزل من مان. أداؤها في الحرب يثبت امكانية الاعتماد على تلك المحركات بدرجة عالية.
1920s: Fishing fleets convert to oil engines. Atlas-Imperial of Oakland, Union, and Lister diesels appear.
1933: سيتروين تطرح روزالي Rosalie, سيارة ركاب تـُدار بأول محرك ديزل تجاري في العالم من تطوير هاري ريكاردو.
1934: جنرال موتورز تبدأ وحدة أبحاث الديزل، التي تنتج محركات قاطرات ديزل — Pioneer Zephyr— ثم تؤسس General Motors Electro-Motive Division, الذي يذيع صيته ببنائه محركات للطائرات والدبابات في الحرب العالمية الثانية. ج م طبقت بعد ذلك هذه الخبرة في لتتحكم في السوق بمحركاتها الشهيرة Green Leakers للحافلات وقاطرات السكة الحديد.
1934-35: Junkers Motorenwerke in Germany starts production of the Jumo aviation diesel engine "family", the most famous of these being the Jumo 205, of which over 900 examples are produced into the outbreak of World War II.
1936: المنطاد هندنبورگ تدفعه محركات ديزل.
محرك و طريقة الديزل برؤية التحريك الحرارييعتبر محرك الديزل من محركات الاحتراق الداخلي حيث يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في وقود (زيت الغاز)الى طاقة حركية. والهدف من وراء هذا الإختراع هو إيجاد محرك ذو كفاءة أعلى من كفاءة محرك البنزين. وتأتي الزيادة في الكفاءة من إرتفاع نسبة االضغط (compresses ratio) في محركات الديزل حيث تتراوح ما بين 1:14 إلى 1:25 أما البنزين فيتراوح ما بين 1:8 إلى 1:12 و كما هو معروف أن كفاءة المحرك تتناسب طرديا مع نسبة االضغط. يمكن تفسير كيفية عمل محرك الديزل إستناداً إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الديزل (Diesel Process) على النحو التالي:
- يتم ضغط الغاز تحت ظروف إيزونتروبية أي أن الغاز يضغط دون تبادل للحرارة مع المحيط الخارجي للآلة الضاغطة(النظام).
- إضافة حرارة للمنظومة مع الإحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
- تمدد الغاز إيزونتروبيا.
- إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
|
محرك الديزل الذي بني بواسطة MAN AG سنة 1906 البنية الميكانيكية لمحرك الديزليتكون المحرك من مجموعه من المكابس تتناوب في حركة إزاحة ذهابا وإيابا من أجل إدارة عمود ( الكرنك ) وبذلك تتولُّد حركة دورانية من حركه ترددية منتظمة.
يهبط الكباس في الاسطوانه المحكمة الغلق علية ليسحب الهواء ويملاء به الفراغ داخل الأسطوانة. حين صعود الكباس يقوم بضغط الهواء كلما اقترب من أعلى الأسطوانة. وعند مكان معين من صعوده يتم حقن الديزل اللازم للإشتعال. تحت الضغط العالي والحرارة الكافية مع وجود وقود يحدث احتراق قوي كاف لدفع الكباس إلى أسفل الأسطوانة. يتصل الكباس بوصلات وأجزاء ميكانيكية، تساعد ميكانيكيتها على دوران عمود الكرنك المطلوب دورانه في تحريك القطع الأخرى.
 منظر جانبي للناحية اليسرى في محرك ديزلتتكون دورة المحرك من أربع مراحل هي: 1/ السحب. 2/ الانضغاط. 3/ الإشتعال أو الإحتراق. 4/ العادم.  منظر جانبي للناحية اليمنى في محرك ديزلتصنف محركات الديزل إلى ثلاث سرعات:
محرك ديزل عالي السرعة. محرك ديزل متوسط السرعة. محرك ديزل منخفض السرعة.
مميزات ومساوئ محرك ديزل
ذو كفاءة عالية مقارنة بمحرك البنزين. لنفس حجم المحرك يكون محرك الديزل ذو قدرة و عزم دوران أعلى من محرك البنزين.. يعتبر وقود الديزل ذو تكلفة منخفضة مقارنة بباقي أنواع الوقود كما أن الطاقة الكامنة فيه أعلى من الطاقة الكامنة في وقود البنزين. إن نسبة الضغط العالية في محركات الديزل والتي تصل إلى 1:25 يجبر المصمم على زيادة حجم ووزن المحرك مما يؤدي إلى غلاء محركات الديزل نسبيا. تستخدم محركات الديزل بكثرة في المعدات التي تحتاج قدرة وعزماً عاليين، على سبيل المثال مولدات الكهرباء الضخمة والآليات الكبيرة، لأن الكتلة الكبيرة لمحركات الديزل تجعل تعجيل التسارعي للمحرك قليلا مقارنة بمحرك البنزين مما يقلل من رغبة في استخدامها في السيارات الصغيرة.
محرك الديزل الحديث في السياراتتعتمد محركات الديزل على مبدئ الإشتعال الذاتي لخليط الوقود بالهواء إلا أن هذا الخليط تطبيقيا لا يشتعل حين يكون المحرك باردا مما يجعل محرك الديزل يحتاج رغم كونه محرك إشتعال ذاتي إلى شموع إشعال. كما أن المحرك يحتاج ليبدئ عمله إلى أن يطلقه محرك كهربائي. أي أنه في البداية يقوم محرك كهربائي بتحريكه و بضخ الهواء فيه. تستعمل العديد من المحركات تقنية صمام الضخ الموحد common rail الذي يمكن من الوصول إلى درجات عالية من الضغط بالوقود و التحكم في في ضخه في غرف إحتراق المحرك و هو نظام موجود تقريبا في معظم المحركات ذلت الضخ المباشر أي المحركات التي يتم مباشرة إحراق الوقود فيها بعد خروجه من المضخة على عكس أنظمة الضخ الغير المباشرة حيث تكون طريقة بناء غرفة الإحتراق و الضخ بكيفية تجعل الخليط يختلط جيدا قبل الإحتراق حيث أن هذه التقنية لا لزوم لها في تقنية الضخ المباشر. محركات الديزل الحديثة كلها متحكم فيها عن طريق حاسوب إلكتروني مضمن في السيارة يقوم بالتحكم في كمية الوقود المضخة في غرف الإحتراق بالإضافة إلى التحكم في العديد من المعاملات الأخرى إنطلاقا إما من نماذج عن تلك العمليات أو عن مستشعرات مثل مستشعر لمدا أو مستشعر التدفق الهوائي. يمكن التحكم في محركات الديزل من الوصول إلى خاصيات أفضل و الحصول على قوة أكبر باستهلاك أقل للديزل بالإضافة إلى التحكم في نسبة الإنبعاثات. انظر أيضاوصلات خارجية واليكم كتاب كامل وباللغة العربية في الرابط ادناه: http://www.kutub.info/library/open.php?cat=13&book=664  [/b] | |
|
أيها 
الزائر الكريم 
