وحدة مصدر القدرة بالسيارة::رجاء التثبيت

[DK.Cupo]

وحدة مصدر القدرة بالسيارة
Vehicle Source Power Unit

قائمة الموضوعات:
- أنواع وحدات مصدر الطاقة بالسيارة
- تصنيف محركات الاحتراق الداخلي
- الوقود المستخدم في محركات الاحتراق الداخلي
- المواصفات الفنية للمحرك
- استهلاك الوقود
- أنواع وتصنيف المحركات
- الأجزاء الرئيسية للمحرك, وأنظمة تشغيل المحرك

أنواع وحدات مصدر الطاقة بالسيارة:

- موتور كهربائي Electric motor (يعمل بالبطاريات)

- محرك احتراق Combustion engine (يعمل بالوقود)

- مصادر متعددة (السيارات المهجنة), محرك احتراق + موتور كهربائي

الموتور الكهربائي Electric motor:

يعمل الموتور الكهربائي عن طريق بطاريات تعطي تيار مستمر هذا التيار يدخل إلى محول لتحويل التيار المستمر إلى متردد. التيار المتردد يتصل بموتور كهربائي 3 فاز متردد التيار.

المحرك Engine:
المحرك هو آله تعمل على تحويل الطاقة الموجود في الوقود إلى قوة وحركة.
العودة للقائمة
تصنيف محركات الاحتراقTypes of combustion engines :
- محرك الاحتراق الخارجي External combustion engine وفيه يتم حرق الوقود خارج المحرك. كما يظهر بالشكل, محرك البخار يمثل هذا النوع من المحركات. الحرارة المتولدة من حرق الوقود تستخدم لتسخين ماء وتحويله إلى بخار. هذا البخار يمر في أنابيب ليصل إلى اسطوانات المحرك مولدا ضغط يقوم بتشغيل المكابس بالمحرك.
- محرك الاحتراق الداخليInternal combustion (IC) engine وفيه يتم حرق الوقود داخل المحرك. محرك السيارات هو محرك احتراق داخلي حيث أن الوقود يتم احتراقه داخل المحرك. المحركات الأخرى (الدوارة, التربينية, ...الخ) هي محركات احتراق داخلي.

المحركات الحراريةHeat engine :

المحركات الحرارية تمكن من تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركة من خلال المائع الفعال. المحركات الحرارية تستخدم عدد من الطرق لاستخدام الحرارة لتحويل الضغط والتغيير في الحجم إلى حركة ميكانيكية. إضافة طاقة في شكل حرارة للغاز سوف تزيد من درجة حرارته, ولكن في نفس الوقت قانون الغازات يعني أن ضغط الغاز أو الحجم أو كلاهما سوف يزيد بالتناسب. يمكن إعادة الغاز إلى حالته الأولى عن طريق أخذ تلك الطاقة منه مرة أخرى ولكن ليس بالضرورة في شكل حرارة. التغير في الضغط و/أو الحجم يمكن استخدامهما لعمل شغل عن طريق تحريك معدة ميكانيكية مثل المكبس أو ريشة تربينه. . كلما كان هناك تغيير أكبر في درجة الحرارة, كلما كان هناك طاقة أكبر يمكن استخلاصها من المائع الفعال.

يتم تمثيل المحركات الحرارية في علم الديناميكا الحرارية باستخدام نموذج حراري قياسي يطلق عليه الدورات الحرارية, دورة أوتو.... الخ. المحركات تعني الوسيلة الفعلية, والدورة تعني النموذج النظري.

المنحنى البياني للدورة Indicated pv diagram:
يبين المنحنى البياني للضغط والحرارة الإجراءات النظرية التي تتكون منها الدورة (أجراء ثبوت الضغط, ثبوت الحجم, ثبوت الحرارة, عدم انتقال الحرارة). ويمكن حساب كفاءة الدورة من المنحنى البياني للدورة وهو يمثل الحد الأقصى الذي لا يمكن أن يتعداه المحرك الفعلي عند تشغيله.

المنحني الفعلي لمحركات الاحتراق الداخلي (الإشعال بالشرارة):

معظم محركات الاحتراق الداخلي الحديثة تعمل عن طريق أربعة أشواطْ. بعض أنواع المحركات الأخرى قد يكون لها دورات مختلفة الأشواط.

الشوط stroke :

الشوط هو حركة (مشوار) المكبس عند حركته الطولية داخل الأسطوانة في اتجاه واحد. ويتحدد طول الشوط بمقدار نصف دورة من عمود المرفق. ويمكن أيضا تعريف الشوط بأنه المسافة المقطوعة للمكبس من النقطة الميتة العليا (ن م ع) إلى النقطة الميتة السفلي (ن م س) أو العكس. ويساوي الشوط ضعف المسافة بين محور النهاية الكبرى لذراع التوصيل بعمود المرفق ومحور عمود المرفق (انحناء عمود المرفق).

المحركات الترددية Reciprocating piston engine:

يتم تحويل حركة المكابس الترددية إلى حركة دورانية عن طريق عمود المرفق.

المحركات رباعية الأشواطFour-stroke engine :

* شوط السحب: يفتح صمام السحب. يتحرك المكبس إلى أسفل, يسحب خليط رذاذ الهواء والبنزين داخل الاسطوانة.

* شوط الانضغاط: يتم غلق صمام السحب. ويتحرك المكبس إلى أعلى ويضغط الشحنة.

* شوط القدرة: يوفر نظام الإشعال شرارة من خلال شمعة الإشعال تشعل الشحنة المضغوطة. عند احتراق الشحنة, يسخن الهواء ويتمدد داخل حيز الاسطوانة المغلق فيتكون ضغط عالي يقوم بالتأثير على سطح المكبس ويدفعه إلى أسفل.

* شوط العادم: يفتح صمام العادم. المكبس يتحرك إلى أعلى, ويدفع غازات العادم إلى خارج الاسطوانة.

المحركات ثنائية الأشواطTwo-stroke engines :

المحركات ثنائية الأشواط تتشابه مع محركات السيارات رباعية الأشواط, ولكنها تحتاج إلى لفة واحدة من عمود المرفق لاستكمال الدورة.

المحركات ثنائية الأشواط لا تستخدم في السيارات للأسباب التالية:

- تنتج ملوثات عالية بالعادم

- لها قدرة ضعيفة عند السرعات البطيئة

- تحتاج إلى صيانة أكثر بالنسبة للمحركات رباعية الأشواط

- تحتاج إلى خلط زيت بالوقود

محرك فنكل (المحرك الدوار)

Wankel (rotary) engine :

محرك فنكل, ويطلق عليه المحرك الدوار, يستخدم مكبس مثلث دوار بدل من المكبس التقليدي. المكبس الدوار يدور داخل حيز بشكل خاص. في دورة واحدة يتم خلالها جميع الأشواط.

المحرك الدوار محرك ذو قدرة عالية بالنسبة لحجمه. وحيث أن المكبس يدور بدلا من الحركة الترددية فإنه يدور بسلاسة وخالي من الاهتزازات.

يحتاج المحرك إلى نظام معقد للتحكم في الملوثات لجعل المحرك يصل إلى المستوى المطلوب لنسب الملوثات.

محرك الغاز التربيني Gas turbine:

محرك الغاز التربيني يستخدم حرق بخار الوقود وتمدده في إدارة ريش مروحة. ريش المروحة متصلة بعمود يمكن استخدامه كعمود خرج للقدرة. محرك الغاز التربيني له كفاءة عالية, أكثر بكثير من المحرك الترددي. يمكن للمحرك حرق أي نوع من الوقود: بنزين, كيروسين, أو ديزل. يمكن لهذا النوع من المحركات إنتاج قدرة عالية بالنسبة للحجم. وحيث أن الحركة دورانية, فإن المحرك يعمل بسلاسة عالية. لا يستخدم المحرك التربيني بالسيارات للتكلفة العالية لتصنيعه.

الوقود المستخدم في محركات الاحتراق الداخلي Internal combustion engines fuel:

الوقود الموجود بباطن الأرض Fossil fuel: وهو الوقود الناتج من مواد عضوية مدفونة في باطن الأرض. وتحولت إلى وقود خلال فترة تعد بملايين السنين. ويحتوي الوقود على نسبة عالية من الكربون, وهي تتضمن الفحم, والبترول Petroleum, الذي ينقسم إلى زيت خام crude oil والغاز الطبيعي natural gas.

البنزين Gasoline (gas):

هو سائل ذو كثافة منخفضة , سريع الاشتعال, وسريع التبخر. يستخدم البنزين في محركات الإشعال بالشرارة. ويقيم البنزين برقم الاوكتان Octane rating (number) وهو يدل على مقاومة الوقود للدق. كلما زاد رقم الاوكتان كلما قلة سرعة الاحتراق والعكس صحيح. رقم الاوكتان المنصوص عليه في المواصفات يكون في حدود من 80 إلى 95 لسيارات الركوب.

* محرك البنزين أو محرك الإشعال بالشرارةgasoline (Petrol) engine or spark ignition (SI) , يتم فيه معايرة الوقود (البنزين) في مجمع السحب قبل دخوله غرفة الاحتراق ثم تقوم شمعة الإشعال بإشعال الوقود.

الديزل Diesel:

هو سائل أكثر كثافة من البنزين, ولا يتبخر كالبنزين. ولهذا يحتاج إلى نوعية مختلفة من المحركات ونظام خاص بالوقود, ويستخدم في الشاحنات والقطارات بشكل عام وكذلك في سيارات الركوب نظرا للمعدل العالي لتوفير الوقود.

القيمة الحرارية للديزل أعلى من البنزين في حدود 12%. ويتم تقيم الديزل برقم السيتان, زيادة رقم السيتان يدل على مقدرة الديزل على التقويم على البارد (سرعة الإشعال). رقم السيتان المنصوص عليه في المواصفات يكون في حدود 45.

* محرك الديزل أو محرك الإشعال بالضغط diesel engine or (compression ignition Cl), يتم حقن الوقود (الديزل) داخل غرفة الاحتراق بالمحرك مباشرة, عند يحقن الوقود داخل الاسطوانة يتم إشعاله ذاتيا.

الوقود البديل Alternative fuel:

الغاز الطبيعي Natural gas:
وهو في الغالب يتكون من الميثان. وهو من الوقود البديل النظيف. ويماثل في خواصه وقود البنزين. ويمكن استخدامه في شكل غاز طبيعي مضغوط compressed natural gas (CNG). أو شكل سائل liquefied natural gas (LNG), والذي يستخدم كوقود للسيارات والشاحنات.

* السيارات المصممة للعمل على الغاز الطبيعي Dedicatednatural gas vehicles تعمل على الغاز الطبيعي فقط.
* السيارات مزدوجة الوقود dual-fuelorbi-fuelvehicles يمكنها العمل على البنزين أو الديزل بالإضافة إلى الغاز الطبيعي.

الغاز الطبيعي المضغوط Compressed natural gas (CNG) :

وهو مشابه لوقود الغاز البترولي المسال في أوجه عدة. هو مناسب للمحرك ويطيل من العمر التشغيلي للمحرك مع قلة تكلفة الصيانة. وهو أرخص وقود من أنواع الوقود البديلة (عدى الكهرباء) عند مقارنة الطاقة المستخلصة من كمية متساوية من طاقة الوقود. رقم الاوكتان المرتفع للغاز الطبيعي يسمح بزيادة نسبة الانضغاط بالمحركات المستخدمة للغاز وبذلك يزيد من القدرة المتولدة مقارنة بمحراكات البنزين التقليدية.

بروبان Propane- الغاز البترولي المسال liquefied petroleum gas (LPG):

وهو من الوقود النظيف الذي يمكن استخدامه لتشغيل محركات الاحتراق الداخلي. يأتي من نفس مصادر الغاز الطبيعي المضغوط.

بيو ديزل (الديزل الحيوي) Biodiesel:

وهو يستخلص من الزيوت النباتية vegetable oils والدهون الحيوانية animal fats. وهو في العادة ينتج ملوثات أقل من الوقود ذو الأساس المعدني (البترول). الخليط المكون من نسبة ضئيلة من تلك الزيوت ووقود الديزل البترولي low-level biodiesel blends, ينتج وقود يمكن استخدمه بدون مشاكل مع محركات الديزل التقليدية. الخليط مثل بي2“B2” (2% زيوت نباتيه و 98% ديزل) و بي5 “B5” أصبحوا الآن أكثر استخدام لمحركات الديزل للمييزات العالية للخليط.

الميثانول Methanol:

وهو وقود كحولي مستخلص من الفحم, و في الغالب يستخرج من الغاز الطبيعي. وقود الميثانول يباع كخليط مع البنزين بنسبة 85% ميثانول و 15% بنزين ويطلق عليه وقود أم85 “M85”.

ايثانول Ethanol:

ويستخلص من الذرة والمحاصيل الأخرى, ويتميز بقلة الغازات المسببة للإنحباس الحراري greenhouse gas emissions بالنسبة للوقود التقليدي. وخلط نسبة من الإيثانول مع البنزين بنسبة 85% إيثانول و15% بنزين يعطي الوقود الذي يطلق عليه وقود أي85 “E85”.

* المشاكل المصاحبة لاستخدام الإيثانول بمفردة والتي تؤدي إلى تكون بخار في خط أنابيب الوقود نتيجة الحرارة (الحبس البخاري vapor lock), أو صعوبة التشغيل على البارد cold starts, وكذلك مشكلة عدم مشاهدة اللهب flam visibility, أدت إلى الحاجة لعمل الخلط بالنسب القياسية 85% كحول و15% بنزين كما في الميثانول.

الهيدروجين Hydrogen:

هو أخف الغازات وزنا, ويشكل 75% من كتلة المواد الموجودة بالكون. الهيدروجين ليس موجود بصورة منفصلة في الطبيعة ولكنه موجود بصورة مركبة, يمكن الحصول عليه عن طريق استخلاصه من الغاز الطبيعي أو من أنواع الوقود الأخرى, أو باستخدام الكهرباء لتحليل الماء إلى أوكسجين وهيدروجين. يستخدم الهيدروجين في تشغيل السيارات بطريقتين مختلفتين. يمكن حرق الهيدروجين في محركات الاحتراق الداخلي أو يمكن استخدامه بإتحاده مع الأوكسجين في خلايا الوقود fuel cell. ولا يعتبر الهيدروجين وقود مناسب لمحركات الاحتراق الداخلي حيث أنه أكثر عرضه لمشكلة سبق الإشعال, الطريقة المثلى والأكثر كفاءة هي استخدام الهيدروجين خلال خلايا الوقود.

الكهرباء Electricity:
والتي يمكن وهي يمكن الحصول عليها بالعديد من الطرق, عن طريق احتراق الفحم المحتوي على نسبة عالية من الكبريت, أو عن طريق محطات توليد الطاقة (المحركات أو الطاقة النووية), أو بواسطة طرق تولد الطاقة النظيفة بدون انبعاثات التلوث (الخلايا الضوئية) أو الخلايا الشمسية, أو طاقة الرياح, أو الطاقة المتولدة من المساقط المائية. وتنقسم السيارات الكهربائية بالتي تعمل بالبطاريات (تشحن عن طريق التوصيل بمصدر الكهرباء , والتي تعتمد على الكهرباء المتولدة عن طريق مصدر خارجي لشحن البطاريات plug-in vehicles و السيارات المهجنة Hybrid التي تعتمد على مصدر طاقة محمل بالسيارة يقوم بشحن البطاريات. السيارة المهجنة مصممة على أن تعمل بأي نوع من الوقود, مثل البنزين أو الديزل بالإضافة إلى الأنواع المختلفة من الوقود البديل.

* السيارات ثنائية الوقود Bi-fuel vehicles:

وهي التي يخزن فيها نوعين من الوقود في خزانين منفصلين بالسيارة ويشغل المحرك عن طريق استخدام واحد من الوقودين بمفرده. هذا يتم عن طريق مفتاح يتحكم فيه يدويا أو عن طريق حساس يختار الوقود المناسب للأداء الأفضل حسب ظروف التشغيل.

* السيارات المرنة الوقود Flexible-fuel vehicle (FFV):

وهي التي تعمل بالوقود البديل مع محرك احتراق داخلي مصمم ليعمل على أكثر من وقود واحد, في الغالب بنزين مخلوط أما بوقود الإيثانول أو الميثانول, ويخزن النوعين في خزان مشترك واحد. محركات مرنة الوقود قادرة على العمل بأي نسبة خليط متكونة داخل الخزان, حيث أن توقيت حقن الوقود وتوقيت الإشعال يتم ضبطهما ذاتيا حسب الخليط الفعلي الذي يتم التعرف عليه عن طريق حساسات إليكترونية.

خلال تلك العملية يزداد الضغط ودرجة حرارة الغاز, نسبة الانضغاط والضغط الإجمالي لهما علاقة متبادلة كالتالي:

نسبة الانضغاط

1:2

1:3

1:5

1:10

1:15

1:20

1:25

1:35

نسبة الضغط

1:2.64

1:4.66

1:9.52

1:25.12

1:44.31

1:66.29

1:90.60

1:145.11

* وتعرف نسبة الانضغاط بأنها الضغط عند النقطة الميتة العليا إلى الضغط عند النقطة الميتة السفلى

pressure ratio = pTDC /pBDC .

* ترتيب الاسطوانات :Arrangement of cylinders

- على شكل خط مستقيم In-line engine

- على شكل حرف V V-type engine

- محرك مائل Slant engine

- محرك مسطح أو اسطوانات متقابلة Opposed engine

* عدد الاسطوانات Number of cylinders:

- أربع اسطوانات

- ستة اسطوانات

- ثمانية اسطوانات

- والقليل من 3, 5, 12 أو 16 أسطوانة

* ترقيم الاسطوانات Cylinder numbrs

- ترقم الاسطوانات للمحركات على شكل خط مستقيم 1 2 3 4

- المحركات على شكل حرف V يمكن التعرف على اسطوانة رقم 1 والتي تكون متقدمة بمقدار ضئيل عن الاسطوانة المقابلة في الجانب الأخر. وفي معظم الأحوال تكون الأرقام الفردية (1 3 5) في جانب والأرقام الزوجية (2 4 6) في الجانب الأخر. وفي بعض المحركات ترقم الاسطوانات بالترتيب في جانب (1 2 3) والجانب الأخر (4 5 6) يجب الرجوع إلى الكتالوج للتأكد من تلك المعلومات.

* ترتيب الإشعال Firing order:

- محرك 4 أسطوانات (1-3-4-2) أو (1-2-4-3)

- محرك أكثر من 4 أسطوانات يجب الرجوع إلى الكتالوج لمعرفة الترتيب.

* نظام التبريد Cooling system:

- نظام تبريد بالسائل (ماء بالإضافة إلى سائل التبريد) ويسمى نظام التبريد بالماء. Liquid cooling

- نظام تبريد الهواء. Air cooling

* نظام الوقود Fuel system:

- محركات البنزينGasoline engine

- المغذي Carburetor

- حقن الوقود Gasoline injection

- محركات الديزل Diesel engine

- محركات الغاز Alternative fuel engine

* نظام الإشعال Ignition system:

- نظام الإشعال بالشرارة Spark ignition (SI) system

- نظام الإشعال بالضغط Compression ignition (CI) system

* شكل غرفة الاحتراق Combustion chamber:

- غرفة احتراق شكل المغطس Pancake (bath tub) combustion chamber

- غرفة احتراق شكل الخابور Wedge combustion chamber

- غرفة احتراق نصف كروية Hemispherical combustion chamber (hemi)

- غرفة احتراق شبه نصف كروية Semi-hemi combustion chamber

- غرفة احتراق دومية Swirl combustion chamber

- غرفة احتراق انسياب متقابل Crossflow combustion chamber

- غرفة احتراق انسياب غير متقابل Noncrossflow (backflow) combustion chamber

- غرفة احتراق ذات صمامين Two-valve combustion chamber

- غرفة احتراق ذات أربعة صمامات Four-valve combustion chamber

- غرفة احتراق ذات ثغر الخليط Mixture jet combustion chamber

- غرفة احتراق ذات ثغر الهواء Air jet combustion chamber

- غرفة احتراق مقسمة الشحنة Stratified charge combustion chamber

- غرفة سبق الإشعال Precombustion chamber

* طريقة إدارة عمود الكامات Camshaft drive:

- سير مسننCogged rubber belt

- ترس Gear

- جنزير Chain

* وضعية الصمامات Valve location:

- في جسم المحرك (كتلة الاسطوانات) In the block

- في رأس الاسطوانات In the cylinder head (OHV)

* وضعية عمود الكامات Cam location:

- عمود كامات في جسم المحرك (كتلة الاسطوانات) Cam-in-block

- عمود كامات علوي Overhead cam

* عدد أعمدة الكامات Number of camshafts:

- عمود كامات واحد علوي Single overhead cam

- عمود كامات مزدوج علوي Dual overhead cam

* طريقة دخول الهواء (الشحنة) للمحرك:Method of air (mixture) delivery

- سحب الهواء Normal aspiration

- الشحن الجبري super charging (mechanically driven blower)

- الشحن الجبري التوربيني Turbo charging (exhaust driven blower)

* المحركات البديلة Alternate engines:

- المحركات الثنائية الأشواط Two-stroke engine

- المحرك الدوار (فنكل) Wankel (rotary) engine

- محرك الغاز التربيني Gas turbine

- محرك استرلينج Stirling engine

العودة للقائمة

الأجزاء الرئيسية للمحرك Engine construction and components:

- رأس الاسطوانات(cylinder head) Engine upper end

(غطاء الصمامات, الصمامات, عمود الكامات, رأس الاسطوانات, دليل الصمامات, نوابض غلق الصمامات, روافع الصمامات, ...)

- مقدمة المحرك Engine front end

(مجموعة إدارة عمود الكامة, نظام تخميد الاهتزازات والاتزان, مجمع السحب, مجمع العادم, نظام التوقيت..)

- جسم المحرك Engine lower end (cylinder block)

(كتلة الاسطوانات, علبة عمود المرفق, عمود المرفق, المكابس, أذرع التوصيل, كرسي التحميل, الحدافة, وعاءا لزيت)

أنظمة تشغيل المحرك Engine operating systems:

- نظام دخول الهواء (الشحنة) Charging system

- نظام الوقود Fuel system

- نظام الإشعال Ignition system

- نظام العادم Exhaust system

- نظام التبريد Cooling system

- نظام التزييت Lubricating system

- نظام التحكم في المحركEngine management and control system

- نظام التحكم في الملوثات (الانبعاثات) Emission control system

- نظام شحن الكهرباء Charging system

- نظام تقويم المحرك Starting system

وضعية المحرك في السيارة Engine position

- محرك أمامي Front engine

- محرك خلفي Rear engine

- محرك بالوسط Central (mid) engine

طبعا ده انا واخده من الكتب والمراجع اللى عندى لكن مش خساره في احبابي
انتظروا باقى المواضيع

[esam_comm]

الله ينور عليك

[محمد التهامى]

الله ينور عليك ويزيدك من علمه
هما دول الرجاله
استرجل واكتب موضوع مفيد

[تامر ديزل]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة محمد التهامى الله ينور عليك ويزيدك من علمه هما دول الرجاله استرجل واكتب موضوع مفيد

+1
وشكرا لصاحب الموضوع

[epnmasr]

ايه يا عم الحلاوه دي تسلم أيدك على المجهود والموضوع المفيد