الأسس الترمودينامكية

الأسس الترمودينامكية الأشواط الأربعة في محرك إحتراق داخليالأسس الترموديناميكية في محركات الإحتراق الداخلي تنقسم ترتكز على ثلاث قيم حرارية متغيرة و هي: الحجم و الضغط و الحرارة. كل من هذا المتغيرات لها تأثير على القيمتين الأخريتين،و بهذا يتبع التأثير على الطاقة الحرارية المتوفرة في المحرك. بشكل عام، يمكن القول أنه عندما يصغر حجم الغاز المكبوس يزيد ضغطه، فترتفع حرارته. إذن يتم استخدام الطاقة الحرارية لتوليد طاقة حركية بأن يتم تغيير الحالة الطاقية للغاز الموجود في أنبوب المحرك، و ذلك من خلال التحكم بالتغيرات التالية:

الإرتفاع أو الهبوط بحرارة الخليط
الإرتفاع أو الهبوط بحجم الخليط
الإرتفاع أو الهبوط بضغط هذا الخليط
من خلال الأشواط الأربعة الحاصلة، تحدث أربع تغيرات ترموديناميكية بفعل العمليات التالية:

عملية الضغط

المكبس يتحرك إلى فوق في حين أن الصمامات مغلقة. و بهذا:

ينخفض حجم الخليط المكبوس
ترتفع حرارة الخليط
و يزيد ضغطه
مما يجعل من الخليط، مادة قابلة للإنفجار. هنا يحصل النظام الحراري على “”الشغل”” الناتج عن الضغط.

عملية الإنفجار و زيادة الحرارة

هنا تقوم شمعة الإشتعال بحرق الخليط المضغوط، مما يؤدي إلى إنفجاره. و بهذا:
يبقى الحجم ثابتا خلال لحظة الإشتعال، كون الإنفجار يحصل بسرعة كبيرة تقرب المالانهاية.
تزيد الحرارة بشكل مرتفع جدا. هنا يحصل النظام على الطاقة الحرارية التي ستتحول فيما بعد إلى طاقة حركية

عملية التمدد

هنا يندفع المكبس إلى الأسفل بفعل الإنفجار، و بهذا:

يرتفع حجم الغاز الناتج عن إحتراق الخليط.
يهبط الضغط مع فتح صمام العادم عند وصول المكبس إلى النقطة السفلى
هنا يحصل النظام الحراري على الشغل الناتج عن دفع الإنفجار للمكبس إلى الأسفل.

عملية التخلّص الحراري
مع فتح صمام العادم:

تنفذ الحرارة إلى الخارج
يتم إخراج الغاز العادم من الأنبوب و بهذا يقل حجم الأنبوب و تنخفض حرارته.

محرك إحتراق داخلي ذو شوطين

يأتي اسم هذا النوع من المحركات لكون طريقة حركتها تتألف من مشوارين للمكبس لأجل إتمام الأشواط الأربعة مقارنة مع محركات الأوتو ذو الأربع مشاوير حيث يتم كل شوط بمشوار. و يسمى هذا النوع من المحركات أيضا بالمحرك بلا صمام، لعدم استخدام الصمامات فيه.

الميزات
صغر الحجم لبساطة التصميم
الوزن الخفيف بفضل الإستغناء عن الصمامات و توابعها. هنا يقوم المكبس بتنظيم دخول و خروج الخليط.
يحصل الإشتعال عند كل مشوار للمكبس. مما يسرع حركة دوران المحرك.
طريقة عمله تؤمن له مجالات استخدام أوسع حيث تكون الوضعية الأفقية أو المائلة لازمة. (منشار كهربائي، دراجة نارية جبلية)
كلفة تصنيع منخفضة.
يتم مزج الزيت بمادة الإحتراق، مما يزيد من إرتفاع نسبة الغازات السامة المنبعثة من المحرك.

تطبيقات لمحرك ذو شوطين
منشار كهربائي، دراجات نارية، سيارات صغيرة، سيارات سكارت، سكووتر..