المحرك المكبسي

 المحرك المكبسي

المحرك المكبسي هو محرك يقوم على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية وذلك بإدخال الهواء

إلى المحرك وخلطه بالوقود ثم إشعال الخليط عن طريق وحدة اشتعال مما ينتج

عنه قوة احتراق تقوم على دوران المحرك وتتم هذه العملية بصورة متكررة.

يوجد مجموعة من التصاميم المختلفة لهذا النوع من المحركات وقد تم ذلكما هو

بعد أن استخدام الأخوان رايت محرك ذا أربع أسطوانات لطائراتهم

التي صنعوا بها التاريخ.ما هو

في هذا الموضوع سوف نتحدث عن أنواع المحرك المكبسي , أجزاء المحرك

الأساسية وطريقة عمله.
أنواع المحركات المكبسية :ما هو

Types of Reciprocating engines:

1-Radial engines
المحرك المكبسي وهو محرك تصطف فيه الأسطوانات بشكل دائري حول محور ذراع

الإدارة crank shaft وتكون عدد هذه الأسطوانات خمسة أو سبعة أو تسعة

وتم تطوير هذا النوع بحيث يكون به صفين من الأسطوانات

تصل مابين 14 إلى 18 أسطوانة وأقوى محرك تم صنعه من هذا النوع

هو ما قامت بإنتاجه شركة برات اند وتني Pratt & Whitney وهو

المحرك R-4360 حيث يدور بقوة 3,400 حصان وهو أقوى محرك

تم إنتاجه من هذا النوع في ذلك الوقت.

In-line engines 2

يحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الأسطوانات تكون على خط مستقيم

موازي لذراع التدوير يتميز هذا النوع بصغر المنطقة الأمامية مما يسمح

بمرور تيار هوائي أفضل. لذلك أنتشر استخدام هذا النوع في سباقات الطيران

عند ظهورها أول مرة. وميزة أخرى لهذا النوع وهي عند تركيبة بجعل

الاسطوانات معكوسة يكون ذراع الدوران بعيد عن الأرض وكلما زاد

ارتفاع الذراع عن الأرض كلما زادت المسافة مابين المروحة والأرض

مما يسمح باستخدام أذرع عجلات landing gears قصيرة حيث كان

استخدام هذا النوع من المحركات مقتصراً على الطائرات ذات العجلة الخلفيةما هو

Tail-wheel aircraft فإن استخدام اذرع عجلات اقصر يساعد على

رؤية للطيار أفضل على الأرض .

من عيوب هذا النوع التبريد حيث كلما زاد عدد الأسطوانات كلما قل وصول التبريد

إلى الاسطوانات الأخيرة لذلك اقتصر عدد الاسطوانات في هذا النوع مابين أربعة إلى

ستة. لذلك أقتصر استخدام هذه المحركات على الطائرات الصغيرة فقط.

3- V-Type Engines

مع التطور العلمي للمحركات أنتج لنا هذا النوع . ومن اسم المحرك فإن ترتيب

صفين من الاسطوانات على شكل حرف V حول ذراع التدوير وتكون بزاوية 45 ,

60, أو 90 ما يميز هذا النوع عدة عوامل هي : الوزن و القوة و صغر المنطقة الأمامية

4-Opposed-Type engines

اليوم هذا النوع هو الأكثر شعبية المستخدم في الطائرات الصغيرة

حيث يستطيع هذا النوع من المحركات إنتاج قوة 36 حصان إلى 400 حصان

ويحتوي هذا النوع على عدد زوجي من الاسطوانات

يتميز هذا النوع بقوة عالية مقابل الوزن بسبب استخدام عامود دوران صغير خفيف

الوزن وأيضاً يتميز بإهتزازات قليلة جداً مقارنة بالأنواع الأخرى وذلك لأن كل قوة

اهتزاز ناتجة عن أي اسطوانة تقوم الاسطوانات الأخرى على إلغائها.

أجزاء المحرك :

Engine Components

1-Crankcase
2-Cylinders
3-Pistons
4-Connection Rods
5-Valves
6- Valve-operating mechanism
7- Crankshaft

1-Crankcase

الوحدة الأساسية للمحرك التي تحتوي على الأجزاء الداخلية للمحرك وهي القاعدة

التي توضع عليها الأسطوانات cylinders و الأجزاء الخارجية للمحرك. ويتم

تثبيت المحرك على الطائرة عن طريق ال crankcaseما هو

وتحتوي الجزء السفلي منه على الزيت المخصص لتزييت المحرك lubrication .

يجب أن يكون هذا الجزء ذا قوة تحمل قوية جداً وخفيف الوزن لذلك معظم

ال crankcase المستخدم في الطائرات مصنوع من cast aluminum alloys

2-Crankshafts

وهو العامود الفقري للمحركات المكبسية . ويقوم على نقل الحركة من الpistions

إلى حركة دائرية تقوم على تدوير المروحة.

يحتوي ال Crankshafts على مجموعة من cranks أو throws

وهي الأجزاء التي تثبت فيها ال connecting rods وتكون في أماكن محددة

موازية للمحور الرئيسي. يجب على Crankshaft تحمل الضغط والإجهاد لذلك

يجب أن يكون مصنوع من خليط قوي مثل Chromium-nickel molybdenum steel

تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 640 * 480.

3- Connecting rod

هي صلة الوصل مابين القوة المؤثرة على الpiston وتوصيلها إلى crankshaft .

تصنع من steel alloy وفي حالة استخدام قوة أحصنة منخفضة من الممكن استخدام الألمنيوم

4- pistons

هي قطعة اسطوانية الشكل تتحرك إلى أعلى وإلى أسفل داخل الcylinder وتقوم

على وظيفتين أساسيتين :

الأولى تقوم على سحب الهواء و الوقود إلى داخل الcylinder وضغط الغازات و إخراج الغاز المستنفذ إلى الخارج exhaust gases

الثانية تقوم على نقل القوة الناتجة من عملية الاحتراق إلى الcrankshaft

وتصنع من خليط الألمنيوم aluminum alloy

5-Cylinders

وهي غرفة الاحتراق التي يتم فيها إشعال و تمدد الغازات التي تمدنا بالطاقة.

وتحتوي هذه الغرفة علىما هو

Valves ,Connecting rod , Piston , Spark plugs

6-Valvesما هو

تقوم ال valves على التحكم في الغازات الداخلة والخارجة من وإلى

ال cylinder وذلك بالفتح والإغلاق في أوقات معينة ومحسوبة بدقة خلال عملية

الاحتراق. كل cylinder يحتوي على الأقل صمام للدخول واخر

للخروج intake valve & exhaust valve

حيث يقوم ال intake valve بالتحكم في كمية خليط الهواء والوقود الداخلة

إلى الcylinder ويقوم الexhaust valve بالسماح لخروج الغازات المستنفذة

إلى الخارج. الصمامات المستخدمة في الطائرات تتعرض للحرارة العالية , التآكل ,

وإجهاد تشغيلي عالي. لذلك وجب الحرص على إختيار معدن يقوم على تحمل هذه العوامل.