الرئيسية
نبحث في موضوع سرعة دوران المحرك في السيارات
واختلاف السرعة بين محرك وآخر
لو لآحظت فى حالة دوران المحرك بسرعته القصوى و هى حوالى 8000 لفة فى الدقيقة يكونعدد مشاوير المكبس فى الدقيقة 4000 شوط فى الدقيقة و بالتالى يكون عدد أشواطالإحتراق هو 2000 شوط إحتراق فى الدقيقة
أى بمعدل حوالى 33 شوط إحتراق فىالثانية الواحده
و لا يمكن زيادة هذا العدد عن 33 شوط إحتراق فى الثانيةإلا بعد إستخدام وقود قابليته للإشتعال تفوق أنواع الوقود المستخدمة حاليا بمراحلألأمر الذى يؤدى الى زيادة قيمة الوقود بصورة كبيرة جدا جدا نتيجة الإحتياج الىإضافات لزيادة قابلية و سرعة الوقود للإشتعال مما سيكون أثره الأقتصادى غير مجدىتماما
حيث سيتطلب الأمر إستخدام سبائك غالية الثمن فى تصنيع أجزاء المحركالداخلية ليكون قادرا على تحمل هذا الإجهاد الحرارى غير العادى نتيجة زيادة عددمرات الإشتعال عن المعدلات المعروفة عالميا
فقد علمت أن الخط الأحمر في عداد دورات المحرك rpm ، يعني أن اندفاعالمكبس إلى زاوية الصعود قد بلغت حدا كبيرا مما يؤدي إلى شدة ضرب حافة المكبسالمقاربة لجدار الإسطوانة..وهذا يشكل خطرا على المحرك مع الزمن والتكرار إذ يؤديإلى احتكاك شنابر الضغط والزيت مع جدار الأسطوانة مما يؤدي مع الزمن إلى تفويت لضغطالمكبس عند دورة الإشتعال مما يضعف من قوة المحرك ويبدأ بحرق زيت المحرك ويبدأبتفويت خليط الوقود الغازي ناحية الزيت فيؤدي ذلك إلى تذويبه وفقدان لزوجته، كماويؤدي إلى تسريب كميات من كربون الإحتراق إلى جدران الأسطوانة والزيت..
هذهالنقطة جميلة وواضحة ومفهومة..
وهذا يعني ..أنه كلما قلت زاوية المكبسالعليا فإن بالإمكان أن نسمح للمحرك بأن تكون دوراته أكثر، وهذا يحدث في السياراتالرياضية المصممة للسرعة ، حيث أن حجم المكبس يكون عريضا، وتكون حركة الإزاحةالسفلى والعليا للمكبس صغيرة،مما يسمح أيضا لسرعة الدوران، وسرعة الأشواط..وهذايؤدي لزيادة عدد دورات المحرك..
وفي بعض المحركات المصنعة لتتحمل القوةوالضغط والحرارة وعوامل الإلتواء، فإن سبائك قطعها تكون قوية من معادن تتحمل هذهالضغوط،بالإضافة إلى زيادة حجم عوامل التبريد لها من الهواء والماء والزيت،ووتكونمضاعفة هذه القوة إما بزيادة نسبة انضغاط خليط الإشتعال أو بشحن الهواء عبر نظامالتيربو فيمكن بهذا زيادة عدد الدورات، ولا شك أن هذه المحركات تكون غالية الثمنلذلك أيضا مثل هذه السيارات غالية جدا.
فعلى سبيل المثال..لا نستطيع أن نقولمثلا أن سيارة متسوبيشي لانسر العادية يتساوي محركها في التصنيع مع سيارة متسوبيشيلانسر إيفيوليشن..
وأضيف نقطة ..وهي أن محركات فرانكل الدوارة والنادرةوالمستخدمة في بعض سيارات شركة مازدا الرياضية وبالذات نوع rx7 ,rx8 ،تصميم هذاالمحرك يجعل من السهل زيادة دورات المحرك ..فأنت ترى أن سعة مثل هذا المحرك هي بحجم 1300سي سي-مليلتر-يعني بحجم سعة محرك تويوتا تيرسل..ولكن محرك فرانكل هذا ينتج 300حصان..
وهناك أمر قد يستغرب منه الناس بشأن أن بعض السيارات ذات الطرازوالموديل الواحد قد تختلف في مسألة عدد دورات المحرك..فمثلا سيارة تويوتا لاندكروزراستيشن موديل 89م تقف دورات المحرك عن 4000 دورة في الدقيقة بينما سيارة تويوتالاندكروزر بيك أب بنفس الموديل تستمر عدد دورات المحرك حتى 7000 دورة، برغم أن سعةالمحركين واحدة وهي 4000 سم3
وهذا يرجع إلى طريقة تصميم المحرك من الداخل فيمايتعلق بحجم المكابس وطول مسافة إزاحة المكابس وسرعة دخول خليط الوقود وخروجه إمابسبب زيادة عدد صمامات السحب والعادم وإما بتوسعة مجاري دخول الوقود من خلالالثلاجة ..وطبعا بالنسبة الكافية من البنزين سواء كان عن طريق الكربريتور أو عنطريق البخاخات..
فمثلا..في بعض موديلات سيارات المتسوبيشي..تجد أن كاربريترسيارة متسوبيشي باجيرو ذات الأربعة سلندرات بحجم 2600سي سي يتشابه من حيث الشكل معكاربريتر سيارة متسوبيشي جالانت عندما كانت بأربعة سلندرات وبحجم 2000 سي سي
ومعهذا التشابه..إلا أننا لو ركبنا كاربريتور الجالانت على كاربريتر المتسوبيشي فإنالسيارة ستصبح أبطأ في التسارع وأقل في عدد دورات المحرك..بسبب اختلاف حجم خروجرذاذ الوقود من إبر فتحتي الكربريتر الصغيرة والكبيرة ..فنسبة الوقود معيرة في كلاالكاربريترين مع ما يناسبه من حجم الهواء الذي يتناسب مع حجم سعةالمحرك..
بالإضافة إلى أن وزن السيارة يلعب دورا في تسارع المحرك عند الحركة ..وإلى كم من المدى سيسمح هذا الوزن وشكل السيارة وانسيابيتها مع مقاومة الهواء ..سيسمح لدورات المحرك أن تزيد.
وقد علمت يا أخي..أن مسألة الإحتكاك أيضاتلعب دورا هاما في الحد من عدد دورات المحرك وتسارعه..وهذا من ناحية نوع السبائكالتي تعمل كنظام البيرنقات..ونوع درجة التزييت أيضا..فلا يمكن أن يكون تسارعالسيارة التي نستخدم لها زيت محرك بدرجة w 5-30 هو ذاته بنفس إمكانية الزيت w 20-50 فلبزوجة الزيتين تختلفان..وهذا يتضح في عمليات التزليق التي لا نلحظها..ولكن عواملالاحتكاك الضئيلة جدا جدا..عندما تتكاثر وتجتمع من نواحي عدة فإنه سيكون لها تأثيرواضح..
وإني أتساءل يا أخي ..عن نظام البيرنات أيضا..فإنت تجد إطاراتالسيارات تدور بواسطة بيرنقات..ونحن نعلم أن البيرنقات هي أفضل ما يمكن استخدامه منأجل سرعة الحركة وسهولتها وانزلاقها بما تتمتع به معادنها من سهولة الحركة وقوةالتحمل وضآلة عوامل الاحتكاك وبالذات عند اختلاطها الدائم بالزيت أو الشحم..
وقدعلمت أن استخدام البيرنقات في المحركات سيكون أفضل بمرات عديدة من استخدام السبائكاللدنة..لأن هذه السبائك حتى وإن كان الزيت يشكل جدارا حاجزا وواقيا ومزلقا بينهاوبين أذرع المكابس فإنها أيضا تحتك مع الزمن..وتضعف قدرتها وسماكتها معالزمن..
فلماذا لم يستخدم صانوا المحركات نظام البيرنقات في ذلك ..مع أنهميستخدمونه في نواحي كثيرة..
كما أننا يا أخي ..عندما ننظر بعد ذلك إلى الدراجاتالنارية ذات المحرك الثنائي الأشواط..فأنت ترى أن عدد دورات هذه المحركات قد تصلإلى 15000 دورة أو أكثر..فما سبب هذه ادورات الخيالية..هل السبب هو ثنائيةالأشواط..أما خفة أجزاء المحرك..ولماذا لم يستخدم للدراجات نفس محركات السيارات..أوبالعكس لماذا لم يستخدم للسيارات نفس محركات الدراجات..
علمت أن السبب هو مسألةالوزن بالنسبة للسيارة..ومسألة العزم بالنسبة للمحركات ثنائية الأشواط..ولم يكنالأمر واضحا..
فلا شك أن هناك أسباب هندسية وفيزيائية تخص المعادن وهندسةالميكانيكا..تحدد كل هذه الأسباب وتجيب على كل هذه التساؤلات..لاشك أن أهل العلموالتخصص يعلمونها..ونحن نعلم الشيء اليسير..
وأزيد معلومة :
عدد الدورات في الساعة = قطر العجلات(بالمتر) × 100000
[center]
