كتاب محركات البنزين - نسب خليط الهواء الوقود - المحاضرة 1 PDF
كتاب محركات البنزين - نسب خليط الهواء الوقود - المحاضرة 1 PDF
 |
| المحاضرة الاولى من كتاب محركات البنزين |
تعد محركات البنزين في السيارات، الأكثر انتشارا خاصة في سيارات الركوب الصغيرة. في هذا المقال سنقوم بمشاركة المحاضرة الاولى لكتاب محركات البنزين. تم تقسيم الكتاب الى مجموعة من المحاضرات التي تناقش محركات البنزين بشكل مفصل وباللغة العربية. ويمكنك تصفح المحاضرة بكل سهولة أو تحميلها من الرابط المرفق.
- التعرف أساسيات الاحتراق في محركات البنزين.
- خواص وقود البنزين، رقم الأوكتان.
- ظاهرة الصفع في محركات البنزين.
- متطلبات خليط الهواء/ الوقود عند الظروف التشغيلية المختلفة.
أساسيات الاحتراق في محركات البنزين
حتى يحدث الاحتراق في محركات البنزين يتطلب الأمر وجود خليط من الهواء - الوقود مع مصدر للحرارة، حيث يتم تحويل الطاقة الحرارية الناتجة من الاحتراق الى طاقة حركية.
والاحتراق هو تفاعل كيميائي ينتج عند اتحاد الأوكسجين بالعناصر الأخرى مثل الهيدروجين أو الكربون. ويحدث الاحتراق في المحرك نتيجة تفاعل الهواء والوقود.
عند عمل المحرك بصورة جيدة من المفترض حدوث احتراق طبيعي داخل غرف الاحتراق، لكن هناك مجموعة من العوامل التي قد تؤدي الى حدوث احتراق غير طبيعي في المحرك، مثل سبق الإشعال والصفع، والتي قد تؤدي في النهاية الى تلف وانهيار المحرك بشكل سريع جدا.
الاحتراق الطبيعي
الاحتراق الطبيعي في محركات البنزين يحدث عندما تقوم شمعة الاشتعال بإشعال الوقود ثم تتقدم عملية الاحتراق داخل خليط الوقود بنعومة وتدرج داخل غرفة الاحتراق.
الصفع (detonation)
يحدث الصفع في محركات البنزين نتيجة الاشتعال الذاتي (الانفجار) لآخر جزء من خليط الوقود (منطقة نهاية الغاز)، قبل ان يصله جبهة اللهب (انتشار اللهب يكون بطيء)، حيث يتعرض هذا الجزء قبل وصول جبهة اللهب الي ضغط لفترات طويلة مع ارتفاع درجة الحرارة يتجاوز درجة حرارة الاشتعال الذاتي للوقود. وبالتالي تنفجر هذه المنطقة مسببة الصفع. الصفع يتسبب بأضرار كبيرة جدا للأجزاء الداخلية للمحرك، وقد يتسبب بانهيار المحرك بشكل سريع جدا.
سبق الإشعال
يحدث سبق الإشعال في محركات البنزين عندما يشتعل جزء من خيط الهواء - الوقود قبل بدء إطلاق الشرارة من البواجي في غرف الاحتراق.
رقم الأوكتان
يستخدم مصطلح رقم الاوكتان في محركات البنزين حيث تقاس قابلية البنزين للصفع من خلال مصطلح رقم الأوكتان. رقم الأوكتان: هو مقياس لمقدرة البنزين على مقاومة الاحتراق المبكر (الصفع - الطرق). الحاجة الى رقم أوكتان عالي يعتمد على نسبة الانضغاط.
يخلط وقود أيزو- أوكتان (رقم أوكتان عالي- مقاوم للاحتراق المبكر في محرك السيارة) ووقود الهبتين (رقم الأوكتان له صفر- يشتعل مبكرا أثناء عملية ضغط الوقود في أسطوانة المحرك) للحصول على رقم الأوكتان للوقود.
الوقود ذو رقم أوكتان في حدود 90 يسمى بالبنزين العادي. والبنزين ذو رقم أوكتان أكبر من 90 يسمى بالممتاز (ذو جوده عالية).
متطلبات خليط الهواء/ الوقود عند الظروف التشغيلية المختلفة
محركات البنزين تستخدم نسب خليط هواء- وقود مختلفة حسب الظروف التشغيلية. من الأمور المهم جدا فهمها نسب خليط الهواء – الوقود في محركات البنزين، حيث تساعد على فهم وتفسير الأعطال ورموز الأعطال التي قد تحدث في السيارات.
- النسبة النظرية لخليط الهواء-الوقود
هي نسبة وزن الهواء في خليط الهواء- الوقود الى وزن الوقود. النسبة النظرية لخليط الهواء - الوقود المطلوبة للاحتراق الكامل للوقود هي 15: 1 (15 جزء من الهواء مقابل جزء واحد مقابل الوقود).
هذه النسبة على اعتبار أن الوقود يتكون فقط من الأوكتان الصافي، لكن في الواقع البنزين يتكون من الأوكتين وهيدروكربونات أخرى. لذلك فإن النسبة النظرية لخليط الهواء- الوقود هي 14.7: 1.
خليط الهواء- الوقود
محركات البنزين يمكن لها أن تعمل ضمن نسبة خليط هواء - وقود من 8:1 الى 20: 1. وحتى يعمل المحرك بشكل جيد ويصل الى الأداء المطلوب يجب ان تكون نسب الخليط مناسبه ويجب ان يكونا مخلوطين بشكل جيد.
- الخليط المثالي
الخليط المثالي للهواء الوقود هو الخليط التي تكون فيه نسبة الوقود 1:14.7. وهو الخليط الذي تكون فيه كمية الهواء كافية لاحتراق الوقود بشكل كامل.
- الخليط الغني للهواء الوقود
الخليط الغني للهواء الوقود هو الخليط التي تكون فيه نسبة الوقود مرتفعة مقارنة بالخليط المثالي. ويمكن لمحركات البنزين أن تعمل على خليط غني لغاية 1:8. كمية الهواء لا تكون كافية لاحتراق الوقود بشكل كامل، لذلك يكون استهلاك الوقود مرتفع بالإضافة الى ازدياد نسب الانبعاثات من عادم السيارة.
- الخليط الفقير للهواء الوقود
الخليط الفقير للهواء الوقود هو الخليط التي تكون فيه نسبة الهواء مرتفعة مقارنة بالخليط المثالي. ويمكن لمحركات البنزين أن تعمل على خليط فقير لغاية 1:8. كمية الهواء في الخليط الفقير تكون زائدة، لذلك ينتج كميات من الأكسجين في غازات العادم، استهلاك الوقود يكون أقل والملوثات أقل لكن قدرة المحرك تكون قليلة.
تأثيرات ظروف تشغيل المحرك على أداء المحرك
يقصد بالظروف التشغيلية، الظروف التي تعمل عندها محركات البنزين، مثل التشغيل على البارد، التسخين، السرعة الخاملة، التسارع والإبطاء.
خلال هذه الظروف ستتغير نسب الخليط الهواء – الوقود التي يعمل عندها المحرك. وسيتم توضيح هذا الأمر بشكل مفصل في المحاضرة.
تحميل كتاب محركات البنزين - المحاضرة 1
يمكنك تحميل المحاضرة الأولى من كتاب محركات البنزين - نسب خليط الهواء الوقود، بكل سهولة عن طريق الضغط على الرابط التالي:
تصفح كتاب محركات البنزين - المحاضرة 1
يمكنك تصفح المحاضرة الأولى من كتاب محركات البنزين - نسب خليط الهواء الوقود، بكل سهولة بالأسفل:
يمكنك أيضا الإطلاع على بقية المحاضرات في الروابط التالية:
تعليقات
إرسال تعليق