محتويات
- مفهوم المحرك وأنواعه
- محرك الاحتراق الداخلي
- المحرك البخاري
- أجزاء المحرك البخاري
- المحرك الكهربائي
- أجزاء المحرك الكهربائي
- المراجع
مفهوم المحرك وأنواعه
المحرك هو آلة تحول الطاقة من أشكالها الطبيعية أو الصناعية إلى حركة ميكانيكية، سواء كانت دورانًا أو حركة مستقيمة أو أي شكل آخر من الحركة التي يستفيد منها الإنسان. تختلف طريقة عمل كل نوع من المحركات عن الآخر، وتصنف حسب مصدر الطاقة التي تزودها إلى عدة أنواع. ومن أكثر المحركات شيوعًا في حياتنا اليومية المحركات الكهربائية، ومحركات الاحتراق الداخلي، والمحركات البخارية. [١]
محرك الاحتراق الداخلي
يعتمد محرك الاحتراق الداخلي على حرق الوقود داخل غرفة محددة تسمى غرفة الاحتراق لخلق الطاقة الحركية. هذا النوع من المحركات منتشر بشكل كبير في حياتنا العملية، مثل محركات السيارات التي تعمل على البنزين أو الديزل، ومحركات طائرات الهليكوبتر، ومحركات جزازات العشب. [١]
أجزاء المحرك الثابتة
يتكون محرك الاحتراق الداخلي من مكونات ثابتة رئيسية وهي كالتالي: [٢]
- كتلة الأسطوانة: (بالإنجليزية: Cylinder block) وهي الجزء الأساسي في المحرك، تُصنع من الحديد الزهر عالي الجودة عن طريق الصب لتصبح قطعة واحدة. تُستخدم غرفة الاحتراق داخل كتلة الأسطوانة حيث يتم حرق الوقود، ويتم توجيه المكبس داخلها للتحكم في ضغط العادم الناتج عن عملية حرق الوقود. تُصنع كتلة الأسطوانة من الحديد الزهر عالي الجودة لتتحمل الضغط والحرارة العاليين بشكل كبير.
- غطاء رأس الأسطوانة: يُثبت الجزء العلوي من أسطوانة المحرك بغطاء قابل للإزالة. وظيفته الرئيسية هي إغلاق كتلة الأسطوانة ومنع دخول أو خروج الغازات.
- الولاعة: (بالإنجليزية: Spark plug) تستخدم لإنتاج شرارة داخل غرفة الاحتراق لبدء عملية الاحتراق بين الوقود والهواء المضغوط.
- علبة المرفق: (بالإنجليزية: Crankcase) تُعرف أيضًا باسم هيكل المحرك الرئيسي. يتم تثبيت الأسطوانة داخلها، بالإضافة إلى العمود المرفقي والمكبس. يتم وضع الزيت الخاص بالمحركات داخلها لتبريدها.
- حاقن الوقود: (بالإنجليزية: Injector) وهو المسؤول عن رش الوقود داخل غرفة الاحتراق تحت ضغط عالٍ جدًا. تُساعد هذه العملية على مزج الوقود مع الهواء بشكل أكثر كفاءة. [٣]
أجزاء المحرك المتحركة
أجزاء محرك الاحتراق الداخلي المتحركة هي الأجزاء التي تتحرك أثناء عمل المحرك، ومن أهمها: [٢]
- المكبس: (بالإنجليزية: Piston) يرتبط داخل الأسطوانة بحيث ينزلق بسهولة لنقل الطاقة باستخدام قضيب التوصيل. يجب أن يكون المكبس خفيفًا وقويًا، لذلك يُصنع من سبائك الألومنيوم أو الحديد الزهر بطريقة الصب للحفاظ على قوة السبائك.
- قضيب التوصيل: يربط بين المكبس والعمود المرفقي لنقل الطاقة. يحول الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية. يُصنع من الفولاذ النيكل والكروم وفاناديوم الكروم، وهي مواد مقاومة للحرارة العالية.
- العمود المرفق: (بالإنجليزية: Crankshaft) يستقبل الحركة من قضيب التوصيل ويحولها إلى حركة دورانية. يعتمد شكله وحجمه على عدد الأسطوانات وترتيبها.
- الصمامات: يتم استخدام صمامين في كل أسطوانة داخل المحرك. الأول يتحكم بدخول الوقود والهواء إلى داخل المحرك، والثاني يتحكم بخروج الغازات الناتجة عن عملية احتراق الوقود.
- محامل المحرك: تُثبت بين الأجزاء المتحركة (قضيب التوصيل، المكبس، والعمود المرفقي) لتقليل الاحتكاك بين هذه الأجزاء.
المحرك البخاري
يُعد المحرك البخاري (بالإنجليزية: Steam Engine) من المحركات التي تعتمد بشكل أساسي على البخار في عملها. يتكون بشكل عام من مكبس يتحرك داخل أسطوانة بفعل البخار. يُصنف ضمن محركات الاحتراق الخارجي، حيث يتم استخدام غرفة خارجية لتسخين الماء حتى يصل إلى حالة التبخر بواسطة حرق الوقود أو أي مصدر آخر للطاقة. ثم يتم نقل البخار المضغوط إلى غرفة أخرى تحتوي على محرك بخاري لإنتاج طاقة ميكانيكية. [٤]
أجزاء المحرك البخاري
من أجزاء المحرك البخاري نذكر منها: [٤]
- الإطار: (بالإنجليزية: Frame) وهو قاعدة المحرك التي يتم تثبيت جميع الأجزاء الثابتة والمتحركة للمحرك داخلها.
- الأسطوانة: (بالإنجليزية: Cylinder) وعاء مجوف يُصنع من الحديد الزهر يتحرك داخله المكبس بفعل البخار المضغوط.
- صندزق البخار: جزء من الأسطوانة يزودها بالبخار من خلال فتح وإغلاق صمام منزلق.
- صندوق الحشوة: يمنع تسريب البخار من خلال المكبس.
- حبل توصيل: يحول حركة المكبس الترددية إلى حركة دوارة.
- العمود المرفق: يُصنع من الفولاذ الطري يستقبل الحركة الدوارنية من حبل التوصيل ويتحرك بحرية. يكون مثبتًا على محامل خاصة في المحرك.
المحرك الكهربائي
يُعد المحرك الكهربائي (بالإنجليزية: Electric motor) من المحركات الكهروميكانيكية التي تقوم على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يعتمد بشكل أساسي على تفاعل المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي لإنتاج حركة دورانية. [٥]
أجزاء المحرك الكهربائي
يتكون المحرك الكهربائي من عدة أجزاء رئيسية:
- الجزء الثابت: (بالإنجليزية: Stator) عبارة عن مغناطيس دائم وشرائح معدنية رقيقة تقلل من فقدان الطاقة.
- الجزء الدوار: (بالإنجليزية: Rotor) وهو الجزء المتحرك في المحرك الكهربائي. يرتبط بعمود الدوران المرتبط بالجزء الثابت من خلال الموصلات التي تولد الطاقة وتقلب اتجاه عمود الدوران حسب اتجاه التيار، فتتولد قوة حركية يقوم الدوار بربطها بالوحدة المراد تشغيلها.
- فجوة هوائية: (بالإنجليزية: Air Gap) وهي مسافة محددة بين الدوار والجزء الثابت لضمان إنتاج كمية مناسبة للطاقة.
- اللفات: (بالإنجليزية: Windings) وهي مجموعة أسلاك رفيعة تكون ملفوفة حول الجزء الثابت للمحرك لضمان إنتاج قطبين مغناطيسين لإنتاج الطاقة.
- عاكس التيار: (بالإنجليزية: Commutator) للتحكم في نوعية التيار الداخل إلى المحرك سواء كان تيارًا متردداً أو تيارًا مستمراً.
المراجع
-
Types of engines and how they work,
www.zmescience.com, Retrieved 6-5-2019. -
Main Parts of an Internal Combustion Engine,
www.mech4study.com, 19-3-2014، Retrieved 6-5-2019. -
IC engine Major Parts and Its Function, Materials,Images,Manufacturing Method.,
www.learnmech.com, 20-9-2015، Retrieved 6-5-2019. -
Steam Engine Parts And Working,
www.engineeringinsider.org, Retrieved 6-5-2019. -
Electric Motor,
www.circuitglobe.com, Retrieved 7-5-2019.
