غرف الاحتراق في محركات الديزل

غرف الاحتراق في محركات الديزل

شروط المزج الجيد .
1-يجب ترذيذ جرعة الوقود إلى ذرات ناعمة دقيقة
2-يجب أن تتوزع هذه الذرات توزعا متجانسا ومنتظما بين جزيئات الهواء المضغوط وفي جميع أركان غرفة الاحتراق
3- يجب أن تبدأ عملية الحقن وتنتهي خلال اللحظات المحددة بدقة كبيرة ولا يسمح بسيلان أو تنقيط الوقود عبر البخاخ .
طرق المزج .
1-الحقن المباشر للوقود تحت ضغط عال في غرفة احتراق غير منقسمة وتكون غرفة الاحتراق هنا إما ساكنة أو ذات إثارة معتدلة
2- المزج ضمن عدة حجرات بوساطة عدة غرف احتراق منقسمة
أنواع غرف الاحتراق
1- غرف الاحتراق ذات الحقن المباشر .
تتكون هذه الغرف من جزء واحد متصل وهو الفراغ المحصور بين سطح المكبس عندما يكون في النقطة الميتة العليا وغطاء الأسطوانة ونظرا لكبر سطح هذه الغرف بالنسبة إلى حجمها فإن الإثارة فيها تعتمد اعتمادا كبيرا على نافورة الوقود ذات ثقوب متعددة وموضوعة في مركز متوسط بالنسبة للغرفة حتى تعمل على توسيع مدى انتشاره وأن تعمل هذه الثقوب تحت ضغط عال حيث أن الوقود في هذه الغرف قليلة الإثارة وهو الذي يبحث عن الهواء لإتمام الخلط
-وقد استعمل حديثا نوع معدل من غرف الاحتراق وذلك بجعل غطاء الأسطوانة أو سطح المكبس من الأعلى إما مقعرا قليلا أو على هيئة نصف كرة وهذا النوع يحدث إثارة معتدلة خلال الانضغاط .
-
بسم الله والله أكبر والحمد لله على هذه النعم
مزايا هذه الغرف .
ومن مزايا هذا التشكيل لغرف الاحتراق خفض نسبة السطح إلى الحجم للغرف وتقليل الفقد الحراري بالتبريد ويحول هذا التصميم دون اصطدام الوقود بجدار الأسطوانة وتسربه إلى علبة المرفق ويحول دون تكوين الرواسب الكربونية على جدار غرفة الاحتراق
ويمكن الحصول على تيارات هوائية بطرق متعددة لتحسين جودة الخلط
1-إثارة الهواء عند دخوله الأسطوانة في شوط السحب وذلك بتصميم خاص لقاعدة صمام الدخول أي وضع حواجز تعمل على انحراف الهواء الداخل للأسطوانة فيؤدي ذلك إلى إثارة الهواء الداخل للأسطوانة وإكسابه حركة لولبية عند دخوله الأسطوانة .
2-تصميم فتحات الكنس في المحركات ثنائية الأشواط بانحرافها عن الاتجاه القطري حيث تنشأ الإثارة عند دخول الهواء من هذه الفتحات
مزايا غرف الاحتراق ذات الحقن المباشر .(غير المنقسمة)
1-ارتفاع الجودة الحرارية الفعالة 2-أن الاستهلاك النوعي للوقود أقل (10-15%)
3-لايلزم استخدام وسائل خاصة لبدء الإدارة لارتفاع الجودة الحرارية
4-يمكن استخدام نسب انضغاط منخفضة نسبيا لارتفاع الجودة الحرارية
مساوئ غرف الاحتراق ذات الحقن المباشر .
1-استعمال ضغط عال للحقن يتراوح بين 200-300 كغث/سم2
2-وضع البخاخ في مكان متوسط بالنسبة للغرفة يحد من مساحة الصمامات
3-الإثارة معتدلة لذا يلزم استخدام وقود ذي سيتان عال للتحكم في عطلة الاشتعال
4-الضغط المتوسط البياني لا يتجاوز 6كغث/سم2 لأن الإثارة محدودة .
لا إله إلا الله سيدنا ونبينا محمد رسول الله
غرف احتراق ذات حقن غير مباشر (غرف منقسمة )
1-غرف احتراق ذات الدوامة
أن معظم هذه الغرف ذات تجويف كروي وموجودة بجانب الأسطوانة في جسم المحرك أوغطاء الأسطوانة وتشغل هذه الغرف حجما يكاد يساوي حجم الخلوص بأكمله إذ يتراوح حجمها من 50-90%من حجم الخلوص وتتصل هذه الغرفة بالغرفة الرئيسية بوساطة عنق ضيق وهذا التصميم يعطي أفضل أنواع الإثارة يحقن الوقود في هذه الغرف بوساطة بخاخ ذي دليل بضغط حقن منخفض نسبيا من 70-150كغث/سم2 ويوجه اتجاه رذاذ الوقود المحقون في المعتاد باتجاه حركة الهواء حيث يفضل هذا الاتجاه للحقن عن حقن الوقود في اتجاه مضاد لحركة الهواء لأن الهواء يحمل الوقود بعيدا عن نافورة البخاخ فيساعد ذلك على سرعة الخلط يعتمد في غرف الاحتراق ذات الدوامة على الإثارة العالية التي تحدث في الغرفة نهاية مشوار الانضغاط فعندما يتحرك المكبس خلال مشوار الانضغاط يندفع الهواء في اتجاه مماس نحو غرفة الدوامة ونظرا لأن هذه الغرف كروية الشكل يحدث للهواء فيها حركة دورانية عالية جدا وكلما اقترب المكبس من النقطة الميتة العليا زادت هذه الحركة الدورانية في غرفة الدوامة وتصل إلى ذروتها مع قرب المكبس من النقطة الميتة العليا حيث يحقن الوقود في هذه اللحظة فتختلط جزيئات الوقود تماما بالهواء في غرفة الدوامة ثم تخرج بسرعة من العنق إلى الغرفة الرئيسة مع هبوط المكبس في مشوار الانتشار حيث يتم احتراق الوقود في الأسطوانة
فلا يحدث في هذه الغرف احتراق وقود وإنما يتم فيها فقط إثارة الهواء المضغوط وخلطه بالوقود .
لا إله إلا الله
الشروط الواجب مراعاتها عند تصميم غرف الاحتراق ذات الدوامة .
1-أن يصنع جدار الغرفة من مادة عازلة للحرارة ويترك خلوص صغير بين غطاء الأسطوانة وجدار الغرفة لتسخين ذلك الجدار .
2-تستعمل بعض أنواع هذه الغرف شمعة تسخين للإدارة الأولية بسبب سطح التبريد الكبير لهذه الغرف 3- إنقاص حجم هذه الغرف لحظيا عند بدء الإدارة .
مزايا الغرف ذات الدوامة عن الغرف ذات الحقن المباشر .
1-في هذه الغرف يبحث الهواء عن الوقود لإتمام الخلط الجيد .
2-يتيسراستخدام وقود ذي سيتان منخفض لأن الإثارة عالية
3-يتم الاحتراق خلال جزء من مشوار الانتشار لذلك تكون الضغوط القصوى الناتجة عن الاحتراق أقل وهذا يطيل عمر المحرك
4-بسبب الإثارة العالية في هذه الغرف فإن نسبة الهواء الزائد اللازم للاحتراق لا تتجاوز من 25-35% عند الحمل الكامل لذلك فالضغط التوسط الفعال أعلى
مساوئ غرف الاحتراق ذات الدوامة عن غرف الاحتراق ذات الحقن المباشر
1-بما أن نسبة سطح الغرفة إلى حجمها أكبر ومرور مخلوط الوقود بالهواء عبر العنق وارتفاع الإثارة فإن كل هذه العوامل تسبب ازدياد الفقد الحراري بالتبريد وبالتالي انخفاض جودة المحرك الموجودة فيه مثل هذه الغرف
2-يزداد الاستهلاك النوعي للوقود بنسبة 10-15%
3-يلزم في المحركات التي تحتوي على غرف احتراق ذات دوامة نسب انضغاط أعلى لضمان حدوث الاحتراق الذاتي .
4-صعوبة بدء الإدارة في المحركات التي تحتوي على غرف احتراق ذات دوامة بسبب انخفاض درجة حرارة الهواء نتيجة ازدياد الفقد الحراري بالتبريد خلال شوط الانضغاط الحمد لله على كل حال ومهما كان
غرف احتراق ذات غرفة فرعية (غرفة مسبقة)
وتسمى غرف الاحتراق الجزئي لأنه يتم احتراق جزء من الوقود بداخلها ويراوح حجمها من (25-40%)من حجم الخلوص وتتصل هذه الغرفة بالغرفة الرئيسة بوساطة ثقب صغير أو عدة ثقوب ويحقن الوقود فيها بوساطة بخاخ فوهته ذات ثقب واحد أو ذات دليل
طريقة العمل :
عند صعود المكبس في مشوار الضغط يتكدس جزء من الهواء المضغوط في الغرفة الفرعية والباقي يبقى في الأسطوانة في الغرفة الرئيسة وقبيل النقطة الميتة العليا بقليل يحقن الوقود في الغرفة الفرعية وسط كمية من الهواء غير كافية للاحتراق الكامل وباحتراق ذلك الخليط الغني جدا بالوقود يتولد انفجار /ضغط عال/ في الغرفة الفرعية
يدفع أمامه باقي الوقود غير المحترق إلى داخل الغرفة الرئيسة عبر الثقوب الواصلة بينهما حيث يكتمل احتراق الوقود في الغرفة الرئيسة لتوفر الإثارة الناتجة عبر الثقوب ودرجة الحرارة العالية
مزايا غرف الاحتراق ذات الغرفة الفرعية
1-يمكن استخدام وقود ذي سيتان منخفض بسبب ارتفاع درجة حرارة الغرفة وخاصة عند فوهتها
2-بما أن أغلب الاحتراق يتم في الغرفة الرئيسة خلال شوط الانتشار فلا تتجاوز الضغوط القصوى عند الأحمال الكاملة 50كغث/سم2
3-تعتمد الإثارة في الغرفة الرئيسة على اندفاع نواتج الاحتراق من ثقوب الغرفة الفرعية لذا يكتفى ببخاخ ذي ثقب واحد وهذا يحتاج إلى ضغط حقن من (60-100)كغث/سم2
4-تستعمل في محركات ذات سعة صغيرة ومتوسطة وذات سرعة تفوق 1000 دورة/د
اللهم لك الحمد
مساوئ غرف الاحتراق ذات الغرفة الفرعية :
1-ارتفاع نسبة سطح الغرفة إلى حجمها وسرعة نواتج الاحتراق خلال ثقوب الغرفة وإكمال الاحتراق في الأسطوانة خلال شوط الانتشار يؤدي إلى زيادة المفاقيد الحرارية بالتبريد وهذا يسبب 1-انخفاض الجودة الفعالة 2-زيادة الاستهلاك النوعي للوقود
2-لايتجاوز الضغط المتوسط الفرملي 5,5كغث/سم2
3-في الأجواء الباردة ينبغي استخدام وسائل خاصة لبدء الإدارة
3-غرف احتراق ذات خلية هواء :
وهي من الغرف التي لايتم بها احتراق الوقود وتشكل خلية الهواء إما في تاج المكبس أو في غطاء الأسطوانة وتتصل بالأسطوانة بوساطة فوهة ضيقة ويراوح حجم الخلية بين 50-70%من حجم الخلوص ويحقن الوقود في الغرفة الرئيسة من بخاخ ذي ثقب مفرد أو عدة ثقوب
طريقة العمل :
خلال مشوار الانضغاط ينضغط جزء من الهواء في الخلية ثم يحقن الوقود في الغرفة الرئيسة ويؤدي ذلك إلى زيادة ضغط الهواء في الخلية غير أن هذا الضغط في غرفة الاحتراق سرعان ماينخفض خلال رجوع المكبس في مشوار الانتشار ويعمل ذلك على اندفاع الهواء من الخلية إلى الأسطوانة نتيجة لفرق الضغط بينهما فيؤدي ذلك إلى إثارة الغاز المحترق في الأسطوانة ويساعد على اكتمال احتراق الوقود .
4-غرف احتراق ذات خلية الطاقة .
وهي من الغرف التي يجري بداخلها احتراق الوقود وتتكون من غرفتين الأولى صغيرة في مواجهة البخاخ وتسمى غرفة خلية الطاقة ويبلغ حجمها حوالي 10-18%من حجم الخلوص ويلي خلية الطاقة غرفة ثانية أكبر حجما من الأولى تدعى غرفة خلية الهواء وتصل فوهة ضيقة بين الخليتين كما تفصل فوهة ضيقة أخرى بين خلية الطاقة والغرفة الرئيسةيحقن الوقود في الغرفة الرئيسة من بخاخ ذي فوهة ذات دليل بضغط حقن من 100-140كغث/سم2 فيدخل حوالي 60% من الوقود المحقون داخل خلية الطاقة ويساعد الهواء المندفع من غرفة الاحتراق إلى الخلية قبيل نهاية شوط الانضغاط
على إدخال الوقود إلى جوف خلية الطاقة يبدأ احتراق الوقود في غرفة الاحتراق بالأسطوانة بين رأس البخاخ ومدخل الخلية بسبب ارتفاع درجة حرارة الهواء به نتيجة لبعده عن مياه التبريد في الغطاء وسرعان مايمتد الاحتراق داخل خلية الطاقة فيحترق الوقود بها غير أن المعدل العالي لارتفاع الضغط ينحصر في الخلية ذاتها وتندفع الغازات المحترقة من خلية الطاقة إلى الغرفة الرئيسة على شكل نافورة تكسح أمامها الغاز المحترق داخل الغرفة الرئيسة وتحمل معها بقايا ذرات الوقود المحقونة والتي لم تحترق بعد وتعمل الإثارة العالية الناتجة من تصميم شكل فوهة الخلية والغرفة إلى تحريك الغازات بشكل دوامات تدور بسرعة عالية جدا داخل الغرفة الرئيسة
وتعمل هذه الإثارة على توزيع الوقود غير المحترق وتسريع عملية الاحتراق ويزيد عمل هذه الإثارة الهواء المندفع من خلية الهواء الداخلية عبر خلية الطاقة إلى الغرفة الرئيسة وتتضمن الغرفة صماما خاصا يحرك عند بدء الإدارة لعزل خلية الهواء عن حجم الخلوص مما يعمل على رفع نسبة الانضغاط وبدء حركة المحرك بسهولة .
مزايا الغرف ذات خلية الهواء والطاقة :
1-لا تتجاوز الضغوط القصوى من (45-60)كغث/سم2 عند الأحمال الكاملة لأن الإثارة الناتجة عن الهواء الموجود في الخلية تحدث في الأسطوانة خلال نزول المكبس في شوط الانتشار
2-تتصف المحركات التي تحتوي هذه الغرف بإدارة لينة عند الأحمال والسرعات العالية
3-يمكن استخدام نسب ضئيلة من الهواء الزائد بسبب الإثارة العالية ولذا يصل الضغط المتوسط الفرملي إلى(7,5)كغث/سم2 وسرعة المحرك إلى (3000)د/د
4-بسبب الإثارة العالية لهذه المحركات تستعمل بخاخات ذات ضغوط منخفضة من(100-140)كغث/سم2
5-يمكن استخدام نسب منخفضة للانضغاط بها فتتراوح من13-15: 1

مساوئ الغرف ذات خلية الهواء والطاقة:
1-انخفاض الجودة الفعالة
2-ارتفاع الاستهلاك النوعي للوقود بسبب الاحتراق المتأخر ارتفاع نسبة الوقود للهواء
نهاية البحث الثاني
تم بعون الله وفضله ورحمته
اللهم لك الحمد حتى ترضى ولك الحمد بعد الرضى فلك الحمد