Register now or log in to join your professional community.
سعة المحرك .. حجم جميع اسطوانات المحرك .. تقاس باللتر =1000 سم مكعب او سي سي
وجد جيمس وات أن معدل ما يستطيع رفعه الحصان العادي هو (10 كيلوغرام)لمسافة1000 قدم كل دقيقة ، ثم قام بزيادة هذا الرقم بنسبة50%وقام بتثبيت نتيجة قوة الحصان عند (15 كيلوغرام ) لمسافة1000 قدم في الدقيقة .فلك أن تتخيل أن هذه الطريقة الإعتباطية في قياس قوة الحصانأصبحت الطريقة المعتمدة لقياس قوة العديد من الأجهزة على مر العصور وإلى الآن .... !!تعريف جيمس وات للقدرة الحصانية هو :قدرة الحصان على رفع (15 كيلوغرام) لمسافة1000 قدم في الدقيقة الواحدة ،أو رفع كمية330 من الفحم لمسافة100 قدم في الدقيقة ، أو1000 باوند لمسافة33 قدم في الدقيقة.قياس القدرة الحصانية للمحرك (Horseتكبير الصورة معاينة الأبعاد الأصلية.
بإختصار ، بإمكانك إستخدام أي مجموعة من الأرقام بشرط أن يكون الناتج هو:( كيلو غرام/ قدم في الدقيقة) ويعرف الناتج بـ "قوة الحصان" أو horse power .هنا وباستخدام قوانين الكتلة تستطيع وبسهولة تحويل جزء من الوزن إلى المسافة باستخدام الكتلة المناسبة.وقد تم تحويل قوة الحصان إلى عدة وحدات أخرى مثل :حصان واحد يساوي746 وات ( أي إذا كان لديك مولد طاقة يولد746 وات ، معنى هذا أن قوته حصان واحد).طريقة قياس قوة المحرك بالحصان :قوة المحرك تقاس عن طريق جهاز يسمى Dynamometer(الدينوميتر) ،وطريقة عمل الدينوميتر R هي وضع حمل معين على المحرك وقياس قوة المحرك ضد هذا الحمل .طريقة عمل الدينمومتر هي وضع حمل على المحركوقياس الحمل الذي يستطيع المحرك العمل عنده على سرعات مختلفة .في البداية يتم وضع حمل معين ثم تثبيت دوران محرك السيارة على رقم معين ولنفرض6000 دورة في الدقيقة .قم بزيادة الحمل على المحرك حتى يقل دوران المحرك إلى5500 دروة في الدقيقةثم سجل الفرق في الحمل بين الحالتين .قم بزيادة الحمل أكثر حتى ينزل دوران المحرك إلى5000 دورةثم سجل الفرق في الحمل وهكذا حتى تصل إلى1000 دورة في الدقيقة.إن علاقة العزم بالقوة الحصانية هي علاقة متلازمهلكنها محكومة بدوران المحرك الذي يحدد مقدار زيادة أحدهما ونقصان الآخر.فالعزم الذي هو القوة المباشرة التي نحصل عليها من لفة الكرانك،هذه القوة تعتبر قوة خام لانستطيع الإستفادة منها مباشرة، وهي تعتمد على عدة عوامل،منها حجم المحرك وأوزان الكرانك والمكابس،حيث أن الوزن في أي كتلة عبارة عن طاقة كامنة، ويعتمد أيضاً على نوع المحركأي أن المحرك الذي يتنفس بشكل طبيعي يختلف عزم دورانه عن المحرك المعزز بتوربوأو سوبرتشارجر بالإضافة لعوامل أخرى كثيرة.أما القوة الحصانية فهي ناتجة عن علاقة بين عزم الدوران وسرعة دوران المحركويستند مهندسي المحركات على معادلة بسيطة لمعرفة القوة الحصانية لأي محرك وهي:القوة الحصانية = [عزم الدوران(رطل/قدم) × عدد دورات المحرك(دورة/دقيقة)] ÷5252حيث أن الـ5252 عبارة عن معامل او ثابت عن رقم مختزل من عدة تحويلات معقدة كاللوغاريتم....أي أن محرك عادي حجمه2000 سم مكعب خالي من أي تعقيدات تزيد في قوته،يبلغ عزمه حوالي180 رطل/قدم عند3000 دورة في الدقيقةينتج قوة102.8 حصان180×3000 ÷5252 =102.8 حصانمع ملاحظة أن الخرج الأقصى لعزم المحرك يأتي عند مستوى دوران مختلفعن الخرج الأقصى للقوة الحصانية لنفس المحرك.السؤال المهم الذي يدور في بال الجميع هو ( أيهما أهم العزم أم القوة الحصانية؟ )خصوصاً إذا علمنا أن هناك محركات تتمتع بعزم عالي بينما قوتها الحصانية متدنيةكمحركات الديزل ، بينما هناك محركات على العكس.فأي السيارات أفضل تلك السيارات التي تتميز محركاتها بعزم عالي أم تلك التي بقوة حصانية عالية؟الجواب معقد بعض الشيء، وهو أن حاجتك للسيارة هي ما يحدد.فلو كنت من محبي السرعة مثلاً فإنك تحتاج للإثنين معاً،فالعزم مهم جداً للتسارع خصوصاً في بداية الحركة وفي أثناء التجاوز،أما السرعة فتلعب القوة الحصانية الدور الأكبر، ولكن ما يحدد سرعة الوصول إلى السرعات العالية هو العزم مجدداً.لأنك احياناً تجد سيارات تصل سرعاتها إلى سرعات عالية، لكنها تستغرق وقتاً طويلاً،بينما سيارات أخرى تصل الى نفس السرعات في وقت أقصر بكثير وذلك بسبب العزم،طبعاً دون الدخول في تعقيدات نسب تروس الجير والديفرنس.أما إذا كنت من مرتادي البر فأنت محتاجاً إلى العزم بدرجة أولى،فتصوروا معي الهمر H1 مثلاً بنسختها الأولى وهي عبارة عن سيارة يصل وزنها إلى3 أطنان وقد تتعداها،أما محركها الأساسي المأخوذ من جنرال موتورز سعة6500 سم مكعبوهو من فئة الديزل دون توربو، قوته الحصانية هي150 حصان فقط.قد يبدو هذا لا يصدق فالهمر هي في الإستخدامات العسكرية، وهي التي لا يعوقها شيء.والسبب في ذلك هو تمتع محركها بعزم هائل يصل إلى حوالي الـ550 رطل/قدموذلك عند دورات قليلة لاتتعدى الـ1600 دورة/دقيقة.أما أحسن مثال لسيارة ذات قوة حصانية عالية مع عزم دوران منخفض فهي المازدا RX8فمحركها الرحوي Rotary المكون من مكبسين اثنين فقط بسعة إجمالية تبلغ1300 سم مكعب فقط،ينتج قوة حصانية عالية نسبياً تصل الى250 حصان دون إضافة توربو او سوبر جارجرودون إدخال تقنية تعدد الصمامات حيث أن المحركات الرحوية لاتحتوي على صمامات اساساً .ولكن عزم هذا المحرك لا يتعدى الـ220 رطل/قدم والسبب في ذلك كما أشرنا في البدايةيرجع الى صغر المحرك وخفة وزنه.ولكن ضعف العزم هذا لم يؤثر على أداء السيارةلأن وزنها لايتعدى الـ1350 كلجم وهو وزن يستطيع هذا المستوى من العزم التعامل معهوبالتالي تستطيع السيارة الوصول الى سرعة250 كلم/سوتتسارع الى100 كلم/س في وقت لا يتعدى الـ6 ثواني فقطتذكروا أن كل هذا الأداء يأتي من محرك رحوي سعته1300 سم مكعب .الخلاصة :لا يوجد حتى الان مقياس معين او جهاز يقيس القدرة الحصانية للمحركات ،والـدينمومتر لا يقيس إلا العزم على مختلف سرعات المحرك .إذن كيف تحسب القدرة الحصانية؟بما أن القدرة الحصانية هي قيمة مشتقة من العزم وسرعة دوران المحركفإذن العملية ليست إلا عملية حسابية بسيطة.خذ هذا المثال البسيط لتوضيح الصورة :افترض أنه لا يوجد شيء أسمه عداد السرعة في السيارات ،ونريد أن نحسب سرعة السيارة عندما ندوس بمقدار معين على دواسة البنزين ،فأسهل طريقة هي أنك تحسب الوقت اللازم لقطع مسافة معينة ، وهنا نستطيع حساب السرعةستلاحظ أن السرعة (في هذه التجربة) يستحيل حسابها إذا عرفنا المسافة المقطوعة فقطدون معرفة الزمن والعكس أيضاً صحيح.ما هي المعادلة المستخدمة في حساب القدرة الحصانية؟القدرة الحصانية = ( العزم × سرعة دوران المحرك) ÷5252مع ملاحظة: أن وحدة قياس العزم هي (رطل على القدم المربع ) وسرعة دوران المحرك هي (دورة لكل دقيقة).ولتطبيق هذه المعادلة هذا مثال بسيط لمحرك:لو العزم عند1500 RPM هو150 رطل*قدم فإن القوة الحصانية هي = (150*1500)/5252 =42.8 حصان.لو العزم عند2000 RPM هو153 رطل*قدم فإن القوة الحصانية هي =60.9 حصان.لو العزم عند2500 RPM هو155 رطل*قدم فإن القوة الحصانية هي =73.7 حصان.لو العزم عند3000 RPM هو157 رطل*قدم فإن القوة الحصانية هي =89.6 حصان.لو العزم عند3500 RPM هو161 رطل*قدم فإن القوة الحصانية هي =107.3 حصان.وهكذا حتى تصل لأقصى سرعة للمحرك.و بما أن مستوى العزم يختلف مع تغير سرعة دوران المحرك ،فأيهما أفضل ، محرك يكون أقصوى مستوى للعزم عند سرعات دوران عالية أو عند سرعة دوران منخفضة؟الجواب هو : لا هذا ولا هذاك!المحرك المثالي (والأفضل) هو الذي ينتج عزم دوران (متساوي) من البدايةإلى اقصى دوران لكن بطبيعة الحال لا يوجد شيء مثالي من صنع الأنسان ،لذلك جميع الصانعين يحاولون تحسين منحنى العزمبقدر المستطاع للوصول لنتيجة أقرب إلى المنحنى المثالي للعزم.لذلك ما نقرأه في كتالوجات الصانعين هو أقصى رقم للعزم ،وهذه المعلومة بحد ذاتها لا تعطي الصورة الكاملة عن أداء المحرك.فلو قلنا أن محرك ما يستخرج أقصى عزم عند2500 RPM ،فهذا معناه أن مستوى العزم عند أي سرعة أعلى من2500 RPM هي بالتأكيد أقل من هذا الرقم .ومثلا الجراند شيروكى4.7 لتر وعدد الأحصنه235 فى حين ان الفورد اكسبلورر4.6لتر وعدد الأحصنه292والتويوتا فورتشنر4.7 لتر260 حصان علما بان الكل8 سلندرونفس الكلام ينطبق على أي محرك أخر يكون أقصى مستوى للعزم عند سرعة عالية (مثلا6500 RPM).بعد إيضاح العلاقة المباشرة بين العزم و القدرة الحصانية ،كيف نستخدم المعلومات البسيطة هذه في الحكم على محرك معين وعن ادائه ؟بما أن المعادلة المستخدمة في حساب القدرة الحصانية مكونة من متغيرين أثنين(العزم و السرعة دوران المحرك)وبما أن العلاقة بينهم علاقة طردية(أي كلما إزدادت قيمة أحد هذين المتغيرين أو كلاهما فأن القدرة الحصانية ستزيد)بأمكاننا تفسر الكثير من الظواهر .فمثلاً:محرك الفيراري سعته3.6 لتر وبقوة400 حصان ،محرك البورشه911 توربو بنفس السعة وبقوة420 حصان ،على الرغم من أن مستوى العزم في البورش أكبر بكثير من مستوى العزم في الفيراريبسبب التوربو وأيضاً على سرعة دوران منخفضة ،لكن المفاجئة أن القدرة الحصانية للمحركين متقارب لحد كبير (وكذلك الأداء)؟السبب : هو طريقة وأسلوب استخراج القدرة الحصانية من المحركين ،المودينا(الفيراري) تولد القوة هذه (400 حصان) على8500 RPMفلو أردنا حساب العزم المستخرج عند هذه السرعة فالنتيجة هي (5252 ×400) /8500 =247 رطل*قدموعند مقارنته مع المستوى الأقصى للعزم275 رطل*قدم عند4900 RPMفأن الفرق هو10% ، أي أن مستوى العزم من4900 RPM لغاية8500 RPM كان التغير في حدود10%.لنطبق نفس الكلام على البورش ،القوة الحصانية هي420 عند6000 RPM ،أي أن العزم عند هذا المستوى (367 رطل*قدم)وإذا عرفنا العزم الأقصى هو413 رطل*قدم عند سرعة2700 -4600 RPMفأن الفرق هو11% ، تخيل أن محرك البروش مجهز للدوران لسرعة8500 RPMوأن التيربو تم تغييره وأصبح المحرك ينتج367 رطل*قدم عند هذه السرعة ،توقع كم تكون القوة الحصانية القصوى؟594 حصان!نفس الكلام يفسر قدرة محركات الـ DOHCو VTEC و الـGT3 و الـM3 والـM5 والـSR20VE وغيرهمالوصول إلى معدل100 حصان لكل لتر بدون توربو أو أي شواحن.لكن لا ننسى الهندسة الداخلية لهذه المحركات والأنظمة المضاف إليهالكي تصل إلى هذه النتيجة مثل أنظمة الصمامات المتعدده والتيربو وحقن الوقودو تغيير توقيت الصمامات والمكونات الداخلية المقواة والموزونة ونسبة الأنضغاط المرتفعة وغيرها.....
‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗اللهم لك الحمد°○♫«اللهم إن كنت قد أصبت فبفضلك وإن كنت أخطأت فإنه بتقصير مني .لك الحمد ياربي على نعمك»♪°○كفر عن ذنوبكاضغط هنااا ولن تندم دقيقتين من وقتك فقط تغفر ذنوبك ولو كانت مثل زبد البح
سرعة المحرك نقاس بعدد دورات المحرك في الدقيقة ... مثلا.::::
محركمن طراز (ج) يدور بسرعة100 دورة في الدقيقة
