افتح القائمة الرئيسية

تغييرات

تم إضافة 40 بايت ، ‏ قبل 8 سنوات
ط
ناني بوت: تغييرات تجمييلية
وتثبت الحدافة على العمود المرفقي للتقليل من خاصية النبض في {{وإو|تر=Four-stroke engine|عر=محرك رباعي الأشواط|نص=المحركات رباعية الأشواط}}، وأحيانا كمخمد للاهتزازات و{{وإو|تر=Torsion (mechanics)|عر=التواء|نص=الالتواءات}} على طول العمود المرفقي الناتجة من أغلبها من الأسطوانات وبعضها من المخرج.
 
== تصميم ==
[[ملف:Four stroke engine diagram.jpg|تصغير|مكونات ال[[محرك رباعي الأشواط]]، ثنائي محور الحدبات. (E) محور الحدبات للصرف، (I) محور الحدبات للمدخل، (S) [[شمعة احتراق]]، (V) {{وإو|تر=Poppet valve|عر=صمام قفاز}}، (P) [[مكبس]]، (R) [[ذراع التوصيل]]، (C) عمود مرفقي، (W) مجاري الماء من أجل التبريد.]]
 
تكون المحركات الكبيرة عادة متعددة الأسطوانات لتقليل النبضات الناتجة عن {{وإو|تر=Stroke (engine)|عر=شوط (محرك)|نص=أشواط}} الإشعال المستقلة، فتربط عدة مكابس إلى عمود مرفقي ذو شكل معقد. والعديد من المحركات الصغيرة مثل تلك المستخدمة في الدرجات النارية الصغيرة تكون وحيدة الأسطوانة وتستخدم مكبس واحد، مما يبسط من تصميم العمود المرفقي.
 
=== كرسي المحمل ===
يدور العمود المرفقي حول محوره الخطي، وهو مزود بعدة مرتكزات [[محمل|للمحامل]] تتوضع على محامل قابل للتبديل موجودة في كتلة المحرك. يتعرض العمود المرفقي لكمية كبيرة من الأحمال الجانبية من مل أسطوانة في المحرك متعدد الأسطوانات، ولذلك يجب أن يدعم بعدة محامل قوية، وليس محملين فقط عند الجانبين. هذا العامل أدى إلى صعود نجم {{وإو|تر=V8 engine|عر=محرك على شكل V ذو ثماني أسطوانات|نص=المحركات على شكل V ذو الثماني أسطوانات}} وهي تتصف بعمود مرفقي قصير مقابل {{وإو|تر=Straight-eight engine|عر=محرك ذو ثماني أسطوانات مستقيمة|نص=المحركات ذات الثماني أسطوانات مستقيمة}}. لقد عانى العمود المرفقي للنوع الأخير من المحركات من كمية غير مقبولة من الانحناء عندما بدأ مصممو المحرك باستخدام {{وإو|تر=Compression ratio|عر=نسبة الانضغاط|نص=نسب انضغاط}} أعلى وسرعات دورانية عالية. ولهذا السبب يكون للعمود المرفقي في المحركات ذات الأداء العالي محامل أساسية أكثر من المحركات ذات الأداء الأخفض.
 
=== شوط المكبس ===
تحدد المسافة بين محور العمود المرفقي ومحور الحذفة قياس {{وإو|تر=Stroke (engine)|عر=شوط (محرك)|نص=شوط}} المكبس، أي {{وإو|تر=engine displacement|عر=إزاحة المحرك}}. ومن الطرق الشائعة لزيادة عزم السرعة المنخفضة للمحرك زيادة الشوط. هذا يزيد أيضا {{وإو|تر=engine balance|عر=توزان المحرك|نص=الاهتزازات الترددية}}، مما يقلل من استطاعة المحرك للوصول إلى سرعات عالية، ولكن هذا يحسن من عمل المحرك عند السرعات المنخفضة، حيث يؤدي شوط السحب الأطول عبر الصمامات الأصغر إلى اضطراب أكبر ومزج لشحنة السحب.
 
=== شكل المحرك ===
كل من شكل وعدد المكابس ذو علاقة بالآخر وبالعمود المرفقي فيكون {{وإو|تر=V engine|عر=محرك على شكل حرف V|نص=المحرك على شكل حرف V}} أو {{وإو|تر=flat engine|عر=محرك مسطح}} أو {{وإو|تر=straight engine|عر=محرك ذو أسطوانات مستقيمة}}. ويمكن استخدام كتلة المحرك البسيطة نفسها مع أعمدة مرفقية مختلفة لتعديل {{وإو|تر=firing order|عر=نسق الاشتعال}}.
 
=== توازن المحرك ===
قد يكون تزويد العمود المرفقي في بعض المحركات {{وإو|تر=Counterweight|عر=ثقل موازن|نص=بثقل موازن}} ضروريا ليوزان الكتلة المتحركة حركة ترددية في كل مكبس و[[ذراع التوصيل]] لتحسين توازن المحرك. وتصب هذه الأثقال الموازنة عادة كجزء من العمود المرفقي، ولكن أحيانا تثبت بالبراغي على العمود المرفقي. ومع أن الأثقال الموازنة تزيد من وزن العمود المرفقي، إلا أنها تعطي المحرك دورانا أفضل وأسلس، وتمكنه من الدوران بسرعات أعلى.
 
=== المحركات الدورانية ===
لقد كانت الأعمدة المرفقية في العديد من محركات الطائرات (وبضعة تطبيقات أخرى) مثبتة مباشرة على {{وإو|تر=Airframe|عر=هيكل الطائرة}} ولم يكن هناك مكابس في هذا المحرك، وعرف هذه بتصميم {{وإو|تر=Rotary engine|عر=محرك دوراني|نص=المحرك الدوراني}}. المحركات الدورانية مثل {{وإو|تر=Wankel engine|عر=محرك وانكل}} تعرف باسم المحركات الدورانية بدون مكابس.
 
== تصنيع الأعمدة المرفقية ==
[[ملف:Marine Crankshafts 8b03602r.jpg|تصغير|250 بك|العمود المرفقي في {{وإو|تر=Teledyne Continental Motors|عر=محركات تيليداين كونتنانتل|نص=محركات كونتنانتل}} البحرية، 1942م.]]
يمكن للأعمدة المرفقية أن تكون مكونة من قطعة واحدة أو مجمع من عدة قطع. والأعمدة المرفقية المكونة من قطعة واحدة هي الشائعة، ولكن بعض المحركات، الصغيرة منها والكبيرة، تستخدم أعمدة مرفقية مجمعة.
 
=== الحدادة والسباكة ===
يمكن تصنع الأعمدة المرفقية [[حدادة|بحدادة]] قضيب من الفولاذ باستخدام الحدادة بالدرفلة {{إنج|roll forging}} أو [[سباكة|السباكة]]. في الوقت الحالي يلجأ المصنعون إلى الحدادة بسبب خفة الأعمدة المرفقية الناتجة، وأحجامها الأصغر، وتخميدها الأفضل. ويستخدم الفولاذ مع خلائط [[فاناديوم|الفاناديوم]] غالبا حيث يمكن تبريده بالهواء بعد الوصول إلى متانة عالية بدون معالجة حرارية إضافية، باستثناء تقسية سطوح استناد [[محمل|المحامل]]. ويستخدم أيضا خلائط الفولاذ الكربوني، ولكنها تحتاج [[معالجة حرارية]] إضافية للوصول إلى الخصائص المطلوبة. وتوجد في الوقت الحالي أعمدة مرفقية حديدية في إنتاج المحركات الأرخص (مثل تلك الموجودة في محركات الديزل فورد فوكس) حيث تكون الأحمال أقل. وبعض المحركات تستخدم أيضا الأعمدة المرفقية المصنعة من [[حديد زهر|حديد الزهر]] في الأحمال القليلة في حين تستخدم الأعمدة المرفقية الفولاذية المصنعة بالحدادة في المحركات ذات الأحمال الأكبر.
 
=== التشغيل ===
يمكن تصنيع الأعمدة المرفقية [[تشغيل آلي|بتشغيل]] المُدلفنة {{إنج|billet}} (المدلفنة هي كتلة من الحديد الخام المعد للكبس أو للطرق أو للدلفنة)، ويستخدم قضيب من الفولاذ المذاب بالفراغ ذو النوعية العالية غالبا. ومع أن الجريان الليفي (وهو لا تجانسية في التركيب الكيميائي للمادة ينتج أثناء السباكة) لا يتبع شكل العمود المرفقي (وهو أمر غير مرغوب فيه)، ولكنه لا يشكل مشكلة لأننا نستخدم الفولاذ ذا النوعية العالية والذي يكون صعب الحدادة عادة. تكون هذه الأعمدة المرفقية غالية الثمن بسبب الكمية الكبيرة من المادة المزالة لإنجاز العمل باستخدام [[مخرطة|المخارط]] و[[فارزة|الفارزات]]، وبسبب ارتفاع سعر هذه المادة، والمعالجات الحرارية الإضافية الضرورية. ولكن طريقة الإنتاج هذه وبسبب استخدام أدوات غير غالية تسمح بإنتاج كميات صغيرة من الأعمدة المرفقية دون كلفة عالية.
 
=== مقاومة الكلال أو التعب ===
تزداد مقاومة الأعمدة المرفقية للكلال بتدوير الزوايا عند أطراف [[محمل|المحامل]] الأساسية ومسمار المرفق {{إنج|crankpin}}. يقلل تدوير الزوايا تركز الإجهاد في هذه المناطق الحساسة، ولكنه في نفس الوقت يترك بعض الإجهاد الضاغط المتبقي في السطح والذي يمنع تشكل التشققات.
 
=== تقسية ===
تقسى سطوح المحامل في معظم الأعمدة المرفقية المنتجة بطريقة الحث لأن هذه الطريقة تعطي نتائج جيدة بكلفة منخفضة. وتسمح أيضا بصقل العمود المرفقي دون الحاجة لإعادة عملية التقسية. ولكن الأعمدة المرفقية عالية الكفاءة، والمصنعة خصوصا من المدلفنة (المدلفنة هي كتلة من الحديد الخام المعد للكبس أو للطرق أو للدلفنة)، تصلد {{وإو|تر=nitridization|عر=نتردة|نص=بالنتردة}} بدلا من التقسية بالحث. النتردة أبطأ وأكثر كلفة، وتفرض بعض المتطلبات على السبيكة الفولاذية المعدنية المستخدمة لكي يتشكل نتريدًا مستقرًا. ميزة النتردة هو إمكانية إجرائها عند درجات حرارة منخفضة، وهي تعطي سطحًا قاسيًا جدًا، وتترك العملية بعض إجهادات الإنضغاط المتبقية في السطح وهي مفيدة في خصائص [[كلال (خواص المواد)|الكلال]]. ودرجة الحرارة المنخفضة أثناء العملية هي ميزة لعدم وجود أي تأثيرات سلبية على الفولاذ، مثل {{وإو|تر=Annealing (metallurgy)|عر=تخمير (معالجات حرارية)|نص=التخمير}}. أما بالنسبة للأعمدة المرفقية التي تدور على [[محمل#محمل دحروجي|محمل دحروجي]]، يفضل استخدام [[كربنة|الكربنة]] بسبب {{وإو|تر=Contact mechanics|عر=ميكانيكا التلامس|نص=إجهادات التلامس الهرتزية}} العالية في مثل هذه الاستخدامات. ومثل النتردة، فإن الكربنة أيضا تترك بعض إجهادات الإنضغاط المتبقي في السطح.
 
=== الأثقال الموازنة ===
بعض الأعمدة المرفقية الغالية الثمن، والعالية الأداء تستخدم أثقالا موازنة ثقيلة لجعل العمود المرفقي أكثر تراصا. المعدن الثقيل المستخدم عادة هو [[سبيكة|سبائك]] [[تنغستن|التنغستن]] وقد يستخدم [[اليورانيوم المنضب]] أيضا لهذا الغرض. ويمكن استخدام [[رصاص|الرصاص]] الأرخص ولكن التنغستن أكثر كثافة منه.
 
== الإجهادات المؤثرة على العمود المرفقي ==
يتعرض العمود المرفقي لمختلف القوى ولكنها تحلل في موضعين عادة. '''الأول'''، قد يحدث الفشل عند موضع الانحناء الأعظمي، حيث يكون الضغط في الأسطوانة أعظميا، وهذا قد يكون في وسط العمود أو عند إحدى النهايتين. '''الثاني''' قد ينهار العمود المرفقي بسبب اللي، لذلك يجب اختبار مقاومة القص لأذرع التوصيل في الوضع الأعظمي للي. ويكون الضغط في الأسطوانة أعظميا، ولكنه يبقى جزءا من الضغط الأعظمي الكلي.
 
== اقرأ أيضا ==
* [[محور الكامات]]
* [[كامة]]
* {{وإو|تر=Piston motion equations|عر=معادلات حركة المكبس}}
* [[مرفق (آلية)]]
* {{وإو|تر=Crankcase|عر=علبة المرافق}}
 
== وصلات خارجية ==
* [http://www.crantech.com.tr العمود المرفقي] (en)
* [http://www.dinamoto.it/DINAMOTO/2_on-line_papers/twin%20motors/twin.html عرض رسوم متحركة لخصائص الاهتزازات لعدة أعمدة مرفقية ومحركات ذات اسطوانتين]
* [http://www.babcox.com/editorial/ar/eb10330.htm توازن المحركات]
* [http://www.asterpix.com/console?as=1187646801883-e57383c789 الأعمدة المرفقية: بنيتها وطريقة سير محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأسطوانات من شركة فورد]
* [http://techni.tachemie.uni-leipzig.de/otto/otto_g0_eng.html الدورة رباعية الأشواط/ OTTO CYCLE]
* [http://kmoddl.library.cornell.edu/index.php Kinematic Models for Design Digital Library (KMODDL)] - مقاطع فيديو وصور لآلاف نماذج الأنظمة الميكانيكية من جامعة كورنل. كما يتضمن [http://kmoddl.library.cornell.edu/e-books.php مكتبة كتب إلكترونية] في النصوص الأساسيو في ميكانيكا التصميم والهندسة.
 
[[تصنيف:تقانة المحركات]]
26٬355

تعديل