نظام إم

الموسوعة الحرة
محرك M-System بعد إزالة رأس الأسطوانة . لاحظ المكبس ذو غرفة الاحتراق الكروية المميزة . ( 4 VD 14,5/12-1 SRW )

نظام MAN M ، المعروف أيضًا باسم عملية M أو عملية احتراق M ، هو نظام حقن مباشر لمحركات الديزل . في محركات نظام M، يُحقن الوقود على جدران غرفة الاحتراق الموجودة داخل المكبس ، والتي تتخذ شكل كرة. وقد أصبح نظام M قديمًا مع ظهور أنظمة حقن الوقود الحديثة لمحركات الديزل. نظرًا لخصائصه، اقتصر استخدام نظام M على التطبيقات الثابتة ومحركات المركبات التجارية، ولم تُصنع محركات سيارات الركاب بهذا التصميم. الحرف M هو اختصار للكلمة الألمانية Mittenkugelverfahren ، [ 1 ] والتي تعني عملية احتراق الكرة المركزية .

مبدأ التشغيل

تخطيطي

على عكس محركات الديزل التقليدية، حيث يُحقن الوقود بعيدًا قدر الإمكان عن جدران غرفة الاحتراق لتحسين الكفاءة، في محركات نظام M، يُحقن الوقود على جدران غرفة الاحتراق نفسها . تقع غرفة الاحتراق داخل تجويف المكبس وهي كروية الشكل. عادةً ما تحتوي محركات نظام M على حاقنات أحادية أو ثنائية الرش. يؤدي هذا، بالإضافة إلى ضغط الحقن المنخفض نسبيًا، إلى تكوين طبقة رقيقة من الوقود على جدران غرفة الاحتراق. مع ذلك، يُحقن جزء صغير من الوقود في الهواء لبدء الاحتراق ، مما يرفع درجة الحرارة داخل الأسطوانة. تتسبب درجة الحرارة المرتفعة بعد ذلك في تبخر طبقة الوقود واحتراقها . في محركات الديزل التقليدية، يُخلط الهواء والوقود أثناء الحقن عن طريق توليد سرعة عالية للوقود بضغط حقن عالٍ. أما في محركات نظام M، فيحدث خلط الهواء والوقود بعد الحقن. نظراً لانخفاض سرعة تبخر الوقود من جدران غرفة الاحتراق، يجب أن تكون سرعة الهواء عالية لتحقيق سرعة نسبية عالية بين الهواء والوقود، مما يُساعد على مزجهما. لذلك، تتميز محركات نظام M بمنافذ سحب دوامية خاصة. [ 2 ]

تعتمد فكرة هذا المبدأ التشغيلي على إنتاج خليط من الهواء والوقود أكثر تجانسًا، مع توزيع متساوٍ للهواء والوقود مقارنةً بمحركات الديزل التقليدية. ولذلك، تتميز محركات نظام M بكفاءة عالية في استخدام الهواء، ويمكنها العمل تحت أحمال ثقيلة دون تراكم السخام. ونظرًا لانخفاض كمية الوقود المختلطة بالهواء عند بدء الاشتعال، يكون ارتفاع الضغط منخفضًا نسبيًا، مما ينتج عنه ضوضاء احتراق منخفضة. [ 2 ]

تعاني محركات نظام M من فقدان كبير في انتقال الحرارة وتدفق الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة وبالتالي زيادة استهلاك الوقود. علاوة على ذلك، فإن الأحمال الحرارية لكل من المكبس ورأس الأسطوانة مرتفعة للغاية، مما يجعل محركات نظام M غير مناسبة للشحن التوربيني . تحت الأحمال المتوسطة، تُصدر محركات نظام M مستويات عالية من الهيدروكربونات . [ 2 ]

تتمتع محركات M-System باستهلاك وقود محدد (b e ) يبلغ حوالي 156  جم/PS·h (212  جم/kW·h)، [ 3 ] أي ما يعادل كفاءة تبلغ حوالي 40 بالمائة.

تشغيل متعدد الوقود

في محركات نظام M، لا يتعرض الوقود للحرارة أثناء مرحلة الحقن، مما يسمح ليس فقط باستخدام وقود محركات الديزل العادي ، ولكن أيضًا باستخدام مشتقات البترول ذات متوسط ​​نقاط غليان تتراوح من 313 إلى 673  كلفن، بالإضافة إلى البنزين الذي لا يزيد عن 86 أونصة RON كوقود. [ 4 ] 

تم تصميم نسخة خاصة من نظام M، وهي نظام FM، لتحسين خصائص نظام M في العمل مع أنواع وقود متعددة . FM اختصار للكلمة الألمانية Fremdzündungsmittenkugelverfahren ، والتي تعني عملية احتراق مركز الكرة بإشعال شراري . تتميز محركات نظام FM بالإشعال الشراري، مع احتفاظها بخصائص محركات الديزل، مثل تكوين الخليط الداخلي والتحكم الدقيق في عزم الدوران. لذلك، لا تُصنف محركات FM ضمن محركات الديزل أو محركات أوتو، بل تعمل بنظام احتراق هجين. وبالمقارنة مع محركات نظام M العادية، يكون أداء العادم فيها أفضل. [ 2 ] تقع شمعات الإشعال المستخدمة في محركات نظام FM على الجانب المقابل لفوهة الحقن، وعادةً ما تحتوي على قطبين كهربائيين متوازيين، أو ثلاثة أقطاب كهربائية. [ 5 ]

تاريخ

شاحنة IFA W50 ، مزودة بمحرك M-System

يُقال إن المهندس الألماني كورت بلوم هو من ابتكر نظام M في عام 1940. وفي عام 1941، قام بتدوين فكرته لأول مرة. [ 4 ] بعد الحرب العالمية الثانية ، واصل ج. سيغفريد مويرر، الذي كان يعمل آنذاك مهندسًا في شركة MAN ، تطوير نظام M وأعدّه للإنتاج التسلسلي. [ 6 ] حصل مويرر على براءة اختراع (DBP 865683) لنظام M في عام 1951. [ 7 ] تم تشغيل أول نماذج أولية لمحركات نظام M على منصة الاختبار في عامي 1954 و1955. [ 8 ] حصلت شركة IFA الألمانية الشرقية على ترخيص لنظام M وقامت بتصنيع محرك الديزل 4 VD 14,5/12-1 SRW بدءًا من عام 1967، وهو المحرك الذي حقق أعلى رقم إنتاج باستخدام نظام M. [ ٩ ] في منتصف الستينيات، ادعى ج. بوتغر أن محركات MAN M لا تعمل وفقًا للمبدأ الموصوف في براءة اختراع ميورر (DBP 865683)، مما أدى إلى دعوى قضائية بشأن براءة الاختراع. [ ١٠ ] استُخدمت محركات نظام FM من أواخر الستينيات إلى منتصف الثمانينيات. [ ٥ ]

مراجع

  1. ^ أولاف فون فيرسن (محرر): Ein Jahrhundert Automobiltechnik: Personenwagen ، Springer، Düsseldorf 1986، ISBN 978-3-642-95773-4ص 279
  2. 1 2 3 4 ريتشارد فان باشويسن، فريد شيفر (محرر): Handbuch Verbrennungsmotor: Grundlagen، Komponenten، Systeme، Perspektiven ، الطبعة الثامنة، Springer، Wiesbaden 2017. ISBN 978-3-658-10902-8الفصل 15.1، صفحة 761
  3. ^ بوسين، ريتشارد (1965). Automobiltechnisches Handbuch (باللغة الألمانية). برلين: دار النشر الفنية هربرت كرام. ص. 60. ردمك  978-3-11-002712-9.
  4. 1 2 هانز كريستيان غراف فون سيهير-ثوس (auth.): Die Technik des MAN Nutzfahrzeugbaus in: Nutzfahrzeuge AG (ed.): Leistung und Weg: Zur Geschichte des MAN Nutzfahrzeugbaus ، Springer، Berlin/Heidelberg 1991. ISBN 978-3-642-93490-2ص 438
  5. 1 2 ريتشارد فان باشويسن (محرر): Ottomotor mit Direkteinspritzung und Direkteinblasung: Ottokraftstoffe، Erdgas، Methan، Wasserstoff ، الطبعة الرابعة، Springer، Wiesbaden 2017. ISBN 9783658122157ص 23-24
  6. ^ أخيم جاير: Nutzfahrzeuge in der DDR، الفرقة 2 . الطبعة الثانية، شريدر، شتوتغارت 2002. ISBN 9783613872103ص 100
  7. ^ هانز كريستيان غراف فون سيهير-ثوس (auth.): Die Technik des MAN Nutzfahrzeugbaus ، في MAN Nutzfahrzeuge AG (ed.): Leistung und Weg: Zur Geschichte des MAN Nutzfahrzeugbaus ، Springer، Berlin/Heidelberg 1991. ISBN 978-3-642-93490-2ص 465.
  8. ^ ATZ، Automobiltechnische Zeitschrift، المجلد 75، 1973. ص. 152
  9. ^ بيتر كيرشبيرج: Plaste, Blech und Planwirtschaft: die Geschichte des Automobilbaus in der DDR ، الطبعة الثانية، نيكولاي، برلين 2001. ISBN 978-3-87584-027-8ص 757
  10. ^ Kammer der Technik (ed.): Zum Patentstreit über das MAN-M-Verfahren ، في Kraftfahrzeugtechnik، 05/1965، الصفحة 164