محرك يعمل بسحب الهواء الطبيعي

المحرك ذو السحب الطبيعي ، والمعروف أيضًا باسم المحرك ذو السحب الطبيعي ، ويختصر إلى N/A أو NA ، هو محرك احتراق داخلي يعتمد فيه دخول الهواء فقط على الضغط الجوي ولا يحتوي على شحن قسري من خلال شاحن توربيني أو شاحن فائق . [ 1 ]
وصف
في المحرك ذي السحب الطبيعي، يُسحب الهواء اللازم للاحتراق ( دورة ديزل في محركات الديزل أو أنواع محددة من دورة أوتو في محركات البنزين، وتحديدًا حقن البنزين المباشر ) أو خليط من الهواء والوقود (محركات البنزين التقليدية ذات دورة أوتو) إلى أسطوانات المحرك بفعل الضغط الجوي الذي يقاوم فراغًا جزئيًا ينشأ أثناء تحرك المكبس نزولًا نحو النقطة الميتة السفلى خلال شوط السحب . ونظرًا لوجود مقاومة طبيعية في مسار سحب المحرك، بما في ذلك مشعب السحب ، يحدث انخفاض طفيف في الضغط أثناء سحب الهواء، مما ينتج عنه كفاءة حجمية أقل من 100 %، وبالتالي شحنة هواء غير مكتملة في الأسطوانة. وتتأثر كثافة شحنة الهواء، وبالتالي أقصى قدرة نظرية للمحرك ، بالإضافة إلى تأثرها بمقاومة نظام السحب، بسرعة المحرك والضغط الجوي، الذي ينخفض مع ازدياد الارتفاع عن سطح البحر .
يختلف هذا عن محرك الشحن القسري ، حيث يُستخدم شاحن فائق يعمل ميكانيكيًا أو شاحن توربيني يعمل بغاز العادم لزيادة كتلة هواء السحب بما يتجاوز ما يمكن إنتاجه بالضغط الجوي وحده. كما يمكن استخدام أكسيد النيتروز لزيادة كتلة الأكسجين في هواء السحب بشكل مصطنع. ويتم ذلك عن طريق حقن أكسيد النيتروز السائل في مدخل الهواء، مما يوفر كمية أكسجين أكبر بكثير في حجم معين مقارنةً بالهواء الجوي. تبلغ نسبة الأكسجين المتاح في أكسيد النيتروز بعد تحلله 36.3% من الكتلة، مقارنةً بنسبة 20.95% في الهواء الجوي. يغلي أكسيد النيتروز أيضًا عند درجة حرارة -88.5 درجة مئوية (-127.3 درجة فهرنهايت) عند الضغط الجوي، ويوفر تبريدًا كبيرًا بفضل حرارة التبخر الكامنة، مما يساعد أيضًا في زيادة كثافة شحنة الهواء الكلية بشكل ملحوظ مقارنةً بالسحب الطبيعي.
التطبيقات
معظم محركات البنزين في السيارات ، بالإضافة إلى العديد من المحركات الصغيرة المستخدمة لأغراض غير السيارات، تعمل بنظام السحب الطبيعي للوقود. [ 2 ] أما معظم محركات الديزل الحديثة التي تُشغل المركبات على الطرق السريعة، فتُزود بشاحن توربيني لتحسين نسبة القدرة إلى الوزن ، وزيادة عزم الدوران ، فضلاً عن تحسين كفاءة استهلاك الوقود وخفض انبعاثات العادم . يُعد الشحن التوربيني شائعًا في محركات الديزل المستخدمة في السكك الحديدية ، والمحركات البحرية ، والتطبيقات التجارية الثابتة ( مثل توليد الطاقة الكهربائية ). كما يُستخدم الشحن القسري في محركات الطائرات الترددية لتعويض جزء من فقد الطاقة الذي يحدث أثناء صعود الطائرة إلى ارتفاعات أعلى.
المزايا والعيوب
تشمل مزايا وعيوب المحرك ذي السحب الطبيعي مقارنةً بمحرك بنفس الحجم يعتمد على الشحن التوربيني ما يلي:
المزايا
- أسهل في الصيانة والإصلاح
- انخفاض تكاليف التطوير والإنتاج
- زيادة الموثوقية، ويرجع ذلك جزئياً إلى قلة الأجزاء المتحركة المنفصلة
- استجابة دواسة الوقود أكثر مباشرة من نظام التوربو بسبب عدم وجود تأخر التوربو (وهي ميزة مشتركة أيضًا مع الشواحن الفائقة).
- احتمالية أقل لارتفاع درجة الحرارة أو الاحتراق غير المنضبط (الرنين/الخبط)
العيوب
- انخفاض الكفاءة
- انخفاض نسبة القوة إلى الوزن
- انخفاض إمكانية الضبط
- زيادة فقدان الطاقة على ارتفاعات أعلى (بسبب انخفاض ضغط الهواء) مقارنةً بمحركات الشحن التوربيني
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "ما هو المحرك ذو السحب الطبيعي؟" . ask.cars.com . 2008-09-02. مؤرشف من الأصل في 2013-06-22 . تم الاطلاع عليه في 2015-10-18 .
- ↑ "ما هو المحرك ذو السحب الطبيعي ؟" . برايفت فليت . تم الاسترجاع في 17-02-2017 .
معظم محركات السيارات هي محركات ذات سحب طبيعي؛ ومع ذلك، فإن الشحن التوربيني والشحن الفائق هما حاليًا طريقة شائعة جدًا لزيادة قوة المحرك لعدد من ماركات السيارات.
- تكنولوجيا المحركات
- محرك الاحتراق الداخلي
