غرف الاحتراق: ما الغرض منها وأنواعها

غرف الاحتراق هي المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكيميائي الأساسي لتشغيل المحرك. يتم ضغط خليط الهواء والوقود بواسطة شوط المكبس الصاعد ، ثم يشتعل ويتمدد، مما يُولّد حركة المكبس الهابطة. بعد ذلك، يتم تحويل هذه الحركة الرأسية إلى حركة دائرية بواسطة عمود المرفق.

على مر السنين، صُممت أنواع مختلفة من غرف الاحتراق لتحسين أداء المحرك ومتانته و/أو قوته، وخاصة في محركات الأشواط الأربعة . يؤثر شكلها بشكل كبير على كلا المتغيرين، لذلك يتم اختيار نوع معين حسب الهدف المنشود.

أنواع غرف الاحتراق

يتأثر اختيار نوع غرفة الاحتراق أيضًا بتصميم نظام صمامات المحرك . وكما هو موضح في الصورة التالية، تؤثر زاوية الصمام بشكل مباشر على موضع عمود الكامات ، بل وحتى على عدد أعمدة الكامات، سواء كان عمودًا واحدًا أو اثنين. وهذا بدوره يؤثر على نوع المحرك ، وحتى على نوع حلقات المكابس.

غرفة اسطوانية

النوع الأول من غرف الاحتراق هو الأسطواني . وهو من أكثر الأنواع شيوعًا لأنه الأقل تكلفة في التصنيع دون التضحية كثيرًا بالأداء. وهو مغلق من الأعلى بسطح مستوٍ، حيث تقع الصمامات بشكل متوازٍ مع بعضها البعض ومع المحور الرأسي للأسطوانة.

علاوة على ذلك، يمكن وضع شمعة الإشعال على جانب الأسطوانة (وهو الأكثر شيوعًا في المحركات القديمة) أو في الأعلى، موازيةً للصمامات. في هذا النوع من غرف الاحتراق، توضع شمعة الإشعال بالقرب من خليط الوقود والهواء ، مما يسمح لشرارتها بإشعاله فورًا.

غرفة الوتد

غرفة الاحتراق ذات الشكل الإسفيني هي النوع الثاني الذي يمكننا إيجاده. في هذا النوع، يكون سقف الغرفة، أو جزء منه، مائلاً ليشكل مثلثاً (عند النظر إليه من الجانب كما في الصورة). تقع الصمامات بشكل قطري على الجانب الأطول، وشمعة الإشعال على الجانب الأقصر.

في هذا النوع من غرف الاحتراق، تقع الصمامات في رأس الأسطوانة للتخلص من الاضطراب الناتج أثناء احتراق خليط الهواء والوقود. ومن مزاياها أن قضبان التوصيل تتعرض لإجهاد أقل ، مما يزيد من متانة المحرك.

كاميرا حوض الاستحمام

هو نوع من غرف الاحتراق يشبه إلى حد كبير الغرفة ذات الشكل الإسفيني . الفرق الوحيد هو أن سقف الغرفة يحتوي على جزء أفقي، مما يسمح بوضع الصمامات عموديًا . مع ذلك، تبقى شمعة الإشعال مائلة. يمنح هذا التصميم الصمامات مساحة أكبر ويسمح لها بالفتح على نطاق أوسع (رفع أكبر).

غرفة نصف كروية

توجد أيضًا غرف احتراق نصف كروية ، تُسمى أيضًا غرف الاحتراق ذات الشكل القُبّي . في هذه الغرف، توضع الصمامات بشكل قطري على الجوانب المائلة للقبة، ويقع شمعة الإشعال في قمتها . وبفضل هذا الشكل، يصبح ملء الأسطوانة أكثر كفاءة، إذ يسمح باستخدام صمامات أكبر.

علاوة على ذلك، فإن مسار الشرارة فيه (من شمعة الإشعال إلى رأس المكبس) قصير أيضًا ، لذا فإن مستوى اللهب أعلى، مما يسمح بقدرة أكبر من المحركات الأخرى ذات الأنواع المختلفة من غرف الاحتراق.

غرفة شعاعية

يُعدّ هذا النوع من غرف الاحتراق نموذجياً للمحركات الدوارة أو محركات وانكل . وهي في الواقع غرفة واحدة ، لكنّ حيزها مُقسّم إلى ثلاثة أقسام بواسطة الدوّار المثلث في المركز. وبخلاف ذلك، فإنّ دوراتها هي نفسها دورات محرك المكبس رباعي الأشواط : السحب، والضغط، والاحتراق، والعادم.

نظراً لخصائص هذا المحرك، تتشكل غرف الاحتراق هذه من الجدران الداخلية للجزء الثابت وسطح الجزء الدوار المثلثي . ولهذا السبب تتخذ شكلاً هلالياً عند بلوغها أقصى حجم لها. يمكنك مشاهدة شكلها وكيفية عملها في الفيديو التالي:

وماذا عن المحركات ثنائية الشوط؟

تتميز محركات الشوطين بميزة إضافية، وهي أنها تعمل عادةً باستخدام حجرة منفصلة تُسمى حجرة الضغط المسبق . يدخل خليط الهواء والوقود والزيت إلى هذه الحجرة عبر منفذ السحب ، حيث يُضغط مسبقًا لتزييت المحرك. ثم ينتقل الخليط إلى حجرة الاحتراق عبر منفذ السحب.

علاوة على ذلك، لا تحتوي محركات الشوطين على صمامات في غرفة الاحتراق ، بل شمعة الإشعال فقط. وذلك لأن خليط الوقود والهواء يدخل عبر منفذ السحب، بينما تخرج غازات العادم عبر منفذ العادم. يقع كلا المنفذين على ارتفاع محدد داخل الأسطوانة، ويتم فتحهما أو إغلاقهما تبعًا لموضع المكبس.

الصور - psiho.child، h080، lw5315us