محتويات
السبب في ان سرعه العربه ذات المحرك البخاري قليله
لأن المحرك البخاري كبير الحجم ولا يعطي قوة دفع عالية .
ما السبب في ان سرعه العربه ذات المحرك البخاري قليله هو حجم وقوة الدفع الضعيفة، فأن جميع المحركات البخارية تعرف بأنها مزدوجة المفعول فالسيارة البخارية على الرغم من عملها بالمحرك البخاري فهي تستمد قوتها عنطريق الحرارة ، ولكن بدلاً من حرق مصدر الحرارة ومن ثم تحويله إلى طاقة في أسطوانة المحرك ، كما هو الأمر في محرك الاحتراق الداخلي لسيارة العاملة بالبنزين فتحترق تحت المرجل كما تدفع القوة الممتدة أو المرنة لضغط البخار الذي ينتج من حرارة النار بدور المحرك ، مما يمنح السيارة الحركة، فيتم إطلاق الطاقة الحرارية للوقود من خلال الاحتراق وقد تستخدم هذه الحرارة لتوليد البخار داخل الخزان أو الغلاية فتتحول طاقة البخار لحركة بعد دخولها إلى المحرك وبالتبعية، فإن العناصر الأساسية الثلاثة لجهاز الدفع لسيارة بخارية هي النار أو الموقد وغلاية البخار أو المولد والمحرك. [1] [2]
بداية المحرك البخاري
السيارات البخارية كانت في بدايات القرن العشرين وقد كان المرجل هو أهم عنصر في السيارة البخارية وقد كان هذا الوزن أعلى من الوزن الناتج عن علبة التروس ومجموعة القابض لمركبات ذات المحرك بالاحتراق الداخلي، كما أن بفضل عزم الدوران الكبير الذي تم وجوده في كل الأنظمة فيتم توصيل المحرك البخاري مباشرة في عجلات القيادة بدون استعمال المكونين الميكانيكيين المذكورين فالسيارات ذات هذا النوع من الجر وبمجرد الوصول لضغط التشغيل ، يمكن في الواقع أن تبدأ بتسارع كبير لأن الطاقة كانت تخزن في المرجل بسبب البخار ، وبالتبعية فقد كانت الطاقة قابلة للتسليم بالكامل في أي وقت وفي أي نظام وإلى جانب ذلك ، فإن مراوح التبريد الضخمة المتصلة بالمحرك البخاري تزن أيضًا أكثر من علبة التروس واحتكاك السيارات بمحركات الاحتراق الداخلي.
لهذا فبشكل عام قد تسبب هذا الوزن الكبير في القضاء على ميزة أن المحرك البخاري كان يجب أن يعمل بدون علبة التروس فحين كان المحرك لا يزال ، كان ثابتًا ، وبالتالي لم يهدر الطاقة مع الدوران في الوضع المحايد ومن الكتلة العليا فقد تضمن أيضًا أن السيارات البخارية كانت هي قاعدة عامة وهو أثقل عالميًا من السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي ، وبالتالي يحتاج توصيلها مزيدًا من الاهتمام من السائق.[6]
أجزاء المحرك البخاري
- الخزان الساخن.
- النظام البخاري.
- الخزان البارد.
الخزان الساخن: هو الذي يُعرف كمصدر الحرارة في الخزان الساخن كما يتم توفير الحرارة التي يحتاجها النظام من خلال الخزان الساخن.
النظام البخاري: داخل النظام البخاري، فقد تختلط الحرارة مع الغازات الأخرى أو الهواء الذي يعد مادة عاملة ومن ثم يسخن النظام، وبالنسبة للمحركات البخارية ، فإن مادة العمل هي الماء ، وبالنسبة للمركبات التي تتحرك بالبنزين وتعتبر مادة العمل هي البنزين فمادة العمل تمتص الحرارة وتوسعها كما يمكن استخدام الحرارة الناتجة بالنظام في الآلات للعمل.
الخزان البارد: ما تبقى من الحرارة بعد استعمال الحرارة يتم إرساله للحوض وهو عبارة عن خزان بارد وهو يعمل بذات طريقة محرك الدراجة فقد يولد محرك الدراجة حرارة تجعل العجلات تتحرك فتخرج باقي الحرارة من خلال كاتم الصوت ثم يمتص الحوض الحرارة كما في مثال الدراجة ويمتص الهواء الجوي الحرارة أيضًا.[5]
كيف تعمل المحركات البخارية
- يتم تسخين الماء من خلال الضغط الثابت الذي يتم في داخل الغلاية.
- يتبخر الماء داخل بخار مشبع والذي يعرف بالبخار المشبع.
- فيتم تسخين البخار المشبع بصورة أكبر تسمى بالتسخين الفائق إلى الغاز.
- داخل المحرك فقد يُسمح للغاز بالسلوك مع عملية تمدد محكومة.
- يتم استنفاد البخار الموسع أو المستهلك من المحرك للمكثف.
- يتم تكثيف البخار المستهلك مرة أخرى للماء حيث يمكنه تكرار الدورة.
أنواع المحركات البخارية
- محرك الاحتراق الخارجي.
- محرك الاحتراق الداخلي.
يوجد نوعان من المحركات الحرارية فالأول هو الاحتراق الخارجي أما الثاني هو الاحتراق الداخلي ففي محرك حرارة الاحتراق الداخلي فيتم حرق الوقود داخل الاسطوانة وهذا النوع من المحركات منتشر في السيارات أما في محرك حرارة الاحتراق الخارجي فقد يتم إشعال الوقود خارج الاسطوانة فالمحرك البخاري يعتبر مثال لمحرك حراري خارجي.
من حيث الهندسة والديناميكا الحرارية فيعتبر المحرك الحراري كنظام محول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية كما يمكن استعمال الطاقة الميكانيكية في الآلات وهي تعمل كعملية دورية وهي تعمل على مبدأ علاقات العمل والحرارة وخلال تحويل الحرارة إلى طاقة عمل ، يرفض المحرك أو النظام أيضًا بعض الطاقة الحرارية فتنتقل الطاقة من درجة حرارة مرتفعة إلى درجة حرارة قليلة.
مميزات المحرك البخاري للعربة
تمتاز المحركات البخارية داخل السيارات بقدر ضخم من عزم الدوران ومع كل هذا العزم يمكن الإسراع بسرعة كبيرة ونظرًا لأن عزم الدوران متوفر على نطاق واسع من السرعات ، لم تكن هناك احتياج لناقل الحركة كما يمكنهم أيضًا حمل أحمال ثقيلة بسهولة فيتم التحكم في سرعة السيارة البخارية منخلال دواسة الوقود وحدها ولا يتوقف المحرك أبدًا فتشتمل السيارات البخارية على أجزاء متحركة أقل من السيارات التي تعمل بالبنزين كما أن السيارات البخارية هادئة جداً.
- معدل تدفق كتلة أصغر لذات كمية الحرارة المنقولة .
- لا احتياج إلى مضخات دورانية.
- خصائص نقل حراري هي أفضل بصورة ملحوظة للبخار.
- تعد زيوت نقل الحرارة لأنظمة الزيت الحراري مضرة بالبيئة ولهذا مطلوب التالي:
- مطلوب استعمال بدائل حرارية آمنة.
- يستلزم توفر أحواض انسكاب مزودة في أنظمة كشف التسرب في كل الوصلات.
- أختام العمود الخاصة مطلوبة داخل المضخات والصمامات.
- تعد زيوت نقل الحرارة من مخاطر الحريق.
- تكاليف تشغيل أقل لحرارة العملية وبالأخص لأنه يمكن توفير كفاءة عالية.[3][4]
عيوب المحرك البخاري للعربة
العيب الأساسي هو أن السيارة البخارية يستلزم أن تشعل غلايتها وهو أن تصل لدرجة حرارة التشغيل وقد يستغرق هذا ما يصل لـ 20 دقيقة قبل أن تتحرك العربة، وفي فصل الشتاء يوجد مشكلة إضافية تكون في تجميد المياه فلا يمكن لسيارة بخارية أن تتحرك بعيدًا دون إضافة الماء فتحول الماء إلى بخار ، فُقد كعادم حين خرج من المحرك فيتم إضافة مكثفات البخار إلى هذه السيارات فيما بعد وهذا حول البخار مرة أخرى للماء. لكن هذا قد جاء بعد فوات الأوان. بحلول هذا الوقت قد كانت السيارات البخارية قد خسرت أمام السيارات التي تعمل بمحركات البنزين والديزل.
- كفاءة المحرك الحرارية محدودة ولا يمكن استعمالها بشكل كامل.
- الوقود محدود على الأرض لذا يستخدم الوقود مع المحركات الحرارية بصورة مفرطة يجب أن تكون المحركات الحرارية أكثر كفاءة بحيث يقل استعمال الوقود داخل المحركات الحرارية.
- كما أن المحرك الحراري باهظ الثمن حيث لا يستعمل الوقود الصلب مثل الفحم فهو أرخص مقارنة بالديزل والبنزين.
- يزداد التلوث يومًا بعد يوم فتنتج المحركات الحرارية قدرًا كبيرًا من التلوث ومن هذا السبب يتحول الناس إلى السيارات الكهربائية.
- يحتاج المحرك الحراري لصيانة مناسبة لأنه يشتمل على أجزاء متعددة.
- أحد العوائق الأاساسية لمحرك سيارة الاحتراق الخارجي هو أنه ضخم الحجم.
