الخميس، 30 يناير، 2014

نبذة عن قسم هندسة القوى الميكانيكية

قسم القوى الميكانيكية

يهتم قسم هندسة القوى الميكانيكية بدراسة كل ما يتصل بالطاقة من أشكالها وطرق تحويلها ووسائل توليدها ، وقد أدى ذلك إلى تشعيب الدراسة بالقسم فى ثلاث مجالات رئيسية هـــى :
1-       الآلات الهيدروليكية ودوائر نقل القدرة الهيدروليكية .
2-      الآلات الحرارية والتى تشمل الآلات التوربينية ووحدات التبريد وتكييف الهواء ونظم الطاقة الجديدة والمتجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح .
3-       منظومات الاحتراق والتى تشمل محركات الاحتراق الداخلى وأفران الاحتراق الخارجى  .
إن هذه المجالات الدراسية تتيح أمام الدارس بالقسم العمل فى المجالات التالية :
1- تصميم وتشغيل وصيانة محطات القوى الحرارية .
2- تصميم وتشغيل وصيانة التوربينات البخارية والغازية .
3- تصميم وتشغيل وصيانة محركات الطائرات بأنواعها المختلفة .
4- تصميم وتشغيل وصيانة محركات الاحتراق الداخلى للسيارات وقاطرات السكك الحديدية والجرارات ومعدات الحفر والرفع .
5- تصميم وتشغيل وصيانة الدوائر الهيدروليكية لنقل السوائل المختلفة ونقل القدرة .
6- تصميم وتشغيل وصيانة معدات ووحدات التبريد وتكييف الهواء .
7- تصميم وتشغيل وصيانة وحدات الطاقة الجديدة والمتجددة مثل معدات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها

الجمعة، 12 أكتوبر، 2012

محاضرات مادة تطبيقات الحاسب للفرقة الأولى قوى كاملة




محاضرات مادة تطبيقات الحاسب (البيزك) الخاصة بقسم ميكانيكا قوى الفرقة الأولى (تامة)
المحاضرات مكتوبة بخط اليد ومعروضة كملف pdf
المحاضرات لدكتور/ صفوت بدره ولا تختلف عما يتم دراسته الأن

رابط التحميل


في حال وجود أي إستفسار أو تعليق راسلونا على جروب الأسرة العام



مع تمنيات أسرة فكرة للجميع بالتفوق والنجاح

السبت، 6 أكتوبر، 2012

كورس ICDL رائع جدا


كورس ICDL



أقدم لكم مجموعة كتب في ملف واحد تشرح الـ 7 أقسام لدورة قيادة الحاسب ICDL لتغنيك بذلك
عن اضاعة الوقت والجهد والمال في مراكز التدريب المختلفة
كل ما عليك فعله هو التحميل والقراءة والتطبيق العملي
ملحوظة :- هذا الكورس خاص بالنظام القديم للدورة Office 2003 وفي اقرب فرصة سأحاول الحصول على كورس  Office 2010


مع تمنيات أسرة فكرة للجميع بالتفوق والنجاح

الجمعة، 5 أكتوبر، 2012

محطات توليد الطاقة ونقل القدرة

محطات توليد الطاقة ونقل القدرة

 


على الرابط التالى
الرابط


أو على رابط ميديا فاير من هنا

مع تحيات اسرة فكرة بدوام التفوق

الخميس، 4 أكتوبر، 2012

الكتاب الرائع Steam Plant Operation 8th Edition

الكتاب الرائع

Steam Plant Operation 8th Edition



(يوجد أكثر من نسخة ولكن هذا هو الإصدار قبل الأخير ولم أتمكن من الوصول للإصدار التاسع ولكن سأحاول مجددا حين ظهور بوادر نشرها مجانا على صفحات الويب)

الكتاب يشرح بالتفصيل كيف تعمل المحطات البخارية على توليد الكهرباء وشرح أجزاءها بدقة
الكتاب مفيد جدا لمن يرغب بالدخول في هذا العالم الرائع
وأرجوا من الجميع (خاصة مهندسي ميكانيكا قوى وإنتاج والكهرباء) إقتناء هذا الكتاب


مع تمنيات أسرة فكرة بالتفوق للجميع


كتاب شرح برنامج السولد ووركس باللغة العربية





سوليدووركس هو عبارة عن برنامج (تطبيق) تصميم ميكانيكي ثلاثي الأبعاد (التصميم بمساعدة الكمبيوتر). يعمل هذا البرنامج تحت بيئة مايكروسوفت ويندوزو تم تطويره من قبل شركة Dassault Systèmes SolidWorks Corp. احدى شركات مجموعة داسو سيستمس (Dassault Systèmes, S. A.) في فرنسا. يستخدم سوليد ووركس حالياً أكثر من 1.3 مليون مهندس ومصمم في أكثر من 130,000 شركة حول العالم.كما أن ثلاث من الجامعات الألمانية اعتمده برنامج (Solidworks) كبرنامج مقرر لطلبتها واشترت (500) نسخة تعليمية من البرنامج لتدريب طلبتها عليها كما انه برنامج تصميم معتمد في كثير من الشركات العالمية والوكالات البحثية مثل (وكالة أبحاث الفضاء الأمريكية ناسا) كما يمكنك أن تراجع المواقع الخاصة بتقييم برامج التصميم بالحاسوب (CAD) وسف تجد أن في راس القائمة برنامج (Solidworks) وفي الذيل برنامج (Auto CAD).
ويمناز سوليدووركس بسهولة النمذجة وتحريك النموذج واختباره.هذا البرنامج الأول في مجاله والذي يختص بتصميم المجسمات الهندسية ثلاثية الابعاد. يقدم حلا متكاملا لمشاهدة التصميمات الهندسية بشكل ثلاثي الابعاد وواقعي إلى أقصى حد. فهو يعتبر المحاكي الامثل والذي سيساعدك في خلق رؤية أوضح لتصاميمك واختراعاتك الهندسية وسيسهل لك العمل بشكل ملحوظ. ولاننسى وجود يرنامج الكوزموس المدمج والذي يمكنك من اختبار تصامبمك.

وأقدم لكم كتاب شرح باللغة العربية للبرنامج

التحميل من هنـــــــــــــــــــــــــا

مع تمنيات اسرة فكرة بدوام التفوق والنجاح للجميع

الجمعة، 28 سبتمبر، 2012

كتب في التفاضل والتكامل


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته 
اخواني الافاضل ...... لاحظت طلب كبير لكتب التفاضل والتكامل 
واللحمد لله وفقت في جمعها كنسخ الكترونيه يسهل نقلها وتداولها كما حرصت ان تكون اشهر الكتب المتداوله واللتي يتم تدريسها في معظم الجامعات وهي كتب قيمه وشامله لاساسيات
التفاضل والتكامل مع الحلول لكل كتاب

بالاضافه لكتاب الفيزياء مع الحلول وذك لاهميته خصوصا لطلاب العلوم والهندسه

حرصت ان تكون في موضوع واحد حتى يسهل البحث والرجوع اليها 


اولا :calculus by james stewarts

الطبعه الخامسه 


تحميل الكتاب http://arabsh.com/rimg1obnq155.html 

تحميل الحلول من هنا http://www.mediafire.com/?6bedhhc0xzn6tbr

ثانيا : thomas calculus 
الطبعه 11
الكتاب هنا http://www.mediafire.com/?392nze3trcto08o

الحلول هنا http://www.mediafire.com/?u80j3s3tz3vr4s4


ثالثا :CALCULUS BY R. COURANT
من اجمل الكتب وابسطها في التفاضل والتكامل وما زال البحث جاااري عن الحلول

http://dc16.arabsh.com/files/1/4a8tj...R._Courant.pdf



رابعا : Physics for Scientists and Engineers
BY SERWAY JEWETT 6TH ED

الكتاب والحلول ملف مضغوط هنا http://www.mediafire.com/?ylxc0r8shn74vy1

خامسا : ملخصات واختبارات جمعها احد طلاب جامعة الملك فهد وهي مجهود شخصي منه
لا تنسوه من دعائكم 
حملها من هنا http://www.mediafire.com/?kas5v5e7fr623uh

اتمنى ان تعم الفائده وسوف يكون موضوع متجدد ويتم تحديث اي مستجدات

لا تحرمونا دعائكم وملاحظاتكم في حالة وجود اخطاء في الروابط او الملفات 

مع تحيات أسرة فكرة

الخميس، 27 سبتمبر، 2012

برنامج كيو بيزك مع كتاب للشرح

برنامج الكيو بيزك والذي يعد من اهم
البرامج التي سيتناولها طالب قسم ميكانيكا قوى
والمقرره على طلاب الفرقة الاعدادي



(للعلم هذا الاصدار به امكانية تكبير الشاشة)
Alt+Entre
ومتوافق مع الويندوز 7 والاكس بي

والمفاجئة كتاب شرح أوامر البيزك للمبتدئين
(قيّم جدا بالفعل)

...............................................................................
وقريبا برامج بيزك (من مقرر الفرقة الثانية والثالثة) قسم قوى
...............................................................................

مع اطيب التمنيات بالنجاح

أسرة فكرة

السبت، 22 سبتمبر، 2012

محاضرات في تكنولوجيا الإنتاج

أقدم لكم مجموعة من محاضرات مادة تكنولوجيا الإنتاج (من جامعة الزقازبق)




مفيدة جدا لمن يريد مراجعة المادة بالصور وبيسر وسهولة

للعلم :- المادة مفيدة جدا لاي مهندس مهما كان تخصصة وبرجاء أخذ دراستها كمتعة للتعلم وليس دراسة عابرة فقط

بالنسبة لطلاب القوى الميكانيكية فالمادة تتكرر لهم بشكل مستمر طوال أول عامين دراسيين

لينك المحاضرات مجمعه على ميديا فاير

http://www.mediafire.com/?4e4k0hyy24tnbsq

فيديو تعليمي 

خطوات اعداد القالب الرملى

عملية الصب

موقع

<< Dr. Adel Fathy>>


لمزيد من المعلومات والمحاضرات لمن أراد

مع تمنيات أسرة فكرة بدوام التفوق والنجاح للجميع

الجمعة، 21 سبتمبر، 2012

كورس تعليم أوتوكاد 2010



الخميس، 20 سبتمبر، 2012

Variable compression ratio (VCR) engines

المحركات متغيرة نسبة الانضغاط
Variable compression ratio (VCR) engines
مقدمة:
أطلق أسم محركات الاحتراق الداخلي internal combustion engines على المحركات التي يتم فيها عملية الاحتراق داخل المحرك, ذلك بخلاف المحركات التي تستخدم البخار كطاقة محركة حيث تتم عملية الاحتراق خارج المحرك external combustion engines.  وتتم عملية الاحتراق داخل المحرك في وقت قصير يصل إلى 0,003 من الثانية, ولإتمام عملية الاحتراق خلال تلك الفترة الزمنية القصيرة نحتاج إلى ضغط الشحنة لتقريب جزئيات الخليط حتى يتم إتمام عملية الاحتراق وحرق كافة الوقود بالخليط خلال تلك الفترة الوجيزة. ووجد إنه كلما زاد انضغاط الشحنة كلما زادت كفاءة الاحتراق,  بالإضافة إلى تقليل مقدار الوقود غير المحترق (هيدروكربون) بغازات العادم. ويقاس مقدار انضغاط الشحنة عن طريق ما يسمى نسبة الانضغاط compression ratio,  وهي النسبة بين حجم الخليط بالغرفة قبل الانضغاط (المكبس في أسفل وضع له, عند النقطة الميتة السفلى- النقطة التي عندها السرعة بصفر) إلى حجم الخليط بالغرفة بعد الانضغاط (المكبس في أعلى وضع له, النقطة الميتة العليا), حجم الاسطوانة وحجم غرفة الاحتراق (حيزالخلوص) إلى حجم غرفة الاحتراق, وكلما زادت النسبة كلما زاد انضغاط الشحنة أكثر قبل عملية الاحتراق.
مع زيادة نسبة الانضغاط يتحسن أداء المحرك وكفاءته, ولكن لا يمكن زيادة نسبة الانضغاط عن حد معين حيث أن زيادة نسبة الانضغاط بمحركات البنزين تؤدى إلى حدوث ظاهرة الصفع (احتراق الخليط ذاتيا, نتيجة شدة ضغط وارتفاع حرارة الخليط), ولذلك مع وجود الحاجة إلى زيادة نسبة الانضغاط أكثر فإنه لا يمكن زيادة نسبة الانضغاط عن 8 : 1  إلى 12 : 1 لمحركات البنزين (محركات الإشعال بالشرارة), لخطر حدوث الصفع (الإشعال الذاتي للخليط).
تعتمد نسبة الانضغاط على إبعاد غرفة الاحتراق- حجم غرفة الاحتراق, وإلى إبعاد الاسطوانة (المسافة بين النقطة الميتة العليا والنقطة الميتة السفلى والتي تساوي ضعف مسافة ركبة عمود المرفق (محور عمود المرفق و محور تثبيت النهاية الكبرى لذراع التوصيل)- حجم الاسطوانة. نسبة الانضغاط تساوي الحجم الذي يشغله الخليط قبل الانضغاط  (حجم غرفة الاحتراق (combustion chamber+ حجم الاسطوانةcylinder volume ) إلى حجم الذي يشغله الخليط بعد الانضغاط  (حجم غرفة الاحتراق والذي يطلق عليه حجم الخلوص clearance volume):
نسبة الانضغاط = (حجم غرفة الاحتراق + حجم الاسطوانة) ÷ (حجم غرفة الاحتراق),
كما هو مبين في الشكل رقم 1.

شكل رقم 1: نسبة الانضغاط هي حجم الشحنة قبل الانضغاط إلى حجم الشحنة بعد الانضغاط

تصمم المحركات التقليدية للبنزين (الإشعال بالشرارة) بنسبة انضغاط ثابتة Fixed Compression Ratio (FCR) ؛ هذه النسبة هي أقصى نسبة يمكن التوصل إليها قبل حدوث ظاهرة الصفعdetonation. وحيث أن احتمال حدوث الصفع أكبر عند الحمل الكامل نتيجة الزيادة العالية لدرجة حرارة الاحتراق, فإن الحد الأقصى لنسبة الانضغاط  يصمم ليناسب ظروف تشغيل الحمل الكامل. وقد توصل الباحثون في مجال المحركات أنه في الأحمال الجزئية يمكن زيادة نسبة الانضغاط عن الحد الأقصى المصمم عليه المحرك (عند الحمل الكامل) دون خطر التعرض لظاهرة الصفع, مع الاستفادة من زيادة كفاءة الاحتراق, وزيادة القدرة عند تلك الأحمال. ومن هنا انبثقت فكرة عمل محرك يكون متغير نسبة الانضغاط (زيادة نسبة الانضغاط عند الأحمال الجزئية وتقليلها عند الأحمال العالية). ولتنفيذ تلك الفكرة فإنه يجب تغيير الحجم والأبعاد المصاحبة لغرفة الاحتراق أو الاسطوانة. وحيث أن محرك السيارة يعمل 20% من عمره التشغيلي بقدرة مقدارها 65% من القدرة القصوى (حالات التسارع وصعود المنحدرات), و80% من عمره التشغيلي عند 20% من القدرة القصوى (حالات السير بسرعة منتظمة)- قد تختلف النسب قليلا حسب ظروف استخدام السيارة, وعليه فإن زيادة نسبة الانضغاط عند الأحمال الجزئية سوف يكون له عائد عالي وملحوظ ومؤثر على زيادة القدرة, ومعدلات استهلاك الوقود, وقلة الملوثات دون التعرض لحدوث ظاهرة الصفع الضارة بالاحتراق والمحرك.
مميزات المحركات متغيرة نسبة الانضغاط:
فكرة المحركات متغيرة نسبة الانضغاط ستؤدي إلى تحسين أداء المحرك, وزيادة كفاءته, وتقليل إنبعاثات العادم.  مع زيادة نسبة الانضغاط يزداد الضغط داخل الاسطوانة وتزداد درجة الحرارة في بداية فترة الاحتراق مما يؤدي إلى قلة نسبة بواقي الغازات المحترقة بالاسطوانة وإلى زيادة سرعة جبهة اللهب. وعليه تقل عطلة فترة الاحتراق, وبالتالي يقل زمن الاحتراق. هذا الفقد في الزمن نتيجة زيادة نسبة الانضغاط عند الأحمال الجزئية يؤدي إلى تقليل استهلاك الوقود. كما يؤدي إلى زيادة ملحوظة في الكفاءة الحرارية.
الصفة المميزة لتلك المحركات هو العمل عند نسب انضغاط مختلفةحسب حاجة أداء المحرك. المحركات المتغيرة نسبة الانضغاط يمكن تغيير نسبة الانضغاط بها بشكل مستمر عن طريق تغيير حجم غرفة الاحتراق, فعند القدرات المتدنية تعمل تلك المحركات عند نسبة انضغاط عالية لتحصل على كفاءة عالية لاستهلاك الوقود, وعند القدرات العالية تعمل عند نسبة انضغاط منخفضة لتفادي مشكلة الصفع بالمحرك.  
ولقد أثبت بأن تلك المحركات تعطي قدرة أعلى لنفس إبعاد المحرك وتكون نسبة القدرة للوزن عالية لها بدون أي ضرر بالكفاءة النوعية للوقود.
التحدي القائم لتلك التقنية الخاصة بالمحركات متغيرة نسبة الانضغاط هو تحسين الكفاءة الحرارية, وبالتالي تحسين استهلاك الوقود مع تقليل مقدار الانبعاثات بالعادم. تعتبر نسبة الانضغاط  واحدة من أهم الصفات المميزة المؤثرة على الكفاءة الحرارية.
الكفاءة الحرارية لدورات الهواء القياسية


حيث  r نسبة الانضغاط, k هي نسبة الحرارة النوعية عند ثبوت الحجم إلى الحرارة النوعية عند ثبوت الضغط والتي تكون في حدود 1.4 تقريبا.
شكل 2: تأثير زيادة نسبة الانضغاط على الكفاءة الحرارية لدورات الهواء المثالية

زيادة نسبة الانضغاط ستؤدي إلى زيادة الكفاءة الحرارية وتحسن في استهلاك الوقود.  وعموما فإن ظروف تشغيل محركات الإشعال بالشرارة متغيرة بشكل واسع, كالتوقف والحركة أثناء حركة المرور داخل المدن, أو السير بسرعة ثابتة خارج المدنية والسير بسرعات عالية على الطرق السريعة. في المحركات التقليدية لمحركات الإشعال بالشرارة فإن أقصى نسبة انضغاط تحدد حسب ظروف الاسطوانة عند الحمل العالي. في حالة زيادة نسبة الانضغاط عند الحد المصمم عليه يحدث إشعال ذاتي للخليط ويؤدي إلى ظاهرة الصفع والتي مشاكل جامة بالاحتراق وقد تؤدي إلى تلف المحرك. وحيث أن معظم محركات الإشعال بالشرارة تعمل تحت ظروف التشغيل داخل المدينة وعند أحمال قليلة فإن هذا سوف يؤدي إلى انخفاض الكفاءة الحرارية وزيادة استهلاك الوقود. نقص حمل المحرك عند الأحمال الجزئية يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة في نهاية شوط القدرة. ولذلك فإنه يمكن في هذه الحالة زيادة نسبة الانضغاط دون التعرض لمخاطر مشكلة الصفع. زيادة نسبة الانضغاط من 8 إلى 14 يؤدي إلى زيادة في كفاءة المحرك من 50 إلى 65 بالمائة (15 بالمائة زيادة), والزيادة من 16 إلى 20 تزيد الكفاءة من 67 إلى 70 بالمائة (زيادة بمقدار 3 بالمائة).

التصميمات المختلفة للمحركات متغيرة نسبة الانضغاط:
من التحديات التي تواجه الشركات العاملة في مجال صناعة  السيارات هو تصميم وتطوير وإنتاج محرك ذو نسبة انضغاط متغيرة. وقد تم تسجيل العديد من براءات الاختراع في هذا المجال, فالأفكار المطروحة حاليا لعمل محرك ذو نسبة انضغاط مختلفة تتمحور على تصميم محرك يتم فيه زيادة نسبة الانضغاط عند الأحمال الجزئية عن النسبة المصمم عليها المحرك عند الحمل الكامل, ويتم زيادة نسبة الانضغاط عن طريق تقليل حيز غرفة الاحتراق (حيز الخلوص) بالطرق المقترحة التالية:
[1]تحريك كراسي عمود المرفق لأعلى:
تثبيت عمود المرفق على كراسي تحميل لا مركزية تعمل على تحريك محور عمود المرفق لأعلى عند إعطاء حركة دورانية للكراسي.
في هذا  التصميم يتم تغيير وضعية عمود المرفق بالمحرك حيث أن كراسي تحميل المحرك تكون مركبة على حامل غير محوري يمكنه الدوران ليرفع أو ينزل موضع النقطة الميتة العليا للمكبس داخل الاسطوانة. يتم رفع وإنزال المحور عن طريق تدوير الحامل الغير محوري. هذا التصميم بسيط من ناحية عدم أجراء تغيير للأجزاء المتحركة, ولكن المحرك يحتاج إلى عمل توصيلة لعمود الخرج المتصل بالحدافة ليتماشى مع هذا الاختلاف المحوري الناجم من تحريك محور عمود المرفق. يمكن بتلك الطريقة زيادة نسبة الانضغاط من 8 إلى 14 عن طريق دوران الحامل اللامحوري بمقدار 55درجة.   
شكل 3: تركيبة عمود المرفق اللامحوري   [1]

[2]تغيير أبعاد ذراع التوصيل:

زيادة طول ذراع التوصيل باستخدام وصلات إضافية.
التصميم المقترح من شركة نيسان, هو استخدام واصلات متعددة للوصول إلى نسبة انضغاط متغيرة بحيث تضيف وصلة تحكم بين عمود التوصيل وعمود المرفق لتحقيق ذلك. ويستخدم لذلك عمود مرفق ذو مسافة صغيرة بين محور عمود المرفق وبين محور النهاية الكبرى لذراع التوصيل تسمح بتركيب تلك الوصلة. وبذلك يمكن زيادة نسبة الانضغاط من 10 إلى 15 عن طريق إدارة تلك الوصلة بواسطة مشغل بمقدار  70 درجة وفيها يتغير وضع المكبس مسافة 3.1 مم. يتميز هذا التصميم أنه يؤدي كذلك إلى زيادة طول مشوار المكبس مما يؤدي إلى تقليل تعجيل المكبس (تقليل قوى القصور الذاتي).
شكل 3:  وصلات متعددة لتغيير نسبة الانضغاط (شركة نيسان) [2]

[3]أعطاء حركة رأسية لرأس الاسطوانات:
تحريك رأس غرفة الاحتراق إلى أسفل.
فكرة تحريك رأس الاسطوانات (من شركة ساب) وهي القيام بتجميع رأس الاسطوانات مع حابك الاسطوانات في تركيبة واحدة, ثم عن طريق وصلات ومشغلات يمكن تحريك المجموعة بالنسبة لكتلة المحرك. يمكن عن طريق هذا النظام زيادة مقدار نسبة الانضغاط من 8 إلى 14.
شكل 4: تغيير حجم غرفة الاحتراق عن طريق تحريك رأس الاسطوانات (شركة ساب)    [3]

[4] تغيير نسبة الانضغاط عن طريق استخدام مكبس ثانوي أو صمام:
استخدام صمام أو مكبس ثانوي بداخل غرفة الاحتراق عند تحريكه يعمل على تغيير حجم الغرفة.
سجلت شركة فورد برأة اختراع لتغيير نسبة الانضغاط عن طريق استخدام مكبس ثانوي أو صمام. المكبس يمكن أن يكون في وضع متوسط, يماثل الوضع المثالي لنسبة الانضغاط لظروف خاصة. حجم غرفة الاحتراق يزيد ليقلل من نسبة الانضغاط عن طريق تحريك مكبس ثانوي صغير عن طريق اتصاله بحيز الغرفة. يحتاج هذا التصميم إلى اسطوانة ذات قطر كبير حيث أن تغيير حجم غرفة الاحتراق عن طريق صمام أو مكبس ثانوي داخل الغرفة يقلل من المساحة المتاحة لحركة صمامات السحب والعادم.
هذا التصميم أعطى نتائج مقبولة عند اختبار المحركات بالمعمل, ولكن يصعب تحقيق ذلك في المحركات المنتجة بالسوق. يحتاج نظام تبريد الاسطوانة بالمحرك إلى نظام متطور للتبريد ذو كفاءة عالية, كما أن المكبس الاحتياطي يحتاج إلى نظام تزيت خاص للحصول على كفاءة عالية لهذا النوع من التصميم.    
شكل 5: استخدام صمام لتغير حيز الانضغاط للمحرك (شركة فورد) [4]

[5]تغيير ارتفاع رأس المكبس:
عمل مكبس مكون من جزئيين, يسمح لرأس المكبس بالحركة إلى أعلى, لزيادة ارتفاع المكبس.
قامت شركة ديملر بنز بتصميم مكبس متغير الارتفاع, وهذا التصميم مبني على فكرة قالبة للتطبيق في الإنتاج الكمي لمحركات نسبة الانضغاط المتغيرة, حيث أنها تؤدي إلى تغييرات طفيفة في تصميم المحركات التقليدية بمقارنتها بالتصميمات الأخرى. ولكن لسوء الحظ أن هذه الفكرة سوف تؤدي إلى زيادة في وزن الأجزاء المتحركة, والتحكم في ذلك التغيير مع السرعة العالية للمجموعة. التغيير في الارتفاع يتم عن طريق زيت المحرك, وهذا واحد من التحديات التي تواجه تنفيذ التصميم. هذا التصميم يؤدي إلى تقليل الأحمال القصوى للحريق مما يجعل التصميم أكثر فاعلية. ولكن التصميم سوف يؤدي إلى تقليل الحجم المتاح للتمدد.
شكل 6: مكبس شركة ديملربنز للمحركات متغيرة نسبة الانضغاط [5]

 [6]مكبس يتفاعل مع الضغط
عمل مكبس مكون من جزئيين, يسمح لرأس المكبس بالحركة إلى أسفل عند الأحمال العالية ضد قوة نوابط قرصية بين جزئي المكبس.
قامت جامعة متشيجان بتطوير مكبس يتفاعل من الضغط لمحركات إشعال الشرارة, هذا المكبس يكون كلا من رأس المكبس وجدار المكبس منفصلين مع وجود مجموعة من النوابض القرصية بينهما. المكبس بذلك الشكل يسمح لرأس المكبس بأن تتحرك لأسفل مع زيادة الضغط بغرفة الاحتراق. انضغاط المكبس يؤدي إلى زيادة حجم الخلوص, ويقلل نسبة الانضغاط ويقلل قيمة أقصى ضغط للاسطوانة. هذا التصميم يقلل قيمة أقصى ضغط بصورة فعالة عند الأحمال العالية بدون أجهزة تحكم إضافية, مع السماح للمحرك بالعمل بنسبة انضغاط عالية عند ظروف الأحمال المنخفضة (ارتفاع رأس المكبس إلى أعلى). يمكن بسهولة تطبيق ذلك التصميم بسهولة على المحركات التقليدية مع تغيير بسيط في تصميم المكبس وذراع التوصيل فقط. هذا يؤدي إلى تحسين استهلاك الوقود النوعي الفرملي لهذا المحرك مقارنة بالمحرك التقليدي عند نطاق الأحمال العالية من 8 إلى 18 بالمائة, وكذلك إلى تخفيض إنبعاثات الهيدروكربون عند الأحمال الجزئية بسبب زيادة نسبة الانضغاط وحجم المكبس.
شكل 7: مكبس يتفاعل مع الضغط [6]

 [7]تحريك كراسي النهاية الكبرى لعمود المرفق :
تثبيت النهاية الكبرى لذراع التوصيل على كراسي تحميل لا مركزية تعمل على تحريك محور تثبيت النهاية الكبرى لذراع التوصيل لأعلى عند إعطاء حركة دورانية للكراسي.
قامت إحدى الشركاتبتحريك كراسي النهاية الكبرى بعمود المرفق بواسطة وسيلة غير محورية لتؤثر على نهاية المشوار في النقطة الميتة العليا حيث يمكن تغيير وضعية الكراسي الغير محورية عن طريق ترس كبير. وبذلك يمكن تغيير النقطة الميتة العليا بمقدار 10 مم مع دوران الكراسي الغير محورية بمقدار 40 درجة فقط. زيادة ارتفاع المكبس عند النقطة الميتة العلية سيؤدى إلى نقص ارتفاع المكبس الأخرعلى نفس ركبة عمود المرفق. ولتقليل حجم المحرك تم تطبيق ذلك التصميم على محرك ذو اسطوانتين, هذا المحرك يعتبر ذو وزن أقل وصغير الحجم وتكلفة الإضافة لهذا التصميم معقولة مقارنة بإضافته لمحرك ذو أربع اسطوانات. وتطبيق ذلك على محرك ذو أربع اسطوانات يتطلب إضافة العديد من التروس المحركة.
شكل 8: تغيير نقطة تثبيت النهاية الكبرى لذراع التوصيل   [7]

ملخص للمقترحات للمحركات ذات نسبة الانضغاط المتغيرة يظهر في جدول رقم 1.
م
التصميم المقترح
الصفات المميزة
العائق في التنفيذ للإنتاج الكمي
1
تحريك محور عمود المرفق
كراسي عمود المرفق محملة على حامل غير محوري وتتغير نسبة الانضغاط عن طريق عمل حركة دائرية للحامل.
يحتاج المحرك إلى عمود خرج ثابت ولذلك يحتاج إلى وصلة بين عمود المرفق وعمود الخرج.
2
تعديل في شكل ذراع التوصيل
يتغير طول ذراع التوصيل عن طريق نظام متعدد الوصلات لتغيير نسبة الانضغاط بالمحرك.
تؤدي الوصلات بذراع التوصيل إلى زيادة الاهتزازات.
3
تحريك رأس الاسطوانات
يمكن تغير نسبة الانضغاط عن طريق تحريك رأس الاسطوانات بواسطة إمالة الرأس بالنسبة لكتلة الاسطوانات.
يحتاج إلى تعديل بناء المحرك بالكامل.
4
تغيير نسبة الانضغاط عن طريق استخدام مكبس ثانوي أو صمام
يمكن تغيير نسبة  الانضغاط عن طريق تحريك مكبس ثانوي أو صمام بداخل غرفة الاحتراق
إضافة جزء أخر داخل حيز غرفة الاحتراق قد يؤثر على مساحة ومشوار الصمامات. وقد يؤدي  وجود تجويفات إضافية دخل الغرفة أن تعيق عملية الاحتراق الكامل للشحنة.
5, 6
تعديل في ارتفاع رأس المكبس
تعديل ارتفاع المكبس عن طريق نظام هيدروليكي أو نظام نوابض يعمل على تغيير نسبة الانضغاط
زيادة كبيرة في وزن الأجزاء الترددية داخل المحرك, بالإضافة إلى فقد عالي للحرارة لزيادة معدل انتقال الحرارة بسبب زيادة نسبة السطح للحجم.
7
تحريك كرسي النهاية الكبرى لذراع التوصيل
تغيير وضع النقطة الميتة العليا عن طريق تحميل كراسي النهاية الكبرى لذراع التوصيل على محامل غير محورية وإدارتها عن طريق تروس دائرية كبيرة لحوامل تلك الكراسي.
يحتاج النظام إلى العديد من تروس الإدارة

الفائدة العامة للمحركات متغيرة نسبة الانضغاط:
تلك المحركات تعتبر حل رئيسي للاحتراق للخليط الضعيف. حيث إنه يسمح بزيادة ضغط الانضغاط والحرارة للحفاظ على حالات مفضلة بالنسبة لمعاملات الاحتراق (لا يوجد فقد في الإشعال مع انتشار سريع للهب) حتى مع ظروف التشغيل للخليط الضعيف. وهذا مما يوفر لهذا المحرك تحكم أحسن للملوثات من المحرك المماثل بدون نظم تحكم في الملوثات أو مع نظام التحكم في الملوثات بالمحرك التقليدي. كما إنها تزيد من العمر الافتراضي للحفاز الثلاثي. وحيث أن نسبة الحجم الهندسي متحكم فيها لهذا النوع من المحركات, فإن هذه المحركات تزيد من حد الصفع, مهما كان الحمل. في هذا النوع من المحركات يجب أن يكون هناك ترابط بين نسبة الانضغاط وتقديم الشرارة للحصول على أحسن النتائج للكفاءة الحرارية. تلك المحركات تقلل من درجة حرارة غازات العادم, والتي بدورها تقلل من الإجهادات الحرارية للمحرك وتقلل من احتمال تدفق (فيضان) الوقود عند القدرة العالية. ويمكن تلخيص مميزات محركات نسبة الانضغاط المتغيرة كالتالي:
أ- جعل الكفاءة متساوية ومثالية على مدى السرعة التشغيلية للمحرك.
ب- خفض معدل استهلاك الوقود وتقليل إنبعاثات العادم الضارة.
جـ- إمكانية استخدام أنواع مختلفة للوقود بالمحرك مع كفاءة مثالية.
د- دوران سلسل لسرعة الحمل الخالي وتعجيل عالي عند الحمل الكامل.
هـ- يعطى كفاءة حرارية بيانية أعلى من المحركات التقليدية ثابتة نسبة الانضغاط.
و- تسمح بتخفيض سرعة الحمل الخالي حيث إنها تقلل من فقد الإشعال ومن عدم انتظام الدورة الحرارية مؤدية إلى تقليل الاهتزازات.
ز- تقليل ضوضاء التردد المنخفض بسبب ثبات قيمة الضغط القصوى.
ح- احتراق سلسل حيث أن معدل الحرارة الناجمة متساوي القيمة لنسب الانضغاط العالية والمنخفضة.
ط- الإنبعاثات الناجمة من السيارة عند بداية التشغيل على البارد يمكن أن تقل بدرجة عالية لحدوث تسخين سريع للحفاز.
ك- تحسين العزم المنخفض لمحرك البنزين دون الخوف من حدوث صفع.
ل- تقنية مستقبلية لمحركات احتراق تعمل بخليط ضعيف.
م- تقليل إنبعاثات ثاني أكسيد الكربون عن طريق تقليل حجم المحرك لنفس قدرة الخرج.
ن- أداء جيد عند الحمل الخالي عند درجة حرارة الجو المنخفضة.
ش- فقد ثابت في الاحتكاك نتيجة للقيمة الثابتة تقريبا للضغط الأقصى.
مستقبل محركات نسب الانضغاط المتغيرة:
محركات نسب الانضغاط المتغيرة لم تصل الأسواق بعد, على الرغم من براءات الاختراعات المسجلة والتجارب التي ترجع إلى عشرات السنوات. وبالطبع هناك بعض النماذج الأولية لذلك المحرك قد تم اختبراها. في العديد من الحالات التحول من التصميم والتركيب للمحرك التقليدي إلى المحرك المقترح يسبب عائق في سبيل تنفيذ المقترح الجديد. فيما يلي بعض العوائق التصنيعية والتجارية التي تعيق تطبيق تلك التقنية:
1- الطرق المقترحة تتطلب تغيرات جوهرية في التصميم والتركيب لتلك المحركات مما يشكل عائق أساسي لعملية التنفيذ وتصنيع المحرك بشكل تجاري بالأسواق.
2- زيادة عدد العناصر بغرفة الاحتراق المحدودة الحجم ستؤثر على شكل ومساحة فتحات دخول وخروج الشحنة وحركات الصمامات.
3- مع وجود تجويفات إضافية داخل غرفة الاحتراق قد تؤدي إلى عدم الاحتراق الكامل للشحنة مما يزيد من إنبعاثات الهيدروكربون بالعادم.
4- هناك زيادة ملحوظة في الكتلة المتحركة داخل المحرك خاصة في التصميم الخاص بالمكبس متغير الارتفاع.
5- بعض المقترحات تؤدي إلى زيادة الاهتزازات بسبب أن الأجزاء الإضافية المتصلة بذراع التوصيل.
6- في بعض الحالات, يحتاج التصميم إلى تغيير كامل للمحرك.

التحديات التي تواجها المحركات متغيرة نسبة الانضغاط
الأحمال العالية لزمن تشغيل طويل سوف يؤثر على العمر التشغيلي للمحرك, مع زيادة متوسط الأحمال يزداد التآكل بالمحرك مما سيزيد من تسرب الغازات من غرف الاحتراق و الضوضاء وزيادة معدلات استهلاك الزيت. مع أن المحركات المتغيرة نسبة الانضغاط تتميز بقلة الاهتزازات الناجمة من التردد المنخفض نتيجة التغيير في عزم عمود المرفق حيث أنها منتظمة الدورات. ولكن هناك حاجة للتقليل الضوضاء الناجمة من التعقيد في التصميم وزيادة الأجزاء, ولهذا يجب أن يكون المحرك ذو جسم قوي ومتماسك (ذو جساءة عالية).

النظرة المستقبلية للناحية المالية:
اختيار التقنية المناسبة للمحركات متغيرة نسبة الانضغاط ستكون نقطة هامة في تحديد سعر المحرك للتطبيق المناسب لسيارات المستقبل. التقنيات المختلفة المطروحة حاليا يجب مقارنتها من ناحية المميزات والعيوب بالنسبة لأجزاء المحرك وطرق التشغيل والصيانة ومقدار العمر التشغيلي له, وكذلك إمكانية إجراء التعديل بسهولة إلى المحركات الموجودة حاليا بالأسواق.
الفائدة الحقيقية لتلك المحركات هي أمكانية استخدام نظام الشحن الجبري (تقنية مزدوجة), دون الخوف من حدوث صفع, هذا يستفاد منه إما لزيادة قدرة المحرك لنفس الأبعاد, أو تقليل حجم المحرك مع الاحتفاظ بنفس القدرة. هذا الاتجاه سوف يقلل من الفقد الحراري والاحتكاك وتقليل الفقد في تدفق الهواء, والحصول على محرك خفيف مع زيادة كفاءة المحرك.
سوف تسمح تقنية المحركات المتغيرة نسبة الانضغاط بتطبيق دورة أتكنسون الحرارية والقدرة على  استخدام خليط ضعيف.
كما تسمح تلك التقنية باستخدام العديد من أنواع الوقود مع تلك المحركات حيث أن نسبة الانضغاط يمكن تغييرها وضبطها لتناسب خواص الوقود المستخدم