عبد العزيز: نقل من تصنيف:هندسة ميكانيكية إلى تصنيف:هندسة الميكانيك باستخدام تعديل تصنيفات

2023-02-18T17:03:48Z

نقل من تصنيف:هندسة ميكانيكية إلى تصنيف:هندسة الميكانيك باستخدام تعديل تصنيفات

صفحة جديدة

[[ملف:Glow_plug.JPG|تصغير|شمعة توهج قياسية.]]
'''شمعة التوهج ''' {{إنج|Glow plug}} أو كما تعرف شيوعا بشمعة التسخين، هي أداة تسخين تستخدم للمساعده في بداية تشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]]. يصعب تشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]] عالية [[سرعة|السرعة]] في [[علم الأرصاد الجوية|الطقس]] البارد نظرا لامتصاص جسم [[أسطوانة (محرك)|الاسطوانة]] ورأسها [[حرارة|للحرارة]] الناتجة عن [[ضغط]] خليط [[وقود السيارات|الوقود]] مما يؤدي لمنع [[اشتعالية|اشتعال]] الخليط (المعتمد على هذه الحرارة).

تُستخدم سخانات كهربية صغيرة بداخل [[حجرة احتراق|غرفة الإحتراق]] الثانوية في [[محرك|المحركات]] ذات الحقن الغير مباشر للوقود، بينما في [[محرك|المحركات]] ذات [[حقن الوقود|الحقن المباشر للوقود]] -يتم [[حقن الوقود]] مباشرة في [[حجرة احتراق|غرفة الاحتراق]] الأساسية و لا تحتوي على غرفة احتراق ثانوية- يتم وضع هذه السخانات الصغيرة بداخل غرفة الاحتراق الأساسية.

شمعة التوهج هي عبارة عن قطعة مستقيمة من [[معدن|المعدن]] تٌشبه [[قلم|للقلم]] و يوجد في مقدمتها عنصر [[تسخين كهربائي|تسخين]]. يعمل عنصر [[تسخين (توضيح)|التسخين]] بفضل خاصية [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|المقاومة الكهربية]] له، حيث ترتفع [[درجة حرارة|درجة حرارته]] بمرور [[تيار كهربائي|تيار كهربي]] خلاله ويبدأ بالتوهج و[[اشعاع]] [[ضوء]] و[[حرارة]] في نطاق [[طيف مرئي|الطيف المرئي]]، ولذلك سٌميت شمعة التسخين بشمعة توهج.<br />
وتتشابه شمعة التسخين مع [[محمصة خبز|محمصة الخبز]] الكهربائية من حيث التأثير الظاهري.
يتوجه رذاذ [[وقود|الوقود]] مباشرة -الناتج من [[حقن الوقود|حاقن الوقود]]- نحو المقدمة الساخنة لشمعة التسخين أثناء [[حقن الوقود]] عند النقطة الميتة العليا لأسطوانة [[محرك|المحرك]] -النقطة الميتة العليا هي أقصى نقطة يصل لها [[مكبس (محركات)|المكبس]] في الأسطوانة عند ضغطه لخليط الوقود- وهذا يؤدي إلى اشتعال [[وقود|الوقود]] حتى إن لم يكن [[محرك|المحرك]] ساخن بالدرجة الكافية للتشغيل الطبيعي مما يؤدي إلى تقليل زمن بداية تشغيل [[محرك|المحرك]].
[[ملف:Hot_Glowplug_powered_by_12V_battery.jpg|تصغير|شمعة توهج يُجرى تسخينها خارج [[محرك|المحرك]] للإختبار.]]

== نظرة عامة ==
[[ملف:Glow_plugs.jpg|تصغير|شمعات توهج، أسفل عمود الاتصال في [[محرك]] كوبوتا صغير]]
لا تستخدم [[محرك ديزل|محركات الديزل]] [[شمعة احتراق|شمعات اشعال]] {{إنج|Spark Plugs}} على عكس [[محرك بنزين|محركات البنزين]]، وتعتمد بدلا من ذلك على [[هواء مضغوط|ضغط الهواء]] حتى يصل [[درجة حرارة|لدرجة الحرارة]] التي سيشتعل [[ديزل (وقود)|الديزل]] عندها بمجرد [[حقن الوقود|حقنه]].
و يؤدي [[ضغط|الضغط]] المرتفع ونمط رش [[وقود|الوقود]] إلى حدوث [[احتراق|الاحتراق]] بشكل كامل.
في البداية يرتفع [[مكبس (محركات)|المكبس]] ليضغط [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] الموجود في أسطوانة [[محرك|المحرك]]، فترتفع [[درجة حرارة]] [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] نتيجة انضغاطه، ويستمر [[مكبس (محركات)|المكبس]] بالارتفاع حتى يبلغ النقطة الميتة العليا -أقصى ارتفاع يصل له- و تكون [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] في الأسطوانة مرتفعة جدا.<br />
يتم [[حقن الوقود]] في الأسطوانة على شكل [[رذاذ]]، يشتعل تلقائيا نتيجة وصول [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] داخل الأسطوانة [[درجة حرارة|لدرجة حرارة]] [[احتراق ذاتي|الاشتعال الذاتي]] [[وقود السيارات|للوقود]]، ثم يدفع [[مكبس (محركات)|المكبس]] لأسفل، وبالتالي تتولد القدرة.
يتطلب الوصول إلى [[ضغط|الضغط]] اللازم لتسخين [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] إلى تلك الدرجة من الحرارة، واستخدام حاوية [[محرك]] كبيرة و قوية.

تعتمد [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] في نهاية شوط الانضغاط على عدة عوامل، الأكثر تأثيرا منها هما:
* [[نسبة الانضغاط]] في الإسطوانة.
* [[درجة حرارة]] [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] الداخل للإسطوانة.

عندما يكون [[محرك|المحرك]] بارداً تكون [[درجة حرارة]] [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] الداخل [[محرك|للمحرك]] منخفضة فيمتص كمية [[حرارة]] قليلة من جوانب أسطوانة [[محرك|المحرك]]، وبينما ينضغط [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] ويسخن، فإن بعض من هذه [[حرارة|الحرارة]] التي يكتسبها سوف تنتقل لجوانب الأسطوانة الباردة، مما يؤدي بعد ذلك إلى انخفاض [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] عند قمة شوط الانضغاط. تم التغلب على هذه المشكلة باستخدام شمعات التوهج.

هناك نوعين مختلفين تماماً من شمعة التوهج:
* شمعة توهج داخل الأسطوانة.
* شمعة توهج في مجمع سحب [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]].
في حالة وجود شمعة التوهج بداخل الأسطوانة، فإنه توجد شمعة بداخل كل أسطوانة في حالة أن [[وقود السيارات|الوقود]] يحقن مباشرة، أما في حالة [[حقن غير مباشر|الحقن غير المباشر]] [[وقود السيارات|للوقود]] فإن شمعة التوهج تتواجد بداخل [[حجرة احتراق|غرفة الإحتراق]] الثانوية لتمثل بقعة ساخنة تحفز الإشعال. وفي حالة وجود شمعة التوهج داخل مجمع السحب، فإنها تكون شمعة واحدة فقط لكل إسطوانات [[محرك|المحرك]].

== طريقة التشغيل ==

=== التسخين المسبق ===
[[ملف:Glowplug.jpg|تصغير|مؤشر ضوئي لشمعة التوهج "ضوء إنتظار بداية التشغيل"]]
عند بداية تشغيل محرك مركبات الديزل القديمة في ظروف طقس بارد، لم يكن يعمل المحرك فورا ببساطة بمجرد الضغط على مفتاح التشغيل وكان المشغل يضطر لتشغيل شمعة التوهج لوقت معين في البداية، على عكس مركبات البنزين. استخدمت محركات الديزل المبكرة شمعة توهج من النوع المنظم [[حرارة|للحرارة]] {{إنج|Thermostart type glow plug}} في مجمع السحب. يلزم 20 [[ثانية]] للوصول إلى [[درجة حرارة]] التشغيل، و على مشغل [[سيارة|العربة]] أن يقدر الوقت عندما ينتهي.<br />
ظهرت تطورات [[تقانة|تكنولوجية]] في حالة وجود شمعة التوهج بداخل الأسطوانة، وتضمنت وجود ضوء تنبيهي على لوحة عدادات السيارة لتوضح كم من الوقت يجب أن تستمر عملية التسخين المسبق للأسطوانة. أصبحت تتم عملية التسخين المسبق أيضاً أليا باستمرار الضغط على مفتاح التشغيل لفترة طويلة، حيث تُرسل [[إشارة (اتصالات)|إشارات كهربية]] لمشغلات شمعات التوهج ويتم تشغيل الشمعات، ويظهر ضوء يوضح هذه العملية على لوحة العدادات. تُسمى العملية السابقة بالتسخين المسبق أو التوهج. وطبقا لروبرت [[بوش (شركة)|بوش]] (شركة [[ألمانية (توضيح)|ألمانية]] متعددة الجنسيات متخصة في الهندسة و [[إلكترونيات|الإلكترونيات]]، وتعتبر أكبر مزود لمكونات [[سيارة|السيارات]] في العالم) فإن:
«[[محرك|المحركات]] القديمة التي تحتوي على شمعات توهج ببداخل مجمع السحب، تستغرق ما يزيد عن 20 [[ثانية]] كفترة تسخين، بينما الكثير من [[محرك|المحركات]] الحديثة يستغرق ما يقارب من 6 إلى 8 ثواني كفترة تسخين وتمتد بعد التوهج ولكن عند [[جهد كهربائي|جهد]] منخفض».
<ref>Robert Bosch GmbH (2010-03-24). "Glow Plugs". Bosch. Retrieved 2012-07-07.</ref>
=== بداية التشغيل ===
قبل أي محاولة لبداية تشغيل [[محرك ]]سيارة، يجب الأخذ في الاعتبار عدة شروط:
* يجب أن تكون [[مكبح|مكابح]] اليد مفعلة.
* يجب أن يكون [[علبة سرعة|ناقل الحركة]] في وضع متعادل.
* يجب تغيير وضعية أي جهاز يتحكم في وقف [[محرك|المحرك]] إلى وضعية التشغيل.
* في حالة [[علم الأرصاد الجوية|الطقس]] البارد، يجب استخدام «وقود زائد» كوسيلة مساعدة لبدأ التشغيل - مثل نظام كي جاس (نظام يساعد في بداية تشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]] و[[بنزين (توضيح)|البنزين]] عن طريق حقن كمية وقود داخل أنبوب السحب).

في حالة وجود شمعات التوهج داخل الأسطوانة، فإنه بعد مرور زمن محدد، تقوم مشغلات الشمعات بغلق الضوء المشير إلى انتظار بدء تشغيل [[محرك|المحرك]]. تستمر الدورة ذات التسخين المسبق للأسطوانات من 2 إلى 5 ثواني، ثم يغير المشغل مفتاح التشغيل إلى وضع البداية.
تقوم المشغلات بفصل شمعات التوهج بعد دوران [[محرك|المحرك]] (أو في حالة [[سيارة|السيارات]] القديمة، يتم فصل الشمعات في نفس وقت غلق الضوء المشير لانتظار بداية تشغيل [[محرك|المحرك]]).<br />
تستمر شمعات التوهج بالعمل في بعض [[سيارة|السيارات]] لما يزيد عن 180 [[ثانية]] بعد بداية تشغيل المحرك، للتحكم في الانبعاثات الغازية من [[محرك|المحرك]] حيث تنخفض كفاءة الاحتراق بشكل كبير عندما يكون [[محرك|المحرك]] بارداً. يبدأ بخار [[ديزل (وقود)|الديزل]] في ملئ مجمع السحب خلال ثواني قليلة في حالة وجود شمعات التوهج بداخل مجمع السحب، وبينما تستمر شمعة التوهج بارتفاع حرارتها، يٌفتح [[صمام]] ليسمح بمرور [[ديزل (وقود)|الديزل]] القادم من [[خزان وقود|خزان]] خاص موضوع مباشرة فوق منظم [[حرارة|الحرارة]] الموجود بداخل شمعة التوهج. [[تبخر|يتبخر]] أيضا هذا [[ديزل (وقود)|الديزل]] ليضاف بخاره إلى ذلك الموجود في مجمع السحب.
يصبح [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] المحقون متاحاً بعد 20 ثانية بعد شوط الانضغاط، فيشتعل [[ديزل (وقود)|الديزل]] الموجود بالقرب من شمعة التوهج، بينما يستمر [[عمود مرفق|عمود المرفق]] بالدوران ثم يسحب [[ديزل (وقود)|الديزل]] المشتعل إلى غرف الاحتراق الثانوية حيث يتم إضافة مزيد من [[ديزل (وقود)|الديزل]] إليه.
تشتعل كمية [[ديزل (وقود)|الديزل]] المضافة لحظيا، ليبدأ [[محرك|المحرك]] بسهولة.

لا يتم تفعيل شمعة التوهج بواسطة مفتاح الإشعال العادي في [[سيارات (توضيح)|العربات]] المزودة بشمعة توهج ذات منظم حرارة البداية، ويكون هناك مفتاح خاص بذلك ( يكون مع مفتاح تشغيل محرك بدء الحركة في بعض الحالات)، أما عندما تكون شمعة التوهج تُفعل بنفس مفتاح الإشعال، فإن ذلك يتم عادة بادارة المفتاح قليلا عكس عقارب الساعة، ثم بعد مضي 20 ثانية يُدار المفتاح أكثر في نفس الاتجاه لتفعيل الإشعال و من ثم يدور عمود المرفق [[محرك|للمحرك]]. ينطفئ مفتاح الإشعال بمجرد عمل المحرك، ويجب على قائد السيارة حينئذا أن يدير مفتاح الإشعال قليلا نحو اليمين ليشغله مرة أخرى.

=== بداية تشغيل محرك دافئ ===
إن كانت السيارة قد تم تشغيلها قريبا -أي أن المحرك مازال دافئا- أو كانت درجة حرارة الجو مرتفعه، فإنه ربما لا يعمل «ضوء انتظار بداية التشغيل». يلجأ مشغل السيارة في هذه الحالة إلى تشغيل المحرك بدون أي انتظار. ويرجع قرار استخدام شمعة التوهج أم لا إلى مشغل السيارة، وفي حالة أن التحكم بشمعة التوهج و شمعة الإشعال يتم بنفس [[مفتاح (توضيح)|المفتاح]]، فيتم تفعيل كل منهما بإدارة المفتاح يمينا.

== التكوين ==
تُشبه شمعة التوهج قلم رصاص قصير مصنوع من المعدن، مثبت في طرفه سلك التسخين. يجب أن تصنع [[سلك|أسلاك]] التسخين من مواد معينة مثل [[بلاتين|البلاتين]] و[[إريديوم|الإيريديوم]] ، التي تكون مقاومة لكل من ا [[أكسدة واختزال|لأكسدة]] وارتفاع درجة الحرارة.

== نماذج محركات ==
تختلف شمعات التوهج المستخدمة في نماذج المحركات عن تلك المستخدمة في المحركات الكبيرة. في المحركات الكبيرة تٌستخدم شمعات التوهج فقط لبدء تشغيل المحرك، أما في نماذج المحركات، فتكون شمعات التوهج جزء من نظام الإشعال بسبب التأثير [[تحفيز]] لأسلاك [[بلاتين|البلاتين]].

تُستخدم أيضا شمعات توهج نماذج المحركات كأنابيب وقود في [[ألعاب نارية|الألعاب النارية]] المسرحية، و في صناعة المؤثرات الخاصة لاشعال أجهزة الألعاب النارية عن بعد باستخدام الفلاش و مساحيق تكوين الدخان.
<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Glo-Plugs|مسار=https://www.theatrefx.com/moreinfo-ig21-glo-plugs.html|موقع=TheatreFX|تاريخ الوصول=9 January 2016| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190419171530/http://www.theatrefx.com/moreinfo-ig21-glo-plugs.html | تاريخ أرشيف = 19 أبريل 2019 }}</ref>

== انظر أيضا ==
* [[محركات الحقن المباشر للبنزين|محرك الحقن المباشر للبنزين]]
* [[دورة كارنو|دورة كارنوت]]
* [[دورة ديزل]]
* [[دورة أوتو]]
* [[عمود حدبات]]
== المراجع ==
{{مراجع}}
{{محرك احتراق داخلي}}
{{شريط بوابات|تقانة|شاحنات|سيارات|هندسة ميكانيكية}}
{{تصنيف كومنز|Glow plugs}}

[[تصنيف:محركات احتراق داخلي مكبسية]]
[[تصنيف:هندسة الميكانيك]]

شمعة توهج - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: نقل من تصنيف:هندسة ميكانيكية إلى تصنيف:هندسة الميكانيك باستخدام تعديل تصنيفات