3שלב הדחיסה, השריפה והפליטה

1.

‫‪ 4‬פעימות המנוע‬
‫יניקה‪ ,‬דחיסה‪ ,‬שריפה ופליטה‬

2.

‫פעולות המנוע‬
‫בתוך המנוע מתבצע תהליך שריפה שנקרא "בעירה פנימית"‪.‬‬
‫• תפקיד תהליך השריפה להפוך את האנרגיה הכימית של הדלק והאוויר לאנרגיית חום‪.‬‬
‫לאחר שנוצרה אנרגיית חום יש להפוך אותה לאנרגיה מכנית‪.‬‬

3.

‫פעולות המנוע‬
‫התהליך מתבצע בארבעה שלבים‪:‬‬
‫‪ .1‬שלב היניקה‬
‫‪ .2‬שלב הדחיסה‬
‫‪ .3‬שלב העבודה‪/‬השריפה‬
‫‪ .4‬שלב הפליטה‬
‫ארבעת השלבים האלו הם מהלכי הבוכנה שנעה בתוך הצילינדר‪.‬‬

4.

‫‪ .1‬שלב היניקה‬
‫בשלב היניקה שסתום הפליטה סגור‪ ,‬ושסתום היניקה נפתח‬
‫ומאפשר כניסה של אוויר מצינור היניקה המערבב עם אדי הדלק‬
‫המוכנסים באותו הזמן פנימה‪.‬‬
‫הבוכנה אשר נמצאת בנקודה העליונה ביותר יורדת כלפי מטה‬
‫ובכך מגדילה את נפח הצילינדר שמתמלא בתערובת של אוויר‬
‫ודלק‪.‬‬

5.

‫‪ .1‬שלב היניקה‬
‫הלחץ הנמוך אשר קיים כעת בצילינדר גורם לפעולת יניקה של תערובת האוויר והדלק אל‬
‫תוך הצילינדר‪.‬‬
‫תהליך זה נמשך עד שהבוכנה מגיעה לנקודה התחתונה של מהלך התנועה שלה‪ ,‬ואז‬
‫שסתום היניקה נסגר ואוטם את הצילינדר כדי לשמור על כמות התערובת שנאגרה בו‪.‬‬

6.

‫פעולות עיקריות בשלב היניקה‬
‫‪ ‬פתיחה של שסתום היניקה – מאפשר לתערובת הדלק והאוויר להיכנס לתוך הצילינדר‪.‬‬
‫‪ ‬ירידת הבוכנה – גורמת להגדלת נפח הצילינדר ולכניסת התערובת לתוכו‪ .‬ככל שגדל‬
‫נפח הצילינדר כך גדלה כמות התערובת אשר תיכנס אליו‪.‬‬
‫בשלב היניקה‪:‬‬
‫נפח הצילינדר דגל לחץ נמוך בצילינדר‬
‫יניקה‬

7.

‫‪ .2‬שלב הדחיסה‬
‫בשלב הדחיסה נסגר שסתום היניקה ושסתום הפליטה סגור גם כן‬
‫וביחד הם אוטמים את הצילינדר‪.‬‬
‫הבוכנה שנמצאת בנקודה התחתונה של מהלך התנועה שלה‪,‬‬
‫מתחילה לעלות כלפי מעלה כשהיא מקטינה את נפח הצילינדר‬
‫ודוחסת את התערובת‪.‬‬

8.

‫‪ .2‬שלב הדחיסה‬
‫דחיסת התערובת גורמת להגדלת הלחץ של הגז בצילינדר ולעליית הטמפ'‪.‬‬
‫תהליך זה נמשך עד שהבוכנה מגיעה לנקודה העליונה של המהלך שלה כשהתערובת‬
‫דחוסה מאוד בתוך תא קטן‪" :‬תא השריפה"‪.‬‬
‫הדחיסה מגבירה את הלחץ ומעלה את הטמפ' של התערובת‪.‬‬

9.

‫פעולות עיקריות בשלב הדחיסה‬
‫‪ ‬סגירת שסתום היניקה – ויחד עם שסתום הפליטה שסגור גם כן‪ ,‬הצילינדר נאטם‪.‬‬
‫‪ ‬עליית הבוכנה – גורמת להקטנת נפח הצילינדר ולדחיסת הגז‪ .‬כתוצאה מכך‪ ,‬צפיפות‬
‫המולקולות של הגז גדלה‪ ,‬ויש עלייה בלחץ הגז‪.‬‬
‫ככל שקטן נפח הצילינדר וגדל לחץ הגז – כך גדלה גם הטמפ' של הגז‪.‬‬
‫בשלב הדחיסה‪:‬‬
‫נפח הצילינדר קטן לחץ הגז גדל‬
‫טמפ' הגז עולה‬

10.

‫דחיסת גז‬
‫‪ ‬בשלב הדחיסה אנו דוחסים בתוך הצילינדר את הגז‪ .‬כתוצאה מכך‪ ,‬הטמפ' עולה וגם‬
‫הלחץ‪.‬‬
‫איך נוכל לגרום לירידה בטמפ' של הגז בצורה ניכרת?‬

11.

‫דחיסת גז‬
‫‪ ‬בשביל לקרר את טמפ' הגז עלינו להגדיל משמעותית ובמהירות את נפח הצילינדר‪.‬‬
‫כלומר‪ ,‬עלינו להוריד את הבוכנה לאט עד לנקודה התחתונה של המהלך שלה‪.‬‬

12.

‫חוק פסקל‬
‫‪ ‬חוק פסקל קובע שלחץ שמפעילים על גז נמסר במידה שווה לכל הכיוונים‪.‬‬
‫איזה הוכחה לכך ניתן לתת מחיי היום יום שלנו?‬
‫‪ .1‬כשמנפחים בלון – הוא מתנפח לכל הכיוונים במידה שווה‪.‬‬

13.

‫אטמוספירה‬
‫‪ ‬האטמוספירה היא מעטפת האוויר (הגזים) שנמצאת סביב כדור הארץ‪.‬‬
‫הגזים נמשכים אל הגוף בגלל כוח המשיכה שלו‪.‬‬
‫‪ ‬אם במקום מסוים בכדור הארץ הלחץ האטמוספרי יורד‪ ,‬אז נוצר שקע – "שקע‬
‫ברומטרי"‪ .‬במצב כזה נראה התכנסות של האוויר מכל הצדדים למרכז השקע‪ ,‬כדי‬
‫למלא את הלחץ החסר‪.‬‬

14.

‫לחץ אטמוספירי‬
‫‪ ‬לחץ אוויר ‪ /‬לחץ ברומטרי ‪ /‬לחץ אטמוספרי הוא רמת הצפיפות שבתערובת הגזים‬
‫באוויר‪ :‬ככל שרמת צפיפות החלקיקים גדולה יותר‪ ,‬כך גדל הלחץ שהאוויר כולו מפעיל‬
‫על גופנו‪.‬‬
‫‪ ‬איזה תופעות מוכיחות את קיומו של הלחץ האטמוספירי?‬

15.

‫לחצים באוויר‬

16.

‫‪ .3‬שלב השריפה (העבודה)‬
‫בשלב השריפה שני השסתומים נשארים סגורים והצילינדר‬
‫אטום‪ .‬הבוכנה נמצאת בנקודה העליונה של המהלך שלה‬
‫כשכל התערובת דחוסה בתוך תא השריפה‪.‬‬

17.

‫‪ .3‬שלב השריפה (העבודה)‬
‫ברגע זה מוצת המצת החשמלי (פלג) שיוצר ניצוץ חזק המצית את התערובת הדחוסה‬
‫והשריפה יוצרת חום ולחץ גבוהים‪ .‬הלחץ של הגזים שמתפשטים בצילינדר דוחפים את‬
‫הבוכנה למטה‪ ,‬שתוך כדי התנועה של הבוכנה דוחפת את הטלטל שמחובר אליה‬
‫ותנועתו גורמת לתנועה סיבובית של גל הארכובה‪.‬‬
‫פעולה השרפה משתמשת באנרגיה הכימית של הדלק ליצירת‬
‫תנועה של הבוכנה ולביצוע עבודת מכנית‪.‬‬

18.

‫פעולות עיקריות בשלב השריפה‬
‫‪ ‬יצירת ניצוץ ע"י המצת – הגורם להצתת התערובת בתא השריפה‪.‬‬
‫‪ ‬שריפת התערובת – גורמת להיווצרות חום גבוה ולחץ של גזים‪ .‬החום שנוצר גורם להם‬
‫להתפשט במהירות ולהפעיל כוח על הבוכנה‪.‬‬
‫‪ ‬הבוכנה נהדפת כלפי מטה – ע"י כוח ההדף של לחץ גזי השריפה שמתפשטים‬
‫בעקבות הטמפ' הגבוהה שיצרה שריפת התערובת‪.‬‬
‫טמפ' גבוהה‬
‫לחץ גדול‬
‫בשלב השריפה‪:‬‬
‫נפח קטן‪ ,‬התפשטות גזים והדף‬
‫לחץ קטן נפח גדול‬

19.

‫‪ .4‬שלב הפליטה‬
‫שסתום הפליטה נפתח ושסתום היניקה נשאר סגור‪ .‬גזי‬
‫השריפה הנמצאים בצילינדר שרויים בלחץ גבוה יותר מהלחץ‬
‫שנמצא מחוץ למנוע‪ ,‬הם נפלטים החוצה והבוכנה אשר‬
‫נמצאת בנקודה התחתונה במהלך שלה מתחילה לעלות‬
‫למעלה והיא דוחפת את שארית גזי השריפה מתוך הצילינדר‬
‫החוצה‪.‬‬

20.

‫‪ .4‬שלב הפליטה‬
‫עם פליטת גזי השריפה – קטן הלחץ בצילינדר והטמפ' של הגזים יורדת‪.‬‬
‫תנועת הבוכנה כלפי מעלה הדוחפת את שארית הגזים החוצה מקטינה את נפח הצילינדר‬
‫ומצמצמת את כמות הגזים‪.‬‬
‫פעולה זו נמשכת עד שהבונה מגיעה לנקודת התנועה העליונה שלה ואז נסגר שסתום‬
‫הפליטה‪ ,‬נפתח שסתום היניקה ומתחיל מחזור חדש‪.‬‬
‫פעולת הפליטה מכינה את הצילינדר לתחילת מחזור פעולה חדש‪.‬‬

21.

‫פעולות עיקריות בשלב הפליטה‬
‫‪ ‬שסתום הפליטה נפתח – ומאפשר לגזי השריפה להיפלט החוצה‪.‬‬
‫‪ ‬הבוכנה עולה – ודוחפת את שארית הפסולת של גזי הפליטה החוצה תוך כדי הקטנת‬
‫נפח הצילינדר עד לריקון מלא‪ .‬הבוכנה חוזרת לנקודת המהלך העליונה ומוכנה למחזור‬
‫פעולה חדש‪.‬‬
‫בשלב הפליטה‪:‬‬
‫הלחץ בצילינדר קטן הטמפ' יורדת‬
‫הנפח קטן‬