محاضرة جرارات 2 PDF

# الجرارات الزراعية ## أولاً: الأجزاء الثابتة في المحرك: 1. **الاسطوانة** (*Cylinder*) يتكون المحرك من أكثر من اسطوانة وتجمع الاسطوانات كلها في جسم واحد حيث يتكون من الحديد الزهر ليسهل الصب والتشكيل ويطلق عليها كتلة الاسطوانات. وعادة يكون عدد الاسطوانات من 4-6 اسطوانات وتكون محاورها رأسية وهي...

# الجرارات الزراعية ## أولاً: الأجزاء الثابتة في المحرك: 1. **الاسطوانة** (*Cylinder*) يتكون المحرك من أكثر من اسطوانة وتجمع الاسطوانات كلها في جسم واحد حيث يتكون من الحديد الزهر ليسهل الصب والتشكيل ويطلق عليها كتلة الاسطوانات. وعادة يكون عدد الاسطوانات من 4-6 اسطوانات وتكون محاورها رأسية وهي الشائعة لتخفيف الاهتزازات أو قد تكون أفقية أو مائلة ويوجد حول الاسطوانة قميص الماء أو ريش لزيادة السطح المعرض إذا كان التبريد بالهواء وإذا تأكلت الاسطوانة من الداخل بفعل الاحتكاك والضغط العالي فيلزم تغييرها إلا أن بعض الاسطوانات لها جزء داخلي وهو المعرض للضغط والاحتكاك يكون منفصلاً عن الجزء الخارجي لذلك فإنه يلزم تغيير هذا الجزء فقط عند التآكل وفي هذه الحالة يصنع من سبائك معينة من الصلب لتحمل الضغوط ودرجات الحرارة العالية والاحتكاك. 2. **رأس الاسطوانات** (*Cylinders Head*) ويصنع من الحديد الزهر أو من سبائك الألومنيوم وهو يتصل بكتلة الاسطوانات بواسطة مجموعة محكمة الربط من الجاويطات والصواميل ويوضع بين رأس الاسطوانات وكتلة الاسطوانات جوان من الورق المقوي أو النحاس والورق المقوي أو أنواع خاصة من اللدائن وذلك لإحكام غلق الاسطوانات عن بعضها وعن المحيط الخارجي ولمنع تسرب الغازات والزيوت ومياه التبريد من مجاريها ويوجد في رأس الاسطوانات صمامات السحب والطرد وشمعات الاحتراق في محركات الاشتعال بالشرارة أو الرشاشات في محركات الاشتعال بالضغط. 3. **علبة الكرنك (صندوق المرفق)** (*Crankcase*) وهو الغطاء السفلي لكتلة الاسطوانات يوجد بها كمية معينة من الزيت لتزييت أجزاء المحرك. ## ثانياً : الأجزاء المتحركة 1. **المكبس** (*Piston*) وهو عبارة عن اسطوانة من سبائك الألومنيوم نظراً لخفة وزن الألومنيوم وجودة توصيله الحراري مجوفة من الداخل ومقفل من الناحية العليا وذلك لحصر غازات الاحتراق في حيز معين حدوده هي رأس الاسطوانة من الداخل والجدران الداخلية للاسطوانة والسطح العلوي من المكبس - لذلك فإننا نلاحظ أنه لكي يتحرك المكبس داخل الاسطوانة فإن قطره من الخارج يكون أقل قليلاً من قطر الاسطوانة. أما السطح الخارجي للمكبس من الجنب فتركب فيه شنابر في عدة فجوات دائرية حتي تحكم الشنابر أي فراغ بين الاسطوانة من الداخل والمكبس من الخارج وهذه الشنابر عبارة عن حلقات مستطيلة غير كاملة وهي نوعين : - **شنابر الزيت** (*Oil Rings*) وتقوم بكشط الزيت من علي جدار الاسطوانة في الجزء السفلي منها وهي عادة شنبر واحد أو إثنين ويمر هذا الزيت من عدة ثقوب في جدار المكبس ليعود ثانياً إلي علبة الكرنك حتي لا يكون رواسب كربونية علي جدار المكبس نتيجة الاحتراق أو الحرارة العالية. - **شنابر الضغط** (*Compression Rings*) وهي هامة جداً بحيث تقوم بمنع تسرب الغاز الناتج من احتراق الوقود فوق سطح المكبس كما أنها تمنع الاحتكاك المستمر بين المكبس والاسطوانة وتقوم بعملية التوصيل الحراري بين المكبس الساخن وجدار الاسطوانة ومنه إلي مياه التبريد. هذا ويوجد من شنابر الضغط عدد لا يزيد عن أربعة في الجزء العلوي من المكبس 2. **ذراع التوصيل** (*Connecting rod*) ويصنع من مادة الصلب المطروق ويقوم بتحويل الحركة الترددية للمكبس إلي حركة دائرية علي عمود الكرنك والنهاية العليا له تسمي النهاية الصغري وهي التي تتصل بالمكبس بواسطة بنز المكبس المثبت بواسطة كلبات أما النهاية الأخري فتسمي النهاية الكبري وهي التي تتصل بعمود الكرنك وتتحرك معه حركة دائرية والنهاية الكبري عبارة 3. **عمود الكرنك ( عمود المرفق)** (*Crank Shaft*) وهو يصنع من سبائك الصلب المعالجة بالحرارة ليكتسب متانة كبيرة وقدرة علي عدم الانثناء وهو عبارة عن عمود اسطواني به عدة انثناءات علي شكل حرف _U_ حسب عدد اسطوانات المحرك ويدور دائرياً حول محوره ويركب علي كراسي تغذي بالزيت كما أنه يقوم بتوصيل الزيت من الكراسي إلي النهاية الكبري لذراع التوصيل بواسطة ثقوب. وعمود الكرنك هو عمود الإدارة في المحرك الذي يقوم بتوصيل الحركة إلي جميع أجزاء الجرار فهو ينقل الحركة إلي الدبرياج للتحكم في تشغيل أو إيقاف الجرار ثم تنقل الحركة إلي صندوق التروس ثم إلي الجهاز الفرقي ثم إلي العجل الخلفي حيث قدرة الجرار علي الجر. 4. **الحدافة** (*Flywheel*) وهي عبارة عن عجلة ثقيلة الوزن توجد في نهاية عمود الكرنك جهة وسط جسم الجرار وتدور بسرعة عمود الكرنك ووظيفتها اختزان كمية من طاقة الحركة التي تكتسبها في شوط التشغيل لتنظم بها سرعة عمود الكرنك في باقي الأشواط (سحب – ضغط – طرد كما أنها تقوم بتقليل الذبذبة عن حركة المحركات خصوصاً إذا كان للمحرك اسطوانة واحدة ومقدار الطاقة الميكانيكية التي تختزنها الحدافة تتناسب مع كتلتها ومربع سرعتها . 5. **الصمامات وتروس التوقيت** (*Valves and timing Gears*) يوجد لكل اسطوانة صمامان أحدهما لإدخال الهواء أو مخلوط الوقود والهواء ويسمي صمام السحب أو التغذية (*Inlet Valve*) والثاني يسمى صمام العادم (*Exhaust Valve*) وهو الذي يخرج نواتج الاحتراق وتقوم مجموعة من التروس تسمى تروس التوقيت بنقل حركة عمود الكرنك الدائرية إلي الصمامات عن طريق الكامات لتتحرك حركة مستقيمة ينتج عنها فتح وقفل هذه الصمامات بتوقيت معين متناسق مع حركة المكبس ## أجهزة بدء الحركة: سبق أن ذكرنا أن عند تشغيل المحرك فإن أشواط التشغيل هي التي تعطي الطاقة اللازمة لإدارة عمود الكرنك وأن المحرك يستمر في الدوران لأداء بقية الأشواط الأخري ... (سحب) - ضغط - طرد) بواسطة الطاقة المختزنة في حدافة المحرك وبالطاقة الناتجة من أشواط التشغيل في الاسطوانات - ولكن عند بداية التشغيل لابد من وجود مصدر خارجي للطاقة كافي لإدارة المحرك عدة لفات حتي يبدأ المحرك في العمل وتحدث أشواط التشغيل. 1. **محركات الاشتعال بالشرارة** : والواقع أن محركات الاشتعال بالشرارة سهلة في بدء الحركة بها ذلك لأن نسبة الكبس فيها أو مقدار الضغط داخل الاسطوانات في نهاية شوط الضغط أقل بكثير من محركات الاشتعال بالضغط بالإضافة إلي أنها تستخدم وقوداً يمتاز بسرعة تبخره وبدء الحركة في هذه المحركات ممكن أن يتم عن طريق حبل ملفوف علي طارة مركبة علي عمود الكرنك وذلك في المحركات الصغيرة حيث يشد هذا الحبل بقوة وبسرعة يتسبب عنها دوران عمود الكرنك أما المحركات الكبيرة فتستخدم مانفيلا أو موتور كهربائي يدور بواسطة تيار من بطارية الجرار وله ترس صغير يعشق مع ترس كبير موجود علي المحيط الخارجي للحدافة فيدور عمود الكرنك وبعد عدة أشواط تشغيل بالمحرك ينفصل الترسين ويعود الترس الصغير إلى وضعه الأصلي أتوماتيكياً. ## محركات الاشتعال بالضغط وهي تمتاز بصعوبة بدء الحركة فيها عن محركات الاشتعال بالشرارة خصوصاً في المناطق الباردة حيث يكون المحرك بارداً ويحتاج إلي تسخين لغرف الاشتعال حتي تسهل من تبخر الوقود ووصله إلى نقطة الاشتعال عند حقنه في نهاية شوط الضغط - كذلك فإن الضغط داخل هذه المحركات يكون عالياً لذلك فيلزم لبدء إدارة المحرك إحداث عزم كبير علي عمود الكرنك يتعذر إحداثه يدوياً بواسطة حبل أو المانفيلا – ولذا فهناك عدة طرق لبدء إدارة هذه المحركات منها الطريقة السابقة باستخدام موتور كهربائي والطرق التالية. ### أ - كامة نصف الضغط: وهي تتصل برافعة يدوية في متناول يد السائق وعند تحريك هذه الرافعة تقوم بفتح صمام الطرد فتح جزئي فيقل الجهد اللازم لإدارة عمود الكرنك حيث يقل الضغط في نهاية شوط الضغط وعند إدارة عمود الكرنك إما باليد أو بموتور كهربي تبدأ المكابس في التحرك حتي يحصل عمود الكرنك علي السرعة المناسبة نتيجة حدوث بعض أشواط التشغيل في المحرك ثم تفصل الكامة بواسطة الرافعة وتعود لوضعها الأصلي بعد بداية تشغيل المحرك. ويساعد بدء الحركة استخدام سخانات كهربية لتسخين الهواء في غرفة الاشتعال. ### ب - استعمال محرك اشتعال بالشرارة حيث يستخدم في ذلك محرك بنزين صغير مستقل بقابض ينقل الحركة إلي الحدافة وينفصل عنها تلقائياً بعد بدء الحركة - وأحياناً يسخن الهواء الداخل لمحرك الديزل بواسطة نواتج احتراق محرك البنزين ليسهل من اشتعال الوقود لمحرك الديزل. ### ج- بدء حركة محرك الديزل بالبنزين حيث يزود محرك الديزل بكاربراتير وتزود رؤوس الاسطوانات بغرف ثانوية بها شموع احتراق لتقل نسبة الكبس لتلائم محرك الاشتعال بالشرارة وتوفر جميع الأجهزة اللازمة لهذا المحرك في دائرة ثانوية منفصلة عن بقية أجهزة محرك الديزل بواسطة صمامات في ماسورة السحب وصمام آخر يفصل الغرفة الثانوية. ## الأجهزة اللازمة للتشغيل : ### جهاز الوقود سبق أن ذكرنا أن الوقود يغذي إلي محركات الاشتعال بالشرارة مختلطاً بالهواء بينما تغذي محركات الاشتعال بالضغط (محركات الديزل بالوقود محقوناً علي هيئة رذاذ من الرشاشات - وظيفة جهاز الوقود الأساسية هي توصيل مخلوط الهواء والوقود في محركات الاشتعال بالشرارة أو الوقود فقط في محركات الاشتعال بالضغط خالية من الأتربة والشوائب إلي داخل اسطوانات المحرك علي هيئة بخار أو رذاذ وبالكمية التي يتطلبها المحرك تبعاً لسرعته والحمل الواقع عليه. #### جهاز الوقود لمحركات الاشتعال بالشرارة: يتكون جهاز الوقود في هذه المحركات من الأجزاء الآتية: 1. **خزان الوقود** يصنع من الحديد ويملئ هذا الخزان بالبنزين أو الكيروسين حسب نوع الوقود الذي يعمل به الجرار وفي حالة استخدام الجرار للكيروسين كوقود أساسي فيزود الجرار بخزان ثانوي صغير للبنزين لاستخدامه في إدارة المحرك عند بداية التشغيل عندما يكون المحرك بارداً أو يكون من الصعب تبخير الكيروسين ويلاحظ أنه يجب تحويل المحرك للعلم علي البنزين لمدة قصيرة قبل إيقاف المحرك عند انتهاء العمل وذلك حتي يمتلئ جهاز الوقود بالبنزين ونتمكن من إدارة المحرك في اليوم التالي عند بداية التشغيل والالزم تصفية الكيروسين من جهاز الوقود وإحلال البنزين محله قبل بداية تشغيل الجرار في اليوم التالي. وعادتاً يصمم خزان الوقود بحيث يسع كمية من الوقود تكفي لتشغيل الجرار لمدة يوم عمل أي حوالي 8 ساعات تشغيل. 2. **فلتر الوقود الابتدائي** (*Fuel Filter*) وهو عبارة عن كوب من الزجاج به طبة تصفية من أسفل ويوجد بأعلاه مرشح لتنظيف الوقود من الشوائب العالقة به كذلك يتم فصل الماء العالق بالوقود حيث ترسب في القاع ويطفو الوقود فوقها قبل دخوله إلي طلمبة التوصيل ثم الكاربراتير ويتم تصفية الماء من الطبة السفلية الموجودة بالمرشح - كذلك يتم تصفية الكيروسين من هذه الطبة إذا لم يدار المحرك مدة كافية علي البنزين قبل إيقافه. 3. **طلمبة التوصيل** (*Fuel Pump*) إذا كان خزان الوقود في مستوي أعلي من الكاربراتير فإنه يمكن الاستغناء عن طلمبة التوصيل حيث يصل الوقود إلي الكاربراتير تحت تأثير ثقله أما إذا كان خزان الوقود في مستوي أقل من الكاربراتير فإن الأمر يحتاج إلي طلمبة توصيل لسحب الوقود 4. **الكربراتير** (*Carburetor*) هناك طريقتان أساسيتان للكاربراتير هما : - **خلط الهواء مع الوقود بالنسبة المناسبة للحصول علي الأداء المطلوب من المحرك .** - **تفتيت الوقود إلي ذرات دقيقة ليسهل تبخيرها وخلطها مع الهواء.** ويتكون الكاربراتير (المغذي) في أبسط صورة له كما هو مبين بالشكل التالي من غرفة تحتوي علي كمية من الوقود وهذه الغرفة مزودة بعوامة للمحافظة علي مستوي ثابت للوقود مقداره من 1.5مم إلي 3 مم تقريباً تحت منفذ نافورة الكاربراتير فلا يتساقط الوقود منها. وتوجد هذه النافورة في ماسورة السحب في منطقة يضيق فيها قطر أنبوبة السحب فعند مرور الهواء في هذه المنطقة تزداد سرعته نظراً لصغر مساحة مقطع الأنبوبة ويسبب ذلك انخفاض في الضغط في هذه المنطقة عن الضغط الجوي المعرض له الوقود في غرفة العوامة مما يترتب عليه خروج الوقود من منفذ النافورة (تحت تأثير فرق الضغط) علي هيئة رذاذ يختلط مع الهواء الذي يقوم بحمله إلي اسطوانات المحرك وغالباً ما تصمم أنابيب السحب بحيث تكون مجاورة لأنابيب العادم الساخنة مما يساعد علي تبخر الوقود واختلاطه جيداً مع الهواء قبل وصوله إلي الاسطوانات ويزود الكاربراتير بصمامين هما صمام الخليط صمام الخانق . وفائدة صمام الخليط هو التحكم في كمية المخلوط المار من الكاربراتير إلي اسطوانات المحرك ويتحكم السائق في وضع هذا الصمام فيفتحه أكثر إذا زاد الحمل علي المحرك أو إذا أريد الحصول علي سرعة أعلي فتزيد كمية المخلوط الذاهبة إلي الاسطوانات وبالتالي تزداد القدرة المتحصل عليها من المحرك ويتحكم السائق في هذا الصمام بواسطة رافعة الوقود وهي إما رافعة يدوية أ, دواسة بالقدم. أما صمام الخانق فهو صمام يمر منه الهواء قبل المرور علي النافورة ويكون مفتوحاً فتحاً كاملاً مستمرا أثناء التشغيل العادي المحرك ولكن عند بداية التشغيل عندما يكون المحرك بارداً أو تكون درجة الحرارة غير كافية لتبخير كل الوقود الخارج من النافورة لذلك يقلل من فتحة صمام الخانق لخفض كمية الهواء بالنسبة للوقود وذلك للاحتفاظ بالنسبة اللازمة بين الوقود المتبخر والهواء لإتمام عملية الاحتراق. وبعد تسخين المحرك يجب ارجاع صمام الخانق إلى الوضع المفتوح للتشغيل وفي الكاربراتير الحديث قد يتم التحكم في غلق وفتح صمام الخانق آلياً (أتوماتيكياً) عن طريق ماء ساخن قادم من دورة التبريد للمحرك حيث يظل صمام الخانق مفتوح جزئياً طالما كان ماء التبريد بارد المحرك بارد ويفتح بالتدريج مع سخونة المحرك وسخونة ماء التبريد إلي أن يتم الفتح كلياً لهذا الصمام. #### جهاز الوقود في محركات الاشتعال بالضغط (محركات الديزل) ومهمته هي إمداد كل اسطوانة في المحرك بالكمية المناسبة من الوقود وحقنه وتذريته داخل الاسطوانة في نهاية شوط الضغط تقريباً مع توزيعه بحيث تكون ذرات الوقود ملامسة لأكسجين الهواء حتي يتم احتراق الوقود احتراقاً كاملاً. ويختلف عن جهاز الوقود لمحركات الاشتعال بالشرارة في استبدال الكاربراتير بطلمبة لحقن الوقود إلي الرشاشات المثبتة في رأس كل اسطوانة بالمحرك عند ضغط مرتفع يتراوح بين 1.5 -2.5 كيلونيوتن/سم . ويشمل جهاز الوقود لمحركات الاشتعال بالضغط علي الأجزاء الهامة التالية. 1. **خزان الوقود**: وهو يثبت إما فوق المحرك في مقدمة الجرار أو في مؤخرة الجرار خلف السائق - وتركب في خزان الوقود مصافي علي فتحة الملئ وكذلك علي فتحة خروج الوقود من الخزان نظراً لأهمية تنظيف الوقود في هذه المحركات. 2. **طلمبة التوصيل**: وهذه الطلمبة مهمة لدفع الوقود خلال مرشحات الوقود الخشنة والناعمة وتوصيل الوقود تحت ضغط بسيط إلي طلمبة حقن الوقود - ويركب علي طلمبة التوصيل مضخة يدوية لتحضير الوقود يدوياً خلال دائرة الوقود وذلك عند تسرب الهواء إلي دائرة الوقود حيث يتم سحبه بواسطة هذه المضخة. 3. **فلاتر الوقود**: تقوم هذه المرشحات بفصل الأجسام الغريبة من الوقود مثل الأتربة والشوائب حتي لا تتسبب في انسداد الفتحات الدقيقة لطلمبة الحقن والرشاشات وحتي لا تحدث أي خدش أو تآكل في طلمبة الحقن. وفلاتر الوقود تكون من فلترين بالترتيب فلتر خشن لجمع الشوائب الكبيرة الحجم وفلتر ناعم لجمع الشوائب الدقيقة - والشكل التالي يوضح فلتر الوقود.