قفل مائي

قضيب توصيل مثني بعد انحشار الماء
نفس ذراع التوصيل، ولكن تم تدويره 90 درجة

يُعرف انحباس الماء (اختصارًا لانحباس الماء أو انحباس الضغط الهيدروليكي ) بأنه حالة غير طبيعية في أي جهاز مصمم لضغط الغاز عن طريق تقييده ميكانيكيًا، وتحدث نتيجة دخول سائل إلى الجهاز. في حالة محرك الاحتراق الداخلي الترددي ، لا يستطيع المكبس إكمال شوطه، وقد يحدث عطل ميكانيكي إذا دخل حجم من السائل أكبر من حجم الأسطوانة عند أدنى مستوى له (نهاية شوط المكبس)، وذلك بسبب عدم انضغاط السوائل.

الأعراض والأضرار

إذا حدث انحشار مائي في المحرك أثناء القيادة بسرعة عالية، فمن المرجح وجود عطل ميكانيكي. تشمل أسباب التلف الشائعة انحناء أو كسر أذرع التوصيل ، أو كسر عمود المرفق ، أو كسر رأس الأسطوانة ، أو كسر كتلة المحرك، أو تلف علبة المرافق، أو تلف المحامل، أو أي مزيج من هذه الأسباب. قد تتسبب القوى التي تمتصها المكونات الأخرى المتصلة في حدوث أضرار إضافية. يمكن أن يظهر التلف المادي للأجزاء المعدنية على شكل صوت "ارتطام" أو "صرير"، وعادةً ما يتطلب استبدال المحرك أو إعادة بناء شاملة لمكوناته الرئيسية.

إذا حدث انسداد هيدروليكي في محرك الاحتراق الداخلي أثناء التباطؤ أو عند انخفاض الطاقة، فقد يتوقف المحرك فجأة دون حدوث ضرر فوري. في هذه الحالة، يمكن غالبًا تنظيف المحرك عن طريق فك شمعات الإشعال أو البخاخات وتدوير المحرك لطرد السائل من غرف الاحتراق، وبعد ذلك يمكن محاولة إعادة تشغيله. اعتمادًا على كيفية دخول السائل إلى المحرك، قد يكون من الممكن إعادة تشغيله وتجفيفه باستخدام حرارة الاحتراق العادية، أو قد يتطلب الأمر مزيدًا من العمل، مثل شطف سوائل التشغيل الملوثة واستبدال الحشيات التالفة.

إذا امتلأ أحد أسطوانات المحرك بسائل أثناء إيقاف تشغيله، فلن يدور المحرك عند محاولة تشغيله. ولأن عزم دوران آلية التشغيل عادةً ما يكون أقل بكثير من عزم دوران المحرك، فلن يتسبب ذلك عادةً في تلف المحرك، ولكنه قد يؤدي إلى احتراق آلية التشغيل. يمكن تفريغ المحرك من السائل كما ذُكر سابقًا وإعادة تشغيله. أما إذا بقيت مادة أكالة، كالماء، في المحرك لفترة كافية لتسبب الصدأ، فسيلزم إجراء إصلاحات أكثر شمولًا.

تؤدي كميات الماء الكافية لإحداث انحباس مائي إلى اضطراب خليط الهواء والوقود في محركات البنزين. وإذا ما تسرب الماء ببطء، فإن هذا التأثير قد يقلل من قوة المحرك وسرعته إلى درجة لا تتسبب عند حدوث الانحباس المائي فعلياً في تلف كارثي للمحرك.

الأسباب والحالات الخاصة

السيارات

يحدث انحباس الماء في السيارات عادةً عند القيادة في مناطق الفيضانات، إما عندما يتجاوز منسوب المياه مستوى مدخل الهواء أو عندما تكون سرعة السيارة عالية جدًا، مما يُحدث موجة أمامية عالية . وتكون السيارة المزودة بمدخل هواء بارد منخفض أكثر عرضةً لانحباس الماء عند القيادة في المياه الراكدة أو أثناء هطول الأمطار الغزيرة. كما يُعد دخول سائل تبريد المحرك إلى الأسطوانات عبر وسائل مختلفة (مثل تلف حشية رأس الأسطوانة ) سببًا شائعًا آخر. وقد يؤدي دخول كمية كبيرة من الوقود ( غمر ) إلى أسطوانة واحدة أو أكثر في صورة سائلة نتيجةً لظروف تشغيل غير طبيعية إلى حدوث انحباس الماء.

البحرية

تميل القوارب الصغيرة ذات المحركات الخارجية والدراجات المائية الشخصية إلى دخول الماء إليها ببساطة لأنها تسير في الماء وحوله. أثناء الانقلاب، أو عندما تغمر موجة القارب، قد يتعرض محركه لضغط الماء، على الرغم من أن التلف الشديد نادر الحدوث نظرًا لمداخل الهواء الخاصة وانخفاض عزم القصور الذاتي الدوراني للمحركات البحرية الصغيرة. أما المحركات البحرية الداخلية فلها قابلية مختلفة للتلف، حيث غالبًا ما يختلط ماء التبريد فيها مع غازات العادم في مشعب العادم لتقليل الضوضاء. يمكن أن يؤدي صدأ مشعب العادم أو تشغيل بادئ التشغيل لفترات طويلة إلى تراكم الماء في خط العادم لدرجة أنه يتدفق عكسيًا عبر مشعب العادم ويملأ الأسطوانات. [ 1 ] في المحركات المزودة بشاحن توربيني، يتم تبريد المبرد البيني عادةً بماء البحر؛ إذا صدأ هذا المبرد، فسيدخل الماء إلى المحرك.

محركات الديزل

تُعدّ محركات الديزل أكثر عرضةً لظاهرة انحشار الماء في المحرك مقارنةً بمحركات البنزين. فبسبب نسب الانضغاط العالية فيها، تتميز محركات الديزل بحجم غرفة احتراق نهائي أصغر بكثير، مما يتطلب كمية أقل بكثير من السائل لحدوث انحشار الماء. كما تميل محركات الديزل إلى امتلاك عزم دوران أعلى ، وقصور ذاتي دوراني أكبر، ومحركات بدء تشغيل أقوى من محركات البنزين. ونتيجةً لذلك، فإن محرك الديزل أكثر عرضةً للتلف الكارثي.

المحركات الشعاعية والمقلوبة

يُعدّ انحباس الزيت شائعًا في المحركات الشعاعية والمقلوبة (ذات الأسطوانات المتجهة للأسفل) عند توقف المحرك لفترة طويلة. يتسرب زيت المحرك بفعل الجاذبية إلى داخل الأسطوانة عبر قنوات مختلفة (مثل حلقات المكبس، وأدلة الصمامات، وغيرها)، وقد يملأ الأسطوانة بكمية كافية من الزيت لإحداث انحباس الزيت. ويمكن ملاحظة هذا التسرب من خلال الدخان الأبيض المائل للزرقة الذي يُرى عادةً عند بدء تشغيل المحرك الشعاعي. ولمنع تلف المحرك، يُجرى فحص انحباس الزيت بشكل دوري من قِبل الطاقم الأرضي أو الطيار أثناء الفحص المسبق للطائرة قبل الرحلة، وذلك عادةً عن طريق تدوير المروحة ببطء لعدة دورات، إما يدويًا أو باستخدام محرك التشغيل، للتأكد من دوران عمود المرفق بشكل طبيعي في جميع الأسطوانات.

محركات البخار

قد يحدث انحباس هيدروليكي في محركات البخار نتيجة تكثف البخار وتحوله إلى ماء. في معظم تصميمات محركات البخار، توجد فترة قصيرة في نهاية شوط عودة المكبس تكون فيها جميع الصمامات مغلقة، حيث يتم ضغط أي بخار متبقٍ. يمكن إدخال الماء من المرجل أو في محرك بارد، فيتكثف البخار إلى ماء على الجدران الباردة للأسطوانات، مما قد يؤدي إلى انحباس هيدروليكي في المحرك.

يُعدّ هذا الأمر ضارًا تمامًا كما هو الحال بالنسبة لمحركات الاحتراق الداخلي، وفي حالة قاطرات البخار، قد يكون خطيرًا للغاية، إذ يُمكن أن يتسبب قضيب التوصيل المكسور في ثقب غرفة الاحتراق أو المرجل، مما يؤدي إلى انفجار بخاري. تُزوّد ​​محركات البخار (باستثناء النماذج الصغيرة والآلات اللعبة) دائمًا بصمامات تصريف أسطوانية تُفتح للسماح بخروج الماء والبخار الزائدين أثناء التسخين. [ 2 ]

يمكن أن تكون صمامات تصريف الأسطوانات يدوية أو أوتوماتيكية. يحتوي أحد أنواع صمامات التصريف الأوتوماتيكية على كرة دوارة تسمح بمرور الماء، لكنها تمنع تدفق البخار. [ 3 ] تشغل الكرة أسطوانة أفقية أكبر منها قليلاً، مما يسمح للماء السائل بالتدفق من حولها. ومع ذلك، يدفع البخار المتدفق بسرعة الكرة إلى نهاية الأسطوانة، حيث تسد فتحة التصريف.

مراجع

  1. "أنابيب العادم - المحركات البحرية  : صيانة وإصلاح واستكشاف أعطال القوارب واليخوت" .
  2. ر. سينيت وهـ. ج. أورام (1899). محرك البخار البحري ، لونغمان غرين وشركاه
  3. "صنبور تصريف أوتوماتيكي 1/4 بوصة × 40 بوصة" . كينيونز. مؤرشف من الأصل في 4 يناير 2023. تسمح الكرة الدوارة بتصريف المكثفات ولكنها تغلق تلقائيًا تحت ضغط البخار.