محرك مانسون

محرك مانسون هو محرك هواء ساخن وصفه لأول مرة أ. د. مانسون في عدد مارس 1952 من مجلة نيونس للميكانيكا العملية . ^{[ 1 ]} يمكن تشغيل محركات مانسون في أي من الاتجاهين (مع عقارب الساعة أو عكسها). ^{[ 2 ]} يحتوي على مكبس متدرج. يعمل الجزء الأمامي كمكبس إزاحة، بينما يعمل الجزء الخلفي كمكبس شغل (يتحرك مكبس الإزاحة ومكبس الشغل كوحدة واحدة). ^{[ 3 ] [ 1 ]} لا يتطلب المحرك سوى ثلاثة أجزاء متحركة: المكبس، ^{[ 3 ]} وذراع المكبس، والعمود المرفقي.

المحرك مزدوج الفعل ، ^{[ 1 ]} حيث يستخدم كلاً من تمدد الهواء الدافئ والضغط الجوي للتغلب على انخفاض ضغط هواء التبريد لإنجاز العمل. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

لا يمتلك المحرك حاليًا أي تطبيقات تجارية أو عملية. تُصنع المحركات بشكل أساسي كلعب مكتبية ، وعروض توضيحية للفيزياء، ومنتجات مبتكرة. ^{[ 2 ]}

• المرحلة 1 (تبريد وسيط العمل، شوط الشفط)
  • عندما يتم تحريك المكبس باتجاه مصدر الحرارة، يتم نقل الغاز الساخن داخل المحرك إلى الجانب البارد من الأسطوانة.
  • يتم تبريد الغاز هناك، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط إلى ما دون الضغط الجوي، مما يدفع المكبس أكثر نحو مصدر الحرارة.
• المرحلة الثانية (أعلى نقطة في المنتصف)
  • عندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة العليا، يكون صمام المدخل مفتوحًا، مما يؤدي إلى تحرير الفراغ.
  • يحافظ دولاب الموازنة على حركة المكبس
• المرحلة الثالثة (تسخين وسط العمل، شوط التمدد)
  • عندما يتحرك المكبس بعيدًا عن مصدر الحرارة، يتم دفع الهواء باتجاه مصدر الحرارة.
  • ثم يسخن الهواء، مما يؤدي إلى تمدده ودفع المكبس بعيدًا عن مصدر الحرارة.
• المرحلة الرابعة (أسفل المنتصف تماماً)
  • عندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة السفلى، يكون صمام العادم مفتوحًا، مما يؤدي إلى إطلاق الضغط المتراكم والهواء الساخن.
  • يحافظ دولاب الموازنة على حركة المكبس

تُعتبر محركات ستيرلينغ أنظمة مغلقة عادةً، بينما تُعتبر محركات مانسون أنظمة مفتوحة. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 8 ] [ 2 ]} يتميز كل من مكبس الإزاحة ومكبس العمل في محرك مانسون بزاوية طور صفرية. ^{[ 4 ]} وعلى عكس العديد من محركات ستيرلينغ، لا ترتفع درجة حرارة محركات مانسون بشكل كبير أثناء التشغيل، وذلك بفضل تأثير التبريد الذاتي الناتج عن سحب الهواء البارد وإطلاق الهواء الساخن في كل دورة.

• محرك مانسون-غايز

يعتبر البعض أن تصنيع الصمامات ومسارات الغاز أمر معقد، لذا توجد أنواع مختلفة منها ذات صمامات ومسارات غاز محسّنة أو معدّلة أو مبسطة. ^{[ 9 ] [ 10 ]}