محرك نيترو

يشير مصطلح محرك النيترو ^{[ 1 ]} عمومًا إلى محرك يعمل بوقود يحتوي على نسبة (عادةً ما بين 10% و40%) من نيتروميثان ممزوج بالميثانول . نيتروميثان مادة شديدة الاشتعال، تُستخدم عادةً فقط في محركات مصممة خصيصًا لسباقات السرعة القصوى ، وفي محركات الاحتراق الداخلي المصغرة في طائرات التحكم اللاسلكي ، وطائرات التحكم السلكي ، والطائرات النموذجية ذات الطيران الحر .

يُستخدم مصطلح "نيترو" عادةً لوصف هذه المحركات، ويعود أصله إلى الدعاية التسويقية في سوق سيارات النماذج. على مدى الخمسين عامًا التي سبقت ظهور هذا المصطلح، منذ تطوير هذه المحركات لأول مرة، كانت تُعرف ببساطة باسم "محركات التوهج"، إلا أن مصطلح "نيترو" له تأثير أكبر في الإعلانات. تعمل هذه المحركات في الواقع بالميثانول، ولكن غالبًا ما يُضاف إلى الوقود نيتروميثان لتحسين الأداء. يتكون نظام الإشعال من شمعة توهج - ومن هنا جاء المصطلح القديم "محرك التوهج" - تحتوي على ملف من سبيكة سلكية تحتوي على البلاتين، عادةً البلاتين - والإيريديوم . تُسخّن شمعة التوهج بتيار كهربائي لبدء التشغيل، وبعد ذلك يُفصل التيار الكهربائي، فيؤدي مزيج الحرارة المتبقية والتأثير التحفيزي لسبيكة البلاتين مع الميثانول إلى إشعال خليط الوقود.

يمكن لمحركات النيترو في الطائرات النموذجية أن تدور بسرعة تتجاوز 50,000  دورة في الدقيقة. تتراوح سرعة الدوران النموذجية لمحركات الطائرات النموذجية الرياضية بين 10,000 و14,000  دورة في الدقيقة. أما بالنسبة لقوارب التحكم عن بُعد ومحركات الطائرات ذات المراوح الأنبوبية ، فيتراوح معدل الدوران المعتاد بين 20,000 و25,000 دورة في الدقيقة، بينما يتراوح معدل الدوران الشائع في السيارات بين 25,000 و37,000 دورة في الدقيقة. مع هذه الحركة الكبيرة، تتولد كمية كبيرة من الحرارة الناتجة عن الاحتكاك، وعادةً ما يحتوي الوقود المستخدم في هذه المحركات على نسبة زيت تتراوح بين 12 و30%، وذلك تبعًا لنسبة النيتروميثان والميثانول، ونوع المحرك، والاستخدام. معظم محركات سيارات التحكم عن بُعد اليوم هي محركات ثنائية الأشواط ، أي أنها تتطلب شوطين للمكبس (دورة واحدة) لإكمال دورة المحرك. في الشوط الأول، عندما يتحرك المكبس للأعلى، يُسحب خليط من الوقود والهواء إلى علبة المرافق من المكربن . عندما يتحرك المكبس للأسفل، ينتقل خليط الوقود والهواء الجديد إلى منفذ السحب، ثم إلى غرفة الاحتراق. وعندما يتحرك المكبس للأعلى، ينضغط الخليط، مما يؤدي إلى اشتعاله، مُنتجًا غازًا ساخنًا مضغوطًا يدفع المكبس للأسفل. وعندما يتحرك المكبس للأسفل، تخرج غازات العادم المحترقة من غرفة الاحتراق عبر منفذ العادم، وتبدأ الدورة من جديد بدفع خليط الوقود مرة أخرى إلى منفذ السحب.

عند بدء التشغيل، يتم تسخين شمعة التسخين كهربائيًا بواسطة تيار كهربائي. يجب عدم الخلط بين شمعة التسخين وشمعة الإشعال ، إذ لا يوجد شرارة في شمعة التسخين. يحافظ التحفيز الناتج عن بخار الميثانول على عنصر البلاتين المسخن ساخنًا حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي، مما يؤدي إلى اشتعال الوقود واستمرار عمل المحرك. بينما تُستخدم شمعات الإشعال باستمرار لإشعال خليط الوقود والهواء مع كل حركة للمكبس، كما هو الحال في محرك البنزين حيث تُستخدم شمعة الإشعال، لا يمكن إشعال الوقود بالضغط وحده. إنما حرارة الشمعة، التي لا تزال ساخنة من عملية الإشعال السابقة ومن التحفيز مع الخليط المضغوط الجديد، هي التي تُشعل الوقود.

تستخدم محركات النيترو عادةً المكربن ​​لخلط الوقود والهواء، ولكن في بعض التطبيقات التي لا تتطلب التحكم في الخانق، تستخدم أنبوب فنتوري بسيطًا مزودًا بخرطوم رش وصمام إبرة . يمكن أن يكون المكربن ​​منزلقًا أو دوارًا. في المكربن ​​الدوار، يُفتح المنزلق عند تدوير الذراع بواسطة المحرك المؤازر . أما في المكربن ​​المنزلق، فيُفتح المنزلق بتحريك الذراع للخارج بواسطة المحرك المؤازر. يُثبّت كلا النوعين مفتوحين جزئيًا بواسطة برغي ضبط الخمول، مما يسمح للمحرك بتلقي كمية ضئيلة جدًا من الوقود للحفاظ على تشغيله عند توقف المركبة. يحتوي المكربن ​​عادةً على إبرتين لضبط الخليط. تضبط إبرة السرعة العالية كمية الوقود الداخلة إلى المكربن ​​عند سرعات دوران متوسطة إلى عالية، بينما تحدد إبرة السرعة المنخفضة كمية الوقود الداخلة عند سرعات دوران منخفضة إلى متوسطة. يؤدي تدوير أي من الإبرتين في اتجاه عقارب الساعة إلى تخفيف خليط الوقود . يشير مصطلح "الخليط الخفيف" إلى كمية الوقود في خليط الوقود والهواء. إلى حدٍ ما، سيؤدي ذلك إلى زيادة سرعة المحرك وتحسين أدائه، ولكن إذا أصبح الخليط فقيرًا جدًا، فسيسخن المحرك بشدة ويتلف قبل الأوان لعدم حصوله على كمية كافية من التزييت. يؤدي تدوير أي من الإبرتين عكس اتجاه عقارب الساعة إلى زيادة نسبة الوقود في الخليط (إلا إذا كانت إبرة السرعة المنخفضة مخصصة لتفريغ الهواء، فحينها يكون العكس صحيحًا). الخليط الغني هو عكس الخليط الفقير، ويعني دخول كمية أكبر من الزيت (خليط الوقود) إلى المحرك. إذا كان الخليط غنيًا جدًا، فسيعمل المحرك بشكل سيئ، وقد يبدأ الوقود غير المحترق بالخروج من العادم. سيعمل المحرك ببطء شديد ويبدو وكأنه فاقد للطاقة، وقد يتوقف عن العمل بسبب غمره بالوقود. مع ذلك، فإن زيادة نسبة الوقود في الخليط أفضل من نقصها، لأن زيادة نسبة الوقود تعني ببساطة حصول المحرك على كمية زائدة من الزيت، وهو أمر طبيعي، على الرغم من أن الأداء قد لا يكون جيدًا كما لو كان الخليط فقيرًا. يمكن أن يتسبب الخليط الفقير جدًا في تلف المحرك في وقت قصير، لأنه سيعمل فوق درجة حرارته التصميمية. سيستمر المحرك المضبوط بشكل صحيح لفترة طويلة بأداء جيد طوال عمره.

توجد أنواع مختلفة من محركات التحكم عن بعد. فهناك محركات للطرق المعبدة، ومحركات للطرق الوعرة، ومحركات للطائرات، ومحركات بحرية، ومحركات لشاحنات الوحوش.

يستخدم المشاركون في سباقات السرعة الاحترافية تركيزات أعلى بكثير من نيتروميثان، حيث تحدد القوانين نسبة استخدامه بـ 90% (على الأقل في الرابطة الوطنية لسباقات السيارات، وهي الهيئة الرئيسية المنظمة للسباقات). تاريخيًا، كان المتسابقون يستخدمون نسبًا أعلى، مما كان يتسبب في كثير من الأحيان بانفجارات هائلة. تُقدر قوة المحركات الحديثة بحوالي 8000 حصان. ويمكن للسيارات التسارع من 0 إلى 160  كم/ساعة في 0.8 ثانية، ومن 0 إلى 520  كم/ساعة في 4.5 ثانية.

• مزيج وقود أكسيد النيتروز
• محرك أكسيد النيتروز
• محرك نموذجي