الموضوع: توزيع ضغط العادم داخل مسلك العادم (الشكمان) وفكرة الشكمان الرياضي Sport Exhaust path

توزيع ضغط العادم داخل مسلك العادم (الشكمان) وفكرة الشكمان الرياضي Sport Exhaust path and manifold

مسلك العادم (الشكمان) (Exhaust path and manifold): وهو ذلك المسار الممتد بدايةً من صمامات العادم باسطوانات المحرك مروراً بوحدات الإخماد وكتم الصوت ووحدات التحويل المحفز للغاز الضار بالعادم حتى فتحة خروج العادم للضغط الجوي (نهاية ماسورة الشكمان).

أولا سأوضح توزيع الضغط بداية من فتحة صمام العادم بالاسطوانة حتى فتحة خروج العادم للهواء الخارجي عند نهاية ماسورة مسلك العادم:
سنفترض للتسهيل أن نتحدث عن محرك ذو اسطوانة واحدة
في البدايةً يخرج العادم من اسطوانة المحرك من فتحة صمام العادم بضغط عالي جداً نتيجة لشوط القدرة (شوط الاحتراق) السابق لشوط العادم مباشرةً
ثم يمر بوحدة إخماد وكتم أو بعدة وحدات (علب الشكمان) بعد خروج العادم من وحدة الإخماد (إخماد للضغط والصوت جزئياً) يصبح ضغطه أقل منه قبل المرور بها حتى يصل إلى نهاية مسلك العادم وعند فتحة الخروج للهواء الجوي يكون ضغط العادم أكبر من الضغط الجوي بمعنى أنه مساوي لعدة أضعاف الضغط الجوي عند خروجه من الفتحة النهائية لمسلك العادم لكن ضغطه أقل من ضغطه لحظة خروجه من صمام عادم اسطوانة المحرك
ويعد هذا شرط تصميمي لمسلك العادم وهو أن يكون ضغط العادم عند المخرج أكبر من الضغط الجوي بكمية كافية تسمح له بالتدفق للخارج
أي أن ضغط العادم لو أصبح مساوياً للضغط الجوي أو أقل منه عند مخرج الشكمان لن يعمل المحرك وسيتعرض للانطفاء فوراً .. (جرب بأن تسد أو تغلق فتحة خروج العادم بيدك وبذلك يكون ضغط يدك أعلى من ضغط العادم سينطفئ المحرك فوراً)
ويتم قياس ضغط خروج العادم في المعامل ومراكز التصميم والتطوير عن طريق جهاز قياس يسمى (البتوت تيوب) وطبعاً هناك أجهزة جديدة أسهل في الاستخدام

بعض محركات الاحتراق الداخلي ذات القدرة الصغيرة جداً يكون مسلك العادم بها عبارة عن ماسورة صغيرة لتوجيه العادم فقط لا غير وهذا يقتصر على المحركات الصغيرة.

لكن محركات الاحتراق الداخلي بدءاً من الدراجات النارية مروراً بالسيارات ثم الناقلات ومحركات توليد الكهرباء وغيرها كلها تحتاج إلى نظام كامل لمسلك العادم به عدد من وحدات الإخماد.

ماهي أهمية مسلك العادم (الشكمان) ؟
1 – تقليل الإزعاج والضوضاء التانجة من محرك الاحتراق الداخلي
2 – التحكم في تدفق العادم من المحرك ليصبح تدفقاً انسيابيا حتى الخروج للهواء الجوي
وهذا التدفق الانسيابي له أهمية عظيمة جداً لأن تدفق العادم لو أصبح عشوائي في حالة عدم وجود مسلك عادم بالمرة (بدون شكمان نهائي) سينتج عنه تأثير سيء على قدرة المحرك واتزانه نتيجة لأن العادم يبدأ بتكوين دوامات تعيق من تدفق العادم كما أنه يحدث ما يسمى بالموجة الصدمية وهي عبارة عن جدار غير مرئي من الغاز المنضغط يتكون أمام مخرج العادم العشوائي الغير منتظم يعيق حركته وبالتالي يقلل من قدرة المحرك

لتجنب الملاحظة السابقة في محركات الطائرات النفاثة وهي بطبيعتها لا يمكن أن يوضع لها مسلك للعادم (شكمان) يتم تركيب بوق مصمم بدقة وأفضل أنواعه للطائرات التي تخترق سرعة الصوت يسمى بالبوق التقاربي التباعدي (Convergence Divergence Nozzle)

بعض مواقع الانترنت بها حديث غير كامل وبه الكثير من النقص عن الظاهرة السابقة تحت مسمى الضغط الخلفي نتيجة لأنها غالباً مواقع للهواة الغير متخصصين والمتخصص المدقق في قراءتها يجدها متضاربة في أقوالها
وذلك حتى لا نتخذ تلك المواقع مصدر للمعلومة وفي الحقيقة أن معلومات تلك المواقع ما هي إلا اجتهادات من هواة

والحقيقة أن تصميم مسار العادم الرياضي أمر صعب وبالتالي تحتفظ كثير من الشركات بأسرار تصميمها لمسارات العادم في سياراتها الرياضية وكيفية تقليل فواقد القدرة داخله بقدر الإمكان وكيفية التغلب على الموجات الصدمية وخاصةً السيارات الرياضية وسيارات المسابقات الكبرى

نرجع للسؤال المنتشر دائماً:
كيف يزيد مسلك العادم الرياضي (الشكمان الرياضي) من قدرة المحرك ؟
والجواب:
أن مسلك العادم الرياضي لا يزيد من قدرة المحرك وإنما يقلل من قدرة المحرك المفقودة داخل مسار العادم (Exhaust manifold and path losses) حيث أن وحدات الإخماد تقوم بتقليل معدل تدفق العادم وكذلك تقلل من ضغط خروج العادم مما يؤدي إلى تقليل الضغط داخل الاسطوانة وكذلك تقليل معدل امتلاءها بالهواء النظيف (تقليل الكفاءة الحجمية للاسطوانة) مما يؤدي في النهاية إلى فقدان جزء من قدرة المحرك في مسار العادم
وحيث أن مسلك العادم الرياضي يكون ذو حجم أكبر ووحدات إخماد أقل فإن الفقد في قدرة المحرك خلاله يكون أقل ولكن في المقابل تكون الضوضاء الخارجة منه عالية
مع العلم أن هناك قياسات محددة تطبق في دول العالم المتقدم لتحديد الحدود المسموح بها لمعدل الضوضاء الناتجة من السيارات

لذلك فعلى من يفكر في تركيب نظام عادم رياضي كامل (شكمان رياضي) أن يبحث عن نوع جيد التصميم ليحصل على أفضل أداء
وعليه أن يراعي أن لا تكون الضوضاء الناتجة منه عالية حتى لا يضر الناس فيدعو عليه
وإن كنت لا أشجع على تلك النوعية من الشكمانات لأننا نعيش داخل المدن والهدوء أفضل لدينا من السرعة
هذا والله أعلم

الله ينور يا هندسة - بس انا بنصح بعدم عمل إى تعديل على العربية فى الأساسيات كالنيتروز والعفشة الرياضية (السوست الأسبور) والشكمان الرياضى