ما هو متوسط سرعة المكبس؟
متوسط سرعة المكبس (MPS) هو السرعة الخطية المتوسطة التي يتحرك بها مكبس المحرك صعودًا وهبوطًا داخل أسطوانة المحرك. خلال دورة كاملة واحدة لعمود المرفق يقطع المكبس ضعف طول الشوط (هبوطًا ثم صعودًا)، لذا تعتمد السرعة المتوسطة على الشوط وعدد لفات المحرك فقط — وليس على قطر الأسطوانة أو السعة اللترية أو السرعة القصوى. وهي من أهم القيم لتقييم مدى الإجهاد الذي يتعرض له المحرك ومتانته الميكانيكية.
كيفية استخدام هذه الحاسبة
أدخل الشوط الخاص بالمحرك بالمليمتر وسرعة المحرك بعدد اللفات في الدقيقة (RPM)، ثم اقرأ متوسط سرعة المكبس بالمتر في الثانية. كما تُعرض القيمة المكافئة بالقدم/دقيقة للرجوع إليها، وهي الوحدة المستخدمة تقليديًا في الجداول الهندسية.
شرح المعادلة
المعادلة هي:
$$\overline{v}_p = \frac{2 \times \dfrac{\text{الشوط (مم)}}{1000} \times \text{RPM}}{60}\ \text{م/ث}$$العامل 2 يأخذ في الحسبان أن المكبس يقطع مسافة الشوط مرتين في كل دورة. وقسمة عدد اللفات على 60 تحوّل اللفات في الدقيقة إلى لفات في الثانية. وللحصول على النتيجة بالمتر/ثانية، يُحوَّل الشوط من المليمتر إلى المتر (بالقسمة على 1000) ضمن الحساب.
مثال محلول
لنأخذ محركًا بشوط 86 مم يعمل بسرعة 6000 لفة في الدقيقة:
$$\overline{v}_p = \frac{2 \times 0.086\ \text{م} \times 6000}{60} = 17.2\ \text{م/ث}$$وهذا يعادل تقريبًا 3,386 قدم/دقيقة — وهي قيمة نموذجية لمحرك إنتاج سليم. تبقى معظم محركات سيارات الطرق دون نحو 20–23 م/ث، بينما تقترب محركات السباق من 25 م/ث أو أكثر.
الأسئلة الشائعة
لماذا يهم متوسط سرعة المكبس؟ السرعات العالية للمكبس تزيد من أحمال القصور الذاتي على ذراع التوصيل والمحامل، وتُسرّع تآكل الحلقات وجدار الأسطوانة، وترفع خطر الأعطال الميكانيكية. وهو مؤشر للمتانة أفضل من عدد اللفات وحده عند المقارنة بين المحركات.
ما هو متوسط سرعة المكبس الآمن؟ تعمل محركات الإنتاج عادةً بين 15–20 م/ث، ومحركات الأداء بين 20–23 م/ث، أما محركات السباق المصممة لغرض خاص فقد تتجاوز 25 م/ث باستخدام مكونات متخصصة.
هل يؤثر قطر الأسطوانة على متوسط سرعة المكبس؟ لا. يعتمد متوسط سرعة المكبس على الشوط وعدد اللفات فقط. أما قطر الأسطوانة فيؤثر على السعة اللترية وكفاءة التنفس، لكنه لا يؤثر على مسافة حركة المكبس.
