CALM/arwiki huggingface dataset:
لا تحتاج بالضرورة أشكال عمود المرفق المتعددة إلى رأس أسطوانة في جميع الأسطوانات، وبدلاً من ذلك قد تستخدم مكبس عند كل نهاية من نهايتي الأسطوانة، ويُسمى ذلك التصميم محرك بمكابس متقابلة . يمكن تحقيق التنظيف أحادي الاتجاه في أسطوانة هذا التصميم، حيث أن مداخل ومخارج الوقود تقع عند نهايتين متقابلتين للأسطوانة، ويكون التنظيف أحادي الاتجاه فعال على مدى واسع من سرعات المحرك، كما هو في المحركات رباعية الأشواط. يؤدي نقص رؤوس الأسطوانات إلى تحسين الكفاءة الحرارية. استُخدم هذا التصميم في محرك الطائرة الديزل يونكرز جومو 205، باستخدام عمودين مرفق عند نهايتي مجموعة واحدة من الأسطوانات. استُخدم بشكل أكثر ملاحظة في محركات الديزل نابير ديلتك، واستخدمت ثلاث أعمدة مرفق لتشغيل 3 مجموعات من الأسطوانات مزدوجة النهاية (تستخدم مكبسين متقابلين) موضوعة في شكل مثلث متساوي الأضلاع، ووُضعت أعمدة مرفق عند رؤوس المثلث. استُخدم أيضاً هذا التصميم في محركات القاطرات ذات مجموعة أسطوانات واحدة، ومازالت تُستخدم في محركات الدفع البحري ومولدات الكهرباء البحرية الاحتياطية.
دورة ديزل.
تستخدم معظم شاحنات وسيارات محركات الديزل دورة مكونة من أربع أشواط، بنظام اشعال عن طريق الحرارة الناتجة من الانضغاط بدلاً من استخدام نظام اشعال منفصل. تُسمى هذه الدورة بدورة ديزل. يُحقن الوقود مباشرة في الأسطوانة في دورة ديزل، لذلك يحدث الاحتراق عند ضغط ثابت، أثناء تحرك المكبس.
دورة أوتو.
تعتبر دورة أوتو دورة نموذجية لمعظم سيارات محركات الاحتراق الداخلي، التي تستخدم البنزين كوقود. دورة أوتو هي نفس الدورة التي وُصفت للمحرك رباعي الأشواط. تتكون الدورة من نفس الخطوات الرئيسية: السحب والانضغاط والإشعال والتمدد وطرد العادم.
محرك خماسي الأشواط.
صنع وباع نيكولاس أوتو محرك ذو تمدد مضاعف في عام 1879 (استُخدمت مبادئ التمدد المضاعف والتمدد الثلاثي بكثرة في المحركات البخارية)، وتكون من أسطوانتين صغيرتين على جانبي أسطوانة أكبر وذات ضغط منخفض يحدث فيها شوط تمدد غاز العادم. أعاد المشتري المحرك بحجة ضعف الأداء. استُخدم هذا المبدأ في عام 1906 في سيارة صُنعت بواسطة شركة إزينهوث هورسيليس للمركبات في الولايات المتحدة، وفي القرن الواحد والعشرين صمم واخترع إلمور محرك احتراق داخلي خماسي الأشواط متضاعف التمدد، له قدرة ناتجة مرتفعة واستهلاك نوعي للوقود منخفض.
محرك سداسي الأشواط.
اختُرع المحرك سداسي الأشواط في عام 1883. استخدمت أربع أنواع من المحركات سداسية الأشواط، مكبس عادي يتحرك داخل أسطوانة عادية (محرك جريفين سداسي الأشواط، محرك بوجلاذ سداسي الأشواط، محرك فيلوزيتا سداسي الأشواط، محرك كرور سداسي الأشواط)، ويحدث الإشعال كل ثلاث دورات من دوران عمود المرفق (كل 540 درجة). استطاع هذا النظام الاستفادة من الحرارة المفقودة في دورة أوتو رباعية الأشواط عن طريق حقن الهواء أو الماء.
دورات أخرى.
لم يضغط أول محرك احتراق داخلي خليط الوقود والهواء. كان يًسحب خليط الوقود والهواء خلال الجزء الأول من شوط هبوط المكبس، ثم يُغلق صمام الدخول ويًشعل الخليط خلال باقي الشوط. يُفتح صمام العادم أثناء صعود المكبس. كانت تهدف هذه المحاولات لمحاكاة المحرك البخاري، لكنها افتقرت بشدة للكفاءة. طرأ عدد من التغييرات على هذه الدورات، الجدير بالذكر منها دورة أتكينسون ودورة ميلر. اختلفت دورة ديزل بشكل ما عن تلك الدورات.
تقوم محركات الدورة المجزاة بفصل الأشواط الأربعة: السحب والانضغاط والاحتراق وطرد العادم في أسطوانتين منفصلتين لكنهما مرتبطين ببضعهما. تُستخدم الأسطوانة الأولى للسحب والانضغاط، ثم يُمرر الهواء المضغوط خلال ممر عرضي من أسطوانة الانضغاط للأسطوانة الثانية، حيث يحدث الاحتراق وطرد العادم. يعتبر محرك الدورة المجزأة ضاغط هواء على جانب وغرفة احتراق على الجانب الاخر.
عانت محركات الدورة المجزأة السابقة من مشكلتين رئيسيتين: سوء الكفاءة الحجمية وانخفاض الكفاءة الحرارية، وعلى الرغم من ذلك، فإن التصاميم الجديدة تسعى لمعالجة على تلك المشكلات.
عالج محرك سكوديري مشكلة الكفاءة الحجمية بتقليل حجم التسامح بين المكبس ورأس الأسطوانة، باستخدام أساليب شحن توربينية مختلفة. يتطلب تصميم سكوديري استخدام أسطوانات تُفتح للخارج حتى يسمح للمكبس بالتحرك لأقرب ما يمكن من رأس الأسطوانة، دون التأثير على الصمامات. كما عالج سكوديري مشكلة انخفاض الكفاءة الحرارية باشعال الخليط بعد النقطة الميتة العليا.
يُمكن اجراء الإشعال بعد النقطة الميتة العليا باستخدام هواء مرتفع الضغط في ممر العبور بين الأسطوانات، وذلك لخلق تدفق بسرعة الصوت واضطراب شديد للمائع في أسطوانة شوط القدرة.
تربينات الاحتراق.
المحرك النفاث.
تستخدم المحركات النفاثة صفوف من الريش لضغط الهواء، ثم يدخل بعد ذلك لغرفة الاحتراق حيث يتم خلطه بالوقود واشعاله (يُستخدم وقود جي بي عادة). يؤدي احتراق الوقود إلى رفع درجة حرارة الخليط فيدخل على صفوف من الريش (التربينة) ليتم استخراج شغل منه لتشغيل الضاغط ثم يُطرد الهواء من المحرك مولداً قوة دفع. يُمكن أن يعمل المحرك التوربيني المروحي بكفاءة مرتفعه تصل إلى 48%.
يوجد 6 أجزاء تكون المحرك النفاث التوربيني المروحي }:
التربينات الغازية.
تقوم التربينة الغازية بضغط الهواء واستخدامه لتدوير التربينه بعد إضافة الوقود إليه. يُمكن اعتبارها أنها محرك نفاث لكنه يقوم باستخدام شغله الناتج في تدوير عمود.
يوجد ثلاث مراحل في التربينة:
تُعتبر التربينة الغازية ألة دوارة مشابهة للمحرك البخاري في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: ضاغط وغرفة احتراق وتربينة. يُسخن الهواء بخلطه بالوقود وحرقه وذلك بعد ضغط الهواء أولاً بواسطة ضاغط. يتمدد خليط الهواء الساخن ونواتج الاحتراق في التربينة لتنتج شغل. يًستهلك حوالي ثلثي (3/2) شغل التربينة في تشغيل الضاغط، بينما يًستفاد بالثلث الأخر.
تدخل التربينات الغازية ضمن أكثر محركات الاحتراق الداخلي كفاءة. تبلغ الكفاءة الاسمية لتربينات جينرال إليكتريك 7 إتش ايه و9 إتش ايه المستخدمة في المحطات الكهربائية ذات الدورة المركبة، أكثر من 61%.
دورة برايتون.
تُعتبر التربينة الغازية ألة دوارة مشابهة للمحرك البخاري في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: ضاغط وغرفة احتراق وتربينة. يًضغط الهواء بواسطة الضاغط فيرتفع ضغطه ودرجة حرارته. يُسخن الهواء المضغوط أكثر عن طريق خلطه بالوقود وحرقه في غرفة الاحتراق. يتمدد خليط الهواء ونواتج الاحتراق بعد ذلك في التربينة، فتستخرج الطاقة منه وتستخدم جزءاً منها لتشغيل الضاغط. تخرج الطاقة المتبقية في الغازات الساخنة لتولد قوة دفع.
تًستخدم محركات التربينة الغازية نظام احتراق متواصل، حيث يحدث الانضغاط والاحتراق والتمدد في نفس الوقت في أجزاء مختلفة من المحرك، فتعطي بذلك قدرة متواصلة. يحدث الاحتراق في دورة برايتون بثبوت الضغط بدلاً من ثبوت الحجم مثلما يحدث في دورة أوتو.
محركات فانكل.
لا يحتوي محرك فانكل (محرك دوار) على أشواط مكبسية، لكنه يعمل على نفس أطوار المحرك رباعي الأشواط (السحب والانضغاط والإشعال وطرد العادم)، ويحدث كل طور في موضع منفصل في المحرك. يتبع المحرك دورة أوتو طبقاً للديناميكا الحرارية، لذلك يمكن أن يطلق عليه محرك "أربع أطوار". يحدث شوط قدرة واحد فعلياً مع كل دوران للعضو الدوار، رغم أن نظرياً يحدث ثلاثة أشواط قدرة مع كل دورة للعمود وذلك بسبب نسبة دوران العضو الدوار إلى العمود اللامركزي والتي تساوي 1:3. يدور العمود القائد (العمود اللامركزي) دورة واحدة خلال كل شوط قدرة بدلاً من دورتين (مثل عمود المرفق في المحركات المكبسية)، كما هو الحال في دورة أوتو، ليعطي بذلك نسبة قدرة إلى وزن أكبر من المحركات المكبسية. لُوحظ استخدام هذا النوع من المحركات في سيارة مازدا أر إكس-8 و مازدا أر إكس-7 وطرازات أخرى للسيارة. استُخدم المحرك أيضاً في الطائرات بدون طيار، حيث يكون الحجم الصغير والوزن المنخفض وارتفاع نسبة القدرة إلى الوزن مميزات مطلوبة.
السحب القسري.
تًسمى عملية توصيل الهواء المضغوط لمدخل محرك الاحتراق الداخلي بالسحب القسري . يستخدم المحرك ذو السحب القسري ضاغط غاز لزيادة ضغط ودرجة حرارة وكثافة الهواء. يُسمى المحرك الذي لا يستخدم السحب القسري بمحرك التنفس الطبيعي.
يُستخدم السحب القسري في صناعة السيارات والطيران لزيادة قدرة وكفاءة المحرك. يساعد السحب القسري محركات الطائرات بوجه خاص، نظراً لحاجتها للعمل عند ارتفاعات مرتفعة.
يتم السحب القسري باستخدام شاحن توربيني فائق، حيث يتصل ضاغطه بعمود المحرك مباشرة، أو باستخدام شاحن توربيني حيث تُشغل تربينته بغازات العادم الناتجة من المحرك.
الوقود والمؤكسدات.
تعتمد جميع محركات الاحتراق الداخلي على احتراق وقود كيميائي في وجود أكسجين من الهواء الجوي (يمكن حقن أكسيد النيتروز أيضاً لرفع كفاءة الاحتراق وزيادة القدرة). يصاحب عملية الاحتراق إنتاج كمية كبيرة من الحرارة بالإضافة إلى البخار وثاني أكسيد الكربون ومواد كيميائية أخرى عند درجات حرارة مرتفعة جداً. تتحدد درجة الحرارة بناءاً على التركيب الكيميائي للوقود المستخدم والمواد المؤكسدة، بالإضافة إلى الانضغاط وعوامل أخرى.
تتكون معظم أنواع الوقود الشائعة من الهيدروكربونات وتُشتق من الوقود الحفري (البترول). يشمل الوقود الحفري كل من الديزل والبنزين والغاز النفطي المسال، واستخدام نادر لغاز البروبان. تستطيع معظم محركات الاحتراق الداخلي المصممة لاستخدام البنزين، أن تعمل بواسطة الغاز الطبيعي أو الغازات النفطية المسالة بدون أي تعديلات أساسية، باستثناء المكونات الموصلة للوقود. تستطيع محركات الديزل الكبيرة أن تعمل باستخدام خليط من الهواء والغازات وحقن وقود الديزل للإشعال. يُمكن استخدام الوقود الحيوي السائل والغازي أيضاً، مثل الايثانول والديزل الحيوي (الديزل الحيوي هو نوع من وقود الديزل يُنتج من المحاصيل الزراعية التي تحتوي على دهون ثلاثية مثل زيت فول الصويا). تستطيع المحركات إن أُجري عليها بعض التعديلات أن تستخدم غاز الهيدروجين والغازات الناتجة عن حرق الفحم والخشب، بالإضافة إلى غاز المولدات المصنوع من أنواع مناسبة من الوقود الحيوي. أًجريت تجارب باستخدام مسحوق وقود صلب مثل دورة حقن الماغنيسيوم.
تتضمن أنواع الوقود المستخدمة الآن:
استُخدمت المساحيق المعدنية المميعة والمواد المتفجرة أيضاً. يُطلق على المحركات التي تستخدم الغازات كوقود: المحركات الغازية، وتُسمى المحركات المستخدمة للهيدروكربونات السائلة: المحركت النفطية، ومع ذلك، يُطلق أيضاً على محركات البنزين اسم "المحركات الغازية" (يُطلق عليها محركات البترول خارج أمريكا الشمالية).
يجب أن يتوافر في الوقود الشروط التالية:
إن محركات الديزل أثقل عموماً وأكثر ضوضاءاً وأكثر إنتاجاً للقدرة من محركات البنزين عند السرعات المنخفضة. توفر محركات الديزل مزيداً من الوقود أيضاً في معظم الحالات، وتُستخدم في مركبات الطريق الثقيلة وبعض السيارات (يزداد استخدامها في السيارات بسبب كفاءة وقودها المتزايدة عن محركات البنزين) والسفن وقاطرات السكك الحديدية، والطائرات الخفيفة. تُستخدم محركات البنزين في معظم مركبات الطرق الأخرى، ويشمل ذلك معظم السيارات والدراجات النارية والدراجات البخارية. سيطرت سيارات محركات الديزل على 45% من السوق الأوربي منذ التسعينيات. يوجد أيضاً محركات تعمل باستخدام الهيدروجين والميثانول والإيثانول والغاز النفطي المسال والديزل الحيوي والكيروسين وزيت الجرارات المتبخر.
قد يستبدل الهيدروجين أخيراً الوقود الأحفوري في محركات الاحتراق الداخلي التقليدية، وربما تأتي خلايا الوقود بحل بديل فينتهي استخدام محركات الاحتراق الداخلي.
توجد طرق متعددة لإنتاج الهيدروجين الحر، لكن هذه الطرق تتطلب تحويل الجزيئات القابلة للاشتعال إلى هيدروجين أو استخدام طاقة كهربية. لا يقدم الهيدروجين حلاً لأيا من أزمات الطاقة، إن لم تتوفر هذه الطاقة الكهربائية من مصدر متجدد ولا تكون مطلوبة للاستخدام في أغراض أخرى. يعتبر تخزين الهيدروجين أحد سلبياته بالنسبة للوقود الكربوني في كثير من الحالات. للهيدروجين السائل كثافة منخفضة جداً (أقل من كثافة الماء بمقدار 14 مرة)، ويتطلب عزل كبير، بينما يتطلب الهيدروجين الغازي خزانات ثقيلة. يحتوي الهيدروجين على طاقة نوعية مرتفعة حتى عند إسالته، لكن كثافة الطاقة الحجمية له مازالت أقل من البنزين بمقدار 5 مرات. تعتبر كثافة الطاقة للهيدروجين مرتفعة عن تلك التي تحتويها البطاريات الكهربائية بالرغم من ذلك، مما يجعله منافس قوي لاستبدال الوقود الأحفوري. يتم إنتاج الهيدروجين حسب الطلب، لكن عملية الإنتاج (انظر خلية وقود البوروهيدريد المباشرة) تتضمن مشاكل من بينها ارتفاع سعر بوروهيدريد الصوديوم، الذي يعتبر المادة الخامة.
المؤكسدات.
يُستخدم أكسجين الهواء الجوي كمادة مؤكسده نظراً لتوافر الهواء وعدم الحاجة لتخزينه في المركبة. يؤدي هذا إلى زيادة نسبة القدرة إلى الوزن ونسبة القدرة إلى الحجم. تُستخدم مواد أخرى لأغراض أخرى، تكون في الغالب لزيادة القدرة الناتجة أو للاستخدام تحت الماء أو في الفضاء.
يجب تبريد المحرك لازالة الحرارة الزائدة حتى لا تتسبب في تعطل المحرك أو تمزق أجزائه (بسبب الحرارة الناتجة نتيجة فشل التزييت) أو تصدعها أو تشوهها. يعتبر التبريد بالماء والتبريد بالهواء هم أكثر طرق التبريد شيوعاً. تستخدم معظم السيارات الحديثة التبريد بالماء والهواء معاً، حيث يُستخدم الماء لتبريد الزعانف والمراوح بالهواء، بينما قد تُبرد المحركات الكبيرة بالماء فقط، حيث تكون ثابتة ولديها إمداد مياه ثابت من خلال أنابيب مياه أو مياه عذبة، بينما تُبرد معظم محركات الأدوات الكهربائية ومحركات صغيرة أخرى بالهواء. تستخدم بعض المحركات (تُبرد بالمياه أو بالهواء) التبريد بالزيت أيضاً. يُستخدم الوقود كمبرد في بعض المحركات، خاصة لتبريد ريش المحركات التوربينية والتبريد الاسترجاعي لمحركات الصواريخ، حيث يُسخن الوقود قبل حقنه في غرفة الاحتراق.
بدء تشغيل المحرك.
يجب أن تحتوي محركات الاحتراق الداخلي على وسيلة لبدء دورة الاحتراق. يحدث هذا في المحركات الترددية بتدوير عمود المرفق (أو العمود الدوار في حالة محرك فانكل) فيبدأ دورة الاحتراق. كانت المحركات الأولى يبدأ تشغيلها باستخدام حدافة ملحقة بالمحرك، بينما كانت دايملر ريتواجن أول مركبة تبدأ بواسطة عمود مرفق يدوي. كانت السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي يبدأ تشغيلها باستخدام عمود مرفق يدوي، حتى طور تشارلز كيترنج محرك بدء الحركة الكهربي للسيارات.
يُعتبر محرك بدء الحركة الكهربي هو الطريقة الأكثر استخداماً اليوم لبدء تشغيل محركات الاحتراق الداخلي، بينما يُستخدم نظام بدء الحركة الهوائي في محركات الديزل الكبيرة.
يُستخدم الهواء المضغوط كطريقة أخرى لبدء التشغيل، حيث يتم ضخه في بعض أسطوانات المحرك لبدء تشغيلها.
يمكن بدء تشغيل المركبات ذات الاطارين بأربع طرق:
يوجد أيضاً أنظمة بدء حركة عن طريق ضغط زنبرك بواسطة حركة دورانية ثم استخدامه لبدء تشغيل المحرك. تستخدم بعض المحركات الصغيرة إليه بدء حركة عن طريق شد حبل يرتد لموضعه مرة أخرى بعد خروجه بالكامل.
يبدأ تشغيل المحركات التوربينية عادة باستخدام محركات كهربية أو باستخدام الهواء.
قياس أداء المحرك.
تختلف أنواع المحركات من حيث الأداء بناءاً على عدة عوامل:
تُطلق نواتج الاحتراق طاقة حرارية أكبر من تلك التي يحتويها خليط الوقود والهواء المضغوط (يحتوي خليط الوقود والهواء طاقة كيميائية أكبر، تتحول إلى طاقة حرارية عند الاحتراق). تظهر الطاقة المتاحة في شكل درجة حرارة مرتفعة وضغط مرتفع، تُستخدم لإنتاج شغل بواسطة المحرك. تقودالغازات مرتفعة الضغط الموجودة في الأسطوانات، مكابس المحرك.
يتم التخلص من الغازات الساخنة المتبقية بعد استهلاك طاقتها (بفتح صمام العادم) ويسمح ذلك بعودة المكبس لموضعه السابق (النقطة الميتة العليا). يُمكن أن يبدأ المكبس الشوط التالي من دورته، والذي يختلف بين المحركات. تُصنف أي حرارة لا يتم تحويلها لشغل كطاقة مفقودة، ويتم التخلص منها بواسطة نظام التبريد سواء كان بالهواء أو بالماء.
تُعتبر محركات الاحتراق الداخلي محركات حرارية، ويُمكن تقدير كفاءتها النظرية باستخدام الدورات الديناميكية الحرارية المثالية. لا يمكن أن تزيد الكفاءة الحرارية للدورة النظرية عن كفاءة دورة كارنوت، والتي تتحدد كفائتها بالفرق بين أعلى وأقل قيمة لمدى درجات حرارة التشغيل للمحرك. تُحدد درجة حرارة التشغيل العليا للمحرك بواسطة عاملين: الحدود الحرارية التشغيلية للمواد (مدى تحملها) ومدى مقاومة الوقود للإشعال الذاتي. هناك حدود حرارية لجميع المعادن والسبائك، وهناك بحث تم على المواد الخزفية التي يُمكن أن تُصنع باستقرار حراري أكبر وخواص مرغوبة في المادة. يسمح الاستقرار الحراري المرتفع للمادة باستخدام فرق درجات حرارة أكبر بين درجة حرارة التشغيل العليا والسفلى، مما يؤدي لكفاءة حرارية أكبر. يُصبح المحرك أكثر عُرضة للإشعال الذاتي أيضاً بارتفاع درجة حرارة الأسطوانة، ويحدث هذا عندما تقترب درجة حرارة الأسطوانة من درجة حرارة الإشعال الذاتي للشحنة (نقطة الوميض). يُمكن أن يحدث الإشعال تلقائياً عند هذه النقطة قبل أن تطلق شمعة الاشعال الشرارة، مما يرفع الضغط في الأسطوانة بدرجة كبيرة. يُمكن تخفيف أثر الإشعال الذاتي أو تأخير حدوثه باستخدام أنواع وقود ذات مقاومة مرتفعة للإشعال الذاتي (رقم أوكتان مرتفع)، ومع ذلك يبقى محدوداً بدرجة الحرارة القصوى التي تستطيع الأسطوانة تحملها.
تفرض القيود الديناميكية الحرارية أن المحرك يعمل في ظروف مثالية: لا يوجد احتكاك، ويستخدم غازات مثالية وعوازل مثالية، ويعمل لوقت غير محدود. تأتي التطبيقات الواقعية بتعقيدات تقلل الكفاءة، على سبيل المثال: يعمل المحرك بأفضل شكل عند حمل نوعي يُعرف باسم نطاق القدرة. يعمل محرك السيارة عادة عند ظروف أقل من الظروف المثالية، نظراً لتصميمه للأحمال المرتفعة المطلوبة للتسارع المفاجئ، بالإضافة لذلك، تقلل عوامل أخرى مثل مقاومة الرياح الكفاءة الكلية للنظام. يُقاس استهلاك الوقود بالميل لكل جالون أو بعدد لترات الوقود لكل 100 كم. يفرض حجم الهيدروكربون محتوى حراري قياسي.
يبلغ القيد الديناميكي الحراري لمعظم المحركات المصنوعة من الحديد 37%. تحقق معظم المحركات كفاءة متوسطة حوالي 18-20%، حتى عند تزويدها بشواحن توربينية ووسائل تحسين الكفاءة. حققت أحدث التقنيات المستخدمة في محركات فورميلا 1 زيادة في الكفاءة الحرارية لتصل إلى 47% تقريباً. تحقق المحركات الصاروخية كفاءات أفضل تصل إلى 70%، بسبب عملها عند درجات حرارة وضغوط مرتفعة جداً ويمكن أن تستخدم نسب تمدد مرتفعة جداً أيضاً. مازالت المحركات الكهربائية هي الأفضل من حيث الكفاءة، حيث تتراوح كفاءتها بين 85-90% أو أكثر، لكنها تعتمد على مصدر طاقة خارجي (يكون عادة محرق احتراق داخلي في محطة طاقة، يخضع لنفس القيود الديناميكية الحرارية من حيث الكفاءة). تعتبر تربينات محطات الطاقة الكبيرة أكثر كفاءة وأقل تلويثاً من محركات الاحتراق الصغيرة الموضوعة في المركبات.
يوجد العديد من الاختراعات التي هدفت لزيادة كفاءة محركات الاحتراق الداخلي. تقوم المحركات العملية عموماً بتغيير خواص المحرك المختلفة مثل الكفاءة والوزن والقدرة والحرارة والاستجابة وانبعاثات العادم أو الضوضاء، على حساب بعضها البعض. يكون للاقتصاد دور أحياناً، ليس فقط في تكلفة تصنيع المحرك ولكن تصنيع وتوزيع الوقود أيضاً. تؤدي زيادة كفاءة المحرك للحصول على استهلاك وقود أفضل إن كانت فقط تكلفة الوقود بالنسبة للمحتوى الحراري ثابتة.
قياس كفاءة الوقود وكفاءة المادة الدافعة.
يُقاس استهلاك الوقود للمحركات الثابتة والمحركات ذات الأعمدة الدوارة بما فيها المحركات ذات المراوح الدافعه عن طريق حساب الاستهلاك النوعي للوقود الفرملي، والذي يُقاس بقسمة معدل كتلة الوقود المستهلكة على القدرة المنتجة.
تتغير سرعة الهواء بشكل جذري مع القدرة الناتجة للمحركات النفاثة، ولذلك يُستخدم قياس أقل تغيراً ويُسمى الاستهلاك النوعي للوقود الدافع، ويتم قياسه بحساب كتلة المادة اللازمة لتوليد نبضات دافعة تُقاس إما بالباوند-ساعة أو كمية جرامات المادة الدافعة اللازمة لتوليد نبضة دافعة مقدارها واحد كيلو نيوتن-ثانية.
يُمكن استخدام الاستهلاك النوعي للوقود الدافع في الصواريخ، ولكن يُستخدم عادة مقياس أكثر شيوعاً مثل الدفعة النوعية أو سرعة العادم الفعالة.
التلوث الهوائي والضوضائي.
ينتج عن محركات الاحتراق الداخلي مثل المحركات المكبسية انبعاثات تلوث الهواء، بسبب الاحتراق الغير كامل للوقود الكربوني. تتكون الانبعاثات الأساسية من ثاني أكسيد الكربون والماء وبعض السُخام الذي يُطلق عليه أيضاً المادة الهبابية. تم دراسة تأثير استنشاق هذه المادة الهبابية على الإنسان والحيوان، وكانت النتيجة تسببها بأمراض الربو وسرطان الرئة وأمراض القلب والأوعية الدموية والموت المبكر. يوجد أيضاً بعض نواتج الاحتراق الاضافية مثل أكاسيد النيتروجين والكبريت، وبعض الهيدروكربونات غير المحترقة، ويعتمد تركيز هذه النواتج على ظروف تشغيل المحرك ونسبة الوقود إلى الهواء.
لا يُستهلك الوقود بالكامل خلال عملية الاحتراق، لكن تبقى كمية صغيرة منه بعد الاحتراق، تؤدي إلى تكون مركبات غنية بالأكسجين مثل الفورمالديهايد أو الأسيتالدهيد، أو هيدروكربونات لم تكن موجودة في تركيب خليط الوقود. يحدث الاحتراق الغير كامل بسبب كمية الأكسجين الغير كافية لتحقيق معدل التكافؤ المثالي. يُخمد اللهب بواسطة جدران الأسطوانة الباردة، ويترك جزيئات وقود غير محترقة تُطرد مع العادم. تُلاحظ عملية إخماد اللهب عادة عند تشغيل محركات الديزل التي تعمل بالغاز الطبيعي عند سرعات منخفضة، حيث يؤدي إخماد اللهب إلى خفض الكفاءة وزيادة حدوث الطقطقة في الأسطوانات، والتي قد تتسبب بتوقف المحرك أحياناً. ينتج أيضاً عن الاحتراق الغير مكتمل انبعاث أول أكسيد الكربون ومركبات كيميائية أخرى مثل البنزين والبوتادين والتي تُعتبر ملوثات خطرة للهواء.
يؤدي زيادة كمية الهواء في المحرك إلى تقليل انبعاثات نواتج الاحتراق الغير مكتمل، لكنه أيضاً يسمح بتفاعل الأكسجين مع النيتروجين الموجود في الهواء فتتكون أكاسيد النيتروجين. تُعتبر أكاسيد النيتروجين مركبات خطرة على كل من كوكب الأرض وصحة الحيوانات، حيث أنها تؤدي إلى تكون الأوزون. لا ينبعث الأوزون مباشرة، لكنه يعتبر ملوث ثانوي للهواء، ويتكون في الهواء الجوي عند تفاعل أكاسيد النيتروجين مع المركبات العضوية المتطايرة في وجود أشعة الشمس. إن وجود الأوزون على الأرض يُضر بصحة البشر والبيئة، ولايتعارض هذا مع أوزون الغلاف الجوي أو طبقة الأوزون التي تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
يحتوي الوقود الكربوني على الكبريت وشوائب تؤدي في النهاية إلى تكون أول أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكبريت في غازات العادم، مما يتسبب في حدوث المطر الحمضي.
تُحدد أكاسيد النيتروجين والمادة الهبابية وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والأوزون على أنها معايير ملوثات الهواء بناءاً على قانون الهواء النظيف في الولايات المتحدة الأمريكية، وتحدد النسب المسموح بها من هذه المواد لحماية صحة الإنسان. تُحدد ملوثات أخرى مثل البنزين والبوتادين كملوثات خطرة للهواء الجوي (انظر المعايير الوطنية لانبعاثات ملوثات الهواء الخطرة)، يجب خفض انبعاثاتها قدر ما يمكن بالاعتماد على التقنيات والاعتبارات العملية.
يُتحكم في انبعاثات أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون والملوثات الأخرى بإعادة استخدام غاز العادم، حيث يُعاد جزء منه إلى مدخل المحرك، وتُستخدم المحولات الحفزية أيضاً لتحويل المواد الكيميائية الموجودة في العادم إلى مواد كيميائية غير ضارة.
المحركات الغير مستخدمة على الطرق.
تحتوي معايير الانبعاثات التي تستخدمها العديد من الدول على متطلبات خاصة للمحركات الغير مستخدمة في على الطرق، والتي تُستخدم بواسطة المعدات والمركبات التي لا تعمل على الطرقات العامة. تختلف معايير هذه المحركات عن المعايير المستخدمة مع محركات مركبات الطرق.
تُساهم محركات الاحتراق الداخلي بقدر كافي في التلوث الضوضائي. تصدر الضوضاء من سيارات وشاحنات الطرق السريعة. كما تصدر ضوضاء أيضاً عن الطائرات النفاثة خصوصاً الطائرات المتجاوزة لسرعة الصوت. تسبب محركات الصواريخ ضوضاء أيضاً.
تشغيل المحرك بدون فائدة.
تستمر محركات الاحتراق الداخلي باستهلاك الوقود وانبعاث الملوثات عندما لا يُستفاد من الشغل الناتج منه، مثل حالات تشغيل المحرك أثناء توقف السيارة، للذلك يجب خفض فترات تشغيل المحرك بدون فائدة لأقل ما يمكن. تُوصي العديد من شركات الحافلات الآن، سائقيها بضرورة وقف تشغيل المحرك أثناء توقف الحافلة في محطات الانتظار.
أُصدرت لائحة عقوبة للتحكم في انبعاثات المركبات على الطرق في إنجلترا في عام 2002 (انظر: قائمة الوثائق القانونية في المملكة المتحدة لعام 2002). اعتبرت اللائحة أن استخدام محركات المركبات بدون فائدة يعد جريمة. ونصت اللائحة على أنه "في حالة تشغيل السائق لمحرك المركبة بدون فائدة، يقوم أحد أفراد السلطة مع إبراز أوراق إثبات سلطته، بالطلب من السائق غلق المحرك، وإن لم يستجيب السائق يتعرض لغرامة لا تزيد عن المستوى الثالث". قامت بعض السلطات المحلية فقط بتطبيق هذه اللائحة، من بينها المجلس المحلي لمدينة أكسفورد.
الحدأة، من الطيور الجارحة من الفصيلة البازية و تضم ثلاث فُصيلات هي الحدآوات و Elaninae و Perninae. تعيش في المناطق الدافئة من العالم في المناطق الريفية وقرب مصادر المياه.
تتغذى الحدأة على لحوم الفئران والحمام والطيور والحيوانات الصغيرة الأخرى. وبعض أنواعها الأوروبية تتغذى على الحلزونات تسمى حدأة الحلزون.
تعيش الحدأة فوق قمم الأشجار العالية وأعلى البنايات المرتفعة. ودائماً ما تشاهد وهي تحوم فوق الحقول وأعلى البنايات.
تتميز الحدأة بقوة البصر التي تمكنها من رصد الحيوانات والطيور الصغيرة من ارتفاعات كبيرة.
وللحدأة صوت يسمع من مسافات.
تبيض الأنثى من 10 بيضات إلى 20 بيضة في المرة الواحدة، وينمو الصغار بسرعة كبيرة، وسرعان ما يبدأون في تعلم الطيران.
كانت الحدأة الحمراء في وقت من الأوقات من الطيور الشائعة في بريطانيا وكانت تقتات من نفايات الشوارع وكثيراً ما ذكرت في الأدب الإنجليزي، أما الآن فهي نادرة الوجود ومهددة بالانقراض.
لون الحدأة الشائعة بني اللون مائل إلى الاحمرار مع ريش أسود، ويبدو الذيل مثلثاً عند الطيران.
الحدأة في الإسلام.
تعتبر من المؤذيات وذكرت في الحديث النبوي، عن عائشة رضي الله عنها قالت: قال رسول الله صلى الله عليه وسلم: (خمس من الدواب كلهن فواسق يقتلن في الحل والحرم: العقرب، والحدأة، والغراب، والفأرة، والكلب العقور).
كونداليزا "كوندي" رايس من مواليد 14 نوفمبر 1954، هي عالمة سياسية ودبلوماسية أمريكية من أصول أفريقية. وقد شغلت منصب وزير الخارجية بالفترة من 26 يناير 2005 إلى 20 يناير 2009، وكان قبلها بالمنصب كولن باول الذي قدم استقالته ولم يشارك بحكومة الفترة الرئاسية الثانية للرئيس جورج دبليو بوش، وكانت رايس ثاني من تولى المنصب من الأمريكيين الأفارقة (بعد كولن باول) وثاني امرأة في المنصب (بعد مادلين أولبرايت). وكانت قبل توليها وزارة الخارجية تعمل كمستشارة للأمن القومي في فترة الرئيس بوش الأولى بين عامي 2001 – 2005، وهي أول امرأة تتولى المنصب.
ولدت في مدينة برمنغهام في ولاية ألاباما، وعانت في فترة طفولتها في زمن الفصل العنصري. انتقلت أسرتها إلى مدينة دنفر في ولاية كولورادو في عام 1967، وحصلت على درجة البكالوريوس في العلوم السياسية من جامعة دنفر، وبعد ذلك حصلت على الماجستير من جامعة نوتر دام وحصلت على الدكتوراه من كلية العلاقات الدولية في جامعة دنفر. عملت في وزارة الخارجية زمن إدارة جيمي كارتر ثم سعت نحو الزمالة الأكاديمية في جامعة ستانفورد، حيث عملت لاحقا كمديرة من 1993 إلى 1999. في 17 ديسمبر 2000، تركت منصبها وانضمت إلى إدارة بوش في مجلس الأمن القومي كمستشارة الشؤون السوفياتية وأوروبا الشرقية للرئيس جورج بوش الأب خلال تفكك الاتحاد السوفياتي وإعادة توحيد ألمانيا.
وعقب تعيينها وزيرة للخارجية، كانت رايس رائدة في السياسة الدبلوماسية التحويلية الموجهة نحو توسيع عدد الحكومات الديمقراطية المسؤولة في العالم وخاصة في الشرق الأوسط الكبير. وقد واجهت تلك السياسة تحديات مع اقتراب حركة حماس من الأغلبية الشعبية في الانتخابات الفلسطينية، كما حافظت البلدان ذات النفوذ، بما في ذلك السعودية ومصر، على أنظمة سلطوية بدعم من الولايات المتحدة. وسجلت لها رحلات سياسية بالأميال تفوق أي وزير خارجية آخر. وأثناء توليها منصبها، ترأست مجلس إدارة مؤسسة تحدي الألفية.
عادت رايس في مارس 2009، إلى جامعة ستانفورد كأستاذة في العلوم السياسية وزميلة في مؤسسة هوفر. أصبحت في سبتمبر 2010 عضوة في هيئة التدريس في كلية الدراسات العليا للأعمال في ستانفورد ومديرة مركزها العالمي للأعمال والاقتصاد. وهي حاليا في مجلس إدارة دروبوكس وشركة ماكينا كابيتال ماناجيمنت.