איך נוצר ואקום

מהו ואקום וכיצד הוא נוצר בטבע ומה הוא תפקידו במנוע בעירה פנימית

איך נוצר ואקום או בעברית "רִיק", שהוא מצב שבו אין חומר כלל או שיש בו לחץ נמוך מאוד ביחס ללחץ האטמוספרי הרגיל.

בטבע, ואקום נוצר במצבים שונים, בעיקר כאשר כוחות פיזיקליים יוצרים אזורים שבהם לחץ האוויר או הגזים נמוך במיוחד.

במנועי בעירה פנימית יש תפקיד משמעותי לואקום ואנו פוגשים ואקום כמובן גם בתעשיית הרכב שם ניתן למצוא מגוון רחב של מתקני ואקום או ידית ואקום גם על פס הייצור וגם בין כלי העבודה המשמשים לתיקונים וטיפולים.

לקריאה נוספת:

דוגמאות לאיך נוצר ואקום בטבע

ואקום בחלל החיצון

בחלל החיצון קיים ואקום כמעט מוחלט מכיוון שאין שם אטמוספרה.

כוח המשיכה של כדור הארץ שומר את רוב הגזים קרוב לשטח פני כדור הארץ, ולכן מחוץ לאטמוספרה הלחץ נמוך מאוד, ניתן להגדיר זאת ואקום עמוק.

ואקום בתהליכים מטאורולוגיים

מערכות סופה חזקות יוצרות אזורי לחץ ברומטרי נמוך מאוד, הדומים לוואקום חלקי.

זה קורה כאשר אוויר חם עולה במהירות, יוצר אזור של לחץ נמוך, ומוביל לזרימה של אוויר קר לתוך הריק.

איך נוצר ואקום במנוע בעירה פנימית ומה התפקיד שלו

מנועי בעירה פנימית תלויים ביצירת ואקום לצורך לתפקודם היעיל.

יצירת הואקום בתוך המנוע בעלת השפעה ישירה על יניקת אוויר, תהליך ערבוב דלק ופליטת הגזים לאחר הבעירה.

כאן נסביר ונפרט איך נוצר ואקום במנועי בעירה שונים וכיצד הוא משפיע על הביצועים.

איך נוצר ואקום במנועי בנזין

שלב היניקה במנוע בנזין

במהלך שלב היניקה במנוע בנזין, הבוכנה נעה כלפי מטה בתוך הצילינדר, יוצרת ואקום חלקי, ומאפשרת יניקה לכניסת אוויר ודלק אל תוך תא השריפה דרך סעפת היניקה.

ככל שהלחץ בתוך הבוכנה הנמוך יותר, כך מתאפשרת זרימה חופשית יותר של אוויר ודלק, דבר שמשפר את תהליך הבעירה.

שסתום היניקה נפתח בדיוק ברגע שבו נוצרת תנועת היניקה כדי למקסם את ניצול הואקום ולייעל את צריכת הדלק.

השפעת מערכת הואקום על מערכת הדלק

במנועי בנזין, מערכת הואקום מסייעת לשלוט ולווסת את כמות האוויר הנכנסת, ומשפיעה על תערובת הדלק.

רכיבים כגון חיישן MAP או Manifold Absolute Pressure מנטרים את הלחץ בסעפת היניקה ומתאימים את יחס הדלק והאוויר לקבלת בעירה יעילה.

בנוסף, מערכת הואקום מפעילה שסתומים קריטיים כגון שסתום מחזור גזי פליטה (EGR) אשר מפחית פליטות מזיקות על ידי החזרת חלק מגזי הפליטה לתא הבעירה.

איך נוצר ואקום במנועי דיזל

איך נוצר ואקום ליניקה מבוקרת במנוע דיזל

מנועי דיזל אינם מסתמכים על שסתום מצערת כמו מנועי בנזין, אך הם עדיין משתמשים בוואקום לצורך תפעול מערכות שונות.

במהלך פעולת היניקה, האוויר נכנס לצילינדר ללא חסימה משמעותית, וואקום אשר נוצר נובע בעיקר מלחצי הדחיסה הגבוהים בתהליך הבעירה.

מערכת הזרקת דלק ולחץ נמוך

במנועי דיזל, יצירת ואקום מסייעת לשמירה על זרימה תקינה של הדלק למערכת הזרקה בלחץ גבוה.

מערכות אלו משתמשות במשאבות ואקום לשיפור דיוק הזרקת הדלק, מה שמשפיע באופן ישיר על הספק המנוע ורמת יעילותו.

בלעדי המערכת, אספקת הדלק הייתה מתעכבת או לא מתבצעת ברמת העוצמה הרצויה, מה שהיה יכול להוביל לרמת ביצועים ירודים ואף להתרחשות כשלים מכניים.

איך נוצר ואקום והשפעתו על תפקוד המנוע

ויסות טמפרטורה ושימון

בנוסף לשיפור תהליך היניקה והזרקת דלק, ואקום מסייע גם בוויסות טמפרטורת העבודה של המנוע.

מערכות קירור רבות משתמשות במנגנונים מבוססי ואקום להפעלת תרמוסטטים ובקרת זרימת נוזל הקירור.

כמו כן, משאבות שמן מסוימות פועלות על עיקרון הואקום כדי להבטיח שימון אחיד של רכיבי המנוע.

הפחתת פליטות ושיפור ביצועים

באמצעות ניצול נכון של ואקום, יצרני הרכב משפרים את צריכת הדלק ואף מפחיתים פליטות מזהמים.

טכנולוגיות כגון מנגנוני הפחתת NOx (תחמוצות חנקן) במנועי דיזל נסמכות על מערכת ואקום ליצירת זרימה חוזרת של גזי פליטה, ובכך מצמצמות את ההשפעה הסביבתית של הרכב.

שימושי ואקום נוספים סביב תעשיית הרכב

יש מערכות נוספות ברכב אשר מבוססות ואקום, נסביר איך נוצר ואקום ותפקידיו במערכות נוספות

מערכת בלמים מבוססת ואקום

במערכות בלימה רבות ברכב משתמשים בוואקום כדי להפעיל את "המגבר בלם" (Brake Booster), אשר מקל על לחיצת דוושת הבלם ומאפשר בלימה חזקה יותר עם מאמץ מופחת.

שימוש בוואקום במגדש טורבו

מגדשי טורבו במנועי בעירה פנימית משתמשים בוואקום לשליטה על שסתום ווסטגייט, המאפשר ויסות של לחץ האוויר הדחוס, ובכך מייעל את פעולת המנוע.

יניקת אדים וניקוי פליטות

מערכות בקרת פליטה (EGR) נעזרות בוואקום כדי לשלוט על זרימת גזי הפליטה חזרה למנוע, דבר המסייע בהפחתת זיהום האוויר ושיפור היעילות האנרגטית.

אז איך נוצר ואקום ברכב

ואקום הוא גורם קריטי הן בטבע והן בתעשיית הרכב.

ממנועי בנזין ודיזל ועד למערכות בלימה ובקרת פליטות – יצירת ואקום מאפשרת תפקוד תקין של מערכות רבות.

בתעשיית הרכב, הואקום ממלא תפקיד מרכזי בהבטחת פעולה אופטימלית של המנוע ומערכות עזר נוספות.

כלים נוספים מבוססי ואקום, כגון ידית ואקום להרמת שמשות או מערכות יניקה בתעשייה, מדגישים את חשיבותו של ואקום בתהליכים מכניים תעשייתיים מגוונים.

כך, הבנת העקרונות של יצירת ואקום תורמת לא רק להבנה טובה יותר של פעולת המנוע, אלא גם לשיפור ביצועי הרכב ושימור הסביבה.