» «
מנוע
איך פועל מנוע המכונית?



מנוע הרכב (Engine), כשמו כן הוא - הוא שמניע את הרכב ומאפשר לו לנסוע ממקום למקום. אבל שמו נגזר מכך שהוא מורכב מחלקים נעים, שהמניע הוא בעצם ממיר של אנרגיה לתנועה.

המנוע הוא מנגנון מורכב ביותר, שקשה להסבירו באופן מילולי. עוד מעט נצפה בסרטון שמסביר את דרך הפעולה שלו. אבל לצורך פעולתו הוא זקוק למקור אנרגיה, כמו דלק - במכונית רגילה - או חשמל, ברכב חשמלי.

מנועים מותקנים בהמון מערכות ומכשירים בימינו. כך למשל המזגן, שכולל מנוע המייצר קור מחשמל, או המאוורר שיוצר בעזרת המנוע החשמלי שלו רוח.

מכוניות, מטוסים ואוניות הופכות את האנרגיה של הדלק או החשמל, לתנועה במרחב היבשתי, האווירי או הימי. המנועים שלהם ממירים אנרגיה לתנועה.


בקצרה - כך פועל המנוע (עברית):

http://youtu.be/c8QvQIArOWM


הסבר מפורט יחד עם טכניקת נהיגה חסכונית (מתורגם):

https://youtu.be/DgzxhDHjzms


באנגלית על פעולתו של מנוע הבעירה פנימית:

https://youtu.be/5tN6eynMMNw


פעולת המנוע מוסברת - איך המנוע עובד (עברית):

https://youtu.be/kig3da2_050


וסרטון ארוך יותר המסביר כיצד בנוי המנוע (עברית):

http://youtu.be/upCaljZu-hQ?long=yes
סטארטר
מהו הסטארטר המניע את המכונית?



מתנע, או סטארטר (Starter) הוא המתקן בכלי רכב שמתחיל את פעולת המנוע. מכאן גם שמו באנגלית Starter, שמשמעותו בעברית פשוטה "מתחיל", או מתנע.

אבל מהו המתנע לרכב בעצם?

המתנע הוא מנוע חשמלי קטן, אך מאוד חזק, המשתלב בגלגל התנופה של המכונית. בהפעלתו, מסובב המתנע או הסטארטר את המנוע של כלי הרכב, במטרה להתחיל בנסיעה.

המתנע או הסטארטר מופעל ממתג שמיועד להנעה ומחייב שמפתח הרכב יהיה במצב הנכון להנעה. הפעלת המתג מכאן היא מעין פקודת פעולה שמעבירה מתח אל המתנע מהמצבר. כשהמנוע מופעל יתחיל הרכב בנסיעה.

סטרטר לא תקין ימנע בהרבה מקרים את הנעת הרכב והנסיעה בו. במקרה כזה הרכב יהיה מושבת, עד שתיפתר הבעיה.


למה מכונית צריכה סטארטר? (עברית)

https://youtu.be/EnUG9og6ZO8


פעולת הסטארטר שפותחת את התהליך המלא של פעולת המנוע (עברית):

https://youtu.be/kig3da2_050


זה הסטארטר? - מה עושים אם הרכב לא מניע? (עברית)

https://youtu.be/ap3WBhSlzik


וסרטון ארוך יותר המסביר כיצד בנוי המנוע (עברית):

http://youtu.be/upCaljZu-hQ?long=yes
רדיאטור
מהו הרדיאטור במכונית וכיצד הוא מקרר את המנוע?



רדיאטור (Radiator) ובעברית "מקרן", הוא המזגן של המנוע. מדובר בחלק מרכזי ממערכת הקירור ברכב, זו שמקררת אותו ושומרת עליו מהתחממות יתר.

אם הטמפרטורה של המנוע תהיה גבוהה מדי, מצב של התחממות יתר, ראש המנוע יינזק קשות. זו תקלה יקרה לתיקון ששום נהג לא ירצה לחוות.

תפקיד הרדיאטור לשמור על טמפרטורת המנוע בטווח הנורמלי ולמנוע התחממות שלו. הטווח הנורמלי הזה נקרא "טמפרטורת עבודה" והיא נעה בדרך כלל בין 90 ל-100 מעלות.

הרדיאטור מכיל נוזל קירור, המבוסס על מים. הנוזל הזה הוא שמונע את ההתחממות.


#למה חשוב לקרר את המנוע?
המנוע כולל הרבה חלקים שנעים במהירות גבוהה ועצם פעולתו מייצרת חום רב. בהיעדר קירור, החלקים הנעים יתחממו ויתבלו במהירות. הטמפרטורה העולה תביא לחום גבוה יותר ויותר ודי מהר המנוע ייתקע ויקרוס.

נזילה ברדיאטור תגרום לדליפה של נוזל הקירור ולהתחממות המנוע, היכולה להביא לנזק יקר.

אז גם אם הוא לא ממש זה שמניע ומזיז את המכונית ממקום למקום, כמו המנוע או הגלגלים, הרדיאטור ברכב הוא מחלקי המנוע החשובים ביותר. הוא זה שמונע ממנו לצאת מכלל פעולה.


#איך פועל הרדיאטור?
הרדיאטור, שממוקם בדרך כלל בחזית הרכב, מכיל צלעות קירור היוצרות לו מגע עם האוויר.

משאבת מים מיוחדת שואבת את המים החמים שמקררים את המנוע. הם מועברים אל תוך צלעות הקירור שברדיאטור. בזמן הנסיעה, נכנס אוויר קר אל המנוע ומקרר את צלעות הקירור. הקירור הזה הוא שמקרר את המים העוברים בתוך צלעות הקירור.

ליד הרדיאטור יש מאוורר קטן. אם הרדיאטור חם מדי, מפעיל חיישן חום את המאוורר והוא שואב את האוויר הקר יותר, שבא מבחוץ, ומאוורר את הרדיאטור במרץ רב.

מכל מקום, אחרי שהם התקררו, שבים המים בחזרה אל המנוע. אך קודם לכן הם נבדקים באמצעות תרמוסטט, מתקן קטן ה"מוודא" שהטמפרטורה שלהם קרירה מספיק. אם הם עדיין לא קרים, הם מוחזרים לסיבוב נוסף ברדיאטור. אם הם קרים מספיק - הם יופנו טל המנוע ויקררו אותו.

יש עוד מרכיב אחד במערכת הקירור. זהו מיכל העיבוי, שמשתדל לשמור על כמות המים שבמערכת הקירור. עיבוי הוא תהליך בו גז, בדרך כלל אדים חמים, הופך לנוזל. כשהמים ברדיאטור מתחממים ועוברים את טמפרטורת 100 המעלות, הם הופכים לאדים. האדים הללו נפרקים על ידי הרדיאטור אל מיכל העיבוי. כאן הם מתקררים והופכים בחזרה לנוזלים, כלומר למים. המיכל הזה, בו מצויים המים המעובים שהיו אדים קודם לכן, הוא עתודת המים שממנה יישאבו שוב את מערכת הקירור, כשלא יהיו בה מספיק מים.


באנגלית - כך פועל הרדיאטור:

https://youtu.be/VQ6Lpjd134g


הסבר מקיף על קירור המנוע שעושה הרדיאטור:

https://youtu.be/ewlYw-rQhuI


מה קורה אם יש דליפה ברדיאטור? (עברית)

https://youtu.be/wdGPjAT7HEA


מיזוג בית בלי חשמל - המצאה ישראלית המתבססת על עיקרון הרדיאטור העתיק:

https://youtu.be/19JWhN1lK8E


וסרטון ארוך יותר המסביר כיצד בנוי המנוע (עברית):

http://youtu.be/upCaljZu-hQ?long=yes
מייקל פאראדיי
כיצד יצר מייקל פאראדיי את המנוע החשמלי הראשון?



מייקל פאראדיי בא ממשפחה דתית וענייה. בגיל צעיר הוציאה אותו אימו בבית הספר, לאחר שהמורה רצתה להלקותו. הוא עבד בכריכייה מגיל 13 וקרא בה הרבה ספרים. כשצפה בהרצאה של המדען בעל השם המפרי דיווי, שהדגים את החשמל, הוא סיכם את הרצאתו וכרך את הרשימות לספר, שאותו הגיש למדען במתנה.

המדען התרשם מהילד הסקרן וההחלטי וכשדיווי נפגע בעיניו הוא הפך את פאראדיי לעוזרו במכון המלכותי בלונדון. כשפרופסור דיווי לא הבין את האלקטרומגנטיות והקשר שלה לחשמל, פאראדיי חקר את הנושא והמציא את המנוע החשמלי הראשון בהיסטוריה!

שנים אחר כך כשדיווי ימות, יהפוך מייקל לראש המעבדה. בהמשך הוא ימציא את הגנרטור שייצר חשמל מתנועה ואת השנאי. גם כשחלה במוחו בגיל 49 והחל לאבד את זכרונו, הישגיו לא נעצרו.

בחייו הוא חקר את הקשר בין החשמל, המגנטיות והאור ונחשב מגדולי החוקרים בהיסטוריה.


הנה הקשר שגילה פאראדיי בין מגנטים לייצור חשמל ואיך הוא הביא לנו את החשמל (עברית):

https://youtu.be/Hc5LhnBbH9A



טבעת ההשראה החשמלית שמייקל פאראדיי יצר במו ידיו (מתורגם):

https://youtu.be/5HlQnEPalS4


על ניסוייו של מייקל פאראדיי:

http://youtu.be/ZuO7kJZ12g8?t=20s


הדגמה מרהיבה של המנוע הפשוט מהסוג שהגה פאראדיי:

http://youtu.be/MrGW7Fod7y0


אפשרויות נוספות למנועים הומופולריים עם סוללה:

http://youtu.be/xbCN3EnYfWU


והצצה ליומן של פאראדיי שבו העלה לראשונה את הרעיון למנוע ההומופולרי:

http://youtu.be/KD5MQL3UE6o

מנוע

תיבת הילוכים
למה צריך הילוכים בכלי רכב?



תיבת ההילוכים (Gear) נועדה לנצל ולשמור על המנוע. המנוע בנוי כך שיש תחום שבו הוא פועל הכי טוב, כלומר אופטימלית. אם מהירותו של המנוע תרד מתחת לתחום הזה - הוא ייכבה. אם היא תעלה מעל לתחום - המנוע עלול להינזק עד כדי הרס מוחלט.

כדי למנוע מצב שהמנוע יגיע ברגע מסוים למצב בו הוא יינזק נוצרו ההילוכים. כל הילוך מיועד למהירות שונה ותיבת ההילוכים דואגת לכך שהרכב ייסע בצורה היעילה ביותר, הבטוחה לו והחסכונית ביותר בצריכת האנרגיה.

למשל, כדי להתחיל ולהסיע כלי רכב יש להשקיע הרבה מאד מאמץ של המנוע בהתחלה. אחרי שהרכב מתחיל לנסוע וצובר מהירות, המנוע מגיע למהירות כזו שחשוב להעביר הילוך. בהילוך השני מותאם התחום האופטימלי למהירות גבוהה יותר וכך המנוע נשמר. אם המכונית נוסעת יותר מהר - יש לעבור שוב להילוך גבוה יותר וכך הלאה.

נניח שהרכב מאט. אז נוצר מצב שהמהירות הנמוכה מחייבת לחזור להילוך נמוך יותר. אם לא נוריד הילוך... נכון, המנוע ייכבה.

אם היה לנו רק הילוך אחד ברכב, הוא לא היה מצליח להתחיל לנוע, כי לא היה למנוע מספיק כוח להזיז את הרכב עם הכוח הרגיל שלו (מספר הסיבובים לדקה). בהילוך ראשון רגיל, לעומת זאת, מהרגע הראשון יש כוח רב למנוע והוא מאיץ היטב, אבל כשנגיע למהירות מסוימת נהיה חייבים להעביר הילוך, כדי שהמנוע לא ייהרס.


כך פועלת תיבת ההילוכים במסגרת פעולת המנוע (עברית):

https://youtu.be/c8QvQIArOWM


פעולת תיבת ההילוכים עצמה:

https://youtu.be/F40ZBDAG8-o


הסבר לעומק:

https://youtu.be/wCu9W9xNwtI


ובימינו המרבית המכוניות תיבת ההילוכים היא אוטומטית:

https://youtu.be/u_y1S8C0Hmc
גוטליב דיימלר
מי היה גוטליב דיימלר, ממציא האופנוע והמנוע המודרני?



גוטליב דיימלר (Gottlieb Wilhelm Daimler) הגרמני הוא גאון התחבורה שבסוף המאה ה-19 פיתח מנועים מתקדמים לתקופה והמציא את האופנוע ואת הרכב הראשון שהונע בגז, אי פעם.

מי שהחל ב-1848 לעבוד כחרש תותחים, רכש בהדרגה מיומנות בעבודה עם מתכת ופנה להנדסה. די מהר משך הבחור המוכשר את תשומת לב המקור שרים שיסייעו לו להשלים את ההשכלה הטכנית במלואה ויוביל אותו למשרות רבות. באחת מהן הוא יכיר את וילהלם מייבאך, שרטט שעתיד להיות שותפו לכל ימי חייו.

בראשית שנות ה-60 של המאה ה-19 מצליח דיימלר לפתח מנוע קטן, קל ומהיר למדי, שיוכל להחליף את מנוע הקיטור הכבד והמסורבל ויתאים להנעה של כלי רכב קטנים מהרכבת.

ב-1872 עובדים דיימלר ומייבאך אצל ניקולאוס אוטו, בחברה שמפתחת ורושמת פטנט על רעיון למנוע גז טבעי. אחרי ששיפרו את המנוע של אוטו, רבים דיימלר ואוטו והראשון מפוטר.

דיימלר עובר עם משפחתו לעיר אחרת בשם באד קנשטאט. הוא שוכר את מייבאך והשניים מקימים סדנה בחממה שבגן הבית. הם עובדים בכל יום עד השעות המאוחרות של הלילה. בשלב הזה, אגב, הגנן חושד שצליל המכונה שהם בונים מרמז על זיוף של שטרות כסף ומודיע למשטרה החשאית. החקירה לא מניבה דבר...

בשנת 1884 בנו דיימלר ועוזרו מייבך, אופנוע בעל מנוע שריפה פנימית, מנוע בנזין קטן ועם צילינדר אחד, שדיימלר רשם עליו פטנט שנה לפני כן.

חוץ מהמנוע הכיל האופנוע קרבורטור חדשני שפיתחו, שהתיז ישירות את הדלק ללוע היניקה. לאופנוע הייתה שילדת עץ שנשאה את המנוע ולא דמתה לאופניים.

חייבים להודות שזה לא היה בדיוק "אופנוע". אמנם היו לו זוג אופני עץ מסורבלים, אך למעשה היו לו גם שני גלגלי עזר במרכז הכלי, מה שלא איפשר הטייה בסיבובים ודמה יותר לכלי רכב ארבע גלגלי של ימינו.

אבל עדיין - זה האופנוע הראשון. גם אם הכלי ממילא היה ניסיוני ונשאר בסדנה, ללא המשכיות לייצור של ממש.

אז גם פונה אליו קרל בנץ, ממציא "הכרכרה הממונעת", הנחשבת למכונית הראשונה בהיסטוריה. דיימלר ובנץ מקימים את חברת "דיימלר בנץ". יחד עם מייבאך, דיימלר מפתח לכרכרה הממונעת של בנץ את המנוע הקומפקטי הראשון.

בגיל 65 דיימלר הולך לעולמו, לאחר שמילא תפקיד מרכזי במהפכה הממונעת. חברו ועוזרו הנאמן, מייבאך, מנהל את החברה שהקימו לאחר מותו.


הנה סיפורו של דיימלר, ממציא האופנוע עם מייבאך:

http://youtu.be/jwqghGs25cg


המצאת האופנוע כשלב ראשון בתולדות האופנועים:

https://youtu.be/z2o3cLKI2cE


האופנוע הראשון עם המנוע שפיתח דיימלר:

https://youtu.be/gFPEgYM6pGk


הממציאים - דיילמלר ומייבאך:

https://youtu.be/RDHHrgssLnc
קלמנט אדר
מי הראשון שטס בכלי טיס כבד מהאוויר?



בשנת 1890 הצליח הצרפתי קלמנט אדר (Clement Ader) לבנות דאון שהיה בו מנוע קיטור ענקי. המנוע סובב פרופלור שהצליח להרימו לגובה של 20 סנטימטרים באוויר. הוא הצליח לעוף כך למרחק של 50 מטרים.

כך היה קלמנט אדר לראשון שטס בכלי טיס כבד מהאוויר. אגב, הוא קרא למטוס שלו Avion ומכאן יתורגם שמו של המטוס לעברית, כשאיתמר בן יהודה, הבן של, יתן לו את השם אווירון.

על אף שטיסה בגובה כה נמוך אינה טיסה של ממש, אל תזלזלו בהישג של אדר. בפעם הראשונה בהיסטוריה הצליח כלי טיס כבד מהאוויר להמריא מהקרקע ובעצמו.

הההמראה הייתה בכוח סיבובי המדחף שלו בלבד. עד אז הצליחו קודמיו רק לגלוש במורד גבעות בדאונים שונים וממונעים, והצליחו בקושי להחזיקם באוויר. לכן קלמנט אדר נחשב לחלוץ התעופה הממונעת.

אגב, אדר הוא גם הממציא של רעיון נושאת המטוסים. הוא היה הראשון שהבין שמטוסים, שבאותה תקופה הוגבלו במרחקי הטיסה שלהם מאד, יוכלו לבצע משימות צבאיות מורכבות ומוצדקות, אם יוכלו להמריא מספינה שתהווה שדה תעופה נייד, שיכול להגיע לקרבת המטרה.


זה עדיין לא מטוס לטווחים ארוכים אבל כך הצליח קלמנט אדר להיות הראשון שממש טס באוויר (עברית):

https://youtu.be/TpXh3x7lB_E


סיפורו של קלמנט אדר:

https://youtu.be/089jC-_5nnM


על הטייס שהציל את נושאת המטוסים שלו:

https://youtu.be/FSgvPHBMV9w


וקלמנט אדר עם נושאות המטוסים שהמציא והפכו לנשק אסטרטגי בימינו (עברית):

https://youtu.be/751AD9TT01Q
מייקל פאראדיי
מיהו מייקל פאראדיי שאילף את החשמל?



מייקל פאראדיי (Michael Faraday) היה חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. הוא נחשב לאחד מאנשי המדע החשובים בהיסטוריה, וזאת על אף שלא זכה ללמוד באוניברסיטה.

כן, בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, האיש לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. למעשה, הוא היה בן עניים שנאלץ לעבוד בעבודות קשות לפרנסתו וכדי לפרנס את משפחתו.

במהלך עבודתו ככורך ספרים הוא קרא כמעט כל ספר שעבר תחת ידיו. כשביקר בהרצאות של מדען מפורסם בשם המפרי דייווי הוא כתב כרך שלם, של כל תוכן ההרצאות ושלח למרצה המדען.

כשהמדען דייווי, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, נפצע בתאונת מעבדה, נפגעה ראייתו והוא התקשה לכתוב. אז החליט לתת למייקל הצעיר הזדמנות ולקח אותו בתור כותב פתקים ומסכם של מה שהמדען חשב, הסיק וגילה. דיווי התרשם מהבחור וכשאחד מעובדי המעבדה פוטר, הוא הציע לפאראדיי לעבוד במעבדה בתור אסיסטנט לכימיה.

די מהר התלמיד עלה על המורה. כי במהלך העבודה פאראדיי החל ללמוד מדע בעצמו. הסקרנות האינסופית שלו והתשוקה לידע ולמדע, ביחד עם חריצות ותבונה נדירים, אפשרו למייקל פאראדיי ללמוד במהירות, כמעט בעצמו, את כל מה שצריך ואף יותר.

הוא היה עקבי ועקשן. שוב ושוב הוא ערך ניסויים במעבדה, בחן ולמד איפה טעה, שיפר וחזר על הניסוי המתוקן, עד שקיבל את התוצאה שצפה.

כך הוא בנה למשל את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" תוכלו לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי.

תגליותיו של פאראדיי הפכו את החשמל, שאנו מרבים להשתמש בו כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל הוא אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.

פאראדיי שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית.

בתחומים של המגנטיות והחשמל פאראדיי נחשב לחוקר החשוב ביותר בהיסטוריה. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. הם גם אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם מי שניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמלי ועוד.

הענווה של פאראדיי הייתה גם היא נדירה. תגליותיו והמצאותיו הקנו לו פרסום רב, אך הוא סירב לכיבודים. הוא דחה את תואר האבירות ותואר סר שהוצעו לו מבית המלוכה, בטענה שהוא מעדיף להיקרא עד יומו האחרון "רק מר פאראדיי".

גם להצעה שקיבל פעמיים, להיות לנשיא החברה המלכותית, תפקיד ותואר מהחשובים בקהילה המדעית של האימפריה הבריטית, הוא ענה בשלילה שוב ושוב.


הנה בקצרה על תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:

http://youtu.be/dNXdF12U4wo


טבעת ההשראה החשמלית שמייקל פאראדיי יצר (מתורגם):

https://youtu.be/5HlQnEPalS4


סרט מומלץ בשני חלקים, שבו מוצגת דרכו של פאראדיי אל המחקר המדעי, גילוי האלקטרומגנטיות ובניית המנוע החשמלי הראשון בהיסטוריה.

חלק א':

http://youtu.be/TEVEBzNSwTU


חלק ב':

http://youtu.be/yVDHKKTC4tA


סיפורו של מייקל פאראדיי והמצאת החשמל לילדים (עברית):

https://youtu.be/OmfypSQlx-A?t=1m20s&longyes


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.