مشاهده نسخه کامل
: مجموعه موتور خودرو
موتور اتومبيل
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
متعلقات موتور اتومبيل
1- پیستون موتور : پیستون قطعه استوانه شکلی است که در داخل سیلندر حرکت رفت و برگشت
دارد و زمانهای موتو ر را به وجود می اورد ضمنا نیروهای تراکمی و انبساط ناشی از احتراق را
تحمل می کند
2- شاتون موتور : شاتون موتور اهرمی است که به پیستون موتور و میل لنگ متصل بوده , باعث
تبدیل شدن نیروی خطی پیستون به نیروی چرخشی میل لنگ می گردد
3-سیلندر موتور : استوانه ای است تو خالی که از بالا به وسیله سرسیلندر مسدود شده و از
طرف پایین با حرکت پیستون حجم ان مرتبا تغییر می کند
4- میل لنگ موتو ر میل لنگ یا محور موتور میله ای است که کار انجام شده در روی پیستون را به
صورت گشتاور و دور دریافت نموده قدرت را به سیستم انتقال قدرت ارسال می کند
5- شمع موتور شمع موتور وسیله ای است متشک از دو الکترود و بدنه سرامیکی که بر اثر ولتاژ
زیاد ایجاد شده و به وسیله کویل در زمان مناسب طراحی شده ایجاد جرقه می نماید و مخلوط
متراکم شده سوخت را منفجر می کند
6-سوپاپ موتور قطعه فلزی است قارچی شکل که در روی دریچه های ورودی و خروجی سرسیلندر
قرار گرفته است و در زمانهای کار موتور با باز و بسته شدن خود نقش متفاوتی را ایفا می کند
7- سرسیلندر موتور سرسیلندر قطعه ای است که به عنوان درپوش در بالای بدنه سیلندر بسته
می شود تا محفظه احتراق را به وجود اورد معمولا در روی سرسیلندر جای شمع و جای سوپاپ و
غیره قرار دارد
8- راهنمای سوپاپ یا گیت موتور استوانه ای که سوپاپ در ان حرکت کرده , به علت داشتن لقی
مجاز, حرکت سوپاپ را کنترل می کند
9-مجاری اب موتور محفظه های عبور اب در اطراف سیلندر و سرسیلندر می باشد که اب در ان
گردش کرده , گرمای بیش از اندازه موتور را به رادیاتور انتقال می دهد
10 – مانتیفولد موتور لوله های انتقال دهنده ای است که سوخت را به موتور وارد یا دودهای حاصل
از احتراق را به فضای ازاد هدایت می کند
11- تایپیت موتور استوانه ای است که در زیر ساق سوپاپ و یا میل تایپیت قرار دارد و سوپاپ را از
محل نشست خود بلند می کند و حرکت خود را از بادامک میل سوپاپ می گیرد
12- میل سوپاپ موتور محوری است که حرکت خود را از میل لنگ می گیرد و دارای بادامکهای است
که به تایپیت حرکت رفت و برگشتی میدهد به علاوه استوانه خارج از مرکزی دارد که پمپ بنزین را
به کار می اندازد و نیز دارای دندانه محرک اویل پمپ و دلکو می باشد
13- فلایویل یا چرخ طیار موتور قطعه نسبتا سنگینی است که به انتها میل لنگ بسته شده که جهت
ذخیره انرژی تولید شده در موتور و بازپس دهی ان در زمان مورد نیاز به کار می رود
14-بادامک موتور قطعه ای است بادام شکل که در روی محور میل سوپاپ ساخته شده و حرکت
دورانی محور را به حرکت خطی قطعه دیگری که با ان درگیر است میسر می کند
15- فنر سوپاپ موتور وسیله ای است که در موارد لزوم سوپاپ را می بندد
16 – اسبک موتور وسیله ای است که در موارد لزوم سوپاپ را باز می کند
17 – کاربراتور موتور کاربراتور دستگاهی است که در ان سوخت موتور با نسبت معینی و در شرایط
مختلف کارکرد موتور اماده می شود
18 – دلکو موتور دستگاهی است که برق فشار قوی را در زمان لازم بین شمعها تقسیم می کند
19- فیلتر روغن موتور وسیله ای است که ناخالصیهای شناور در روغن را جذب می کند
20-پمپ روغن دستگاهی است که روغن را با فشار معین به قسمتهای محرک موتور می رساند
21- موتور استارت دستگاه الکتریکی است که برای راه اندازی موتور به کار می رود
22- میله اندازه گیر روغن موتور وسیله ای است که سطح روغن را در کارتل به وسیله ان مشاهده
می کنند
23 – وایرهای فشار قوی در موتور وسایلی هستند که برق فشار قوی را از دلکو به سر شمعها
می رسانند
24 – دینام موتور دستگاهی است که بنزین را از باک به کاربراتور انتقال می دهد
25-پمپ بنزین موتور دستگاهی است که بنزین را از باک به کاربراتور انتقال می دهد
26- ترموستات موتور دستگاهی است که در مدار خروجی اب موتور قرار گرفته , درجه حرارت
اب موتور را کنترل و در حد معینی ثابت نگاه می دارد
27- واتر پمپ موتور دستگاهی است که اب را بین موتور و رادیاتور به گردش در می اورد
28 – پروانه موتور قطعه ای است که هوای محیط خارج را از لابلای پره های رادیاتور مکیده , اب
را خنک می کند
طرز کار موتور(چهار عمل اصلی در موتور)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
چرخه کار موتور
اعمال یا رویدادهایی که در موتور شمع دار انجام می شود به چهار بخش یا حرکت پیستون
تقسیم میشود این حرکتها عبارتند از مکش تراکم انبساط و تخلیه هر حرکت از نقطه مرگ بالایی
به پایینی است در موتورهای چهار زمانه یک چرخه کامل از رویداد ها در سیلندر مستلزم دو
دور چرخش کامل میل لنگ است
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
زمان مکش : در حین حرکت مکش در موتور شمع دار سوپاپ بنزین (هوا) باز می شود و پیستون
به طرف پایین حرکت میکند در نتیجه در بالای پیستون خلا جزئی ایجاد می شود فشار جو مخلوط هوا
سوخت را از طریق دریچه بنزین به درون سیلندر سرازیر میکند وقتی پیستون از نقطه مرگ
پایینی میگذرد سوپاپ بنزین بسته می شود در نتیجه بخش بالایی سیلندر درزبندی می شود
زمان تراکم :پس از عبور پیستون از نقطه مرگ پایینی حرکت رو به بالای ان اغاز می شود و هر
دو سوپاپ بسته می شوند پیستونی که بسمت بالا می رود مخلوط هوا – سوخت را متراکم
می کند وان را به فضای کوچکتری بین سطح بالایی پیستون و سرسیلندر محدود می سازد این
فضا را محفظه احتراق می نامند در موتورهای شمع دار معمولا مخلوط هوا وسوخت چنان متراکم
می شود که حجم ان به یک هشتم حجم اولیه یا کمتر برسد میزان تراکم مخلوط هوا و سوخت
را نسبت تراکم می نامند نسبت تراکم بین حجم اولیه به نسبت مخلوط ثانویه را نسبت تراکم گویند
اگر حجم مخلوط پس از تراکم به یک هشتم حجم اولیه برسد ان گاه نسبت تراکم 8 به 1 خواهد شد
زمان انبساط :وقتی در پایان حرکت تراکم پیستون به نقطه مرگ بالایی می رسد شمع جرقه
می زندگرمای حاصل از جرقه شمع مخلوط هوا – سوخت متراکم را مشتعل می سازد این مخلوط
به سرعت میسوزد و دمای زیادی تا حدود 2500 درجه سانتیگراد تولید می شود و همین افزایش
فشار پیستون راپایین می راند شاتون این نیرو را به میل لنگ انتقال می دهد و میل لنگ میچرخد
تا چرخهای خودرو را بچرخاند
زمان تخلیه: وقتی در حرکت انبساط پیستون به نقطه مرگ پایینی نزذیک می شود سوپاپ دود باز
میشود پیستون پس از عبور از نقطه مرگ پایینی دوباره بالا می رود گازهای حاصل از احتراق از
دریچه دود خارج می شوند وقتی پیستون به نقطه مرگ بالای نزدیک می شود سوپاپ بنزین باز
می شود وقتی پیستون از نقطه مرگ بالایی می گذرد و حرکت به طرف پایین را اغاز میکند
سوپاپ دود بسته می شود و حرکت مکش دیگری اغاز می شود و کل چرخه – مکش-تراکم –
انبساط و تخلیه تکرار می شود تا وفتی موتور روشن است این اعمال همه سیلندر ها تکرار
می شوند
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع :سایت تخصیص مکانیک خودرو :27:
پیستون
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
پیستون قطعه ای استوانه ای شکل است که در درون سیلندر بالا و پایین می رود در حرکت انبساط تا
تا 18000 نیوتون نیرو به طور ناگهانی به کف پیستون وارد می شود وقتی با سرعت زیاد رانندگی
می کنید این اتفاق در هر سیلندر 30 تا 40 بار در ثانیه رخ می دهد دمای کف پیستون به 2200 درجه
سانتیگراد یا بیشتر میرسد پیستون باید به اندازه ای محکم باشد که بتواند این تنشها را تحمل کند در
عین حال پیستون باید چنان سبک باشد که بار وارد بر یاتاقانها کاهش یابد وقتی پیستون در نقطه
مرگ بالایی یا پایینی متوقف می شود و سپس در جهت عکس به حرکت در میاید با وارد به یاتاقان را
تغییر می دهد پیستون را از الومینییوم می سازند زیرا فلزی سبک است در بیشتر موتورهای خودرو از
پیستونهای تمام لغزان استفاده می شود دامنه یا قسمت پایین پیستون را می تراشند تا هم وزن ان
کاهش یابد و هم جا برای وزنه های تعادل میل لنگ باز شود قطر پیستون موتور خودرو بین 76 تا 122
میلیمتر تغییر می کند وزن این پیستون ها در حدود 450 گرم است همه پیستون ها باید هموزن باشد
تا موتور دچار لرزش نشود پیستون های الومینیومی را به یکی از دو روش ریخته گری و اهنگری
می سازند پیستون های اهنگری شده را با استفاده از لقمه الومینیوم الیاژی می سازند پس از
ماشینکاری پیستون ان را طبق روال خاصی گرم و سرد می کنند به اصطلاح روی ان عملیات گرمایی
انجام میدهند تا خواص مطلوب را پیدا کنند پس از این مرحله روی بسیاری از پیستونها را با لایه نازکی
از اب قلع یا مواد دیگر می پوشانند در نتیجه هنگام راه اندازی موتور سطح پیستون ساییده نمی شود
سایش هنگامی رخ می دهد که ذرهای فلزی از یک قطعه متحرک به قطعه دیگر انتقال یابد ودر نتیجه
حفره ها یا شیارهای روی سطح در تماس ایجاد شود در بیشتر موتورهای پرقدرت از پیستونهای
اهنگری شده استفاده میکنند پیستون های اهنگری شده در مقایسه با پیستون های ریخته گری
متراکم تر و محکم ترند و در دمای پایینتری کار می کنند زیرا گرما را بهتر انتقال می دهند قطر پیستون
در ناحیه سر از همه جا کمتر است نتیجه در بالای پیستون فضای بیشتری برای انبساط وجود دارد
بعضی پیستونها از محور گژنپین تا پایین دامنه شیب دارند در این پیستون قطر در پایین دامنه از همه
جا بیشتر است
خلاصی پیستون:خلاصی پیستون(یا خلاصی دامنه پیستون)عبارت اند فاصله بین جدار سیلندر و
دامنه پیستون این فاصله معمولا بین 0.025 تا0.10 میلیمتر است وقتی موتور روشن است پیستون به
رینگ های روی لایه ای از روغن حرکت می کنند که این فاصله را پر کرده است اگر خلاصی پیستون
خیلی کم باشد در نتیجه اصطکاک زیاد و سایش شدید توان موتور کاهش می یابد در این ممکن است
پیستون به جداره سیلندر بچسبد و به اصطلاح گریپاژ می کند اگر خلاصی پیستون بیش از حد باشد
سبب زدن پیستون می شود
کنترل انبساط پیستون: پیستونهای الومینیومی در نتیجه افزایش دما بیشتر از سیلندر های
چدنی منبسط می شوند و همین امر ممکن است سبب از بین رفتن خلاصی پیستون شود پیستون از
جداره سیلندر بیشتر گرم می شود و همین امر نیز سبب می شود که باز هم بیشتر انبساط یابد اما
اگر کف پیستون خیلی داغ شود ممکن است سبب خود سوزی شود در نتیجه ترتیب احتراق بهم
می خورد و ممکن است موتور ای ببیند یک از راهای کنترل انبساط پیستون افزایش اهنگ دفع
گرما از کف پیستون است هرچه کف پیستون ضخیمتر باشد گرمای بیشتری دفع خواهد شدو پیستون
خنکتر کار می کند اما افزایش ضخامت کف پیستون سبب افزایش وزن ان می شود همچنین اگر کف
پیستون خیلی سرد کار کند لایه های مخلوط هوا – سوخت مجاور ان نمی سوزد مخلوط هوا-سوخت
نسوخته از طریق اگزوز در محیط پخش می شود در نتیجه بازده موتور کاهش و دود ان افزایش
می یابد برای کمک کردن به کنترل انبساط پیستون بیشتر پیستونها را طوری تراشکاری می کنند که
اتاقک انها اندکی بیضوی شود وقتی پیستونهای اتاقک – بیضوی گرم می شوند شکل بیضوی خود را
از دست می دهند و گرد می شوند راه دیگر کنترل انبساط پیستون تعبیه یک پشت بندی فولادی در
پیستون است وقتی پیستون گرم می شود این تقویت کننده انبساط کف پیستون و برامدگی بوش
گژنپین را محدود می کند
شکل کف پیستون :در بسیاری از موتور ها از پیستون کف تخت استفاده می شود اما شکلهای
کف پیستون ممکن است مطابق طرح موتور تغییر کند شکل کف پیستون مطابق با شکل سرسیلندر
و شکل محفظه احتراق نیز تغییر کند بعضی از پیستون ها کف پیستون فنجانی یا فرو رفتگی جای
سوپاپ دارد که وقتی سوپاپها باز می شوند می توانند در ان حرکت کنند در بعضی از پیستون ها سر
پبیستون گنبدی یا به شکلهای دیگر است تا تلاطم در محفظه احتراق افزایش یابد
خارج از مرکزی گژن پین : زذن پیستون صدایی است که از جابجا شدن پیستون ازیک طرف
سیلندر به طرف دیگر ان در اغاز حرکت انبساط ناشی می شود برای جلوگیری از زدن پیستون در
بسیاری از موتورها از پیستون هایی استفاده می شود که گژنپین انها اندکی خارج از مرکز است این
خارج از مرکزی به طرف دامنه پیستون است که به منزله سطح فشار گیر اصلی عمل می کند این
همان سطحی از پیستون است که در حین حرکت انبساط بیشترین تماس را با جداره سیلندر پیدا
می کند با نصب خارج از مرکز گژنپین پیستون نوعی حرکت نوسانی انجام می دهد و بر یک طرف ان
نسبت به طرف دیگر فشار بیشتری وارد می شود فشار ناشی از احتراق سبب می شود که پیستون
در حال حرکت به سمت بالا وقتی به نقطه مرگ بالایی نزدیک می شود اندکی به طرف راست کج
می شود در نتیجه سر پایینی سطح فشار گیر اصلی با جداره سیلندر تماس می گیرد پس از انکه
پیستون از نقطه مرگ بالایی گذشت صاف می شود در این هنگام سطح فشار گیر اصلی به طور
کامل با جداره سیلندر تماس پیدا می کند این تماس نوعی عمل روبشی است که زدن پیستون را به
حداقل می رساند در نتیجه همین عمل موتور ارامتر کار می کند و دوام پیستون افزایش میابد زدن
پیستون معمولا فقط در موتورهای کهنه ای مشاهده می شود که جداره سیلندر های انها ساییده
شده و دامنه پیستون انها ساییده یا شکسته شده است
تقویت رینگ نشین : وقتی پیستون در سیلندر بالا و پایین می رود رینگهای تراکم هم در رینگ
نشینها بالا و پایین میرود وقتی پیستون در نقطه های مرگ بالایی و پایینی جهت حرکت خود را عوض
میکند هر رینگ لحظه ای از پیستون عقب می ماند این تاخیر لحظه ای از اثر لختی و خلاصی جانبی
رینگ ناشی می شود لحظه ای بعد بغل رینگ نشین به رینگ می خورد و ان را در سیلندر بالا و پایین
می راند وقتی حرکت انبساط اغاز می شود فشار شدید ناشی از احتراق رینگ تراکم بالایی را به
شدت به سطح پایینی رینگ نشین می فشارد این برخورد های مکرر سبب ساییدگی رینگ نشین
بالایی می شود برای مقابله با این سایش در بعضی از پیستونها رینگ نشین بالایی را تقویت می کند
یکی از روش های مورد استفاده در پیستونهای ریخته گری ان است که رینگ نشین بالایی را بطور
کامل به صورت یک مغزی از جنس چدن یا چدن نیکل دار در قالب قرار می دهند و الومینیوم را دور ان
بریزند روش دیگر نصب یک فاصله گذار فولادی است که به منزله سطح بالای رینگ نشین عمل
می کند در هنگام تولید پیستون به روش اهنگری ناحیه رینگ نشین را فلز پاشی می کنند
پیستون های کم اصطکاک : این پیستونها را از الیاژ الومینیوم با سیلیسیم می سازند پس از انکه
پیستون ریخته شد روی دامنه ان ماده ای شیمیایی می مالند که ذرات الومینیوم را از سطح می زداید
و ذرات سیلیسیم را باقی می گذارد در نتیجه سطح سخت تر و بادوامتری حاصل می شود
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
رینگ پیستون
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
انواع رینگ پیستون : پیستون را نمی توان چنان ساخت که خود به خود سیلندر را درزبندی کند بنابراین
در ناحیه فوقانی پیستون رینگ نشین تعبیه میکنند و در ان رینگ پیستون نصب می کنند
رینگ پیستون سه وظیفه دارد : 1 درزبندی محفظه احتراق و جلوگیری از نشت گاز از اطراف پیستون
2 پاک کردن روغن از جداره سیلندر و جلوگیری از ورود ان به محفظه احتراق 3 انتقال گرما از پیستون به
به جداره سیلندر که دمای پاینتری دارد
دو نوع رینگ پیستون وجود دارد رینگ تراکم و رینگ روغنی اغلب پیستون ها سه نوع رینگ دارد دو رینگ
بالا رینگهای تراکم اند این رینگ ها سبب می شوند که فشار ناشی از تراکم و احتراق در محفظه احتراق
بماند و مانع کمپرس رد کردن شود رینگ پایینی رینگ روغنی است این رینگ پیستون روغن اضافی را از
جداره سیلندر پاک می کند و ان را به کارتر بر می گرداند این رینگ فقط به اندازه ای روغن را روی جداره
سیلندر باقی می گذارد که لایه روغن برای روغنکاری پیستون و رینگ تشکیل شود قطر رینگ پیستون
اندکی از قطر سیلندر بیشتر است رینگهای پیستون در یک نقطه بریدگی دارند در نتیجه می توان انها را
برای نصب روی پیستون باز کرد و سپس در هنگام قرار دادن پیستون در سیلندر انها را جمع کرد وقتی
رینگ های پیستون را جمع می کنیم تنش اولیه در انها بوجود میاید که سبب می شود رینگهای پیستون
به جداره سیلندر فشار بیاورند فاصله بین دو لبه رینگ پس از نصب ان در سیلندر را دهانه رینگ می نامند
رینگهای تراکم : رینگ های تراکم معمولا از چدن ساخته می شود در بعضی موتورهای دیزل و پر قدرت
از رینگهایی استفاده می شود که از چدن نشکن ساخته شده اند این چدنها مانند چدن معمولی شکنده
نیستند و می توان انها را خم کرد بدون اینکه بشکنند لبه بیشتر رینگهای تراکم پخ است پخ بودن لبه رینگ
سبب می شود که اندکی بچرخد و در نتیجه لبه ای تیز با جداره تماس پیدا کند ممکن است پیشانی رینگ
پیستون هم تیز یا گرد کرده باشد انحنای رینگی با پیشانی گرد بسیار کم است و معمولا به چشم دیده
نمی شود شعاع انحنای پیشانی رینگ پیستون در حدود 0.008 تا 0.013 میلیمتر است در نتیجه خط تماس
باریکی پدید می اید که با نیروی بسیار زیادی به جداره سیلندر نیرو وارد می نماید وقتی پیستون در
نقطه مرگ بالایی و پایینی جهت حرکت خود را تغییر می دهد رینگ پیشانی گرد اندکی تکان می خورد اما
برخلاف رینگ های دیگر خط تماس این رینگ پیستون به طور لحظه ای قطع نمی شود به علاوه همین
تکان خوردن رینگ پیستون سبب کاهش سرعت لبه انداختن در بالای سیلندر می شود وقتی پیستون در
حرکت مکش رو به پایین می رود لبه پایینی رینگ تراکم روغن اضافی به جا مانده پس از عبور رینگ روغن
را جمع می کند وقتی پیستون در حرکتهای تراکم و تخلیه به سمت بالا می روند رینگهای پیستون در
حرکتهای تراکم و تخلیه به سمت بالا می رود رینگها تمایل به عبور از روی لایه روغن دارند در نتیجه روغن
اضافی روی جداره سیلندر به محفظه برده نمی شوند در حین حرکت انبساط فشار وارد بر رینگهای تراکم
چنان زیاد است که سبب واپیچش انها می شود مقداری از گازهای پرفشار حاصل از احتراق پشت رینگها
جمع می شود و به پیشانی رینگ فشار وارد می کند تا بطور کامل با جداره سیلندر تماس پیدا کند فشار
همین گازها سبب می شود که سطح زیری رینگها محکم به کف رینگ بچسبند هر چه فشار احتراق
باشد عمل درزبندی رینگهای تراکم بهتر انجام می شوند
پوشش های رینگ تراکم : پیشانی رینگهای تراکم چدنی را با انواع مختلف پوششها می پوشانند هر
گاه رینگ های چدنی مستقیما با جداره تماس داشته باشد ساییده یا صاف می شوند برای جلوگیری از
این ساییدگی پیشانی رینگ را با لایه نازکی از اکسید اهن می پوشانند در نتیجه پوشش کاری پیشانی
رینگ پیستون با کروم یا کروم سخت سایش جدار سیلندر به شدت کاهش می یابد بعضی از رینگهای
پیستون (کرومی) چنان سخت اند که موتور پیش از ساییده شدن رینگ ها روغن را می سوزاند با ایجاد
لایه ای از اب کروم نرم روی کروم سخت به ایجاد تماس بهتر بین رینگ و جداره سیلندر کمک می کند با
ایجاد پوششی از مولیبدن روی رینگ می توان از سایش ان در دمای بالا جلوگیری کرد رینگهای پیستون
(مولیبدنی) در دمای بالاتر از دمای کار رینگهای پیستون(کرومی) می توانند کار کنند در ضمن در صورت
استفاده از این نوع رینگ ناحیه بالای سیلندر هم بهتر روغنکاری می شود در بیشتر موتورهای جدید رینگ
تراکم بالایی را با کروم با مولیبدن پوششکاری می کنند
رینگهای تراکم پایینی : مقداری از گازهای پرفشار حاصل از احتراق از رینگ تراکم بالایی می گذرد یکی
از دلایل عبور این گازها وجود دهانه رینگ است که اندکی نشت گاز را امکان پذیر می کند همچنین فار
احتراق در اغاز حرکت ممکن است به حدود 6900 کلیو پاسکال برسد یک رینگ تراکم پیستون به تنهایی
نمی تواند تمام این فشار را تحمل نماید بخش عمده گازی که از رینگ تراکم بالای عبور می کند پشت
رینگ تراکم پایینی یا رینگ وسط به دام می افتد این دو رینگ تراکم به کمک یکدیگر فشار احتراق را تحمل
می کنند و مانع کمپرس رد کردن می شوند رینگهای تراکم یا کمپرسی مانند هم نیستند وقتی پشت
رینگ تراکم بالایی فشار ایجاد می شود رینگ به جداره سیلندر فشرده می شود همین فشار رینگ را به
سمت پایین و روی کف رینگ نشین نیز می فشارد در نتیجه در هر دو ناحیه درز بندی انجام می شود اما
به رینگ تراکم پایینی فشار کمتری وارد می شود برای بهبود درز بندی رینگ پایینی معمولا از رینگ
پیچشی استفاده می کنند گاهی یک فنر کمکی یا زنجیر پشت رینگ تراکم پایینی قرار می دهند در نتیجه
این کار رینگ پیستون به جداره سیلندر فشرده می شود
رینگ روغنی : وقتی موتور روشن است مقداری روغن اضافی به طور پیوسته به جداره سیلندر پاشیده
می شود در نتیجه روغنکاری کافی بین جداره سیلندر و پیستون و رینگها انجام می شود و روغن ذرات
کربن و مواد جامد دیگر را نیز از جداره سیلندر می شوید و با خود می برد و در عین حال جداره سیلندر را
هم خنک می کند اما رینگهای تراکم به تنهایی نمی توانند در حین پایین رفتن پیستون همه ر های
اضافی را از جداره سیلندر پاک کنند در نتیجه مقداری روغن اضافی به محفظه احتراق می رسد و
می سوزد در بیشتر موتورها برای هر چه بهتر پاک کردن روغن رینگ سوم یا رینگ پایینی رینگ روغنی
است این رینگ بیشتر روغن بجا مانده را از جداره پاک می کند و به کارتر باز می گرداند در بعضی موتورها
از رینگ روغنی یک تکه و یک فاصله گذار در پشت ان استفاده می شود بیشتر موتورها رینگ سه تکه دارند
رینگ روغن سه تکه معمولا دو بغل رینگی فولادی اب کروم شده دارند از کروم برای کاهش سایش و
افزایش مقاومت در برابر سایدگی استفاده می شود اب کروم را فقط می توان روی پیشانی بغل رینگی
داد اما گاهی ان را بر روی پهلو های بغل رینگی هم می دهند زنجیر رینگ بغل رینگیها را از هم جدا
می کند و در عین حال انها را به سمت بالا و پایین و بیرون می راند روغن اضافی روی جداره سیلندر را
بغل رینگیهای فولادی بالا و پایین زنجیر رینگ پاک می کنند و به داخل می ریزند روغن از فضاهای خالی
زنجیر رینگ می گذرد و سپس از طریق سوراخها یا شیارهای واقع در پشت رینگ نشین رینگ روغن به
پشت پیستون می رود و گژنپین را روغنکاری می کند و سپس به سینی کارتر می ریزد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع :سایت تخصیصی مکانیک خودرو :27:
سرسیلندر
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تعریف : سرسیلندر در پوشی است که با بلوک سیلندر تشکیل اطاق احتراق را می دهد و شکل ان
تابع ساختمان سیلندر بوده و چنانچه از نوع خنک کننده با اب باشد دارای مجاری اب و در غیر این
صورت دارای شیارهای خنک کننده با هوا می باشد سرسیلندر با پیچ و مهره به بلوک سیلندر متصل
می شود در کف سرسیلندر به تعداد سیلندر ها گودی وجود دارد بنام اطاق احتراق روی سرسیلندر
داخل هر اطاق احتراق سوراخی برای قرار دادن شمع وجود دارد
متعلقات سرسیلندر
الف : محل بسته شدن شمع در سرسیلندر است و بسته به ساختمان سرسیلندر در سطح جانبی یا
فوقانی ان قرار دارد ب: در صورت قرار گرفتن سوپاپها در سرسیلندر قطعات تشکیل دهنده مکانیزم
سوپاپ ها از قبیل اسبکها و گیتهای سوپاپ و سیت سوپاپ و میل سوپاپ (موتورهای میل سوپاپ رو )
فنرها و غیره که همگی در محلهای مخصوص خود در سرسیلندر بسته می شود ج: کانالها و
مجاری اب و روغن د: محل های عبور میل تایپت ه : مانیفولد ها (لوله های که سوخت را
به داخل سیلندر وارد کرده و پنجه اگزوز که دود و مواد حاصل از احتراق را از سیلندر خارج می کند
و : محل بستن ترموستات
جنس سرسیلندر
جنس سرسیلندر از الیاژهای اهن (چدن دندانه ریز) یا الیاژهای الومینیوم بدو صورت ریختگی یا تزریقی
در داخل قالبهای بخصوص ساخته می شود
سرسیلندر معمولا یکپارچه و یا اگر طول موتور زیاد و یا سنگین باشد چند تکه ریخته شده و سپس
سطوح لازم را تراشیده و صیقل داده و بشکل مورد نظر در می اورد
انواع سر سیلندر
سرسیلندر بسته بترتیب و نوع قرار گرفتن سوپاپها بطور کلی به چهار دسته تقسیم می شود
1- ای هد I 2- اف هد F 3- تی هد T 4- ال هد L
شکل قرار گرفتن سوپاپ در سرسیلندر های ای هد یا خطی یک ردیفه یا دو ردیفه است بعضی
سرسیلندرها فاقد محل عبور سوپاپ می باشد مثل تی هد و ال هد
باز و بستن سرسیلندر
یکی از قطعات که باز و بستن ان بسیار مهم می باشد و باید کمال دقت را در این امر مبذول داشت
باز بستن غلظ سرسیلندر باعث ایجاد عیوب از جمله تاب دیدگی و یا سوختن مرتب واشر سیلندر
می گردد
نکات زیر در باز و بستن سرسیلندر بسیار مهم است
1- هیچگاه و در هیچ مورد سرسیلندر را در موقعی که موتور گرم است باز نکنید (خیلی مهم)
2- بست باطری را باز می کنیم (این امر در هر موقعیکه خواستیم گیربکس یا موتور یا قطعات
دیگر مانند استارت دینام و غیره را باز کنیم الزامی است )
3- اب موتور را خالی می کنیم
4- در صورت باز کردن رادیاتور محوطه عمل وسیعتر می شود
5- کلیه اتصالات لوله های اب رادیاتور –ترموستات و لوله های بخاری را باز می کنیم
6- اتصالات الکتریکی از قبیل سیم درجه اب و وایراهای شمع را باز می کنیم
7- کلیه شمع ها را باز می کنیم
8- بست گلویی اگزوز را باز کرده و از اتصال خارج می کنیم
9- کلیه سیم ها و لوله های مربوط به کاربراتور را باز کرده و علامت گذاری می کنیم
10- کاربراتور را باز کرده
11- درب قالپاق سوپاپ را باز می کنیم
12- در صورتیکه اسبک ها و پایه های ان مانع باز کردن پیچ های سرسیلندر باشد انها را نیز باز کرده
13- میل تایپت ها را بر می داریم
14- با اچار بکس مناسب و دسته بکس با کمک رابط و به روشهای زیر پیچها را ابتدا دو رزوه شل
و سپس باز می کنیم
15- باید دقت کرد که مقدار گشتاور(مقدار وارد بر پیچ) در سفت کردن مطابق با مقدار کاتالوگ
ماشین مورد نظر باشد مقدار گشتاور را باید از کاتالوگ بدست اورد در صورت نداشتن کاتالوگ
قبل از باز کردن و شل کردن پیچ های سرسیلندر می توان توسط اچار ترکمتر مقدار گشتاور را
بدست اورد بدین منظور اچار ترکمتر را با بکس مناسب بر روی گل پیچ قرارداده و بسمت سفت
شدن به دسته ترکمتر به ارامی فشار می اوریم و تا حدی این فشار را ادامه می دهیم تا پیچ در
جای خود حرکت نکند این عمل را با پیچهای دیگر تکرار کرده میانگین عدد نشان داده شده توسط
ترکمتر محاسبه و بعنوان مقدار گشتاور پیچ های سرسیلندر موتور مورد نظر در موقع سفت کردن
پیچها استفاده می کنیم
عیوب سرسیلندر
سرسیلندر بطور کلی عیوب زیر را پیدا می کند 1- ترک خوردگی 2- تاب دیدگی 3- کربن گرفتن
4- گشاد کردن گیت سوپاپ , سوختن و خرابی سیت سوپاپ
1- ترک خوردگی : در صورت یخ زدن شدید اب در سرسیلندر و یا زمانی که در حین تعمیر در اثر
بی احتیاطی ضربه شدید به ان وارد اید علاج این امر الف : اگر ترک بسیار مویی و ریز باشد
(واندربل و واندرسیل ) را از طریق رادیاتور داخل سیستم خنک کننده پس از برداشتن ترموستات
میریزند تا ضمن چرخش اب داخل ترک ها نفوذ کرده و ترک ها را می گیرد
ب : تعمیر بوسیله دوختن ج: بوسیله جوش دادن
2- تاب دیده گی : علل تاب برداشتن سرسیلندر الف : باز و بستن غلط سرسیلندر ب: در موقع
گرم بودن سرسیلندر ان را باز کردن ج : نامیزان بستن پیچهای سرسیلندر د : سوختن واشر
سرسیلندر ه: گرم شدن بیش از حد ر
علائم تاب دیده گی سرسیلندر : الف : سوختن مرتب واشر سرسیلندر ب: موتور دیر روشن شده
و بد کار می کند ج: کمپرس داخل کربراتور و اگزوز و کارتر و رادیاتور می گردد د: گرم کردن زیاد
موتور ه: مخلوط شدن اب و روغن ز: اب سوزی (خارج شدن بخار اب از اگزوز) ر : کمی کمپرس
ازمایشات تاب دیدگی سرسیلندر : سرسیلندر را پس از باز کردن کاملا شستشو داده و سطح
سرسیلندر را با شابر کاملا تمیز کرده و قطعات باقیمانده از واشر و یا ذرات را کاملا پاک می کنیم
طریقه ازمایش 1- بوسیله سنگ مرع و فیلر 0.20 میلیمتر 2- ازمایش با خط کش فلزی و فیلر :
3- ازمایش با پودر سرنج
3- کربن گرفتن سرسیلندر (اطاق احتراق) : در اثر احتراق مخلوط هوا و بنزین در داخل سیلندر
به مرور مقداری دود در اطاق احتراق چمع شده که می تواند کاملا در کار موتور موثر واقع شود
این دوده علاوه بر اینکه حجم اطاق احتراق را کوچک ساخته نسبت تراکم را در موتور بالا می برد
که خود باعث احتراق زود رس در موتور می شود سرخ شدن کربن در زمان احتراق چه در الکترود
های شمع و چه در نقاط گرم دیگر مانند سطح نعلبکی سوپاپها و سطح بالای پیستون باعث ایجاد
احتراق های نابه هنگام می گردد
بنابراین از علائم زیاد شدن کربن در اطاق احتراق می توان انفجار خود سوزی و بالا رفتن کمپرس
موتور را نام برد موتورهایی که بعد از بستن سوئیچ جرقه بگردش خود ادامه می دهند چنانچه
خودسوزی در اثر گرم بودن بیش از حد الکترودها و یا حرارت بیش از حد سرسیلندر بعلت گرفتگی
مجاری اب و یا ضعیف شدن سیستم خنک کننده یا تنظیم نبودن جرقه می تواند در اثر ازدیاد دوده
در اطاق احتراق باشد
انفجار موتور را اکثرا در هنگام باز بودن دریچه گاز قبل از اینکه موتور زیر بار برود شنیده می شود
کارخانجات سازنده موتور معمولا کیلومتر معینی را برای کربن گیری و یا تعمیرات سرسیلندر
تعیین می کنند ولی گاهی عیوبی در موتور پیش می اید که فواصل کربن گیری را نزدیکتر
می سازد از جمله : روغن سوزی – کم شدن کمپرس موتور – گرفتگی در لوله اگزوز – اشتباه جا
انداختن زنجیر دنده میل لنگ و میل سوپاپ - گرفتگی در هواکش کارتر و سرد کار کردن موتور
- گرفتگی در هواکش کاربراتور – کار نکردن صافی هواکش – غنی بودن مخلوط بعلت عدم
تنظیم درست کاربراتور – اشتباه بودن زمان جرقه – ضعیف بودن جرقه در شمع
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
واشر سرسیلندر
واشری است از جنس نسوز که مابین بلوک و سرسیلندر قرار گرفته و واشر سر سیلندر عمل
اب بندی کمپرس را انجام می دهد کلفتی این واشر در اطراف اطاق احتراق بیشتر است
جنس واشر سرسیلندر : از ورقه های فلز نرم یا پنبه نسوز و فلز نرم ساخته می شود واشر
سرسیلندر انواع مختلف دارد یک لایه که از الیاژ الومینیوم و کرم دو لایه از فلزات نرم و پنبه نسوز
سه لایه که از لایه های مسی بخاطر نرمی ان و بهتر شدن عمل اب بندی مقوا یا پنبه نسوز جهت
مقاومت در مقابل حرارت زیاد و لایه فولادی جهت مقاومت زیادتر در مقابل فشار و حرارت . پنبه نسوز
یا اسبست یک ماده معدنی است که نقطه ذوب ان 1550 درجه سانتیگراد است یک واشر سرسیلندر
یکبار مصرف است و زمانی که بسته شد بعد از باز کردن سرسیلندر دیگر قابل استفاده نخواهد بود
لذا قبل از تعویض واشر سرسیلندر حتما سرسیلندر را از لحاظ تاب دیدگی باید ازمایش کرد ضمنا
سطح سرسیلندر نباید ناصاف باشد
عیوب واشر سر سیلندر : واشر سر سیلندر ممکن است بسوزد یا نیم سوز شود
علل سوختگی واشر سرسیلندر عبارتند از : 1- تاب داشتن سرسیلندر 2- ترکیدن سرسیلندر
3- شل بودن پیچهای سرسیلندر 4- گرم کردن بیش از اندازه موتور 5- نامیزان بستن پیچهای ان
علائم سوختگی واشر سر سیلندر : 1- خارج شدن اب از اگزوز 2- گرم کردن موتور 3- ورود کمپرس
در داخل رادیاتور (جوش کاذب) 4- کمی کشش موتور 5- قاطی کردن اب و روغن – دیر روشن
شدن موتور توجه : اگر بخار در حالت گرم بودن موتور از اگزوز خارج شود دلیل بر سوختن یا نیم
سوز بودن (ترسیدگی) واشر سرسیلندر است
نکته مهم : در موتورهای که دارای بوش تر هستند در صورتیکه عیبی از عیوب سرسیلندر یا واشر
سرسیلندر باشد که فقط در این حالت باز کردن سرسیلندر کافی است باید پس از باز کردن کلیه
پیچهای سرسیلندر همه پیچها را بجز دو پیچ سرسیلندر را خارج می کنیم و سپس سرسیلندر را
چند بار به چپ و راست در سر جای خود حرکت داده تا اگر احتمالا بوش پیستون با سیلندر درگیری
داشته باشد با این حرکت از درگیری خارج شود چون اگر این عمل را انجام ندهیم و سرسیلندر را
برداریم امکان دارد بوش پیستون مقداری با سرسیلندر به سمت بالا حرکت کرده و باعث خرابی و از
اببندی خارج شدن واشر اببندی بوش پیستون بگردد در صورت عدم توجه به این نکته امکان دارد
پس از بستن سرسیلندر و روشن کردن موتور اب و روغن مخلوط شده در نتیجه بازکردن موتور و
تعویض کلیه واشرها مورد لزوم باشد
توجه : پس از بستن سرسیلندر و سفت کردن پیچهای سرسیلندر توسط ترکمتر بدون اینکه اب در
داخل موتور باشد موتور را روشن کرده و قبل از گرم شدن موتور ان را خاموش می کنیم سپس با اچار
ترکمتر سفت بودن پیچها را کنترل می کنیم
نکاتی در مورد تعویض واشر سرسیلندر : برای جاگذاری واشر سرسیلندر از هیچ گونه مواد خارجی
مانند گریس یا چسب استفاده نمی کنید
توجه : علامت (TOP) روی واشر سرسیلندر در موقع بستن باید به سمت بالا بوده و در صورت نبودن
علامت با منطبق کردن واشر با بلوک می توان به جهت واشر سرسیلندر پی برد در ضمن سمت مسی
واشر سر سیلندر بی به سمت پایین و روی بلوک سیلندر قرار بگیرد
منبع : اتومکانیک به زبان ساده ( مهندس احمد امیر تیموری):21:
بلوک سیلندر و بوش های سیلندر
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
بلوک سیلندر بعنوان یک قسمت اصلی موتور بوده و یک پایه فلزی محکم و یکپارچه برای تمام قطعات
موتور مورد استفاده قرار می گیرد در داخل بلوک سیلندر استوانه های تو خالی بنام سیلندر وجود
داشته که پیستون در داخل ان استوانه ها حرکت رفت و برگشتی خود را انجام می دهد شکل بلوک
سیلندر بستگی به نوع موتور از لحاظ سیستم خنک کننده دارد در سطح بالای ان سرسیلندر بسته
می شود که دارای سوراخها و مجاری متعددی بوده که این مجاری به طور کلی مجاری اب و روغن و
تایپت ها می باشد در بعضی از موتورها (T,L) سوراخها مجاری سوپاپها در سطح بالائی بلوک قرار
دارند قسمت پایین بلوک که به ان کارتل متصل می شود محفظه میل لنگ گفته می شود که در انجا
میل لنگ توسط کپه های به بلوک سیلندر متصل می شود در قسمت جلوی بلوک محل قرار گرفتن
سینی جلو که در داخل ان زنجیر و دنده میل لنگ و دنده میل سوپاپ قرار دارند قسمت عقب بلوک در
انتهای میل لنگ فلایویل متصل شده که عمل انتقال نیروی موتور به سیستم انتقال قدرت را انجام
می دهد قطعاتی که به بلوک سیلندر متصل می شود عبارتند از واتر پمپ – پمپ بنزین – سینی جلو
پایه فیلتر روغن و یک سری قطعات دیگر که اغلب برای ابنندی این قطعات از واشر استفاده می شود
در نهایت کلیه قطعات سوار شده روی بلوک و داخل ان موتور را تشکیل می دهند موتور روی شاسی
بوسیله دسته موتور از جنس لاستیک های فشرده می باشند سوار شده است ضمنا دسته موتور
علاوه بر اینکه اتصال موتور با شاسی را برقرار می کند ارتعاشات موتور و شاسی را نسبت به یکدیگر
خنثی می کند
وظایف دسته موتور عبارتند از :
1- نگهداری و تحمل وزن موتور بر روی شاسی
2- جذب ارتعاشات موتور و شاسی
3- مقاومت در مقابل چرخش موتور نسبت به شاسی
جنس بلوک سیلندر
بلوک سیلندر یکپارچه ریخته شده و جنس ان از چدن خاکستری با الیاژ کرم دار یا نیکل دار اهن یا از
جنس الومینیوم می باشد بدنه موتور (بلوک سیلندر)را معمولا به دو روش می سازند
الف – بوسیله ریختن مواد مذاب در قالبهای ماسه ای و بعدا عملیات تراشکاری را در قسمتهایی که
لازم است انجام می دهند
ب – استفاده کردن از قالب فلزی به این ترتیب است که مواد مذاب را با فشار به داخل قالب فلزی
تزریق می کنند
انواع بلوک سیلندر بر حسب قرار گرفتن سیلندرها
1- موتورهای یک ردیفه در این نوع موتور سیلندرها در یک خط واقع و در یک ردیف قائم قرار دارند
در این موتور تمام سیلندرها یکپارچه ریخته می شوند
2- موتورهای دو ردیفه یا Vشکل : در این گونه موتور نیمی از سیلندرها در یک طرف و نیمی دیگر
در طرف دیگر قرار دارند
3- موتورهای افقی یا تخت یا خوابیده : در این نوع موتور سیلندرها را داخل یک صفحه افقی و در
دو طرف محور اصلی میل لنگ قرار دارند
4- موتورهای سه ردیفه یا W: این نوع موتور دو ردیف از سیلندرها در یک صفحه و در مقابل هم و
ردیف دیگر عمود بر این دو ردیف قرار دارند در موتورهای سه ردیفه معمولا در طراحی موتورهای
دوازده سیلندر استفاده می شود
5- موتورهای چهار ردیفه یا Xشکل : در این نوع موتورها چهار ردیف سیلندر وجود داشته و با هم
زاویه 90 درجه را تشکیل می دهند
6- موتورهای رادیال یا ستاره ای : این نوع موتورها با هوا خنک شده و سیلندرها در این نوع موتور
دور یک مرکز قرار گرفته اند
عیوب بلوک سیلندر
در زمستان و سرمای شدید بلوک در اثر یخ زدن اب در داخل بدنه ترک خورده که این ترک خوردگی در
سطح خارجی بلوک ایجاد شده و اب از انجا بیرون نشت می کند ترک خوردگی را می توان مانند ترک
خوردگی سر سیلندر برطرف کرد
جلوگیری از ترک خوردن بلوک سیلندر
بعد از ریختن موتور و در اوردن بلوک سیلندر از قالب ریخته گری ان را با عملیات پرداخت کاری پاک و
تمیز می کنند محلهایی که مابین پوسته و سیلندر و بلوک قرار دارد
بوسیله سوراخهایی که در بدنه بلوک ایجاد می کند از وجود ذرات شن و بقایای ریخته گری پاک
می کنند دهانه این سوراخها را با پولک می پوشانند وظیفه این پولکها که قابل تعویض است جلوگیری
از ترک خوردن می باشد در سرمای شدید پس از اینکه حجم اب در محفظه های بلوک بر اثر یخ زدن
زیاد شده و فشار انبساط که به همه نقاط بلوک سیلندر وارد می شود پولکها را به طرف بیرون پرتاب
کرده و فشار را خنثی می کند پولکها را در موقع تعویض با چسب در محل خود در بلوک جا می زنند
که عمل اببندی به خوبی انجام شود در ضمن پولکها در اثر فشار اب و گرفتگی ترموستات و لولهای
رابط و در موقع تابستان بر اثر گرمای زیاد نیز با بیرون پریدن خود امکان ترک خوردن سیلندر را برطرف
کند
عیوب دیگری که امکان دارد در بلوک پیش بیاید گرفتگی لوله ها و مجاری روغن یا مجاری اب است
جهت باز کردن لوله های روغن پیچهای در روی بلوک در مسیر اصلی وجود دارد که با باز کردن ان و
سیخ زدن لوله ها را تمیز می کند و یا برای تمیز کردن مجاری اب پولک را خارج کرده مجاری اب را
تمیز کرد و سپس با فشار باد کلیه کثافات را از مجاری خارج کرده و بعدا پیچ و پولکها را در محل خود
قرار م دهیم
عیب دیگر تاب داشتن بلوک سیلندر : در اثر حرارت و نیروی وارد به بلوک سیلندر باعث پیچیدگی و
تاب دیدگی بلوک می شود و جایاتاقانیها از محور اصلی منحرف می شود و این عیب سریع یاتاقانها
را از بین خواهد برد تغییر مکان جایاتاقانیها نباید بیشتر از 0.05میلی متر باشد اگر این تغییر مکان بیش
از این باشد باید کلیه انها را تراشیده و هم محور می کنند
تابدیدگی جایاتاقانی یا کپه های بلوک سیلندر
کپه یاتاقانیها در محل نشت خود پیچیدگی پیدا می کنند و این پیچیدگی باعث می شود که این یاتاقانها
سریع از بین بروند
روغن ریزی موتور در این حالت بالا می رود این کپه ها را می توان بوسیله سوهان و سمباده نرم و
اغشته به روغن در یک محل صاف مثل صافی و یا شیشه ان را صاف و پرداخت کرد
بوشهای سیلندر
سیلندر با توجه به طراحی موتور به اقسام گوناگون ساخته می شود
الف : سیلندرهای تکی : از این نوع سیلندرها در موتورهایی که با هوا خنک می شوند استفاده می شود
ب : سیلندرهای یکپارچه : سیلندر و بلوک موتور یکپارچه ریخته شده
ج : سیلندر با بوش قابل تعویض که این بوش بر حسب تماس با اب به دو دسته تقسیم می شود
1- بوش تر 2- بوش خشک
1- بوش های تر
در قسمت بالا و پایین به وسیله رینگ های لاستیکی یا رینگهای مخصوص که با بوشها همراه است
ابنندی می گردند تا اب از اطراف بوش خارج نشود در این نوع اب به طور مستقیم با بدنه بوش در
تماس می باشد موقع جازدن بوش تر باید رینگهای لاستیکی را بازدید نموده که سالم باشند سپس
مختصری صابون به رینگهای لاستیگی زده و ان را در جای خود با فشار قرار می دهیم در ضمن اندازه
بیرون ماندن بوش از روی صفحه (بالائی) سیلندر به وسیله ساعت اندازه گیری طبق کاتالوگ اندازه
می گیریم تلرانسی در نظر گرفته شده بین 0.05تا 0.01 میلیمتر می باشد
تفاوت بلندیهای بوش در یک موتور چند سیلندر نبایستی از 0.02 میلی متر بیشتر باشد اگر لازم شد
می توان بوش را در محل خودش به وسیله روغن سنباده اب بندی کرده و سپس جا بزنیم در صورتی
که بخواهیم بوش سیلندر را مجددا مورد استفاده قرار دهیم جهت بوش را در روی محل مربوط روی
بدنه علامت گذاری کنید زیرا سائیدگی اطراف بوش یکنواخت نبوده و ممکن است باعث روغن سوزی
گردد
2- بوش های خشک
بوشهای خشک کاملا به بدنه سیلندر چسبیده و با اب تماس مستقیم ندارد این بوشها توسط کارخانه
تولید کننده موتور ساخته شده و به بازار عرضه شده و یا اینکه در صورت عدم دسترسی به ان تراشکارها
می توانند ان را بتراشند قطر داخلی این بوشها استاندارد بوده و از پیستونها ی استاندارد نیز استفاده
می شود
علت پیدایش عیوب در سیلندر
حرکت رفت و امد پیستون در سیلندر و اصطکاک رینگ ها با جدار سیلندر تغییر جهت شاتون در نقاط
مرگ بالا و پایین فشار ناشی از احتراق مخلوط به محفظه احتراق و به خصوص به رینگها عدم
روغن کاری مناسب سیلندر در نقطه مرگ بالا و در زمان احتراق به علت وجود حرارت زیاد عوامل
ایجاد سائیدگی در سیلندر می باشد سیلندر یکی از قطعات یا محلهایی است که بعد از باز کردن
موتور و شستشوی ان و پس از خشک کردن حتما باید خیلی دقیق مورد بررسی و عیب یابی است
که بعد از باز کردن موتور و شستشوی ان و پس از خشک کردن حتما باید خیلی دقیق مورد بررسی
و عیب یابی قرار گیرد
سایش سیلندر
دلایل سایش نامتعادل سیلندر
1- وجود رینگ در قسمت بالا
2- تاثیر عوامل شیمیایی (وجود دود)
3- عدم روغن کافی
4- نیروی جانبی
5- فشار زیاد و حرارت زیاد
به طور کلی سایش معمولی سیلندر برای هر صد هزار کیلومتر 0.02 تا 0.04 میلیمتر می باشد
وظایف سیلندر
1- هدایت پیستون
2- تشکیل محوطه احتراق
3- هدایت احتراق
4- گرفتن فشار احتراق
نیروهای موثر در سیلندر
1- نیروی حرارت
2- نیروی سایش
3- نیروی فشاری
4- عوامل شیمیایی
مشخصات سیلندر
1- مقاومت در مقابل حرارت
2- مقاومت در مقابل فشار
3- مقاومت در مقابل عوامل شیمیایی
4- قابلیت هدایت پیستون
5- قابلیت هدایت حرارت
6- انبساط کم در مقابل حرارت
معایبی که در سیلندر به وجود می اید
1- خط برداشتن 2- پله کردن یا لبه دار شدن 3- دو پهنی 4- دو پهنی (در ارتفاع گلدون شدن)
5- صیقلی شدن با اینه شدن 6- سائیدگی سیلندر
1- خط برداشتن :
خط افتادن سیلندر بر اثر شکستن رینگ و کثافات داخل روغن وعلل دیگری بوده که با این عمل گازبندی
به خوبی انجام نمی شود در این حالت با تراش سیلندر و استفاده از پیستون اورسایز می توان ان را
اصلاح کرد خط افتادگی سیلندر را میتوان به وسیله کشیدن ناخن داخل سیلندر ازمایش کرد
2- لبه دار شدن
پیدا شدن لبه بخصوص در فاصله مابین رینگ اتش و سطح بالائی سیلندر بر اثر حرکت و کار مداوم و
به خصوص فنریت بیش از حد رینگ بالائی می باشد این لبه را می توان با ناخن احساس کرد اما
دقیق ترین وسیله برای تشخیص لبه میکرومتر داخل سنج یا ساعت اندازه گیر سیلندر است
3- دو پهنی
این عیب در اثر سائیدگی و اختلاف قطر سیلندر در دو نقطه عمود بر هم به وجود می اید که در ان
قسمت سیلندر از حالت دایره خارج و به صورت بیضی در می اید
برای ازمایش دو پهنی با ساعت اندازه گیر یا میکرومتر داخل سن د ر دو سمت عمود بر گژن پین و
موازی گژنپین را اندازه گیری می کنیم اگر اختلافی در اعداد مشاهده شد دلیل به دو پهنی شدن
سیلندر می باشد که برای رفع این عیب انرا تراش داده و از پیستون اورسایز استفاده می کنیم البته
اندازه گیری همیشه یک سانتی متر پایین تر از پله می باشد یعنی محلی که سائیدگی پیش می اید
4- دو پهنی( در ارتفاع گلدونی شدن )
این عیب که در اثر کار زیاد و سائیدگی بیش از حد به وجود می اید شامل اختلاف قطر در قسمت
بالا و پایین سیلندر می باشد به طوری که سیلندر از حالت استوانه کامل خارج شده و در قسمت
پایین قطرش کمتر از قطر در قسمت بالای ان می گردد
5- صیقلی شدن یا ائینه شدن سیلندر
در اثر کار مداوم رینگها در سیلندر و زمانی که روغنکاری سیلندرها به خوبی انجام نشود سطح
سیلندر کاملا صیقلی می شود این امر باعث خارج شدن کمپرس و وارد شدن روغن به اطاق احتراق
می شود باید سیلندر را هونیگ کرد تا در دیواره سیلندر خطوط هونیگ با زاویه 120 درجه ایجاد شود
ضمنا پس از تراش سیلندرها به وسیله دستگاه تراش عمل هونیگ به وسیله سنگ زنی انجام می شود
6- سائیدگی سیلندر
سیلندر بر اثر فشار و گرمای حاصل از احتراق و نرسیدن روغن یا شسته شدن روغن توسط قطرات
مخلوط و علل دیگر سائیده می شود این سائیدگی بیشتر به وجود امدن عللی از قبیل (دو پهن شدن
-بیضی شدن – موج دار شدن – گلدانی شدن ) سیلندر می شود
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : اتومانیک به زبان ساده (مهندس احمد امیر تیموری)و سایت تخصیصی خودرو:21:
تایپیت و اسبک
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تایپت
در موتورهای سوپاپ رو سوپاپ بالابر یا تایپت قطعه ای است که حرکت برجستگی بادامک را به میله
تایپت (تایپیت) انتقال می دهد در بعضی موتورهای میل سوپاپ رو حرکت بادامک از طریق استکان تایپت
مستقیما به ساق سوپاپ منتقل می شود در سایر موتورهای میل سوپاپ رو حرکت بادامک از طریق
انگشتی به ساق سوپاپ انتقال می یابد دو نوع تایپیت (تایپت) وجود دارد تایپت مکانیکی و تایپت روغنی
تایپت مکانیکی استوانه ای توپر یا تو خالی است در موتورهای سوپاپ رو تایپت سوار بادامک است و
حرکت بادامک را به میل تایپت انتقال می دهد در موتورهای میل سوپاپ رو تایپت حرکت بادامک را از
طریق استکان تایپت یا از طریق انگشتی مستقیما به ساق سوپاپ منتقل می کند سطحی که سوار
بادامک است صاف به نظر می رسد اگر چه معمولا اندکی محدب است برجستگی بادامک با سطح تاپیت
تماس خارج از مرکز دارد در نتیجه تایپیت هر بار که بالا می رود اندکی می چرخد بسیاری از موتورها تایپت
غلتکی دارند این نوع تایپت غلتکی دارد که روی بلبرینگ های ساچمه سوزنی می چرخد غلتک به عوض
لغزیدن روی بادامک روی ان می غلتد در نتیجه اصطکاک کاهش می یابد و مصرف سوخت کم می شود
تایپتهای غلتکی نباید در سوراخ حود بچرخند در غیر این صورت کج می چرخند برای جلوگیری از چرخش
تایپت غلتکی روی بدنه تایپت سطح راهنمای تختی ایجاد می کنند این سطح راهنما حرکت تایپت به بالا و
پایین را امکان پذیر می کند اما مانع چرخش ان می شود
تایپتهای روغنی: در تایپت روغنی از فشار روغن موتور برای حفظ تماس تایپت با برجستگی بادامک و در
موتورهای سوپاپ رو با میل بادامک استفاده می شود در موتورهای میل سوپاپ رو با استکان تایپت
تایپت بین برجستگی بادامک و ساق سوپاپ است تایپت روغنی به طور خودکار با تغییر میزان خلاصی
سیستم محرک تنظیم می شود خلاصی سیستم محرک سوپاپ از انبساط یا سایش ناشی می شود
استفاده از تایپت روغنی سرو صدای تایپت سایش قطعات سیستم محرک سوپاپ و نیاز به تنظیم مکرر
خلاصی سیستم محرک سوپاپ را کاهش می دهد روغن تحت فشار که از پمپ روغن می اید از طریق یک
مجرای اصلی روغن وارد بالابر می شود مجرای اصلی روغن در سرتاسر بدنه موتور امتداد دارد وقتی
سوپاپ بسته می شود روغن از طریق روغن خورهای واقع در بدنه تایپت و پیستون داخلی وارد
تایپیت می شود فشار روغن باعث باز شدن شیر پولکی می شود سپس روغن به فضای زیر پیستون
جریان می یابد در نتیجه پیستون بالا می رود و به میل تایپت فشار می اورد تا همه خلاصی سیستم
محرک سوپاپ را بگیرد سپس وقتی بادامک تایپت را بالا می برد دیگر تایپت سر و صدا نمی کند زیرا تایپت
روغنی خلاصی را گرفته مانع ایجاد سر و صدا شده است وقتی تایپت بطور ناگهانی بالا می رود فشار
روغن زیر پیستون افزایش می یابد در نتیجه شیر پولکی بسته و روغن در محفظه حبس می شود حال
چون روغن و سیال تراکم ناپذیر تایپت روغنی به صورت تایپت مکانیکی عمل می کند بالا می رود و
سوپاپ را باز می کند وقتی نگی باداک از زیر تایپت بیرون رفت فنر سوپاپ ان را می فشارد و
سوپاپ بسته می شود در نتیجه این عمل تایپت به جای خود بر می گردد و فشار در محفظه کاهش
می یابد اگر روغن نشت کرده باشد روغن بیشتری از مجرای اصلی وارد می شود و محفظه را دوباره پر
می کند در بسیاری از موتورهای سوپاپ رو روغنی که تایپت به همراه دارد پاشنه انگشتی و سطوح
تماس را روغنکاری می کند وقتی سوپاپ بسته می شود روغن از طریق سوراخ تعبیه شده در میل تایپت
نشین تایپت جریان پیدا می کند و سپس در میل تایپت تو خالی بالا می رود در بعضی موتورهای میل
سوپاپ رو تایپت روغنی در سمتی از انگشتی تعبیه می شود که با ساق سوپاپ در ارتباط است در سایر
موتورهای میل سوپاپ رو تایپت روغنی در استکان تایپت تعبیه می شود
لقی گیر
در بعضی از موتورهای میل سوپاپ رو از نوعی از تایپت روغنی استفاده می شود که فقط خلاصی
سیستم محرک سوپاپ را می گیرد این نوع تایپت را لقی گیر می نامند لقی گیر با برجستگی بادامک
تماس پیدا نمی کند و نمی تواند حرکت بادامک را منتقل نماید در این نوع تایپت نیز مانند تایپت روغنی
فشار روغن موتور لقی گیر را منبسط می کند تا خلاصی را بگیرد
اسبک یا چکشک یا انگشتی
قطعاتی هستند که نیروی بادامک میل سوپاپ که به تایپت سپس به میل تایپت وارد می شود را به
سر سوپاپ منتقل می کند یک سر اسبک روی ساق سوپاپ نشسته و سر دیگر دارای پیچ و مهره
تنظیم برای میزان کردن فاصله تلرانس بین سوپاپ و اسبک می باشد در روی اسبک سوراخی وجود
دارد تا روغنی که توسط مدار روغن به میل اسبک و سپس به اسبک رسیده پس از از روغنکاری بوش
داخل اسبک از انجا خارج شده و بین اسبک و سر سوپاپ ریخته و لقی را پر می کند و سپس روی
سرسیلندر می ریزد ضمنا مابین اسبکها فنر قرار گرفته تا از حرکت جانبی انها جلوگیری کند لذا حرکت
اسبک روی میل اسبک بطور اله کلنگی می باشد میل اسبک روی سرسیلندر بوسیله تعدادی پایه
مستقر می باشد
نکته مهم : در موقع باز کردن اسبک ها باید علامت گذاری شوند تا در موقع سوار کردن با یکدیگر عوض
نشوند بخاطر اینکه زاویه انها بهم می خورد
عیوب اسبکها :
1- ترک خوردن اسبک 2- کچل شدن سر اسبک در صورت کم بودن سنگ زده و در ضمن شکل سر
اسبک باید کمی محدب باشد ضمنا در صورت زیاد بودن کچلی اسبک را تعویض می کنیم علت کچلی
زیاد بودن لقی بیش از اندازه اسبک و سوپاپ و عدم رسیدن روغن بین سر سوپاپ و اسبک می باشد
نرسیدن روغن ممکن است سوراخ روغن میل اسبک و یا اسبک گرفته شده باشد
3- سائیدگی و گشاد کردن بوش اسبک این خوردگی باعث خراج شدن روغن از پهلوی اسبک شده و
در پایین اوردن فشار روغن نقش بسزایی دارد برای تعویض بوش اسبک بوش کهنه را توسط پیچ
گوشتی خارج می کنند باید دقت کرد که پیچ گوشتی صدمه ای به اسبک نزند سپس بوش جدید را
کمی با روغن چرب کرده و توسط گیره مخصوص به ارامی در جای خود قرار می دهند چنانچه اسبک
را داخل روغن داغ گذاشته و گرم کنیم جا رفتن بوش به اسانی انجام خواهد ش
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : سایت تخصصی مکانیک
سوپاپ ها
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تعریف سوپاپها :
سوپاپها قطعاتی هستند که از انها برای باز و بستن دریچه های مجرای ورودی (مخلوط سوختنی) و
خروج دود در موتور استفاده می شود سوپاپی که مجرای ورودی سوخت را باز و یا می بندد سوپاپ
و سوپاپی که مجرای دود را می بندد سوپاپ دود می نامند به طور کلی هر سیلندر دارای حداقل یک
سوپاپ هوا و یک سوپاپ دود می باشد
جنس سوپاپ ها :
جنس سوپاپ ورودی معمولا از فولاد کروم نیکل و یا فولاد کبالت و یا فلزات دیگر می باشد در حالی
که سوپاپهای دود از فلزاتی ساخته می شود که در مقابل حرارت زیاد مقاومت داشته باشد مثل
فولاد کروم و نیکل زیرا که حرارت بیشتری بر سوپاپ خروجی اثر می کند
طرز ساختن سوپاپ :
سوپاپها را معمولا در داخل قالبهای مخصوص با روش اهنگری می سازند و بعد به وسیله سنگ زدن
ان را کامل می کنند
خصوصیات یک سوپاپ خوب 1 – یک سوپاپ خوب باید بتواند حرارت زیاد را تحمل کند و هادی خوبی
برای انتقال حرارت خود به بدنه سرسیلندر باشد2- حرارت زیاد نباید باعث سوختگی و ایجاد خوردگی
در سوپاپ گردد 3- یک سوپاپ خوب باید در مقابل ضربات مقاوم باشد 4- یک سوپاپ خوب باید در
مقابل سائیدگی مقاومت نماید
ساختمان سوپاپ :
1- سر سوپاپ (محل برخورد ان با اسبک)
2- محل قرار گرفتن خار نگهدارنده
3- ساق سوپاپ که در گیت (یا راهنما) سوپاپ قرار می گیرد
4- گوشت یا دامنه یا مخروطی سوپاپ
5- نشیمن گاه یا وجه سوپاپ
6- لبه سوپاپ
7- بشقابک یا نعلبکی سوپاپ
مکانیزم حرکت سوپاپها در سیستم های مختلف :
1-در نوع Iشکل که سوپاپها روی سرسیلندر بصورت یک ردیفه یا دو ردیفه قرار گرفته اندبه این صورت
است که میل لنگ بوسیله دنده میل سوپاپ را بحرکت دراورده حال بادامک میل سوپاپ نیروی خود را
به تایپت یا استکانی می دهد سپس تایپت به میل تایپت و میل تایپت به اسبک و اسبک روی سر
سوپاپ ضربه زده و سوپاپ را باز می کند و وقتی که بادامک میل سوپاپ از زیر تایپت خارج شده فنر
سوپاپ باعث بسته شدن سوپاپ می شود این مراحل درموتورهای میل سوپاپ داخل برای سوپاپهای
Iشکل صورت می گیرد در نوع سوپاپهای Iشکل که میل سوپاپ روی سرسیلندر قرار گرفته است
بدین صورت عمل می شود که بادامک میل سوپاپ نیوی خود را از روی اسبک و یا روی تایپت وارد
می کند که باعث باز شدن سوپاپ می شود
2- در نوع Lهد شکل قدیم به این صورت بوده که سوپاپها بصورت ایستاده روی بلوک و در یک سمت
سیلندر قرار داشته و بادامک میل سوپاپ نیروی خود را به تایپت و تایپت به سر سوپاپ نیرو وارد کرده
و باعث باز شدن ان می شود
3- در نوع تی Tهد همه سوپاپها روی بلوک در دو طرف سیلندر قرار گرفته اند که در این سیستم از دو
میل سوپاپ استفاده می شد که یکی از میل سوپاپها نیروی خود را به تایپت و تایپت به سوپاپ دیگر
نیروی خود را به تایپت و تایپت به سوپا پ دود وارد می کردند
4- در نوع Fهد که در این نوع سوپاپها هوا روی سرسیلندر و سوپاپهای دود روی بلوک قرار دارند که
میل سوپاپ برای باز کردن سوپاپهای هوا نیروی خود را به تایپت و تایپت به میل تایپت و میل تایپت
به اسبک و اسبک به سر سوپاپ که باعث باز شدن سوپاپ هوا می شود و برای باز شدن سوپاپهای
دود نیروی میل سوپاپ به تایپت و از تایپت به سر سوپاپ وارد می شود در این نوع از یک میل سوپاپ
استفاده می شود
شناخت سوپاپها :
شناختن سوپاپ ها و طرز قرار گرفتن انها روی سرسیلندر یکی از مواردی است که یک مکانیک الزام
به یاد گرفتن ان دارد زیرا شناخت در مواقع فیلر گیری و قیچی کردن بدست اوردن احتراق و غیره
لزوم است
شناخت سوپاپها از نظر شکل ظاهری (زمانی که سوپاپ در دست ما قرار دارد )
الف:سوپاپ هوا دارای نعلبکی بزرگتر و گوشت نازکتر می باشد جنس سوپاپ هوا از سوپاپ دود
نرمتر است
ب : سوپاپ دود دارای نعلبکی کوچکتر و گوشت کلفتر (دامنه پهن تر) می باشد جنس سوپاپ دود
سخت تر از سوپاپ هوا ست
شناخت سوپاپها زمانی که موتور بسته است
1- از طریق مانیفولد : سوپاپهایی که در مجاورت مانیفولد هوا قرار گرفته اند سوپاپ هوا و
سوپاپهای که در مجاورت دود قرار گرفته اند سوپاپ دود می باشد این طریق برای موتورهای Iشکل
دو ردیفه بسیار اسان می باشد
2از بازی سوپاپها : با در نظر گرفتن تعداد دو سوپاپ برای هر سیلندر از ابتدای موتور دو سوپاپ را
جدا کرده سپس موتور را در جهت گردش خود با دست می چرخانیم که معمولا طرف راست است
(از جلوی موتور نگاه می کنیم ) در اینجا دو حالت پیش می اید
الف : اول یک سوپاپ می نشیند و سوپاپ بالا می اید و بلافاصله سوپاپ دوم می نشیند یا باز
می شود در این حالت سوپاپ اول دود و دومی هواست
ب : اول یکی از سوپاپها باز می شود و بسته می شود و بعد از ان سوپاپ دوم تغییر نمی کند تا اینکه
با ادامه چرخش موتور بعد از 360 درجه شروع به باز شدن می کند در این حالت سوپاپ اول هوا و
دومی دود است
3-چون زاویه بادامکها حدودا 90 درجه با هم تفاوت دارند یعنی بادامک سوپاپ دود 90 درجه از سوپاپ
هوا جلوتر است با توجه به جهت گردش بادامکها در اتومبیلهای میل سوپاپ رو می توان سوپاپها را
تشخیص داد بادامک هایی که جلوتر از دیگران هستند مربوط به سوپاپ دود و بعدی ها مربوط به
سوپاپ هوا هستند
طریقه باز کردن و بستن سوپاپ از سرسیلندر
ابتدا سوپاپ را با سمبه نشان علامت گذاری می کنیم و یا یک قطعه چوب را هشت سوراخ کرده و
روی سوراخها را شماره گذاری می کنیم و سوپاپها را به ترتیب پس از باز کردن در انها قرار می دهیم
بهتر است سوراخ دیگری زیر همان سوراخ اول جهت میل تایپت و دو سری میخ برا قرا ر دادن
استکانیها و فنرها و واشر نگهدارنده انها روی تخته نصب می کنیم سپس با استفاده از فنر جمع کن
سپاپ با قرار دادن یک سر دستگاه قسمت پیچ تنظیم که در انتها دارای واشر کلفتی می باشد روی
بشقابک سوپاپ و سر دیگر دستگاه که دو شاخه مانند است روی واشر نگهدارنده فنر قرار دارد و
دسته سوپاپ جمع کن را جمع کرده تا فنر جمع شود سپس خار ان را به راحتی خارج کرده سپس به
ارامی دسته فنر جمع کن را باز کرده تا فنر نپرد بعد از رها شدن فنر سوپاپ را از طرف اطاق احتراق
خارج می کنیم و برای بستن سوپاپ سوپاپ را پس از مشخص شدن محل ان از طرف اطاق احتراق
داخل گیت خود کرده فنر را از پشت در روی ساق سوپاپ قرار داده و واشر نگهدارنده را نیز روی ان
قرا ر می دهیم و توسط فنر جمع کن را جمع کرده و خارهای نگهدارنده را توسط گریس در محل های
خود ثابت می کنیم و سپس به ارامی دسته فنر چمع کن را ازاد می کنیم پس از برداشتن فنر جمع
کن از روی ساق سوپاپ با زدن چند ضربه با چکش کائوچوئی امتحان می کنیم
نکته مهم : در موتورهائی که سوپاپ در بلوک قرار دارند برای در اوردن سوپاپها از وسط شروع کرده
تا به دو طرف موتور این عمل ختم گردد و برای بستن نیز عکس از دو طرف موتور شروع به جمع کردن
سوپاپ ها می کنیم
خنک شدن سوپاپها :
بطور کلی سوپاپ ها در معرض حرارت ناشی از عمل احتراق در سیلندر می باشند و در این میان
حرارت سوپاپ دود بیشتر از سوپاپ هواست زیرا سوپاپ هوا با مخلوطی که خنک است در معرض
تماس بوده و حرارت خود را بیشتر از دست می دهد ولی سوپاپ دود در معرض حرارت ناشی از
احتراق نیز بوده که حتی تا درجه سرخ شدن نیز می رسد سوپاپها در موقع نشستن حرارت خود را
به سیت انتقال داده و سیت نیز حرارت خود را به بدنه که با اب در تماس است می دهد و بدین ترتیب
عمل انتقال حرارت انجام می شود
ساق سوپاپ نیز حرارت خود را به گیت منتقل می کند اگر به عللی سوپاپ کامل در جای خود ننشیند
چون در موقع احتراق مقداری از گاز از کنار خود عبور داده در ضمن نمی تواند حرارت خود را منتقل
نمایدبه سرعت داغ شده و در اثر داغی بیش از اندازه خواص الیاژی خود را از دست داده و به اصطلاح
می سوزد در موتورهای پر دور مانند موتورهای مسابقه ای برای خنک شدن سوپاپها ساق انها را تو
خال ساخته و با سدیم نیمه پر می کنند سدیم در حرارت حدود 100درجه سانتیگراد به حالت مذاب در
می اید در موقع حرکت سوپاپ ها سدیم به اطراف پاشیده و حرارت را از مرکز نعلبکی سوپاپ گرفته
و به اطراف ساق ان منتقل و از ساق توسط گیت به سیستم خنک کننده موتور منتقل می کند دوام
سوپاپ های سدیمی بهتر از سوپاپ های معمولی است چون بهتر خنک می شوند
روغن کاری سوپاپ ها :
چون ساق در گیت دائما در حال حرکت است نیاز به روغنکاری پیدا می کند روغنکاری این قسمت
توسط بخار روغن انجام می شود اگر خود روغن به گیت برسد از انجا به داخل اطاق احتراق رفته
و می سوزد برای جلوگیری از ورود روغن به گیت از دو نوع واشر لاستیکی استفاده می شود نوع
اول کاسه نمد بوده و روی گیت سوپاپ قرار می گیرد و نوع دوم واشر نازکی است که پایین تر از خار
و مابین واشر نگهدارنده فنر و ساق سوپاپ قرار می گیرد سر سوپاپ به علت اینکه دائما با ضربات
اسبک در تماس می باشد توسط روغنی که از روی اسبک می ریزد روغنکاری شده و این روغن به
مقدار زیادی ضربات ناشی از اسبک را خنثی و عمر این دو قطعه را افزایش می دهد
دلیل بزرگ بودن نعلبکی سوپاپ های هوا و نازکی گوش یا دامنه ان
در عمل مکش که سوپاپ هوا باز است مخلوط هوا و بنزین وارد سیلندر می شود در این حالت بزرگ
بودن دهنه مجرای ورودی باعث بهتر انجام شدن مکش می شود لذا برای مجرای بزرگ سوپاپ بزرگتر
نیز الزامی است که مجرا را مسدود نماید نازکی گوشت ان به دلیل تماس با مخلوط خنک است
سوپاپ هو حرارت کمتری را تحمل کرده و در معرض حرارت کمتری نیز می باشد
دلیل کلفتی سوپاپ دود و کوچک بودن نعلبکی ان
دلیل کلفتی سوپاپ دود به خاطر این است که سوپاپ دود در معرض حرارت زیادی بوده و پس باید
از جنس سخت تری باشد و دامنه گوشت ان نیز کلفت تر انتخاب گردد تا در اثر حرارت زیاد دود نسوزد
از این لحاظ باید کاملا مقاوم و با استقامت ساخته شود در ضمن کوچک بودن نعلبکی ان به خاطر این
است که زمانی که سوپاپ دود باز می شود گاز دارای فشار بوده و در ضمن عمل خود پیستون نیز
کمک به خروج دود می کند و نیازی به بزرگ بودن مجرای خروج دود نمی باشد
عیو سوپا ها :
سوپاپ به طور کلی می تواند عیوب زیر را پیدا کند لازم به ذکر است که تمامی عیوب باید توسط
مکانیک خودرو شناخته و روش رفع عیب ان را نیز کاملا بداند لذا بعد از خارج کردن سوپاپها و تمیز
کردن انها سوپاپها را از جهت زیر بررسی می نمایم
1- نازک شدن لبه سوپاپ
2- پیچیدگی و تغییر شکل لبه سوپاپ
3- فرو رفتگی یا گود نشستگی سوپاپ
4- شکستگی سوپاپ
ممکن است به علت سرعت زیاد موتور ضعیف بودن فنر سوپاپ – زیاد بودن فیلر سوپاپ – هم مرکز
نبودن ساق سوپاپ با سیت سوپاپ به وجود می اید
5- خال زدگی نشیمنگاه سوپاپ :
بعلت افزایش مصرف روغن موتور – عبور روغن از گیت سوپاپ – (روغن سوزی) موتور با دور کم قبل
گرم شدن کار کرده که سبب خال زدگی در نشیمنگاه سوپاپ می شود
6- چسبیدن ساق سوپاپ :
کمی خلاصی ساق سوپاپ با گیت –نارسایی روغن – تاب برداشتن ساق سوپاپ – جمع شدن کربن
قسمت پایین ساق – سوپاپ باعث بوجود امدن این عیب می شود
7- سوختگی سوپاپ
در این حالت لبه سوپاپ ترک خورده و یا در یک نقطه کاملا ذوب می شود سوپاپ غیر استفاده می باشد
سوختگی سوپاپ ها علل فراوانی دارد از جمله الف : فیلر گیری سفت ب: تغییر شکل دادن سوپاپ
ج: چسبیدن سوپاپ د: ضعیف یا کج شدن فنر سوپاپ ه: جوش اوردن موتور ز: اببندی نبودن سوپاپ
8- ترک خوردگی سوپاپ :
الف: داغ شدن بیش از حد موتور ب: فیلر سوپاپ اگر زیاد باشد ج: هم مرکز نبودن ساق با سیت
9 – قد کشیدن ساق سوپاپ
در اثر گرما و فشار زیاد فنر ساق سوپاپ قد می کشد و از اندازه اصلی بلتدتر می شود این نوع سوپاپ
قایل استفاده نمی باشد برای تشخیص این امر سوپاپ را با یک سوپاپ نو مقایسه کنید .
9- کچلی سر ساق سوپاپ
بر اثر فاصله زیاد بین اسبک و سر سوپاپ ضربات اسبک باعث کچل شدن سر سوپاپ می شود .این
سوپاپ را تا حدی می توان با سنگ زدن سر ان تعمیر کرد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : اتومکانیک به زبان ساده ( مهندس احمد امیر تیموری) و سایت تخصصی مکانیک
منبع رو در چند پست قبلی بجای تخصصی زدم تخصیصی شرمنده سریع درستش میکنم
شاتون ها
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شاتون میله ای فولادی و سخت که به طریقه ریخته گری یا اهنگری ساخته می شود مقطع شاتون را
برای مقاومت بیشتر به صورت تیر اهن Iمی سازند شاتون ارتباط پیستون را با میل لنگ برقرار نموده
و ضربه حاصله از نیروی سوخت که بر روی پیستون فشار می اورد را بر روی میل لنگ منتقل و لنگ را
پایین برده و نهایتا حرکت رفت و برگشتی پیستون بوسیله شاتون به میل لنگ وارد می شود که در
میل لنگ به حرکت دورانی تبدیل می گردد
در دورهای زیاد فشار نیروهای کششی زیادی به شاتون وارد می شود بنابراین بایستی جنس ان
بسیار مرغوب و حتی الا مکان سبک باشد قسمت بزرگ شاتون توسط کپه یاتاقان به وسیله پیچ و
مهره روی یک لنگ میل لنگ سوار می شود و یک یاتاقان دو نیمه ای بین شاتون و میل لنگ قرار
میگیرد و انتهای کوچک شاتون توسط گژن پین به پیستون متصل می گردد داخل محل قرار گرفتن
گژن پین از یک بوش جهت کم کردن اصطکاک استفاده می شود روغنکاری به وسیله شاتون انجام
می شود و به دو صورت می باشد
1- در بعضی موتورها یک مجرای سرتاسری در طول شاتون بوده و روغن را از سوراخ یاتاقان
گرفته و به بوش گژنپین می رساند
2- بعضی دیگر از موتورها سوراخ روغن پاش در یک سمت شاتون قرار گرفته و سبب روغن کاری
دیواره سیلندر می گردد هنگام گردش میل لنگ موقعی که سوراخ میل لنگ و شاتون در یک امتداد
قرار می گیرند روغن از مجرای میل لنگ و شاتون عبور کرده و از سوراخ بغل شاتون به دیوار سیلندر
پاشیده می شود روغن دیواره سیلندر نیز به وسیله رینگ روغنی وارد شیار و سوراخهای پیستون
شده و روی بوش گژنپین می ریزد و انرا روغنکاری می کند
یاتاقانهای متحرک شاتون به دو دسته تقسیم می شوند
1- نوع یاتاقانهای یک پارچه :
در این نوع قسمت بزرگ شاتون به صورت یکپارچه ساخته شده و در داخل ان معمولا غلطک های
کوچک و یا بلبرینگ قرار می گیرد این نوع یاتاقان بیشتر در موتورهای دو زمانه بنزینی و در بعضی
از موتورهای کوچک استفاده می شود
2- نوع یاتاقانهای دو تکه :
در این نوع قسمت بزرگ شاتون به دو قطعه نیم دایره شکل تقسیم شده که یکی از نیم دایره ها
(کپه پایین را تشکیل می دهد ) پس از گذاشتن هر دو قسمت در روی گلوئی متحرک میل لنگ به
وسیله پیچ ومهره به یکدیگر متصل می شوند
شاتون موتورهای خورجینی (v) شكل
طرز قرار گرفتن شاتون در روی موتورهای خورجینی بر سه نوع می باشد
1- نوع شاتون موازی :
در این نوع موتور دو عدد شاتون مربوط به دو پیستون در کنار یکدیگر و در روی یک گلوئی میل لنگ
بسته می شوند ساختمان این نوع شا تون ها مثل شاتون های معمولی است
2- نوع شاتون ضربدری (متقاطع)
در این نوع شاتون نیز مثل قبلی یاتاقانهای متحرک هر دو شاتون مربوط به دو سیلندر مقابل به هم
در روی یک گلوئی میل لنگ قرار میگیرد با این تفاوت که (کفه یکی از شاتون ها به شکل دو شاخه
بوده و انتهای شاتون دیگر باریک می باشد ) در نتیجه انتهای یکی از شاتونها داخل شاتون دیگر شده
و سپس هر دو روی میل لنگ بسته می شوند
3- نوع شاتون لولایی :
در این نوع یکی از شاتونها در روی گلوئی میل لنگ وصل می شود و شاتون دیگر که سر ان دارای یک
سوراخ می باشد و به وسیله یک پین به قسمت بالای کفه متحرک پشت زین کفه شاتون اولی وصل
می گردد
4- عیب های شاتون ها :
معمولا به ندرت اتفاق می افتد که شاتون احتیاج به تعویض پیدا کند مگر اینکه صدمه شدیدی در اثر
تصادف به شاتون وارد شود و یا در اثر کار مداوم موتور شاتون کج شده و یا تاب بر میدارد و به طور
کلی محور گژنپین کاملا موازی محور لنگ متحرک میل لنگ و برای اطمینان هنگام جمع کردن موتور
باید شاتون نو یا کار کرده را قبل از بستن روی موتور از نظر خمیدگی (تاب داشتن) پیچیدگی امتحان
و ازمایش نمود و به خاطر این که اگر شاتون خم شده باشد محور گژنپین با محور لنگ میل لنگ موازی
نبوده و باعث اعمال نیروی جانبی نامناسب به میل لنگ و یاتاقانهای متحرک و همچنین به گژن پین
وارد می شود
تذکر مهم برای شاتون :
1- بلندی طول شاتون با قدرت موتور نسبت مستقیم دارد یعنی اگر طول شاتون بلند باشد
موتور دارای قدرت زیاد است ولی تعداد دور ان در دقیقه کمتر است از موتور با شاتون کوتا ه تر
اختلاف وزن شاتون ها در موقع تعویض در موتورهای سواری از پنج گرم و در موتورهای سنگین از
ده گرم بیشتر نباشد در مواقع ضروری می توان به مقدار کم از پای شاتون تراشیده و وزن شاتونها
را یکسان نمود در هنگام جا زدن بوش کوچک شاتون (بوش گژن پین) باید به مجرای روغن بوش
دقت نماید که اشتباه قرار نگیرد به خاطر این که مسیر روغن شاتون را کور میکند البته این موضوع
برای شاتون های که در مسیر روغن گژن پین از وسط شاتون می گذرد
2- تذکر برای قرار دادن خار نگه دارنده گژن پین در شاتون
باید توجه داشته باشیم هنگام جا زدن خار گژنپین حتما دهانه خار به سمت بالای پیستون قرار بگیرد
و در غیر این صورت این امکان وجود دارد که خار از محل خود خارج شود به این دلیل در هنگام احتراق
ضربه وارده بر روی پیستون اگر دهانه به سمت پایین باشد باعث جمع شدن فنر و خارج شدن ان
میگردد ولی اگر به سمت بالا باشد در اثر ضربه دهانه بازتر شده و کاملا در محل خود قرار می گیرد
گژن پین (انگشتی پیستون)
گژن پین میله ای است استوانه ای که جنس ان از فولاد می باشد و قسمت خارجی ان نرم است و
سطح داخلی ان سخت است تا گژنپین در مقابل ضربات حاصل از احتراق مقاوم باشد برای مقاومت
بیشتر ان را ابکاری و صیقل می دهند
گژن پین محور اتصال دهنده شاتون به پیستون است اتصال و درگیری گژن پین با پیستون و شاتون به
پنج صورت انجام م گیرد
1- گزن پین در داخل بوش برنزی ومحل نشیمن خودروی پیستون کاملا ازاد بوده ومی تواند به راحتی
حرکت نماید این حالت کاملا ازاد نامیده می شود وپیستون در این نوع معمولا الومینیومی است و در
این وضعیت خارهای نگهدارنده در شیارهای مخصوص داخل سوراخهای پیستون قرار گرفته و ازحرکت
گژن پین جلوگیری می کند
2- سوراخ سر کوچک شاتون چاکدار بوده و به وسیله پیچ قفلی بسته می شود هم چنین در دوسمت
پیستون بوش های برنزی در داخل نشیمن گژنپین قرار داده شده و پیستون از نوع چدنی است
3- گژنپین به وسیله پیچ قفلی مانند حالت قبل بسته شده فقط در سوراخهای پیستون بوش برنزی
وجود ندارد همچنین پیستون از نوع الومینیومی است
4- گژن پین با فشار دستگاه پرس به سر کوچک شاتون جا زده شده و سر کوچک شاتون و سوراخ
های پیستون بوش ندارد قطر گژن پین 0.3میلیمتر بزرکتر از قطر سر کوچک شاتون است تا گژن پین
کاملا در محل سفت بوده و نتواند لق شود
در این حالت بهتر است که قبل از زمان درگیری سر کوچک شاتون را بوسیله کوره های مخصوص یا
اجاق برقی گرم کرده تا حالت انبساطی پیدا کند سپس خیلی سریع درگیری را انجام داده تا وقتی که
شاتون سرد شود و به خالت اولیه خود برگردد کاملا گژن پین را سفت می کند
5- گژن پین به وسیله پیچ قفلی به پیستون بسته شده و سر کوچک شاتون دارای بوش برنزی بوده
و پیستون از نوع چدنی است
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : محمد رضا افضلي
یاتاقان
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در موتور هر جایی که دو سطح داشته باشد از یاتاقان استفاده می شود این نوع یاتاقانها را یاتاقانهای
استوانه ای می گویند زیرا مانند یک استوانه دور یک شفت گردنده قرار می گیرد چون لنگهای میل لنگ
اجازه نمیدهند که یاتاقانها مانند یک بوش کامل مدور وارد محورهای ثابت و متحرک میل لنگ شوند لذا
این بوشها به صورت دو قطعه نیم دایره ای ساخته می شود
ساختمان یاتاقان
پوسته یاتاقان از فولاد یا برنز ساخته شده است این فولاد استحکام و مقاومت لازم را به یاتاقان می دهد
در روی این قسمت یک یا چند لایه مواد یاتاقانی به ضخامت چند هزارم اینچ قرار گرفته است علت
استفاده از مواد نرم در یاتاقان این است که در صورت تاثیر عوامل خارجی فقط مواد یاتاقانی از بین میرود
و میل لنگ سالم خواهد ماند یاتاقانها دارای شیار روغن بوده و این شیار روغن را در تمام سطح یاتاقان
پخش می کند
مواد یاتاقان
مواد یاتاقان ها الیاژفلزات سرب قلع مس انتیموان یا فلزات سرب قلع جیوه کالیم الومینیوم به نسبتهای
معین ترکیب می شوند یا بابیت که در موتورهای سبک بکار می رود از یک لایه پوسته فولادی و یک لایه
بابیت ساخته شده است در ساختمان بابی از دو فلز اصلی قلع و سرب استفاده شده است در بعضی
از یاتاقانها نسبت به نوع موتور دو یا سه لایه مواد یاتاقانی روی پوسته قرار دارد و در موتورهای سنگین
به چهار لایه در یاتاقان نیز می رسد
طرز قرار گرفتن لایه ها بر روی پوسته فولادی به شرح زیر است
الف – مواد یاتاقانی الیاژمس و سرب
ب : لایه نیکل
ج: لایه الیاژسرب قلع مس
د: مواد گردی قلع
خصوصیات یک یاتاقان خوب
ساختن یک یاتاقان ایده ال ساده نیست زیرا بالا بردن یک خاصیت در یاتاقان ایجاد معایب دیگر در ان
می کند در هر حال یاتاقان خوب باید دارای مشخصات زیادی باشد که بطور خلاصه به ان اشاره می شود
الف : مقاومت یاتاقان در مقابل فشار حمل بار و ضربات ناشی از احتراق
موتورهای امروزی چون نسبت تراکمی بالا دارند بنابراین نیروی زیادی به یاتاقان وارد می شود که حدود
200کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد که یاتاقان این بار را باید تحمل کند
ب: نرمی و قابلیت فرو بردن ذرات خارجی در یاتاقان
ذرات چرک و گرد غبار و خاک با هوا وارد موتور می شود کاملا توسط صافی هوا گرفته نمی شود و با
رغن حرکت کرده و مقداری از ان همراه روغن از داخل یاتاقان خارج نمی شود ماده یاتاقان طوری باید
باشد که بتواند این مواد خارجی را در خود فرو ببرد تا یاتاقان و شفت از خراش برداشتن و سائیده شدن
مصون بماند پس یاتاقان به اندازه کافی باید نرم باشد تا خاصیت فرو بردن مواد خارجی را در خود داشته
باشد
ج: مقاومت در برابر خستگی در یاتاقان
هرگاه فلزی در معرض تنش های مداوم قرار بگیرد انعطاف پیدا کرده و خم می گردد سپس این فلز سخت
شده ترک برداشته و یا شکسته می شود لذا یاتاقانها که در معرض بارهای زیاد هستند بایستی بتواند در
مقابل این بارهای متغیر ایستادگی کنند بدون این که به حد خستگی برسد و تمایل به ترک یا شکستگی
از خود نشان ندهند
د : مقاومت در برابر خوردگی در یاتاقان
در اثر احتراق مواد خورنده تولید می شود که برای فلزات مفید نیست همچنین بنزین های بدون سرب
خاصیت شیمیایی روغن را تغییر داده و حالت خورندگی یاتاقانها را افزایش می دهد ماده یاتاقان باید در
مقابل این خورندگی مقاومت داشته باشد در قدیم از یاتاقانهای مسی و سربی استفاده می شد ولی
امروزه از یاتاقانهای الومینیومی سربی استفاده می شود این نوع یاتاقان در مقابل خورندگی بهتر
مقاومت می کند
ه : مقاومت در مقابل سائدیگی در یاتاقان
ماده یاتاقان باید به اندازه کافی سخت و محکم باشد تا به سرعت سائیده نشود از طرف دیگر باید به
اندازه کافی نرم باشد تا توانایی فرو بردن و انطباق داشته باشد
ز: قابلیت هدایت حرارتی
کلیه یاتاقانها در اثر گردش میل لنگ ایجاد حرارت می کنند لذا مواد یاتاقانی بایستی قابلیت هدایت
حرارتی بیشتری داشته باشد تا بتواند حرارت را انتقال دهند
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
روغن کاری یاتاقان ها
از مدار اصلی روغن مسیری به کپه های ثابت روی بلوک راه دارد که روغن از ان مسیر وارد سوراخ
مجرای روغن میل لنگ شده و سطح کلیه یاتاقانها را روغن کاری می نماید این روغن بصورت قشر
نازکی (فیلم روغن) به سطوح متحرک محور میل لنگ و سطوح ثابت یاتاقان می چسبد و در اثر فشار
مدار روغن میل لنگ در بستری از روغن بصورت شناور می چرخد در ابتدای کار میل لنگ در اثر نیروی
وزن خود در روی کف یاتاقان قرار دارد به محض روشن شدن موتور روغن در اثر چسبندگی به سطوح تماس
مانند گوه ای میل لنگ را بلند کرده و در وسط یاتاقان نگه می دارد اصطکاکی که به این صورت ایجاد
می شود اصطکاک غلظتی روغن بوده و اگر به علت تشکیل نشدن قشر روغن فلز میل لنگ با فلز یاتاقان
تماس بگیرد نیروی اصطکاک بالا رفته و گرمای یاتاقان بحدی می رسد که بابیت را ذوب کرده و صدای
ناشی از یاتاقان سوزی بگوش می رسد بین پوسته یاتاقانها و میل لنگ خلاصی مجازی وجود دارد که
اصطلاحا این خلاصی را فاصله روغن نیز می گویند هر چه این خلاصی بیشتر باشد روغن به سرعت از
یاتاقان ها خارج می شود اندازه این خلاصی در موتورهای مختلف متفاوت بوده و حدودا یک هزارم اینچ
یا سه صدم میلیمتر بیشتر معمول است در صورتی که ان خلاصی دو برابر گردد مقدار ریزش روغن 5
برابر می شود افزایش خلاصی روغن سبب نرسیدن روغن به یاتاقانها مجاور می گردد زیرا پمپ روغن
فقط مقدار معینی از روغن را می تواند جابجا کند در نتیجه بیشتر روغنها از یاتاقان های نزدیک مجرای
روغن بیرون ریخته و به یاتاقانهای دورتر کمتر روغن می رسد کاهش خلاصی روغن در یاتاقانها سبب
می شود که عمل روغنکاری صحیح انجام نگرفته و سائیدگی انها سریع تر شود همچنین مقدار روغن که
به دیواره سیلندر پاشیده می شود کافی نبوده و روغنکاری دیواره سیلندر و رینگ ها بخوبی انجام
نمیشود در ضمن زمانی که لقی یاتاقانها زیاد باشد بجز اینکه روغن ریزی موتور زیاد می شود و فشار
روغن پایین می اید و افزایش روغن به دیواره سیلندر زیاد می شود که باعث روغن سوزی موتورمی گردد
یاتاقانهای پین دار و یاتاقانهای خاردار
در بعضی از موتورها یاتاقانهای اصلی بوسیله سوراخی که دارند در پین جا یاتاقانی قرار می گیرند که
از چرخش یاتاقان جلوگیری شود در ضمن در بیشتر موتورها از یاتاقانهای استفاده می شود که یک طرف
پوسته یاتاقان بصورت خاردار ساخته می شود که در شیار جا یاتاقان قرار گرفته و حرکت چرخشی ان را
ضامن می کند
پیش بینی لبه اضافی یاتاقان
پوسته یاتاقانها باید به خوبی با جا یاتاقانی تماس بگیرد تا اولا بطور کامل گرمای ایجاد شده را از طریق
جا یاتاقانی انتقال دهد و نسوزد ثانیا با داشتن تکیه گاه مناسب می تواند نیروی وارده را به جایاتاقانی
متصل نموده و خراب نشود برای اطمینان از تکیه نمودن کامل پوسته یاتاقان بهتر است لبه های نیمه
یاتاقانی پایین را به اندازه دو صدم تا هفت صدم میلیمتر از لبه های کپه یاتاقانی بلندتر تنظیم کنند با این
عمل در صورت سفت کردن یاتاقان نیروی اولیه به پوسته یاتاقان وارد شده و ان را بخوبی به تکیه گاهش
می فشارد یک چنین یاتاقانی نیروی وارد به محور را بطور یکنواخت در جهت شعاعی به جا یاتاقانی
انتقال می دهد
عیب های یاتاقانها
1- خراشهای بوجود امده توسط ذرات خارجی
الف: خراشهای بوجود امده در امتداد سطح داخلی یاتاقان
ب: پدید امدن حفره های بر روی سطح داخلی یاتاقان
علل پیدایش
الف : الودگی روغن
ب: تمیز نکردن دقیق قطعات موتور هنگام مونتاژ ان
2- وارد شدن بار به لبه های یاتاقان
شکل ظاهری : ایجاد شدن خراشهای شدید در یک طرف هر دو نیم یاتاقان
علل پیدایش
الف: مخروطی بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک
ب: مخروطی بودن نشیمن یاتاقان ثابت
ج: بزرگتر از حد معمول بودن شعاع گردی میل لنگ
د: خوب موازی نبودن صحیح میل لنگ
ه : کج بودن شاتون
3- بوجود امدن خراشهای شدید در قسمت میانی و همچنین امکان ترک برداشتن لایه روئی یاتاقان
کنده و جمع شدن لایه روئی یاتاقان
شکل ظاهری
الف: سائیدگی شدید موضعی در قسمت میانی یاتاقان بطوریکه وارد شدن بار بیش از حد مجاز بر
یاتاقان به ترک برداشتن و ایجاد شکاف در لایه روئی یاتاقان می انجامد
ب: جابجایی موضعی فلز سطح روئی یاتاقان
علل پیدایش
الف : محدب بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک
ب: محدب بودن نشیمن یاتاقان ثابت
4- ایجاد سائیدگی هایی به شکل نوار نازک در قسمت انتهایی یاتاقان
شکل ظاهری
سائیدگی شدید به صورت اثری نازک در قسمت انتهایی یاتاقان بدین ترتیب که بین لبه یاتاقان و اثر
بوجود امده به علت سائیدگی اثری دیگر از منتبح از حرکت میل لنگ مشاهده نمی شود اثرهای
بوجود امده به علت سائیدگی می توانند در یک انتهای یاتاقان ظاهر شوند
علل پیدایش میل لنگهای که ناصحیح صیقل داده شده اند
5- جابجا شدن کپه شاتون
شکل ظاهری : سائیدگی لایه روی یاتاقان بر اثر ایجاد اصطکاک شدید در اطراف سطح های بر روی
هم افتاده دو نیم یاتاقان بطور قرینه
علل پیدایش
جابجا شدن کپه شاتون بر اثر اشتباه مونتاژ کردن ان
6- زنگ زدگی
شکل ظاهری
خورده شدن و از بین رفتن سطح روئی یاتاقان بصورت سوراخهای پراکنده و یا بطور کامل
علل پیدایش
الف : بکار بردن مواد اضافی در روغن که هماهنگی لازم را با نحوه عمل روغن ندارد
ب: الوده شدن روغن توسط ورود احتمالی مواد قلیایی از طریق واشرها
ج: بموقع عوض نکردن روغن
7- اشتباه قرار دادن یاتاقان در محل نشستن ان در رابطه با سوراخها تامین کننده روغن
شکل ظاهری
سائیده شدن و خوردگی شدید سطح داخلی یاتاقان بعلت نرسیدن روغن لازمه به ان
علل پیدایش
توجه نکردن و عدم دقت کافی در هنگام قرار دادن و مونتاژ کردن یاتاقانها
8- اشتباه مونتاژ کردن در رابطه با میله کوتاه (خار) نگهدارنده یاتاقان
شکل ظاهری
به علت بلندتر از حد معمول بود میله کوتاه (خار) نگهدارنده در محل جا افتادن این خار در پشت
یاتاقان همین امر موجب اصطکاک زیاد و سائیدگی موضعی در همین قسمت سطح روئی یاتاقان
می گردد
علل پیدایش
اشتباه مونتاژکردن و بلندتر از حد لازم بودن (خار)نگاه دارنده یاتاقان
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : اتومکانیک به زبان ساده (مهندس احمد امیر تیموری)
میل سوپاپ (میل بادامک ) و زنجیر سفت کن
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
میل سوپاپ یا میل بادامک وظیفه باز و بستن سوپاپ ها را بر عهده دارد بر روی میل سوپاپ دایره
اکسانتیر و دنده اویل پمپ وجود دارد میل سوپاپ نیروی خود را از میل لنگ توسط دنده دریافت مینماید
وظیفه باز و بسته کردن سوپاپ یا فرمان موتور را به عهده دارد در روی میل سوپاپ بادامکهای قرار دارند
که می توانند حرکت دورانی را به حرکت مستقیم الخط تبدیل نمایند شکل بادمکها در کار موتور تاثیر
بسزایی داشته و مقدار اوانس و ریتارد سوپاپها نیز روی بادامکها محاسبه شده است
بادامک در میل سوپاپ
برای هر یک از سوپاپها یک بادامک در نظر گرفته شده است این بادامکها تحت زاویه مخصوص قرار گرفته
و با فاصله معینی از یکدیگر عمل خود را انجام می دهند هر بادامک بایستی دارای مشخصات زیر باشد
1- بعد از کار کردن تغییر شکل ندهد 2- در موقع باز و بسته کردن سوپاپها ایجاد ضربه و لرزش نکند
قسمتهای مختلف بادامک
1- دایره مبنا 2- حد باز شدن (شیب ملایم باز شدن ) 3- پهلوی باز کردن سوپاپ 4- پهلوی بسته
شدن سوپاپ 5- حد بسته شدن (شیب ملایم بسته شدن ) انتقال نیروی میل لنگ به میل سوپاپ
ممکن است به سه صورت (دنده به دنده – زنجیری – تسمه ای ) انجام شود چون در هر 720 درجه گردش
میل لنگ یک احتراق در هر سیلندر انجام می شود و در هر سیکل یکبار احتیاج به باز و بسته شدن هر
سوپاپ وجود دارد لذا گردش میل سوپاپ نصف گردش میل لنگ می باشد یعنی (در 360 درجه گردش)
و نسبت دنده انها نصف می باشد یعنی دنده میل سوپاپ دو برابر دنده میل لنگ می باشد
انواع بادامک در میل سوپاپ
بادامکهای میل سوپاپ از نظر شکل ظاهری به سه نوع تقسیم می شوند که هر یک دارای خواص به
خود هستند
1- بادامک نوک تیز 2- بادامک با نوک صاف و تخت 3- بادامک با نوک نیم گرد
وظایف میل سوپاپ (میل بادامک)
1- باز و بسته کردن سوپاپ ها توسط چخش میل سوپاپ و قرار گرفتن بادامک ها زیر تایپت ها
2- روی میل سوپاپ یک دایره خارج از مرکز (اکسانتریک)وجود دارد که با قرار گرفتن شیطانک پمپ بنزین
وبالا و پایین رفتن ان انتقال بنزین از باک به کاربراتور توسط پمپ بنزین انجام می شود
3- روی میل سوپاپ دندانه ای وجود دارد ک این دنده دلکو و اویل پمپ را بکار می اندازد
معایبی که میل سوپاپ می تواند داشته باشد
1- خوردگی بادامکها که این حالت باعث بهم خوردن تایمینگ سوپاپها می شود
2- خوردگی یا شکستگی دنده اویل پمپ و دلکو
3- لقی بیش از حد بین میل سوپاپ و یاتاقانهای ثابت ان که این لقی باعث کاهش فشار روغن
می شود در ضمن لقی بین 0.05 تا 0.1 میلیمتر می باشد که به وسیله میکرومتر داخلی یا ساعت
اندازه گیری می توان اندازه گیری کرد و هنگام جا زدن بوش باید دقت کرد که سوراخ روغنکاری در
محل خود قرار بگیرد
4- در موتورهایی که ارتباط حرکتی میل لنگ و میل سوپاپ مستقیما دو چرخ دنده می باشد برای
تشخیص دقیق میزان لقی دو دنده می توان از میکرومتر ساعتی استفاده نمود بدین ترتیب که
میکرومتر ساعتی را به وسیله پایه اش روی بلوک موتور بسته و نوک ساعت را روی یکی از دنده
های چرخ دنده قرار داده و با حرکت چرخ دنده دیگر میزان لقی دنده ها را از روی انحراف عقربه میکرو
متر ساعتی معلوم می کنیم
5- برای ازمایش میزان لقی دو دنده می توان با قرار دادن تیغه فیلر در محل تماس دنده ها لقی را
اندازه گرفت میزان لقی مجاز بین دو چرخ دنده 0.07 تا 0.12 میلیمتر می باشد در صورتیکه این لقی
بیش از حد مجاز باشد باید هر دو چرخ دنده را عوض نمود
6- در موتورهای که از زنجیر استفاده می شود معمولا در اثر کار موتور زنجیره طولش زیاد می شود
و همچنین چرخ دنده ها نیز سائیده می شوند برای ازمایش زنجیر طول ان را با یک زنجیر نو مقایسه
می کنند اگر افزایش طول زنجیر کم باشد فقط بایستی زنجیر را عوض نمود سپس دنده های چرخ
دنده ها را بازدید نمود در صورتی که طول زنجیر خیلی زیاد شده علاوه بر زنجیر چرخ دنده ها نیز
بایستی عوض شوند به طور کلی لقی غیر مجاز بین ندها و افزایش طول زنجیر سبب مختل شدن
تایمینگ سوپاپها و تولید صداهای غیر عادی می گردد
7- کنترل و بازرسی لقی طولی میل سوپاپ
فاصله بین محور یاتاقان جلو و پلاک (واشر گلوئی را زمانی که میل سوپاپ روی پایه مخصوص قرار
داده ایم با فیلر اندازه می گیریم که این فاصله 0.03 تا 0.08 میلیمتر می باشد
8- کنترل خمش میل سوپاپ
دو محور جا یاتاقانی کناره را روی دو پایه جناغی که روی صفحه صافی قرار دارد می گذاریم سپس
ساعت را روی یکی از یاتاقانهای میل سوپاپ قرار داده و میل سوپاپ را بوسیله دست یک دور کامل
میگردانیم و مقدار خمش را به دست می اوریم که نباید از 0.05 میلیمتر تجاوز کند در صورت بیشتر
بودن می توانیم ان را به وسیله پرس در حالت سرد صاف نمائیم
9- کنترل لقی جانبی به وسیله ساعت اندازه گیر
میل سوپاپ را به سمت عقب حرکت می دهیم سپس ساعت را با مقداری پیش فشار روی ان قرار
می دهیم و ساعت را صفر می کنیم با کشیدن دنده به سمت جلو و فشار امدن روی سوزن مقدار
لقی جانبی را نشان می دهند
زنجیر سفت کن
زنجیر سفت کن همانطور که از اسم ان پیداست برای گرفتن شلی زنجیر و کم کردن صدای چرخ
دنده ها بوده و همچنین از سائیدگی زنجیر و چرخ دنده ها جلوگیری می کند در نتیجه تایمینگ سوپاپها
بهم نخورده و سوپاپها بموقع باز و بسته شده امروزه در اغلب موتورها زنجیر سفت کن اتوماتیک نصب
شده است این نوع زنجیر سفت کن ها با فشار روغن موتور و فنر کار کی کنند روغن موتور با فشار
وارد سیلندر زنجیر سفت کن شده و پیستون مربوطه را روی قسمت لاستیکی فشار داده و از شل
شدن زنجیر جلوگیری می کند هر چند زنجیر های کوتاه نیاز به زنجیر سفت کن ندارند ولی اغلب از ان
استفاده می شود
اغلب زنجیر سفت کن ها مجهز به قطعهای جغجغه ای مانندی هستند که از برگشت قطعه لغزنده
جلوگیری می کند در موتورهایی که میل بادامک ان در سر سیلندر تعبیه شده از زنجیر سفت کن
شامل یک تیغه فنری با پوشش نئوپرین در طرف شل زنجیر و یک صفحه لاستیکی را با پوشش
نئوپرین در طرف دیگر ان می باشد و گاهی از چزخ دنده کمکی قابل تنظیم استفاده می کند
منبع : اتومکانیک به زبان ساده ( مهندس احمد امیر تیموری)
میل لنگ و فلایویل
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
میل لنگ میله منکسری است که فقرات موتور را تشکیل می دهد بطور مستقیم بایا غیر مستقیم نیروی
خود را از میل لنگ دریافت می کندبه قسمتی از بدنه اصلی موتور که میل لنگ در انجا قرار می گیرد
محفظه میل لنگ علاوه بر نگاه داشتن وتحمل ان اجازه چرخش میل لنگ را در داخل کپه های خود که
همگی در یک امتداد قرار دارند را می دهند در اکثر موتورها محفظه میل لنگ یا بلوک سیلندر یا بدنه اصلی
موتور به طور واحد و یک تکه ریخته گری می شود وظیفه میل لنگ عبارت است از تبدیل حرکت رفت و
برگشتی (خطی) پیستون به حرکت چرخشی یا دورانی می باشد
قسمتهای مختلف میل لنگ
هر میل لنگ دارای تعدادی تکیه گاه ثابت یا (انگشتی ) و تعداد لنگ های متحرک یا انگشتی متحرک
البته تعداد لنگهای متحرک در موتورهای خطی به نسبت تعداد سیلندرهای موتور می باشد در صورتی
که در موتورهای وی شکل برا ی هر لنگ متحرک دو عدد شاتون بسته می شود تعداد انگشتی های
ثابت بستگی به طول میل لنگ دارد هر چه طول بزرگتر باشد تعداد ثابتها هم زیادتر می باشد وم معمولا
افزایش تعداد ثابت ها در میل لنگ یک موتور سبب کاهش بارها و فشارها شده و در نتیجه تنشها و لرزش
های وارد بر میل لنگ کم شده و موتور نرم و یکنواخت کار می کند
لنگ گیری میل لنگ
(بالانس کردن میل لنگ ) برای متعادل ساختن میل لنگ در مقابل هر لنگ وزنه ای به میل لنگ اضافه
می شود و میل لنگ با نهایت دقت باید متعادل گردد چون نیروهای نامتعادل سبب لرزش و فشارهای
زیاد روی یاتاقانهای ثابت میل لنگ شده و باعث خمیدگی یا پیچیدگی میل لنگ می گردد برای جلوگیری
از این وضع بایستی میل لنگ به طور استاتیکی و دینامیکی بالانس شود
روغن کاری میل لنگ
میل لنگ دارای مجاری روغن بوده این مجاری تکیه گاههای ثابت میل لنگ به طور مستقیم با مجاری
بلوک تماس داشته و بوسیله مجاری مورب مجاری ثابت به لنگ های متحرک وصل می شود روغن از
لنگ های ثابت به لنگهای متحرک و از انجا از سوراخ شاتون دیواره سیلندر و بوش گژن پین را روغن کاری
می نماید سپس بوسیله رینگ روغن از جداره سیلندر جمع اوری و به کارتر برگردانده می شود
طرز ساختن میل لنگ
میل لنگ یک قطعه ریخته گری یکپارچه است از الیاژهای بسیار سخت فولاد که از نیکل و کروم و مولیبدن
مانگام و فولاد تشکیل شده است که این قطعه با عملیات حرارتی و ابکاری و چکش کاری تهیه شده و
دارای استحکام مکانیکی قابل توجهی می باشد
نوسان گیر میل لنگ
ضربه هایی که به میل لنگ وارد می شود و در ان نوسان پیچشی ایجاد می کند موقعی که پیستون در
زمان احتراق بسمت نقطه مرگ پایین حرکت می کند نیروی وارد شده به میل لنگ از یک تن نیز تجاوز
می کند این نیروها تمایل دارند که لنگ میل لنگ را در جهت گردش بپیچاند یعنی حرکت ان لنگ از سایر
قسمتهای میل لنگ جلو می افتد یک لحظه بعد نیرو از روی میل لنگ برداشته می شود و لنگ تمایل به
پیچیدن در جهت عکس می کند و می خواهد در وضعیت اول خود نسبت به سایر قسمتهای میل لنگ
برگردد این پیچش در جهت معکوس که پس از هر زمان در میل لنگ تولید می شود یک حرکت نوسانی
در میل لنگ بوجود می اورد
اگر این نوسان پیچشی کنترل نشود ممکن است در یک دور معین این نوسانات به حالت تشدید دراید و
موجب شکستن میل لنگ می شود برای کنترل نوسانات پیچشی از دستگاهی بنام نوسان گیر یا دستگاه
تعادل پیچشی میل لنگ استفاده می شود که این دستگاه معمولا در جلوی میل لنگ سوار می شود و
شامل پولی پروانه نیز می باشد
فلایویل
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
درقسمت انتهای میل لنگ فلایویل قرار دارد فلایویل که بنام چرخ طیار یا چرخ لنگر نیز خوانده می شود
وزنه سنگینی است که در کار موتور تاثیر بسزایی دارد و عملیات زیر به عهده فلایویل قرار دارد
الف : در زمان احتراق که پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرگ پایین می اید جلوی ضربه را گرفته و
لرزش موتور را از بین می برد
ب: چون قدرتی که از طرف پیستون به میل لنگ داده می شود یکنواخت نیست موجب می شود که
سرعت میل لنگ کم یا زیاد شود اینرسی فلایویل تمایل دارد که انرا با سرعت ثابت حرکت دهد بنابراین
فلایویل در موقعی که میل لنگ تمایل به افزایش سرعت داشته باشد قدرت را گرفته و هنگامیکه تمایل به
کاهش سرعت داشته باشد قدرت به ان پس میدهد این عمل ضربات وارده از پیستون را خنثی کرده و
مانع شکسن و پیچش میل لنگ می شود بزرگی و سنگینی فلایویل نسبت عکس باتعداد سیلندرها
دارد مثلا فلایویل ماشین چهار سیلندر از فلایویل ماشین هشت سیلندر بزرگتر و همین طور سنگین تر
می باشد
ج: نیروی انفجاری را در خود ذخیره نموده و برای تکمیل عملیات سه گانه بعدی به میل لنگ کمک می کند
د: در سطح خارجی (محیط میل لنگ) دنده های مخصوصی نصب شده که به منظور گردانیدن موتور به
وسیله دستگاه الکتریکی استارت این دنده با دنده استارت درگیر شده و باعث گردش میل لنگ و روشن
شدن موتور می شود
ج : فلایویل یکی از قطعات دستگاه انتقال نیرو محسوب شده و نیروی موتور بوسیله کلاچ از این قطعه
به جعبه دنده منتقل می شود فلایویل روی صفحه مدور نعلبکی شکلی که در انتهای میل لنگ
قر دارد و بنام فلانچ معروف است توسط پیچشهای متصل می شود در مرکز دایره فلانچ سوراخی
وجود دارد که بعنوان تکیه گاه سر شفت ورودی گیربکس بوده و برای جلوگیری از اصطکاک داخل
سوراخ از بوش یا بلبرینگ استفاده شده است در ضمن در جلوی میل لنگ چرخ دنده میل لنگ قرار
گرفته که با زنجیر یا تسمه یا درگیری مستقیم با دنده میل سوپاپ درگیر می شود که این دنده
نصف دنده میل سوپاپ بوده ضمنا نیروی میل لنگ به وسیله پولی سر میل لنگ و تسمه پروانه
باعث گردش پولی پروانه و پولی دینام می شود
لوله خروجی گازهای داخل محفظه میل لنگ
چون در موقع کار کردن موتور مقداری گاز در محفظه میل لنگ بوجود می اید و این گازها باعث ایجاد
فشاردر داخل محفظه میل لنگ و کارتر می گردد و در صورتی که این گازها بخارج فرستاده نشود
باعث میشودکه در اثر فشاری که بوجود می اید روغن از اطراف کارتر و یا قسمتهای دیگر ریزش کند
بنابراین برای برطرف کردن این نقیصه لوله ای در محفظه میل لنگ در نظر گرفته شده که گازها از
لوله مذکور بخارج فرستاده می شوند در موتورهایی که اخیرا ساخته می شود گازهای حاصل از
محفظه میل لنگ را به وسیله لوله ای به صافی هوا برده و از انجا در موقع مکش پیستون بداخل
سیلندر هدایت شده و در موتور مصرف می گردد از این عمل دو نتیجه گرفته می شود یکی اینکه
تخلیه گازها بهتر و به سهولت انجام می گیرد و دیگر اینکه گازها هدر نرفته و در موتور می سوزد
عیوب میل لنگ
1-اصولا بعد از باز کردن میل لنگ و شستشوی ان 2- تشخیص عیوب ان با ازمایشات مختلف و اندازه
گیری با وسایل ابزار دقیق 3- تعویض میل لنگ در صورت لزوم یا تعمیر و بهسازی ان و بستن مجدد ان
یک میل لنگ باید بدلیل زیر تعوض گردد
الف : ادر سایز شدن بیش از حد مجاز از اندازه داده شده در کاتالوگ
ب: سوختن انگشتی یا لنگ های ثابت و متحرک که از تغییر رنگ انها قابل تشخیص است
ج: بریدن یا شکست میل لنگ
د: داشتن ترک عرضی روی انگشتی ها
ح: وحود تابیدگی –خمیدگی – پیچیدگی بیش از حد
و: وجود خش و خط بسیار عمیق
ز: از بین رفتن قوس کنارهای لنگ ها – در ثابت ها و متحرک ها
ازمایشهای میل لنگ
الف : خراشیدگی میل لنگ
ب: ازمایش ترک خوردگی میل لنگ
ج:ازمایش بردیگی یا شکستگی میل لنگ
د: انزاه گیری دو پهن بودن میل لنگ
ز: اندازه گیری خمیدگی میل لنگ
ه:ازمایش پیچیدگی میل لنک
ر: ازمایش مخروطی شدن میل لنک
ازمایشهای فلایول (چزخ طیار یا چرخ لنگر)
ساده ترین کنترل فلایویل موقعی است که فلایویل در محل خودش یعنی روی میل لنگ و موتور سوار
و همچنین برای کنترل ان می توان از پایه های جناغی بلند و یا مرغک تراش استفاده کنیم
الف: کنترل مسطح بودن فلایویل (تاب نداشتن)
ب: کنترل مرکز بودن محل بلبرینگ شفت
ج: کنترل لنگی عمودی فلایویل
د: کنترل دنده فلایویل
ه: بررسی و دراوردن دنده فلایویل
خ: خط افتادن دنده فلایویل
ز: گشاد شدن محل پیچ های فلایول
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : اتومکانیک به زبان ساده (مهندس احمد امیر تیموری)
گیت سوپاپ یا گاید یا راهنما
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
گیت سوپاپ قطعه ای است که ساق سوپاپ داخل ان به بالا و پایین حرکت کرده و کار ان جلوگیری
از حرکت عرضی سوپاپ می باشد گیت سوپاپ بر دو نوع یکپارچه و قابل تعویض می باشد اگر گیت
احتیاج به تعمیر داشته باشد در نوع اول انرا برقو کاری می کنند و در صورت نیاز در حالت شکستگی
گیت تراشکار انرا تراشیده و گیت نو و به اندازه استاندارد بجای ان جا می زنند در نوع دوم انرا تعویض
می کنند برای تعویض گیت سوپاپ انرا از سمت فنر سوپاپ جا می زنند قبل از در اوردن گیت ارتفاع
انرا تا سرسیلندر توسط عمق سنج کولیس یادداشت و یا علامت گذاری کرده تا گیت نو را در ان حد
جا بزنند سپس توسط سنبه مخصوص که قطر خارجی نوک در حدود یک میلیمتر کمتر از قطر داخلی
گیت است را داخل گیت قرار داده و با چکش یا پرس انرا خارج کرده سپس گیت جدید را از طرف فنر
سوپاپ جا میزنند
عیوب گیت
1- گرفتن کربن داخل گیت که توسط دریل و فرچه مخصوص کربن گیری می شود در گیت کربن
گرفته سوپاپ براحتی حرکت نمی کند
2- دو پهن بودن گیت که باعث گیر کردن ساق سوپاپ و علل دیگر خواهد شد و توسط بررسی
قابل تشخیص است
3- سائیدگی گیت و لقی بیش از اندازه ساق سوپاپ داخل گیت . عیوبی که در اثر لقی ساق
سوپاپ در گیت بوجود می اید عبارتند از الف: روغن سوزی در موتورهایی که سوپاپ در
سرسیلندر قرار دارد ب: بدکار کردن موتور در دور ارام بعلت هوا کشیدن از فاصله بین ساق و
گیت در سوپاپ ورودی ج : از اببندی افتادن سوپاپ بعلت هم مرکز نبودن گیت یا سیت
لاستیک گیت سوپاپ
برای جلوگیری از نفوذ روغن به اطاق احتراق یا نشت هوا به داخل می باشد و بر دو نوع می باشد
الف: رینگ لاستیکی که در زیر واشر نگهدارنده فنر سوپاپ قرار گرفته
ب : کاسه نمدی بوده و روی گیت سوپاپ در سرسیلندر قرار می گیرد
سیت سوپاپ
قسمتی از سرسیلندر که نشیمنگاه سوپاپ روی ان قرار می گیرد سیت سوپاپ می نامند
تماس نشیمنگاه با سیت سوپاپ موجب بسته شدن مجرای ورود یا خروج خواهد شد مقدار عرض
تماس بین سیت و نشیمنگاه باید از 2 میلیمتر بوده تا مقاومت گاز را در موقع خروج کمتر کرده و
عمل انتقال گاز بخوبی انجام شود اگر سطح نشیمنگاه سوپاپ باریک باشد سوپاپها بهتر اببندی
می شود ولی سطوح پهن تر نشیمنگاه حرارت سوپاپ را بهتر از خود منتقل می نماید معمولا عرض
سطح نشیمنگاه سوپاپ باید 1 تا 2.5 میلیمتر باشد سیت هایی که پهن تر هستند بوسیله دو فرز
یکی با زاویه 15 درجه و دیگری با زاویه 75 درجه که نتیجه ان سبب کم شدن پهنای سیت شده و
عمل اب بندی بهتر انجام می شود جنس سیت ها از نیکل کرم یا الیاژهای فولادی می باشد سیت
را معموا بوسیله بوش کشهای مخصوص از جای خود بیرون می اورند
عیوب سیت سوپاپ
1- سیت سوپاپ را از نظر خط و خش پله دار شدن وجود ترک داغ و لب پریدگی یا حفره های کوچک
بررسی می کنیم در صورت مشاهده عیوب فوق سیت سوپاپ را با فرز مخصوصی اصلاح می کنیم
2- سوراخهای ریز و خط و خش های جزئی و کم عمق را هنگام اببندی سوپاپ می توان برطرف نمود
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : مهندس محمد رضا افضلي
خرابي هاي سوپاپ
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
هيچ‌كس دوست ندارد مشكلات موتوري مانند: روغن‌سوزي، نشتي حاصل از فشار، سر و صداي اجزاي وابسته به سوپاپ يا خرابي آشكار سوپاپ داشته باشد. بنابراين تلاش زيادي انجام ميشود تا قطعات فرسوده و يا آسيب ديده، هنگام تعويض يا بازسازي سرسيلندر به حالت ابتدايي خود برگردند و درست كار كنند، اما گاهي مشكلاتي از سوپاپ به‌وجود مي‌آيند و هزينه‌هاي سنگيني به بار مي‌آورند.
چگونه ميتوان مانع اين خسارات شد؟ با تشخيص علل خرابي سوپاپ و حصول اطمينان از اينكه هنگام تعويض و يا تعمير سوپاپها، سيت‌ها، گايدها و ديگر اجزاي وابسته به سوپاپ، هيچ چيز از قلم نيفتاده است.
عملكرد سوپاپ به چند دليل از مهمترين بخش‌هاي بازسازي موتور است: اول اينكه نياز به دقت زيادي دارد. اگر تلرانس‌ها و شكل هندسي سوپاپ صحيح نباشد، يقيناً با مشكل مواجه خواهيد شد. دوم اينكه در عملكرد سوپاپ بايد به جزئيات توجه شود. منظور از جزئيات، قطعات فرسوده‌اي است كه به نظر سالم مي‌رسند، اما در حقيقت سالم نيستند و نياز به بازسازي يا تعويض دارند. بهترين توصيه اين است كه اگر به سالم بودن قطعه شك داريد، آن را دور بيندازيد. اگر به شرايط ساق سوپاپها، گايدها، نگهدارند‌ه‌ها، خارها، فنرها، انگشتي‌ها (اسبك‌ها) و ميل تايپيت‌ها دقت نكنيد، با مشكل مواجه مي‌شويد. عدم توجه به جزئياتي مانند ارتفاع سوپاپ، ارتفاع فنر سوپاپ، فاصله مجاز بين ساق سوپاپ و گايد، تنظيم انگشتي، پهناي سيت و موقعيت تماس آن شما را به دردسر مي‌اندازد. همچنين عملكرد سوپاپ نياز به مقدار زيادي تجربه كارگاهي دارد. براي حل مشكل براي مثال، سوپاپ، ابتدا بايد علت پديد آمدن آن مشكل را پيدا كنيد.
اگر علت شكستن سوپاپ، عدم تنظيم فاصله بين گايد سوپاپ و سيت آن باشد، تعويض سوپاپ مشكلي را حل نمي‌كند. سوپاپ جديد صرفاً زماني به درستي كار ميكند كه اين فاصله تنظيم شده باشد در غير اين صورت، عدم تنظيم باعث خستگي و شكست مجدد سوپاپ ميشود. اگر علت سوختن سوپاپ، داغ كردن سرسيلندر باشد، تعويض سوپاپ سوخته مشكل تراكم را حل نمي‌كند زيرا اگر نقص قسمتي كه داغ ميشود برطرف نشود، سوپاپ جديد نيز داغ شده و مجدداً مي‌سوزد.
اگر سايش گايد به علت عدم تنظيم انگشتي با ارتفاع ساق سوپاپ باشد، تعويض گايد فرسوده با گايدي جديد و تعويض بوش سيلندر يا يك سوپاپ با سوپاپي اورسايز1 مشكل روغن‌سوزي را حل نمي‌كند. اگر ارتفاع ساق سوپاپ به درستي تنظيم نشود، تعمير گايد نيز فايده‌اي ندارد.
بنابراين آناليز علل خرابي پيش از تعمير، حائز اهيمت است. سوپاپ‌هاي شكسته يا سوخته همانند گايدهاي فرسوده، سيت‌هاي ترك خورده و ديگر قطعات مشابه آسيب‌ديده، نتيجه واكنش‌هاي زنجيرهاي هستند. به اين ترتيب، يك مشكل، مشكل ديگري را به‌وجود مي‌آورد و در نهايت منجر به خرابي سوپاپ ميشود. بنابراين، تعويض قطعات بدون تشخيص علل خرابي، كاري بيهوده است.
تعميركاران براي پيشگيري از خسارات بايد 4 مرحله ذيل را انجام دهند:
1. آناليز مقدار سايش در كلگي سوپاپ با توجه به الگوهاي موجود و اجزاي وابسته به سوپاپها، هنگامي كه كلگي سوپاپ به درستي مونتاژ نشده باشد. بازرسي دقيق، هر نوع شرايط غيرعادي كه مشكلات اضافي را به وجود مي‌آورند، آشكار ميكند.
2. بازرسي تمامي اجزاي وابسته به سوپاپ و كلگي آن به‌گونه‌اي كه تمامي قطعات فرسوده يا آسيب ديده تشخيص داده شده و آنها را تعويض يا تعمير كنند.
3. دقت زياد به كيفيت محصول به‌گونه‌اي كه قسمت‌هاي تعمير شده به درستي تعمير شده باشند.
4. توجه به جزئيات، ابعاد بحراني و شكل هندسي اسبك‌ها به طوري كه از مونتاژ قطعات مطمئن شوند.
اجتناب از عيوب
عوامل متعددي مي‌توانند باعث خرابي سوپاپ شوند. سوپاپ‌هاي معيوب، مهمترين چيزي هستند كه هيچ‌كس در مورد خود آنها صحبت نمي‌كند. در حالي كه دليل دوم خرابي عملكرد سوپاپها همين است. تنش‌هاي حرارتي و مكانيكي زياد، اولين دليل است.
براساس تحقيق يكي از توليدكنندگان سوپاپ، يك پنجم (7/20درصد) خرابي‌هاي سوپاپ به علت وجود عيوبي در درون خود سوپاپ‌هاست. بيش از 10 سال از تحقيق در اين زمينه مي‌گذرد. امروزه همان آلياژهاي پايه و روش‌هاي ساخت كه در آن زمان وجود داشت با كنترل‌هاي كيفي به روش‌هاي مختلف، استفاده شوند. ماشين‌هاي CNC و كنترل آماري فرايند2 وارد فرايندهاي ساخت شده‌اند تا خطاهاي انساني كاهش يابد، اما مانند بسياري از توليدات انبوه ديگر، عيوبي به واسطه اشتباهات سهوي به‌وجود مي‌آيند. بنابراين، اگر سوپاپ‌هاي نامناسب را جدي نگيريد، ممكن است دچار شكست نابهنگام شوند.
عيوب عبارتند از:
وجود ناخالصي‌هاي متالورژيكي و آخال‌ها در ماده اوليه كه باعث ضعيف شدن سوپاپ مي‌شوند، اشكالات فورجينگ كه ترك‌هاي ميكروسكوپي، خلل و فرج يا جدايش در فلز به‌وجود آورده و منتهي به شكست مي‌شوند، جوشكاري ناقص بين ساق و كلگي سوپاپها در سوپاپ‌هاي دو تكه كه باعث جدا شدن كلگي سوپاپ ميشود، جوشكاري ناقص در ساق سوپاپ‌هاي توخالي كه باعث شكستگي سوپاپ ميشود، عمليات حرارتي نامناسب كه مانع از سخت شدن يا آنيل كامل سوپا ميشود و به سايش سرعت مي‌دهند، خطاهاي ماشيني كه اشكالات ابعادي يا صافي سطح نامناسب را به‌وجود آورده و اين مسائل مي‌توانند باعث پديد آمدن انواع مشكلات ديگر شوند. اگر پيش از نصب متوجه اين عيوب نشويم، مشكلات ديگر پيش مي‌آيند و در نهايت، چسبندگي ضعيف كروم سخت، باعث ميشود آبكاري ساق سوپاپ پوسته پوسته شود.
بهترين راه حصول اطمينان از سوپاپ سالم و عاري از عيوب اين است كه:
1. سوپاپ را بازرسي مي‌كنيم تا مطمئن شويم تلرانس‌ها در حد مجاز هستند (قطر ساق، شيار ساق، طول كلي و غيره) عيوب آشكاري وجود نداشته باشد (مثل شكاف، حفره و ترك‌هاي نازك و غيره)
2. منبع تأمين سوپاپ‌هاي شما توليدكننده‌اي معتبر و قابل اطمينان باشد.
سوپاپي كه از نظر ظاهري از ديگري زيباتر به نظر مي‌رسد، نمي‌تواند از كيفيت لازم برخوردار باشد. قيمت مناسب اگرچه مطلوب است، اما سوپاپ ارزان قيمت، غيرقابل استفاده است. بنابراين از توليدكنندگان ممئن سوپاپ از نظر كيفيت خريد نكنيد. سوپاپ را از توليدكننده‌اي معتبر كه از محصول خود دفاع و آن را ضمانت ميكند خريد كنيد.
چرا سوپاپها خراب مي‌شوند؟
هر سوپاپي در اثر رانندگي در مسافت‌هاي طولاني فرسوده ميشود، اما بعضي سوپاپها بسيار زودتر از موعد فرسود مي‌شوند و علت آن سوختگي يا شكست است.
اجازه بدهيد ابتدا در مورد سوختگي صحبت كنيم. سوپاپ‌هاي دود بيشتر در معرض سوختگي هستند چرا كه بيش از سوپاپ‌هاي هوا داغ مي‌شوند. سوپاپ‌هاي هوا به‌وسيله هواي ورودي و سوخت خنك مي‌شوند. بنابراين در دماي 800 درجه فارنهايت كار ميكنند. از ديگر سو سوپاپ‌هاي دود از خنك شدن محروم بوده و احتراق گازهاي داغ از دريچه خروجي خارج ميشود. سوپاپ‌هاي دود به‌طور متوسط در دماي 1200 تا 1350 درجه فارنهايت كار ميكنند و همين عامل باعث آسيب‌پذيري بيشتر آنها از نظر سايش و سوختگي نسبت به سوپاپ‌هاي هوا ميشود.
درجه حرارت كاري بالاتر نياز به آلياژ مستحكم‌تر دارد، بنابراين سوپاپ‌هاي دود را معمولاً از فولاد ضدزنگ مي‌سازند يا اينكه كلگي آنها را از فولاد ضدزنگ مي‌سازند (معمولاً از نوع آلياژ2Nا-21 يا 4Nا-21 با درصد بالاي كروم و نيكل). براي مصارف سنگين بنزين و ديزل جايي كه حرارت معضل بسيار بزرگي است، از پوشش مستحكم STELLITEا3 براي ساخت سوپاپ دود جهت كنترل سايش استفاده ميشود.
خنك شدن سوپاپ‌هاي هوا و دود به تماس فيزيكي آنها با سيت و گايد سوپاپ بستگي دارد. حدو 75 درصد از گرماي احتراق كه از سوپاپ خارج ميشود از سيت سوپاپ عبور ميكند. بنابراين تماس مناسب سيت براي پيشگيري از سوختن سوپاپها ضروري است. بقيه 25 درصد گرماي ساق سوپاپ از طريق گايدها خارج ميشود. گاهي در مصارف سنگين، ساق توخالي سوپاپها با فلز سديم پر ميشود تا گرماي بيشتري از طريق ساق براي خنك شدن سوپاپ انتقال يابد.
هر چيزي كه در خنك كردن سوپاپ و يا ايجاد گرماي بيش از حد در سوپاپ يا كلگي آن دخالت داشته باشد باعث از كار افتادن نابهنگام سوپاپ ميشود. لايه رسوب روي سطح سوپاپ و سيت ميتواند اثر عايق را به منظور كاهش خنك كردن سوپاپ داشته باشد و آن را داغ كند. بنابراين اگر سيت سوپاپ، باريك يا غير هم مركز باشد، آب‌بندي بين سوپاپ و سيت سوپاپ ضعيف ميشود. اگر رسوبات روي نقطه‌اي بنشينند يا در جايي ديگر پوسته پوسته شوند، باعث نشتي شده و مركز حرارتي بر روي سوپاپ به‌وجود مي‌آورند كه باعث كانال‌زني4 ميشود.
فنرهاي سوپاپ ضعيف از تماس مناسب كلگي سوپاپ با سيت سوپاپ پيشگيري كرده و گرماي بيش از اندازه در سوپاپها ايجاد ميكنند. سيت ضعيف يا گايدي كه درست در جاي خود نصب نشده باشد، ميتواند باعث هدايت گرما به كلگي سوپاپ شده و در نتيجه آن را بسوزاند.
عدم توجه به ارتفاع سوپاپ هنگام نصب آن به سوختگي سوپاپ مي‌انجامد. وقتي سوپاپها و سيت‌ها سنگزني شده يا ماشينكاري مي‌شوند، بيشتر از قبل در سرسيلندر فرو ميروند. اين امر باعث ميشود كه ساق آنها بالاتر قرار گرفته و موقعيت هندسي انگشتي‌ها را به هم بزند. در نتيجه عملكرد سوپاپها ضعيف ميشود وقتي كه موتور داغ ميشود، اگر شكل هندسي مناسب به وسيله سنگزني سر ساق سوپاپها با حالت اول برگردانده نشود اينچ تجاوز ميكند. در غير اين صورت بايد منتظر سنگزني لايه سختكاري سطحي سر سوپاپ باشيد. سيت سوپاپها بايد از نظر ارتفاع به‌درستي نصب شوند. راه ديگر نصب سوپاپ‌هايي با كلگي نسبتاً اورسايز است كه بالاتر از سيت سوار شده و ماشينكاري سيت را جبران كنند.
پسرفت سوپاپها در موتورهاي قديمي‌تر كه در كاميون، زيردريايي و مصارف كشاورزي و صنعتي كاربرد دارند، به فقدان سيت‌هاي سوپاپ مستحكم وابسته است. راه‌حل، استفاده از سيت‌هاي سختكاري شده است. استفاده از استلايت يا سوپاپ‌هاي سختكاري سطحي شده هنگامي كه سوپاپها در معرض سايش هستند نيز لازم به نظر مي‌رسد.
اگر درجه حرارت كاري زياد شود، مشكلات خنك‌كاري در موتور باعث گيرپاژ و سوختن سوپاپها ميشود. خنك‌كننده ضعيف، ترموستات خراب، واترپمپ ضعيف، گرفتگي رادياتور، فن خنك‌كننده يا سوئيچ خراب فن و غيره، همگي باعث داغ شدن موتور و انبساط سوپاپ مي‌شوند و اگر از حد مجاز تجاوز كنند موجب سايش يا گير كردن سوپاپ به گايدهاي سوپاپ ميشود. اگر گيرپاژ سوپاپها برطرف شود باعث سوختن آنها ميشود و اگر به پيستون بچسبند، خراب خواهند شد.
انسدادهاي ايجاد شده در اثر ريخته‌گري سرسيلندر يا واشر سرسيلندرهايي كه سوراخ‌هاي خنك‌كاري مناسبي ندارند باعث ايجاد نقاط گرمايي شده و مشكلاتي را براي سوپاپ و گايدهاي آنها ايجاد ميكنند. بنابراين، نصب درجه‌سنج داخل سرسيلندر به انتقال مناسب گرما كمك ميكند.
سوپاپها گاهي به علت دماي احتراق بالا داغ مي‌شوند. عواملي نظير احتراق كند، مخلوط ناقص سوخت (اغلب به دليل نشتي خلا) و انفجار (به علت فشار بيش از اندازه يا سوخت با درجه اكتان پايين) يا احتراق زودرس (در قسمت‌هاي داغ كه در اثر رسوبات محفظه سوخت يا شمع به‌وجود مي‌آيد) نقشي مهم ايفا ميكنند. همچنين وجود نقص‌هايي در اگزوز نظير مسدود شدن مبدل كاتاليزوري يا لوله اگزوز شكسته نيز ميتواند باعث داغ كردن سوپاپها شود.
شكست سوپاپها
شكست كه نوع ديگري از خرابي سوپاپ است، براي سوپاپ‌هاي هوا و دود اتفاق مي‌افتد. شكست سوپاپها در يكي از 2 محل زير اتفاق مي‌افتد:
1. جايي كه كلگي سوپاپ به ساق اتصال دارد
2. محل شيارهاي نيم خارها كه تا انتهاي ساق ماشينكاري مي‌شوند.
در هر دو حالت، شكست خبري بد است، زيرا تكه‌هاي سوپاپ به داخل محفظه احتراق افتاده و باعث خرابي‌هاي بزرگ در پيستون و سرسيلندر مي‌شوند.
دلايل شكست كلگي سوپاپ شامل خستگي به علت ثابت نبودن سوپاپ (به دليل عدم رعايت پارامترهم مركزي سيت‌ها كه باعث شده هر دفعه كه سوپاپ مي‌نشيند، ساق آن خم شود)، ضربات مكرر (به علت تكان‌هاي بيش از حد سر سوپاپ)، انبساط (به علت گرماي بيش از حد يا rpm) و شوك حرارتي (تغيير ناگهاني دما هنگام خاموش كردن ناگهاني موتوري كه با قدرت بالا كار مي‌كرده است) مي‌باشد. در سوپاپ‌هاي 2 تكه، محل اتصال كلگي و ساق جايي است كه اغلب در معرض ترك خوردگي و جدايش است نه به اين دليل كه سوپاپ معيوب است بلكه علت آن وجود فشار بيش از حد در اين قسمت به علت اتصال 2 آلياژ متفاوت با يكديگر است.
شكست در ساق سوپاپ ميتواند نتيجه فشار بيش از حد در دو طرف آن باشد و يا زماني كه ارتفاع ساق نصب شده مناسب نباشد و باعث عدم تنظيم انگشتي شود. همچنين شكست ميتواند در اثر ضربه سنگيني ايجاد شود كه مانع ميشود اجزاي وابسته به سوپاپ هنگامي كه سوپاپ بسته ميشود، جلوي ضربه را بگيرند. دليل ديگر شكست در سر ساق سوپاپ، پوسيدگي يا خراش‌هايي است كه در نيم خارهاي نگهدارنده سوپاپ‌هاي آن وجود دارد و ميل بادامك يا اسبك‌ها را با هم با ارتفاع زياد به حركت در مي‌آورد.
مشكلات ديگر سوپاپها
علاوه‌بر سوختگي و شكست، مشكلات ديگري نيز وجود دارند. بعضي از اي مشكلات عبارتند از:
- سوپاپ‌هايي كه خم مي‌شوند: معمولاً علت آن فاصله بسيار كم سوپاپ و پيستون است. دلايلي كه در اينجا عنوان مي‌شوند شامل زنجير يا تسمه تايمينگ شكسته، فنرهاي سوپاپ عف يا شكسه، در جا گاز دادن، گيرپاژ سوپاپ (لقي نامناسب گايد يا روغنكاري و گرماي بيش از حد) و لقي نامناسب سوپاپ و پيستون (بالا قرار گرفتن سوپاپ، پيستونهاي نامناسب، سر سوپاپ‌هاي بيش از حد سنگ خورده و غيره) است.
- ساق سوپاپ‌هاي كه فرسوده مي‌شوند: براي سوپاپ‌هايي كه مايل‌ها كار كرده‌اند، اين اتفاق طبيعي است، اما سائيدگي ممكن است بعلت لقي نامناسب گايد، گرماي بيش از حد، عدم روغنكاري يا روغن كثيف باشد. استفاده از نوع نامناسب كاسه نمد ساق سوپاپ (لاستيك گيت سوپاپ) نيز ميتواند عاملي مؤثر باشد.
كاسه نمد ساق سوپاپ ميزان روغني كه گايدها را چرب ميكند، كنترل خواهد كرد. كاسه نمدهاي ثابت5 به بهترين نحو ممكن، ميزان روغن را كنترل ميكنند، زيرا روي گايدها باقي مانده و مانند پاك‌كننده‌اي غلتكي، روغن را از روي ساق سوپاپها پاك ميكنند. كاسه نمدهايي ثابت در اغلب موتورهاي O.H.Cا6 كه ميل بادامك آنها در سرسيلندر قرار دارد، استفاده مي‌شوند. زيرا جريان روغن نياز به كنترل بيشتري دارد. از ديگر سو، كاسه نمدهاي چتري يا حلقوي با سوپاپها بالا و پايين رفته به گايدها اجازه ورود روغن بيشتر را مي‌دهند. بنابراين جايگزيني كاسه نمد ثابت به‌جاي كاسه نمد چتري يا حلقوي ميتواند روغن گايد را از آن بگيرد و در بعضي مصارف، مشكل گيرپاژ به‌وجود آورد.
به همين علت بعضي كارشناسان عقيده دارند كه بايد نوع فابريك (اصلي) كاسه نمد را كه روي موتور بوده است، استفاده كنيد. بعضي ديگر ترجيح مي‌دهند ميل تايپيت‌هاي موتور را عوض كنند تا كاسه نمدهاي ثابت، روغن‌سوزي را كاهش دهند. همچنين ارتقا دادن كاسه نمد به كاسه‌هاي گرانتر مثلاً از جنس VITON7 مشكل خم شدن كاسه نمدها را حل ميكند، اما اگر كاسه نمد ثابت جايگزين شود، بهترين راه براي پيشگيري از ايجاد مشكل، استفاده از آنها در سوپاپ‌هاي هوا، توجه زياد به فواصل ساق سوپاپ تا گايد (نبايد خيلي كم باشد) و استفاده از سوپاپ هاي با ساق آبكاري شده از كروم سخت است كه در برابر سائيدگي، بيشتر از سوپاپ‌هاي آبكاري نشده مقاومت دارند.
موتورهاي جديد با سرسيلندرهاي آلومينيمي كه اكنون توليد مي‌شوند، داراي گايدهاي پودري هستند. اين گايدها از جنس پودر با پايه آهني و حاوي گرافيت مي‌باشند. اين نوع گايدها نيازي به روغن براي نرم شدن ندارند و خطر سايش را كاهش مي‌دهند. اين نوع گايدها تمايل به ترد شدن دارند بنابراين به جاي اينكه آزاد باشند بايد به داخل هدايت شوند.
هنگام اندازه‌گيري ساق سوپاپها به‌خاطر داشته باشيد كه اغلب ساق سوپاپ‌هاي فابريك (OE) باريك مي‌شوند. معمولاً انتهاي ساق سوپاپها در حدود 0.001 اينچ كوچكتر از سر ساق آنها از نظر قطر بوده تا بتوانند افزايش انبساط حرارتي در انتهاي داغ سوپاپ را جبران كنند. بنابراين اندازه‌اي كه گرفته ميشود براي مطالعه دقيق سايش ساق مهم است. اگر سوپاپ OE با سوپاپي كه داراي ساق استريت شده است، جايگزين شود (بدون باريك شدن) سوپاپ دچار گيرپاژ ميشود، مگر اينكه لقي گايد تا حدي، افزايش يابد.
سر ساق سوپاپ به شكل قارچ درآمده يا آسيب ديده: انگشتي‌ها را نيز براي پوسيدگي يا آسيب‌ديدگي چك كنيد. ارتفاع نامناسب ساق سوپاپ ميتواند هر زمان كه سوپاپ باز و بسته ميشود، باعث سائيدگي سر ساق شود. بلند بودن بادامك‌ها و انگشتي‌ها ميتواند مشكلي مشابه اين مورد را به وجود آورد. به همين دليل است كه استفاده از انگشتي‌هاي با سرهاي گرد به‌جاي انگشتي‌هاي بازويي توصيه ميشود. اگر سوپاپها بيش از حد، سنگزني شوند تا بتوان ارتفاع ساق را تنظيم كرد، ساق آسيب مي‌بيند. سنگزني لايه سختكاري شده سطحي، فلز نرم را در معرض تماس مستقيم با انگشت‌ها قرار ميدهد. شكل نامناسب سر انگشتي‌ها، اصطكاك و سايش را افزايش ميدهد و باعث آسيب‌ديدگي سر ساق سوپاپ ميشود.
آخرين نكته در آناليز خرابي سوپاپها اين است كه تعويض سوپاپ خراب با سوپاپي جديد بدون حل مشكلات گذشته، فايده‌اي نخواهد داشت. پيروي از تكنيك‌هاي پذيرفته شده و رعايت مسائل مربوط به سيت‌ها (رعايت فاصله‌ها، موقعيت مناسب سيت و پهناي آن)، چك كردن و تنظيم مناسب ارتفاع ساق سوپاپ و ارتفاع فنر سوپاپ تعويض شده، رعايت فاصله ساق، گايد و نيم خار سوپاپ و بر طرف كردن ديگر مشكلات موتور نظير گرماي بيش از حد، صداي انفجار هوا/ سوخت يا مشكلات مربوط به تايمينگ و غيره، مانع از تكرار خرابي سوپاپها و خسارات حاصل از آن ميشود.
منبع : وبلاگ مقالات خودرو (اکبر آجامی)
([ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ])
تايمينگ متغير سوپاپ
طول مدت زمان و لحظه ای که در آن سوپاپهای ورودی و تخلیه باز و بسته میشوند ، تنها در دور موتور خاص و مشخصی حداکثر بازده را ایجاد میکند و هر چه دور موتور تغییر بیشتری نماید ، بازده موتور کاهش پیدا میکند ، به همین دلیل مهندسن سیستمی را در موتورهای جدیدتر ابداع کرد ه اند که تایمینگ یا زمانبندی با توجه به دور موتور تغییر پیدا می نماید
اکثر علاقمندان به اتومبیل و صنایع خودروسازی با وازه VVT-i که روی بدنه انواع تویوتا های جدید ، سیستم Vanos موتورهای ب ام و و سیستم V-Tec هوندا تا حدودی آشنا هستند و بعضا جویای مفهوم آن شده اند .این وازه ها هر یک معرف سیستم تایمینگ یا زمانبندی متغیر باز و بسته شدن سوپاپها در موتورهای ساخت کارخانه های مربوطه می باشند . هدف از ارائه چنین سیستمهائی افزایش بازده موتور در تمام شرائط کاررد آن اعم از دور موتور مختلف و شرائط محیطی متفاوت می باشد. در موتورهای قدیمی تر متخصصین با در نظر گرفتن شرائطی که موتور برای آن در نظر گرفته شده میل سوپاپ با تایمینگ مناسب را برای آن انتخاب نموده اند که البته این امر دارای محدودیتهای زیادی است ، بعنوان مثال میل سوپاپ اصطلاحا درجه بالا برای مسابقات و افزایش بازده در دور بالا بسیار مناسب بوده که این افزایش قدرت در دور بالا به قیمت کاهش چشمگیر گشتاور و قدرت در دورهای میانی و پائین موتور می شود و عملا موتور را در دورهای پائین ( مثلا در شهر) غیر قابل استفاده می نماید .
طول مدت زمان و لحظه ای که در آن سوپاپهای ورودی و تخلیه باز و بسته میشوند ، تنها در دور موتور خاص و مشخصی حداکثر بازده را ایجاد میکند و هر چه دور موتور تغییر بیشتری نماید ، بازده موتور کاهش پیدا میکند ، به همین دلیل مهندسن سیستمی را در موتورهای جدیدتر ابداع کرد ه اند که تایمینگ یا زمانبندی با توجه به دور موتور تغییر پیدا می نماید . قبلا از بررسی این سیستم ابتدا اشاره ای خواهیم داشت به طرز کار موتور چهار زمانه .
هنگامی که پیستون در وضعیت TDC ) نقطه مرگ بالا یعنی بالاترین نقطه در داخل سیلندر ) قرار دارد ، سوپاپهای ورودی در حالی که پیستون به سمت پائین در حرکت است باز میشوند ، در این هنگام با آغاز پائین رفتن مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر مکیده میشوند که به این مرحله مکش گفته میشود .
هنگامی که پیستون به پائین ترین نقطه ممکنه در داخل سیلندر میرسد ، سوپاپهای ورودی بسته شه و مخلوط هوا و سوخت در داخل سیلندر محبوس می گردد . در مرحله بعد پیستون به سمت بالا حرکت کرده و به تدریج مخلوط سوخت و هوا را فشرده میسازد که به این مرحله تراکم (Compression) گفته میشود . شمع هنگامی که پیستون مجددا به بالاترین نقطه ممکن میرسد ( یا نزدیک به آن میشود ( جرقه می زند . انفجار کنترل شده حاصله ، پیستون را با نیروی زیادی به پائین رانده و نیروی مکانیکی تولید مینماید که به آن مرحله تولید نیرو با قدرت گفته میشود . بعد از رسیدن پیستون به پائین ترین نقطه ممکن ، سوپاپ اگزوز باز شده و بر اثر بالا آمدن مجدد پیستون ، گازهای حاصل از احتراق تخلیه میگردند که به این مرحله تخلیه گفته میشود . در طی این مراحل که در تمام موتورهای چهار زمانه بنزینی مشترک است ، زمان باز و بسته شدن سوپاپها اهمیت زیادی داشته و در استفاده بهینه از سوخت و ایجاد حداکثر بازده موثر است . در این مقاله سعی شده عوامل موثر بر تعیین و تنظیم تایمینگ سوپاپها هر چند بطور اجمالی مورد بررسی قرار گیرد .
● بسته شدن سوپاپ ورودی :
سوپاپ ورودی معمولا چند درجه ( منظور از چند درجه ، مقدار زاویه دوران میل لنگ است ) بعد از پائین ترین وضعیت ممکنه پیستون در داخل سیلندر و در حالی که پیستون برگشت به سمت بالا را در داخل سیلندر آغاز نموده ، بسته میشود ،چرا ؟
به نظر میرسد اگر سوپاپ ورودی در حالی که پیستون به سمت بالا در حال حرکت است باز بماند مقدار زیادی از مخلوط هوا و سوخت از مسیر ورود به بیرون رانده شود ، ولی در عمل چنین اتفاقی رخ نمی دهد ، زیرا با توجه به سرعت بسیار زیاد ورود مخلوط به سیلندر ) حدود ۸۰۰ کیلومتر در ساعت ) ، مخلوط انرژی جنبشی پیدا کرده و بعد از رسیدن پیستون به پائینترین وضعیت در داخل سیلندر جریان آن ادامه پیدا کرده و حتی اندکی پس از شروع مرحله بالا رفتن پیستون جریان ادامه دارد . این مرحله تا ابد ادامه پیدا نمیکند و پیستون بالا رونده در مقطعی خاص و در صورتی که سوپاپ ورودی باز باشد به انرژی جنبشی مخلوط غلبه کرده و آنرا به داخل مسیر ورودی سیلندر پس میزند .
پس ، بهترین وضعیت پر شدن یا اشباع سیلندر هنگامی صورت میگیرد که بسته شدن پیستون تا لحظات اولیه پس زد مخلوط به تعویق افتد ، یعنی ضمن بهره گیری از حداکثر ( انرژی جنبشی ) مخلوط ، از هدر رفتن آن جلوگیری شود و سیلندر تا حد اکثر ممکن از مخلوط پر شود .
● باز شدن سوپاپ اگزوز :
اگر سوپاپ ورودی بعد از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکنه (TDC) در داخل سیلندر بسته نشده باشد و یا سوپاپ اگزوز که قبلا راجع به آن گفتیم در هنگام رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن باز شود چه اتفاقی خواهد افتاد ؟ اگر معتقدید که چنین اتفاقی ممکن نیست ، درست حدس زده اید . در واقع سوپاپ اگزوز قبل از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن ، باز میشود . پیستون در مرحله تولید نیرو تحت تاثیر گازهای گرم به پائین رانده شده و نیروی تولید شده خودرو را به جلو می راند . با این تفاسیر چرا بعضا طراحان و مهندسین سعی دارند تا سوپاپ اگزوز کمی زودتر باز شده و مقداری از فشار داخل سیلندر کم شود؟
برای درک بهتر دلیل باز شدن سوپاپ اگزوز کمی قبل از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن ، باید اشاره ای به مرحله بعدی که مرحله تخلیه سیلندر است داشته باشیم، تخلیه گازهای خروجی از طریق سوپاپ اگزوز ، در هنگام بالا آمدن پیستون نیازمند نیرو میباشد ، که این نیرو توسط مل لنگ وارد میگردد ، اگر سوپاپ اگزوز هنگامی که هنوز مقداری فشار حاصل از احتراق در سیلندر باقی مانده باز شود ، باعث می گردد که مقداری از گازهای حاصل از احتراق تحت تاثیر این فشار قبل از حرکت پیستون به بالا از سیلندر خارج شوند . با کاهش مقدار گازها ، نیروی مورد نیاز برای تخلیه سیلندر کم شده و نتیجتا بازده موتور افزایش پیدا می کند
● Overlap یا باز بودن همزمان سوپاپها:
پیستون در مسیر خود به سمت بالاترین وضعیت ممکن الباقی گازهای حاصل از احتراق را به بیرون می راند . جریان گازهای خروجی نیز مثل جریان هوای ورودی دارای انرژی جنبشی است یعنی اینکه حتی بعد از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن و شروع مرحله پائین آمدن پیستون جریان گاز خروجی ادامه دارد ، بدین ترتیب میتوان بسته شدن سوپاپ را تا بعد از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن به تعویق انداخت .
لازم بیادآوری است که هدف مکش بیشترین حجم مخلوط هوا و سوخت میباشد زیرا نیروی موتورهای درون سوز از احتراق مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر ایجاد میگردد . بهترین مکش هنگامی صورت میگیرد که سوپاپ ورودی قبل از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن باز شود . در این لحظه سوپاپهای ورودی و سوپاپهای اگزوز به طور همزمان باز میباشند که این مرحله را Overlap یا مدت زمان باز بودن همزمان سوپاپهای ورودی و خروجی می نامند .
در اینجا این سؤال مطرح میشود که چرا گازهای خروجی که توسط پیستون به بیرون رانده میشوند ، وارد منیفولد ورودی نمیگردند ، جواب این است که طراحی مناسب منیفولد اگزوز و فشار نسبی کمتر داخل آن باعث میشوند که گازهای خروجی تحت تاثیر فشار کم منیفولد خروجی ( اگزوز ) افزایش سرعت پیدا کرده و از سیلندر خارج گردند ، انرژی جنبشی گازهای خروجی نیز بنوبه خود باعث کاهش فشار داخل سیلندر و مکش بیشتر مخلوط هوا و سوخت به داخل آن میگردند .
لحظه بسته شدن سوپاپ ورودی مهمترین نکته در تایمینگ میل سوپاپ است ، هر چند که تمام مراحل آن از اهمیت به سزائی برخوردارند . به عنوان مثال تایمینگ صحیح باز شدن سوپاپ خروجی در واقع نقطه تعادلی از کاهش مقدار کمی از نیروی تولید شده در مرحله تولید نیرو و کاهش مقداری از بار گازهای خروجی در مرحله تخلیه است ، طول مدت Overlap نیز شدیدا در دور موتور تاثیر گذار است . در موتورهائی که مجهز به سیستم تایمینگ سوپاپ معمولی هستند ، رابطه بین تایمینگ سوپاپها ثابت است . در موتورهائی که دارای یک میل سوپاپ هستند این مسئله به شکل بادامکهای روی میل سوپاپ بستگی داشته و در موتورهای مجهز به دو میل سوپاپ به زاویه میل سوپاپها نسبت به یکدیگر بستگی دارد ( در هنگام تنظیم تایمینگ در موتورهای مجهز به دو میل سوپاپ در بالای سر سیلندر (DOHC) ، پرش یک دندانه فولی سر سیلندر باعث تغییر در میزان Overlap میگردد ) . تایمینگ سوپاپها بستگی زیادی به انرژی جنبشی جریان گاز دارد ، لازم به ذکر است که هر چقدر سرعت جریان گاز بیشتر شود ، انرژی جنبشی آن به همان نسبت افزایش پیدا میکند . بدین ترتیب تغییر تایمینگ با توجه به سرعت ( دور ) موتور ، مزیتهای زیادی در بر دارد . با استفاده از این سیستم میتوان جریان گازهای ورودی و خروجی را در تمام دورهای موتور به بهترین نحو تنظیم نمود و نتیجتا گشتاور بیشتری را در تمام دورهای موتور ایجاد کرد و باعث گسترش دامنه و محدوده تولید نیروی موتور گردید .
● تایمینگ متغیر سوپاپ :
انواع سیستمهای تایمینگ متغیر سوپاپ مختلفی وجود دارند که تفاوتهای مکانیسم های عملکردی آنها نسبت به عملکرد کلی شان از اهمیت کمتری برخوردار است . تا چند وقت پیش در اکثر سیستمهای تایمینگ متغیر میل سوپاپ ، تنها یکی از دو میل سوپاپ موتور متغیر بود که البته این تغییر تنها به میزان یک پله انجام می گرت . در این سیستم در زمان افزایش دور موتور و یا در محدوده مشخصی از آن ، ECU ( واحد کنترل الکترونیکی ) تایمینگ میل سوپاپ را تغییر میدهد و بدین ترتیب یکی از میل سوپاپها در وضعیت آوانس یا ریتارد قرار میگیرد .
در خیلی از موتورهائی که مجهز به دو میل سوپاپ در سر سیلندر میباشند (DOHC) این نوع سیستم باعث میگردد تایمینگ سوپاپهای اگزوز ( بر خلاف تصور عمومی که حاکی از اهمیت بیشتر سوپاپهای ورودی است ) تغییر پیدا کند ، البته در برخی انواع نادرتر ، تایمینگ سوپاپهای ورودی تغییر میکند .
نمونه ای از نوع دوم در برخی اتومبیلهای پورشه مشاهده میگردد . در یکی از مدلهای Porsche ۹۱۱ که مجهز به سیستم Vario Cam است ، این سیستم باعث میگردد تا تایمینگ سوپاپ ورودی بعد از رسیدن دور موتور به ۱۳۰۰ دور در دقیقه ، ۲۵ درجه تغییر کند و نتیجتا محفظه احتراق بهتر پر و خالی شود و گشتاور افزایش پیدا کند . بعداز رسیدن دور موتور به حد ۵۹۲۰ دور در دقیقه ، تایمینگ ۲۵ درجه کاهش پیدا میکند و به حد اولیه ( دور آرام ) باز می گردد و عملکرد موتور در دور موتور بالا را بهبود می بخشد . در مواقعی که درجه حرارت روغن موتور بالا رفته باشد این تغییر در دور موتور ۱۵۰۰ دور در دقیقه انجام می گیرد .
سیستمهای اولیه که در آن تنها تایمینگ یک میل سوپاپ تغییر پیدا میکند هر چند که بهتر از سیستمهای تایمینگ ثابت عمل میکنند ، با این وجود کاملا قانع کننده نیستند . موتورهای مجهز به این سیستم تنها در دو حالت و دور موتور خاص دارای عملکرد بهینه هستند . واضح است که تغییرات کوچک و متعدد تایمینگ حتی اگر در مورد یکی از میل سوپاپها اعمال شود بهتر است و اگر تایمینگ هر دو میل سوپاپ قابل تغییر باشد نور علی نور خواهد بود . دراین حالت تایمینگ هر دو میل سوپاپ دائما با توجه به شرائط عملکرد موتور ، در حال تغییر خواهند بود .
BMW اولین شرکت بود که از سیستم دو میل سوپاپ متغیر استفاده نمود و آنرا Double Vanos نامید ، ( سیستم Single Vanos آنها تنها بر یک میل سوپاپ تاثیر گذار بود ) . در موتورهای مجهز به Double Vanos ، تایمینگ هر یک از میل سوپاپها تا ۶۰ درجه تغییر میکند ، البته در موتورهای V۸ مدل M۵ میل سوپاپ ورودی تا ۵۴ درجه و میل سوپاپ اگزوز " تنها " ۳۹ درجه قابل تنظیم است و بدین ترتیب Overlap ( مدت زمان باز بودن همزمان سوپاپهای ورودی و خروجی ) از ۸۰ درجه تا ۱۲- درجه قابل تنظیم است . منظور از ۱۲- درجه این است که سوپاپهای اگزوز ۱۲ درجه قبل از باز شدن سوپاپهای ورودی بسته میشوند .
● لیفت (lift)متغیر سوپاپ :
سیستم VTEC ساخت HONDA از این جهت مشهور است که در آن لیفت و تایمینگ سوپاپ قابل تغییرند . در سیستم HONDA ، میل سوپاپهای هر سیلندر دارای دو بادامک بلند اضافی و دو انگشتی اضافی میباش که در دور موتورهای پائین هرز میگردند . در دور موتور خاص ( معمولا دور موتور بالا ) پیمهای هیدرولیکی که بطور الکترونیکی کنترل میشوند هر سه انگشتی را به یکدیگر قفل کرده و نتیجتا بادامکهای بلندتر وارد عمل میشوند . بدین ترتیب تغییر تایمینگ و لیفت سوپاپ در یک مرحله صورت میگیرد و باعث تغییر عمده ای در عکس العمل موتور میگردد .
موتور ۲ZZ – GE تویوتا با حجم cc ۱۸۰۰ که در نسل آخر تویوتا سلیکا مورد استفاده قرار گرفته است نیز از تایمینگ و لیفت متغیر سوپاپ بهره میبرد . سیستم لیفت متغیر تویوتا هم بر سوپاپهای ورودی و هم بر سوپاپهای اگزوز تاثیر گذار است ، در این موتور تنظیم لیفت بلند میل سوپاپ در ۶۰۰۰ دور در دقیقه فعال میشود . بادامکهای بلند ، لیفت سوپاپ ورودی را ۵۴ درصد افزایش داده و به mm ۱۱.۲ میرسانند ، لیفت سوپاپ اگزوز نیز با ۳۸ درصد افزایش به mm ۱۰ میرسد .
میل سوپاپهائی که دارای لیفت زیاد هستند ، باعث افزایش مدت زمان باز ماندن سوپاپ ورودی میگردند ، بدین ترتیب هر Overlap سوپاپها از چهار درجه ( در حالت تنظیم ورودی کاملا ریتارد و لیفت دور پائین ) و ۹۴ درجه ( در حالت فول آوانس و لیفت دور بالا ) متغیر است . Overlap ۹۴ درجه معمولا در موتورهای کاملا مسابقه ای (Full race) به چشم می خورد . لازم به ذکر است نسل قبلی تویوتا سلیکا (Celica) که مجهز به موتور ۵S – FE و تنها دارای Overlap ۶ درجه بود و موتور اسپرتی cc ۲۰۰۰ با نام ۳S – GE در اولین مدل سلیکا دیفرانسیل جلو تنها ۱۴ درجه Overlap داشت .
تایمینگ میل سوپاپ ورودی با توجه به دور موتور ، وضعیت پدال گاز ، زاویه سوپاپ ورودی ، درجه حرارت مایع خنک کننده موتور و حجم هوای ورودی تغییر میکند . تایمینگ میل سوپاپ ورودی در هنگام آغاز به کار موتور ( استارت ) ، سرد بودن موتور ، دور آرام و خاموش کردن موتور ، تا حد ممکن ریتارد میشود . یک پیم کنترل کننده تایمینگ میل سوپاپ را در هنگام استارت و در مرحله پس از آن قفل مینماید تا جائی که فشار روغن مناسب برقرار شود ( این تدبیر برای جلوگیری از سر و صدای اضافی موتور اتخاذ شده است ) .
در سیستم VVTI تویوتا ، تایمینگ میل سوپاپ تا ۴۳ درجه نسبت به زاویه میل لنگ متغیر است . البته سیستم لیفت متغیر نیز در طول مدت زمان باز بودن سوپاپ تاثیر گذار است و بدین ترتیب تایمینگ را به ۶۸ درجه میرساند ( با توجه به اینکه در وضعیت حداکثر ریتارد سوپاپ ورودی در دور موتور متوسط ، تایمینگ ۱۰- ( ۱۰ درجه قبل از TDC ) تا حداکثر آوانس سوپاپ ورودی در دور بالا که ۵۸ درجه قبل از TDC ( بالاترین وضعیت قرار گرفتن پیستون در سیلندر ( است متغیر می باشد ( .
سیستم لیفت متغیر از مکانیسم تعویض بادامک برای افزایش لیفت سوپاپهای ورودی و خروجی بعد از رسیدن دور موتور به ۶۰۰۰ دور در دقیقه استفاده میکند . این سیستم هیدرولیکی توسط ECU موتور که بخشی از سخت افزار کنترل هیدرولیکی آن با سیستم VVTI مشترک است استفاده میکند . اطلاعات ورودی های آن عبارتند از : زاویه و دور میل لنگ، حجم جریان هوا ، وضعیت دریچه گاز ، زاویه میل سوپاپ ورودی و درجه حرارت مایع خنک کننده . سیستم لیفت متغیر قبل از افزایش درجه حرارت مایع خنک کننده تا ۶۰ درجه سانتیگراد فعال نمیشود . این مکانیسم شامل میل سوپاپها با دو دست بادامک میباشد که یک دست آن برای دور پائین تا دور متوسط است و سری دوم برای دورهای بالاتر موتور به کار میرود ( لیفت بالا ) . کل سیستم شامل هشت انگشتی برای هر جفت سوپاپ ، دو انگشتی ( که در طرف داخلی میل سوپاپها قراردارند ) و یک دریچه کنترل روغن که در انتهای میل سوپاپ ورودی قرار دارند ، میباشد .
با وجود اینکه این نوع سیستمهای تایمینگ و لیفت متغیر تک مرحله ای باعث افزایش قدرت میگردند ، با این حال در کاربرد واقعی بسیار خام عمل مینمایند ، به عنوان مثال تغییر تک مرحله ای در گشتاور موتور در یک موتور توربوچارج شده قابل تحمل نمیباشد .
● تایمینگ و لیفت متغیر سوپاپ :
چند خودرو ساز دیگر نیز از تغییر تایمینگ و لیفت تک مرحله ای استفاده مینمایند . جدیدا BMW سیستم Valvetronic را ارائه نموده که تحولی چشمگیر در این رابطه است . این سیستم به طور نامحسوس و غیر منقطع تایمینگ را در یکی از میل سوپاپها و لیفت سوپاپهای ورودی را تغییر میدهد . جالب ترین نکته در این سیستم عدم استفاده از پروانه دریچه گاز است زیرا موتور بازده حجمی خود را با تغییر لیفت سوپاپ ورودی تنظیم مینماید .
سیستم Valvetronic بر گرفته از سیستم Double Vanos ساخت همین شرکت است که تایمینگ میل سوپاپهای ورودی و خروجی ( اگزوز ) را به طور غیر منقطع تغییر میدهد و علاوه بر آن با استفاده از یک اهرمی که بین میل سوپاپ و سوپاپهای ورودی قرار دارد ، لیفت سوپاپهای ورودی را نیز تغییر میدهد . محور مخصوصی فاصله اهرم را از میل سوپاپ تغییر میدهد ، وضعیت محور فوق توسط یک سیستم الکتریکی تعیین میشود . وضعیت اهرم در واقع لیفت را به دستور سیستم مدیریت موتور کوچک یا بزرگ مینماید .
سیستم Valvetronic تنها از لحاظ عدم قابلیت لیفت سوپاپهای خروجی از سیستمهای الکترونیکی پنوماتیک ( بادی ) مورد استفاده در موتورهای مسابقه ای F۱ ، که عملکرد سوپاپها به طور مستقل از هم و به طور انفرادی کنترل می کنند ، کم قابلیت تر است .
پس نتیجه میگیریم هر گونه قابلیت تغییر در تایمینگ با لیفت سوپاپ برای بهبود قابلیت تنفس ( تبادل هوا ) در هر محدوده عملکرد موتور باعث بهبود قابلیتهای آن میگردد . هر چقدر تنظیمات دقیق تر و تعداد سوپاپهای قابل تنظیم بیشتر باشد ، نتیجه نهائی بهتر خواهد شد و علاوه بر افزایش بازده باعث افزایش نرمی کارکرد و تسریع و بهبود عکس العمل موتور در تمام محدوده دور موتور آن میگردد . در موتورهای معموی تغییر زاویه میل سوپاپ و افزایش آوانس باعث بهتر شدن بازده موتور در دور بالا میشود . هر چند که عملا نری کارکد و بازده موتور را در دور پائین و دور متوسط بازده مختل میکند ( مثل میل سوپاپهائی که اصطلاحا به آنها فول ریس گفته میشود ( . در نقطه مقابل این نوع میل سوپاپها انواع معمولی قرار دارند که با وجود نرمی عملکرد در دور پائین و متوسط قادر به ارائه حداکثر بازده موتور در دور بالا هستند که به آنها انواع شهری یا معمولی گفته میشود .
سیستمهای متغیر امروزی که در این مقاله سعی نمودیم نگاهی هر چند کلی به سیر تکامل و آخرین تحولات آن داشته باشیم در واقع حداکثر بازده موتور را چه در دور پائین و متوسط و چه در دور بالا ایجاد مینماید . ضمن آنکه نرمی عملکرد موتور در دور آرام و راحتی استارت آن در سرما و گرما را تضمین مینماید .
منبع : ماهنامه خودرویاب - شماره۴ - دکتر رضا لواسانی
تایمینگ سوپاپها و فیلر گیری و قیچی سوپاپها
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در مبحث اشنایی با کار موتور در دو زمان مکش و تخلیه فرض شد که سوپاپ هوا و دود در نقطه ای
مرگ بالا و مرگ پایین باز و بسته می شود قبلا نیز توضیح داده شد که در تعریف چهار عمل زمان تئوری
باز و بسته شدن سوپاپها بیان شده است در صورتی که عملا و همانطوریکه از روی شکل مشخص
می باشد سوپاپ دود در زمان احتراق 45 در جه قبل از نقطه مرگ پایین باز می شود البته قابل ذکر است
که این مقدار در ماشینهای مختلف با هم فرق دارند و تا 5 درجه بعد از نقطه مرگ بالا یعنی در زمان مکش
باز نگهداشته شود این زمان بخاطر این است که مقداری بیشتر دود از سیلندر خارج گردد موقعیکه سوپاپ
دود 45 درجه قبل از نقطه مرگ پایین باز می شود فشار گاز بمیزان قابل توجهی تنزل پیدا می کند و مقدار
کمی قدرت تلف می گردد ولی در عوض مقدار بیشتری دود از سیلندر خارج می شود و به تنفس موتور
کمک می کند به همین ترتیب باز کذاشتن سوپاپ گاز تا 45 درجه بعد از نقطه مرگ پایین در زمان تراکم به
مخلوط گاز زمان بیشتری برای وارد شدن به سیلندر می دهد تایمینک سوپاپ بستگی به شکل برامدگی
بادامک میل سوپاپ و ارتباط چرخ دنده یا چرخ زنجیر میل لنگ و یل سوپاپ دارد تغییر دادن وضعیت چرخ
دنده ها نسبت به یکدیگر زمان باز و بسته شدن سوپاپها را تغییر می دهد مقدار باز شدن زودتر از موقع را
اوانس یا پیش عمل و دیر بسته شدن پیش از موقع را ریتارد یا پس عمل می گویند
دلیل وجود اوانس سوپاپ هوا (تایمینگ سوپاپ ها )
1- کمک به خروج دود 2- بالاتر رفتن راندمان حجمی بعلت بیشتر باز بودن سوپاپ هوا
دلیل وجود ریتارد سوپاپ هوا (تایمینگ سوپاپ ها )
بالاتر رفتن راندمان حجمی – پر شدن بیشتر بخاطر سرعت هوا بعلت فشار منفی خلا که بر اثر پایین رفتن
پیستون بوجود امده است
دلیل وجود اوانس سوپاپ دود (تایمینگ سوپاپ ها )
برای اینکه زمان بیشتری برای تخلیه دود – پایین امدن فشار هوا در اواخر مرحله احتراق و جلوگیری از
فشار دود در مرحله تخلیه
دلیل وجود ریتارد سوپاپ دود (تایمینگ سوپاپ ها )
کمک به تخلیه کامل دود بر اثر سردی و گرمی مخلوط و دود –باز بودن بیشتر برای تخلیه کاملتر
فیلر گیری موتور و لزوم ان
فیلر گیری یکی از مهمترين و ضروری ترین عملی است که تعمیر کار باید این عمل (فیلرزدن )را انجام دهد
هر جسمی بر اثر حرارت منبسط شده و بر طول و قطر و حجمش افزوده می شود قطعاتی که در موتور
بکار رفته اند در مقابل حرارت انبساط پیدا می کنند که در هنگام طراحی موتور با محاسبه این مقدار
انبساط را بخوبی جبران می کنند یکی از سیستمهای که انبساط در انها محسوس بوده و برای کار موتور
تاثیر بسزایی دارد سیستم حرکت سوپاپها می باشد که کارخانه سازنده با توجه به جنس و حجم و ضریب
انبساط قطعات مقداری فاصله بین انها در نظر گرفته است تا در هنگام انبساط این فاصله پر شود و کار باز
و بسته شدن سوپاپها مختل نگردد در صورت عدم وجود این لقی قطعات در برابر گرما منبسط شده و
چون میدان حرکتی در جهت طولی ندارند به هم فشار اورده باعث سائیدگی تاب برداشتن و خرابی
قطعات می گردند مقدار این لقی توسط کارخانجات سازنده اندازه گیری و اعلام شده و انرا با فیلر اندازه
و تنظیم میکنند
نکات لازم برای فیلر گیری موتور
1- شناخت سوپاپها برای فیلر گیری 2- مقدار لقی و فاصله مجازی که باید برای سوپاپها با فیلر میزان
کنیم بدست اورده باشیم 3- این مقدار لقی بسته به دستور کارخانه باید در حالت سرد یا گرم برای
فیلر گیری موتور ماشین ضروری است 4- شناخت احتراق سیلندر های مورد نظر برای فیلر گیری از
راههای مختلف 5- اماده کردن فیلر با شناخت نوع ماشین و تبدیل فیلر در صورت نیاز قبل از تشریح
فیلر گیری به شناخت حالات و بدست اوردن ترتیب ان می پردازیم
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
قیچی سوپاپهای موتور
قیچی سواپ ها در کار موتور تاثیر زیادی دارد برای اینکه یک سیلندر در حالت تنفس قرار گیرد لازم است
سوپاپ هوای ان شروع به باز شدن کند وقتی که پیستون از نقطه مرگ بالا بطرف نقطه مرگ پایین حرکت
می کند و سوپاپ هوا باز است و در حالت تخلیه که پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف نقطه مرگ بالا
حرکت می کند سوپاپ دود باز است تا دود از داخل سیلندر تخلیه شود در قسمت تایمینگ سوپاپها دیدیم
که سوپاپ هوا چند درجه مانده که پیستون به نقطه مرگ بالا برسد باز شده که این نوع باز شدن را
اوانس سوپاپ هوا نامیدیم زمانی که میل لنگ را می چرخانیم ابتدا سوپاپ دود باز شده تا در زمان تخلیه
دود تخلیه شود و سپس سوپاپ دود شروع به بسته شدن کرده و در انتهای بسته شدن سوپاپ دود
دود سوپاپ هوا شروع به باز شدن می کند این حالت یعنی اخر بسته شدن سوپاپ دود و اول باز شدن
سوپاپ هوا را قیچی سوپاپ (اله کلنگی) یا بالانس می گویند باز و بسته شدن سوپاپ را میتوان از روی
فنر یا حالات اسبک و در موتورهای میل سوپاپ رو ز شکل بادامک میل سوپاپ تشخیص داد برای فیلر
گیری صحیح باید زمان سوپاپ ها و فاصله اسبک یا تایپت را با هم میزان کرد که تایمینگ سوپاپها در انها
تاثیر نداشته باشد و با توجه به دیاگرام سوپاپ متوجه می شویم زمانی که پیستون در حالت احتراق
است تایمینگ سوپاپ ها در ان هیچ گونه تاثیری ندارد پس بهترین حالت برای فیلر گیری زمانی است که
یک سیلندر در اول حالت احتراق باشد و پیستون در نقطه مرگ بالا باشد در مجموع دانستن قیچی
سوپاپها برای یک تعمیر کار ضروری می باشد
منبع : اتومکانیک به زبان ساده ( مهندس احمد امیر تیموری)
منیفولد و سوپاپ 1
منیفولدهای ورودی متغیر
1- منیفولدهای طول متغیر
2- سیستم ورودی انعکاسی
انواع تایمینگ متغیر سوپاپ
با سیستم تغییر بادامک VVT 1-
با سیستم بادامک مرحله ای VVT 2-
با سیستم های تغییر بادامک + بادامک مرحله ای VVT3-
منیفولدهای ورودی متغیر
منیفولدهای ورودی متغیر از اواسط دهه 90 بطور گسترده رایج شدند. با استفاده از این سیستم گشتاور پایین در
دور متوسط افزایش یافته بدون این که تاثیری بروی مصرف سوخت یا قدرت در دورهای بالا داشته باشد. بد ین
وسیله انعطاف پذیری موتور بهبود می یابد. یک منیفولد معمولی برای قدرت درسرعت بالا یا گشتاو در دورپایین
و یا یک توازن بین آنها بهینه سازی می شود اما منیفولد ورودی متغیر یک یا بیش از دومرحله برای انجام وظیفه
در سرعت مختلف موتورمطرح میکند گفته میشود نتایج استفاده ازاین سیستم شبیه استفاده ازسیستم تایمینگ
متغیرسوپاپ(VVT) می باشد اما مزیت منیفولد ورودی متغیر این است که گشتاور دور پایین را بیش ازقدرت در
در دور بالا افزایش می دهد. بنابراین این سیستم برای خودروهای چهار در(sedan) که هر روز سنگین و سنگین
تر می شوند خیلی مفید می باشد. با افزایش خودروهایی که خصوصیات اسپورت دارند مانند Ferrari 360 M و
550 M از منیفولدهای ورودی متغیر در کنار تایمینگ متغیر سوپاپ برای قابلیت بهتر در حرکت استفاده می شود
. در مقایسه با VVT منیفولدهای ورودی متغیرارزانترمی باشند. برای این که فقط به چند منیفولد ریخته گری
شده و تعداد کمی سوپاپهای الکتریکی احتیاج دارند در مقابل VVT به تعدادی کار انداز هیدر دقیق ومناسب
و یا حتی تعدادی بادامک مخصوص و میل بادامک نیاز دارد. منیفولدهای ورودی دو نوع میباشند: منیفولدورودی
ورودی با طول متغیر و منیفولدهای ورودی انعکاسی . هر دو آنها از هندسه منیفولدهای ورودی برای رسیدن به
یک هدف مشابه استفاده می کنند.
منیفولد ورودی طول متغیر
منیفولدهای ورودی طول متغیرمعمولا در خودروهای سواری چهار در(sedan) استفاده می شوند.دربیشتر
طراحی ها از دو منیفولد با طول متفاوت برای تغذیه هر سیلندر استفاده میشود. منیفولدهای با طول بلند برای
دورهای پایین و منیفولدهای کوتاه برای دورهای بالا استفاده میشوند. فهمیدن اینکه چرا دور بالا به منیفولد کوتاه
احتیاج دارد ساده است چون که با استفاده از آن مکش موتور بطور آزادانه و آسان صورت می گیرد. اما چرا در
دورهای پایین منیفولدهای با طول بلند مورد نیاز است ؟
چونکه استفاده از لوله های بلندتر باعث کاهش فرکانس هوای ورودی به سیلندر میشود به گونه ای که با کاهش
دور موتور تطابق زیادی دارد و باعث بهتر پر شدن سیلندر می شود و بدین ترتیب گشتاور خروجی را افزایش
می دهد. از طرف دیگر منیفولد ورودی بلند تر جریان هوا را به آرامی هدایت می کند که باعث بهتر مخلوط شدن
سوخت و هوا می شود.
بعضی از سیستمهای طول متغیرارائه شده سه مرحله دارند که از این نوع درAudi V8 استفاده شده است.
درحقیقت Audi از منیفولدهای جداگانه استفاده نمی کند. در عوض از یک منیفولد ورودی دورانی که ورودی آن
در مرکز روتور آن واقع است استفاده می کند. چرخش مجرای ورودی به وضعیتهای مختلف باعث ایجاد طولهای
مختلف در منیفولد می شود.
ترتیب احتراق به گونه ای است که سیلندرها بطور متناوب از هر یک از محفظه ها تنفس می کنند که باعث ایجاد
یک موج فشاری بین آنها م شود. اگر فرکانس موج فشار با دور تطابق داشته باشد می تواند به پرشدن سیلندر
کمک کند بدین ترتیب راندمان مکش افزایش یافته. فرکانس تولیدی به سطح مقطع لوله های متصل شده بستگی
دارد. با بستن یکی ازآنها دردور پایین سطح مقطع به خوبی فرکانس را کاهش می دهد بدین گونه گشتاورخروجی
در دور متوسط افزایش می یابد. در دور بالا سوپاپ باز شده و بهتر پر شدن سیلندر را فراهم می کند.
سیستم ورودی انعکاسی در مدلهای مختلف پورشه استفاده شده که اولین آن 964 Carrier بود. در مدل 993
پورشه این سیستم را با منیفولد طول متغیر سه مرحله ای به نام Varioram ترکیب کرد. بخاطر اینکه این سیستم
فضای زیادی را اشغال می کرد در مدل 996 فقط ازسیستم ورودی انعکاسی استفاده شد. هوندا NSX نیز ازدیگر
استفاده کنندگان نادر سیستم ورودی انعکاسی می باشد.
کمتر از rpm5000 (چپ Aوراست بالا):لوله های بلند وسیستم انعکاسی غیر فعالند.
RPM5800-5000 )چپB و راست وسط) : لوله های بلند بعلاوه لوله کوتاه ورودی انعکاسی . یکی از لوله
های متصل شده ورودی انعکاسی بسته است.
RPM5800 (چپ C و راست پایین ): لوله های بلند بعلاوه لوله کوتاه ورودی انعکاسی و هر دو لوله سیستم
ورودی انعکاسی باز میشود .
خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
مزایا
بهبود گشتاور تحویلی در دور پایین بدون کاهش قدرت در دور بالا و ارزانتر بودن نسبت به تایمینگ متغیرسوپاپ
VVT)).
معایب
تقریبا فضای زیادی اشغال می کند و تاثیری در افزایش گشتاور در دور بالا ندارد.
Toyota T-VIS
بیشتر موتورهای 4 سوپاپ اولیه در دورهای پایین و متوسط گشتاور خوبی تولید نمی کردند. برای اینکه سطح
ورودی بزرگتر باعث کاهش جریان هوا می شد. مخصوصا درسرعتهای پایین جریان هوای آرام در منیفولد
ورودی یک مخلوط سوخت و هوای ناقص را فراهم می کند. بنابر این باعث ایجاد دتونیشن (Knock) و کاهش
قدرت و گشتاور می شود. بنابراین موتورهای 4 سوپاپ در دورهای بالا قوی می باشند اما در دورهای پایین
ضعیف بودند تا وقتیکه تکنولوژی منیفولدهای ورودی متغیر رایج شد. شورولت Cosworth Vega که در دور
پایین ضعیف بود این کار را انجام داد.
منیفولد ورودی دورانی برای موتورهای V6مرسدس بنز مدلهای SLK,CLS,E-class که برای کاهش وزن از
جنس منیزیم ساخته می شوند. در واکنش به آن در واسط دهه 80 سیستم ورودی متغیر تویوتا T-VIS را تولید
کرد. T-VIS به سرعت کم جریان هوا در منیفولد شتاب میدهد. تئوری این مسئله ساده می باشد. منیفولد ورودی
برای هر سیلندر به دو زیرمنیفولد (sub-manifold) تقسیم میشود که درنزدیکی سوپاپ ورودی به یکدیگرمتصل
متصل میشوند. یک سوپاپ پروانه ای نیز به یکی ا ز زیر منیفولدها اضافه شده است. در دورهای کمتراز تقریبا
4650 rpm سوپاپ پروانه ای برای افزایش سرعت در منیفولد می بایست بسته باشد. در نتیجه مخلوط خوبی را
در منیفولد بدست می آوریم موتورهای تزریق مستقیم از استفاده ازاین سیستم محرومند. زیراسیستم تزریق
مستقیم فضای زیادی را در منیفولد اشغال می کند
تایمینگ متغیر سوپاپ VVT
تئوری
بعد از اینکه تکنولوژی چند سوپاپ ( Multi Valve) در طراحی موتورها استاندارد شد تایمینگ متغیر سوپاپ
مرحله بعدی افزایش راندمان موتور می باشد.همانطور که می دانید سوپاپ ها تنفس موتور را فراهم می کنند.
تنظیم تنفس که همان تنظیم سوپاپ های ورودی و خروجی می باشد بوسیله شکل و زاویه بادامک ها کنترل می
شود. برای بهینه سازی تنفس موتور به تنظیم سوپاپ مختلف در دورهای متفاوت نیاز می باشد. وقتی که دور
افزایش می یابد مدت زمان کورس مکش و تخلیه کاهش می یابد بنابراین هوای تازه به میزان کافی نمی تواند
سریع وارد محفظه احتراق شود درحالیکه گازهای اگزوز نیز با سرعت کافی محفظه احتراق را ترک نمی کنند.
بنابراین بهترین راه حل باز شدن زودتر سوپاپ ورودی و دیرتر بسته شدن سوپاپ خروجی می باشد. بعبارت
دیگر زمان قیچی (Overlapping) سوپاپ ورودی و خروجی با افزایش دور موتور باید افزایش یابد. مهندسین
سابقا بهترین تایمینگ سوپاپ را بصورت توافقی انتخاب می کردند. برای مثال یک وانت بخاطر بازده بهتر در
دور پائین ممکن است زمان قیچی کمتری را بکار گیرد اما یک ماشین مسابقه ای بخاطر قدرت بیشتر در دور بالا
ممکن است زمان قیچی قابل ملاحظه ای را بکار گیرد. در خودروهای سواری معمولی ممکن است تایم سوپاپ
بهینه برای دور متوسط بکار گرفته شود تا هم در دور کم قابلیت خوبی داشته باشد و همچنین قدرت در دور بالا
خیلی کاهش نیابد و شبیه موتورهای دیگر که برای یک دور معین بهینه سازی میشوند نباشند. با تایمینگ متغیر
سوپاپ قدرت و گشتاور می تواند در یک محدوده عریض بهینه شود.
بیشترین نتایج قابل توجه عبارنتد از :
Ø موتور می تواند در دور بالاتری کار کند بنابراین حداکثر قدرت تولید می شود. برای مثال قدرت ماکزیمم
Ø موتور نیسان 2 لیتری Neo VVL 25% بیشتر از نمونه بدون VVT آن می باشد.
Ø افزایش گشتاور در دور پائین ، بنابراین نیروی محرکه بهبود می یابد. برای مثال موتور فیات
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
بلند شدن متغیر سوپاپ Variable Lift
در بعضی از طراحی ها بلند شدن سوپاپ می تواند بر حسب دور موتور متغیر باشد. در دوربالا افزایش بلند شدن
شدن سوپاپ ورود هوا و خروج گازهای اگزوز را تسریع می کند بنابراین تنفس موتور را بهبود می بخشد. البته
بلند شدن این چنینی در دور آرام اثر معکوسی شبیه ناقص مخلوط شدن سوخت و هوا ایجاد میکند بنابراین بازده
را کاهش می دهد و یا حتی منجر به خاموش شدن موتور (misfire) می شود. بنابراین بلند شدن سوپاپ باید بر
. طبق دور موتور باشد.
منبع : مهندس مهدی ملازم (مشهد مقدس)
منیفولد و سوپاپ 2
انواع مختلف VVT
1- VVT با سیستم تغییر بادامک
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
سیستم 3 مرحله ای VTEC هوندا
هوندا آخرین مدل VTEC ، 3 مرحله ای را در موتور sohc Civic در ژاپن بکار برد.این مکانیزم 3 بادامک
با تایمینگ و پروفیل بلند کردن سوپاپ متفاوت دارد.
توجه داشته باشید که ابعادشان نیز متفاوت میباشد. بادامک میانی (تایمینگ دور بالا و حداکثر بلند شدن سوپاپ )
در دیاگرام بالا نشان داده شده است که بزرگترین بادامک نیزمیباشد. بادامک سمت راست آن ( تایمینگ دورآرام و
متوسط بلند شدن سوپاپ ) که سایز آن متوسط می باشد. بادامک سمت چپ ( تایمینگ دور آرام و حداقل بلند
شدن سوپاپ ) که کوچکترین بادامک نیز می باشد.
مکانیزم عملکرد آن مطابق شرح ذیل می باشد:
مرحله 1 ( دور آرام ) : 3 قطعه اسبک بطور آزادانه حرکت می کنند. بنابراین اسبک سمت چپ سوپاپ ورودی
سمت چپ را به میزان کمی بلند میکند. اسبک سمت راست نیز سوپاپ سمت راست را به میزان متوسط بلند می
کند. تایمینگ هر دو بادامک در مقایسه با بادامک میانی که فعلا فعال نمی باشد حدودا برای دور آرام می باشد.
مرحله 2 ( دور متوسط ) : فشار هیدرولیکی ( قسمت نارنجی رنگ در شکل ) اسبکهای سمت چپ و راست را به
یکدیگرمتصل میکند درحالیکه اسبک میانی و بادامک آن به کارخودشان ادامه می دهند. ازآنجائیکه بادامک سمت
سمت راست بزرگتر از بادامک سمت چپ می باشد بادامکهای متصل شده به یکدیگر حرکت خود را در واقع از
بادامک سمت راست می گیرند. در نتیجه هر دو سوپاپ ورودی در تایمینگ دور آرام ولی با بلند شدن متوسط کار
می کنند مرحله 3 ( دور بالا ) : فشار هیدرولیک هر 3 اسبک را به یکدیگر متصل می کند. از آنجائیکه بادامک
میانی بزرگترین بادامک می باشد هر دو سوپاپ بوسیله بادامک دور بالا حرکت می کنند. بنابراین تایمینگ دور
بالا و حداکثر بلند شدن سوپاپ فراهم می شود.
2- VVT با سیستم بادامک مرحله ای
این سیستم ساده ترین و ارزانترین و رایجترین مکانیزمی است که امروزه استفاده می شود. با اینکه سیستم
کوچکی می باشد کارآیی موتوررا افزایش می دهد.اساسا این سیستم تایمینگ سوپاپها رابوسیله تغییرمرحله
ای زاویه میل میل بادامک تغییر می دهد. برای مثال در دور بالا میل بادامک سوپاپ ورودی به میزان 30 درجه
گردش کرده و باعث زودتر باز شدن سوپاپهای ورودی می شود. این حرکت بوسیله سیستم مدیریت موتور بر
طبق نیاز و بوسیله دنده های سوپاپ هیدرولیکی بکار می افتد.توجه داشته باشید که VVTبا سیستم بادامک
مرحله ای نمی تواندمدتزمان باز بودن سوپاپ را تغییر دهد آن فقط اجازه زودتر باز شدن یا دیرتر باز شدن سوپاپ
را می دهد. البته نتیجه زودتر باز شدن زودتر بسته شدن نیز میباشد.همچنین این سیستم برخلاف VVT با
سیستم تعویض بادامک میران بلند شدن سوپاپ را تغییر نمی دهد. این سیستم ازساده ترین و ارزانترین انواع
VVT می باشد برای اینکه هرمیل بادامک فقط به یک کارانداز هیدرولیکی یاز دارد و برخلاف سیستم های دیگر
که برای هر سیلندر یک مکانیرم مجزا بکار گرفته می شود.
پیوسته یا گسسته
ساده ترینVVT با سیستم بادامک مرحله ای فقط در 2 یا 3 زاویه ثابت می تواند تنظیم شود که از بین 0 تا 30
درجه انتخاب می شود. بهترین سیستم جابجائی متغیر پیوسته می باشد که بر حسب دور موتور یک مقدار
اختیاری بین 0 تا 30 درجه را انتخاب می کند. بدیهی است این سیستم تایمینگ مناسبی را برای هر دور فراهم
میکند.بنابراین انعطاف پذیری موتور را به میزان زیادی افزایش می دهد. هرچند که تغییر آن بسیار آرام و قابل
توجه می باشد.
میل بادامک ورودی و خروجی
در بعضی از طراحی ها مانند سیستم BMW Double Vanos هم در میل بادامک ورودی و هم در میل بادامک
خروجی از سیستم VVT بادامک مرحله ای استفاده می شود. این باعث افزایش زمان قیچی سوپاپها شده
وراندمان را افزایش می دهد.
این نشان می دهد که چرا راندمان BMW M3 3.2 (100hp/litre) از مدل قبلی آن M3 3.0 (95hp/litre) که
فقط در میل بادامک ورودی از این سیستم استفاده می کند بیشتر است. در مدل E46 3-series Double Vanos
, ماکزیمم محدوده جابجائی میل بادامک ورودی 40 درجه و میل بادامک خروجی 25 درجه می باشد.
مزایا
ساده و ارزان می باشد. VVT پیوسته گشتاور تحویلی را در تمام دورها افزایش می دهد.
معایب
نداشتن سیستم بلند شدن سوپاپ و مدت زمان باز بودن بطور متغیر. بنابراین قدرت ماکزیمم آن از VVT با سیستم
تعویض با کمتر م باشد.
BMW'S Vanos
فهمیدن عملکرد این سیستم از روی عکس آسان است. در انتهای میل بادامک یک دنده مورب بسته شده است. دنده مورب
به یک درپوش که می تواند از میل بادامک دور و یا به آن نزدیک شود متصل شده است. بدلیل اینکه محور میل بادامک با
دنده مورب موازی نمیباشد اگر درپوش به سمت میل بادامک فشرده شود زاویه میل بادامک افزایش می یابد به همین
ترتیب کشیدن درپوش به سمت عقب باعث کاهش زاویه میل بادامک می شود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
آیا فشرده شدن یا کشیده شدن بوسیله فشار هیدرولیکی تعیین می شود؟ در سمت راست درپوش دو محفظه وجود دارد
که با روغن پر می شوند ( این محفظه ها بترتیب با رنگهای سبز و زرد در شکل مشخص شده است) و یک پیستون باریک
که در جلوی درپوش بسته شده است این دو محفظه را ازهم جدا می کند. روغن ازطریق سوپاپهای مغناطیسی وارد
محفظه ها می شود که فشار روغن را برای فعال شدن محفظه ها کنترل می کند. بعنوان مثال اگرسیستم مدیریت موتور
به سوپاپ محفظه سبز سیگنال ارسال کند آن سوپاپ باز شده و سپس فشار هیدرولیک باعث حرکت پیستون شده و آن را
به سمت عقب فشار می دهد به همراه آن درپوش نیز به سمت میل بادامک نزدیک می شود بنابراین این جابجائی باعث
افزایش زاویه می شود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
3- VVT با سیستم های تعویض بادامک + بادامک مرحله ای
ترکیب تعویض بادامک و بادامک مرحله ای می تواند هر دو نیازمندی قدرت در دور پائین و دور بالا و انعطاف
پذیری در تمام محدوده دورموتوررا برآورده کند. اما ناچارا پیچیدگی بیشتری دارد. درزمان نوشتن این مقاله فقط
پورشه وتویوتا چنین طرحی داشتند .هرچند درآینده ماشین های مسابقه ای بیشترو بیشترازاین طرح استفاده
خواهند کرد .
Toyota VVTL-I
VVTL-I تویوتا پیشرفته ترین طرح VVT می باشد . وظایفی که این سیستم بخوبی انجام می دهد عبارنتد از:
Ø تایمینگ متغیر سوپاپ بادامک مرحله ای پیوسته
Ø بلند شدن سوپاپ متغیر دو مرحله ای بعلاوه مدت زمان باز بودن متغیر
Ø هم برای سوپاپهای ورودی و هم برای سوپاپهای خروجی استفاده می شود.
شبیه VVT-I تایمینگ متغیرسوپاپ بوسیله تغییرزاویه که بوسیله جلو یا عقب رفتن میل بادامک بوسیله راه انداز
هیرولیکی که در انتهای میل سوپاپ متصل شده انجام می شود. تایمینگ متغیر بر حسب دور موتوروشتاب و غیره
محاسبه می شود. هرچند تغییرات در یک محدوده عریض در حدود 60 درجه صورت می گیرد بنابراین شاید این
سیستم کاملترین طرح تا به امروز باشد. چه چیزی VVTL-I را نسبت به VVT-I معمولی ممتاز می کند؟ همه
می دانند که L نشانه ای برای بلند شدن سوپاپ ( Valve Lift) می باشد. شبیه VTEC سیستم تویوتا ازیک اسبک
برای کار انداختن هر دو سوپاپ ورودی استفاده می کند. این سیستم همچنین دو بادامک دارد که باعث فعال
شدن اسبکها می شوند. بادامک ها شکلهای متفاوت دارند یکی با پروفیل بزرگتر برای افزایش مدت زمان باز
بودن سوپاپ در دور بالا و دیگری با پروفیل کوچکتر برای دور آرام . در دورآرام بادامک دورآرام اسبکها را ازطریق
یک رولبرینگ ( برای کاهش اصطکاک ) بکارمیاندازد. بادامک دوربالاهیچ تاثیری براسبک ندارد زیرا فضای زیرا
فضای کافی در زیر تایپیت هیدرولیکی وجود دارد.
در مقایسه با VTEC هوندا وسیستمهای مشابه سیستم تویوتا تایمینگ متغیر پیوسته دارد که به افزایش انعطاف
پذیری موتور در دور آرام و دور بالا کمک می کند. بنابراین این سیستم مسلما امروزه بهترین طرح می باشد. هر
چند ساخت آن شاید خیلی پیچیده و خیلی گران باشد.
مزایا
VVT پیوسته گشتاورتحویلی درتمام دورها راافزایش میدهد و مدت زمان بلند شدن متغیر دارد که باعث افزایش
قدرت در دور بالا می شود.
معایب
خیلی پیچیده و گران می باشد .
Porsche Variocam Plus
سیستم Variocam Plus پورشه طرح پیشرفته Variocam که درمدلهای Carrera و Boxster استفاده میشود.
Variocam ابتدا درسال 1991 در مدل 968 تولید شد. این سیستم اززنجیرتایمینگ برای تغییرزاویه میل بادامک
میل بادامک استفاده میکرد بنابراین تایمینگ متغیر 3 مرحله ای را فراهم می کرد. این طرح یک طرح انحصاری
و بی نظیر می باشد اما آن نسبت به کاراندازهای هیدرولیکی دیگر تولید کنندگان واقعا نا مرغوب می باشد بویژه
که آن اجازه تغییر زاویه زیاد به میل بادامک را نمی دهد . بنابراین پورشه Variocam Plus را در مدل Turbo
911 استفاده کرد و سرانجام از یک راه انداز هیدرولیکی متداول بجای زنجیر استفاده کرد. هر چند مدل Plus
بعلاوه بلند شدن متغیر سوپاپ تغییرات زیادی پیدا کرده است و این سیستم از تایپیت های هیدرولیکی نیز
استفاده می کند . همانطوری که در شکل زیر دیده می شود .هر سوپاپ میتواند بوسیله سه بادامک فعال شود .
مرکزی سوپاپ را به میزان کمی بلند می کند ( 3mm) و مدت زمان باز بودن سوپاپها کوتاه می باشد. بعبارت
دیگر این بادامک دور آرام می باشد . دو بادامک خارجی دقیقا شبیه هم می اشند با تایمینگ برای دور بالا و
سوپاپ ها را به میزان بیشتری بلند می کنند ( 10 mm) . انتخاب نوع بادامک بر حسب تایپیتهای متغیر صورت
می گیرد که شامل یک تایپیت داخلی و یک تایپیت خارجی می باشد . آنها بوسیله یک کارانداز هیدرولیکی که یک
پین را از میان آنها عبور می دهد به یکدیگر قفل می شوند. با این روش بادامک دوربالاسوپاپ ها را فعال می کند
که باعث افزایش مدت زمان باز بودن و میزان بلند شدن سوپاپ می شود. اگر تایپیت ها به یکدیگر قفل نباشند .
سوپاپها ازطریق تایپیتهای داخلی فعال میشوند وتایپیتهای خارجی مستقل ازسوپاپها حرکت می کنند. بنظر می
رسد این مکانیزم فوق العاده ساده و کوچک می باشد. تایپیتهای متغیر فقط کمی سنگین ترازتایپیت های
معمولی میباشد ولی فضای بیشتری اشغال نمی کند. با این وجود این سیستم قفط برای سوپاپ های ورودی
استفاده می شود.
مزایا
گشتاور خروجی در دورآرام و متوسط را افزایش می دهد و مدت زمان بازبودن و میزان بلند شدن متغیرآن قدرت
را در دور بالا افزایش می دهد.
معایب
دارای پیچیدگی زیاد و هزینه بالائی می باشد.
منبع : مهندس مهدی ملازم (مشهد مقدس 1387)
توربوشارژ
وظیفه توربو شارژ دمیدن هوا با فشار به داخل سیلندر می باشد توربوشارژ با این کار در خروج دود
کمک کرده در ضمن توربوشارژ با این کار هوای بیشتری به داخل سیلندر تزریق می کند این کار
توربوشارژ باعث بهتر پر کردن سیلندر خواهد شد و راندمان موتور افزایش می یابد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تامین هوای بیشتر در واقع مهیا ساختن اکسیژن بیشتر برای انجام احتراق بوده و این امر سبب
احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهایت قدرت بیشتر موتور خواهد بود
در موتورهای دیزل دو زمانه از یک دمنده به همین منظور استفاده می شود که قبلا شرح داده شد
فشار هوای ارسالی توسط دمنده تنها اندکی از فشار جو (فشار اتمسفر) بیشتر است و بنابراین
اثر توربو شارژ را ندارد
توربو شارژ نیروی خود را از دودهای خروجی موتور می گیرد
تامین هوای موتور(توربوشارژ)
موتورهایی که توربو شارژ ندارد به عنوان موتورهای بدون توربو شارژ یا موتورهای معمولی یاد
می شوند زیرا در این موتورها به علت حرکت پیستون در داخل سیلندر عمل مکش هوا به داخل
سیلندرها انجام می شود به این ترتیب هوای داخل سیلندر با فشار جو تامین می گردد حتی در
شرایط ایدال فشار هوای ورودی در داخل سیلندرها به فشار جو نمی رسد و در عمل به مقدار
قابل توجهی کمتر از ان می باشد
توربو شارژ جریان هوای ورودی به محفظه احتراق را تقویت نموده و باعث افزایش فشار ان به
نسب دو برابر فشار جو می گردد این امر سبب افزایش قدرت خروجی و گشتاور موتور از 25 تا
40 درصد بسته به طراحی توربوشارژ و موتور می شود
توربو شارژر
توربوشارژر شامل یک کمپرسور و یک توربین می باشد که هر دو روی شفت نصب شده اند و
توربین توسط گازهای خروجی حاصل از احتراق چرخانیده می شود به این ترتیب انرژی این گازها
که در صورت نبودن توربوشارژ تلف می شد برای چرخانیدن کمپرسور استفاده می شود و هوای
بیشتری برای سیلندرها موتور تامین می کند توربو شارژ دارای یک قسمت دوار (روتور) است که
شامل یک شفت می باشد و یک سر ان توربین و سر دیگر ان یک کمپرسور نصب شده است این
قسمت دوار داخل یک پوسته قرار گرفته که دارای دو محفظه یکی توربین و دیگری برای کمپرسور
می باشد گازهای خروجی موتور مستقیما وارد محفظه توربین شده و توربین و در نتیجه کمپرسور
را با سرعت بالایی به چرخش وا می دارند از هوا از مرکز محفظه کمپرسور مکیده شده و تحت
فشار قرار گرفته و توسط نیروی گریز از مرکز که بواسطه سرعت بسیار بالای چرخش کمپرسور
ناشی می شود به درون موتور رانده می شود به این ترتیب هوای بیشتری به داخل سیلندر
ارسال می گردد اگر سوخت بیشتری به داخل سیلندرها تزریق شود انرژی گازهای خروجی نیز
افزایش یافته و در نتیجه سرعت چرخش توربوشارژ نیز بالاتر می رود این امر سبب افزایش هوای
تامین شده برای موتور می گردد
اجزای توربوشارژ
اجزای توربو شارژ عبارتند از توربین در سمت راست و کمپرسور در سمت دیگر (بستگی به دید )
محور دوار در وسط حامل توربین و کمپرسور می باشد و از داخل دارای مجرایی است که در ان
روغن به منظور روغنکاری و خنک کاری محور و یاتاقان جریان دارد پوسته محفظه توربین دارای
پره های ثابت می باشد که به عنوان نازل های حلقوی عمل می کنند گازهای خروجی موتور روی
پره های ثابت پوسته محفظه چرخیده و سپس با سرعت بسیار زیاد روی پره های توربین برخورد
می نماید
انواع توربو شارژ
همه توربو شارژ ها به یک طریق عمل می کنند اما چگونگی ورود گازهای خروجی به داخل توربین
متفاوت می باشد سه نوع توربوشارژ وجود دارد این سه نوع عبارتند از نوع حلزونی ساده و نوع
حلزونی با افزایش سرعت و نوع ضربانی
توربوشارژ حلزونی ساده
این نوع توربوشارژ دارای یک معبر تنها می باشد که گازهای خروجی موتور را به چرخ توربین منتقل
می کند حلزون یک معبر مارپیچ در درون پوسته محفظه توربین می باشد که مقطع ان ثابت نبوده
و کاهش می یابد
این تغییر به دلیل ثابت نگهداشتن سرعت گازهای خروجی هنگام عبور از طول حلزن می باشد
گازهای خروجی به طور پیوسته از حلزون عبور کرده و وارد توربین می شوند گازها از میان پره های
توربین عبور کرده و باعث چرخش توربین شده و سپس توربین را ترک و وارد اگزوز می شوند
چرخ کمپرسور به همراه توربین روی یک شفت نصب شده است پره های کمپرسور دارای انحنا
بوده و تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز هوا را فشرده می سازد هوای فشرده شده با سرعت زیاد
و فشار کم از لبه پره های کمپرسور جدا می شود هوا از دیفیوز عبور نموده وارد قسمت حلزونی
پوسته کمپرسور می شود این امر سبب می گرد از انکه هوا مستقیما وارد محفظه احتراق شود
ان کاهش و فشار ان افزایش یابد
توربوشارژ حلزونی با افزاینده سرعت
این نوع توربوشارژ دارای یک حلزون و یک افزاینده سرعت (پره های ثابت) یا دو حلزون و دو مجرا
می باشد گازهای خروجی وارد منیفولد دود و از انجا وارد حلزونها شده اما بجای انکه مستقیما
وارد چرخ توربین شوند از پره های ثابت روی پوسته توربین عبور نموده و با زاویه مناسب بسیار
زیاد و با انرژی بالاتر با پره های توربین برخورد می نماید سمت کمپرسور توربو شارژ همانطور
که قبلا در نوع حلزونی توضیح داده شد عمل می کند
توربوشارژ نوع ضربانی
استفاده از این نوع توربوشارژ یک منیفولد دود نوع ضربانی را طلب می کند زیرا از ضربات دودهای
خروجی که از سیلندرها موتور خارج می شود استفاده می کند این امر سبب افزایش سرعت
توربوشارژ می شود
منیفولد نوع ضربانی دارای معبری از هر سیلندر می باشد که در انتها به دو کانال اصلی جداگانه
تبدیل می شوند این دو کانال به دو کانال روی پوسته توربین می پیوندند منیفولد دارای مقطع نسبتا
کوچکی می باشد تا از ضربات بهره بیشتری ببرد زیرا در منیفولد بزرگتر اتلاف بیشتر است شکل
منیفولد به گونه ای طرح گشته تا از جریان گازهای ازاد نیز به خوبی گازهای توده ای استفاده کند
در حین شتاب گیری این امر اجازه می دهد انرژی گازهای خروجی سریعا به توربین رسیده و شتاب
موتور بهبود یابد
برای بهره بردن بهتر از گازهای توده ای سیلندرها بطور یک در میان با توجه به ترتیب احتراق به
یک کانال مرتبط گشته اند مثلا در یک موتور شش سیلندر که ترتیب احتراق 4-2-6-3-5-1 می باشد
سیلندرهای 1و2و3 به یک کانال و سیلندرهای 4و5و6 به کانال دیگر متصل می گردند به این ترتیب
باعث می شود توده های دود بیشتر از هم جدا باشند و اثر بیشتری خواهد داشت
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منبع : موتورهای دیزل (مهندس مجید امینی و مهندس مهدی افقی)
موتور وانكل
موتور دورانی یک موتور احتراق داخلی است درست مثل موتور اتومبیل ولی کاملا متفاوت با موتور های مرسوم پیستونی کار می کند.در یک موتور پیستونی حجم مشخصی از فضا (سیلندر) متناوبا چهار کار متفاوت را انجام می دهد.مکش ،تراکم ،احتراق ،و خروج دود.موتور دورانی همین کار را انجام می دهد اما هر کدام در جای مخصوص خوذ انجام می شود و این شبیه این است که برای هر کدام از چهار مرحله یک سیلندر جداگانه داشته باشیم و پیستون به طور پیوسته از یکی به بعدی حرکت کند.
موتور دورانی که مخترع آن دکتر فلیکس وانکل بود، گاهی موتور وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده می شود.در این مقاله می آموزیم که موتور دورانی چگونه کار می کند.
مانند یک موتور پیستونی،موتور دورانی از فشار تولید شده هنگام احتراق مخلوط سوخت و هوا استفاده می کند.در موتور پیستونی،این فشار در سیلندر جمع می شود و پیستون را به جلو و عقب می راند.میل لنگ حرکت رفت و برگشتی پیستون ها را به حرکت دورانی تبدیل می کند.
در یک موتور دورانی،فشار حاصل از احتراق،در یک اتاقک ایجاد می شود که این اتقک قسمتی از فضای موتور است که به وسیله ی وجه روتور مثلثی شکل پدید می آید و موتور دورانی از این اتاقک به جای پیستون استفاده می کند.
روتور و محفظه ی یک موتور دورانی در Mazda RX-7
این قسمت ها جایگزین پیستون ها،سیلندر ها،سوپاپ ها،میل سوپاپ و میل لنگ در موتور پیستونی می شود.روتور مسیری را طی می کند که در این مسیر هر سه گوش روتور با محفظه در تماس باقی می ماند و سه حجم مجزای گاز را ایجاد می کند.وقتی روتور می چرخد،این سه حجم متناوبا منبسط و منقبض می شوند.همین انقباض و انبساط است که هوا و سوخت را به داخل موتور می کشد،آن را متراکم می کند و انرژی قابل استفاده آن را می گیرد و سپس دود را خارج می کند.
در ادامه به داخل موتور دورانی خواهیم پرداخت تا قسمت هایش را بشناسیم اما اینک به مدل تازه ی موتور دورانی نگاهی می اندازیم:
مزدا RX-8 :
شرکت مزدا در تولید و توسعه ی خودرو هایی که از موتور دورانی استفاده می کنند سابقه ی طولانی دارد. مزدا RX-7 که در 1978 به فروش رسید موفق ترین خودرو با موتور دورانی بوده است. ولی قبل از آن خودرو ها،کامیون ها و حتی اتوبوس هایی با موتور دورانی تولید شده بودند.سرآغاز آن ها نیز Cosmo sportدر 1967 بود.آخرین سالی که RX-7 در آمریکا فروخته شد سال 1995 بود ولی موتور دورانی در آینده ی نزدیک به بازار برمی گردد .
مزدا RX-8 خودرو جدیدی از شرکت مزدا است که یک موتور دورانی جدید و برتر به نام Renesis را عرضه کرده است.این موتور که موتور بین المللی سال 2003 نامیده شد،به صورت طبیعی مکش دارد و یک موتور 2 روتوره می باشد که قدرت آن 250 اسب بخار است.
موتور دورانی یک سیستم جرقه و تحویل سوخت دارد که شبیه به قسمتهای مشابه در موتور پیستونی هستند.در ادامه به معرفی بخش های اصلی موتور دورانی می پردازیم:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
روتور:
روتور سه سطح محدب دارد که هر کدام همانند یک پیستون عمل می کند.هر سطح یک فرورفتگی دارد که حجم مخلوط هوا و سوخت را در موتور افزایش می دهد.
در قسمت انتهایی هر سطح یک تیغه ی فلزی وجود دارد که اتاقک احتراق را آب بندی می کند و مانع خروج مواد از اتاقک احتراق می شود.همچنین حلقه های فلزی در هر طرف روتور وجود دارند که به اطراف اتاقک احتراق محکم می شوند.
روتور یک سری دندانه های داخلی دارد که در مرکز یک لبه بریده شده اند.این دندانه ها با چرخ دنده هایی که به بدنه ی موتور محکم شده اند درگیر می شوند.این در گیر شدن مسیر و جهت حرکت روتور در داخل بدنه را مشخص می کند.
بدنه:
بدنه تخم مرغی شکل است.شکل اتاقک احتراق به گونه ای طراحی شده است که سه راس روتور همواره در تماس با دیواره ی اتاقک خواهند بود و سه حجم جدای گاز را ایجاد می کنند.
هر قسمت بدنه به یک مرحله از عمل احتراق اختصاص دارد.این چهار مرحله عبارتند از:
1-مکش
2-تراکم
3-احتراق
4-تخلیه
مجراهای مکش و تخلیه در بدنه طراحی شده اند. این مجرا ها سوپاپ ندارند.اگزوز خودرو مستقیما به مجرای تخلیه وصل می شود. مجرای مکش هم مستقیما به دریچه ی ساسات وصل می شود.
محور خروجی:
محور خروجی قطعه های گردی دارد که خارج از مرکز(خارج از محور میله) نصب شده اند. هر روتور روی یکی از این قطعات خارج از مرکز نصب می شود.این قطعه ها تقریبا شبیه میل لنگ عمل می کنند.هنگامیکه روتور مسیر خودش را درون بدنه طی می کند،به این قطعه ها فشار می آورد و از آن جاییکه قطعه ها خارج از مرکز اند،نیروی اعمال شده از روتور به قطعه ها گشتاوری بر میله وارد می کند و آن را می چرخاند.
اکنون بیایید ببینیم این قسمت ها چگونه به هم متصل می شوند و چگونه نیروی حرکتی را ایجاد می کنند.
یک موتور دورانی به صورت لایه ای سر هم می شود.موتور دو روتوره که ما بررسی کردیم 5 لایه اصلی دارد که به وسیله حلقه ای از غلاف های دراز کنار هم نگه داشته شده اند و سیال خنک کننده که در راههای مخصوص خود جریان دارد همه ی قطغات را در بر می گیرد.
دو لایه ی انتهایی شامل مهره ها ، یاتاقان ها و شفت خروجی می باشد.آن ها همچنین دو قسمت اتاقک را که شامل روتور ها می شوند را به هم متصل می کنند.سطح داخلی این قطعات خیلی صاف و صیقلی می باشد که کمک می کند مهره های روی روتور کار خود را به خوبی انجام دهند.یک دریچه ورودی بر روی هر کدام از این قطعات انتهایی وجود دارد.
یکی از دو قطعه انتهایی از یک موتور دو روتوره ی ونکل
لایه ی بعدی (از بیرون به داخل) اتاقک تخم مرغی شکل روتور است که دریچه های اگزوز را شامل می شود.
قسمتی از اتاقک روتور(به مکان مجرای تخلیه توجه کنید)
قطعه میانی شامل دو دریچه ورودی می باشد که هر کدام از آن ها برای یکی از روتور هاست.این قطعه علاوه بر این دو روتور را از یکدیگر مجزا می کند لذا سطوح خارجی آن بسیار صاف است.
قطعه ی میانی برای هر روتور یک دریچه ورودی دیگر فراهم می کند.
در مرکز هر روتور یک چرخ دنده ی بزرگ داخلی وجود دارد که روی یک چرخ دنده ی کوجک تر حرکت می کند که این چرخ دنده ی کوچک به اتاقک موتور متصل شده است. این قسمت آن چیزی است که چرخش روتور را ایجاد می کند.روتور همچنین روی پوسته بزرگ و دایروی شفت خروجی حرکت می کند.
در ادامه خواهیم دید که موتور چگونه نیروی محرک تولید می کند.
موتورهای دورانی چرخه ی چهار زمانه ای را طی می کنند که شبیه چرخه ایست که موتور پیستونی در آن کار می کند.ولی در موتور دورانی نحوه ی رسیدن به هدف کاملا متفاوت است.
قلب یک موتور دورانی،روتور آن است که معادل پیستون در موتورهای پیستونی می باشد.
روتور روی یک پوسته ی بزرگ دایروی روی شفت خروجی نصب می شود.این پوسته از خط مرکزی شفت انحراف دارد و مانند یک دسته اهرم در جرثقیل های کوچک عمل می کند و به روتور قدرت لازم برای چرخاندن شفت خروجی را می دهد.هنگامی که روتور درون اتاقک می چرخد،پوسته را حول دایره هایی می چرخاند که به ازای هر دور روتور،پوسته 3 دور می چرخد.
هنگامی که روتور درون اتاقک می چرخد سه قسمتی که توسط روتور در فضای اتاقک از هم جدا می شوند،حجمشان تغییر می کند(مطابق شکل بالا) این تغییر حجم باعث ایجاد عملیاتی شبیه به پمپ کردن می شود.حال به بررسی هر کدام از چهار مرحله ی موتور دورانی می پردازیم.
1-مکش :
فاز مکش هنگامی آغاز می شود که نوک روتور از دریچه ی ورودی عبور می کند.وقتی که دریچه مکش باز می شود در ابتدا حجم این قسمت در حداقل مقدار خود است و با ادامه حرکت روتور حجم افزایش می یابد و هوا به داخل کشیده می شود.
وقتی راس دیگر روتور از دریچه مکش عبور می کند دیگر هوایی وارد این قسمت نمی شود و مرحله تراکم آغاز می شود.
2-ترا کم:
همچنانکه روتور به حرکت خود ادامه می دهد، حجم هوا کاهش می یابد و مخلوط هوا و سوخت متراکم می شود.زمانی که وجه روتور به مقابل شمع ها می رسد،حجم این قسمت به حداقل مقدار خود نزدیک می شود. در این هنگام عملیات احتراق آغاز می شود.
3-احتراق:
اکثر موتور های دورانی دو شمع دارند.زیرا اگر تنها یک شمع وجود داشت به خاطر اینکه اتاقک احتراق نسبتا دراز است،جرقه نمی توانست به خوبی و با سرعت مناسب گسترش پیدا کند.
وقتی شمع ها جرقه می زنند،مخلوط هوا و سوخت آتش می گیرد و افزایش فشار روتور را به حرکت در می آورد.
فشار حاصل از احتراق باعث می شود که روتور در جهتی حرکت کند که حجم افزایش یابد.گازهای احتراق منبسط می شوند و با حرکت دادن روتور نیروی محرکه تولید می کنند تا هنگامی که نوک روتور به دریچه تخلیه برسد.
4-تخلیه:
هنگامی که نوک روتور از دریچه ی تخلیه عبور می کند،گازهای احتراق که فشار بالایی دارند از اگزوز خارج می شوند.همچنانکه روتور به حرکت خود ادامه می دهد،اتاقک منقبض می شود و گازهای باقی مانده را به بیرون هدایت می کند.زمانی که حجم به حداقل مقدار خود نزدیک می شود، نوک روتور از کنار دریچه ی مکش عبور می کند و چرخه دوباره تکرار می شود.
نکته ی ظریف در مورد موتور دورانی این است که هر کدام از سه وجه روتور همواره در حال طی کردن یک قسمت چرخه هستند (در یک دور چرخش کامل روتور،سه بار مرحله احتراق وجود دارد). ولی به خاطر داشته باشید که شفت خروجی به ازای هر دور چرخش روتور سه دور می زند که این یعنی به ازای هر دور چرخش شفت خروجی یک مرحله احتراق داریم.
ویژگی های متعددی وجود دارد که موتور دورانی را از یک موتور پیستونی معمولی متمایز می کند:
● قسمتهای متحرک کمتر:
در موتور دورانی تعداد قسمت های متحرک به مراتب کمتر از یک موتور پیستونی مشابه است.یک موتور دورانی دو روتوره سه قسمت متحرک دارد:دو روتور و یک شفت خروجی.حتی ساده ترین موتور پیستونی چهار سیلندر،حداقل 40 قسمت متحرک دارد:پیستون ها،میل بادامک،سوپاپ ها،فنر سوپاپ ها ،رقاصک ها،تسمه تایم،چرخ دنده ها و میل لنگ،میله های رابط.
این تعداد کم قسمت های متحرک،قابلیت اطمینان موتورهای دروانی را بالا می برد.به همین دلیل است که بعضی از سازنگان فضاپیما،موتورهای دورانی را ترجیح می دهند.
● یکنواختی حرکت :
همه ی قسمت های موتور دورانی در یک جهت و به طور پیوسته می چرخند و تغییر جهت های ناگهانی (مانند پیستون ها) وجود ندارد.
موتورهای دورانی از نظر داخلی به وسیله ی وزنه های تعادلی چرخان ،که برای از بین بردن ارتعاشات نصب شده اند، متعادل می شوند.
تحویل نیرو در موتورهای چرخان نیز یکنواخت تر انجام می شود.از آنجاکه هر مرحله احتراق در چرخس روتور به اندازه ی 90 درجه پایان می یابد و شفت خروجی به ازای هر دور روتور، سه دور می زند، بنابراین هر مرحله احتراق پس از 270 درجه چرخش شفت خروجی پایان می یابد. این بدان معنی است که یک موتور تک روتوره،برای 4/3 از هر دور چرخش شفت خروجی ، نیروی محرکه تولید می کند. این را مقایسه کنید با یک موتور تک سیلندر پیستونی که در آن احتراق در 180 درجه از دو دوران کامل اتفاق می افتد (یعنی 4/1 از هر چرخش میل لنگ)
● آرامتر بودن حرکت :
از آن جا که روتور ها با سرعتی به اندازه 3/1 سرعت شفت خروجی می چرخند، قسمت های متحرک موتور دورانی آرامتر از قسمت های موتور پیستونی حرکت می کنند. که این موضوع قابلیت اطمینان موتور های دورانی را افزایش می دهد.
چالش ها:
● معمولا ساختن یک موتور چرخان سخت تر از موتور پیستونی است.
● هزینه های تولید بالاتر می باشد زیرا تعداد موتورهای دورانی که تولید می شوند به اندازه تعداد موتورهای پیستونی نیست.
● موتورهای دورانی معمولا سوخت بیشتری مصرف می کنند زیرا بازده ترمودینامیکی موتور دورانی کم است.(به دلیل اتاقک احتراق بزرگ و دراز و ضریب تراکم پایین)
منبع: وبلاگ اموزش سيستمهاي مختلف خودرو
شبه توربین کالسکه ای
موتور شبه توربین کالسکه ای با وجود پیچیدگی بخش های اضافه اش،طرح ساده ای دارد.اجزای آن در ادامه توضیح داده شده است:
استاتور (همان بدنه ی موتور) با شکل تقریبا تخم مرغی خود فضایی که روتور در آن می چرخد را تشکیل می دهد.بدنه چهار روزنه دارد:
●یک روزنه برای شمع(البته شمع می تواند روی درپوش بدنه نیز قرار گیرد.)
●یک روزنه که توسط درپوشی بسته شده است.
●یک روزنه برای ورود هوا
●یک روزنه برای خروج گازهای احتراق
بدنه از دو طرف توسط دو درپوش بسته می شود.درپوش ها نیز سه روزنه دارند که بیشترین انعطاف پذیری را به موتور در نحوه ی استفاده می دهند.مثلا یک روزنه می تواند به عنوان ورودی از کاربراتور یا برای انژکتور دیزل یا بنزین استفاده شود.روزنه ی دیگر می تواند مکان جایگزین برای شمع باشد.و از روزنه ی سوم که بزرگتر است می توان به عنوان خروجی دود استفاده کرد.
چگونگی استفاده از روزنه ها بسته به این است که مهندس خودرو می خواهد از موتور به عنوان یک موتور احتراق داخلی معمولی استفاده کند و یا به عنوان موتوری با ضریب تراکم بسیار بالا و احتراقی از نوع انفجار نوری(photo-detonation).
روتور از چهار تیغه (به جای پیستون در موتور معمولی) تشکیل شده است.هر تیغه یک بخش پر کننده و یک شکاف برای قرارگیری بازوی گشتاور دارد.هر تیغه با اتصال مفصلی به تیغه ی بعدی و کالسکه ای متصل شده است.در کل چهار کالسکه ای(برای هر تیغه یک عدد) وجود دارد.هر کالسکه ای حول مفصل خود آزاد می چرخد و بنابراین همیشه با سطح داخلی بدنه در تماس باقی می ماند.
هر کالسکه ای دو چرخ دارد.یعنی در کل هشت چرخ داریم.چرخ ها به روتور اجازه می دهند به نرمی بر روی دیواره ی استاتور دوران کند.همچنین پهنای جرخ ها باعث کاهش فشار در نقطه ی تماس روتور با بدنه می شود.
موتور شبه توربین برای کار کردن نیازی به محور مرکزی ندارد اما برای یک خودرو نیاز به محور خروجی داریم تا قدرت را از موتور به چرخ ها منتقل کنیم.محور خروجی به کمک بازوهای گشتاور به روتور متصل شده اند.بازوهای گشتاور در شکاف تیغه ها قرار دارند و به چهار عدد نگه دارنده ی بازو ها متصل اند.
وقتی همه ی قطعات را کنار هم قرار دهیم موتور به شکل زیر در می آید:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
توجه کنید که موتور شبه توربین هیچ یک از بخش های پیچیده ی یک موتور پیستونی را ندارد.میل لنگ،سوپاپ،پیستون،میل بادامک و... ندارد. و چون تیغه های روتور بر روی کالسکه ای و چرخ ها سوار شده اند اصطکاک کمی وجود دارد و این بدان معناست که روغن و کارتل غیر ضروری است.
تا اینجا به بخش های اصلی موتور شبه توربین کالسکه ای نگاهی انداختیم.بیایید ببینیم این بخش ها چگونه با هم حرکت می کنند.پویا نمایی زیر چرخه ی احتراق را نشان می دهد.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نخستین چیزی که باید به آن توجه داشته باشید این است که تیغه های روتور وقتی می چرخند چگونه حجم محفظه ها را تغییر می دهند.در ابتدا حجم افزایش می یابد و در نتیجه مخلوط سوخت و هوا وارد می شود.سپس حجم کاهش می یابد و در نتیجه مخلوط فشرده می شود.
دومین چیزی که باید در نظر داشته باشید این است که چگونه احتراق در یک محفظه هنگامی که محفظه ی دیگر آماده ی احتراق است به پایان می رسد.با ایجاد کانال کوجکی در دیواره ی داخلی بدنه(نزدیک شمع) هگامی که کالسکه ای از روی آن رد می شود مقدار کمی از گاز داغ به محفظه احتراق بعدی که آماده ی مشتعل شدن است راه می یابد و در نتیجه احتراق پیوسته، مشابه توربین گازی هواپیما، رخ می دهد.
در ادامه به مسایلی که کارایی و بازدهی موتور شبه توربین را افزایش می دهند اشاره می کنیم.چهار محفظه ی احتراق دو حالت پی در پی را ایجاد می کنند.حالت اول انقباض و انبساط در مرحله ی تراکم و احتراق است.حالت دوم تغییر حجم هنگام ورود هوا و خروج دود است.در یک گردش روتور،چهار احتراق رخ می دهد که هشت برابر تعداد احتراق ها به ازای یک دور گردش میل لنگ در موتور چهار سیلندر معمولی است.حتی در یک موتور ونکل(دورانی) در هر دور گردش روتور سه احتراق رخ می دهد پس از این نظر موتور شبه توربین بهتر است.
مزایا و معایب:
بدیهی است که قدرت خروجی بیشتر موتور شبه توربین آن را برتر از موتور پیستونی و دورانی کرده است.اما موتور شبه توربین بسیاری از مشکلات موتور دورانی را نیز حل کرده است.مثلا موتور دورانی با احتراق ناقص کمی هیدروکربن نسوخته تولید می کند.موتور شبه توربین با اتاق احتراقی که 30 درصد کوتاهتر است این مشکل را حل کرده است.چون ضریب تراکم بالاتری دارد و سوخت کاملتر می سوزد.و به همین دلیل موتور شبه توربین بازده سوخت بالاتری دارد.
دیگر مزایای مهم موتور شبه توربین عبارتند از:
●لرزش ناچیز چون موتور کاملا بالانس است.
●شتاب بیشتر بدون وجود چرخ طیار
●گشتاور بیشتر در دور موتور پایین تر
●تقریبا بدون نیاز به روغن کاری
●سر و صدای کمتر
●انعطاف پذیری کامل در جهت گیری موتور.حتی واژگون
●قطعات متحرک کمتر و در نتیجه استهلاک کمتر
در نهایت موتور شبه توربین می تواند با انواع مختلف سوخت ها کار کند. متانول،بنزین،نفت سفید،گاز طبیعی،گازوییل.حتی می تواند برای استفاده از هیدروژن نیز تنظیم شود.در نتیجه موتور شبه توربین تطبیق پذیری بالایی با سوخت های جدید و جایگزین دارد.
کاربرد:
با توجه به اینکه موتور درون سوز توسط کارل بنز در 1885 اختراع شد و حدود 120 سال اصلاحات طراحی را تجربه کرده است می توان گفت موتور شبه توربین در دوره ی کودکی خود به سر می برد.این موتور هنوز در جهان واقعیت به کار گرفته نشده تا بتوان گفت جایگزین مناسبی برای موتور پیستونی است.هنوز در حد نمونه ی آزمایشی ساخته می شود.خوش بینانه ترین پیش بینی این است که تا 2004 در خودرو های کارتینگ به کار گرفته شود.موتور شبه توربین تا دهه های آینده توانایی رقابت با موتور پیستونی را ندارد.
در آینده موتور های شبه توربین را در چیزهایی جز خودرو نیز خواهید دید.چون قسمت وسط موتور خالی است ونیازی به وجود محور مرکزی ندارد،می تواند محل قرار گیری ژنراتور باشد.ممکن است در آینده این نوع موتور را در کشتی ها، نیروگاهها، کمپرسورهای هوا،خودرو های برف رو و اره موتوری ها ببینید.
منبع : پارسی خودرو (داریوش رضایی میانرودی ([ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]))
خودروی هیبریدی چگونه کار می کند
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
حتما برایتان پیش امده که زمان زیادی را د رپمپ بنزین بگذرانید.شاید به خاطر شلوغی و شاید هم بخاطر کند بودن پمپ،این مشکلات بدلیل بنزینی بودن خودروی شماست.البته نه فقط بنزین بلکه کلیه سوخت های فسیلی مشکلات مخصوص به خود را دارند. یکی از راههایی که خودروسازان به آن رو آورده اند(برای کم شدن مشکلات و آلودگی هوا) ساخت خودروی هیبریدی است.
خودروی هیبریدی چیست و چرا این نام را بر ان نهاده اند؟خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند؟ چرا 20 تا 30 مایل در هر گالون نسبت به خودروهای بنزینی بیشتر می روند؟ و نیز چرا آودگی کمتری نسبت به خودروهای بنزینی یا دیزلی دارند؟
جواب این پرسش ها را در طول این مقاله خدمت شما عرض خواهم کرد .
تعداد زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکان هایی دیده اند. مثلا در لوکوموتیو ها . بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل – الکتریکی بهره می برند.و یا در شهرهایی مانند سیاتل اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل – الکتریک وجود دارند.
این اتوبوس ها یا بهتر بگوییم تراموا وقتی که به سیم های بر ق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خود بهره می برند. و زمانی که به این کابلهای برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه می دهند. زیر دریایی ها نیز نوعی ماشین های هیبریدی هستند که معمولا با یکی از سیستم های هسته ای – الکتریکی و یا دیزل –الکتریکی کار می کنند.
به طور کلی تمامی وسایل نقلیه ای که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشین های هیبیریدی گوییم .
بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی – الکتریکی هستند گرچه بعضی شرکتهای خودروسازی مانند پژو-سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل- الکتریکی نیز تولید کرده اند.در این مقاله بیشتر به خودروهای بنزینی –الکتریکی می پردازیم.
انرژی الکتریکی و انرژی بنزین
خودروهای بنزینی – الکتریکی از نظر کارکرد بین خودروهای بنزینی و الکتریکی هستند.به کمک شکلهایی که در ادامه نشان داده می شود به تفاوتهای بین این دو نوع خودرو خواهیم پرداخت.
خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین می باشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها می رساند.
در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم می کند و موتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها می رساند.
برای شما و من یک خودروی مفید خودرویی است که حداقل نیاز های ما را برآورده کند که این نیاز ها می توانند چنین باشند:
1- از یک سوخت گیری اولیه حداقل 300 مایل یا 482 کیلومتر تا یک سوخت گیری مجدد.
2- هر بار سوخت گیری اسان و سریع باشد.
یک موتور بنزینی اکثر این نیازها را برآورده می کند اما در عوض آلودگی زیادی دارد و یک موتور برقی با اینکه آلودگی خیلی کمی (یا اصلا) ایجاد نمی کند اما این موتور حداکثر بین 50 تا 100 مایل(80 تا 161 کیلومتر ) می تواند بین دو شارژ خود برود و مشکل دیگر موتور الکتریکی این است که شارژ شدنش سخت و خیلی زمانبر است.
یک خودروی هیبریدی بنزینی – الکتریکی ترکیبی از دو پیشرانه است که به نوعی می توانند مکمل همدیگر باشند.
هیبرید بنزین – الکتریسیته
سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی شامل اجزا زیر است:
● موتور بنزینی:موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش آلودگی و افزایش کارایی می شود.
●باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد.
● موتور الکتریکی : موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کار است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر می گرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی )
● ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکترکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه کار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری به کار می رود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.
● باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند. برخلاف بنزین موجود در باک بنزین که میتواند فقط به موتور بنزینی سوخت برساند(یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق می توانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی نمی تواند چنین کاری را انجام دهد.
●سیستم انتقال قدرت
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
The Mercedes-Benz M-Class HyPer -- a hybrid concept vehicle
دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله : سری و موازی
هیبرید موازی : در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. توجه داشته باشید که باک بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند و باتری ها و موتور الکتریکی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل هستند.
در نتیجه در هیبریدهای موازی هر دو موتور بنزینی و الکتریکی نیرو محرکه مورد نیاز را فراهم می کنند.
هیبریدهای سری : در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حرکت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال قدرت نیرو نمی دهد.
عملكرد خودروﻯ هيبريدﻯ:
موتور بنزينى در خودروى هيبريدى معمولا كوچكتر از يك خودروى معمولى است و از اين رو بهره ورى بيشترى دارد.بيشتر خودروها براى توليد نيروى كافى براى ايجاد شتاب سريع نياز به يك موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهاى كوچك بهره ورى و كارايى ميتواند توسط كوچك كردن , سبك كردن قطعات ونيز با كاهش تعداد سيلندرها بهبود پيدا كند.
چندين دليل مبنى بر اينكه چرا موتورهاى كوچكتر كارايى بالاتر و بهره ورى بيشترى نسبت به موتورهاى بزرگتر دارند وجود دارد:
● موتورهاى بزرگتر سنگينتر از موتورهاى سبكتر هستند و انرژى زيادترى در واحد زمان مصرف مى كنند (براى حالت شتاب گرفتن و بالا رفتن از يك سر بالايى)
● پيستون و ديگر اجزاى داخلي سنگين هستند و نيز انرژى زيادترى در واحد زمان نياز دارند تا در سيلندر بالا و پايين بروند.
● تغيير مان و جابه جايى در داخل سيلندرها بزرگتر است در نتيجه سوخت بيشترى براى هر سيلندر مورد نياز است.
● موتورهاى بزرگتر معمولا سيلندرهاى بيشترى دارند و هر سيلندر نيز سوخت زيادى مصرف ميكند. حتى اگر خودرو در حال حركت نباشد.
دلايل فوق توضيح مى دهد كه چرا دو مدل خودروى مشابه با وتورهاى متفاوت در ازمون سنجش نتايج متفاوتي را بدست مى اورند.اگر هر دو خودرو در حال حركت در يك اتوبان باشند و در يك سرعت برابر و معين , خودرويى كه موتور كوچكترى دارد انرژى كمترى مصرف ميكند و هر دو موتور خروجى يكسانى از قدرت را توليد ميكنند.ولي موتور كوچكتر از سوخت كمترى استفده ميكند كه به ان سرعت برسد.
اما چطور اين موتور كوچك ميتواند قدرت مورد نياز خودروى شما را در مقابل خودروهاى پر قدرت در جاده فراهم كند؟
اجازه بدهيد مقايسه اى بين خودروى مانند چوى كامارو با يك موتور v-8 بزرگ با خودروى هيبريدى ما با يك موتور گاز سوز و يك موتور الكتريكى انجام دهيد.
موتور گاز سوز در خودروى هيبريدى قدرت كافى براى حركت ماشين در يك بزرگراه دارد و موتور خودروى كامارو قدرتى بيشتر از قدرت مورد نياز براى وضعيتهاي مختلف دارد.
اما زماني كه خودروى هيبريدى نياز به شتاب داشته باشد و يا نياز به قدرت بيشترى داشته باشد(بسته به شرايط) اين موتور نياز به كمك پيدا ميكند كه اين كمك از يك موتور الكتريكى و باترى تامين مي شود.اين سيستم در صورت نياز نيروى اضافى ضرورى را فراهم ميكند. موتورهاى گاز سوز در خودروهاى معمولى براى حداكثر قدرت ممكن ساخته شده اند.درحالى كه رانندگان اين خودروها در كمتر از 1 درصد از زمان رانندگى از حداكثر قدرت موتور استفاده ميكنند.خودروهاى هيبريدى از موتورهاى كوچكترى استفاده ميكنند كه سايز اين موتورها فقط براى مقدار متوسط" حداكثر قدرت نامى" ساخته شده اند تا ماكزيمم مقدار ممكن.
در كنار كوچك بودن و كارايى بيشتر موتور در خودروهاى هيبريدى امروزه براى خودروهاى هيبريدى يك سرى فوت وفن به كار ميبرند تا بهره ورى سوخت بالا رود.بعضي از اين فوت و فن ها براى همه نوع خودرو اعم از هيبريدى و غير هيبريدى است كه به انها كمك ميكند تا كارايى بهترى داشته باشند.
ولى بعضى از اين فوت وفن ها فقط براى خودروهاى هيبريدى به كار ميرود.
يك خودروى هيبريدى ميتواند:
●انرژى را بازيابى ودر باترى ذخيره نمايد:
هنگاميكه شما پدال ترمز را فشار ميدهيد, شما در حال تلف كردن انرژى در خودرو هستيد.هر چه خودرو سريعتر رود انرژى جنبشى بيشترى دارد.ترمز كردن اين انرژى را هدر ميدهد و به شكل گرما در مى آورد.در خودروهاى هيبريدى مى توان مقدارى از اين انرژى را بازگرداند و در باترى براى استفاده مجدد ذخيره كرد.اين كار با سيستم" ترمز احياء كننده" انجام ميگيرد.در اين حالت موتور الكتريكى به مانند يك ژنراتور رفتار ميكند و ضمن كند شدن حركت ماشين اين انرژى جنبشي را صرف شارژ كردن باترى مى كند.
● بعضى وقتها موتور بنزينى خاموش ميشود:
يك خودروى هيبريدى هميشه نياز به بودن وتور نزينى ندارد.زيرا يك موتور الكتريكى و باترى نيز دارد.بنابراين بعضى وقتها مى توان موتور بنزينى خودروى هيبريدى را خاموش كرد.براى مثال زمانى كه خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف كرده است.
● به كار بردن اصول ايروديناميك براى كاهش نيروى درگ:
وقتى كه شما در يك اتوبان رانندگى ميكنيد بيشترين نيروى موتور شما صرف مقابله با نيروى فشارى هوا ميشود.كه اين نيرو به نيروى درگ ايروديناميك موسوم است.اين نيروى درگ ميتواند به چندين روش كاهش يابد.يك راه مطمئن براى كاهش اين نيرو, كاهش ناحيه جلوى اتومبيل وبه كار بردن اصول ايروديناميك در ان است.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
همانطور كه در شكل زير مى بينيد يك suv چقدر بيشتر از يك خودروى sport فشار هوا را تحمل ميكند(ناحيه جلوى خودروى suv بيشتر از يك خودروى sport است).
كاهش اشياء خارجى روى بدنه خودرو و نيز حذف بعضى از انها ميتواند در بهبود ايروديناميك خودرو موثر باشد.براى مثال بعضى وقت ها جايگزينى ايينه ها با دوربين هاى كوچك ميتواند مفيد باشد.
● به كار بردن تايرهاى خاص : تايرهاي اكثر خودروها بهينه سازى شده اند براى سطوح صاف با كمترين نويز و چسبندگى خوبى نيز در اكثر شرايط محيطى دارند.ولى اين تايرها موجب به وجود آمدن نيروى درگ مى شوند.
خودروهاى هيبريدى از يك تاير مخصوص استفاده مى كنند كه سفت تر و پربادتر و نيز فشار زيادترى نسبت به تايرهاى معمولي دارد.نتيجه اين كار باعث كاهش نيروى درگ به نصف نسبت به تايرهاى معمولى ميشود.
● به كار بردن مواد سبك وزن: كاهش وزن كل خودرو يكي از راه هاى ساده براى افزايش راندمان و كارايى خودرو است.خودروهاى سبكترزمانى كه در حال شتاب گيرى هستند يا در حال بالا رفتن از يك سر بالايى انرژى كمترى نسبت به خودروهاى سنگينترمصرف مى كنند.مواد كامپوزيت مانند فيبر كربن يا فلزات سبك وزن مانند الومينيوم و منيزيم مى توانند در كاهش وزن خودرو به كار روند.
اكنون به تكنولوژى هيبريدى در دو خودروى هوندا insight و تويوتا پريوس ميپردازيم.
اگرچه هر دو اين خودروها جزء هيبريدهاى موازى هستند ولى تفاوتهايى با هم دارند.هر دو اين خودروها داراى موتور بنزينى و موتور الكتريكى و باترى هستند.
اجازه بدهيد از هوندا insight شروع كنيم
هوندا insight:
اين خودرو كه در اوايل سال 2000 در ايالات متحده معرفي شد.طراحى ان بر اساس بهترين كاركرد ممكن انجام شد.insight كوچك است و كم وزن و جاى 2 سرنشين و يك صندلى كودك دارد.و داراى موتور با بازدهى بالا است.insight داراى برترين رتبه سنجش EPA در ميان خودروهاى هيبريدى شد.
هوندا خودروى هيبريدى موازى است .موتور الكتريكى به موتور بنزينى متصل است.هوندا اين سيستم را "جمع كننده كمك موتور" مى نامد. Insight به صورت 5 سرعته دستى يا cvt (انتقال قدرت پيوسته اتوماتيك) است.
موتور الكتريكى insight به سه روش به موتور بنزينى كمك مى كند كه به قرار زيرند:
● به موتور بنزينى كمك مى كند و نيروى اضافى را در زمان شتابگيرى و يا بالا رفتن از سر بالايى تامين مى كند.
● سيستم"ترمز احياء كننده" را در زمان كاهش سرعت خودرو به منظور بازيابى انرژى فعال نمايد.
● موتور بنزينى را روشن می كند(حذف نياز به استارتر)
ولى موتور الكتريكى به تنهايى نمى تواند نيروى مورد نياز براى حركت خودرو را فراهم نمايد و موتور بنزينى نيز بايد روشن باشد تا موجب حركت خودرو شود.(يكي از تفاوتهاي insight با پريوس همين است, پريوس تنها با كمك موتور الكتريكي نيز ميتواند حركت كند)
هوندا براى كسب بهترين كارايى كارهايى را انجام داده كه مهمترين انها 3 كارى است كه در زير به انها اشاره مى شود.
● كاهش وزن: insight از بدنه و ساختار آلومينيومى سبك وزن ساخته شده است براى هر چه کمتر شدن وزن،وزن اين خودرو كمتر از 1900 پوند (862 كيلوگرم) است كه اين مقدار 500 پوند يا 227 كيلوگرم كمتر از سبكترين هوندا سيويك است.
● استفاده از موتور كوچك و پر بازده:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
موتور insight كه در شكل زير مشاهده مى كنيد تنها 124 پوند (56 كيلوگرم) وزن دارد.سه سيلندر و 1 ليتر حجم دارد كه 67 اسب بخار را ر 5700 rpm توليد مى كند.اگر نيروى اضافى ناشى از موتور الكتريكى را نيز در نظر بگيريد.اين خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مايل بر ساعت را در 11 ثانيه بپيمايد.با در نظر گرفتن موتور الكتريكى نيروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد.(در 5700 rpm) .اگر مقايسه اى بين موتور بنزينى به تنهايى با مجموع موتور بنزينى والكتريكى انجام دهيم.به اين نتيجه ميرسيم كه موتور الكتريكى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزايد. در حالى كه تاثير واقعى موتور الكتريكى بيش از اين مقدار است.موتور الكتريكى در خودروى insight 10 كيلو وات است (13 اسب بخار ) در 3000 rpm .
مقدار تاثير واقعى موتور الكتريكى را مقدار ماكزيمم گشتاور روشن مى سازد:
بدون موتور الكتريكي , insight به ماكزيمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الكتريكى ماكزيمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.كه 13پوند – فوت نيز كه اختلاف اين دو گشتاور است همان تاثير واقعى موتور الكتريكي است.
● به كار بردن ايروديناميك: هوندا insight به شكل قطره اشك طراحى شده است .پشت خودرو باريكتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزيى از بدنه پوشانده شده است تا شكلى صاف را تشكيل دهد و بعضي از قطعات زيرين ماشين توسط پانلهاى پلاستيكى پوشانده شده است.اين كارها باعث كاهش ضريب درگ به 0.25 مى شود. و اين خودرو جزء ايروديناميك ترين خودرو در بازار است .زماني كه شما در حال حركت در اتوبان هستيد موتوربنزينى با تمام قدرت كار مى كند .وقتى كه سرعت خود را كاهش مى دهيد(توسط ترمز كردن يا پدال گاز را شل كردن ) موتور الكتريكى مانند ژنراتور مقدارى الكتريسيته را براىشارژ باترى استفاده مى كند.
نكته ديگر در مورد insight اين است كه سيستم انتقال قدرت از موتور به وسيله كلاچ جدا شده است (مانند ساير خودروها) و اين بدين معنى است كه اگر شما در حال كم كردن سرعت خود باشيد و كلاچ را نگه داريد و يا با دنده خلاص سرعت خود را كاهش دهيد در اين صورت موتور الكتريكى و سيستم "ترمز احياء كننده" نخواهد توانست انرژى الكتريكى ناشى از اين كم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى اين سيستم مى تواند بازيابى انرژى داشته باشد كه كم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گيرد كه خودرو در دنده قرار دارد.
اكنون اجازه دهيد كه نگاهى به تكنولوژى تويوتا پريوس بيندازيم كه سيستمى به كلى متفاوت از insight دارد .
مزاياى يك خودروى هيبريدى :
شما ممكن است تعجب كنيد كه چرا اشخاص به اين سيستم پيچيده علاقه دارند علیرغم اينكه بيشتر مردم با خودروهاى بنزينى خيلى راحت هستند.
دليل اين علاقه دو چيز است:
1- كاهش الايندگى
2- بهبود بهره ورى و كارايى
حال اجازه دهيد مثالى از استانداردهاى آلودگى كاليفرنيا بزنيم.كه تعيين مى كند چه مقدار از هر نوع الودگى در يك خودرو مى تواند وجود داشته باشد.اين مقدار معمولابر حسب گرم بر مايل (g/mi) بيان مى شود.براى مثال اين استاندارد بيان مى كند كه مقدار مونو اكسيد كربن در هر مايل نبايد از 3.4 گرم بيشتر باشد.
تويوتا پريوس:
تويوتا پريوس در ژاپن در اواخر سال 1997 توليد شد.تويوتا سيستم موتور و انتقال قدرت را به صورت هيبريد موازى طراحى كرده است كه تويوتا ان را سيستم هيبريدى تويوتا ناميده است كه بعضى از مزاياى هيبريدهاى سرى را نيز داراست.
يك سدان 4 در 5 نفره كه موتور و سيستم انتقال قدرت ان طورى است كه توانايى رسيدن به سرعت 15 مايل بر ساعت (24 كيلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الكتريكى داراست.پريوس در سال 2004 در امريكاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزيده شده است.
وزن پريوس 2900 پوند (1315 كيلوگرم) است و فضاى درونى و فضاى صندوق عقب آن از تويوتا كرولا بيشتر است.
تويوتا براى رسيدن به بهره ورى و كاهش الايندگى 2 كار را انجام داد:
● موتور بنزينى فقط زمانى كار مى كند كه به يك سرعت مشخص برسد:به عبارت ديگر براى كاهش الودگى پريوس مى تواند به سرعت 15 مايل بر ساعت (24 كيلومتر بر ساعت) بدون استفاده از موتور بنزينى برسد.موتور بنزينى فقط زمانى روشن مى شود كه خودرو از يك سرعت معين بگذرد.
● به كار بردن يك دستگاه تقسيم قدرت بى همتا:موتور بنزينى مى تواند طورى تنظيم شود تا در يك سرعت معين بيشترين بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسيم قدرت" در پريوس اجازه مى دهد كه موتور در همه زمانها در حالت بيشترين كارايى در يك رنج سرعتى خاص باشد.
پريوس داراى موتور 1.5 ليترى است كه 76 اسب بخار را در بيشينه دور 5000 دور بر دقيقه بدست مى اورد.موتور الكتريكى در پريوس داراى 67 اسب بار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقيقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت را از 0 تا 1200 دور بر دقيقه توليد مى كند كه نيروى كافي را براى حركت خودرو بدون دخالت موتور بنزينى فراهم مى كند , موتور الكتريكى در پريوس خيلى قويتر از موتور الكتريكى در هوندا insight است.
دستگاه"تقسيم كننده قدرت" قلب پريوس است.آن يك جعبه دنده هوشمند است كه به موتور بنزينى متصل است.اين جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد كه مانند يك خودروي هيبريدى موازى باشد كه در آن موتور الكتريكى مى تواند به تنهايى به سيستم انتقال قدرت نيرو وارد كند و موتوربنزينى نيز مى تواند به تنهايى و يا با متور الكتريكى نيروى مورد نياز خودرو را تامين كند.
همچنين اين دستگاه"تقسيم كننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد كه خودرو مانند يك خودروى هيبريدى سرى باشد كه در آن موتور بنين مى تواند مستلا باترى ها را شارژ كند و يا نيروى مورد نياز براى چرخ ها را فراهم كند.كه اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پيوسته يا cvt عمل كند كه باعث حذف نياز به انتقال قدرت دستى يا اتومات مى شود. و سرانجام چون دستگاه"تقسيم كننده قدرت" اجازه مى دهد كه ژنراتور موتور را روشن كند و اين باعث حذف نياز به استارتر مى شود .
دستگاه تقسيم قدرت يك مجموعه دنده خورشيدى است (شكل زير) موتور الكتريكى به چرخ دنده حلقه ای از مجموعه دنده متصل است و اغلب به صورت مستقيم به ديفرانسيل متصل مى گردد. بنابراين سرعت موتور الكتريكى و چرخش دنده حلقه ای سرعت خودرو را تعيين مى كند.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ژنراتور به چرخ دنده خورشيدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزينى يا گاز سوز نيز به حامل خورشيدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه ای به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراين همه اين اجزاء با هم در تمام زمانها كار مى كنند تا سرعت خروجى را كنترل كنند.وقتى شما شتاب مى گيريد ابتدا موتور الكتريكى و باترى ها تمام نيروى مورد نياز را تامين مى كنند.چرخ دنده حلقه ای كه متصل به موتور الكتريكى است همزمان با حركت كردن موتور الكتريكى مى چرخد.حامل خورشيدى كه به موتور بنزينى متصل است ثابت است زيرا موتور بنزينى هنوز روشن نشده است.زمانى كه چرخ دنده حلقه ای شروع به چرخيدن كند باعث ميشود كه ژنراتور و چرخ دنده خورشيدى نيز شروع به چرخيدن كنند.زمانى كه شتاب بيشترى مى گيريد ژنراتور با سرعتى مى چرخد كه بتواند نيروى مورد نياز براى موتور الكتريكى را فراهم كند.
هنوز موتور بنزينى فعال نشده است. وقتى به سرعت 40 مايل بر ساعت يا 64 كيلومتر بر ساعت مى رسيد موتور بنزينى نيز روشن مى شود.در حالى كه موتور بنزينى روشن است ژنراتور سرعت موتور الكتريكي را طورى تغيير مى دهد كه با سرعت موتور بنزينى تطبيق پيدا كند و در خروجى سرعت با هم برابر باشند.
همانند هوندا insight , تويوتا پريوس هرگز نياز به شارژ دوباره ندارد.زيرا ژنراتور هميشه و به طور اتوماتيك سطح شارژ در باترى ها را كنترل مى كند و در صورت كم بودن شارژ مى كند.
هم هوندا و هم تويوتا گارانتي هاى طولانى براي قطعات هيبريدى خود وضع كرده اند.هوندا 8 سال يا 80000 مايل گارانتى بيشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور وتجهيزات هيبريدى را داراست و تويوتا نيز 8 سال يا 100000 مايل گارانتى باترى و سيستمهاى هيبريدى را دارد.موتور و باترى در اين خودروها نياز به هيچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نياز به تعويض باتري ها گرفتيد ڇندين هزار دلار خرج بر مى دارد).
كسب نيروى هيبريدى مطمئنا پيچيده تر از تنها نيروى بنزينى و يا تنها نيروى الكتريكى است. در بخش بعدى بررسى خواهيم كرد كه چرا تكنولوژى هيبريدى مورد علاقه همه مشتريان و هم خودروسازان قرار گرفته است.
منبع : كانون توسعه پژوهش و فناوري مكانيك ايران
خودروهاي هيبريدي
خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی که موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ که شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان کاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از کارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز کرده اند.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
خودروهای هیبریدی (Hybrid Vehicles)
خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی که موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ که شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان کاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از کارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز کرده اند.
تاریخچه خودروی هیبریدی
یک مهندس آمریکائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 یک ماشین هیبریدی ساخت که قادر بود در طی 10 ثانیه تا 25 مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو ترکیبی از موتور بنزینی و موتور الکتریکی بود که امروزه به عنوان موتور هیبریدی شناخته میشود. Piper در سه سال و نیم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پایین بودن قیمت سوختهای فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به این نوع خودروها شد. در پی بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره این خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولی تا سال 1990 که کار اصولی با مشارکت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمریکا آغاز گردید، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند.
امرزه خودروهای هیبریدی مورد توجه کمپانیهای بزرگ جهان قرار گرفته اند که از آن جمله میتوان به شرکتهایی مانند: تویوتا، هندا، میتسوبیشی، فورد، فیات، جنرال موتورز، دایملر کرایسلر، نیسان و پژو و ... اشاره نمود. توفیق این محصولات به حدی چشمگیر بوده که از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بیش از چهل هزار محصول پریوس کمپانی تویوتا به فروش رسیده است.
خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی – یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها)- توان می گیرند . واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین ، متانول ، گاز طبیعی فشرده ، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی ، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود ، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها ، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد.در یک طراحی سری ، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است . الکتریسیته باتری هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی ، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.
اجزاء خودروهای هیبریدی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند.یک نمونه خودرو هیبریدی را دیاگرام بالا می بینید.
کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی
سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی ، همچون باتری ها و فراخازن ها
واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای ، موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی )دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی
سیستم های سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی
جعبه دنده (گیربکس(
برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :
سیستم های کنترل گازهای خارجی
مدیریت انرژی وکنترل سیستم ها
مدیریت حرارتی اجزاء
وزن پایین وایرو دینامیک بدنه / شاسی
مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه وتایرها (
کاهش بار لوازم اضافی
کنترل کننده ها / موتورهای هیبریدی
موتورهای کارگران پر کار سیستمهای راننده خودروهای هیبریدی هستند ، یک موتور کشنده الکتریکی ، انرژی الکتریکی واحد ذخیره انرژی را به انرژی مکانیکی که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.بر خلاف خودروهای معمول که برای بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور باید سرعت بگیرد موتور الکتریکی گشتاور کامل رادر سرعت های پایین نی فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هبریدی شامل کنترل خوب رانندگی با خطای مجاز صدای کم وراندمان بالا می باشد. مشخصه های دیگر شامل انعطاف پذیری مربوط به نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قیمت تولید انبوه می شود. تکنولوژی موتور جلو برنده برای کاربردهای خودروی هیبریدی شامل آهنربای دائمی ، القای جریان متناوب و موتورهای مقاومت مغناطیسی متغییر می باشد.
باتری خودرو هیبریدی
باتری ها یک از اجزای ضروری خودروخهای هیبریدی هستند . گر چه تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتریهای پیشرفته در بازار عرضه شده اند اما هیچ کدام از باتری های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان ، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده اند. ویژگیهای مطلوب باتریهای با توان بالا برای کاربردهای خودروهای هیبریدی شامل این موارد است : پیک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژی مخصوص بالای توان تکانه ، پذیرش شارژ بالا برای بیشینه کردن بهره بری ترمز واکنشی و طول عمر طولانی . روش ها و طراحی های در حال توسعه برای هماهنگی مجموعه به صورت الکتریکی و حرارتی ، روشهای دقیق در حال پیشرفت برای تعیین وضع شارژ باتری ، باتریهای بادوام در حال پیشرفت و قابلیت بازاریابی ، چالش های تکنیکی دیگر هستند.
فراخازن های خودروهای هیبریدی
فراخازنها انرژی مخصوص بالاتری دارند و نوع قویتری از خازن های الکترولیتی هستند که انرژی را به عنوان شارژ الکتریسته ساکن ذخیره می کنند. فراخازنها سیسمتهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی را در لایه ای از مایع قطبیده شده در سطح مشترک مابین یک الکترولیت رسانای یونی و یک الکترود رسانا ذخیره می کنند . ظرفیت ذخیره انرژی با افزایش مساحت سطح مشترک افزایش می یابد. فراخازنها به عنوان اولین ابزار برای کمک به توان موتور در شتاب گیری و سر بالایی رفتن هستند که به هملن خوبی بازیافت انرژی ترمزگسترش پیداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومین شیوه ذخیره انرژی در خودروهای هیبریدی ، برای تامین توان بار گذاری باتری های شیمیایی سودمندند. الکتریسیته اضافی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعی که چگالی انرژی پایین است مورد نیاز است.
پیل های سوختی خودروهای هیبریدی
پیل های سوختی به واسطه یک واکنش الکتروشیمیایی که هیدروژن را با اکسیژن در هوای محیط ترکیب می کند ، الکتریسیته تولید می کنند.هیدروژن خالص یا هر سوخت فسیلی دیگری که اصلاح شده باشد می تواند برای تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. متانول یک انتخاب معمول برای سوخت است. تنها گاز خروجی پیل سوختی بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تمیزترین واحد توان هیبریدی می رساند. راندمان ، صدای کم ، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی تا 50% پیش بینی شده پیلل های سوختی ، نشان می دهد که به طور نسبه مشخصه های خودروی هیبریدی در قیاس با راندمان 20-25 درصد موتورهای بنزینی احتراق داخلی مناسب تر هستند.
انتشارات پایین و راندمان بالا
تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ول به طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیتر و آلودگی کمتر می کند.
مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هایبرید
خودروهای برقی گرچه به عنوان اولین راهکار برای کاهش میزان آلودگی معرفی گردیده اند اما به علت آنکه در سیکلهای رانشی طولانی با مشکل ر وبرو می شوند از اینرو حضور موفقی نداشته اند و در حقیقت با شکست مواجه گردیده اند .ایده خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشی از خودروهای برقی خالص را حل نموده است .واین مزیت خودروهای هایبرید برقی نسبت به خودروهای برقی خالص می باشد.
منبع : سايت تخصصي خدمات خودرو
([ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ])
ترجیح موتور دیزل بر موتور بنزینی در خودروهای سواری
متعاقب بحران‌هاي انرژي و زيست‌محيطي به وجود آمده در ارتباط با آلودگي خودروها، بيشتر كشورهاي دنيا بويژه در اروپا و امريكا، با هدف وضع قوانين سختگيرانه مصرف سوخت و كاهش آلودگي هوا خودروسازان را در زمينه طراحي موتورهاي مناسب مجبور به تكاپو كرده‌اند. اين تلاش‌ها در مسيرهاي زير پررنگ بوده است:
الف- بهينه‌سازي موتورهاي فعلي از لحاظ سوخت و بهسوزي
ب- استفاده از سوخت‌هاي جايگزين (هيدروژن، گاز طبيعي، الكل و ...)
پ- ارتقاي موتورهايي كه مورد استقبال كمي قرار گرفته‌اند (موتورهاي ديزل).
ت- طراحي و ساخت موتورهاي هيبريدي و ارتقاي آنها
يكي از عمده مواردي كه خودروسازان، فعاليت‌هاي زيادي در ارتباط با آن انجام داده‌اند، توليد خودروهاي ديزل است.
موتورهاي ديزلي و بنزيني عمده‌ترين انواع موتورهاي درونسوز بوده و در سطحي وسيع مورد استفاده قرار مي‌گيرند. امروزه موتورهاي ديزل كه از آنها به عنوان خودروهاي سبز ياد ميشود، پيشرفت فراواني كرده‌اند. به طوري‌كه اين نوع خودروها افزون بر 50 درصد از خودروهاي اروپا را دربرمي‌گيرند. اين مقاله، شرح مختصري است از اين نوع موتورها در مقايسه با موتورهاي بنزيني.
موتورهاي چهار زمانه درونسوز اعم از موتور بنزيني و ديزلي، چهار مرحله را در هر چرخه پشت سر مي‌گذارندكه عبارتند از:
1.مكش: به داخل كشيدن هوا يا مخلوطي قابل احتراق در سيلندر
2.تراكم: متراكم ساختن مخلوط وارده به سيلندر توسط پيستون
3.احتراق يا انفجار: شعله‌ور ساختن مخلوط متراكم‌شده، انبساط گازهاي سوخته شده و توليد قدرت
4.تخليه: خروج پسماند احتراق
تفاوت موتور بنزيني و ديزل از لحاظ مراحل چهارگانه بالا، در مرحله احتراق است. در موتور بنزيني، سيستم تغذيه و تنظيم سوخت، مخلوط هوا و ماده سوختني را فراهم ميكند و به داخل محفظه سيلندر مي‌فرستد. اين كار بر اثر ايجاد خلأ در سيلندر به واسطه پايين رفتن پيستون انجام ميشود. پس از ورود مخلوط، پيستون آن را فشرده ميكند. اين مخلوط در لحظه‌اي مناسب به وسيله جرقه‌اي الكتريكي مشتعل ميشود. اين امر، باعث آزاد شدن انرژي و راندن پيستون به سمت پايين ميشود. به همين دليل، موتور بنزيني، موتور احتراق جرقه‌اي نيز ناميده ميشود.
در موتور ديزل، هواي خالص در سيلندر موتور متراكم ميشود. سپس به منظور جلوگيري از اشتعال پيش‌رس، سوخت به داخل هواي متراكم تزريق ميشود. زماني كه سوخت تزريق ميشود، به دليل فشار و دماي بالا، خودبه‌خود محترق ميشود. تا زماني كه پاشش سوخت ادامه مي‌يابد عمل احتراق نيز ادامه دارد. به همين دليل، موتور ديزل، موتور احتراق تحت فشار نيز ناميده ميشود.
اصول ترموديناميكي
چرخه‌هاي قدرت استاندارد هوا، شامل چرخه برايتون (توربين گاز)، چرخه اتو (موتور بنزيني)، چرخه ديزل (موتور ديزل) و چرخه استرلينگ (مشابه اتو) است. از چرخه‌هاي ديزل و اتو در خودروهاي ديزل و بنزيني استفاده ميشود.
چرخه‌هاي ترموديناميكي ايده‌ال
در چرخه اتو، هوا در فشار اوليه P1 و دماي T1 طي فرايند آيزنتروپيك (آنتروپي ثابت) متراكم ميشود تا پيستون به نقطه مرگ بالا (TDC) برسد. در نمودار 1 اين نقطه با شماره 2 نمايش داده شده است.
عمل احتراق طي فرايند حجم ثابت، از نقطه 2 به 3 صورت ميگيرد و انرژي حرارتي، براي انجام كار به سيستم منتقل ميشود.
در مرحله انبساط (3 به 4) هوا طي فرايند آنتروپي ثابت، منبسط شده و پيستون به سمت نقطه مرگ پايين (BDC) حركت ميكند. در اين مرحله، پيستن كار انجام ميدهد.
در مرحله تخليه كه همان مرحله 4 به 1 است، اتلاف حرارتي صورت ميگيرد.
نمودار 1: چرخه ترموديناميكي اتو
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اين چرخه، داراي بازدهي است كه به صورت نسبت كار انجام شده به حرارت دريافت شده توسط سيستم تعريف ميشود و از رابطه زير به دست مي‌آيد:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
rc نسبت تراكم (نسبت حجم سيلندر زماني كه پيستون در نقطه مرگ بالاست به حجم آن زماني كه پيستون در نقطه مرگ پايين مي‌باشد)
چرخه ديزل مشابه چرخه اتو است با اين تفاوت كه در مرحله احتراق، مطابق شكل 1 (نقطه b به c) فرايند فشار ثابت است. در شكل 1، روابط ترموديناميكي حاكم بر فرايندها، نوشته شده و قابل استفاده براي محاسبه بازده است.
شكل 1: چرخه ترموديناميكي ديزل
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در چرخه ديزل، بازده از رابطه زير به دست مي‌آيد:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
كه در آن:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نسبت حجم بين پايين و شروع احتراق است.
در مقايسه چرخه‌هاي اتو و ديزل، ميتوان گفت كه رواب فوق نشان مي‌دهند با توجه به اينكه
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
بزرگتر از يك است، براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است.
ناگفته نماند كه روابط و بازده به دست آمده از روابط فوق، تخميني بسيار خوش‌بينانه و نسبتا دور از واقعيت از موتورهاي واقعي است. دلايل اين امر عبارتند از:
الف- در اين روابط برخلاف شرايط واقعي از حرارت تلف‌شده در مرحله تراكم و انبساط صرف نظر شده است.
ب- سيال چرخه‌هاي فوق، هواي خالص است، در صورتي‌كه در شرايط واقعي، سيال مخلوطي از هوا و سوخت بوده و گرماي ويژه آن تابعي از فشار سيلندر، دما، نسبت هوا به سوخت و ديگر عوامل است.
پ- در شرايط واقعي، به‌رغم چرخه ايده‌آل، احتراق در فشار ثابت (چرخه ديزل) يا حجم ثابت (چرخه اتو) اتفاق نمي‌افتد.
ت- در موتور واقعي، تغيير مخلوط سوخت و هوا به محصولات شيميايي متفاوت، توان خروجي را كاهش ميدهد و فرايند دريافت حرارت در حجم ثابت صورت نمي‌گيرد.
ث- در چرخه‌هاي ايده‌آل موتورهاي چهارزمانه، كار تلف شده هنگام مكش سيال به داخل سيلندر و راندن دود به خارج آن، مدنظر قرار نمي‌گيرد.
ج- در حالت واقعي چرخه اتو، احتراق به صورت لحظه‌اي رخ نمي‌دهد.
چ- در روابط فوق، هيچ اثري از اتلافات اصطكاكي مشاهده نمي‌شود.
با وجود اين خطاها، استفاده از روابط ياد شده براي تخمين‌هاي كلي و مقايسه دو چرخه، كاري مناسب است.
چرخه واقعي موتور بنزيني، مشابه چرخه اتو بوده، اما چرخه موتور واقعي ديزل را نمي‌توان كاملا با چرخه ديزل (احتراق فشار ثابت) مشابه‌سازي كرد. چرخه ديزل بيشتر مشابه چرخه احتراق دوگانه يا چرخه تركيبي است. نمودار فشار- حجم اين چرخه كه تركيبي از چرخه‌هاي اتو و ديزل است، به صورت شماتيك در نمودار 2 نشان داده شده است.
نمودار 2: نمودار فشار- حجم چرخه دوگانه يا تركيبي استاندارد هوا
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
چرخه‌هاي ترموديناميكي واقعي
در نمودار 3، دياگرام چرخه‌هاي واقعي موتور بنزيني و ديزل نشان داده شده است. براساس اين نمودار، نسبت تراكم موتور بنزيني از موتور ديزل كمتر است. اين نمودارها را ميتوان با چرخه‌هاي ايده‌آل استاندارد هوا، مقايسه كرد.
نمودار 3: دياگرام فشار- حجم نمونه‌اي از موتورهاي واقعي بنزيني: (الف) و ديزل (ب)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
احتراق در موتور ديزل، يكي از فرايندهاي اساسي بوده و عامل اصلي تفاوت آن با موتور بنزيني است. به همين علت نيازمند شرحي دقيق‌تر در زمينه فرايندهاي چرخه موتور ديزل و بويژه فرايند احتراق در آن خواهيم بود.
مطابق نمودار 3، فرايند احتراق به صورت اسمي از نقطه C يعني زمان پاشش سوخت به داخل سيلندر شروع شده و تا نقطه D ادامه مي‌يابد. سوخت، پس از پاشيده شدن در محفظه احتراق، به علت دماي بالاي سيلندر، خودبه‌خود مشتعل شده و عمل احتراق انجام ميشود. براي احتراق كاملتر، سوخت به صورت ذره‌اي تزريق ميشود. يعني تمامي سوخت در يك لحظه به سيلندر پاشيده نمي‌شود. به‌علاوه، زماني نيز براي عمليات اختلاط سوخت با هوا، تبخير و شروع به احتراق، صرف ميشود. بنابراين، عمل سوختن در مدتي طولاني ادامه دارد، به‌طوري كه به پايين رفتن پيستون و ازدياد حجم، از فشار احتراق كاسته نمي‌شود. به بياني ديگر، ادامه احتراق در زمان طولاني‌تر بزرگ شدن حجم را جبران ميكند. لذا از نظر تئوري، موتور ديزل را موتور فشار ثابت مي‌گويند. به علت تداوم تزريق سوخت، فشار زمان قدرت تقريبا ثابت بوده و پيستون تا مدت بيشتري تحت تاثير فشار احتراق باقي مي‌ماند. اين حالت در نمودار 3 از نقطه مرگ بالا تا نقطه D ادامه دارد. از آنجا كه در موتور ديزل، احتراق به صورت خودبه‌خودي يعني بدون جرقه شمع يا منبعي ديگر انجام ميشود، سيستم سوخت‌رساني بايد
داراي شرايط زير باشد:
الف- سوخت، به مقدار كاملا دقيق نسبت به بار موتور، ارسال شود.
ب- شروع تزريق، كاملا صحيح تنظيم شود
پ- مدت تزريق، كاملا حساب شده باشد
ت- سوخت به شكل كاملا ذره‌اي يا به صورت گرد تزريق شود
ث- ذرات سوخت در تمام فضاي اتاق احتراق پخش شوند
ج- كيفيت سوخت و احتراق به گونه‌اي تنظيم گردد كه بازده حرارتي، حداكثر شود. يعني دود خروجي از اگزوز داراي حداقل هيدروكربور نسوخته باشد.
چ- مقدار تزريق سوخت با توجه به مدت پاشش و نحوه احتراق، به‌گونه‌اي هماهنگي داشته باشد كه زمان احتراق نسبتا طولاني بوده و با ازدياد حجم موتور به هنگام پايين رفتن پيستون، فشار ثابت بماند.
احتراق و پاشش سوخت در موتور ديزل، داراي سه مرحله ذيل است:
1. مرحله تاخير احتراق: در اين زمان، سوخت به صورت بخار درآمده و با هوا مخلوط ميشود. ميل‌لنگ در شروع پاشش، حدود 22 تا 30 درجه قبل از نقطه مرگ بالاست. البته در موارد جديدتر، اين مقدار به حدود 15 درجه كاهش يافته است.
2. مرحله شروع احتراق: به علت وجود نقاط گرم محترق‌كننده، بخار سوخت مخلوط‌شده با هوا به سرعت مي‌سوزد. احتراق، اندكي قبل از نقطه مرگ بالا شروع ميشود (حدود 5 درجه زاويه ميل‌لنگ نسبت به نقطه مرگ بالا) و وقتي پيستون به نقطه مرگ بالا مي‌رسد، احتراق اوليه كامل شده و فشار سيلندر به حداكثر مقدار خود مي‌رسد.
3. مرحله ادامه احتراق: سوخت‌هايي كه ديرتر تزريق ميشود، با ذرات سوختي كه هنوز كاملا نسوخته و نيز اكسيژن هوا مخلوط شده و عمل احتراق را تا مدتي طولاني ادامه مي‌دهند.
برتري‌هاي موتور ديزل به موتور بنزيني
امروزه، خودروهاي سواري ديزلي بر خودروهاي بنزيني پيشي گرفته‌اند. اين موضوع ناشي از مزاياي قابل توجه اين نوع موتورهاست كه برخي از آنها عبارتند از:
1. در موتور ديزل، به علت متراكم شدن هوا، احتراق به صورت خودبه‌خودي صورت ميگيرد، اما در موتور بنزيني، به علت متراكم شدن مخلوط سوخت و هوا، افزايش فشار سيلندر در مرحله تراكم با محدوديت مواجه است. نسبت تراكم در موتور ديزل حدود 1:18 و در موتور بنزيني حدود 1:10 است.
2. موتور ديزل، با مصرف سوخت و آلودگي كمتر، توان و گشتاور بيشتري توليد ميكند (نمودار 4).
همانطور كه در نمودار4 ديده ميشود، خودروهاي سواري ديزلي با وزن حدود 1300 كيلوگرم، در مقايسه با خودروهاي بنزيني حدود 28 درصد كاهش مصرف و آلايندگي دي‌اكسيد كربن دارند. هر چه وزن خودروها بيشتر شود، اين اختلاف چشمگيرتر است.
نمودار 4: مقايسه مصرف سوخت و انتشار CO2 ودروهاي بنزيني و ديزل براساس وزن آنها
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در شكل 2، مقايسه‌اي بين دو نوع خودروي مرسدس بنز مشابه با مدل‌هاي E240 (بنزيني) و E270CDI (ديزل) انجام شده است. در نمودار ميله‌اي شكل 2، قسمت‌هاي تيره‌تر مربوط به خودروي ديزل و قسمت‌هاي روشن‌تر مربوط به خودروهاي بنزيني است. شكل ظاهري اين دو و، تقريبا يكسان است. همانطور كه در نمودار شكل 2 ديده ميشود، با توان يكسان، خودروي ديزلي گشتاور بيشتري توليد ميكند. همچنين ميزان مصرف سوخت و آلايندگي در خودروي ديزلي برتري قابل‌توجهي دارد. تنها سرعت حداكثر و شتاب‌گيري موتور بنزيني، بهتر است كه البته ميزان اين اختلاف بسيار اندك است.
شكل 2: مقايسه فني خودروي بنز با مدل‌هاي E240 (بنزيني) و E270CDI (ديزل)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در موتور ديزل، نيازي به شمع براي ايجاد جرقه نيست.
3. موتور ديزل، قابليت تطابق با سوخت‌هاي بيشتري را دارد. از جمله اين موارد، Biomass است كه نمونه‌اي از آن روغن‌هاي خوراكي مصرف شده است.
4. سوخت ديزل به علت سنگين بودن، با نسبت سوخت به هواي بسيار كم (حدود 04/0) نيز احتراق كامل صورت ميگيرد.
5. ديزل، ارزانتر از بنزين است. در كشور ما اين موضوع به وضوح مشهود بوده و در كشورهاي اروپايي نيز مورد توجه است. نمودار 5، مقايسه قيمت بنزين و سوخت ديزل را نشان ميدهد.
نمودار 5: مقايسه قيمت سوخت ديزل و بنزين در اروپا و امريكا
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
امروزه مفهوم استفاده از موتورهاي ديزل آن‌طور كه بايد جا نيفتاده است. نه‌تنها مزاياي موتور ديزل زياد است بلكه دقت ساخت اين نوع موتورها نيز بسيار بالاست. از سوي ديگر، نگهداري از موتورهاي ديزل مشكل بوده و در صورت صدمه ديدن اجزاي موتور، هزينه‌هاي تعمير آن زياد مي‌باشد. اين موارد، قيمت اوليه موتور را بالا مي‌برد. به‌رغم اذعان استفاده‌كنندگان موتور ديزل كه از كاركرد موتور، مصرف كم و هزينه‌هاي اندك آن بسيار راضي هستند، اين موضوع به طور چشمگيري بر ديدگاه مشتريان براي ترجيح در خريد خودروي ديزلي يا بنزيني، تاثير مي‌گذارد.
در اين زمينه به جاي موضوع فوق، چند موضوع زير را بايد در ديدگاه مشتريان پررنگ‌تر كرد:
الف- قيمت اوليه موتور ديزل، بيشتر از موتور بنزيني است.
ب- مزاياي استفاده از سوخت ديزل در مقايسه با بنزين در راستاي منافع اقتصادي كشور، قابل توجه است.
پ- قيمت سوخت ديزل بسيار كمتر از بنزين است.
ت- با سوخت ديزل مسافت بيشتري را ميتوان با خودرو طي نمود.
ث- موتور ديزل، پتانسيل بيشتري براي استفاده از سوخت‌هاي تجديدپذير نظير Biomass دارد.
تمامي موارد فوق نشان مي‌دهند كه به‌رغم تعبير اوليه مشتريان از قيمت بالاي خودروهاي ديزلي، اين نوع خودروها اقتصادي‌تر هستند. مثال زير نيز اين موضوع را به‌خوبي نشان ميدهد. براي دو مدل مقايسه شده در شكل 2 مقايسه‌اي قيمتي نيز انجام شده است.
خودروي ديزل مرسدس بنز E270CDI حدود 700 يورو گرانتر از خودروي بنزيني مرسدس بنز E240 است. مصرف سوخت مدل ديزلي 5/6 ليتر در 100 كيلومتر بوده، اما مصرف سوخت مدل بنزيني 7/10 ليتر در 100 كيلومتر است. قيمت سوخت در اروپا به ازاي هر ليتر براي سوخت ديزل 89/0 يورو و براي بنزين 03/1 يورو است. با فرض اينكه اين دو خودرو در سال 15 هزار كيلومتر مسافت طي كنند. مبلغ 700 يورو پس از يك‌سال جبران شده و از سال دوم، خودروي ديزل به صرفه‌تر خواهد بود.
نتيجه‌گيري
پيشتازان خودروي ديزل در دنيا، اروپا، امريكاي شمالي و ژاپن هستند و استفاده از اين خودرو با توجه به مزاياي آن با سرعت چشمگيري رو به افزايش است. با اين تفاسير ديري نمي‌پايد كه ايران نيز به ناچار به اين سمت حركت ميكند. لذا به نظر مي‌رسد از هم‌اكنون بايد مبناهاي حركتي به سمت تكنولوژيهاي خودروي ديزل، فراهم آيند. در كشور ما، گازوئيل به عنوان سوخت ديزل از مرغوبيت بالايي برخوردار نيست. بالا بودن ميزان سولفور در گازوئيل، باعث استهلاك زودرس موتور و بوي نامطبوع خروجي آن است. اين موارد باعث مي‌شوند تا خودروي ديزل پس از مدتي برتري‌هاي خود را در مقايسه با خودروي بنزيني از دست داده و عملكرد بدي پيدا كند. بنابراين، براي استفاده از خودروهاي ديزل در ايران، لازم است زيرساخت‌هايي فراهم شود تا گازوئيل با سولفور بسيار پايين و مطابق با استانداردهاي جهاني توليد شود. از طرفي ديگر، چون خودروهاي ديزل با سوخت CNG نيز همخواني دارند، استفاده از موتورهاي ديزل با ديگر مسائل جاري، تقابلي ايجاد نمي‌كند.
از ديدگاهي ديگر، چون ژاپن از لحاظ تحقيقات تكنولوژيك در زمينه موتورهاي ديزل ژاپن پيشتاز است، به نظر مي‌رسد كه در كنار عمليات صنعتي، بخش تحقيقات دانشگاه و صنعت نيز بايد شروع به فعاليت كرده و از عمليات اجرايي صنعتي پيشي بگيرند.
منبع : ماهنامه صنعت خودرو
خودروهاي هيبريدي و كاربرد باتريهاي دوقطبي
خودروي هيبريدي ماشيني است كه حداقل از دو نوع منبع انرژي براي حركت بهره مي گيرد. در نسل جديد خودروهاي هيبريدي دو موتور سوختي و برقي، نيروي محركه لازم براي حركت را فراهم مي كنند. در اين خودروها، برق مصرفي موتور برقي از طريق نسل جديد باتريها، يعني باتريهاي دوقطبي حاصل مي شود. موتور سوختي منبع اصلي انرژي محركه ماشين بوده و باتري به عنوان يك منبع كمكي عمل مي كند و در مواقعي كه خودرو به انرژي بالايي براي حركت و يا شتاب گرفتن نياز دارد، موتور برقي نيز به صورت خودكار به كار مي افتد. در مواقع عادي، انرژي اضافي حاصل از موتور سوختي از طريق دينام در باتري ذخيره مي شود و به اين طريق اتلاف انرژي موتور سوختي به شدت كاهش يافته، مصرف سوخت كمتر شده و آلودگي هوايي ناشي از خودروها كاهش مي يابد.
فكر استفاده از برق براي تأمين انرژي حركت خودروها به چند دهه قبل بر ميگردد. برق لازم براي خودروهاي برقي مي تواند از برق شهر (براي خودروهاي داخل شهر مثل اتوبوس وقطار برقي)، باتري و يا پيلهاي سوختي تأمين شود. به عنوان مثال در سال 1964 ميلادي در كشور ژاپن، كل نيروي محركه يك كشتي از طريق پيل سوختي تأمين مي شد. باتريهاي قابل شارژ يكي از منابع بسيار مورد علاقه براي تأمين انرژي در خودروهاي برقي هستند. مشكل اصلي استفاده از باتري در خودروهاي برقي، وزن بالاي باتري جهت فراهم ساختن انرژي لازم براي حركت مي باشد. بنزين چگالي انرژي بسيار بالاتري نسبت به باتري دارد. براي مثال از لحاظ توليد انرژي هر يك كيلو گرم بنزين معادل يك باتري سرب-اسيد با وزن 142 كيلوگرم عمل مي كند. مسأله ديگر در كاربرد باتري، زمان لازم براي شارژ آنهاست كه در اين مدت ماشين بايد در يك مكان متوقف شود تا باتري آن شارژ شود. براي خودروهاي برقي معمولي كه از باتري استفاده مي كنند، زمان شارژ بسيار بيشتر از زماني است كه خودرو در حال حركت است گاهي براي تأمين انرژي يك ساعت حركت، زمان شارژ به بيش از 10 ساعت مي رسد. به خاطر اين مشكلات استفاده از باتري به عنوان نيروي محركه خودروهاي برقي معمولي توسعه چنداني پيدا نكرده است. موتورهاي برقي در خودروهاي داخل شهري مثل قطار و اتوبوس برقي و بويژه در خودروهاي صنعتي نظيز ليفتراك كاربرد دارد. خودروهاي برقي صنعتي مزاياي متعددي دارند كه از جمله ميتوان به تمييزي، بي سروصدايي و قيمت كمتر نسبت به انواع مشابه سوختي اشاره كرد. تا چند سال اخير فقط يك راه براي شارژ مجدد ماشين برقي به كمك يك شارژر استاندارد وجود داشت كه خودرو مجبور بود تا براي مدت طولاني در يك فضاي خاص توقف كند. ولي در حال حاضر با پيشرفت تكنولوژي، شارژرهايي توليد شده اند (Posicharger) كه بسيار كوچكتر بوده و مي تواند توسط خود ماشين حمل شده و در جايي كه لازم است ماشين توقف كرده و باتري را شارژ كند. مزيت ديگر اين شارژرها توانايي آنها در كاهش زمان شارژ است. اين نوع از شارژرها تك خروجي بوده و در يك زمان مي توانند فقط يك ماشين را شارژ كنند ولي نوع جديدتر آنها داراي چندين خروجي هستند كه مي توانند همزمان چند باتري را شارژ كنند.
براي كاهش وزن باتري، بايد از مواد فعال با چگالي انرژي بالا استفاده شود. ولي تهيه چنين مواد فعالي چندان ساده و عملي نيست. از جمله باتريهايي كه بيشترين مصرف را در اين زمينه دارند باتريهاي سرب-اسيد هستند كه با توجه به ماهيت مواد فعال آنها، اين باتريها وزن بالايي دارند. يكي از تكنولوژيهاي روز دنيا براي كاهش وزن باتريها، استفاده از ساختار دو قطبي در باتريها مي باشد. در باتريهاي معمولي هر الكترود يا آند (قطب منفي) باتري بوده و يا كاتد (قطب مثبت) باتري را تشكيل مي دهد. ولي در يك باتري دو قطبي، يك الكترود دوقطبي هم نقش كاتد وهم نقش آند باتري را بازي مي كند به اين صورت كه يك سطح آن آند و سطح ديگر آن كاتد باتري خواهد بود [1].
در يك خودروي معمولي، سوخت تنها منبع انرژي براي حركت آن است. در اين خودروها بخش عمده انرژي سوخت تلف مي شود. توليد گرما يكي ارز راههاي اتلاف انرژي در اين خودروها است. اما مسأله كيفيت سوختن در اين خودروها بويژه در مواقعي كه دور موتور افزايش مي يابد بايد مد نظر قرار داده شود. در حالت عادي ، احتراق در خودروهاي معمولي ، ناقص بوده و بخش عمده انرژي سوخت هدر مي رود و با افزايش دور موتور و افزايش ميزان سوخت ورودي به موتور، كيفيت سوختن به شدت پايين آمده و اتلاف انرژي بيشتر مي شود. اين مسأله در خودروهاي قديمي بسيار جدي است.
سوخت مصرفي خودروها اعم از بنزين، گازوئيل و گاز طبيعي شامل هيدروكربنهاي آلي است كه بخش عمده آنها هيدروكربنهاي آليفاتيك سير شده با فرمول عمومي CnH2n است كه داراي سه نوع واكنش شيميايي سوختن مي باشند.
(1) سوختن کامل
دی اکسیدکربن می دهد.
nCO2 + nH2O + Heat
نتیجه می دهد
CnH2n + 3n/2 O2
(2) سوختن ناقص
مونواکسیدکربن می دهد.
nCO + nH2O + Heat
نتیجه می دهد
CnH2n + 2 O2
(3) سوختن بسیار ناقص
دوده می دهد.
nC + nH2O + Heat
نتیجه می دهد
CnH2n + n/2 O2
در موتورهاي سوختي، هنگام احتراق واكنش سوختن (2) و (3) و به ميزان كمتري واكنش (3) اتفاق مي افتد. هر چه نسبت هواي ورودي به سوخت نامناسب باشد، سهم واكنش (3) غالب شده و آلودگي ناشي از خودرو بيشتر خواهد شد. هنگامي كه دور موتور بالا باشد، سهم واكنش (3) در احتراق افزايش يافته و علاوه بر اتلاف انرژي به صورت گرما، مقدار كل انرژي حاصل از سوخت به علت سوختن ناقص، كاهش خواهد يافت. هنگامي كه يك خودرو به دليل احتراق ناقص دود مي كند ، در حجم برابر از سوخت ، مقدار حجم گاز حاصل از احتراق در سيلندر كمتر است به همين دليل توان حركت پيستونهاي موتور كه ناشي از افزايش حجم محصولات حاصل از احتراق است كاهش مي يابد به عبارت ساده تر ميزان كل انرژي حاصل از احتراق كاهش مي يابد. كاهش ميزان CO و CO2 در خروجي خودروها مسأله بسيار مهمي در سياستهاي آلودگي زدايي از هوا بويژه در شهرهاي بزرگ است. بنابراين بايد شركتهاي خودروسازي اهميت بيشتري به اين مشكل داده و سعي كنند تا در رفع آن تحقيقات بنيادي انجام دهند. هنگامي كه خودرو از انرژي احتراق استفاده مي كند به اجبار بايد يكسري گاز حاصل شود ، از لحاظ آلودگي و سميت بهتر است كه كيفيت احتراق افزايش يافته و سهم واكنش (1) در سوختن بيشتر شود تا گازهاي خروجي بيشتر شامل CO2 باشد وسهم CO در آن كمتر شود چون CO يك گاز سمي و خفه كننده به شمار مي آيد ، به اين دليل كه اين گاز مي تواند از طريق كيسه هاي هوايي شش هاي انسان وارد گردش خون شده و با هموگلوبين گلبولهاي قرمز كه مسئول حمل اكسيژن (O2) هستند تركيب شود و ظرفيت حمل اكسيژن را كاهش مي دهد . ولي CO2 اين سميت را ندارد مطلوب اين است كه ميزان كل خروجي خودرو اعم از CO2 و CO كاهش يابد كه اين مستلزم استفاده از موتورهايي با كارآيي بالا است كه بتواند انرژي بيشتري از فرايند احتراق توليد كنند و ميزان اتلاف انرژي كاهش يابد . يكي از راههاي حل اين مشكل ساخت خودروهاي هيبريدي برقي است كه در آن گازهاي آلاينده خروجي و مصرف سوخت بسيار پايين است.
در خودروهاي هيبريدي سوختي-برقي، كيفيت سوختن از طريق استفاده از موتورهايي با حجم كمتر و تكنولوژي برتر بهبود يافته و براي تأمين انرژي زياد در مواقع ضروري به جاي افزايش شديد در دور موتور سوختي، موتور برقي به صورت خودكار به كار افتاده و انرژي لازم براي شتاب خودرو را فراهم مي آورد. و در حالت عادي كه انرژي كمتري براي حركت نياز است، انرژي اضافي حاصل از موتور سوختي در باتري ذخيره مي شود تا در مواقعي كه نياز به انرژي بالا وجود دارد، از طريق موتور برقي مصرف شود.
يك خودروي هيبريدي يك موتور بنزيني و يك موتور برقي دارد. موتور بنزيني آن مشابه موتور بنزيني در خودروهاي معمولي عمل مي كند ولي موتور بنزيني در خودروهاي هيبريدي كوچكتر بوده و از تكنولوژي پيشرفته اي براي كاهش خروجي و افزايش كارآيي برخوردارند. موتور برقي در خودروهاي هيبريدي بسيار پيشرفته است. الكترونيك پيشرفته اجازه مي دهد كه آن به عنوان يك موتور مولد خوب عمل كند. وقتي كه نياز باشد انرژي را از باتري گرفته و به ماشين شتاب مي دهد. و از مصرف زياد سوخت و ايجاد آلودگي ناشي از سوختن ناقص جلوگيري مي كند. خودروهاي هيبريدي ساخت شركتهاي هوندا و تويوتاي ژاپن به ازاي هر ليتر بنزين 8/04 تا 10/73 كيلومتر بيشتر از خودروهاي معمولي راه ميروند. در سري جديد خودروهاي هبيريدي شركت هوندا با نام Insight ميزان طي مسير به ازاي هر ليتر بنزين 7/37 كيلومتر است به عبارت ديگر ميزان مصرف بنزين به ازاي هر 100 كيلومتر در اين خودروها فقط 2/65 ليتر مي باشد.
نمونه اي از ساختارهاي هيبريدي طراحي شده توسط شركت تويوتا در شكل 1 ارائه شده است[2]:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 1. ساختار هيبريدي طراحي شده توسط شركت تويوتا
يكي از اجزاي اصلي و مهم در خودروهي هيبريدي منبع تأمين برق آن است كه بايد بتواند توان لازم براي شتاب دادن به خودرو را فراهم آورد. باتريهاي دوقطبي مهمترين منبع براي تأمين برق اين خودروها مي باشند. باتريهاي دوقطبي سرب-اسيد و نيكل-نيكل هيدريد بيشترين كاربرد را در موتور برقي خودروهاي هيبريدي دارند. باتريهاي دوقطبي نيكل-نيكل هيدريد كارآيي و چگالي انرژي بالاتري نسبت به باتريهاي دوقطبي سرب-اسيد دارند اما به دليل قيمت بالاتر و فناوري پيچيده تر نسبت به باتريهاي دوقطبي سرب-اسيد كمتر استفاده مي شوند.
سابقه استفاده از باتريهاي سرب-اسيد معمولي به 140 سال پيش بر مي گردد ولي هنوز هم بخش عمده اي از تحقيقات باتري در دنيا به اين نوع از باتريها اختصاص دارد. سابقه تحقيق درباره باتريهاي دوقطبي سرب-اسيد به چند سال اخير مربوط است و از جمله فنآوريهاي روز دنيا به حساب مي آيد. تاكنون در ايران گزارشي در زمينه اين نوع از باتريها ارائه نشده است.
نمونه اي از باتريهاي دوقطبي مورد استفاده در خودروهاي هيبريدي در شكل 2 ارائه شده است اين باتري 75 ولت بوده و توان توليد انرژي آن 1/2 کیلو وات بر ساعت است.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 2. تصوير بيروني يك نوع باتري دوقطبي 75 ولت با توان KWh2/1 براي خودروهاي هيبريدي
ساختار كلي باتريهاي دوقطبي نيز مشابه بقيه باتريها از چند قسمت اصلي تشكيل شده است:
1. ماده فعال آندي
2. ماده فعال كاتدي
3. جمع كننده جريان آندي
4. جمع كننده جريان كاتدي
5. الكتروليت
6. بدنه باتري
قسمت اصلي كه باعث ايجاد اختلاف بين باتري دوقطبي و باتريهاي معمولي مي شود، الكترود دوقطبي است كه در باتريهاي دوقطبي استفاده مي شود. در يك باتري معمولي يك الكترود مي تواند فقط آند يا كاتد باشد ولي الكترودهاي دوقطبي باتريهاي دوقطبي نقش آند وكاتد را بر عهده دارند. يك سطح انها شامل مواد فعال آندي و سطح ديگر آنها شامل مواد فعال كاتدي مي باشد. نكتة مهم در اين باتريها ساختار آنها است كه بسيار پيچيده تر از باتريهاي معمولي است. ساختار آنها بايد به گونه اي طراحي شود كه هيچ گونه ارتباط الكتروليتي بين دو طرف يك الكترود دوقطبي برقرار نشود. ايجاد اين نوع ارتباط باعث از كار افتادن باتري خواهد شد. در حالي كه در يك باتري معمولي مي توان تمام الكترودها را داخل يك ظرف الكتروليت قرار داد. دو نمونه از ساختار باتريهاي دوقطبي در شكل 3 [1] و شكل 4 [3] ارائه شده است .
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 3. ساختار يك نوع باتري دوقطبي با الكترود دوقطبي استيل ضد اسيد برگرفته شده از مرجع [1]
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 4. ساختار يك باتري دوقطبي با الكترود دوقطبي پلي اتيلن دوپه شده با كربن برگرفته شده از مرجع [3]
منبع : [ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ([ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ])
اسب بخار چیست
عبارت اسب بخار توسط جیمز وات(١۸١٩- ١۷٣۶) ابداع شد. بیشتر شهرت او به خاطر کارهایش برای بهبود ماشین بخار است.همچنین ما هر وقت از لامپ های ١۰۰ واتی حرف می زنیم به یاد او می افتیم.
داستان از آن جا شروع شد که وات در یک معدن زغال سنگ با اسب هایی که زغال سنگ بلند می کردند کار می کرد و راهی می خواست تا بتواند در باره ی توان هر یک از این اسب ها صحبت کند.او دریافت که به طور میانگین، یک اسب معدن می تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٣۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد.سپس او این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ٣٣۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٤۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد.این یک واحد دلخواه بود که پس از گذشت قرن ها،امروزه در خودرو ها،ماشین ها ی چمن زنی ، اره برقی ها و در بعضی جارو برقی ها به کار می رود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مفهوم اسب بخار این است: به نظر وات،یک اسب می تواند در هر دقیقه ٣٣۰۰۰ پوند-فوت کار انجام دهد.پس اسبی را در نظر بگیرید که مانند شکل بالا در حال بالا کشیدن زغال از معدن است.اسبی که یک اسب بخار توان دارد می تواند ٣٣۰ پوند(١۵۰ کیلوگرم) زغال را در مدت یک دقیقه ١۰۰ فوت(٣۰ متر) بالا بکشد.و یا ٣٣ پوند(١۵ کیلوگرم) را در یک دقیقه ١۰۰۰ فوت(٣۰۰ متر) و...
شما می توانید ترکیب های متفاوتی از وزن و جابه جایی در یک دقیقه را در نظر بگیرید و تا زمانی که حاصل ضرب آنها ٣٣۰۰۰ شود،یک اسب بخار خواهید داشت.
ممکن است فکر کنید نمی توان ٣٣۰۰۰ پوند(١۵ تن) زغال را در یک سطل ریخت و از اسب خواست آن را در مدت یک دقیقه،١ فوت (٣۰ سانتی متر) جا به جا کند چون اسب نمی تواند چنین بار سنگینی را تکان دهد.همچنین ممکن است فکر کنید نمی توان ١ پوند(٤۵۰ گرم) زغال را در یک سطل گذاشت و از اسب خواست در مدت یک دقیقه آن را ٣٣۰۰۰ فوت(١۰ کیلومتر) جا به جا کند،زیرا در این حالت سرعت اسب باید ٣۷۵ مایل در ساعت(۶۰٣ کیلومتر در ساعت) باشد که ممکن نیست.اگر مطلب قرقره و طناب چگونه کار می کند را خوانده باشید،می دانید که با یک مجموعه از قرقره ها می توان نسبت جا به جایی و وزن را عوض کرد.پس می توان آرایشی از قرقره ها را درست کرد به نحوی که با سرعت و بار مناسب اسب هماهنگ باشد و مهم نیست چه باری در سطل است.
اسب بخار می تواند به واحد های دیگر هم تبدیل شود:
●یک اسب بخار برابر با ۷٤۶ وات است.پس اگر یک اسب را به چرخی وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می توان مولد برقی را به کار انداخت که ۷۶ وات توان تولید می کند.
●انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر ۲۵٤۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند آب به اندازه ی یک درجه ی فارنهایت است.
●یک BTU برابر ١۰۵۵ ژول،یا ۲۵۲ گرم-کالری ویا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است.یک اسب احتمالا ۶٤١ کالری غذایی را در یک ساعت می سوزاند.
اندازه گیری اسب بخار:
اگر بخواهید توان یک موتور را بدانید،باید موتور را به یک توان سنج (Dynamometer) وصل کنید. توان سنج باری را روی موتور قرار می دهد و توانی را که موتور در برابر بار تولید می کند را اندازه می گیرد.
ایده ی طرز کار توان سنج را می توان به این صورت درک کرد:تصور کنید موتوری را روشن کردید.و بدون آنکه باری روی آن باشد پدال گاز را فشار می دهید.در این جالت موتور آن قدر سریع می چرخد که از هم می پاشد. که این مناسب نیست بنابراین با یک توان سنج باری را بر موتور قرار می دهید و باری را که موتور در دور های مختلف می تواند تحمل کند را اندازه می گیرید.باید توان سنجی را به موتور وصل کنید،گاز دهید و با توان سنج بار روی موتور را تغییر دهید تا دور موتور مثلا روی ۷۰۰۰ دور بر دقیقه ثابت بماند.و در این دور،باری را که موتور می تواند تحمل کند را ثبت می کنید. سپس بار را زیاد تر کنید تا دور موتور مثلا به ۶۵۰۰ کاهش یابد و دوباره بار متناظر با این دور را ثبت کنید.و به همین ترتیب ادامه دهید.همچنین می توانید همین کارها را از ۵۰۰ و ١۰۰۰ دور به بالا انجام دهید.چیزی که توان سنج اندازه می گیرد در واقع گشتاور پیچشی است و برای تبدیل آن به اسب بخار باید گشتاور را در دور موتور ضرب کنید.
رسم نمودار توان:
اگر نمودار توان یک موتور( بر حسب اسب بخار) در برابر دور موتور را رسم کنید ،چیزی که در نهایت به دست می آید منحنی توان موتور است.یک نمونه منحنی توان یک موتور با عملکرد بالا شبیه نمودار زیر است.(این منحنی مربوط به موتور ٣۰۰ اسب بخاری میتسوبیشی دو توربوشارژره است)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
چنین نموداری نشان می دهد که هر موتوری یک توان بیشینه دارد.(دور موتوری که در آن توان خروجی موتور بیشینه است).همچنین یک موتوردر یک دور خاص،گشتاور بیشینه ای دارد.شما معمولا چنین چیزی را در مجلات و نشریات می بینید: rpm ۶۵۰۰ hp@٣۲۰ ، rpm۵۰۰۰lb-ft@ ۲٩۰ (مربوط به 1999 Shelby Series 1)
وقتی می گویند موتوری گشتاورآخر پایینی دارد یعنی بیشینه ی گشتاور در دور موتورهای نسبتا پایین(مثلا ۲۰۰۰ یا ٣۰۰۰ دور) رخ می دهد.
چیز دیگری که در منحنی توان یک خودرو دیده می شود جایی است که توان بیشینه رخ می دهد.وقتی سعی می کنید به سرعت شتاب بگیرید می خواهید موتور را نزدیک توان بیشینه نگه دارید و به همین خاطر دنده را کم می کنید تا دور موتور زیاد شود و به توان بیشینه نزدیک شوید.وقتی می خواهید از پشت چراغ قرمز شروع به حرکت کنید گاز می دهید تا دور موتور بالا رود و به توان بیشینه نزدیک شوید آنگاه کلاچ را رها می کنید تا توان زیادی به چرخ ها منتقل شود.
توان در خودرو هایی با عملکرد بالا:
خودرویی با عملکرد بالا نامیده می شود که نسبت به وزنش توان زیادی داشته باشد.هرچه وزن بیشتر باشد توان بیشتری برای شتاب دادن به خودرو لازم است.برای توان مشخصی باید وزن را کاهش داد تا شتاب زیاد تر شود.
جدول زیر توان و وزن چند خودرو با عملکرد بالا (و یک خودرو با عملکرد پایین)را نشان می دهد.در این جدول می توانید توان بیشینه،وزن،نسبت توان به وزن،زمان لازم برای رسیدن سرعت از صفر به ۶۰ مایل در ساعت(٩۷ کیلومتر در ساعت) و قیمت خودرو را ببینید.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
می توانید رابطه ی واضحی بین نسبت توان به وزن و زمان صفر تا ۶۰ خودرو ببینید.معمولا نسبت بیشتر نشان دهنده ی خودرو ی سریع تر است.جالب است که رابطه ی کمتری بین سرعت و قیمت خودرو وجود دارد.به نظر می رسد دوج وایپردر این جدول قیمت خوبی دارد!
اگر خودروی سریع تری می خواهید در واقع نسبت توان به وزن بیشتری می خواهید پس اولین کار خالی کردن صندوق عقب است.
منبع :پارسی خودرو
منيفولد ساده و متغير
در خودروها دو نوع منیفولد وجود دارد یکی منیفولد بنزین که هوا را به درون سیلندرها می‌کشد و
دیگری منیفولد دود برای تخلیه دود.
منيفولد دود:
منيفولدهاي دود با اشکال مختلف ساخته مي شوند. در يک موتور رديفي، منيفولد در کنار موتور قرار
مي گيرد و در يک موتورخورجینی به هر يک از بلوک سيلندر يک منيفولد دود نصب مي شود.
وظيفه ديگر منيفولد دود، گرم کردن منيفولد گاز در موقع سرد بودن مي باشد که با اين وسيله سوخت
به صورت بخار درآمده و از مايع شدن آن جلوگيري مي کند.
منيفولد گاز:
منيفولد گاز تقريبا مشابه منيفولد دود مي باشد که با اشکال مختلف ساخته مي شود و در کنار موتور بين
کاربراتور و سر سيلندر قرار مي گيرد. وظيفه آن رساندن سوخت و هوايي که کاربراتور مخلوط مي کند به
وسيله اين رابط (منيفولد گاز ) به شکل گازي به محفظه احتراق در سر سيلندر مي باشد.
توربو شارژر:
توربوشارژر شامل یک کمپرسور و یک توربین می باشد که هر دو روی شفت نصب شده اند و
توربین توسط گازهای خروجی حاصل از احتراق چرخانیده می شود به این ترتیب انرژی این گازها
که در صورت نبودن توربوشارژ تلف می شد برای چرخانیدن کمپرسور استفاده می شود و هوای
بیشتری برای سیلندرها موتور تامین می کند توربو شارژ دارای یک قسمت دوار (روتور) است که
شامل یک شفت می باشد و یک سر ان توربین و سر دیگر ان یک کمپرسور نصب شده است این
قسمت دوار داخل یک پوسته قرار گرفته که دارای دو محفظه یکی توربین و دیگری برای کمپرسور
می باشد گازهای خروجی موتور مستقیما وارد محفظه توربین شده و توربین و در نتیجه کمپرسور
را با سرعت بالایی به چرخش وا می دارند از هوا از مرکز محفظه کمپرسور مکیده شده و تحت
فشار قرار گرفته و توسط نیروی گریز از مرکز که بواسطه سرعت بسیار بالای چرخش کمپرسور
ناشی می شود به درون موتور رانده می شود به این ترتیب هوای بیشتری به داخل سیلندر
ارسال می گردد اگر سوخت بیشتری به داخل سیلندرها تزریق شود انرژی گازهای خروجی نیز
افزایش یافته و در نتیجه سرعت چرخش توربوشارژ نیز بالاتر می رود این امر سبب افزایش
هوای تامین شده برای موتور می گردد .
سنسور اكسيژن:
اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود مي‌باشند اندازه گرفته و ولتاژ
مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط مي‌باشد را به واحد ECU
گزارش میدهد.
مواد مناسب براي ساخت قطعه منيفولد دود خودرو:
منيفولد دود، قطعه‌اي است كه وظيفه هدايت و انتقال دود و گازهاي داغ خروجي از موتور به لوله اگزوز را
برعهده دارد. اين قطعه بايد مسير مناسب و بدون مانعي را براي خروج و فرار گازهاي خروجي ايجاد كند و
دوام و مقاومت خوبي در برابر گازهاي داغ و دماهاي تا حدود 1000 درجه سانتي‌گراد از خود نشان دهد.
براي ساخت اين قطعه معمولاً از دو نوع ماده استفاده ميكنند:
الف- فولادهاي مقاوم به حرارت يا فولادهاي نسوز
ب- چدنها كه با توجه به شرايط كاربرد، ميتوان ا: چدن اكستري، گرافيت فشرده، داكتيل و يا داكتيل
آلياژي استفاده كرد.
جنس منيفولد دود برخي خودروها از فولادهاي نسوز است، اما به دليل هزينه بيشتر، نياز به جوشكاري و
پيچيدگي زياد ساخت اين قطعه، معمولاً منيفولد دود بيشتر خودروهاي معمولي از جنس چدن است. جدول
1، جنس منيفولد دود چند خودرو را به همراه تركيب شيميايي آنها نشان ميدهد.
چدن، براي كاربرد در دماي بالا، مفيد است. در مقايسه با چدن خاكستري، مقاومت چدن نشكن در برابر حرارت
بهتر مي‌باشد . بنابراين استفاده از اين ماده براي ساختن منيفولد دود بسيار عالي خواهد بود. محاسن چدن
نشكن نسبت به چدن خاكستري براي توليد منيفولد دود موتورهاي داغ‌تر به شرح زير است:
.1چدن نشكن با ميزان سيليسيم بالاتر و منگنز پايين‌تر داراي دماي استحاله يا يوتكيوئيد بالاتري مي‌باشد.
بنابراين اگر درجه حرارت كاركرد يون قطعه دچار تغيير فاز شود، بالا ميرود.
.2 در چدن‌هاي خاكستري، اكسيد شدن با سرعت در سطوح گرافيت لايه‌اي اتفاق مي‌افتد، ولي در چدن
نشكن گرافيت‌ها به صورت كروي پراكنده شده و به علت دارا بودن ماهيت تغيير شكل پلاستيك، مقاومت
بيشتري نسبت به چدن خاكستري در برابر افزايش درجه حرارت دارند .
جنس مانیفولد دود خودروهای مختلف
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
گرم و سرد كردن مكرر، باعث ايجاد شوك حرارتي در قطعه و توسعه شيب‌هاي حرارتي و ايجاد نشت‌هاي
داخلي ميشود. اين مسائل موجب تابيدگي يا تخريب ناشي از خستگي حرارتي قطعه خواهد شد. بنابراين
براي طراحي قطعاتي نظير منيفولد دود علاوه‌بر معيارهاي طراحي بايد به مسائلي از قبيل حداكثر دماي
كاركرد ميزان انتقال حرارت، شيب‌هاي حرارتي و ميزان انبساط در اثر گرما توجه كامل داشت.
انبساط و رشد قطعات چدني در دماهاي بالا
قطعات چدني وقتي در دماي بالا قرار مي‌گيرند، حتي اگر تنش هم به آنها اعمال نشود، باز هم تمايل به رشد
از خود نشان مي‌دهند و مقدار رشد به تركيب شيميايي، ساختار ميكروسكوپي، زمان قرار داشتن در دماي
بالا و تغييرات دمايي بستگي دارد.
حفظ خواص مكانيكي و ابعادي قطعه چدن نشكن در معرض حرارت، بستگي به ثبات ساختار ميكروسكوپي و
مقاومت به اكسيداسيون دارد. ساختار چدن نشكن فريتي يا چدن نشكن آنيل شده تا دماي بحراني 730
درجه سانتي‌گراد ثابت است. در فريت خواصي مانند استحكام و مقاومت در برابر حرارت، بستگي به تركيب
شيميايي آن دارد. ميزان بالاي Si و افزودني‌هاي ديگر نظير نيكل، آلومينيم و موليبدن اثر مستقيمي بر خواص
فريت در درجه حرارت‌هاي بالا دارند.
ساختار چدن نشكن پرليتي تا دماي 420 درجه سانتي‌گراد ثابت مي‌ماند. بالاتر از 540 درجه سانتي‌گراد
سمانتيت موجود در پرليت تدريجاً حالت كروي پيدا كرده و به كربن و آهن تجزيه ميشود. كربن تجزيه شده با
رسوب بر روي گرافيت كروي باعث گرافيت‌زايي ميشود. ميزان سرعت گرافيت‌زايي در دماي بالاتر از 650
درجه سانتي‌گراد افزايش مي‌يابد.
سرعت گرافيت‌زايي به تركيب شيميايي به‌ويژه ميزان Si و عناصر كاربيد‌زاي موجود بستگي دارد.
چدن‌هاي داكتيل فريتي تا دماي بحراني 730 درجه سانتي‌گراد پايدار بوده، در دماهاي پايين‌تر از 815
درجه سانتي‌گراد چدن‌هاي نشكن فريتي آنيل شده رشد نداشته، اما چدن‌هاي نشكن پرليتي به علت
گرافيت‌زايي رشد از خود نشان مي‌دهند و چدن‌هاي داكتيل غيرآلياژي هم پرليتي و فريتي بالاي 815
درجه سانتي‌گراد رشد مؤثري داشته و در حالت پرليتي رشد آنها سريعتر است.
با افزايش سطح مقطع، رشد كاهش يافته و با افزايش Si و استفاده از كرم و موليبدن ميتوان رشد را
متوقف كرد. چدن خاكستري به دليل گرافيت‌زايي و اكسيداسيون بيشتر، رشد بيشتري نسبت به چدن
داكتيل از خود نشان ميدهد.
به‌طور كلي منيفولدهاي چدني دماي بالا از چدن داكتيل فريتي ساخته ميشود كه با توجه به دماي
كاركرد آنها عناصر آلياژي نظير Mo، كرم، Ni و يا AL استفاده ميشود. اين مواد را ميتوان در قالب 4 گروه
زير دسته‌بندي كرد:
الف- چدن داكتيل فريتي: داراي كربن معادل 8/4 درصد و Si 3 درصد بوده و انعطاف‌پذيري آنها 20- 16 درصد
مي‌باشد. قابليت ماشينكاري عالي و قابل استفاده در درجه حرارت‌هاي متوسط مي‌باشد.
ب- چدن‌هاي داكتيل Si-Mo
Mo در قطعاتي كه در دماي بالا كار ميكنند نقش مؤثري داشته و باعث افزايش خستگي حرارتي و پايداري
ابعادي و ساختاري ميشود. در اين چدنها قابليت ماشينكاري نسبتاً پايين است و دماي كاركرد بالاتري
دارند. اين گروه نيز داراي 3 درصد Si، 8/4 درصد كربن و 15-10 درصد پرليت و شامل كاربيد‌هاي موليبدن
مي‌باشد كه با توجه به درصد موليبدن به 3 گروه تقسيم ميشود.
A)ا 9-7 درصد موليبدن
B)ا 7/0-5/0 درصد موليبدن
C)ا 5/0-3/0 درصد موليبدن
پ- چدن‌هاي Niدار
ت- چدن‌هاي با Si و Mo بالا
اين چدنها مشابه گروه ب ولي با انعطاف‌پذيري پايين، شكننده و مشكل براي ريخته‌گري مي‌باشند، از اين
چدنها زياد استفاده نمي‌شود .
شکلA، حداكثر دماي كاركرد منيفولد دود با گريدهاي مختلف مواد را نشان ميدهد. با توجه به اين جدول،
اختلاف دماي كاركرد منيفولد دود از جنس چدن داكتيل بدون Mo و با Si بالا با چدن حاوي Mo و Si بالا در
حدود 37 درجه سانتي‌گراد مي‌باشد
جدول A:حداكثر دماي كاركرد منيفولد دود با گريدهاي مختلف مواد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در منيفولد دود دو عنصر Si و Mo نقش مهمي را ايفا ميكنند. Si با پايدار كردن زمينه فريتي و تشكيل
لايه سطحي غني از Si كه از اكسيداسيون پيشگيري ميكند، عملكرد چدن داكتيل در دماي بالا را افزايش
ميدهد. با افزايش ميزان Si، مقاومت قطعه در برابر اكسيداسيون افزايش مي‌يابد. با افزايش Si
استحكام‌هاي تسليم و شكست افزايش يافته و انعطاف‌پذيري كاهش مي‌يابد. سيليسيم تا دماي 540 درجه
سانتي‌گراد، استحكام‌دهي خوبي دارد و در دماهاي بالاي 540 درجه سانتي‌گراد اثر كمتري دارد.
براي مقادير بالاي 6 درصد Si قطعه ممكن است خيلي ترد و شكننده باشد. بهترين تركيب مقاومت حرارتي و
خواص مكانيكي بالا در مقدار Si 6-4 درصد به دست مي‌آيد. سيليسيم براي افزايش مقاومت در برابر پوسته
شدن بسيار مؤثر بوده و دليل آن اين است كه با افزايش Si، تركيب پوسته از حالت اكسيد آهن به سمت
سيليكات تغيير مي‌يابد و اين پوسته مقاومت بيشتري در برابر نفوذ يون‌هاي فلي و اكسيژن از خود نشان
ميدهد و به اين ترتيب ميزان پوسته شدن كاهش مي‌يابد.
در دماهاي بالا Mo نقش مؤثرتري داشته و با افزايش Mo به ميزان 1-0 درصد به چدن‌هاي داكتيل با Si بالا،
خستگي حرارتي بهبود مي‌يابد. در جدولB، تأثير درصدهاي مختلف سيليسيم و موليبدن بر رفتار خستگي
حرارتي نشان داده شده است.
افزايش Si و افزود ي نظير AL و Mo به‌طور مؤثر اكسيداسيون چدن داكتيل را تا فولادهاي آستنيتي
كاهش ميدهد.
(B)تأثير سيليسيم و موليبدن بر رفتار خستگي حرارتي چدن‌هاي داكتيل فريتي
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مقدمه ای برتئوری مسیر جریان درمانیفولدها:
مدل های مانیفولد برخاسته از عرصه های گوناگون مانند ریاضیات و تصویرپردازی وداده های مدلی یا به
وسیله علم کامپیوتر.
سطوحی از معیارهای ارادی وبعدی درمدل های غیر خطی استفاده می شود.و همچنین در مدل های جدید
فرایند تدریجی را دنبال می کند. در تصویب کردن روش های عددی ناپایدارو بهره برداری از شکل غیر خطی
خلاصه زبده اطلاعات مناسب برای عناصر داده ها لازم می باشد.
این روش شامل مطالعه در خصوص موضوعات محاسبات دیفرانسیلی (عامل مربوطه لاپلاس و این گونه ها
هستند) و در کل روشهای مسیری (مربوط به محاسبه کوتاه ترین مسیر بین دو نقطه در سطح) در این
مسافت شما به این نتیجه می رسید که تفاضلی و خط ترسیم شده بین دو نقطه در روی سطح محاسبه در
عکس ها و حجم ها وابعادهای نمایش هندسی بالا برقرار است.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منیفولدهای ورودی متغیر :
(1) منیفولدهای طول متغیر
(2) سیستم ورودی انعکاسی
منیفولدهای ورودی متغیر از اواسط دهه 90 بطور گسترده رایج شدند. با استفاده از این سیستم
گشتاور پایین در دور متوسط افزایش یافته بدون این که تاثیری بروی مصرف سوخت یا قدرت در
دورهای بالا داشته باشد.
بد ین وسیله انعطاف پذیری موتور بهبود می یابد. یک منیفولد معمولی برای قدرت درسرعت بالا یا
گشتاو در دورپایین و یا یک توازن بین آنها بهینه سازی می شود اما منیفولد ورودی متغیر یک یا
بیش از دومرحله برای انجام وظیفه در سرعت مختلف موتورمطرح میکند گفته میشود نتایج استفاده
ازاین سیستم شبیه استفاده ازسیستم تایمینگ متغیرسوپاپ(VVT) می باشد.
اما مزیت منیفولد ورودی متغیر این است که گشتاور دور پایین را بیش ازقدرت در
در دور بالا افزایش می دهد. این سیستم برای خودروهای چهار در(sedan) که هر روز سنگین و سنگین تر
می شوند خیلی مفید می باشد. با افزایش خودروهایی که خصوصیات اسپورت دارند مانند Ferrari 360 M و
550 M از منیفولدهای ورودی متغیر در کنار تایمیگ متغیر سوپاپ برای قابلیت بهتر در حرکت استفاده می
شود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در مقایسه با VVT منیفولدهای ورودی متغیرارزانترمی باشند. برای این که فقط به چند
منیفولد ریخته گری شد و دد کمی سواپهای لکتریکی احتیاج دارند در مقابل VVT به تعدادی
کارانداز هیدرولیکی دقیق ومناسب و یا حتی تعدادی بادامک مخصوص و میل بادامک نیاز دارد.
هر دو آنها از هندسه منیفولدهای ورودی برای رسیدن به یک هدف مشابه استفاده می کنند. منیفولدهای
ورودی طول متغیرمعمولا در خودروهای سواری چهار در((sedan استفاده می شوند دربیشتر طراحی ها از
دو منیفولد با طول متفاوت برای تغذیه هر سیلندر استفاده میشود. منیفولدهای با طول بلندبرای دورهای
پایین و منیفولدهای کوتاه برای دورهای بالا استفاده میشوند. فهمیدن اینکه چرا دور بالا به منیفولد کوتاه
احتیاج دارد ساده است؟ چون که با استفاده از آن مکش موتور بطور آزادانه و آسان صورتمی گیرد. اما چرا
دردورهای پایین منیفولدهای با طول بلند مورد نیاز است ؟
چونکه استفاده از لوله های بلندتر باعث کاهش فرکانس هوای ورودی به سیلندر میشود به گونه ای که با
کاهش دور موتور تطابق زیادی دارد و باعث بهتر پر شدن سیلندر می شود و بدین ترتیب گشتاور خروجی
را افزایش می دهد. از طرف دیگر منیفولد ورودی بلند تر جریان هوا را به آرامی هدایت می کند که باعث بهتر
مخلوط شدن سوخت و هوا می شود.
بعضی از سیستمهای طول متغیرارائه شده سه مرحله دارند که از این نوع درAudi V8 استفاده شده است.
درحقیقت Audi از منیفولدهای جداگانه استفاده نمی کند. در عوض از یک منیفولد ورودی دورانی که
ورودی آن در مرکز روتور آن واقع است استفاده می کند. چرخش مجرای ورودی به وضعیتهای مختلف باعث
ایجاد طولهای مختلف در منیفولد می شود.
ترتیب احتراق به گونه ای است که سیلندرها بطور متناوب از هر یک از محفظه ها تنفس می کنند که باعث
ایجاد یک موج فشاری بین آنها می شود.
اگر فرکانس موج فشار با دور تطابق داشته باشد می تواند به پرشدن سیلندرکمک کند بدین ترتیب
راندمان مکش افزایش یافته. فرکانس تولیدی به سطح مقطع لوله های متصل شده بستگی دارد.
با بستن یکی ازآنها دردور پایین سطح مقطع به خوبی فرکانس را کاهش می دهد بدین گونه گشتاور
خروجی در دور متوسط افزایش می یابد. در دور بالا سوپاپ باز شده و بهتر پر شدن سیلندر را
فراهم می کند.
خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
مزایا :
بهبود گشتاور تحویلی در دور پایین بدون کاهش قدرت در دور بالا و ارزانتر بودن نسبت به تایمینگ
متغیرسوپاپ VVT)).
معایب:
تقریبا فضای زیادی اشغال می کند و تاثیری در افزایش گشتاور در دور بالا ندارد.
منیفولد ورودی برای حجم های بالا(v10موتور)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مانیفولد ورودی با طول متغیر
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تهيه كننده : مهندس سعيد پويا (مهندسي مكانيك خودرو : مياندواب تير 1388)
دمت گرم مطلب خیلی باحال بود
vBulletin , Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd.