سوخت رساني

اتانول به عنوان سوخت

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در وضعيت امروزي جهان که گازهاي گلخانه اي به سرعت در حال وارد شدن به جو هستند و مشکلات دستيابي به بنزين ، اين سوال پيش مي آيد که براي پاکيزگي محيط زيست و مصرف کامل بنزين در موتور راهي وجود دارد يا خير؟
بعضي سوخت هيدروژن را پيشنهاد مي کنند که بسيار پاکيزه و عالي است اما بدليل خاصيت انفجاري هيدروژن مشکلات ايمني استفاده از اين سوخت وجود دارد ، و نيرومحرکه هاي ديگر انرژي باد و خورشيد است ، اما يکي از سوخت هاي تجديد شدني اتانول است .
اما براي پاسخ به اين که آيا اين سوخت قابليت استفاده در ماشين بصورت عمده را دارد يا نه بايد بدانيم که اتانول چيست و از کجا بدست مي آيد.
اتانول نوعي الکل است که در آمريکا از غلات (معمولا ذرت ) بدست مي آيد و در برزيل از نيشکر بدست مي آيد همچنين مي توان آن را از بقيه غلات مثل گندم جو و يا حتي سيب زميني بدست آورد. 2 راه براي توليد اتانول از غلات وجود دارد يکي از آنها آسياب کردن آن بصورت خشک است .
1- ابتدا دانه هاي غلات را خرد کرده تا بصورت پودر در بيايد .
2- يک مخلوط بصورت نرم از آب و نوعي آنزيم و پودر بدست آمده درست مي کنيم اين آنزيم باعث تجزيه آن پودر مي شود .
3- آنزيم ديگري به آن اضافه مي کنيم که نشاسته داخل آن را به قند تبديل کند و طي عمليات تخمير آن قند به الکل تبديل مي شود .
4- مايه تخمير به مخلوط اضافه مي شود تا فرآيند تخمير رخ دهد و قند به الکل و دي اکسيد کربن تبديل شود .
5- مخمر عرق کرده و اتانول از ماده جامد جدا مي شود .
6- فرآيند دي هيدروژن يا خشک کردن باعث خارج شدن آب از اتانول مي شود .
7- مقداري بنزين به آن اضافه مي کنند تا غير قابل خوردن شود .
اتانول به عنوان ماده اضافه شده به سوخت ماشين استفاده مي شود ( 1 واحد اتانول و 9 واحد بنزين ) در اين صورت co و نيتروژن اکسيد کمتري وارد جو ميشود چون اتانول داراي اکسيژن بيشتري در ساختار خود است بنابراين بهتر مي سوزد همچنين بنزين کمتري مصرف خواهد شد .
اما ماشين هاي بسيار کمي به اين صورت تجهيز شده اند بنابر گفته ي آزمايشگاه بين المللي Argonne بر اثر استفاده از اتانول تنها در سال 2004 تقريبا 7 تن گاز گلخانه اي از جو کم شده است .
( اين استفاده در واقع اضافه کردن اتانول به بنزين براي بهتر سوختن است)
اما دو مشکل براي استفاده از اتانول به عنوان سوخت اصلي وجود دارد :
1- اترژي دريافتي از اتانول به اندازه بنزين نيست .
2- ساخت اتانول از مواد غذايي باعث از بين رفتن غذاهايي مي شود که براي مصرف مردم ضروري است
اما طرفداران محيط زيست و سياستمداران براي استفاده از اين سوخت پاک اين مشکلات را جدي نمي گيرند .
بنابر محاسبات آماري دکتر Pimental توليد اتانول بيشتر از سوزاندن آن انرژي مصرف مي کتد و اين يعني از دست دادن انرژي .
براي توليد مواد غذايي و حمل و نقل اتانول به سوخت فسيلي نياز داريم چون اتانول را نمي شود با لوله منتقل کرد زيرا قسمتهاي مختلف آن طي حرکت از هم جدا مي شود بنابراين طبق اين تحقيق اين راه توليد اتانول (استفاده از غلات ) به صرفه نيست .
يک روش توليد ديگر روش سلولزي است که اتانول را از چوب و گياهان بدست مي آورند اين طرز توليد اتانول مي تواند با بازده نسبتا بالاي خود باعث سازش بين اتانول و بنزين در سوخت ماشين ها شود .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منبع : : sames.ir

سوخت هیدروژن چیست

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد. آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حرکت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع کند.
تصور کنید برای سوخت گیری خودروتان به سمت جایگاه سوخت رسانی حرکت می کنید، دهانه لوله سوخت رسانی را وارد مخزن سوخت خودرو می کنید، اما سوختی که مصرف می کنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلکه هیدروژن است. هیدروژن گازی بی رنگ و بی بو است که از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود که سریع و بدون هیچ خطری توسط محیط اطراف جذب می شود. یک کیلوگرم از هیدروژن تقریباً سه برابر همین میزان بنزین انرژی آزاد می کند.
و این در حالی است که هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود! پس جای تعجب نیست که چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کنند. ال ساکو مدیر مرکز تولید مواد پیشرفته تحت جاذبه ضعیف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون که زیر نظر ناسا مشغول فعالیت است در این زمینه می گوید: «ده ها شرکت از جمله بزرگ ترین شرکت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی کرده اند که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کند.
این موتورها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی هستند که ما امروزه به طور گسرده ای از آنها استفاده می کنیم. سلول های سوختی - یکی دیگر از منابع ممکن برای تولید نیرو در خودروها - نیز از هیدروژن استفاده می کنند. برای آنکه استفاده از این فناوری ها در زندگی روزمره ممکن شود، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن بیابند که از لحاظ هزینه به صرفه بوده و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.»
اما انجام این کار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبک و فرار است. مولکول های کوچک H۲ از طریق روزنه ها و شکاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها بسیار سریع نشت می کنند و هنگامی که از این طریق خارج شدند خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر سریع تر از متان و ده برابر سریع تر از بخارهای بنزین نفوذ می کند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است چرا که قطرات هیدروژن بسیار سریع تبخیر شده و در محیط پراکنده می شوند و می توانند ایمنی سیستم را به خطر اندازند.
این مسئله می تواند برای هر کسی که می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره کند، دردسرساز شود. هر چند که هیدروژن مایع بسیار متراکم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد، اما در عین حال ذخیره کردن آن می تواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد. هیدروژن حدوداً در دمای ۲۰ درجه کلوین (۲۵۳ درجه سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یک مخزن پر از هیدروژن مایع نیازمند استفاده از یک سیستم خنک کننده جانبی سنگین است، فعلاً استفاده از این سیستم ها در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست.
هیدروژن مایع چنان سرد است که حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود. این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود که افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممکن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از سیستم های عایق کاری استفاده شود، اما این کار نیز مشکلاتی را در پی دارد که از جمله آنها می توان به افزایش وزن سیستم ذخیره سازی سوخت اشاره کرد. با این تفاسیر چگونه می توان بر مشکلات پیش رو غلبه کرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهید.
البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده کرد بلکه باید از سنگ های ویژه ای که زئولیت (Zeolite) نام دارند استفاده کرد. ساکو در تشریح خواص این سنگ ها می گوید: «زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستندکه بسیار متخلخلند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولکولی عمل کنند. زئولیت ها در شکل کریستالی خود به صورت شبکه گسترده ای از حفره ها و شکاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند که بسیار شبیه کندوی زنبور عسل است. یک مخزن سوخت که در ساختار آن از این موارد کریستالی استفاده شده است، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنک کننده سنگین» به دام انداخته و در خود ذخیره کند.
ساکو و همکارانش در نظر دارند، با استفاده از کمک های برنامه توسعه تولیدات فضایی ناسا که در مرکز پروازهای فضایی مارشال مستقر است، ایده استفاده از زئولیت ها در مخزن سوخت را عملی سازند. نام زئولیت از کلمات یونانی «Zeo » به معنای جوشیدن و «lithos » به معنای جوشیدن مشتق شده است و معنای تحت اللفظی آن «سنگی که می جوشد» است. این نام را به این دلیل به این سنگ ها اطلاق می کنند که هنگامی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می کنند.
ساکو طرز کار مخزن های سوخت زئولیت دار که در دما کنترل می شود را این گونه شرح می دهد: «در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی را به این زئولیت ها بیافزاییم. این یون ها مثل تشتک عمل می کنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدین ترتیب حفره های موجود در شبکه کریستالی را مسدود می کنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به کناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته کرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این کار یون ها به جای قبلی خود برمی گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.»
حدود ۵۰ نوع زئولیت مختلف با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود، گذشته از این شیمیدان ها روش ساخت مصنوعی تعداد دیگری از آنها را دریافته اند. کسانی که گربه دارند ممکن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا که از این مواد به عنوان بوگیر در بستر حیوان استفاده می شود. ساکو خاطرنشان می سازد: «با استفاده از زئولیت های موجود می توان مقدار کمی از هیدروژن را ذخیره کرد، اما این مقدار کافی نیست.» پس چه مقدار هیدروژن کافی است؟
تصور کنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و کریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود ۴۰ کیلوگرم وزن دارد. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می کنید و متصدی جایگاه حدود ۵/۳ کیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می کند.از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن برابر مخزنی پر از بنزین است. ساکو خاطر نشان می سازد: «اگر بتوان کریستال هایی از زئولیت تولید کرد که بتواند حدود ۶ تا ۶ درصد از وزن خود را، هیدروژن ذخیره کند، آن وقت یک مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یک مخزن معمولی پر از بنزین رقابت کند.»
با این همه بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط ۲ تا ۳ درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند. در سال ۱۹۹۵ ساکو به عنوان یکی از متخصصین یک ماموریت به وسیله شاتل فضایی، کلمبیا (sts-۷۳) به فضا مسافرت کرد. هدف وی از این ماموریت این بود که بتواند زئولیت هایی با کیفیت بهتر را در فضا تولید کند. «در محیطهای با گرانش کم، مواد با سرعت بسیار کمتری گرد هم مجتمع می شوند و این اثر باعث می شود که کریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بیشتری برخوردار شوند.» کریستال های زئولیت تولید شده در زمین بسیار کوچک هستند و ضخامت آنها در حدود ۲ تا ۸ میکرون است. این مقدار حدود یک دهم ضخامت موی انسان است.
اما کریستال هایی را که ساکو توانست در فضا تهیه کند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود. ساکو می گوید: «مراحل بعدی کار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد.» ساکو و همکارانش یک کوره تولید کریستال های زئولیت ساخته اند، که در ابتدای سال ۲۰۰۲ در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شده است. کن بوور ساکس فرمانده یکی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این کوره برای تولید چند نمونه از کریستال ها استفاده کرده است.
کن در حین کار مجبور بود بعضی از مشکلات غیرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول های به کار رفته در رشد کریستال ها را حل کند - این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد - اما از آن پس آزمایشات مربوط به این گونه کریستال ها با سرعت کمتری به پیش می رود. ساکو می گوید در مرحله بعد باید کریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل کرد و آزمایشات مربوطه را روی آنها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد که هدف آنها تولید انبوه کریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا که این کار - حداقل فعلاً - مقرون به صرفه نیست.
وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت که بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند یا خیر؟ اگر بتوان این کار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت که چگونه همین فرآیند را در زمین به گون مشابهی انجام داد. در تمام طول دوره انجام این تحقیقات ساکو در فکر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این ایده رویایی بزرگ است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نکته کلیدی برای استفاده از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشکلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً کسی از شما خواهد پرسید... «آیا در این نزدیکی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟»
منبع : شرکت شاسی سازی ایران

انواع مخازن CNG
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مخازن CNG به چهار دستة کلی تقسیم می‌شوند:

1- مخازن CNG-I[/URL]
2- مخازن CNG-II[/URL]
3- مخازن CNG-III[/URL]
4- مخازن CNG-IV[/URL]
1- مخازن CNG-I
اين مخازن بدون درز و از جنس فولاد يا آلومينيوم مي‌باشند. گر‌چه نوع آلياژ مورد استفاده و همچنين تنش‌هاي طراحي اين‌گونه مخازن در استاندارد مشخص نگردیده‌است وليكن اين‌گونه مخازن فولادي يا آلومينيومي بايد آزمون‌های كارايي را بگذرانند. آزمون‌ها به‌دلیل اطمينان از چقرمگی و مقاومت در برابر تنش، خوردگي و ترك در جنس به‌كار رفته، صورت مي‌گيرند.همچنين آزمون‌های سختي و فشار هيدرواستاتيك جهت اطمینان از استحكام مخزن نیز انجام مي‌گيرند.
2- مخازن CNG-II
اين نوع مخازن داراي يك لاية آستری از جنس فولاد يا آلومينیوم بدون‌درز است و قسمت استوانه‌اي اين آستری، توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است به‌صورت محیطی پيچيده ‌شده‌است. ساختار كامپوزيتي این مخازن، اين امكان را به‌وجود مي‌آورد كه بتوان از ضخامت قسمت فلزي كاست و درنتيجه مخزن سبك‌تري به‌دست آورد. اين مخازن در جهت شعاعي (به جز دو قسمت ابتدايي و انتهايي) تقويت شده‌اند.
مبناي طراحي اين نوع مخازن بر توانايي آستر فولادي يا آلومينيومي در تحمل فشار بالا مي‌باشد. در مورد اين نوع مخازن CNG اين نكته شايان توجه است كه فشار اضافي و دماي بالاتر باعث از بين رفتن كيفيت پوشش كامپوزيت نخواهد شد. اين نوع مخازن از الیاف پیچی پیوسته ساخته مي‌شوند كه براي ساخت آن‌ها از آسترهاي فولادي يا آلومينيومي استفاه مي‌گردد و به آن‌ها مخازن پیچش‌ محیطی گفته‌ مي‌شود. اين مخازن از سال 1980 میلادی ساخته مي‌شوند و مبناي طراحي آن‌ها توانایي آسترهاي فولادي در تحمل بیشینة فشار پرشدن مخزن مي‌باشد. اين امر به طراحان اجازة استفاده از آسترهايي با تحمل تنش بيشتر از حد معمول را می‌دهد.
3- مخازن CNG-III
اين مخازن داراي يك لاية آستری از جنس فولاد يا آلومينيوم بدون‌درز بوده و تمام اين لاية داخلي توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است در راستای محیطی و محوری پیچیده ‌شده و اين ساختار كامپوزيتي كه به مخزن داده مي‌شود، اين امكان را به‌وجود مي‌آورد كه بتوان از ضخامت قسمت فلزي كاست و درنتيجه مخزن سبك‌تري را نسبت به مخازن نوع اول و دوم به‌دست آورد. اين مخازن با الياف كامپوزيت در جهت محیطی و محوري تقويت شده‌اند. اين‌گونه مخازن از اواسط دهه70 ميلادي براي ذخيرة گاز اكسيژن در مصارف پزشكي استفاده مي‌شوند. تقويت اين مخازن با الياف كامپوزيت در دو جهت، قابليت تحمل فشار را نسبت به مخازن نوع دوم، افزایش می‌دهد.
4- مخازن CNG-IV
اين نوع مخازن داراي يك آستری از جنس پليمر بدون درز هستند و تمام اين لاية داخلي توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است پيچيده ‌شده و اين ساختار تمام كامپوزيت از سبك‌ترين انواع مخازن CNG مي‌باشد. اين مخازن با الياف كامپوزيت در جهات شعاعی و محوري تقويت شده‌اند. اين‌گونه مخازن قابليت توليد در ابعاد بزرگتر و با قطر بيشتر را دارند. مخازن نوع 4 داراي كمترين وزن مي‌باشند كه حتي با سيستم سوخت بنزينی قابل مقايسه هستند. اشكال عمدة اين مخازن ايجاد نشتي به مرور زمان در محل اتصال نافی فلزي و آستر پليمري مي‌باشد. همچنين به‌علت عدم انتقال حرارت مناسب آستري پلاستيكي، حين سوخت‌گيري سريع در اين مخازن افزايش دماي نسبتاً بيشتري ايجاد مي‌شود. از جمله مزایای اين نوع مخازن احتمال کم تركيدگی مخزن در حوادث می‌باشد.
اين مخازن بسيار شبيه مخازن نوع سوم هستند و تنها از لحاظ نوع و جنس آسترها تفاوت دارند. اين نوع از مخازن براي كاربرد در خودروهاي گازسوز بسيار مناسب هستند و پتانسيل طراحي و ساخت براي عمرهاي طولاني را دارا می‌باشندآزمون‌های خستگي انجام‌شده روي تعداد زيادي از اين مخازن، عمر اين مخازن را بيش از 100000سيكل سوخت‌گيري نشان داده‌اند كه در مقايسه با ساير مخازن بالاتر است.
منبع : انجمن علمي مهندسي مكانيك دانشگاه شهركرد:27:

سوخت و احتراق

مقدمه
هنوز هم واکنشی که در آن سوخت با اکسيژن ترکيب می شود و گرما آزاد می کند، مهمترين فرایند توليد انرژی در جهان است.
گرما دستمايه کار مهندس است. و احتراق فرايندی است که مهندس هر روز با آن سرو کار دارد. با گرانتر شدن سوختها و تقاضای صنايع برای توان و بخار بيشتر ، مهندس بايد درباره چگونگی احتراق سوختها ، و کسب بيشترين گرما از احتراق سوخت ، بدون آلوده تر کردن محيط ، دانش بيشتری کسب کند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

الف- خواص شيميايی ماده
ماده:
ماده نام معمول کلیه اجسام مادی، گازی ، مایع، یا جامدی است که زمین و اتمسفر اطراف آن را تشکیل می دهند.
ترکیب مده:
هر ماده از اجسام ساده ای به نام عنصر یا ترکیبی از عنصر ها تشکیل می شود. مثلا با ترکیب دو جسم ساده ، آهن و کربن، فولاد بدست می آوریم. آب ترکیبی از دو گاز هیدروژن و اکسیژن است.
92 عنصر وجود دارد ، از هیدروژن که سبکترین عنصرهاست تا اورانیم که سنگینترین است .
عناصر به ندرت به حالت خالص اند و معمولا با دیگر عناصر به نسبتهای مختلف ترکیب می شوند و انواع بیشماری از اجسام مادی را در جهان اطرافمان تشکیل می دهند.
اتم :
اتم کوچکترین ذره ماده است که می تواند در تغییری شیمیایی شرکت کند. اتم از ذرات کوچکتری به نام الکترون تشکیل شده است، و تعداد الکترونها در اتم وزن آن را تعیین می کند.
هیدروژن سبکترین عنصر است و یک الکترون در چرخش به دور پروتون دارد. در صورتیکه اورانیم 92 الکترون در چرخش دارد.
وزن اتمی:
این اصطلاح به وزن نسبی اتم اشاره می کند. برای راحتی، اکسیژن را معمولا به منزله مقیاس وزن اتمی برابر 16 در نظر می گیرند، و وزن دیگر اتمها با اکسیژن مقایسه می شود.
با این مقیاس ، وزن اتمی هیدروژن 1.008 یا اندکی بیشتر از یک به دست می آید.
مولکول :
مولکول کوچکترین ذره ماده است که به تنهایی می تواند موجود باشد مولکول از دو یا چند اتم یکسان یا متفاوت تشکیل می شود، مثلا یک مولکول اکسیژن مرکب از دو اتم اکسیژن و یک مولکول دی اکسید کربن مرکب از دو اتم اکسیژن و یک اتم کربن است.
وزن مولکولی:
وزن مولکولی یا وزن هر مولکول با جمع کردن وزن اتمی اتمهای آن مولکول محاسبه می شود. بنابراین وزن اتمی اکسیژن 16 است و مولکول اکسیژن که شامل دو اتم است وزن مولکولی 32=2×16 دارد.
ترکیب شیمیایی:
ترکیب اتمهای دو یا چند عنصر مختلف و تشکیل ماده دیگری است که غالبا خواص فیزیکی کاملا متفاوتی دارد. مثلا دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و به شکل یک مولکول آب در می آید.
در هر ترکیب شیمیایی مفروض اتمها همیشه با نسبتهای یکسان ترکیب می شوند. ترکیبشان یک تغییر شیمیایی است و برای تجزیه این ترکیب به فرایندی شیمیایی نیاز است.
مخلوط مکانیکی :
مخلوط مکانیکی، مخلوط کردن فیزیکی دو جسم با یکدیگر است به شرطی که هیچ تغییر شیمیایی صورت نگیرد مخلوط مکانیکی ممکن است به وسیله فرایندهای فیزیکی یا مکانیکی مانند سرند کردن یا شستن دوباره به قسمتهای ترکیبی تجزیه شود مثلا می توانیم شکر و نمک را مخلوط کنیم با شستشوی شکر آنها تجزیه می شوند این کار فرایندی کاملا مکانیکی خواهد بود.
تشخیص ترکیب یک جسم مخلوط :
ذکر نام کامل عناصر در تمامی مواقعی که به آنها نیاز است کار بسیار دشواری است بنابراین بجای آن از نماد گذاری استفاده می کنیم معمولا نماد اولین حرف یا حروف از نام عنصر یا معادل لاتین آن است بنابراین برای کربن حرف C برای اکسیژن حرف O و برای آهن حرف Fe را از نام لاتین Ferrum می نویسیم.
اگر از یک عنصر بیشتر از یک اتم داشته باشیم تعداد را به صورت زیر نویس کوچکی بعد از حرف و زیر آن می نویسیم بنابراینO2 به معنی دو اتم اکسیژن است . به همین طریق هر ترکیبی از عناصر را می توان خیلی ساده به وسیله این نمادها نشان داد.
متداولترین عناصر موجود در سوخت :
جدول زیر وزنهای اتمی را به همراه نمادها نشان می دهد در محاسباتی که از وزن اتمی استفاده می شود غالبا اعشارها حذف می شوند، چون بسیار کوچک اند و در جواب عملا اختلافی ایجاد نمی کنند

عنصر
وزن اتمی
نماد
کربن
12.005
C
نیتروژن
14.01
N

اکسیژن
16.00
O

گوگرد
32.06
S

هوا:
هوایی که تنفس می کنیم 21 در صد حجمی اکسیژن و 79 در صد حجمی نیتروژن است.
نیتروژن عنصر غیر فعال است و با مواد دیگر به کندی واکنش انجام می دهد. اما اکسیژن بدین گونه نیست. اکسیژن هوا همیشه نقره را تیره، پوشش مسی را به رنگ سبز، و آهن و فولاد را زنگ زده میکند. کلیه این فرایندهای اکسایش نام دارند، که ترکیب مواد با اکسیژن است.
همه این فرایندها گرما آزاد می کنند، اما گرما کندتر از آن آزاد می شود که سبب آتش سوزی شود.
ب- نحو ی احتراق
احتراق:
احتراق اکسایش سریع است، به اندازه ای سریع که گرمای واکنش قسمت نسوخته سوخت را روشن نگه می دارد و شعله یا سوختن را پیوسته برقرار نگه می دارد. چشم ما به ما می گوید که چوب ، زغال سنگ و بنزین می سوزند. اما به بیان دقیق ، هیچ چیزی نمی سوزد، مگر به صورت گاز باشد، وقتی زغال سنگ ، چوب یا بنزین را می سوزانیم ، در حقیقت گاز حاصل از این جامدها یا مایعات را می سوزانیم.
با توجه به شمع می توان این گفته را اثبات کرد. موم جامد نمی سوزد موم مذاب اطراف فتیله نیز نمی سوزد. اما بخار حاصل از این موم مذاب ،هنگامی که از فتیله بالا می رود و به شعله می رسد می سوزد و گرمای بیشتری تولید می کند، تا لایه بعدی موم را ذوب و تبخیر کند.
بنابراین شمع می سوزد زیرا فتیله موم مذاب را می مکد، آن را تبخیر می کند، و چنانکه گفته شد، بخار موم برا اثر گرما شعله ور می شود.
سوختن گاز :
گاز می بایست قابل احتراق باشد، و به نسبت مناسبی با هوا مخلوط شود. مخلوط باید به دمای اشتعال برسد و در آن دما نگه داشته شود. ساده ترین گاز قابل احتراق، عنصر هیدروژن است. شیمیدانها می گویند که اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و H2O به دست می آید که آب معمولی است.
زمانی که آب در دمای بالا به وسیله احتراق تولید می شود، نخست بخاری نامرئی است که ممکن است بعد از چگالش ، آب مایع شود. در نتیجه سوختن هر پوند هیدروژن و تبدیل آن به آب ، Btu 62000 انرژی گرمایی آزاد می شود.
برای سوختن یک پوند هیدروژن هشت پوند اکسیژن مصرف می شود تا نه پوند آب تولید شود مقدار زیادی نیتروژن که در طول عملیات با اکسیژن همراه است آزاد می شود و وارد واکنش شیمیایی نمی شود.
گاز طبیعی عمدتا متان است. این فرمول شیمیایی بدین معنی است که یک مولکول گاز طبیعی یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن دارد زمانیکه یک مولکول گاز طبیعی می سوزد هیدروژن مثل قبل به آب و کربن یعنی دی اکسیدکربن تبدیل می شود.
سوختن هیدروکربن :
سوختهای هیدروکربنی بسیاری با نسبتهای گوناگون کربن و هیدروژن وجود دارند با هر نسبتی هیدروژن سرانجام به آب تبدیل می شود.
کربن معمولا بعد از سوختن به دی اکسید کربن تبدیل می شود. اما گاهی اوقات کامل نمی سوزد به منواکسید کربن تبدیل می شود حتی اگر یک گاز قابل احتراق سرد با مقدار صحیحی اکسیِژن برای احتراق مخلوط شودتا زمانی که دمای مقداری از مخلوط به دمای اشتعال نرسد، هیچ اتفاقی نمی افتد در صورت رسیدن دما به مقداری معین سوختن شروع می شود و گرمای ناشی از سوختن گاز ذرات بعدی مخلوط را مشتعل می کند به گونه ای که آتش به سرعت منتشر می شود.
اگر مخلوطی هوای بیش از اندازه یا کمتر از مقدار لازم داشته باشد به سختی مشتعل می شود یک شعله دائم و پیوسته مستلزم تغذیه پیوسته سوخت است مانند مشعل گازی پروانه ای و مشعل بونسن . مشعل پروانه ای شعله زرد و مشعل بونسن شعله آبی رنگ دارد.
شعله های زرد و آبی :
اگر هیدروژن خالص می سوخت شعله ها هر دو آبی کم رنگ می بود. چون هیدروژن شامل کربن نیست نمی تواند شعله زرد رنگ تولید کند اما گاز شهری و طبیعی مقدار زیادی اتم کربن در مولکولهای هیدروکربن دارند در اینجا اگر هیدروژن بتواند به اندازه جز کوچکی از ثانیه پیش از کربن بسوزد ذرات کربن مانند ابری از مولکولهای انفرادی رها می شوند که قبل از اینکه بسوزند برای لحظه ای ملتهب می شوند . میلیونها ذره ملتهب که نو ر سفید دارند تشکیل شعله زرد می دهند.
اصطلاح کراکینگ :
مولکول هیدروکربن در نتیجه گرما به ذرات کربن و هیدروژن تقسیم می شود گاز هیدروژن نخست با شعله کم رنگ می سوزد ولی شعله با وجود میلیونها ذره کربن ملتهب به رنگ زرد کم رنگ دیده می شود.
سطحی که در آن ذرات فوق به دی اکسید کربن تبدیل می شوند لبه بالای شعله است بالای این نقطه گرما ی بیشتری تولید نمی شود ولی البته گرمای آزاد شده پیشین در زیر شعله به شکل محصولات احتراق قابل رویت بالا می آید چنانچه قاشق سردی را دقیقا بالای شعله پروانه ای نگه داریم هیچ گونه دوده ای روی آن نخواهد نشست چون کل کربن سوخته است همان قاشق را به داخل شعله فرو ببرید سریعا با دوده پوشیده می شود در اینجا قاشق مخلوط را قبل از اینکه کل کربن سوزانده شود تا زیر نقطه اشتعال سرد می کند به طوریکه کربن سوخته نشده روی قاشق می نشیند.
دوده و دود :
هر جا شعله زردی به سطوح نسبتا سرد برخورد کند قبل از اینکه همه کربن بسوزد شعله به زیر دما ی اشتعال آمده سرد خواهد شد . کربن نسوخته بصورت دوده روی سطوح گرمایی رسوب می کند یا از طریق دود کش به صورت دود بیرون می رود در هر حالت اتلاف و آلودگی ایجاد می شود.
برای جلوگیری از این پدیده از احتراق کامل قبل از رسیدن شعله های زرد به لوله های درون دیگ مطمئن شوید راههای اساسی برای انجام این کار عبارتند از کاهش ارتفاع کوره ، حجم کوره یا دمای آن یا اطمینان از مخلوط شدن کامل تر به طوری که مواد قابل احتراق زودتر بسوزند.
رفتار شعله در کوره دیگ :
در یک قسمت کوره مخلوط برای سوختن ممکن است بسیار سنگین باشد در نواحی دیگر کوره ممکن است تقریبا فقط هوا وجود داشته باشد و گاز قابل احتراق وجود نداشته باشد مخلوط ممکن است بسیار سبک باشد به گونه ای که بد بسوزد یا اصلا نسوزد بنابراین حتی در صورت درست بودن مقدار میانگین هوا ممکن است احتراق بد صورت گیرد چون بعضی از قسمتهای مخلوط بسیار سنگین و بعضی بسیار سبک اند.
در واقع هیدروکربنهای زغال سنگ، نفت و گاز ممکن است یک رشته واکنش انجام دهند د ر هر صورت باید به خاطر داشته باشیم که هیدروژن سرانجام به آب و کربن (اگر کامل بسوزد) به دی اکسیدکربن تبدیل می شوند. اما اگر کربن به طور کامل نسوزد ممکن است که گاز Co تولید کند ، که باز هم قابل سوختن است و چنانچه نسوخته به دودکش راه یابد اتلاف بزرگی است.
ج- سوختهای در دسترس
مواد اصلی تشکیل دهنده سوختهای مورد استفاد ه در دیگها :
مود اصلی تشکیل دهنده کلیه سوختهای مورد استفاده برای دیگها ، کربن ، هیدروژن، اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد و در مورد زغال سنگ عناصر غیر قابل احتراق به صورت خاکستر است .
دقیقترین روش پیدا کردن ارزش گرمایی سوخت :
ارزش گرمایی سوخت را می توان به طور دقیق به سوزاندن مقدار معینی سوخت با اکسیژن خالص در دستگاهی به نام گرما سنج پیدا کرد.
در گرما سنج گرمای حاصل از احتراق در آب جذب می شود و ارزش گرمایی با توجه به افزایش دمای آب تعیین می شود ارزش گرمایی سوخت جامد یا مایع را معمولا بر حسب Btu/Ib و ارزش گرمایی سوخت گازی را با 3 Btu/ft ، در دما و فشار استاندارد می دهند.
Btu :
Btu مخفف یکای گرمایی بریتانیا است مقدار گرمای که دمای یک پوند آب را به اندازه یک درجه فارنهایت بالا ببرد یک Btu است مقدار گرمای لازم که دمای یک پوند آب را یک درجه بالا می برد در دماههای مختلف ممکن است کمی بیشتر یا کمتر باشد ولی تغییر بسیار جزئی است .
مواد اصلی مورد استفاده به عنوان سوخت :
مواد اصلی جامدهایی مثل چوب و زغال ، مایعاتی مثل مواد سوختی مشتق از نفت و گازهایی مانند گاز طبیعی ، گاز مولد ، گاز کوره بلند و گاز زغال سنگ است.
د- ‌ذغال سنگ، سوخت نفتی و گاز
طبقه بندی زغال :
طبقه بندی ذغال به روشهای متعددی صورت می گیرد که بر مقدار کربن نسبت بین کربن ثابت و مواد فرار ، کک شو و کک نشو بودن ، و مشخصات فیزیکی دیگر مبتنی است.
با وجود این اختلاف زیاد در ترکیب و ظاهر فیزیکی زغالها که از معادن گوناگون ذغال و حتی از مقاطع مختلف یک لایه زغال ناشی می شود پیدا کردن یک سیستم طبقه بندی مناسب و رضایت بخش برای تمام ذغالها را دشوار می کند.
معمولا سه نوع اصلی زغال وجود دارد : آنتراسیت ، بیتومینوس ( قیری ) و لیگنیت ولی هیچ گونه مرز آشکاری بین آنها وجود ندارد زغالهای دیگری به نامهای نیمه آنتراسیت ، نیمه بیتومینوس و ساب بیتو مینوس نیز داریم .
آنتراسیت کهنترین ذغال از لحاظ زمین شناختی است ذغالی است سخت و اصولا ترکیبی است از کربن با مقدار کمی مواد فرار و عملا رطوبت ندارد اگر از آنتراسیت به سوی جوانترین ذغال سنگ یعنی لیگنیت برویم مقدار کربن کاهش پیدا می کند و مواد فرار و رطوبت افزایش می یابند .
منظور از کربن ثابت کربن در حالت آزاد است که با عنصری دیگر ترکیب نشده است. منظور از مواد فرار مواد تشکیل دهنده قابل احتراق زغال سنگ است که وقتی زغال گرم می شود به صورت بخار متصاعد می شود.
مقدار تقریبی ارزش گرمایی انواع مختلف زغالها :
به علت تنوع وسیعی که در ترکیب وجود دارد، غیر ممکن است از ارقام قطعی و معینی برای هر نوع زغال به دست آورد.
معمولا ، ارزش گرمایی زغال لینگنیت 7000 تا 8000 Btu/lb ، و برای زغال بیتومینوس مرغوب تا حدود Btu/lb 15000 تغییر می کند.
گرد ذغال :
این نوع ذغال قبل از تزریق به کوره به صورت پودر ساخته می شود . تزریق به وسیله دمش شدید هوا به داخل کوره صورت می گیرد و بسیار شبیه به گاز می سوزد.
میانگین ترکیب و مقدار ارزش گرمایی چوب :
ارزش گرمایی چوب و مقدار رطوبتش بستگی دارد ممکن است رطوبت د رچوبهای تازه تا 50 در صد برسد حتی در چوبهای خشک 15 تا 25 در صد و در چوبهای خشک شده کوره ای تا 8 درصد رطوبت وجود دارد .
میانگین ترکیب و ارزش گرمایی سوخت نفتی :
سوخت نفتی ممکن است نفت خامی باشد که مستقیما از چاه آمده است ولی معمولا مواد سنگینی است که پس از تقطیر نفت خام و جدا کردن نفتهای سبکتر مثل گازوئیل و نفتالین باقی می ماند نفت اصولا ترکیبی از هیدروکربنها است و مقدار کمی رطوبت ، گوگرد اکسیژن و نیتروژن دارد.
ترکیب و ارزش گرمایی گاز طبیعی :
گاز طبیعی اصولا ترکیبی از هیدروکربنها همچون متان و اتان با مقدار کمی دی اکسید کربن اکسیژن نیتروژن و گاهی اوقات سولفید هیدروژن است .
میانگین ارزش گرمایی این گاز در حدود 1000 بیتیو و فوت مکعب
در فشار 7/14 psi و 60 درجه فارنهایت است.
عناصر قابل احتراق موجود در سوختها:
کربن ، هیدروژن و گوگرد
عناصر غیر قابل احتراق موجود در سوختها :
نیتروژن و عناصری که ترکیبات آنها رطوبت و خاکستر را تشکیل می دهد
سوختن گوگرد و تاثیر آن و فلزات :
گوگرد چون با آب چگالش یافته ترکیب می شود و اسید سولفوریک و اسید سولفور و (H2SO4 - H2SO3) تشکیل می دهد و سبب خوردگی شدید آهن و فولاد می شود.
محصولات احتراق کامل کربن ، هیدروژن و گوگرد :
اگر اک کافی باشد کربن به دی اکسیدکربن ، هیدروژن به بخار آب و گوگرد به گاز دی اکسیدسولفور تبدیل می شود
محصولات احتراق غیر کامل کربن، هیدروژن و گوگرد :
اگر اکسیژن برای احتراق کامل کافی نباشد و قسمتی از هیدروژن و گوگرد به آب و دی اکسیدکربن تبدیل خواهد شد بقیه بدون تغییر باقی می ماند.
کربن به منواکسید کربن تبدیل می شود اکسیدکربن گازی قابل احتراق و همچنین بسیار مضر و سمی است .
هوای اضافی لازم برای سوختن کامل :
مقدار هوای لازم برای سوختن کامل هر سوخت را می توان بر اساس ترکیب سوخت به طور نظری محاسبه کرد، اما، باید عملا هوای بیشتری به داخل کوره وارد کنیم تا از رسیدن اکسیژن به کلیه عناصر قابل احتراق سوخت برای احتراق کامل مطمئن شویم.

مقدار مجاز ورود هوای اضافی به کوره دیگ :
1- تزریق دستی زغال سنگ؟ ج. تحت شرایط خوب 50 درصد تحت شرایط بد تا 100 درصد و بیشتر
2- تزریق زغال سنگ به وسیله منقل مکانیک ؟ ج. 50-20 در صد
3- سوخت نفت گاز یا پودری؟ ج. 30-10 در صد

منبع : انجمن علمي مهندسي مكانيك دانشگاه شهركرد

بيست توصيه مهم در مورد کاهش مصرف سوخت
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
توصيه 1
مرتب چيدن بار
بار روي باربند را از کوچک به بزرگ چيده و روي آنرا بپوشانيد تا کمترين مقاومت را در مقابل فشار باد ايجاد کند

توصيه 2
از سفرهاي غير ضروري پرهيز کنيم
سفرهاي غير ضروري خودروها موجب آلودگي هوا و افزايش مصزف سوخت ميشود.بسياري از امور را ميتوان از طريق پست ،تلفن،دورنگار ،اينترنت وساير وسايل ارتباطي انجام داد.

توصيه 3
براي مسيرهاي کوتاه از خودرو استفاده نکنيم
مسيرهاي کوتاه را ميتوانيم با دوچرخه طي کنيم. اين کار باعث سلامت جسم کاهش الودگي هوا و صرفه جوي در مصرف سوخت خواهد شد.

توصيه 4
در سفرها از حمل بار اضافي خودداري کنيم
در سفرها از همراه بردن وسال غير ضروري خودداري کنيم .حمل بار اضافي باعث استهلاک خودرو و افزايش مصرف سوخت ميشود.

توصيه5
بنزين سرمايه ملي
آيا لازم است باک بنزين را تا اين حد پر کنيم؟
سرريز بنزين،افزون بر آنکه اتلاف سرمايه هاي ملي است،موجب آلودگي هوا نيز خواهد شد.

توصيه 6
هواي تميزتر،مصرف سوخت کمتر،باوسيله نقليه عمومي
بااستفاده از وسايل نقليه عمومي علاوه بر کاهش هزينه هاي شخصي و صرفه جويي در مصرف سوخت به بهبود ترافيک و پاکيزگي هواي شهر کمک خواهيم کرد.

توصيه7
تنظيم باد چرخها: کاهش مصرف سوخت افزايش عمر لاستيک
عدم رعايت فشار استاندارد باد لاستيکها موجب افزايش مصرف سوخت و کاهش عمر لاستيک ها ميشود.

توصيه 8
تنظيم بموقع موتور:کاهش مصرف سوخت،پاکيزگي هوا
با تنظيم بموقع موتورميتوانيمبيش از 50 درصد گازهاي آلاينده خروجي از اگزوز را کاهش داده و در حدود15 درصد در مصرف سوخت صرفه جويي کنيم.

توصيه 9
از ساسات فقط براي روشن کردن خودرو استفاده کنيم.
از ساسات فقط براي روشن کردن خودرودر هواي سرد استفاده کنيم و پس از روشن شدن خودرو آن را به حالت اوليه برگردانيم.رعايت نکردن اين امر باعث افزايش آلودگي هوا و مصرف بيهوده سوخت خواهد شد

توصيه 10
سياه شدن مبناي تعويض روغن نيست
روغن موتور داراي مواد افزودني پاک کننده اي است که از رسوب گذاري در قسمتهاي مختلف جلوگيري کرده و ناخالصي ها را بصورت معلق درون خود نگه مي دارد مبناي تعويض روغن موتور تغييرات ظاهري نيست بلکه کيلومتر کارکرد استاندارد آن است.

توصيه 11
تعويض زود هنگام روغن موتور:
اتلاف سرمايه ملي هدر دادن وقت و هزينه شخصي در کشور ما بدليل تعويض زود هنگام روغن موتور سالانه ميليونها ليتر روغن توليدي هدر ميرود با رعايت کارکرد استاندارد روغن موتور ميتوانيم علاوه بر صرفه جويي در وقت و هزينه شخصي از هدر رفتن ميلياردها تومان سرمايه ملي جلوگيري کنيم.

توصيه 12
باز کردن ترموستات خودرو: افزايش آلودگي هوا افزايش مصرف سوخت
باز کردن ترموستات خودرو حتي در تابستان نيز کار اشتباهي است چرا که بدون ترموستات موتور خودرو به درجه حرارت لازم نمي رسد و بدين ترتيب سوختن ناقص انجام يافته ، مصرف بنزين و الودگي هوا افزايش ميابد.

توصيه 13
درجا کار کردن روش مناسبي براي گرم کردن موتور نيست
براي گرم کردن خودرو بجاي درجا کار کردن و گاز دادن بيمورد چند کيلومتر اول را به آهستگي و در دنده پايين برانيم . با اين کار موتور خودرو سريعتر گرم شده و استهلاک کمتري خواهد داشت همچنين سيستم انتقال دهنده نيرو مانند جعبه دنده و ديفرانسيل نيز هماهنگ با موتور گرم مي شود.

توصيه 14
----- هوا را بموقع تعويض نماييم
استفاده از ----- هواي استاندارد و تعويض به هنگام آن تاثير قابل توجهي در افزايش توان موتور کاهش مصرف سوخت و جلوگيري از نشر گازهاي آلاينده خروجي از اگزوز دارد.

توصيه 15
به هنگام توقف، خودرو را خاموش کنيم
با خاموش کردن اتومبيل خويش در توقفگاهها از آلودگي هوا و اتلاف سوخت جلوگيري کنيم.

توصيه 16
تردد غير ضروري خودروهاي تک سر نشين:
ترافيک سنگين ، افزايش آلودگي هوا، افزايش مصرف سوخت براي رسيدن به مقصدهاي مشترک با چند همسفر، مي توانيم از يک خودرو استفاده کنيم.

توصيه 17
هرچه سرعت بيش ، مصرف بيشتر
سرعت بهينه براي بيشتر خودروها به لحاظ مصرف سوخت در دنده 4 حداکثر 80 کيلومتر در ساعت ميباشد با افزايش سرعت ، مصرف سوخت بطور تصاعدي بالا مرود.بطوري که در سرعت 125 کيلو متر در ساعت مصرف سوخت تقريبا دو برابر مي شود.

توصيه 18
تنظيم سرعت خودرو با سرعت خودرو با سرعت ترافيک
کاهش مصرف سوخت ، بهبود ترافيک جلوگيري از استهلاک سرعت زياد و ترمزهاي پياپي ،مصرف سوخت را تا حدود 50 درصد افزايش ميدهد سعي کنيم با پرهيز از حرکت شتابان بطور يکنواخت و در بين خطوط رانندگي کنيم.

توصيه 19
برنامه ريزي براي سفرهاي درون شهري :
صرفه جويي در وقت و هزينه شخصي ، کاهش ترافيک و آلودگي هوا قبل از حرکت کارهاي خود را مشخص و رديف کنيم با انتخاب مسيرهاي کوتاه و کم ترافيک مي توان علاوه بر صرفه جويي در وقت و هزينه شخصي در مصرف سوخت نيز صرفه جويي کرد.

توصيه 20
در هنگام توقف هاي طولاني خودرو را خاموش نمائيم.
با خاموش کردن خودرو در توقفهاي طولاني (بيش از دو دقيقه) از افزايش آلودگي هوا و اتلاف سوخت جلوگيري کنيم.

تاثير ميدان مغناطيسي بر روي سوخت
ساده ترين هيدروكربن شناخته شده متان CH4 است که بيش از 90% سوخت گاز طبيعي راتشكيل مي دهد و منبع مهم ئيدروژن مي باشد . مولكول آن شامل يك اتم كربن و چهار اتم ئيدروژن است . مولكول مزبور از نظر الكتريكي خنثي مي باشد .
در ئيدروكربنها از نقطه نظر انرژي بيشينه ي مقدار انرژي قابل حصول در اتم ئيدروژن قرار گرفته است، اما چرا؟
اين مطلب را مي توان با ذكر مثالي مشخص نمود. در مولكول اكتان (C8H18) كربن 84.2% كل مولكول را به خود اختصاص داده است . وقتي اين مولكول به احتراق در مي آيد به ازاء هر پوند كربن BTU12244 گرما توليد مي گردد، در حاليكه در همين مولكول 15.8% به ئيدروژن اختصاص دارد اما انرژي كه از سوختن ئيدروژن بدست مي آيد ،BTU9801 است. ئيدروژن اصلي ترين و سبك ترين عنصري است كه تا كنون بوسيله بشر شناخته شده است. ئيدروژن تشكيل دهنده بخش اصلي سوختهاي ئيدروكربني است . (علاوه بر كربن مقدار كمي سولفور وگازهاي بي اثر نيز توليد مي گردد). ئيدروژن از نظر الكتريكي داراي يك بخش مثبت (پروتون) ويك بخش منفي (الكترون) مي باشد. يعني گشتاور دوقطبي دارد. از طرفي هم ديا مغناطيس وهم پارا مغناطيس است كه وابسته به جهت نسبي اسپين است . اگرچه ساده ترين عنصر در بين همه عناصر مي باشد ولي مولكول آن به صورت دو ايزومر متفاوت يعني پارا و اورتو ظاهر مي گردد. جهت اسپيني، تعيين كننده اورتو يا پارا بودن مولكول است. بنابراين در مولكول ئيدروژن پارا كه عدد كوانتمي زوج را اشغال مي نمايد حالت اسپين يك اتم نسبت به ديگري موازي است . به عبارت ديگر يكي در جهت عقربه ساعت و ديگر در جهت خلاف آن مي باشد. در اين حالت مولكول ديا مغناطيس است .
در وضعيت اورتو مولكول عدد كوانتمي فرد يا سطوح انرژي فرد را اشغال مي نمايد به عبارت ديگر اسپين¬ها در اتمها موازي هستند0 (هر دو بالا يا در جهت عقربه ساعت ) . در اين حالت مولكول پارا مغناطيس است و كاتاليست مناسبي براي بسياري از واكنشها است ، بنابراين جهت اسپين اثر مشخصي بر روي خواص فيزيكي دارد(گرماي ويژه ،فشار بخار) و در رفتار مولكولي گازها نيز موثر است .
در زماني كه اسپين ها در يك جهت قرار مي گيرند اورتوهيدروژن به مقدار زيادي ناپايدار مي شود . اورتوئيدروژن بسيار فعالتر از همتاي پاراهيدروژن خود مي باشد. سوخت هيدروژني مايعي كه در موتورهاي شاتل فضايي و راكتهاي فضايي ذخيره مي شوند به دلايل ايمني مانند انرژي كمتر فراريت كمتر و ميل به واكنش كمتر بصورت پاراهيدروژن مي باشند .
در صورتيكه طي زمان استارت شاتل ، شكل هيدروژن اورتو سودمند اس زيرا فرايند احتراق را تشديد مي نمايد. براي تبديل مطمئن پارا به اورتو لازم است انرژي برهمكنش بين حالت اسپيني مولكول H2 تغيير نمايد .
در دماي 20 (دماي اتاق) 75% ئيدروژن در حالت پارا است . زمانيكه دماي ئيدرژن به -235C(ئيدروژن مايع) مي رسد99% ئيدروژن در حالت اورتو است و بسيار فعال و ناپايدار مي باشد به عبارت ديگر بشدت قابليت احتراق دارد . معلوم است نگهداري ئيدروژن در دماي پائين كه راندمان احتراق نيز افزايش يافته است، عملي نمي باشد. در دهه1950 دانشمندان سوخت موشك در آمريكا مانند Simon Roskin در مي يابند. كه ئيدروژن پارا مي تواند به ئيدروژن اورتو تبديل شود. اين عمل بايد تحت ميدان مغناطيسي انجام گيرد يعني با كاربرد مناسب ميدان مغناطيسي حالت اسپيني مولكول ئيدروژن تغيير مي نمايد. افزايش بزرگ در انرژي اتم و واكنش پذيري كلي سوخت معنايش بهبود راندمان احتراق خواهد بود. موضوع عقيده Ruskin به صورت Patent ثبت شده است . توجه داشته باشيد تحتU.S.C35 بخش 101 هرPatent كاربردي بايد از نظر علمي و قابليت عملي اثبات شود تا مجوز انتشار دريافت نمايد.اكنون در مورد سوخت خودرو نيز همان اصول مورد استفاده قرار گرفته و همان اثر به وسيله تبديل اتم ئيدروژن پارا به اورتو مشاهده گرديده است
اثر ميدان مغناطيسي

یک ميدان مغناطيسي به اندازهء كافي قوي مي تواند مولكول ئيدروكربن را از حالت پارا به حالت با سطح انرژي بالاتر از اورتو تغيير دهد. اثر تغيير اسپين مولكول هاي سوخت مي تواند از نظر اپتيكي بررسي شود . اساس آن بر عبور نور مرئي از ميان سوخت مايع و سیال استوار است . اين روش به وسيله دانشمندان با استفاده از دوربينهاي مادون قرمز اثبات گرديده است .
تبديل ئيدروژن به هيدروژن اورتو در يك ميدان مغناطيسي يكنواخت و به اندازه كافي شديد رخ مي دهد. در اين حالت هم زمان با اعمال ميدان، تبديل سيستم متقارن پارائيدروژن به پادمتقارن اورتوئيدروژن خواهيم داشت، نتيجهء اين عمل افزايش ميل به واكنش و افزايش قابليت كاتاليستي است . امروز مشخص شده است كه اين تبديل از نظر تكنولوژيكي امتيازات زيادي دارد. خصوصا وقتي از ئيدروژن به عنوان كاتاليست استفاده مي شود ومثلاً در پالايش روغن ، فرايندهاي متالوژيكي، ئيدروژناسيون كربن و برخي ئيدروكربنها، چربيها، پلي مريزاسيون پلاستيك و الاستومرها همچنين در مهندسي محيط زيست مانند تصفيه پساب ها رسوبات ، لجن ها و غيره . ئيدروكربنها اساسا"ساختمان قفسي شكل دارند (cagelike ) . به دليل وجود همين نوع ساختمان است كه اكسيداسيون اتمهاي كربن داخل ساختمان طي فرايند احتراق سبب مي گردد فرايند مذكور بطور ناقص انجام شود. آنها ب صورت گروههايي از تركيبات حلقوي پيوند مي خورند. چنين گروههايي چند خوشه ها را تشكيل مي دهند و مسير اكسيژن هوا به داخل گروههاي مولكولي بسته است. توجه داشته باشيد با آمدن هوا از ميني فولد در مخلوط سوخت اتفاقي رخ نمي دهد .

به منظور احتراق سوخت استفاده از اكسيژن هوا به عنوان ماده اكسيدكننده لازم است . به عنوان مثال براي آنكه 1kgگازوئيل كاملاً بسوزد 5kg هوا لازم است. در اگزوز پس از عمل احتراق بايـد دي اكسيدكربن ، آب ونيتروژن هوا وجود داشته باشد اما در عمل در خروجي اگزوز گازهاي زير وجود دارند:
O2 ،NO2 ،HC ،H2 ،CO طي سالهاي متمادي طراحان موتورهاي درون سوز هدف مشتركي را دنبال مي كردند و آن عبارت بود از مبارزه عليه اثر چند خوشه اي هاي (cluster) مولكول سوخت ئيدروكربني و بهبود فرايند احتراق .مشكل اصلي در طراحي موتور به نحوي كه محيط زيست را آلوده ننمايد اين است كه براي سوختن همه ئيدروكربنها در اتاقك احتراق در حين عمليات احتراق دماي درون سيلندر بايد افزايش يابد. موتورهاي قديمي مقادير بسيار زيـادي هيدروكربنهاي نسوخته و CO را توليد مي نمودند ، همچنين مقدار كمتري از اكسيدهاي نيتروژن نيز توليد مي گرديد. با تجديد نظرهاي به عمل آمده در نسبتهاي تراكم و افزايش كارايي موتور، حركت به سمت توليد آلاينده هايي شامل سموم نيتروژني افزايش يافته است .
در موتورهاي توربو شار نسبت هاي تراكمي را تغيير داده اند و به آن مشكل نيتروژن اضافه شده است. اما از طرف ديگر سيستمهاي تغذيه و اگزوز بهبودي يافته اند، سيستم الكترونيكي جرقه بسيار بهتر شده ، همچنين دستگاههاي اندازه گيري وتنظيم نسبت سوخت وهوا نتايج مثبت را در پي داشته اند و سرانجام مبدلهاي كاتاليستي موثر ساخته شده اند. اما عليرغم تمام اين بهبوديها خروجي اگزوزها هنوز كاملا تميز نشده اند و به صورت گاز CO خارج مي شوند و بقيه گازهاي آلوده كننده هوا نيز به صورت HC وNO2 منتشر مي شوند و يا روي ديوار داخلي سيلندر موتور به صورت باقيمانده كربني سياه رسوب مي نمايند، همه ي اينها نشان از احتراق ناقص خودرو است .
-دلايل اين موضوع عبارتند از :
1. شكل هيدروكربنها چند خوشه اي cluster است،گروههاي مولكولي بسته . بنابراين درون آنها از مقدار هواي مناسب محروم است و فقدان اكسيژن سبب عدم احتراق كامل نمي گردد .
توجه: تمايل مولكولهاي هيدروكربن به چندخوشه اي سبب مي گردد گروههاي زيادي از آنها به لوله ها ونازلهاي سوخت بچسبند. در اين شرايط هواي اضافه در مخلوط سوخت جهت احتراق بهتر تهيه نخواهد شد. بنابراين در اگزوز HC ،CO نسوخته و دود خواهيم داشت .
2. اكسيژن با ظرفيت O2- از نظر الكتروني منفي است ، ئيدروكربنها ساختار مولكولي خنثي دارند، كه پس از عبور از ميان لوله هاي سوخت فولادي بطور سطحي باردار مي شوند. اين بار سطحي نيز منفي است . بنابراين وقتي اين دو اتم با پتانسيل يكسان به سمت يكديگر در اتاقك احتراق مي آيند، همديگر را دفع نموده و نتيجه آن احتراق ناقص است. پس همه تحقيقات اساسي روي افزايش واكنش پذيري سوخت با اكسيژن متمركز شده است. توجه داشته باشيد افزايش اكسيداسيون مترادف با افزايش احتراق مفيد است .

مزاياي مبدلهاي مغناطيسي :
1- در مبدلهاي مغناطيسي مقدار مسافت طي شده با مقدار سوخت معين افزايش مي يابد و راندمان موتور نيز زياد مي گردد .

2- تاثير مبدلهاي مغناطيسي پس از شش تا هفت كيلومتر يعني تخليه سوخت موجود در كاربراتور يا انژكتور به سرعت نمايان مي شود .

3- مغناطيس كننده را مي توان به سادگي نصب نمود و آن را باز كرده و به خودرو ديگري منتقل نمائيم .
4- هزينه مبدلهاي مغناطيسي با صرفه جويي انجام شده در دو يا سه باك تامين مي گردد و اين بسيار كمتر از ساير انواع مبدلهاست .

5- دستگاه مغناطيس كننده مي تواند به خوبي كار نموده و با همه انواع سوخت ها نتايج مطلوب ارئه نمايد. ( بنزين سوپر، بدون سرب، گازوئيل و CNGو (LPG
اكنون لازم است بحث را طي سه بخش خلاصه نمائيم :

الف: ئيدروكربنهاي نسوخته HC علاوه بر CO از سيستم اگزوز به بيرون منتشر مي شوند ، كه اين دو مي توانند به عنوان سوخت اضافي در نظر گرفته شوند، زيرا اگر شرايط صحيح برقرار شود HCوCO مي توانند در اتاقك احتراق به خوبي سوخته شوند و در شرايط احتراقي صحيح برقرار گردد .

ب : واكنش شيميايي-ئيدروژني بوسيله ظرفيت آن تعيين مي شود (الكترون لايه خارجي) كه تحت اثر ميدان مغناطيسي است. بكارگيري آهن رباي مناسب بهترين منبع كنترل موقعيت الكترون است .

ج : كاربرد ميدان مغناطيسي مناسب، تغييرات مفيدي در ساختار سوخت اجرا مي نمايد و واكنش پذيري بطوركلي در فرايند احتراق افزايش مي يابد .

با استفاده از ميدانهاي مغناطيسي تمام بخشهاي الف، ب، و ج رعايت شده و به وقوع مي پيوندد. اكنون به توضيح هر يك از بخشها مي پردازيم :

الف : وقتي ئيدروكربن سوختني (مانند مولكول متانول) مي سوزد ، اولين مرحله اكسيداسيون مربوط به اتمهاي ئيدروژن است. پس از آن اتمهاي كربن مي سوزند ( CH4+2O2→CO2+2H2O ) .سوخت ئيدروژني در زمان كمتر و با سرعت بيشتري در اتاقك احتراق مي سوزد .
در شرايط معمول برخي از كربنها بطور جزئي اكسيداسيون مي گردند در اين حالت مسئوليت سوخت ناقص به عهده آنها است. توجه داشته باشيد اكسيژن به سرعت با ئيدروژن تركيب مي شود، اما واكنش كربن- اكسيژن انرژي كمتر دارد .
اتم اكسيژن هميشه ظرفيت 2- دارد . ظرفيت كربن مي تواند مثبت يا منفي باشد، كه ناشي از چهار الكترون لايه بيروني آن است. لايه بيروني با 8 الكترون كاملا پر مي شود . بالاترين راندمان با استفاده از دستگاه مغناطيس كننده ايجاد مي گردد كه اثر آن افزايش ميزان گاز CO2 است، به علاوه همچنانكه آلودگي كمتر مي شود راندمان احتراق نيز افزايش مي يابد. افت در انتشار HC ، CO بسادگي بوسيله دستگاه هاي سنجش گاز مشخص (دياك) مي گردد. تقريباً بين 75% تا 92%كاهش در مقدارHC ، تا 99% كاهش در CO خواهيم داشت ، همچنين با كاهش مقدار HC مسافت طي شده بر ليتر مصرفي سوخت افزايش مي¬يابد. اين نتايج را مي توان از نظر علمي بررسي نمود، زيرا قابليت اندازه گيري كاهش خروج گاز از اگزوز را مي توان با دستگاههاي اندازه گيري انجام داد .
راندمان احتراق را نيز مي توان تعيين نمود. با استفاده از دستگاه مغناطيس كننده مسافت طي شده بر ليتر نيز 15% تا 25% افزايش مي يابد زيرا دستگاه مغناطيس كننده سوخت بوسيله افزايش راندمان احتراق ، سوخت را ذخيره مي نمايد. اصلاً بيشترين كاهش سوخت درگستره سرعت وگشتاور ماكزيموم رخ مي دهد ، زمانيكه بالاترين افزايش توان حدود10hp حاصل مي شود .

ب : اگر چه خواص اسپيني لايه خارجي الكترون واكنش پذيري سوخت را افزايش مي دهد . حالت اسپيني بالاتر مولكول ئيدروژن پتانسيل الكتريكي ، بالايي را در جذب اكسيژن از خودنشان ميدهد . پس بوسيله تغيير خواص اسپيني مولكول H2 مي توانيم گشتاور مغناطيسي آن را زياد نموده و واكنش پذيري سوخت كربني را افزايش دهيم تا فرآيند مربوطه اصلاح گردد . اساسا شكل ايزمريك ئيدروكربن را از حالت پارا به حلت با انرژي بالاتر اورتو تغيير ميدهد . در چنين حالتي اكسيژن اضافي كاهش مي يابد . حالت اورتو فرار نيز است . علاوه بر اينها ساختمان سوخت و خواصي نظير هدايت الكتريكي ، چگالي و ويسكوزتيه تغيير مي يابد و ساختار ريز يكنواخت تر مفيدي خواهيم داشت

ج : مولكولهاي ئيدروكربن خوشه اي شكل هستند، از نظر تكنيكي اهميت كشف وانداروالس بخاط كاربرد ميدان مغناطيسي با قدرت بالا را افزايش مي دهد ، زيرا تحت چنين ميدانهايي پيوندH-C سست كـرده آنهـا به حـالت چنـد خوشه اي در مي آيند .
در اين حالت آنها بهنجار شده و مستقل از يكديگر و از هم نيز فاصله مي گيرند . در چنين حـالتي سطح بزرگتري براي جذب اكسيژن دارند . با يك مثال مشابه سعي مي كنيم تصور ذهنـي بهتر از عمليات ارائه دهيم . سوزاندن گرد زغـال و بريكت زغال را در نظر بگيريد در آنجا نيز هدف افزايش راندمان فرايند احتراق است . در آن شرايط بايد مولكولها دسترسي بيشتري به اكسيژن داشته باشند . بنابراين با انرژي دار نمودن سوخت و اكسيداسيون راندمان احتراق افزايش مي يابد . سوخت فعال و ديناميك شده و فرايند احتراق سريعتر و كاملتر ميگردد . اين مولكولهاي هيدروكربني جديد كه تحت ميدان مغناطيسي قرارگرفته اند مشخصات مهم ديگري نيز دارند از جمله carabon varnish را در اتاقك احتراق كاهش مي دهند . همچنين اين ماده را از روي سطح نازلها و شمعهاي لوله اگزوز حذف مي نمايد . همچنين اجازه تشكيل رسوبات جديد و مضر را نمي دهند ، بعلاوه دستگاه مغناطيس كننده ( يا تقويت كننده ) راندمان كاربراتور يا انژكتور را تضمين نموده و سبب ميگردد عمل استارت خودرو بهتر صورت پذيرد ، همچنين ديناميك رانش بطور قابل ملاحظه اي بهتر مي گردد، قدرت گشتاور، ميل لنگ نيز بهتر مي گردد .
تاريخچه ي استفاده از مگنت در صنعت و سوخت

تاريخچه تحقيقات علمي در مورد اثر ميدان مغناطيسي بر روي حركت مایعات و گازهای سوختنی به سال 1831 بر مي گردد و بر روي آزمايشاتي كه توسط مايكل فارادي و جيمز ماكسول انجام داده اند متمركز مي شود. مايكل فارادي در يافته بود آبي كه از نزديكي يك ماده هادي عبور كند بار الكتريكي ضعيفي را توليد مي نمايد .
اولين مدرك مربوط به دستگاه بهبود دهنده مشخصه آب كه از ميدان هاي مغناطيسي به صورت آهنربا هاي صلب استفاده مي نمايد توسط دو نفر به نامهاي فرانس و كابل در سال 1890 در آلمان ثبت شده است. در همان زمان فيزيكدان آلماني به نام واندر والس ثابت كرد كه هيدروكربنها داراي ساختمان قفسي شكل (cagelike) هستند كه وقتي با كربن تركيب مي شوند تشكيل تركيبات حلقوي مي دهند. نيروهاي جاذبه و دافعه متقابل كه نزديك يكديگر باقي مانده اند. وقتي تحت اثر ميدان مغناطيسي قرار گيرند decluster شده و سپس به همراه اكسيژن اضافي به يكديگر مي پيوندند، كه نتيجه آن افزايش در راندمان و احتراق است، مشخص شد انقباض گازها يا بهم پيوستگي مولكول هاي آب ناشي از اين مطلب مي باشد. در سال 1910 واندر والس جايزه نوبل اين كشف را دريافت مي كند . اما مشكل ايجاد ميدانهاي مغناطيسي به اندازه كافي بزرگ بود، كه كاربرد تجاري آن رابه تعويق انداخت . تئوري او كه عبارتست از امكان شكست مولكول هاي هيدروكربن تحت اثر ميدان مغناطيسي قوي و متمركز تنها در سال 1980 مورد مشاهده قرار گرفت و تثبيت گرديد، كه كاربرد عملي آن را مي توان امروز در دستگاه هاي مغناطيسي كه در مسير شارها قرار داده مي شوند مشاهده نمود. تحقيقات در زمينه توسعه تقويت كننده هاي سوخت مربوط به زمان جنگ جهاني دوم است. در آن زمان بخشي از متخصصان راهبرد در تسحيلات جنگي از صنايع آلمان و صنايع هوائي بر ر هواپيماهاي جنگي مستر اشميت متمركز شده بودند . اين هواپيما مشكل جدي در خصوص حذف دودهاي سبك مربوط به گازهاي خروج اگزوز موتر داشت كه از آن خارج مي گرديد و هواپيماي مذكور توسط ديده بانان از مسافتهاي دور تشخيص داده مي شد . به عنوان يك راه حل متخصصان دستگاه تقويت مغناطيسي را طراحي كردند (تقويت كننده سوخت جت). اين دستگاه از سراميكهاي مقاوم در برابر حرارت با يك حفره براي عبور سوخت، از ميان آن كه حول آن نيز ميدان مغناطيسي قرار داشت تشكيل مي شد .

آهنرباها به صورت ميله در اطراف مسير عبور سوخت قرار مي گرفتند. بر اساس آزمايشات بسيار زياد ، شكل ميدان مغناطيسي كه مؤثر بر كاهش اثر گازهاي خروجي است شناخته گرديد همچنين كاهش در ميزان مصرف سوخت كه در همان زمان نيز مورد توجه بود مشاهده شد . اولين مرتبه استفاده هاي غير نظامي در سال1941 در اروپا و توسطVermeiren مهندس بلژيكي انجام گرفت. در آمريكا نيز از زمانهاي قديم ناخداهاي كشتي هاي ماهيگيري خليج مورو در كاليفرنيا از از آهن رباهاي نعلي شكل در مسير سوخت استفاده مي نموده اند .
آنها ادعا مي كردند آهنربا سبب كاهش مصرف سوخت در موتورهايشان شده و روشن شده آن بهتر گرديده و راضي هستند. در آمريكا استفاده هاي تجاري از آهنربا براي قراردادن در مسير سوحت از سال 1950 توسط Deen Moody آغاز گرديد. در سال 1954 شكايتي توسط FTC عليه سازنده دستگاه هاي مغناطيسي مبني بر عدم كارايي اين وسايل صورت مي پذيرد و بر اساس حكم دادگاه توليد آنها ممنوع شد. در سال 1961 دادگاه فدرال تصميمي عليهFTC مبني بر اين كه مشخص گرديد تنها 3 درصد از 10000 دستگاه فروخته شده مناسب كار نمي كنند و حكم ممنوعيت را لغو مي نمايد .
كساني كه در تاريخ معاصر ، دستگاههاي تصفيه مغناطيسي مشاركت داشته اند عبارتند از : 60 Subruro Miyatamoriya و Roland Carpenter و Peter Kulisah
تاريخچه تحقيقات در ايران:
طي بررسيهاي به عمل آمده گر چه افرادي هر چند معروف نسبت به كار روي كاهش مصرف سوخت بوسيله ي مگنت ها، متحمل زحمت هايي شدند ولي بعلت قيمت پايين سوخت و عدم حمايت دولت، تا كنون هيچ تحقيق جامعي در خصوص بكارگيري ميدانهاي مغناطيسي بر روي سوختهاي هيدروكربني بعمل نيامده است و شايد بتوان اظهار نمود كه شرکت مهندسی نیکارو تنها شرکتی است كه تحقيقات و آزمايشاتي را در اين زمينه با مشاوره و کمک اساتید دانشگاههای معتبر کشور انجام داده است و اولین نتایج قطعی را در سال 1379 به دست آورده است که منجر به ارایه کیت کاهش مصرف سوخت در سال 1379 - و اختراع پوشش های مغناطیسی فیلترهای صنعتی در سال 1380 (دارای تاییدیه از کاترپیلار و مدال طلایی از نمایشگاه سویس) و اختراع انواع گونیاهای مغناطیسی در سال 1383 و اختراع سیستم جرقه اظطراری مغناطیسی در سال 1384 گردیده است . اکنون نیز یکی از پروژه های اصلی این شرکت جهت کاهش سوخت صنایع سنگین فولاد سازی با استفاده از مغناطیس میباشد. در طراحي يك مبدل مغناطيسي اصول بسياري است كه بايد مورد توجه قرار گيرد از جمله شدت ميدان ، شكل ميدان كه این شركت بخاطر نوع فعاليت خود كه در زمينه سوخت خودرو و مواد مغناطيسي است توانسته در اين خصوص پيشرفتهايي داشته باشد . افتخار شرکت مهندسی نیکارو تامین و ساخت و طراحی انواع آهنربا و ابزار آلات مغناطیسی و سیستم های مغناطیسی مورد نیاز صنایع مختلف کشور در بیش از یک دهه گذشته میباشد . این شرکت وظیفه تامین آهنربا ی تولید کنندگان معتبر صنعتی کشور را طی بیش از ده سال به خوبی به انجام رسانیده است
نمونه ايي از استفاده هاي مبدلهاي مغناطيسي در اروپا :

در اروپا نيز با گذاردن مبدلهاي مغناطيسي به جاي مبدلهاي كاتاليستي نتايج مطلوبي بدست آمده است ، آزمايشاتي بر روي خودرو اپل انجام گرفته است . در طي اين آزمايشات CO از 0.5 به 0.2 وHC از 100 به 70 كاهش يافت و مصرف خودرو كه به ازاء هر 100 km ، 15 ليتر بود به 11 ليتر كاهش پيدا كرد . تقريبا27% صرفه جويي در سوخت ايجاد گرديد .
فيات لهستان نيز اصلاحات مهمي را بر روي خودروهاي خود در مورد كاهش آلاينده ها انجام داده است.اين به خاطر استانداردهاي جاري ECE است ، كه تمامي كشورها را مقيد مي نمايد در اين زمينه بطور جدي گام بردارند. بر اساس آزمايشاتي كه با استفاده از دستگاه مغناطيس كننده بر روي فيات لهستان انجام گرفته نتايج مثبت وقابل قبول بدست آمده است. در اين خودرو HC از 160به 80 كاهش يافته است (طبق استاندارد ECEبايد HC كمتر از 100 باشد. )
امكان استفاده از مگنت ها در رادياتور خودرو :
نكته قابل توجه: در اينجا لازم به ذكر است كه از دستگاه مغناطيس كننده مي توان براي سيستم خنك كننده خودرو نيز استفاده نمود ، زيرا آنها قادرند
ضمن كاهش ويسكوزيته ، كشش سطحي مايعات را كم نمايد در نتيجه خوردگي كاهش يافته و رسوبات حل مي شوند و سيستم خنك كننده مي تواند تا 100% توانايي انتقال حرارت را داشته باشد. در اين حالت عمر سيستم خنك كننده افزايش يافته و از سوراخ شدن آن جلو گيري بعمل مي آيد
نتيجه گيري :
استفاده ار يك ميدان مغناطيسي در مسير ورودي سوخت خودرو باعث اتفاقات ذيل خواهد شد :

1- با كاهش جاذبه واندروالسي ، جاذبه بين مولكولهاي ئيدروكربن كم شده و مولكولها به صورت مجزا قرار مي گيرند و جـهت تـماس و پيونـد بـا اكـسيـژن ، سطح تماس مضاعفي خـواهـد داشت كـه موجـب پيوند سريعتر اكسيژن با كربن وئيدروژن مي گردد .

2- ميدان مغناطيسي موجب تبديل درصد بالايي از ئيدروژنهاي موجود درئيدروكربن از حالت پارا به اورتو ميگردد. بافعالتر شدن ئيدروژن موجود تمايل آن به اكسيداسيون شركـت در واكـنش بيشتر شده باعث افزايش سرعت احتراق مي گردد .

3- پس از اتفاقات فوق H-Oو C-O اضافه نخواهيم داشت يعني از آنها(ئيدروكربن هاي نسوخته وكربن نسوخته) مي توان به عنوان سوخت اضافه سود برد . 4 - احتراق كامل كربن و هيدروژن موجب كاهش موجودي اكسيژن در مخزن احتراق مي گردد، كاهش حجم اكسيژن موجود باعث كاهش احتمال اكسيداسيون نيتروژن موجود گشته وبه صورت N2 ) بي ضرر ) وارد هوا خواهد شد

سیستم مدیریت سوخت mono jetronic

جترونیک یک سیستم تزریق سوخت تک نقطه ای )کم فشار) با کنترل الکترونیکی برای موتورهای 4 سیلندر است.
مونو – جترونیک یک سیستم تزریق سوخت تک نقطه ای (کم فشار) با کنترل الکترونیکی برای موتورهای 4 سیلندر است. در مقایسه با سیستم های تزریق چند نقطه ای مانند کایی-جترونیک یا لل-جترونیک که هر سیلندر یک انزکتور جداگانه دارد در طرح منو-جترونیک فقط یک انزکتور الکتریکی (با استقرار الکتریکی) وجود دارد
قلب منو جترونیک واحد تزریق مرکزی است که در ادامه تشریح خواهد شد این واحد از یک انزکتور با کارانداز سولئوئیدی برای تزریق متناوب سوخت بر روی دریچه گاز بهره می گیرد
در این طرح مانیفولد هوا سوخت را بین هر یک از سیلندرها توزیع میکند .مونو-جترونیک طیف وسیعی از سنسورهای مختلف را برای کنترل عملکرد موتور و تدارک پارامترهای کنترلی لازم به منظور تبدیل بهینه نسبت اختلاط به خدمت می گیرد این پارامتر ها عبارتند از:
- زاویه دریچه گاز

- سرعت موتور

- دمای موتور و دمای هوای ورودی به مانیفود

- موقعیت های دریچه گاز (هرزگردی- بار کامل(

- مقدار اکسیژن موجود در گازهای اگروز

علاوه بر این ها بسته به تجهیزات بکار رفته در خودرو ممکن است موارد زیر نیز در کنترل نسبت اختلاط مؤثر باشند:

- وضعیت درگیری در گیربکس اتوماتیک D یا N

- وضعیت درگیری کلاچ کمپرسور کولر (درگیر یا آزاد(

در مونو- جترونیک مدارات ورودی در ECU داده های سنسورها را برای انتقال به میکروپرسور (ریزپردازنده) از مقادیر آنالوگ به مقادیر دیجیتال تبدیل می کنند. سپس داده های عملیاتی در میکروپروسسور به منظور تعیین شرایط عملیاتی جاری موتور پردازش می شوند. این اطلاعات مبنای محاسبه سیگنال های لازم برای کنترل عناصر نهایی (کاراندازها) خواهند بود.

‏در مرحله بعد آمپلی فایرهای خروجی سیگنال های تولید شده را برای انتقال به انژکتورها، کارانداز دریچه گاز و سوپاپ مربوط به جعبه جمع آوری سوخت های تبخیر شده (عناصر نهایی) تقویت می کنند

نسخه های مختلف مونو- جترونیک

‏توضیحاتی که در ادامه ارائه می گردد عملکرد نوعی سیستم مونو- جترونیک و نحوه استقرار عناصر مختلف آن است. البته نسخه های دیگری از این سیستم برای دستیابی به اهداف ویژه ایی که سازندگان خودروهای مختلف تعیین می کنند، وجود دارد.

سیستم مونو- جترویک وظایف مستقل زیر را بر عهده دارد:

- جمع آوری داده های عملیاتی

- پردازش داده های عملیاتی

- تنظیم و تزریق سوخت

مأموریت اصلی

مأموریت اصلی سیستم مونو- جترونیک کنترل فرآیند تزریق سوخت است.
مأموریت های کمکی

مونو- جترونیک هم چنین چند مأموریت کمکی دیگر شامل کنترل های حلقه بسته و حلقه باز را بر عهده دارد که به کمک آن ها عملکرد قطعات مرتبط با انتشار آلاینده ها را کنترل می کند. این وظایف شامل کنترل سرعت هرزگردی، کنترل حلقه بسته لاندا و سیستم کنترل حلقه باز آلاینده های تبخیرشونده است.

سوخت رسانی

سیستم سوخت رسانی وظیفه دارد سوخت را از باک به انژکتور الکتریکی برساند.
تحویل سوخت

‏پمپ الکتریکی به صورت پیوسته سوخت را از باک و از طریق فیلتر به واحد تزریق مرکزی ارسال می کند. پمپ های الکتریکی را می توان هم در باک و هم در خارج باک مستقر کرد.

‏پمپ هایی که در خارج باک قرار می گیرند در مدار سوخت رسانی بر روی یک ورق فرم دار از بدنه خودرو بین باک و فیلتر نصب می شوند.

‏مونو- جترونیک معمولاً از پمپ داخل باک بهره می گیرد. این پمپ در داخل باک معمولاً بر روی یک نگهدارنده مخصوص مستقر می شود. این نگهدارنده شامل یک فیلتر اضافی در سمت ورودی پمپ، یک شاخص سطح سوخت و یک کاسه مدور است که به عنوان مخزن عمل می کند. علاوه بر این ها نگهدارنده پمپ اتصالات الکتریکی و هیدرولیکی مورد نیاز پمپ را نیز در بر دارد.

پمپ سوخت الکتریکی

پمپ و موتور الکتریکی در داخل یک محفظه مشترک قرار دارند. سوخت به طور پیوسته در اطراف پمپ و موتور جریان دارد تا آنها را خنک نماید. با توجه به این که ضرورتی برای آب بندی دقیق بین پمپ و موتور وجود ندارد لذا عملکرد موتور الکتریکی بهتر خواهد شد. از آن جا که هیچ وقت مخلوط قابل اشتعال در داخل موتور تشکیل نمی شود، بنابراین خطری از نظر انفجار وجود ندارد. درپوش سمت خروجی پمپ حاوی اتصالات الکتریکی، سوپاپ یک طرفه و اتصال پرفشار هیدرولیکی است. سوپاپ یک طرفه پس از آن که پمپ غیرفعال می شود، فشار اولیه داخل سیستم را برای مدت زمان محدودی حفظ می کند، که این امر از تشیکل حباب در صورت گرم بودن سوخت جلوگیری می کند. علاوه بر این درپوش خروجی پمپ می تواند شامل قطعاتی برای حذف تداخل الکترومغناطیسی باشد

‏پمپی که ساختمان آن در بالا تشریح شد رایج ترین پمپ در سیستم مونو- جترونیک است. عملکرد این پمپ در سیستم هایی که فشار اولیه آن ها کم است بسیار مطلوب می باشد. پمپ مذکور از نوح جریانی و دو مرحله ای است، بدین ترتیب که یک پمپ با کانال جانبی به عنوان پمپ مقدماتی (مرحله مقدماتی) و یک پمپ توربینی به عنوان پمپ اصلی مورد استفاده قرار گرفته اند. برای هر دو مرحله از یک ایمپلر مشترک استفاده می گردد.

مدار بخش مقدماتی پمپ دارای یک کانال جانبی در هر دو طرف ایمپلر می باشد به طوری که یک کانال بر روی درپوش پمپ و کانال دیگر بر روی محفظه پمپ قرار دارد. انرژی جنبشی سوخت که به وسیله چرخش تیغه های ایمپلر ایجاد شده است، در کانال های جانبی به انرژی فشاری تبدیل می گردد. سوخت در انتهای این کانال ها جمع شده و از مرحله مقدماتی خارج و وارد بخش اصلی می شود. یک مجرای فراگیری در محل خروجی کانال جنبی بین مرحله مقدماتی و مرحله اصلی پیش بینی شده است. سوخت اضافی به همراه حباب هایی که ممکن است تشکیل شوند پیوسته از طریق این مجرا به داخل تانک برگشت داده می شوند.

‏مرحله اصلی و مقدماتی دقیقاً یکسان عمل می کنند. اختلاف اصلی در طرح چرخ ایمپلر و شکل کانال هایی است که طرفین تیغه ها را دور تا دور احاطه می کنند. در انتهای کانال مربوطه به مرحله اصلی قطعه ای برای تخلیه سریع وجود دارد. این قطعه به شکل یک صفحه دیافراگمی است که مجرایی را بر روی درپوش ورودی می بندد و به عنوان سوپاپ تخلیه عمل می کند

‏هنگامی که سوپاپ تخلیه بسته باشد، سوخت به داخل محفظه موتور الکتریکی فشرده شده و از آن جا از طریق سوپاپ یک طرفه به داخل مدار ارسال می گردد. در دماهای زیاد از آن جا که حبابی های بخار سوخت قبلاً حذف شده اند، عملکرد این پمپ با توجه به خصوصیات عالی ارسال سوخت و بی صدایی و ثبات آن بسیار مشهود و برجسته است. مزیت دیگر پمپ نوع جریانی مربوط به خاصیت ارسال آن ها است که تقریباً فشاری بدون نوسان تدارک می بینند. این ویژگی علاوه بر این در عملکرد آرام پمپ نیز مؤثر است.

فیلتراسیون سوخت

‏سوخت حاوی آلودگی و ناخالصی می تواند عملکرد صحیح انژکتور و رگلاتور فشار را مختل کند. بنابراین یک فیلتر در خط سوخت رسانی بین پمپ الکتریکی و واحد مرکزی تزریق ترجیحاً در زیر خودرو و در محلی که از برخورد سنگ حفاظت شود، نصب می گردد.

فیلتر سوخت

‏فیلتر سوخت از نوع کاغذی است. المان کاغذی فیلتر دارای منافذی به قطر متوسط 15 میکرومتر می باشد و شامل یک لوله کاغذی با کناره های آب بندی شده است. به منظور جداسازی کامل طرف آلوده المان فیلتر از طرف تمیز آن، لبه های المان کاغذی به محفظه فیلتر که از یک ماده پلاستیکی فشرده ساخته می شود، جوش می گردد. لوله کاغذی به وسیله یک درپوش و به کمک یک پایه در مرکز درپوش نگهداشته می شود. عمر خدمتی فیلتر بر حسب میزان آلودگی و حجم فیلتر معمولاً بین 30000 تا 80000 کیلومتر است.

‏کنترل فشار سوخت

‏وظیفه رگلاتور این است که اختلاف بین فشار خط سوخت و فشار در محل نازل انژکتور (مانیفولد ورودی( را در حدود kpa100 (یک صد کیلوپاسکال) تثبیت کند. در سیستم مونو- جترونیک، رگلاتور بخشی از مدار هیدرولیکی مجتمع شده واحد تزریق مرکزی است.


رگلاتور فشار

در این رگلاتور یک دیافراگم لاستیکی محفظه رگلاتور را به دو ناحیه پائینی )محفظه سوخت) و بالایی (محفظه فنر) تقسیم می کند. از طرف فنر مارپیچی فشاری بر دیافراگم اعمال می شود. یک صفحه سوپاپ متحرک که از طریق یک نگهدارنده به دیافراگم متصل شده است به وسیله فنر بر نشیمنگاه خود فشرده می شود (سوپاپ با نشیمنگاه تخت(.

‏هنگامی که نیروی حاصل از فشار مؤثر سوخت روی سطح سوپاپ، بر نیروی فنر غلبه کند، سوپاپ صفحه ای به آرامی از محل خود بلند می شود، در نتیجه سوخت اضافی می تواند به باک مراجعت کند. در این وضعیت تعادل، اختلاف فشار بین محفظه های بالایی و پائینی رگلاتور معادل 100 کیلو پاسکال خواهد بود.

‏مجاری تخلیه موجود در محفظه فنر، فشار داخلی این محفظه را مطابق با فشار در محل نازل انژکتور تثبیت می کند. میزان بلند شدن صفحه سوپاپ بر حسب مقدار سوخت ارسالی و مقدار سوختی که عملاً مورد نیاز است تغییر می کند.

‏مشخصات فنر و سطح دیافراگم طوری انتخاب می شوند که در محدوده وسیع ارسال سوخت (کمترین ارسال تا بیشترین ارسال) فشار سوخت دارای یک تولرانس کوچک و ثابت باشد. هنگامی که موتور خاموش می شود، ارسال سوخت نیز متوقف می گردد. سپس سوپاپ یک طرفه داخل پمپ الکتریکی بسته می شود (سوپاپ رگلاتور فشار نیز بسته می شود) و فشار در داخل خط سوخت رسانی برای مدت زمان معینی ثابت می ماند.

‏با بهره گیری از این طرح امکان تشکیل حباب های بخار سوخت در نتیجه افزایش دما هنگام توقف عملکرد سیستم به شکل مؤثری منتفی می شود. بنابراین مشکلات مربوط به روشن کردن موتور داغ مرتفع می گردد.

کنترل انتشار آلاینده های تبخیری

به منظور کاهش انتشار ترکیبات هیدروکربن (یخار بنزین) در فضا، قوانین وضع شده در چند کشور خروج بخارات سوخت از باک و انتشار آن در اتمسفر را ممنوع کرده است (در حال حاضر این قوانین از سوی بسیاری از کشورها پذیرفته شده است(

‏بنابراین خودروها بایستی مجهز به سیستمی برای کنترل تبخیر ذرات سوخت باشند به طوری که باک بنزین به یک محفظه حاوی زغال متصل شود. بدین ترتیب دانه های زغال داخل محفظه، ذرات سوخت موجود در بخار عبوری را جذب می کنند. سپس برای انتقال سوخت از محفظه به موتور بخشی از هوای مکش شده به وسیله موتور به منظور بازیافت ذرات سوخت از داخل محفظه زغال عبور می کند. هوای ورودی پس از عبور از داخل محفظه و غنی شدن توسط ذرات هیدروکربن از داخل مانیفولد ورودی عبور کرده و برای احتراق وارد موتور می شوند.

قوطی زغال

‏ابعاد قوطی حاوی زغال طوری انتخاب می شود که یک حالت تعادل بین مقدار سوخت جذب شده و مقدار بازیافت شده توسط هوای در حال عبور از میان آن حفظ شود. کوچک ساختن ابعاد محفظه تا حد امکان، جریان هوای عبوری از آن را در تمام شرایط عملیاتی موتور (از هرزگردی تا بار کامل) در بالاترین حد تثبیت می کند. میزان جریان هوای عبوری از داخل محفظه (جریان بازیافت) ضرورتاً به وسیله اختلاف فشار بین مانیفولد ورودی و فشار محیط تعیین می شود. از آن جا که این اختلاف در شرایط هرزگردی موتور مقدار قابل توجهی است، بنابراین حجم هوای بازیافت به منظور پیشگیری از مشکلات مربوط به کیفیت رانندگی بایستی کمترین مقدار باشد. در بارهای بیشتر موتور یعنی شرایطی که دقیقاً عکس حالت قبلی است، حجم جریان بازیافت باید خیلی زیاد باشد، هر چند که در این شرایط اختلاف فشار قابل حصول مقدار خیلی کمی است. برای اندازه گیری دقیق جریان بخار سوختی که همراه هوای عبوری از داخل محفظه وارد موتور می شود از سوپاپی که به وسیله ECU کنترل می گردد استفاده می شود.

جمع آوری داده های عملیاتی

به منظور دستیابی به اطلاعات لحظه ای در مورد شرایط عملیاتی جاری موتور چند سنسور مختلف تمام داده های عملیاتی ضروری را جمع آوری می کنند. سپس این اطلاعات به شکل سیگنال های الکتریکی به ECU منتقل می شوند.

در ECU سیگنال های آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده و برای کنترل عناصر کنترل شونده نهایی پردازش می شوند.

‏شارژ موتور با هوا

در این سیستم اطلاعات مورد نیاز برای تعیین نسبت اختلاط هوا به سوخت از طریق بررسی میزان هوای ورودی به ازای هر سیکل به دست می آید. هر بار که جرم هوا اندازه گیری می شود، امکان تطبیق مقدار سوخت تزریق شده از طریق تغییر زمان باز ماندن انژکتور فراهم می گردد.

‏در مونو- جترونیک هوای وارد شده به موتور به طور غیرمستقیم و با استفاده از یک تناسب معین بین زاویه دریچه گاز á و سرعت موتور n تعیین می شود. برای این که این طرح قادر به کار باشد، باید ارتباط بین زاویه دریچه گاز و میزان عبور جریان هوا در داخل محفظه دریچه گاز در همه واحدهای تولید شده با تولرانس های خیلی بسته تثبیت شود (یعنی اختلاف ابعاد واحدهای تولید شده کمترین مقدار باشد(

راننده حجم هوای ورودی به موتور را به وسیله پدال گاز کنترل می کند. این امر میزان باز شدن دریچه گاز و عامل بار موتور را تعیین می کند. زاویه دریچه گاز á به وسیله پتانسیومتر دریچه گاز ثبت می شود. از طرف دیگر سرعت موتر n و غلظت هوای ورودی نیز به عنوان تغیرهای اضافی در تعیین جرم هوای ورودی به کمک متغیر اصلی یعنی زاویه درچه گاز á می آیند.

هوای ورودی به عنوان تابعی از á و n برای هر موتور مفروضی به وسیله داینامومتر موتور (دستگاه سنجش قدرت موتور) تعیین می شود. این منحنی ها اندازه شارژ سیلندر را به ازای وضعیت های مختلف دریچه گاز á و دور موتور n یاد می کنند.

‏اگر اطلاعات مربوط به عکس العمل یک موتور از قبل معلوم باشد و با فرض ثابت بودن غلظت هوا، می توان اندازه شارژ هوا را فقط با استفاده از زاویه á و سرعت n )دستگاه مختصات á/n( به دقت تعیین کرد.

‏بنابراین مجموعه دریچه گاز مونو- جترونیک یک سنجشگر بی نهایت دقیق جرم هوا است و علاوه بر آن یک سیگنال خیلی دقیق متناسب با زاویه دریچه گاز برای ECU فراهم می کند. اطلاعات مربوط به سرعت موتور نیز به وسیله سیستم جرقه زنی تهیه می شود. چون اختلاف بین فشار سیستم سوخت در ناحیه نازل انژکتور و فشار هوا باید در یک سطح ثابت باقی بماند، لذا مقدار سوخت تزریق شده به ازای ارسال هر پالس تزریق تنها تابع زمان بازماندن انژکتور است.

‏به منظور دستیابی به یک نسبت هوا به سوخت خاص بایستی طول زمان تزریق متناسب با میزان شارژ هوا باشد. به عبارت دیگر، طول تزریق مستقیماً تابع á و n است. در مونو- جترونیک این ارتباط از نمودار برنامه لاندا با متغیرهای ورودی á و n فرمان می گیرد. این سیستم برای جبران نوسانات غلظت هوای ورودی که تابع دما و فشار می باشد برنامه ریزی شده است. دمای هوای ورودی در ابتدای ورود به واحد تزریق مرکزی اندازه گیری شده و اطلاعات اساسی لازم برای تعیین ضریب اصلاح به ECU ارسال می گردد.

‏تمام سیستم های مونو- جترونیک دارای کنترل حلقه بستهً لاندا بود و برای آن که قادر باشند با قوانین سخت گازهای اگزوز در ایالات متحده سازگاری یابند، طوری طراحی می شوند که نسبت هوا به سوخت دقیقاً در حد 1=ë تثبیت گردد. علاوه بر این کنترل حلقه بسته لاندا انطباق پذیرق مخلوط را در شرایط عملیاتی مختلف با حد مذکور افزایش می دهد. به عبارت دیگر این سیستم هوشمند طوری برنامه ریزی شده که بتواند خود را با شرایط مختلف وفق دهد.

‏ضرایب اصلاح مربوط به تغییر در فشار اتمسفر )خصوصاً در اثر تغییر ارتفاع ) با ضرایب اصلاح دیگری که برای جبران تفاوت های ناشی از تولرانس های تولید و همین طور تغییرات ناشی از فرسودگی سیستم طراحی شده اند کامل می گردند. هر بار که موتور خاموش می شود، سیستم ضرایب اصلاح را ذخیره می کند. به طوری که این ضرایب بلافاصله بعد از روشن شدن مجدد موتور فعال هستند. این سیستم که جرم هوای ورودی را به طور غیرمستقیم اندازه گیری می کند (کنترل آن بر مبنای پارامترهای کنترلی /ná است) از طریق کنترل مخلوط هوا و سوخت عمل نموده و علاوه بر آن سیستم کنترل حلقه بسته لاندا نیز برای دستیابی به یک نسبت اختلاط دقیق و ثابت سیستم را پشتیبانی می کند، بدون آن که نیازی به اندازه گیری مستقیم جرم هوا داشته باشد.



‏زاویه دریچه گاز

‏واحد کنترل الکترونیکی مونو- جترونیک به منظور محاسبه موقعیت زاویه ای و سرعت زاویه ای دریچه گاز از زاویه á استفاده می کند. موقعیت زاویه ای دریچه گاز یک پارامتر ورودی مهم برای تعیین حجم هوای ورودی است. بنابراین عامل اصلی در تعیین میزان تزریق محسوب می شود. هنگام بسته شدن دریچه گاز کلید حالت هرزگردی، کارانداز دریچه گاز را با یک سیگنال کمکی معرف وضعیت جاری تغذیه می کند.

‏اطلاعات مربوط به سرعت زاویه ای دریچه گاز اصولاً برای جبران نسبت اختلاط در ضمن تغییر بار موتور مورد استفاده قرار می گیرد. تحلیل سیگنال á از طریق اندازه گیری شارژ هوا صورت می گیرد. برای حصول اطمینان از کیفیت مطلوب رانندگی و سطح پایین انتشار آلاینده ها فرآیند اندازه گیری شارژ هوا و حجم تزریق بایستی در کمترین مراحل دیجیتالی ممکن انجام شود تا تولرانس قیمت هوا به سوخت در محدوده 2% تثبیت شود.

‏بخشی از نمودار برنامه که معرف بیشترین تغییرات در مقدار شارژ ورودی در رابطه با تغییر á می باشد به وسیله کمترین مقادیر باز بودن دریچه گاز (á) و سرعت های کم موتور یعنی حالت هرزگردی و نیمه بار محدود می شود. در این محدوده تغییری به اندازه 1.5 درجه در زاویه دریچه گاز، مقدار شارژ هوا یا فاکتور هوای لاندا را معادل 17% تغییر می دهد. این در حالی است که در خارج از این محدوده (زاویه های بزرگتر دریچه گاز) تغییر مشابهی در زاویه دریچه گاز تاثیر تقریباً ناچیزی در مقدار شارژ هوا دارد. این بدان معنی است که در شرایط هرزگردی و نیمه بار به منظور حصول اطمینان از صحت نسبت اختلاط تحلیل زاویه ای سطح بالایی مورد نیاز می باشد.

پتانسیومتر دریچه گاز

بازوی جاروبک پتانسیومتر به انتهای شافت دریچه گاز بسته می شود. نوارهای مقاومت پتانسیومتر واتصالات الکتریکی بر روی یک صفحه پلاستیکی قرار دارند که به مجموعه تزریق متصل می شود. منبع تغذیه برای این پتانسیومتر یک چشمه 5 ولتی تثبیت شده است.

تحلیل سطح بالای سیگنال که برای سیستم ضروری است از طریق تقسیم زاویه حرکت دریچه گاز از حالت هرزگردی تا بار کامل بین دو نوار مقاومت حاصل می شود.

‏افت ولتاژ در مسیر هر یک از این مقاومت ها خطی است. با هر یک از نوارهای مقاومت یک نوار ثانویه (کلکتور) موازی است. نوارهای مقاومت و نوارهای کلکتور با استفاده از تکنیک لایه ای ساخته می شوند. بازوی پتانسیومتر چهار جاروبک را حمل می کند که هر کدام از آن ها با یک نوار تماس حاصل می کنند. جاروبک های مربوط به نوار مقاومت و نوار کلکتور به صورت دو جفت مجزا به هم متصل هستند، بنابراین سیگنال از نوار مقاومت به نوار کلکتور منتقل می شود

نوار 1 محدوده زاویه ای 24.....0 درجه را می پوشاند و نوار 2 محدوده زاویه ای 90.....18 درجه را پوشش می دهد. سیگنال های زاویه á مربوط به هر یک از نوارها در ECU جداگانه تبدیل می شوند چون هر کدام از آنها یک مدار مبدل آنالوگ/ دیجیتال جداگانه دارند.

‏علاوه بر این چون دما و سایش می تواند بر مقادیر مقاومت ها تاثیر بگذارد لذا ECU با استفاده از این اطلاعات نسبت های ولتاژ را به منظور جبران نوسانات ناشی از دما و فرسایش در پتانسیومتر ارزیابی می کند. درپوش پتانسیومتر دارای یک اورینگ است که دور تا دور در شیار آن قرار می گیرد و از نفوذ رطوبت و آلودگی به داخل پتانسیومتر جلوگیری می کند. محفظه پتانسیومتر از طریق یک قطعه تخلیه به فشار اتمسفر مرتبط می شود.

سرعت موتور

‏اطلاعات مربوط به سرعت موتر که برای سیستم کنترل /ná مورد نیاز است با بررسی نوبتی سیستم جرقه زنی موتور حاصل می شود. سپس این سیگنال ها در ECU پردازش می شوند.

سیگنال های سیستم جرقه زنی یا پالس هایی است که قبلاً در مدار تریگرینگ جرقه پردازش شده اند و یا سیگنال ولتاژ قابل حصول از ترمینال شماره 1 کویل (سر القاءدار سیم پیچ اولیه کویل) است.

‏همزمان از این پالس ها برای تریگرینگ پالس های تزریق نیز استفاده می شود. یعنی هر پالس جرقه فرمان شروع یک پالس تزریق را صادر می کند

‏دمای موتور تاثیر قابل ملاحظه ای بر مصرف سوخت دارد. بنابراین یک سنسور دما در داخل مدار خنک کاری، دمای موتور را اندازه گرفته و یک سیگنال الکتریکی را برای ECU فراهم می کند. در نتیجه متناسب با تغییرات دما میزان سوخت تزریقی نیز تغییر می یابد.

سنسور دمای موتور

سنسور دمای موتور شامل یک پوشش فلزی و یک مقاومت نیمه هادی (NTC) است (NTC= ­ضریب حرارتی منفی). مقاومت سنسور با دما تغییر کرده و ECU نیز این تغییر را ارزیابی می کند. در نتیجه متناسب با افزایش دما میزان تزریق سوخت کاهش می یابد


دمای هوای ورودی

د‏انسیته هوای ورودی با دما تغییر می کند. بنابراین لازم است متناسب با تغییرات غلظت هوا حجم تزریق نیز اصلاح شود. برای جبران این تاثیر، یک سنسور دما در بخش ورودی دریچه گاز نصب می شود و دمای هوای ورودی را بررسی و به ECU انتقال می دهد.


سنسور دمای هوا

سنسور دمای هوا شامل یک المان مقاومت NTC است. از این رو قادر است تغییرات دمای هوای ورودی را به سرعت ثبت کند. مقاومت NTC از انتهای خرطومی شکل سنسور بیرون آمده و در سطحی که بیشترین جریان هوا در آن جاری است قرار می گیرد. یک سوکت چهار پایه اتصالات الکتریکی لازم برای این سنسور و انژکتور را فراهم می کند.


‏شرایط عملیاتی مختلف موتور

در بین شرایط متفاوتی که موتور با آن روبرو است دو وضعیت هرزگردی و بارکامل از اهمیت ویژه ای برخوردارند، بنابراین باید این دو حالت را به دقت ثبت نمود تا بتوان مقدار سوخت تزریق شده در این دو حالت را بهینه کرد و از طرف دیگر فرآیند غنی سازی سوخت در بار کامل و قطع سوخت در شرایط overrun را نیز به درستی انجام داد.

‏حالت هرزگردی موتور به وسیله یک کنتاکت از کلید دریچه گاز که در حالت هرزگردی بسته می شود، ثبت می گردد. این کلید توسط یک پلانچر کوچک در داخل کارانداز دریچه گاز بسته می شود حالت بار کامل نیز بر مبنای سیگنال الکتریکی ارسال شده از پتانسیومتر دریچه گاز برای ECU قابل تشخیص است.


‏ولتاژ باطری

‏زمان های مربوط به جذب و دفع آریچر سولنوئید در داخل انژکتور برحسب ولتاژ باطری تغییر می کند. چنان چه ولتاژ سیستم در ضمن عملکرد دچار نوسان شود، ECU زمان بندی تزریق را به منظور جبران تأخیرهای ایجاد شده در عکس العمل انژکتور تنظیم می کند.

‏علاوه بر این ECU با طولانی کردن زمان تزریق پاسخی مناسب را به ولتاژهای کم سیستم در ضمن استارت موتور در هوای سرد ارائه می کند. هم چنین طولانی شدن زمان تزریق تأثیرات ولتاژ القایی را در مشخصه ارسال پمپ الکتریکی که سبب می شود تحت این شرایط فشار داخل سیستم به حداکثر تعیین شده نرسد، جبران می کند. ECU ولتاژ باطری را به شکل یک سیگنال پیوسته (آنالوگ) که از طریق یک مبدل A/D (آنالوگ/ دیجیتال ) به میکروپروسسور منتقل می شود، دریافت می کند.


سیگنال های کنترل ارسالی از کولر یا گیربکس اتوماتیک

‏هنگامی که کولر خودرو روشن می شود و یا گیربکس اتوماتیک درگیر می شود بار اعمال شده بر موتور معمولاً باعث کاهش دور هرزگردی موتور می شود. برای جبران این دور شرایط استفاده از کولر (روشن شدن کمپرسور کولر) و همین طور قرار گرفتن گیربکس اتوماتیک در حالت D (Drive) توسط ECU به عنوان سیگنال های سویچینگ ثبت می شوند. سپس ECU سیگنال کنترل دور هرزگردی را به منظور جبران افت دور، اصلاح می کند. در این شرایط ممکن است افزایش دور هرزگردی موتور به منظور کارکرد مؤثر کولر مورد نیاز باشد. اما هنگامی که گیربکس اتوماتیک در وضعیت D قرار می گیرد اغلب کاهش دور مورد نیاز است (تا خودرو حرکت نکند)

‏نرکیب مخلوط

‏نظر به این که گازهای اگروز با استفاده از مبدل کاتالیزوری سه گانه بهسازی می شوند، لذا ترکیب مخلوط هوا و سوخت بایستی در یک نسبت صحیح به دقت تثبیت شود. برای این منظور یک سنسور اکسیژن لاندا در معرض جریان گازهای اگروز قرار گرفته و یک سیگنال الکتریکی را که نمایانگر ترکیب جاری مخلوط است برای ECU فراهم می کند. سپس ECU از این سیگنال در کنترل حلقه بسته لاندا جهت دستیابی به نسبت استوکیومتری (1=ë) استفاده می کند. سنسور اکسیژن لاندا در سیستم اگروز موتور و در موقعیتی مستقر می شود که دریافت گرمای کافی توسط سنسور به منظور عملکرد صحیح در کل محدوده عملیاتی موتور تضمین شود.



سنسور اکسیژن لاندا

هم چنان که اشاره شد سنسور اکسیژن لاندا در داخل سیستم اگروز مستقر می شود. طرح سنسور لاندا به گونه ای است که الکترود خارجی آن در معرض گازهای اگزوز و الکترود داخلی آن در تماس با هوای اتمسفر باشد. سنسور لاندا شامل یک محفظه سرامیکی مخصوصی است که سطح خارجی آن با یک پوشش نفوذپذیر در مقابل گاز از جنس الکترودهای پلاتین روکش شده است. عملکرد سنسور بر اساس این واقعیت است که ماده سرامیکی متخلخل است و به اکسیژن های موجود در هوا اجازه عبور می دهد (الکترولیت جامد). در دماهای بالاتر، سرامیک هادی می شود و اگر غلظت اکسیژن در یک طرف آن با طرف دیگر تفاوت داشته باشد، ولتاژی بین الکترود های آن تولید می شود. در نسبت اختلاط استوکیومتری (1=ë) جهشی در ولتاژ خروجی سنسور ایجاد می شود. این ولتاژ به عنوان سیگنال سنجش مورد استفاده قرار می گیرد بدنه سرامیکی سنسور در داخل یک محفظه رزوه شده نگهداری می شود و یک لوله محافظ و همین طور اتصالات الکتریکی لازم برای آن پیش بینی شده است. سطح سرامیکی سنسور با یک لایه پلاتینی متخلخل با منافذ بسیار ریز پوشش شده است. این لایه در یک طرف سنسور تاثیر زیادی بر خصوصیات آن دارد. اما در طرف دیگر به عنوان یک اتصال عمل می کند. بر روی لایه پلاتینی آن طرف سنسور که در معرض گازهای داغ اگروز قرار می گیرد، یک روکش سرامیکی متخلخل با چسبندگی زیاد و تخلخل بالا ایجاد می شود. علاوه بر این لوله محافظ نیز به منظور جلوگیری از تشکیل رسوب محصولات احتراق بر روی لایه سرامیکی سنسور پیش بینی شده است. این لوله دارای چندین شیار است به طوری که کارهای اگروز و ذرات حاصل از احتراق به سرامیک سنسور نمی رسند. این لوله علاوه بر ایجاد حفاظت های مکانیکی، تغییرات دمای سنسور را در هنگام تغییرات بارگذاری موتور (لحظات گذر) به طور مؤثر کاهش می دهد.

‏یک پوشش محافظ فلزی نیز در سمت دیگر سنسور (طرف کنتاکت) نصب شده است. این پوشش علاوه بر آن که یک فنر بشقابی را در بر می گیرد، قطر داخلی آن نیز جبران فشار داخل سنسور را تضمین می کند. اتصالات الکتریکی از طریق یک عایق به بیرون سنسور ارتباط می یابند. ولتاژ و مقاومت داخلی سنسور وابسته به دما است.

‏کنترل حلقه بسته مؤثر تحت دماهای بالاتر از 350 درجه سانتیگراد (در سنسورهای بدون گرم کن) و بالاتر از 200 درجه سانتیگراد (در سنسورهای مجهز به گرم کن) امکان پذیر می شود.

‏سنسور اکسیژن لاندا مجهز به گرم کن

‏چون ایجاد کنترل حلقه بسته مؤثر توسط سنسور لاندا مستلزم دستیابی به دمای بالاتر از 350 درجه سانتیگراد است و دمای اگزوز در لحظات اولیه روشن شدن موتور کمتر از مقدار فوق است، بنابراین به منظور گرم شدن سریعتر سنسور لاندا از سنسورهای مجهز به گرم کن داخلی استفاده می شود. طرح سنسور اکسیژن لانلدا با گرم کن به مقدار زیادی مشابه نوع معمولی آن است. بدنه سرامیکی فعال سنسور از داخل به وسیله یک المنت حرارتی سرامیکی گرم می شود، تا دمای آن حتی در صورت سرد بودن گازهای اگروز در حد عملکرد یعنی 350 درجه سانتی گراد تثبیت شود. این سنسور دارای یک لوله محافظ است که مجرای عبور گاز در آن نسبت به نوع معمولی کوچکتر است. علاوه بر سایر عوامل حفاظتی، این لوله از سرد شدن سرامیک سنسور در هنگام خنک بودن گاز اگزوز جلوگیری می کند. مزایای این نوع سنسور اکسیژن عبارتند از:

1- توانایی ایجاد کنترل حلقه بسته در دماهای پایین گاز اگروز (مثلاً در حالت هرزگردی)

2- تقریباً به طور کامل مستقل بودن از تغییرات دمای گازهای اگزور.

3- عکس العمل سریع و به حداقل رسیدن تاخیر زمانی قبل از ایجاد کنترل مؤثر لاندا متعاقب روشن کردن موتور سرد.

4- سطح کم آلاینده ها به علت کاهش زمان لازم برای فعال شدن سنسور

5- انعطاف بیشتر در مورد محل نصب سنسور (چون عملکرد سنسور وابسته به گرمای اگزوز نیست، لذا ضرورت نصب سنسور در محلی که گرمای کافی به آن برسد، منتفی است)

پردازش داده های عملیاتی

‏برای این منظور ECU اطلاعات مربوط به عملکرد موتور را که از سنسورهای مختلف دریافت نموده، پردازش می کند. سپس از این اطلاعات با توجه به وظایف برنامه ریزی شده برای تولید سیگنال های کارانداز انژکتور، دریچه گاز و سوپاپ مربوط به قوطی جمع آوری بخارات بنزین استفاده می کند.


واحد کنترل الکترونیکی (ECU)

واحد کنترل در داخل یک محفظه فایبرگلاس ضدآب ساخته شده از پلاستیک پلی آمید قرار می گیرد. برای آن که واحد کنترل از گرمای موتور در امان باشد، آن را یا در داخل اطاق خودرو و یا در محفظه زیر داشبورد جای می دهند.

‏تمام قطعات الکترونیکی ECU بر روی یک برد مدار چاپی نصب می شوند. بخش آمپلی فایر خروجی و رگلاتور ولتاژ که وظیفه آن تثبیت ولتاژ در سطح 5 ولت برای تغذیه عناصر الکترونیکی است، به خاطر تبادل حرارتی بهتر بر روی یک رادیاتور (heat sink) نصب می گردند.

‏یک کانکتور 25 پایه واحد کنترل را به باطری، سنسورها وکاراندازها (عناصر کنترل نهایی) مرتبط می سازد.


‏مبدل آنالوگ دیجیتال

سیگنال های ارسال شده از پتانسیومتر دریچ گاز، سسور لندا، سنسور دمای موتور و سیگنال ولتاژ باطری، سیگنال مقدار هوای ورودی و همین طور سیگنال ولتاژ مرجع که در ECU تولید می شود، سیگنال های پیوسته آنالوگ هستند. این سیگنال های آنالوگ به وسیله یک مبدل دیجیتالی به عبارات دیجیتالی تبدیل و از طریق خطوط ارتباطی (data bus) به میکروپروسسور منتقل می شوند. یک ورودی آنالوگ/ دیجیتال طوری به کار می رود که بر حسب ولتاژ ورودی رکوردهای مختلف اطلاعات را می توان در حافظه خواندنی آدرس دهی کرد (کدگذاری اطلاعات). سیگنال سرعت موتور که به وسیله سیستم جرقه زنی تولید می شود در یک مدار مجتمع (IC) ارزیابی می گردد. علاوه بر این از سیگنال سرعت موتور برای کنترل رله پمپ سوخت از طریق یک مرحله خروجی نیز استفاده می شود.

میکروپروسسور

میکروپروسسور قلب واحد کنترل است. میکروپروسسور از طریق خطوط ارتباطی و خطوط آدرس (data and address bus) با حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (Eprom) و حافظه با دسترس تصادفی (RAM) مرتبط می شود.

‏حافظه خواندنی حاوی کد برنامه و اطلاعاتی برای تعیین پارامترهای عملیاتی است. حافظه RAM نیز مقادیر انطباقی[1] را ذخیره می کند )خودآموزی). هنگام خاموش کردن موتور، این مدول حافظه به منظور حفظ داده های انطباقی پیوست با باطری خودرو مرتبط می ماند.

‏یک نوسان ساز (اسیلاتور) کوارتز با فرکانس 6 مگاهرتز سرعت ساعت پایه را که برای عملیات محاسباتی مورد نیاز است، فراهم می کند. یک بخش رابط سیگنال، اندازه و شکل سیگنال های کنترل را قبل از انتقال به میکروپروسسور تبدل می کند. این سگینال ها شامل، سیگنال تنظیم مربوط به کلید سرعت هرزگردی موتور، سیگنال مربوط به فعالیت سیستم عیب یاب، سیگنال وضعیت دسته دنده در خودروهای مجهز به گیربکس اتوماتیک N یا Dو سیگنال فعال بودن سیستم کولر و نیز سیگنال درگیر بودن کمپرسور کولر، در خودروهای مجهز به تهویه مطبوع است.

بخش های خروجی

‏سیگنال های کنترل کننده لازم برای کنترل انژکتورها، کارانداز دریچه گاز، سوپاپ قوطی بازیافت بخارات سوخت و رله پمپ سوخت به وسیله چند بخش خروجی راه انداز تولید می شوند. در بعضی از خودروها چند لامپ عیب یاب نصب شده است که در صورت بروز نقص در بخش سنسورها و یا کاراندازها راننده را آگاه می سازند. علاوه بر این، لامپ های اخطار به عنوان رابطی برای اعلام فعالیت سیستم عیب یاب نیز عمل می کنند.

نمودار برنامه لاندا

پس از آن که موتور گرم شد، برای تبدیل دقیق نسبت هوا به سوخت در تمام نقاط عملکرد استاتیکی موتور (حالتی که خودرو ساکن است و موتور در جا کار می کند) از نمودار سه بعدی لاندا استفاده قرار می کند. این نمودار به شکل الکترونیکی در بخش مدارات دیجیتال ECU ذخیره می شود. اطلاعات مرجع نیز به صورت تجربی و از طریق آزمایش موتور بر روی داینامومتر تعیین می گردد. در سیستم مدیریت موتور مجهز به کنترل حلقه بسته لاندا مانند مونو- جترونیک این آزمایشات به منظور انتخاب بهینه تایمینگ و حجم تزریق در یک موتور خاص و تحت تمام شرایط عملیاتی (هرزگردی، نیمه بار، بار کامل و... ) صورت می گیرد و نتایج آن به شکل یک نمودار ترسیم می شود. نموداری که از این طریق حاصل می شود، نسبت هوا به سوخت را در کل محدوده عملیاتی موتور پیوسته در حالت ایده آل (نسبت استوکیومتری) تثبیت می کند.

نمودار لاندا در مونو- جترونیک شامل 225 مختصات کنترلی است. این مختصات ها مربوط به 15 حالت مرجع از پارامترهای کنترلی زاویه دریچه گاز α و سوخت موتور n می باشند. یعنی 15 حالت مختلف از دریچه گاز روی محور α (xها) و 15 سرعت متفاوت موتور روی محور n (yها) انتخاب می شود و از برخورد هر یک از این نقاط با هم 225 مختصات مختلف حاصل می گردد. سپس حجم تزریق بهینه برای هریک از این نقاط بر روی محور طول زمانی تزریق (zها) ثبت می گردد. از آنجا که منحنی های دستگاه مختصاتی á/n کاملاً غیرخطی هستند نبز و با توجه به لزوم تجزیه و تحلیل سطح بالا و سریع در سوخت هرزگردی و در محدوده نیمه بار، نقاط اطلاعات در این ناحیه از نمودار خیلی نزدیک به هم واقع می شوند. مختصات واقع شده در بین مختصات مرجع با استفاده از اینترپولاسیون (معدل گیری) خطی در ECU تعیین می شوند.

‏چون نمودار لاندا برای عملکرد و محدوده دمایی نرمال طراحی شده است، لذا ضروری است هنگامی که دمای موتور از محدوده نرمال خارج می شود و یا شرایط عملیاتی ویژه ای به وجود می آید، زمان بندی و طول تزریق اصلاح شود.

اگر ECU از روی سیگنال های ارسالی از طرف سنسور لاندا انحرافی را از مقدار 1=λ ثبت کند و در نتیجه برای یک دوره زمانی نسبتاً طولانی جهت اصلاح زمان تزریق پایه تحت فشار باشد، مقادیر لازم برای اصلاح مخلوط را تولید و در یک فرآیند انطباق داخلی آنها را ذخیره می کند. پس از آن این مقادیر برای تکمیل نقشه و نوسازی اطلاعات مؤثر خواهند بود.

این طرح، جبران مداوم هر یک از تولرانس ها و همین طور تغییرات پیوسته در ویژگی های عکس العملی موتور و متعلقات مجموعه تزریق سوخت را تضمین می کند.


‏تزریق سوخت

‏سیستم تزریق سوخت بایستی قادر باشد که حداقل سوخت مورد نیاز موتور (در سرعت هرزگردی با بار صفر) و نیز حداکثر سوخت را در حالت تمام گاز (بار کامل( اندازه گیری کند.

‏مختصات کنترلی مربوط به این شرایط بایستی در محدوده خطی روی منحنی های انژکتور قرار گیرد.. یکی از مهم ترین مشکلات مربوط به مونو- جترونیک توزیع یکنواخت مخلوط هوا و سوخت بین تمام سیلندرها است.

صرف نظر از طرح مانیفولد ورودی توزیع مخلوط به مقدار زیادی وابسته به محل استقرار انژکتور و کیفیت تهیه مخلوط هوا و سوخت است. موقعیت ایده آل برای نصب انژکتور در داخل محفظه مونو- جترونیک در مراحل تحقیق و توسعه تعیین می گردد.

‏برای هر موتوری ایجاد تغییرات خاص در نحوه عملکرد سیستم ضروری نیست. محفظه واحد تزریق مرکزی به وسیله یک پایه مخصوص در مرکز جریان هوای ورودی مستقر می شود و طوری طراحی می گردد که از جهت آیرودینامیکی حداکثر راندمان را داشته باشد. این محفظه حاوی انژکتور است و مستقیماً در بالای دریچه گاز نصب می شود تا اختلاط سوخت و هوای ورودی تشدید شود. در این محل سوخت توسط انژکتور به خوبی اتمیزه شده و به شکل یک جت مخروطی که رأس آن در نوک انژکتور و قاعده آن بر روی دریچه گاز است تزریق می گردد، به طوری که ذرات سوخت به ناحیه ای که هوای در حال عبور دارای بیشترین سرعت است پاشیده می شوند.

‏انژکتور به وسیله چند اورینگ نبت به محیط خارج آب بندی می گردد. واحد تزریق مرکزی در قسمت فوقنی به وسیله یک درپوش پلاستکی نیم دایره ای مسدود می شود. این درپوش هم شامل اتصالات الکتریکی است و هم استقرار صحیح و محوری انژکتور را تضمین می کند.


‏انژکتور

‏انژکتور این سیستم شامل محفظه و مجموعه قطعات تزریق است. محفظه انژکتور حاوی سیم پیچ سولنوئید و اتصالات الکتریکی است. مجموعه تزریق نیز شامل بدنه سوپاپ است که سوزن و آرمیچر و سولنوئید را نگهداری می کند. در حالت عادی یک فنر مارپیچی به کمک فشار اولیه سوخت، سوزن را بر نشیمنگاه خود می فشارد. با اعمال ولتاژ و فعال شدن سولنوئید، سوزن درحدود 05/0 میلی متر از روی سیت خود بلند می شود (برحسب طرح انژکتور). بنابراین سوخت می تواند از طریق یک نازل مارپیچی خارج شود. یک زبانه متصل به انتهای سوزن از داخل انژکتور به بیرون امتداد می یابد که شکل این زبانه اتمیزه شدن سوخت در حد بسیار عالی را تضمین می کند.

‏فاصله بین زبانه و بدنه سوپاپ مقدار عبور سوخت حالت استاتیکی سوپاپ را معین می کند. به عبارت دیگر حداکثر سوختی که می تواند هنگام باز ماندن دائمی سوپاپ از میان آن جاری شود به این فاصله بستگی دارد. مقادیر دینامیکی سوخت تزریق شده در حالت عملکرد و تزریق تناوبی نیز به فنر سوپاپ، جرم سوزن سوپاپ، مدار مغناطیس و بخش خروجی ECU بستگی دارد. چون فشار سوخت ثابت است مقدار سوختی که عملاً تزریق می شود تنها وابسته به زمان باز ماندن انژکتور است (طول تزریق). با توجه به فرکانس تسلسلی تزریق (طول تزریق). با توجه به فرکانس تسلسلی تزریق (هر پالس جرقه فرمان یک پالس تزریق را صادر می کند) زمان های سویچینگ انژکتور باید بسیار کوتاه باشد. زمان های مربوط به جذب و دفع سوزن از طریق کاهش جرم آرمیچر و سوزن و نیز بهینه سازی مدار مغناطیسی سولنوئید در کمتر از یک میلی ثانیه تثبیت می شود. بدین ترتیب اندازه گیری دقیق سوخت حتی برای کمترین مقدار تزریق نیز تضمین می گردد.



منبع : سايت رسانه اي شركت رنو پارس

پمپ بنزین

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
پمپ بنزین که در اکثر خودروها از میل سوپاپ می گیرد وظیفه ارسال سوخت به کاربراتور را دارد
پمپ بنزین مانند جارو برقی است که با ایجاد خلا کار می کند و عمل پمپ بنزین این است که در
هنگامی که خلا در چند راهه مکش کم است به ان کمک می کند پمپ بنزین از دو قسمت زیر
تشکیل شده است
1-دیافراگم
2-دو عدد سوپاپ
بدین ترتیب که بازوی شیطانک توسط استوانه خارج از مرکزی که روی میل سوپاپ قرار دارد به
سمت چپ و راست حرکت می کند و صفحه چرمی که وسط پمپ قرار دارد و به نام دیافراگم
نامیده می شود به سوی پایین حرکت می کند و در نتیجه بالای دیافراگم خلا ایجاد می شود و
دریچه ورود بنزین باز شده و بنزین از باک به بالای دیافراگم مکیده می شود هنگامی که دیافراگم
به جای اول خود بر می گردد بنزین را از دریچه خارج می کند و به همین ترتیب ادامه می یابد
معمول ترین پمپ بنزین , پمپ بنزین های شیشه ای است که یک استکان جهت کنترل جریان
بنزین در قسمت بالای ان تعبیه شده است و بقیه از نوع فلزی می باشند پمپ بنزین با گردش
میل سوپاپ کار می کند چون قسمت زیرین اتومبیل بیشتر از سایر فصول گرم می شود گرمای
موتور باعث می شود که گاز متراکم بنزین در پمپ جمع شود و در نتیجه بنزین به کاربراتور نمی رسد
برای رفع موقت این عیب می توان پارچه ای را خیس کرد و روی پمپ گذاشت یامقداری اب روی
پمپ بنزین ریخته تا گاز جمع شده به مایع بنزین تبدیل شود و پمپ بنزین به کار بیافتد به تازگی
از پمپ بنزین های برقی استفاده می گردد , که بوسیله یک موتور کوچک الکتریکی کار می کند و
معایب پمپ بنزین معمولی را ندارد
انواع پمپ بنزین
پمپ بنزین مکانیکی و پمپ بنزین مرکب و پمپ بنزین برقی
قطعات پمپ بنزین
استکانی – واشر – فیلتر سیمی – بدنه سوپاپ – واشرهای زیر سوپاپ – سوپاپ – دیافراگم -
نگهدارنده لاستیک ابندی روغن – واشر ابندی روغن – فنر برگردان دیافراگم – بدنه اصلی پمپ –
واشر – اهرم پایین کشنده – واشرها – شیطانک – فنر برگردان شیطانک – خار محور – محور
شیطانک – پیچ دیافراگم – گیره استکانی
پمپ بنزین مکانیکی
طرز کار : اساس کار همه پمپ بنزین ها مشابه یکدیگر می باشد و اساس تغییر حجم ایجاد شده
توسط دیافراگم وظیفه خود را انجام می دهد در نتیجه جهت تغییر حجم به یک کورس مکش و یک
کورس انتقال نیاز دریم
مزایای پمپ بنزین برقی نسبت به پمپ بنزین مکانیکی
1- از پمپ بنزین های مختلف می توان در تومبیل استفاده کرد در صورتی که در نوع مکانیکی هر
پمپ مخصوص موتور خاصی می باشد
2-پمپ بنزین های برقی نزدیک باک نصب می شوند و در نتیجه از حرارت موتور و گرم کردن در امان
می باشند
3- پمپ بنزین های برقی را می توان به صورت دوتایی روی شاسی سوار نمود که در صورتی که
یی از نها معیوب شد می توان از دیگری استفاده کرد
4- پمپ بنزین های برقی به محض چرخانیدن سوئیچ عمل سوخت رسانی را انجام می دهند و
تابع سرعت موتور نمی باشند
5- در نوع توربینی ان به علت بالا بودن فشار داخل لوله هاایجاد قفل گازی را به حداقل میرسانند
6- بیشترین بازدهی در پمپ بنزین مکانیکی در دور ارام می باشد در صورتی که در پمپ بنزین
برقی همیشه یکسان است

منبع : اولین دایره المعارف اتومبیل در ایران (حسین منوچهر پارسا)

كاربراتور اتومبيل

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
در موتورهای اشتعال جرقه ای کاربراتورها وظیفه مخلوط کردن سوخت وهوای مورد نیاز موتور را بر
عهده دارند هوای ورودی از صافی هوا و سوخت از پمپ بنزین در کاربراتور با نسبتی که با شرایط
خودرو معیین می شود با یکدیگر مخلوط می شوند بطور کلی وظایف کاربراتور را می توان مخلوط
کردن سوخت وهوا اتمیزه کردن سوخت و تعیین نسبت سوخت – هوا با توجه به بار موتور دانست
کاربراتورها از جهت حرکت بنزین (سیستم سوخت رسانی)
1- کاربراتور صعودی :
در این کاربراتور هوای ورودی از پایین کاربراتور وارد شده و در حین بالا رفتن با سوخت پاشیده شده
از ژیگلور مخلوط می شود از این نوع کاربراتور بدلیل کاهش راندمان حجمی موتور در اتومبيل هاي
سواری استفاده نمی شود وتنها در ماشینهای کشاورزی وموتورهای دریایی مورد مصرف دارند
2- کاربراتور نزولی :
در این نوع کاربراتور هوای ورودی از بالای کاربراتور وارد شده و با سوخت تحت تاثیر نیروی جاذبه
مخلوط شده و حرکت می کند این نوع تاز کاربراتور راندمان حجمی بالایی دارد
3- کاربراتور افقی :
در این نوع کاربراتور سوخت و هوا به صورت افقی حرکت کرده و راندمان حجمی کمتری از کاربراتور
نوع نزولی دارد
کاربراتور ها از نظر ونتوری
1- کاربراتور ونتوری ثابت :
در این نوع کاربراتور جریان هوای عبوری از ونتوری خلا نسبی یا مکشی ایجاد می کند که سبب تخلیه
سوخت از نازل می شود تنوع این کاربراتور زیاد است و همگی برا اساس روش مشترکی کار میکنند
2- کاربراتور ونتوری متغیر :
در این نوع کاربراتور با تغییر شرایط وارد بر موتور اتومبيل سطح موثر ونتوری نیز تغییر می کند
کاربراتور ونتوری ثابت از نظر تعداد دهانه
بیشتر موتورهای کوچک کاربراتور یک دهانه دارند اما استفاده از کاربراتور دو و چهار دهانه ای سبب
افزایش راندمان حجمی موتور می شود که این افزایش راندمان حجمی در دورهای بالا از اهمیت زیادی
برخوردار است اگر این سوال پیش اید که میتوان از یک کاربراتور تک دهانه با قطر زیاد استفاده کرد
باید گفت که در این صورت مکش ونتوری به اندازه ای ضعیف خواهد شد که نمی توان نسبت سوخت
-هوا را بوسیله ان تنظیم کرد
1- کاربراتور یک دهانه :
این کاربراتورها دارای یک ونتوری یک پیاله بنزین و یک سوخت پاش است
2- کاربراتور دو دهانه :
این کاربراتور دارای دو ونتوری یک پیاله بنزین مشترک و دو سوخت پاش است این نوع از کاربراتور
اساسا دو کاربراتور تک دهانه ای است که در یک مجموعه جمع شده اند از دهانه دوم به دو روش
می توان استفاده کرد در روش اول از هر دهانه کاربراتور برای ارسال سوخت – هوا به نیمی از
سیلندرها استفاده می شود در روش دوم دهانه اول به همه سیلندرها سوخت – هوا می رساند
تا اینکه دریچه گاز مثلا بیشتر از 45 درجه باز شود از این زمان به بعد دریچه گاز دوم نیز به تدریج باز
می شود در این طرح عملکرد موتور در دورهای متوسط به بالا بهتر می شود
3- کاربراتور چهار دهانه :
این کاربراتور دو کاربراتور دو دهانه ای است که در یک مجموعه جمع شده اند این کاربراتور به صورت
مرحله ای عمل می کند در مرحله اول مانند یک کاربراتور دو دهانه عمل کرده و در مرحله دوم که با
ازدیاد خلا موتور شروع می شود مانند یک کاربراتور چهار دهانه عمل می کند دو دهانه اول به همه
سیلندرها سوخت می رسانند با باز شدن بیشتر دریچه گاز دو دهانه بعدی نیز وارد می شود این چهار
دهانه سوخت – هوای اضافی مورد منیاز برای شتاب گرفتن را فراهم می کنند
موتورهای چند کاربراتوری
با توجه به مورد مصرف خودرو می توان از بیش از یک کاربراتور بهره برد برای مثال در خودروهای
مسابقه ای و خودروهای پرقدرتی که برای مصارف خاصی طراحی شده اند می توان از دو سه یا به
ازای هر سیلندر از یک کاربراتور استفاده نمود
کاربراتورهای ونتوری ثابت
در مسیر جریان ورودی هوا در کاربراتور مقطع باریکی وجود دارد که ونتوری کاربراتور نامیده می شود
در اثر این تغییر سطح مقطع در ونتوری خلا یا مکشی ایجاد می شود که شدت این مکش با سرعت
هوای عبوری از ونتوری متناسب است به عبارتی با افزایش سرعت هوای عبوری از ونتوری کاهش
فشار این منطقه افزایش یافته و در اثر اختلاف فشار این ناحیه و پیاله کاربراتور سوخت از ژیگلور
بنزین در هوای ورودی به موتور تخلیه می شود که این مخلوط از دریچه گاز عبور کرده و وارد منیفولد
بنزین می شود مقدار باز بودن دریچه گاز کاربراتور متناسب با فشرده شدن پدال گاز توسط راننده
می باشد بنابراین با فشرده شدن گاز دریچه گاز نیز بیشتر باز شده و هوای عبوری از کاربراتور افزایش
می یابد در اثر افزایش هوای عبوری از لوله کاربراتور سوخت بیشتری از ژیگلور خارج شده و مخلوط
سوخت – هوای غنی تری وارد سیلندرها شده و نیاز موتور برای افزایش سرعت خودرو براورده
می شود در کاربراتورهای ونتوری ثابت برای حالتها و شرایط مختلف حاکم بر موتور یک مدار جداگانه
در نظر گرفته شده است در مجموع کاربراتور ونتوری ثابت مدارات زیر می باشد
1- مدار شناور
2- مدار دور ارام
3- مدار دور متوسط
4- مدار دور زیاد
5- مدار شتاب دهنده
6- مدار ساسات
دار شناور شامل یک مخزن کوچک است که انرا پیاله کاربراتور می نامند و در داخل ان یک شناور و
یک سوپاپ سوزنی وجود دارد پمپ بنزین سوخت مکیده شده از باک را به لوله ورودی کاربراتور تحویل
می دهد سوخت وارد شده به کاربراتور سوپاپ سوزنی متصل به شناور را باز کرده و وارد پیاله
کاربراتور می شود با وارد شدن سوخت به پیاله کاربراتور شناور و سوپاپ سوزنی متصل به ان تا
جایی که سوخت در پیاله به حد تراز خود برسد بالا می اید وقتی سطح سوخت به تراز مناسب خود
رسید سوپاپ سوزنی کاملا در تکیه گاه خود نشسته و جریان ورود سوخت به پیاله قطع می شود
با مصرف شدن سوخت و پایین رفتن سطح سوخت در پیاله شناور نیز پایین رفته و سوپاپ سوزنی از
تکیه گاه خود جدا می شود و سوخت پمپ شده اجازه ورود به پیاله را می یابد
اگر کاربراتور بخوبی تنظیم شده باشد سوپاپ سوزنی زمانی راه ورود بنزین به پیاله کاربراتور را
می بندد که سوخت به سطح تراز مناسب خود رسیده باشد هرگاه سوخت بالاتر از سطح تراز خود
قرار گیرد سوخت زیادی از پیاله خارج شده ونسبت سوخت – هوا غنی شده و اگر سوخت پایین تر از
سطح تراز خود قرار گیرد سوخت کافی از ژیگلور بنزین خارج نشده و نسبت سوخت وهوا فقیر
می شود نیروی رانش شناور و گشتاور موثر بر سوزن طوری طراحی می شود که نیروی فشاری
سوزن بر بنزین بیشتر از نیروی فنر دیافراگم پمپ بنزین باشد تا در موقع رسیدن سوخت به سطح تراز
خود سوزن در تکیه گاه خود قرار گرفته و پمپ بنزین را در حالت ایستاده نگه دارد بعضی از شناور ها
تو خالی و بعضی دیگر توپرند اما در هر دو حالت سبکتر از بنزین ساخته می شوند
مدار دور ارام مخلوط سوخت وهوا را در هنگام بسته بودن دریچه گاز (در جا کار کردن موتور) برای
موتور فراهم می کند در هنگام در جا کار کردن موتور ( زمانی که خودرو روشن ولی پدال گاز فشار
داده نمی شود) بدلیل بسته بودن دریچه گاز هوای کمی از لوله کاربراتور عبور می کند در نتیجه
مکش ونتوری به اندازه ای کم می شود که سوختی از ژیگلور اصلی بیرون نمی اید برای جلوگیری از
خاموش شدن موتور در این وضعیت مداری از مدار اصلی منشعب شده و تا زیر دریچه گاز امتداد
می یابد مدار دیگری د ر بین راه به این مدار ملحق شده که هوای دور ارام را تامین می کند بنابراین
سوخت مصرفی دور ارام توسط پیچ تنظیم ژیگلور دور ارام و هوای مصرفی ان توسط ژیگلور دور ارام
تنظیم و تامین می شود
در هنگام بسته شدن دریچه گاز در طرفین ان دو مجرا وجود دارد مجرای زیر دریچه گاز مربوط به مدار
دور ارام و مجرای بالای دریچه گاز مربوط به مدار تغییر دور می باشد وقتی دریچه گاز کمی باز می شود
لبه دریچه گاز از مقابل مجرای دور ارام بالاتر رفته و به مجرای مدار تغییر دور می رسد در این حالت
مکش منفولد ورودی بر مجرای مدار تغییر دور اثر کرده و باعث می شود سوخت بیشتری از مجرای
تغییر دور خارج شود
دلیل استفاده از مدار تغییر دور ان است که با باز شدن دریچه گاز فاصله هوایی موجود بین مجرای
دور ارام و لبه دریچه گاز زیاد می شود و لذا خلا مقابل مجرای دور ارام کاهش می یابد که نتیجه ان
کم شدن جریان سوخت مدار دور ارام است از طرف دیگر مدار دور اصلی فعالیت نمی کند بنابراین
موتور در دورهای کم با کمبود سوخت مواجه می شود که برای جلوگیری از این عیب مدار تغییر دور
طراحی شده است با افزایش فشار بر روی پدال گاز دریچه گاز بیشتر باز شده و هوای بیشتری از
لوله کاربراتور عبور می کند زمانی که دریچه به اندازه ای باز شود که لبه ان از مقابل مجرای مدارهای
دور ارام و تغییر دور بگذرد دیگر از این مجاری سوخت بیرون نمی اید زیرا در این حالت سرعت عبور
هوا از مقابل این مجاری کاهش می یابد اما با افزایش هوای عبوری از ونتوری مکش ونتوری افزایش
یافته . ژیگلور اصلی سو را وارد هوای عبوری می کند وقتی دریچه گاز در حالت دور متوسط کمی
باز شود سوخت پاش هم متناسب با هوای عبوری سوخت را وارد هوای عبوری میکند لازم به ذکر
است مدار متوسط جز مدار دور اصلی می باشد برای اینکه خودرو هنگام بار زیاد وارد بر موتور توانایی
پاسخگویی داشته باشد نیاز به ارسال سوخت بیشتری از طرف کاربراتور دارد که این ارسال سوخت
بیشتر متناسب با باز بودن کامل دریچه گاز می باشد
مدار قدرت شامل یک پیستون خلائی می باشد که در حالت عادی با تاثیر خلا موتور به طرف بالا کشیده
می شود وقتی خلا قسمت ونتوری موقع باز شدن کامل دریچه گاز کاهش می یابد نیروی خلا موثر بر
پیستون کاهش یافته و فنر ان را به پایین هدایت می کند در این حرکت دسته پیستون سوپاپ قدرت
را که بوسیله فنر کوچکی بسته و راه ژیگلور قدرت را تنگ کرده بود بازتر می کند و به این ترتیب سوخت
اضافی به موتور ارسال می شود
موقعی که راننده تصمیم می گیرد با شتاب حرکت کند بطور ناگهانی پدال گاز را فشار داده و دریچه
گاز دفعتا باز می شود در این هنگام مقدار هوای ورودی به کاربراتور بطور ناگهانی افزایش می یابد
و اگر سریعا سوخت کافی متناسب با هوای مکیده شده تامین نشود مخلوط سوخت – هوا به اندازه
ای فقیر می شود که موتور مکث می کند در این حالت ممکن است شعله پس بزند یا خاموش شود
برای برطرف کردن این مشکل در کاربراتور ونتوری ثابت مدار شتاب دهنده طراحی شده است این
مدار یک پمپ ارسال سوخت که با اهرم بندی خاصی به دریچه گاز متصل می شود دو سوپاپ کنترل
یک ژیگلور هوا و یک ژیگلور کمکی برای تخلیه سوخت اضافی دارد زمانی که دریچه گاز بسته است
پیستون پمپ شتاب دهنده به طرف بالا حرکت کرده و سوخت از طریق سوپاپ ورودی وارد فضای زیر
پیستون می شود و وقتی دریچه گاز دفعتا باز می شود پیستون پکپ هم بطور ناگهانی به طرف پایین
حرکت کرده و سوخت زیر پیستون را با بازشدن سوپاپ خروجی از ژیگلور کمکی وارد هوای عبوری از
لوله کاربراتور می کند
در روزهای سرد برای روشن کردن خودروهای کاربراتوری نیاز به مخلوط غنی تری از سوخت – هوا
داریم زیرا سوختی که برای احتراق مناسب می بایست به صورت اتمیزه وارد سیلندرها شود در
برخورد با دیوارهای سرد کاربراتور و منیفولد ورودی تقطیر شده و از رسیدن به سیلندر باز می ماند
به همین منظور در ابتدای کار موتور در روزهای سرد باید برای مدت کوتاهی از مدار ساسات که
سوخت غنی تری را فراهم می کند استفاده نماییم تا موتور به دمای کارکرد مناسب خود رسیده و
کاربراتور بتواند مخلوط سوخت – هوا را تقریبا بصورت بخار خشک که حالت ایده ال می باشد به
سیلندرها برساند در بالای لوله کاربراتوری ونتوری ثابت دریچه ای بنام ساسات وجود دارد باز و بسته
شدن این دریچه بصورت مکانیکی یا خودکار کنترل می شود با بستن این دریچه جریان عبوری هوا
کاهش یافته و مکش کاربراتور در هنگام استارت زدن افزایش می یابد در نتیجه سوخت بیشتری از
ژیگلور برای روشن شدن موتور در هوای سرد فراهم می شود
در روش مکانیکی بستن دریچه ساسات دکمه ای بر روی داشبورد خودرو تعبیه شده که بایستی به
دریچه ساسات متصل می شود با کشیدن این دکمه دریچه ساسات بسته می شود بسیاری از
کاربراتورها ساسات خودکاری دارند که با گرمای منیفولد خروجی ومکش منیفولد ورودی کار میکند
در این نوع از ساساتها یک فنر ترموستاتی و یک پیستون در داخل پوسته ساسات قرار دارند که هر
دوی انها به دریچه ساسات متصل اند در موتور سرد فنر ترموستاتی کوک می شود و دریچه ساسات
را می بندد وقتی موتور گرم می شود گرمای منیفولد دود از ساسات گذر کرده و فنر را باز می کند
(کشش ان را می کاهد) لذا مکش منیفولد ورودی پیستون را جذب نموده دسته پیستون دریچه ساسات
را باز می کند

کاربراتورهای ونتوری متغییر
این نوع از کاربراتور بر خلاف کاربراتورهای ونتوری ثابت برای شرایط مختلف وارد بر موتور مدار جداگانه
برای تامین سوخت ندارد بلکه ونتوری متغیری دارد که متناسب با بار وارد بر موتور سطح مقطع ان
تغییر کرده و سوخت متناسب با ان شرایط را وارد هوای عبوری از ونتوری می کند تغییر ونتوری این
کاربراتورها می تواند متاثر از حرکت پیستون یا دریچه ای باشد که متناسب با مکش منیفولد ورودی
سطح مقطع متغیری را ایجاد می کند این تاثیر می تواند از طریق مسیری تامین شود که از قسمت
منیفولد ورودی تا بالای پیستون کاربراتور امتداد یافته است
براساس شکل پیستون کاربراتورهای ونتوری متغیر را به دو دسته تقسیم می کنند
1- کاربراتورهای ونتوری متغیر با پیستون گرد
2- کاربراتور ونتوری متغیر با پیستون چهار گوش
پیستون کاربراتور استوانه دو گانه ای است (قطر قسمت بالای پیستون بیشتر از پایین ان است) که
قسمت میانی ان مخزن روغن دمپر می باشد (کاربراتور نوع H-SU)
پیستون از طریق مجرایی متاثر از خلا موتور می باشد بنابراین با باز شدن دریچه گاز در اثر اختلاف
فشار فضای بالای پیستون و منیفولد ورودی پیستون بر فنر تعبیه شده در بالای خود غلبه کرده و به
سمت بالا حرکت می کند و هرگاه مقدار خلا کاهش یابد فنر بالای پیستون انرا به سمت پایین میراند
بنابراین پیستون در هر لحظه به سمت بالا و پایین حرکت کرده و سطح ونتوری را تغییر می دهد سوزن
کاربراتور به پیستون متصل بوده و تابع حرکت ان می باشد سوزن کاربراتور به شکل مخروطی است
که قطر ان از بالای (محل اتصال به پیستون) به پایین کاهش می یابد این سوزن در داخل ژیگلور
حرکت خطی عمود داشته و متناسب با اینکه چقدر در داخل ژیگلور فرو رفته باشد مقدار سوخت
متفاوتی را وارد هوای عبوری از لوله کاربراتور می کند بنابراین به هر میزان که حجم هوای ورودی به
موتور افزایش یابد و سطح مقطع ونتوری با بالا رفتن پیستون زیاد شود کاربراتور بیشتر از ژیگلور خارج
شده و قسمت باریکتری از ان داخل ژیگلور می ماند و به سوخت بیشتری اجازه خارج شدن می دهد
در قسمت میانی پیستون کاربراتور مخزنی تعبیه شده است که در داخل ان روغن میریزند یک قطعه
لغزنده متصل به درپوش کاربراتور داخل این مخزن قرار گرفته و نفش ضربه گیر را بازی می کند یعنی
در هنگام تغییرات ناگهانی خلا منیفولد ورودی که با فشردن ناگهانی پدال گاز بوجود می اید این
قطعه لغزنده به واسطه وجود روغن از حرکت سریع پیستون جلوگیری کرده و حرکت ان را به تاخیر
می ندازد مزیت این کار این است که از حرکتهای سریع پیستون که م تواند سبب احتراق ناقص
شود جلوگیری می شود
در تغییر دورهای ناگهانی نیز این تاخیر حرکت پیستون باعث کوچک باقی ماندن سطح ونتوری در
زمانی می شود که هوای زیادی از زیر پیستون عبور می کند این عبور جریان زیاد هوا از سطح مقطع
کوچک ونتوری باعث ایجاد خلا زیادی شده که ارسال سوخت بیشتری به موتور را سبب می شود
در هوای سرد برای ارسال سوخت بیشتر به موتور اهرم ژیگلور پایین کشیده می شود و سطح بیشتری
برای خروج سوخت از ژیگلور فراهم می شود در نوع دیگری از کاربراتور ونتوری متغییر پیستون دارای
قطر یکنواخت اس و دیافراگمی به پیستون متصل می شود که وظیفه قسمت قطور تر پیستون نوع
قبل را بازی می کند لبه های این دیافراگم در زیر درپوش فوقانی کاربراتور قرار گرفته و منطقه
خلایی را گازبندی می کند سیستم ساسات این کاربراتور سوخت اضافی مورد نیاز خود را از مدار
مجزایی تامین می کند در کاربراتورهای جدید نسبت سوخت – هوا در کاربراتور توسط سیستمهای
الکترونیکی تعیین و تنظیم می شود در این سیستمها از یک سنسور اکسیژن در مسیر گازهای
خروجی موتور استفاده می شود که مقدار اکسیژن موجود در دودهای خروجی را تعیین کرده و
متناسب با مقدار ان سیگنالی را به واحد کنترل الکترونیکی خودرو می فرستد واحد کنترل الکترونیکی
بعد از پردازش داده ورودی در صورت نیاز به تصحیح سوخت – هوا به کاراندازهای کاربراتور سیگنالی
می فرستد تا این نسبت را تصحیح کنند

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منبع : سیستم های سوخت رسانی جامع خودرو (مهندس حسین رمضانی)

سنسور اکسیژن خودرو
سیستم های کنترل موتور کامپیوتری شده کنونی ، مبتنی بر اطلاعات چندین سنسور به منظور تنظیم عملکرد موتور ، آلاینده ها و سایر عملکردهای مهم هستند. در صورتی که این سنسورها اطلاعات دقیقی را ارائه ندهند ، باعث بروز مشکلاتی در عملکرد موتور از قبیل : افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها خواهند شد.
یکی از سنسورهای مهم در این سیستم ، سنسور اکسیژن است و از آنجایی که فرمول شیمیایی اکسیژن O2 می باشد ، اغلب آن را سنسور O2 می گویند. (لازم به ذکر است که اتم های اکسیژن همواره به صورت جفت ( دوتایی ) حرکت می کنند. )
اولین سنسور اکسیژن در سال 1976 بر روی VOLVO 240 به کار رفت. پس از آن هنگامی که قوانین مربوط به آلاینده ها در ایالت کالیفرنیا کاهش این مواد مضر را لازم دانست ؛ خودروهای موجود در کالیفرنیا در سال 1980 از این سنسور استفاده کردند. کمی بعد قوانین فدرال در مورد آلاینده ها ، نصب سنسور اکسیژن بر روی تمامی خودروها و کامیون های سبک ساخته شده در سال 1981 اجباری کرد و حالا با وجود آیین نامه OBD II ، ( خودروهای ساخته شده از سال 1996 تا کنون ) برخی از خودروها به چند سنسور اکسیژن مجهزاند که در تعدادی از آنها چهار سنسور اکسیژن به کار رفته است.
سنسور اکسیژن بر روی مانیفولد دود نصب شده تا نشان دهد که میزان اکسیژن محترق نشده در اگزوز یا به عبارتی آلاینده های اگزوز ، چقدر است. بررسی میزان اکسیژن در اگزوز یکی از راه های اندازه گیری مخلوط سوخت و هوا است. اگر مخلوط محترق شده سوخت غنی (اکسیژن کمتر ) یا رقیق ( اکسیزن بیشتر ) باشد ، سنسور اکسیژن این تغییرات را به واحد کنترل الکترونیکی ECU ) ) گزارش می دهد.
عوامل بسیاری در غنی یا رقیق شدن مخلوط سوخت تاثیر گزاراند. از جمله : درجه حرارت هوا ، درجه حرارت مایع خنک کننده موتور ، فشار بارومتریک ، موقعیت دریچه گاز ، جریان هوا و بار موتور که برای اندازه گیری تمامی این عوامل ، سنسورهای دیگری وجود دارند. اما اندازه گیری اصلی تغییراتی که در مخلوط سوخت بوجود می آید توسط سنسور اکسیژن انجام می شود. بنابراین بروز هر نوع مشکلی در سنسور اکسیژن می تواند کل سیستم را ز شرایط طبیعی خارج کند.

حلقه ها :
ECU با استفاده از ولتاژ سنسور اکسیژن که از طریق سیستم کنترل حلقه بسته ُ سوخت فرستاده شده ، مخلوط سوخت را تنظیم می کند. ECU با توجه به اطلاعاتی که از سنسور اکسیژن دریافت می کند ، نسبت به تغییر مخلوط سوخت اقدام می کند. تغییرات پی در پی در مخلوط سوخت ( غنی و رقیق شدن مداوم ) ، نوسانات مشابه ای در ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن ایجاد می کند. نتیجه تغییرات ثابت قبل و بعد از تبدیل مخلوط سوخت غنی به رقیق این است که مبدل کاتالیزوری با راندمان حداکثر کار می کند؛ در حالی که مخلوط سوخت در بالانس صحیح قرار گرفته است. که این امر تولید آلاینده ها را در حداقل میزان خود نگه می دارد. این کار مشکل اما امکان پذیر است.
گاهی هیچ سیگنالی از سنسور اکسیژن دریافت نمی شود. این شرایط هنگامی بوجود می آید که موتور سرد برای اولین بار استارت می خورد و یا اینکه سنسور اکسیژن خراب است. ECU در این وضعیت فرمان ارسال سوخت غنی وبه طور ثابت را اعلام می کند. این حالت عملکرد حلقه باز نامیده می شود ؛ زیرا هیچ گونه از اطلاعات سنسور اکسیژن برای تنظیم مخلوط سوخت استفاده نمی شود.
اگر موتور هنگامی که سنسور اکسیژن به درجه حرارت عملکرد خود می رسد ، امکان استفاده از سیستم حلقه بسته را از دست دهد یا اینکه این سیستم به دلیل اخلال در ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن دچار افت شود ، موتور با سوخت خیلی غنی کار می کند که نتیجه آن افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها است.خرابی سنسور دمای آب نیز می تواند از شکل گیری سیستم حلقه بسته جلوگیری کند. زیرا ECU فکر می کند که همواره درجه حرارت آب موتور در کمترین میزان خود است ؛ بنابراین از شکل گیری سیستم حلقه بسته ممانعت می کند.
سنسور اکسیژن چگونه کار می کند :
سنسور اکسیژن شبیه یک ژنراتور کار می کند و هنگامی که به اندازه کافی گرم شود ، از خود ولتاژ تولید می کند. قسمتی از سنسور که در درون مانیفولد دود قرار دارد ، یک حباب سرامیکی زیرکونیومی است که انتهای آن روی پوسته مانیفولد پیچ می شود. قسمت بیرونی حباب با یک لایه متخلخل از جنس پلاتین پوشیده شده و در درون آن دو نوار پلاتینی وجود دارد که به عنوان الکترودها یا کنتاکت ها به کار می روند.
قسمت بیرونی حباب در معرض گازهای داغ مانیفولد دود قرار دارد. اما در درون حباب ، سنسور ( الکترود) بین هوای محیط و دود اگزوز قرار گرفته است. در سنسورهای اکسیژن قدیمی یک سوراخ کوچک در پوسته ضخیم سنسور وجود داشت که هوا از طریق آن وارد سنسور می شد. در سنسورهای جدید تنفس از میان کانکتور سیم ها انجام می شود و این فضای کم بین عایق بندی و سیم ( ها ) محلی مناسب برای نفوذ هوا به درون سنسور است. بنابراین نباید هرگز روی کانکتورهای سنسور اکسیژن را روغنکاری و چرب نمود زیرا این امر سبب مسدود شدن جریان هوا می شود. این روش نسبت به روش قدیمی ترجیح داده می شود؛ زیرا خطر کثیف شدن یا گرفتگی توسط آب که می تواند از درون سنسور را کثیف یا معیوب کند ، کاهش می یابد.
اختلاف میزان اکسیژن بین اگزوز و هوای محیط در درون سنسور اکسیژن سبب تولید ولتاژ نسبت جریان در میان حباب سرامیکی می شود. هرچه اختلاف اکسیژن بیشتر باشد ، ولتاژ تولیدی سنسور نیز بیشتر خو بود. به طور نونه یک سنسور اکسیژن هنگامی که مخلوط سوخت غنی است و اکسیژن محترق نشده کمی در
اگزوز وجود دارد ، ولتاژی در حدود 9/0 ولت تولید می کند. زمانی که مخلوط سوخت رقیق است ، ولتاژ خروجی سنسور افت کرده و به حدود 2/0 ولت می رسد. هنگامی که مخلوط سوخت و هوا بالانس شده یا در نقطه ای ثابت در حدود 14.7 : 1 قرار گرفته ، سنسور ولتاژی در حدود 45/0 ولت را تولید می کند.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

هنگامی که ECU سیگنالی با ولتاژ بالا مبنی بر غنی بودن مخلوط سوخت دریافت می کند ، به منظور کاهش ولتاژی که سنسور تولید کرده ، مخلوط سوخت را رقیق می کند. زمانی که سنسور سیگنالی با ولتاژ پایین مبنی بر رقیق بودن مخلوط سوخت به ECU می فرستد ، ECU دوباره مخلوط سوخت را غنی می کند. رقیق و غنی کردن مخلوط سوخت در طی سرعت های مختلف که به سیستم سوخت رسانی وابسته است ، ثابت می ماند. آهنگ تغییر در موتورهایی که کاربراتور فیدبک دارند بسیار آهسته است. در نوعی از آنها تا 2500 دور بر دقیقه ( RPM ) یک بار در ثانیه انجام می شود. موتورهای دارای سیستم انژکتورتک نقطه ای تا حدی سریع تراند ( دو تا سه بار در ثانیه تا 2500 دور بر دقیقه ). در حالی که موتورهای مجهز به سیستم انژکتور چند نقطه ای از همه سریع تراند ( پنج تا هفت بار در ثانیه تا 2500 دور بردقیقه ).
سنسور اکسیژن برای اینکه سیگنال ولتاژ تولید کند ، باید قبل از شروع به کار در حدود 600 درجه سلسیوس یا بیشتر گرم شود. بنابراین اکثر سنسورهای اکسیژن در درونشان المنت گرم کن کوچکی دارند که به آنها کمک می کند سریع تر به درجه حرارت عملکرد خود برسند.
المنت گرم کن قادر است در زمانی که دور آرام موتور طولانی می شود ، از متوقف شدن عملکرد سنسور جلوگیری نماید. در غیر این صورت سیستم حلقه بسته به حلقه باز تبدیل خواهد شد.
سنسورهای اکسیژن دارای گرم کن در خودروهای جدید استفاده شده اند که برخی از آنها دارای سه یا چهار سیم هستند. سنسورهای تک سیمی که قدیمی تراند ،
گرم کن ندارند. هنگام تعویض سنسور اکسیژن حتماَ نوع یکسان با نمونه اصلی ( دارای گرم کن یا فاقد گرم کن ) را نصب کنید.

وظیفه جدید سنسور اکسیژن به همراه OBD II :
در ابتدا تعداد کمی از خودروها در سال های 1994 و 1995 وسپس تمامی خودروهای ساخته شده از سال 1996 تاکنون ، تعداد سنسور اکسیژنشان دو برابر شد. سنسور اکسیژن دوم پایین تر از مبدل کاتالیزوری نصب شده وراندمان عملکرد مبدل را نشان می دهد. در موتورهای V شکل شش و هشت سیلندر با اگزوز دوگانه از چهار سنسور اکسیژن استفاده شده است. یکی در نزدیکی هر بلوکه سیلندر و دیگری بعد از هر مبدل کاتالیزوری نصب شده است.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
سیستم OBD II برای تشخیص میزان آلاینده ها در طی عملکرد موتور طراحی شده است. این امر مستلزم وجود قطعاتی است تا عواملی را که امکان افزایش آلاینده ها را فراهم می کنند ، شناسایی کند. سیستم OBD II به منظور دانستن عملکرد صحیح مبدل کاتالیزوری و کاهش میزان آلاینده های اگزوز توسط آن ، میزان اکسیژن گزارش شده از سنسورهای قبل و بعد از مبدل را( که به صورت ولتاژ است ) مورد مقایسه قرار می دهد. اگر OBD II دریابد که تغییرات ولتاژ بین دو سنسور کم است ویا تغییری وجود ندارد ؛ یعنی مبدل کاتالیزوری به درستی کار نمی کند که این امر باعث روشن شدن لامپ نشانگر نقص فنی ( MIL ) می شود.
عیب یابی سنسور:
عملکرد مطلوب سنسور اکسیژن به قابلیت تولید ولتاژ آن وابسته است. این قابلیت با افزایش مدت زمان کارکرد سنسور به دلیل تجمع آلاینده ها بر روی نوک آن ، کاهش می یابد. کثیف شدن و گرفتگی سنسور می تواند توسط مواد مختلفی که در اگزوز وجود دارند ، ایجاد شود.از قبیل: سرب ، سیلیکون ، سولفور ، رسوب روغن و حتی برخی مواد مکمل سوخت. علاوه بر این سنسور می تواند توسط عوامل محیطی از جمله : آب ، مواد معدنی موجود در جاده ، روغن و کثافات معیوب شود.
هرچه طول عمر سنسور افزایش یابد ، کارایی آن کاهش خواهد یافت. هنگامی که سنسور اکسیژن نسبت به تغییرات مخلوط سوخت و هوا واکنش کندی نشان می دهد ، باعث افزایش میزان آلاینده ها می شود. زیرا عمل رقیق و غنی کردن مخلوط سوخت به کندی انجام می شود که سبب کاهش راندمان مبدل می گردد. در موتورهایی با سیستم تزریق چند نقطه ای( MFI ) که دارای سیستم تزریق الکترونیکی اند ، کیفیت عملکرد سنسور اکسیژن حایز اهمیت است. زیرا تغییرات نسبت سوخت در سیستم MFI در طی کارکرد با بیشترین سرعت انجام می شود. البته این امر برای سیستم تزریق ت نقطه ای (SFI ) که دارای سرعت تغییرات کمتری نسبت به سیستم MFI می باشد نیز تا حدی صدق می کند.
اگر هر دو سنسور اکسیژن با هم خراب شوند ، مخلوط سوخت غنی می شود. پیش فرض اکثر سیستم های تزریق سوخت ، میانگین تزریق پس از سه دقیقه است که سبب افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها می شود. لازم به ذکر است ؛ اگر مبدل کاتالیزوری به سبب غنی بودن مخلوط سوخت بیش از حد داغ شود ، امکان معیوب شدن مبدل وجود دارد.
یکی از مطالعات سازمان حفاظت محیط زیست ( EPA ) مشخص کرد ؛ 70 درصد خودروهایی که در تت آلاینده های I / M 240 تایید نشده اند ، به یک سنسور اکسیژن جدید نیاز دارند.
تنها راه فهمیدن عملکرد صحیح ر اکسیژن ، آزمیش و بررسی منظم آن است. از این رو برخی خودروها یک لامپ اخطار خرابی سنسور دارند. زمان مناسب برای بررسی سنسور اکسیژن ، هنگام تعویض شمع های جرقه است.
می توان توسط یک ولت متر دیجیتال ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن را اندازگیری کرد. اما نوسانات ولتاژ ، مشاهده را سخت می کند زیرا پرش اعداد زیاد است. یک ولت متر آنالوگ برای مشاهده تغییرات بهتر است ؛ اما ممکن است بر روی سیستمی که تغییرات آن زیاد است ، پاسخگو نباشد. بنابراین بهترین وسیله برای مشاهده ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن یک اسیلوسکوپ ذخیره ساز دیجیتال ( DSO ) است. یک اسکوپ ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن را به صورت موجی شکل و در قالب دامنه نوسانات ولتاژ حداقل و حداکثر و همچنین توسط فرکانس آن ( نرخ تغییر سوخت غنی نسبت به سوخت رقیق ) مشخص می کند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نوسانات امواج یک سنسور اکسیژن سالم باید به گونه ای باشد که ولتاژ حداقلی در حدود 1/0 ولت و ولتاژ حداکثری در حدود 9/0 ولت را نشان دهد. با فشردن پدال گاز مخلوط سوخت را غنی کنید. این امر باعث می شود که سنسور اکسیژن بی درنگ ( در طی 100 میلی ثانیه ) و با تولید حداکثر ولتاژ خروجی ( 9/0 ولت ) واکنش نشان دهد. سپس با باز کردن یک مجرای خلا ، مخلوط سوخت را رقیق نمایید. باید ولتاژ خروجی سنسور افت کرده و به حداقل مقدار خود ( 1/0 ولت ) برسد. اگر سنسور با سرعت کافی تغییرات ذکر شده را انجام نداد ، نشانه خرابی سنسور است و باید آن را تعویض نمود.
اگر مدار سنسور اکسیژن به دلیل اتصال کوتاه یا فرسودگی قطع شود ، ممکن است سنسور یک کد خطا تنظیم نموده و لامپ اخطار موتور یا لامپ نشانگر نقص فنی ( MIL ) را روشن کند. اگر عیوب دیگری نیز مبنی بر خرابی سنسور مشخص شود ، تعویض سنسور الزامی است. برخی سنسورهای اکسیژن اگر به طور خفیف دچار عیب شوند ، به عملکردشان ادامه داده و کد خطایی تنظیم نمی کنند. اما این کار زیاد مناسب نیست زیرا سبب افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها می شود. بنابراین نبود کد خطا یا لامپ اخطار به معنای کارکرد صحیح سنسور اکسیژن نیست.
تعویض سنسور:
سنسور اکسیژنی که عیب آن مشخص شود ، نیاز به تعوض دارد. از طرفی تعویض سنسور اکسیژن در بازه زمانی مشخص می تواند از بروز برخی مشکلات جلوگیری کند. تعویض نکردن یک سنسور اکسیژن فرسوده که فاقد کارایی لازم است ، می تواند سبب کاهش یا از بین رفتن حداکثر راندمان سوخت ، حداقل آلاینده های خروجی و طول عمر مبدل کاتالیزوری شود.
سنسورهای اکسیژن یک یا دو سیمه فاقد گرم کن که از سال 1976 تا حدود دهه نود مورد استفاده بودند ، پس از 30000 تا 50000 مایل تعویض می شدند. سنسورهای سه یا چهار سیمه دارای گرم کن که در اواسط دهه هشتاد تا اواسط دهه نود مورد استفاده بودند ، به ازای هر 60000 مایل تعویض می شدند. در خودروهای مبتنی بر OBD II ( از سال 1996 تا کنون ) به ازای پیمودن هر 100000 مایل نسبت به تعویض سنسور توصیه شده است.
منبع : وبلاگ مهندسی مکانیک

مبدل كاتاليستي يا كاتاليزور

مبدلهاي كاتاليستي از دهه 70 با هدف كاهش آلودگي هوا، بر سر راه خروجي موتورهاي بنزيني نصب شدهاند. جديدترين و مرسومترين نوع آنها، مبدلهاي سه راهه هستند كه اولين نوع آنها در 1976 در امريكا براي موتورهاي بنزيني اجباري شد.
علت انتخاب نام سه راهه براي اين مبدلها آن است كه براي كاهش همزمان سه نوع گاز سمي و آلاينده هوا شامل: مونوكسيدكربن (CO)، هيدروكربنهاي حاصل از احتراق ناقص (HC) و اكسيد نيتروژن (NOX) و تبديل آنها به گازهاي غيرسمي بخار آب (H2O)، نيتروژن (N2) و دياكسيد كربن ((CO2، مورداستفاده قرار ميگيرند (شكل 1).


شكل 1: مبدل كاتاليستي و گازهاي ورودي و خروجي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

انواع مبدلهاي كاتاليستي براساس نوع جنس
كاتاليستها براساس نوع جنس به سه نوع عمده: گلوله اي2 ، سراميكي3 و فلزي تقسيم ميشوند. اولين نوع مبدلهاي كاتاليستي، گلولهاي بودند كه از كرههاي پرسوراخ آلومينا (AL2O3) كه فلزات گرانبها (PM) در داخل آنها كاشته شده بود، تشكيل ميشدند (شكل 2). قطر اين گلولهها بين 10/1 تا 8/1 اينچ بود كه درون محفظهاي فلزي، زير خودروها قرار ميگرفتند. اين نوع مبدلها براي موتورهاي با حجم زياد، سرعت پايين و دماي پايين، همچون كاميونها استفاده ميشدند.


شكل 2: مبدلهاي كاتاليستي گلوله اي
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
كاتاليستهاي نوع دوم، از ديواره هاي نازك سراميكي لانه زنبوري4 تشكيل يافته و مونوليتهاي سراميكي هستند. اين ديواره ها، محل نشستن فلزات گرانبها نيستند (شكل 3). بلكه فلزات گرانبها براي داشتن سطوح تماس بيشتر بر روي لايه خارجي به نام washcoat قرار ميگيرند كه اين لايه، شامل اكسيد فلزات (BMO) همچون آلومينا (Al2o3) و سريا ((CeO2 است (شكل 4).

شكل 3: مبدلهاي كاتاليستي سراميكي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

شكل 4: مشخصات لايه washcoat و چگونگي تعامل فلزات گرانبها و اكسيد فلزات

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ساختمان اصلي كاتاليستهاي سراميكي معمولا از طريق اكستروژن ماده سراميكي كوردريت5 2.Al2O3-5.SiO2-2.MgO ساخته ميشود.
كاتاليست نوع سوم كه كمتر از نوع دوم مورد استفاده قرار ميگيرد، مونوليتهاي نوع فلزي است كه از آلياژ فلزات با مقاومت حرارتي بالا تشكيل يافته است. مونوليتهاي فلزي نيز مانند سراميكي، از سوراخهاي بسياري تشكيل شده كه از ورق هاي فنري مانند فرم يافته كنار هم ساخته ميشوند (شكل 5).

شكل 5: م كاتاليستي فلزي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مزاياي كاتاليستهاي سراميكي نسبت به فلزي عبارت است از: توليد آسانتر، پوششدهي راحتتر و ارزانتر بودن، قدرت نگهداري دما و بازيافت راحتتر. مزاياي نوع فلزي نسبت به سراميكي، مقاومت بالاتر در برابر ضربه و حرارت، قابليت كاهش ضخامت ديواره (داراي تعداد سوراخ بيشتر يا cpsi بالاتر) و افت فشار كمتر و گرم شدن سريعتر است.
هماكنون، كاتاليست رايج commercial catalyst، كاتاليست سراميكي است كه حدود 85 درصد از كل توليدات مبدل كاتاليست را تشكيل ميدهد.

تكامل تكنيكي مبدلهاي كاتاليستي از ابتدا تاكنون
مبدلهاي كاتاليستي براساس تكامل تكنيكي از ابتدا تاكنون، به صورت زير تقسيمبندي ميشوند (شكل 6):
• مبدلهاي كاتاليستي با عايق حرارتي خارجي6
• مبدلهاي كاتاليستي با عايق حرارتي داخلي مخروطي7
• مبدلهاي كاتاليستي با عايق حرارتي داخلي همراه با مبدل كاتاليستي گرم كننده8 كه نزديكتر به موتور نصب ميشوند
• مبدلهاي كاتاليستي كه بسيار نزديك به موتور بوده، اما با فلانج به مانيفولد وصل ميشوند9
• مبدلهاي كاتاليستي جوششده به مانيفولد10


شكل 6: تكامل تكنيكي مبدلهاي كاتاليستي از ابتدا تا اكنون

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

عوامل مهم طراحي و ساخت مبدل كاتاليستي
ميزان كارايي و بازده مبدل كاتاليستي، تابعي از مشخصات و عوامل هندسي همچون چگالي سوراخها (cpsi)، نسبت بازي سطح11 و ضخامت ديوارهها ميباشد. همانطور كه در جدول 1 مشخص است، هر چه چگالي سوراخهاي (cpsi) بيشتر باشد، ديوارها نازكتر و در نتيجه سطوح تماس بيشتر خواهد بود. سطوح تماس بيشتر (GSA)، باعث افزايش بازده و كاهش افت فشار در طول كاتاليست خواهد بود. مقايسه مطالعات انجام شده درباره مشخصات حفره هاي كاتاليست، نشان ميدهد كه سوراخهايي با شكل نزديكتر به شكل دايره، داراي بهترين بازده كاتاليست هاست.

جدول 1: مشخصات مهم هندسي مونوليتها

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

محدوده عوامل مهم تاثيرگذار و متداول در مبدل كاتاليستي، در جدول 2 خلاصه شده است.

جدول 2: محدوده عوامل مهم در مبدل كاتاليستي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

چگونگي از بين رفتن كارايي كاتاليست
عوامل از بين رفتن كارايي كاتاليستها عبارتند از:
1. حرارت بالا
2. سمي شدن بهوسيله مواد خروجي از موتور
3. خرابي مكانيكي مبدل
دماي بسيار بالا، باعث چسبيدن فلزات گرانبها به هم و كاهش سطوح محل اثر آنها در كاتاليستها و در نتيجه، كاهش اثردهي آنها ميشود. معمولاً دماي 800 تا 1000 درجه سانتيگراد به بالا، باعث تهنشيني و چسبيدن فلزات گرانبها ميشود. عامل اصلي در افزايش دما عدم جرقهزني شمعهاست.
سموم رايج در كاتاليستها، عبارتند از: سرب، فسفر و سولفور كه معمولا جزئي از افزودنيهاي معمولي به بنزين و روغن هستند. سرب، معمولا به عنوان عامل ضدصدا، فسفر به عنوان ماده افزودني در روغن و سولفور بهعنوان عامل موجود در بنزين و روغن شناخته شده اند. دو عامل اول، اثر منفي بيشتري بر فلزات گرانبها و عامل سوم، اثر منفي بيشتري بر اكسيد فلزات دارند.
ضربه هاي مكانيكي خارجي وارده بر مبدلهاي كاتاليستي، بويژه كاتاليستهاي كاركردهاي كه حالت تردي پيدا ميكنند، باعث شكستن، گرفتگي و ... در كاتاليستها ميشوند.
هر يك از سه عامل ياد شده، باعث پايين آمدن كارايي كاتاليست در خودروها ميشوند.

چگونگي اثر سوخت در بازده مبدلهاي كاتاليستي و كنترل آن
نمايي كلي از موقعيت كاتاليست و سيستم كنترل آن در شكل 7 ارائه شده است. براي اينكه بتوان نسبتي مناسب از تركيب هوا به سوخت را به منظور تبديل مناسب گازهاي سمي به غير سمي داشته باشيم، سيستم كنترل نسبت هوا به سوخت ميبايستي در خودرو نصب شود. هدف اين است كه نسبت هوا به سوخت را در محدودهاي باريك به نام «پنجره

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

» نگاه داريم. اين همان محدودهاي است كه در آن، همزمان سه گاز، HC، CO و NOX قابل تبديل با بازده مناسب ميباشند. پهناي اين پنجره باريك (محدود) بوده و حدود 3 درصد نسبت هوا به سوخت است. اين پهنا به فرمولاسيون كاتاليست و شرايط كاري موتور بستگي دارد (شكل 8).

شكل 7: نماي كلي موقعيت كاتاليست و سيستم كنترل آن

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

شكل 8: محدوده نسبت هوا به سوخت براي بازده بالاي تبديل HC، CO و NOX، نسبت هوا به سوخت 6/14 به معني عملكرد استوكيومتري است.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

چگونگي كنترل نسبت سوخت به هوا در شكل 1 نشان داده شده است. معمولا اين كنترل توسط ECUا12 انجام ميشود.

معيارهاي تست آلودگي
براي اينكه كاتاليستي از نظر آلودگي بتواند شرايط لازم را احراز كند، آن را براساس معيارهايي ارزيابي ميكنند كه يكي از مهمترين آنها، استاندارد اروپايي يورو 1 تا 5 است. اين معيارها در جدول شماره 3 ارائه شده اند.

جدول 3: معيارهاي استاندارد آلودگي اروپايي يورو 1 تا 5

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

هماكنون، استاندارد رايج در ايران، استاندارد يورو 2 است.
قبل از انجام تست آلودگي، كاتاليست را بر اين اساس كه Fresh، Degreened (3000كيلومتر) و يا Aged (80 يا 100 هزار كيلومتر) باشد، آماده ميكنند. اين آمادهسازي براي كاتاليستهاي degreened و aged، ميتواند براساس نوع كوره، مدلسازي با موتور و يا خودروي اصلي، انجام پذيرد كه براساس نياز مشتري و اعلام چرخه و زمان موردنياز آنها انجام ميشود. روش مرسوم براي انجام Aging معمولا مدلسازي با موتور است. بعد از آمادهسازي كاتاليست، آن را بر روي دينو13 توسط ماشين و مطابق چرخههاي اروپايي، تست ميكنند. نتايج چرخه تست آن در نمودار شكل 9 ارائه شده است. بعد از جمع آوري گازهاي آلاينده خروجي در زمان تست، ميزان آن را با معيار موجود در جدول 3 مقايسه و بررسي ميكنند.

شكل 9: نمودار چرخه تست اروپايي در دو بخش 1 (شهري) و 2 (برون شهري)

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مشكلات موجود
با توجه به افزايش آلودگيهاي شهرها بويژه شهرهاي بزرگ، به نظر ميرسد كه براي حل اين معضل، بايد مشكلات را هر چه زودتر از ميان برداشت، اين مشكلات عبارتند از:
1. مشكل عدم آگاهي كه ناشي از عدم آشنايي مردم با مبدل كاتاليست و تاثير آن بر بهبود آلودگي هواست و نيازمند كار فرهنگي در سطح جامعه است. برخي افراد از كاهش قدرت موتور به دليل عملكرد مبدل كاتاليست گله دارند كه بايد به آنها گفت، در صورتي كه موتور و سيستمها تنظيم باشند، مبدل كاتاليست فقط مقدار كمي بر شتاب اثر ميگذارد كه اين بها را ميبايستي همگان براي بهبود و پاكيزگي هوا پرداخت كنند.
2. نبود الزام استفاده از كاتاليست در خدمات پس از فروش و خودروهاي قديمي. با توجه به تعداد بسيار زياد خودروهاي قديمي اكثر آلودگيهاي شهرها ناشي از عملكرد اين نوع خودروهاست. سازمان محيطزيست بايد طرح اجباري شدن استفاده از مبدل كاتاليست را براي تمام خودروهاي قديمي اجرا كند تا هزينههاي دولت در اجباري كردن خودروهاي توليدي جديد، هدر نرود.
3. نبود افراد متخصص و عدم دقت در ايستگاههاي تست معاينه فني. باتوجه به اينكه خودروها، مجبور به گذراندن مراحل معاينه فني سالانه شدهاند، سازمان حفاظت از محيطزيست بايد نظارت خود را در اين ايستگاهها افزايش دهد تا احيانا تخلفي (عمدي يا سهوي) صورت نپذيرد. براي مثال، مشاهده شده است كه خودروهاي قديمي قبل از تست معاينه فني، توسط مكانيك كاملا هواخور (Lean) شدهاند، به طوريكه اگر گاز داده نشود، خاموش ميشوند. اين خودروها به معاينه فني مراجعه كرده و تست آلودگي را پاس ميكنند. سپس، با مراجعه به مكانيك به حالت معمولي تنظيم ميشوند. با توجه به اينكه كاتاليستها در محدودهاي خاص از نسبت هوا به سوخت، كار ميكنند (معمولا بين 03,0±1 شكل 8) اگر تستكننده به اين مسئله دقت كند و در زمان تست، نسبت هوا به سوخت در اين محدوده باشد، نتيجه تست هر چه كه باشد، واقعي بوده و در غير اين صورت، كاملا غلط است. براي دقت بيشتر در تستها، پيشنهاد ميشود تست معاينه فني حداقل هر 6 ماه يكبار، انجام پذيرد.
ناگفته پيداست كه براي رفع معضل آلودگيهاي هوا كه همگي در آن نقش داشتهايم، بايد دست در دست يكديگر گذاشته و از تندرستي افراد جامعه بويژه كودكان و سالخوردگان، حفاظت كنيم
نویسنده : دکتر تورج خصوصی
منبع : ماهنامه صنعت خودرو

انواع گاز طبيعي موجود:
الف :گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) .
ب: گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)
گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/CO=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرح زير خلاصه مي شود:
1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود. در نمودار زير فرايند توليد گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.
2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.
3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز حاصل مي شود.
4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود.
محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است. فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.
ج: گاز شهري (TOWN GAS)
اصطلاحا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8
علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.
د: گاز شيرين (SWEET GAS)
گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.
س: گاز طبيعي (NATURAL GAS)
گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود.
گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( CONDENSATE) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.
ش: گاز طبيعي فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز بيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.
تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 ه ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند ز بنزن هم استفاده نمايد.
مزاياي سي ان جي به شرح زير است:
1- موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد.
معايت سي ان جي به شرح زير است:
1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است)
در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در حال حاضر در اكثرشهرهاي ايران جايگاه هاي سوختگيري با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهره برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت پي در پي آن در دست اجرا ميباشد.
الف:مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)
مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.
در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.
ب: گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم ان به يك ششصدم حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل ان تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولين محموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود.
گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .
ج:گاز غير همراه (NON-ASSOCIATED GAS)
گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.
چ: كلاهك( CAG CAP)
) حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.
د:گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)
گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.
ذ: گاز مايع (LPG)
مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:
1- گاز طبيعي غير همراه
گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
2- گاز طبيعي همراه
پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
3- نفت خام
بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود.
در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرح زير است:
تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5
هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است.
گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.
الف: گاز مشعل (FLARE GAS)
هيدروكبرا سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق آب سر كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود.
در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.
ب:گاز همراه (ASSOCIATED GAS)
گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود

منبع : [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سوخت رسانی گاز طبیعی فشرده یا CNG

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سیستم سوخت رسانی گاز طبیعی یا CNG یکی از سیستمهایی است که در کاهش الودگی

محیط زیست تاثیر فراوانی دارد CNG هم اکنون در ایران کاربرد زیادی دارد سیستم CNG با LPG

تفاوتهایی دارد که ان را بررسی مینمایم

برای استفاده از سوخت گاز طبیعی فشرده نیاز به تجهیزات و قطعات زیر داریم

1- مخزن گاز طبیعی فشرده در سیستم

2 – متعلقات نصب شده بر روی مخزن در سیستم

3-رگولاتور فشار در سیستم

4- شیر خودکار در سیستم

5- شیر دستی در سیستم

6- وسیله تامین گاز در سیستم

7- تنظیم کننده جریان گاز در سیستم

8- خط لوله انعطاف پذیر سوخت در سیستم

9- خط لوله انعطاف ناپذیر سوخت در سیستم

10 – پرکن در سیستم

11- شیر یک طرفه یا برگشت ناپذیر در سیستم

12 – شیر اطمینان تخلیه فشار در سیستم

13 – وسیله اطمینان تخلیه فشار در سیستم

14 – فیلتر در سیستم

15- سنسور فشار یا دما در سیستم

16- شیر کنترل جریان اضافی در سیستم

17- شیر سرویس در سیستم

18- واحد کنترل الکترونیکی در سیستم

19- محفظه گاز بندی در سیستم

20 – اتصالات در سیستم

21- شیلنگ تهویه در سیستم

بسیاری از قطعات بالا می توانند بصورت یک قطعه چند کاره به یکدیگر مونتاژ و وظیفه خاصی را بر عهده

بگیرند

مخزن گاز طبیعی فشرده (CNG)

چهار نوع مخزن نگهداری گاز طبیعی فشرده به شرح زیر وجود دارد

این مخزن تماما از فلز تهیه شده است CNG-1

لایه دخلی ای مخزن فلزی بوده و لایه خارجی از جنس الیاف بهم پیوسته اغشته به رزینCNG-2

به صورت محیطی دور لایه داخلی فلزی (قسمت استوانه مخزن) پیچیده شده است

لایه داخلی این مخزن فلزی بوده و لایه خارجی از جنس الیاف بهم پیوسته اغشته به رزین کاملا CNG-3

دور لایه فلزی داخلی پیچیده شده است

در ساخت این مخزن از فلز استفاده نشده و تماما از جنس الیاف بهم پیوسته اغشته به رزین CNG-4

می باشد

قطعات زیر بصورت ترکیبی یا مجزا بر روی مخزن گاز مایع نصب می شوند

شیر دستی این شیر بطور ثابت بر روی مخزن گاز مایع نصب شده و بصورت دستی کنترل شد

نشانگر فشار بوسیله این قطعه می توانیم از فشار گاز درون مخزن مطلع بشویم

شیر اطمینان تخلیه فشار شیری است که از بالا رفتن فشار بالا دست از مقدار طراحی شده

جلوگیری می کند

وسیله اطمینان تخلیه فشار (سوپاپ حرارتی) وسیله یکبار مصرفی است که برای جلوگیری از

ترکیدن مخزن در اثر عواملی مانند دمایا افزایش فشار به موقع عمل کرده و یکباره گاز را به بیرون تهویه

می کند

شیر خودکار مخزن این شیر بطور ثابت بر روی مخزن نصب شده و جریان گاز به سیستم سوخت

رسانی را کنترل می کند این شیر را شیر سرویس کنترل از راه دور نیز می نامند

شیر کنترل جریان اضافی این شیر در زمانی که جریان گاز از مقدار طراحی شده برای سیستم گاز

سوز خودرو فراتر رود عمل کرده و جریان گاز را متوقف می کند

محفظه گاز بندی این وسیله شامل شیلنگی بوده که گاز نشتی را به خارج خودرو تخلیه می کند

شیر یک طرفه شیری است که بصورت خودرکار تنها اجازه عبور در یک جهت را به گاز می دهد

شیر سرویس یک شیر جداسازی است که فقط در هنگام تعمیر خودرو بسته می شود

فیلتر فیلتر یا صافی وسیله ای است که ناخالصی و اجسام خارجی موجود در گاز را جدا کرده و

از ورود انها به سیستم سوخت جلوگیری می کند

اتصالات در سیستم لوله کشی خودروی گاز سوز برای اتصال لوله های گاز به قطعات و غیره

استفاده می شود

خط لوله انعطاف پذیر سوخت از این لوله برای انتقال گاز استفاده می شود

خط لوله انعطاف ناپذیر سوخت از این خط لوله برای انتقال گاز استفاده می شود ولی برای

انعطاف در شرایط معمول طراحی نشده است

مخلوط کننده از این وسیله برای بدست اوردن مخلوط مناسب قابل احتراق گاز – هوا در موتور

استفاده می شود

انژکتور گاز این وسیله سوخت گاز را وارد محفظه احتراق یا مسیر ورودی سوخت موتور می کند

تنظیم کننده جریان گاز این وسیله در پایین دست رگولاتور نصب گردیده و جریان گاز به موتور را

تحت کنترل دارد

رگولاتور فشار این وسیله فشار گاز مخزن را برای استفاده در موتور در دو مرحله کاهش می دهد

پرکن این قطعه برای تزریق سوخت به مخزن بکار می رود این قطعه ممکن است بر روی گلگیر و یا

داخل محفظه موتور نصب شود در قسمت خارجی این شیر درپوشی برای جلوگیری از ورود گرد غبار و

اب وجود دارد

واحد کنترل الکترونیکی این واحدسیگنالهایی را که از سنسور های مختلف دریافت می کند با (ECU)

با اطلاعات ثبت شده در حافظه سیستم تطبیق داده و در صورت نیاز به تنظیمات جدید سیگنالهای را به

کار اندازهامی دهد بعبارتی وسیله ایست که گاز مورد نیاز موتور و سایر پارامترهای ان را کنترل نموده

و می تواند در موارد ضروری برای ایمنی بطور اتوماتیک شیر خودکار را قطع نماید

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سیگنالهای ورودی (ECU)

●سیگنال فعالیت انژکتور های بنزین گاز سوز خودرو زمان پاشش انژکتورها ی بنزین را به عنوان مبنا در

نظر گرفته و از روی ان زمان پاشش انژکتور های گاز را تعیین می کند

●سیگنال دور موتور : علاوه بر سیگنال بنزین سیگنال دور موتور از اهمیت خاصی برای سیستم گاز سوز

برخوردار است این سیگنال همچنین برای تعیین روشن یا خاموش بودن خودرو به کار می رود

●دمای مایع سیستم خنک کننده : این دما برای کنترل تبدیل بنزین به گاز و تصحیح زمان پاشش انژکتور

گاز مورد استفاده قرار می گیرد

●سیگنال دمای گاز : این دما که بر غلظت و انرژی حجمی گاز تاثیر گذار است برای تنظیم زمان پاشش

مورد استفاده قرار می گیرد

●سیگنال فشار گاز : همزمان با کاهش فشار گاز و حجم و انرژی حجمی ان نیز کاهش می یابد ضمنا این

سیگنال اتمام گاز مسدود شدن مسیر و زمان بازگشت به بنزین را تعیین می کند

●مبدل فشار : این سنسور نشاندهنده میزان گاز موجود در مخزن می باشد همچنین میزان گاز موجود در

مخزن توسط این سنسور به نمایشگر میزان سوخت (که در کلید تعبیه شده )ارسال می گردد

سیگنالهای خروجی (ECU)

●سیگنال انژکتورها ی گاز : زمان این سیگنالها همانطور که پیش از این ذکر شد از زمان انژکتورها ی بنزین

محاسبه شده و برای فعالیت انژکتورهای گاز بکار می رود

●سیگنال شیر برقی : این سیگنال برای فعال و غیر فعال کردن شیر برقی روی رگولاتور ارسال می شود

و قطع و وصل گاز فشار قوی را بر عهده دارد

●کلید تبدیل : این کلید نوع سوخت مصرفی میزان گاز موجود در مخزن و علائم هشدار دهنده برای راننده

را نشان می دهد

●سیگنالهای عیب یابی : دستگاه یا نرم افزار عیب یاب برای برنامه ریزی ای سی یو و گاز و عیب یابی

خودرو بکار می رود

منبع : سیستم های سوخت رسانی جامع خودرو (مهندس حسین رمضانی)

سیستم سوخت رسانی گازی نفتی مایع

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سیستم LPG یکی دیگر از سیستمهای می باشد که در کاهش الودگی تاثیر بسزایی دارد LPG و CNG

در کلیات با هم مشابه می باشند اما LPG و CNG در بعضی موارد با هم تفاوت های دارند

مخزن گاز مایع : از مخزن گاز مایع برای نگهداری گاز مصرفی خودرو استفاده می شود و با توجه به نوع

خودرو و حجم موتور ان در ابعاد و اندازهای متفاوتی طراحی و تولید می شود بر روی بدنه مخزن گاز مایع

پلاک مشخصات مخزن و نیز یک عدد فلانچ برای نصب شیر مرکب تعبیه شده است مخازن گاز مایع در

ظرفیتهای 45 و 60 و 80 و 116 لیتری موجود می باشد که معمولا به شکل استوانه یا چنبره ای ساخته

می شود

مخزن های 60 لیتری که بیشتر مورد مصرف دارند دارای وزن خالی 26 کیلو گرم بوده و وزن انها در هنگام

که پر از مایع هستند در حدود 54 کیلو گرم می باشد ساختمان انها که بشکل استوانه ای می باشد دارای

ابعاد 840 در 315 میلیمتر می باشد مخازن گاز مایع را معمولا در صندوق عقب خودرو با دو عدد پایه و دو

عدد بست کمر بندی و قلاب محکم می نمایند

● طول مخزن گاز مایع باید در حدود 20 میلیمتر کوتاهتر از فاصله بین سطوح جانبی بدنه خودرو در محل

نصب مخزن باشد

● محل نصب گاز مایع باید دارای استحکام لازم باشد روی شاسی و یا نزدیک ان از محلهای مناسب نصب

مخزن گاز مایع می باشد

●سطوح تماس مخزن با بستهای کمربندی باید بوسیله عایقهای ضربه گیر محافظت شود

● مجرای تهویه مخزن باید حداقل 150 میلیمتر از سیستم تخلیه گازهای خروجی فاصله داشته باشد

● بستهای کمربندی باید مجزا و با فاصله مناسب از هم نصب گردند

●روش نصب مخزن نباید بگونه ای باشد که باعث بوجود امدن تنش اضافی در پوسته مخزن شود

● محل نصب مخزن نباید در مجاورت مناطق با حرارت بالا و منابع تولید جرقه باشد

●اگر از مخزن گاز مایع در فضای باز مانند قسمت بار وانت بارها استفاده می شود باید از پوشش فلزی

برای محافظت از ان استفاده شود

●مخزن گاز مایع باید طوی نصب شود که محور طولی ان عمود بر محور طولی خودرو باشد

●بهتر است کف مخزن مایع با بدنه خودرو تماس نداشته باشد و در صورت لزوم می توان از صفحات

لاستیکی استفاده نمود

● اتال زمین سیستم گاز خودرو نباید در مجاورت مخزن و متعلقات ان قرار داشته باشد

●محل نصب مخزن بایستی بگونه ای باشد که از جمع شدن رطوبت و ایجاد خوردگی جلوگیری شود

●کلیه پیچها و بستهای محکم کننده مخزن بایستی در مقابل ارتعاشات خودرو مقاوم بوده و شل نشوند

● محکم کردن بیش از اندازه تسمه های مخزن منجر به خم شدن پایه های تلسکوپی می شود که باید

از این کار اجتناب کرده و در بازرسی های دوره ای از عدم وجود ان مطمئن شوی

شیر مرکبmulti valve (LPG)

این شیر بر روی گاز مایع نصب گردیده و دارای اجزا مختلفی است که هر یک دارای وظایف جداگانه ای

می باشد

شیر اطمینان safety valve1

در صورتی که فشار داخل مخزن از 25 بار فراتر رود این شیر عمل کرده و گاز را با جریان مناسبی به

بیرون هدایت می کند

2شیر یک طرفه

در هنگام سوخت گیری گاز مایع این شیر اجازه ورود گاز را به داخل مخزن داده و از خروج گاز از داخل

مخزن به بیرون جلوگیری می کند این کار بوسیله یک ساچمه و فنر انجام می شود هنگامی که لوله پرکن

جایگاه سوخت گیری را وارد مجرای سوخت گیری خودروی خود می نماییم فشار گاز ورودی بر نیروی فنر

پشت ساچمه غلبه کرده و گاز وارد مخزن می شود و پس از خروج لوله پرکن فشار فنر ساچمه را به جلو

رانده و راه خروج گاز بسته می شود

3- شیر دستی قطع جریان گاز

دو عدد شیر دستی جهت باز و بسته کردن مسیر ورودی و خروجی گاز در نظر گرفته شده است که در

مواقع ضروری مانند عملیات تعمیر یا تست دوره ای می توان انها را بصورت دستی باز وبسته کرد

شیر قطع جریان ناگهانی excess flow valve 4 -

در مواردی که جریان گاز مایع خروجی از مخزن بطور ناگهانی افزایش یابد این شیر مسیر خروج گاز از

مخزن را می بندد این عمل در تصادفات ناحیه عقب خودرو که محل نگهداری مخزن گاز مایع می باشد از

خروج گاز مخزن جلوگیری می کند و ایمنی را افزایش می دهد این شیر تا زمانی که فشار دو طرف ان به

حد معینی رسد همچنان بسته می ماند به همین دلیل به هنگام عمل کردن ان یک جریان ضعیف گاز

خروجی شیر مرکب وجود دارد که برای ایجاد تعادل فشار دو طرف شیر طراحی شده است

5شیر خروجی گاز مخزن

این شیر در مسیر خروجی گاز مخزن قرار گرفته و بوسیله ان گاز مایع از مخزن خارج می شود

شناور float 6-

این شناور که دارای یک استوانه از جنس فوم و یک بازوی فلزی است درون مخزن گاز مایع قرار گرفته

است و همراه با افزایش یا کاهش سطح گاز درون مخزن حرکت نموده و بوسیله یک اهن ربای دائمی که

بر روی ان تعبیه شده است عقربه نشاند هنده سطح میزان گاز درون مخزن را حرکت می دهد

7شیر قطع جریان 80 درصد

بدلایل ایمنی هرگز نباید بیشتر از 80 درصد حجم مخزن را پر کرده به همین دلیل تجهیزاتی را قرار داده اند

که پس از پر شدن 80 درصد حجم مخزن بطور خودکار مسیر گاز مایع به درون مخزن را ببندد

عقربه نشاندهنده سطح گاز درون مخزن level pointer 8-

این عقربه از طریق اهنربای شناور حرکت کرده و میزان گاز درون مخزن را نشان می دهد

سنسور سطح گاز درون مخزن level gauge sensor 9-

در این مدار با حرکت عقربه نشاندهنده سطح گاز میان دو سنسور سیگنالی به مدار کلید انتخاب سوخت

ارسال می شود که با روشن و خاموش کردن پنج دیود نوری سطح گاز درون مخزن را به اطلاع راننده

می رساند

در پوش شیر مرکب یا محفظه ضد گاز gas-tight cover (LPG)

این درپوش از جنس پلاستیک بوده و محفظه شیر مرکب را گاز بندی می نماید تا در صورت بروز نشتی

احتمالی مانع خروج گاز از شیر مرکب شود این درپوش دارای دو مجراع گردش هوا می باشد که بوسیله

لوله خرطومی به دو عدد چپقی پلاستیکی متصل است این چپقی ها در سورخهایی که کف صندوق عقب

خودرو ایجاد می شود نصب گردیده و از طریق گردش هوا به درون خرطومی و درپوش شیر مرکب امکان

تهویه هوا تخلیه هرگونه نشتی احتمالی گاز را بوجود می اورد

رگولاتور یا فشار شکن یا تبخیر کننده (LPG)

رگولاتور وظیفه دارد گاز درون مخزن را برای استفاده در موتور از حالت مایع به گاز تبدیل کرده و فشار ان

را تا حد فشار اتمسفر کاهش دهد . رگولاتور در مسیر گاز خروجی مخزن گاز مایع پس از شیر برقی قرار

گرفته است شیر برقی گاز بین مسیر خروج گاز از مخزن و رگلاتور قرارگرفته و در حالت عادی بسته است

و راه ورود گاز به رگولاتور را می بندد در حالتی که راننده کلید انتخاب را در وضعیت استفاده از گاز مایع

قرار دهد این شیر برقی فعال شده و مسیر گاز بدون رگولاتور را باز می کند درون این شیر برقی یک فیلتر

کاغذی وود دارد که از ورود ناخالصی ها بدرون رگولاتور جلوگیری می کند

1ورودی گاز مایع -

از این دریچه برنجی گاز مایع وارد اتاقک اول رگولاتور می شود

اطاقک مرحله اول frist stage room 2-

در این اتاقک یک دیافراگم و شیطانک و شیطانک متصل به ان وجود دارد که توسط یک فنر فشار گاز

ورودی به این اتاقک به میزان مناسبی کاهش یافته و تبخیر می شود در تبخیر کننده های 100 کیلو وات

فشار خروجی در حدود 0.7 تا 0.8 واحد فشار بار می باشد

3شیر برقی رگولاتور

این شیر برقی در مسیر بین اتاقک مرحله اول و دوم قرار گرفته است به عبارت دیگر به هنگامی که شیر

برقی گاز بسته یا باز است این شیر نیز بسته یا باز می باشد این شیر برقی جهت افزایش ضریب ایمنی

سیستم گاز سوز بکار برده شده است و از ورود ناخواسته گاز به موتور جلوگیری می نماید

اتاقک مرحله دوم SECOND STAGE ROOM - 4

گاز مایع پس از تبخیر شدن و کاهش فشار در مرحله اول از طریق شیر برقی رگولاتور وارد اتاقک مرحله

دوم می شود فضا و دیافراگم این اتاقک از اتاقک مرحله اول بزرگتر بوده و فشار گاز داخل ان در حدود

فشار اتمسفر می باشد متناسب با مکش ایجاد شده توسط موتور دیافراگم مرحله دوم مجرای ورودی گاز

به این اتاقک را توسط شیطانک متصل به دیافراگم باز و بسته نموده و گاز نیاز موتور را فراهم می کند

اتاقک گردش اب گرم hot water room 5-

برای تبخیر شدن گاز مایع در اتاقک مرحله اول از گرمای اب خنک کننده موتور استفاده می شود اب گرم از

طریق دو عدد شیلنگ و چپقی به اتاقک گردش اب گرم و رگولاتور وارد و خارج شده و گرمای مورد نیاز

برای تبخیر شدن گاز را از طریق تبادل حرارتی با اتاقک مرحله اول فراهم می کند

پیچ تنظیم دور ارام IDLE ADJUSTMENT 6-

توسط این پیچ میزان گاز مورد نیاز موتور در حالت دور ارام تنظیم می شود

7پیچ تنظیم حالت شتاب گیری خودرو

سرعت حرکت دیافراگم اتاقک مرحله دوم باید متناسب با فشردن پدال گاز و مکش موتور به همین منظور

بر روی شیطانک مرحله دوم یک فنر تعبیه شده است که بوسیله پیچ النی سرعت حرکت دیافراگم مرحله

دوم قابل تنظیم خواهد بود

8خروجی گاز مایع

از این دریچه برنجی گاز مایع برای مصرف در وتور از رگولاتور خارج می شود

شیر برقی بنزین (LPG)

این شیر در مسیر لوله بنزین بین پمپ بنزین و کاربراتور خودرو قرار گرفت و در حالت عادی بسته است و

زمانی این مسیر را باز می کند که راننده کلید انتخاب سوخت را در وضعیت بنزین قرار دهد

زیرا این شیر برقی یک شیر دستی بنام شیر یکسره بای پس وجود دارد که در موارد ضروری مانند

مواقعی که امکان فعال کردن هیچیک از شیرهای برقی گاز و بنزین توسط کلید انتخاب سوخت وجود

نداشته باشد مسیر بنزین با بستن این شیر یکسره باز خواهد شد

مخلوط کننده یا میکسر (LPG)

وظیفه میکسر مخلوط کردن نسبت مناسبی از هوا و گاز برای مصرف در وموتور می باشد این قطعه بر

روی کاربراتور نصب می شود و بر حسب شکل دهانه کاربراتور و نوع عملکرد میکسر و حجم موتور در

انواع مختلف طراحی می شود

پیچ حداکثر جریان (LPG)

توسط این پیچ حداکثر جریان گاز مورد نیاز در دورهای بالا پیش از ورود به میکسر تنظیم می شود

پر کن refueling point(LPG)

پر کن وسیله ایست که از طریق اتصال تلمبه گاز به ان گاز مایع به درون مخزن جریان یافته و عمل

سوختگیری انجام می شود این وسیله یک شیر یک طرفه بوده و تنها امکان ورود گاز به داخل مخزن را

می دهد

کلید انتخاب سوخت change – over switch (LPG)

توسط این کلید می توان نوع سوخت مصرفی خودرو را از گاز به سوخت دوم خودرو یا بلعکس تغییر و از

میزان گاز موجود در مخزن اطلاع یافت این کلید دارای یک مدار الکترونیکی بوده و از بخشهای زیر تشکیل

گردیده است

1کلید انتخاب سوخت

با استفاده از این کلید می توان نوع سوخت مصرفی خودرو را انتخاب کرد این کلید با فرمان دادن به شیر

برقی گاز شیر برقی بنزین و شیر برقی رگولاتور انها را متناسب با سوخت انتخابی مورد نظر راننده باز و

بسته می نماید

به هنگام تغییر سوخت از گاز به بنزین و یا بلعکس فرمانهای ارسالی به شیر برقی متفاوت می باشد

بدین ترتیب که فرض می کنیم خودرو در حال استفاده از سوخت گاز است و می خواهیم از سوخت بنزین

استفاده نماییم در این حالت چنانچه مستقیماشیر برقی گاز را ببندیم و شیر برقی بنزین را باز کنیم خودرو

خاموش خواهد شد زیرا پیاله بنزین کاربراتور خالی از سوخت بوده و برای پر شدن ان نیاز به زمان کوتا

می باشد لذا در این حالت کلید انتخاب سوخت چند لحظه هر دو شیر گاز و بنزین را فعال کرده و سپس

بطور خودکار شیر برقی گاز را می بندد با این نوع تغییر سوخت از خاموش شدن خودرو جلوگیری خواهد

شد اگر بخواهیم سوخت مصرفی را از بنزین به گاز تغییر دهیم در این حالت چنانچه مستقیما شیر برقی

بنزین را ببندیم و شیر گاز را باز کنیم موتور به حالت لرزش می افتد (خفه کردن موتور ) زیرا خودرو از

سوخت بنزین استفاده می کرده و به همین دلیل پیاله کاربراتور مقداری بنزین خواهد داشت که پس از

فعال شدن شیر برقی گاز در واقع موتور از هر دو سوخت بنزین و گاز استفاده خواهد کرد لذا موتور خفه

کرده و خاموش خواهد شد

برای جلوگیری از این مشکل باید اجازه دهیم سوخت درون پیاله کاربراتور کاملا خالی شده و سپس از

سوخت گاز استفاده کنیم بنابراین به هنگام تغییر سوخت از بنزین به گاز کلید انتخاب سوخت فرمان بسته

شدن هر دو شیر برقی بنزین و گاز را می دهد و تا که بنزین کاربراتور مصرف شود این حالت ادامه

خواهد داشت پس از ان شرایط جهت استفاده موتور از سوخت گاز فراهم می شود

نشانگر سطح گاز مخزن level indicator 2-

این نشانگر تعدادی دیود نوری سبز و قرمز دارد که هر یک از چراغهای سبز رنگ نشان دهنده سطح

معینی از گاز درون مخزن می باشد چراغ قرمز رنگ تنها زمانی روشن می شود که گاز درون مخزن رو به

اتمام باشد به هنگام پر بودن مخزن تمام چراغهای سبز رنگ روشن شده و هر بار که حجم گاز به نسبت

معینی کاهش می یابد یکی از چراغهای سبز رنگ خاموش می شود

3مدار ساسات -

زمانی که خودرو از سوخت گاز مایع استفاده می کند و با باز کردن کلید استارت خودرو شیر برقی گاز

بطور خودکار باز می شود و برای چند ثانیه گاز بدون میکسر و کاربراتور جریان می یابد و سپس مدار

فرمان الکتریکی بستن گاز را ادامه داده و شیر برقی گار را غیر فعال می کند بدین ترتیب پیش از استارت

زدن مقداری گاز جهت روشن شدن اولیه موتور فراهم می شود

4مدار قطع گاز

در حالتی که موتور با سوخت گاز کار می کند ممکن است به هر دلیل خودرو خاموش شود و بدلیل انکه

کلید مصرف سوخت باز است برق داخل سیستم شده و باز بودن شیر برقی گاز می تواند موجب نشت

گاز در محوطه موتور و بروز حادثه شود به همین دلیل در مدار الکترونیکی کلید سوخت یک مدار حفاظتی

طراحی شده است که به محض خاموش شدن موتور شیر برقی گاز را غیر فعال نموده و مسیر جریان گاز

را می بندد

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منبع : سیستم های سوخت رسانی جامع خودرو (مهندس حسین رمضانی)

سوخت رسانی انژکتوری بنزینی با کنترل الکترونیکی(

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مقدمه

بعد از سیستم های کاربراتوری جدیدترین سیستمها سیستم انژکتوری بنزینی می باشد بهترین نسبت

تئوری برای اختلاط سوخت و هوا نسبت 7/14 به 1 می باشد که به ان نسبت استوشیو متریک گویند که

حتی المقدور در شرایط مختلف کارکرد موتور تغییرات این نسبت باید حداقل باشد

اگر در مخلوط مقدار هوا کاهش پیدا کند مصرف سوخت بالا می رود و احتراق کامل صورت نمی گیرد و

فرایند ان گازهای خروجی اگزوز که الودگی محیط زیست را به وجود می اورند خواهد بود گازهای خارج

شده از اگزوز شامل ازت و گاز دی اکسید کربن و بخار اب و گازهای الوده کننده خطرناک از قبیل مونو

اکسید کربن و هیدرو کربنهای نسوخته و اکسید ازت و سولفورها می باشد بخصوص مونواکسید کربن

که یک گاز سمی و بی رنگ و بی بو و بسیار خطر ناک است اگر در مخلوط هوا افزایش یابد و سوخت کم

شود درجه حرارت موتور بالا می رود و این عمل باعث جوش امدن موتور و سوختن واشر سر سیلندر و

سوختن سوپاپها می شود و باعث افت قدرت کششی موتور می گردد به هر حال کارخانجات خودرو ساز

به این نتیجه رسیده اند که کاربراتر ها نمی توانند راندمانی را که موتورها نیاز دارند به وجود اورند نتیجتا

سیستم های سوخت رسانی انژکتوری بنزینی طراحی و مورد استفاده قرار گرفتند در این سیستم ها به

خاطر وجود کنترل کننده های مختلف مخلوط سوخت و هوا هر چه دقیق تر به نسبت ایدال نزدیک شده اند

به این ترتیب

1- مصرف سوخت کاهش یافته 2- حداکثر راندمان و شتاب وقدرت در موتور ایجاد می گردد 3- با

تنظیم صحیح و دقیق موتور در تمام دورها و با صدای کمتری کار خواهد کرد 4- توزیع سوخت به طور

یکنواخت در کلیه سیلندرها صورت می پذیرد

در سیستم های انژکتوری بنزینی با اندازه گیری دقیق مقدار هوای ورودی و ارسال سوخت متناسب

شرایط کاری موتور (دورهای مختلف و بارهای مختلف) به خوبی تامین می شود در این سیستم به جهت

ثابت نگه داشتن کمترین الودگی خروجی از اگزوز مخلوط سوخت و هوا توسط قطعات بکار رفته در

سیستم و دستگاه کنترل الکترونیکی ای سی یو به صورت کاملا دقیق کنترل می شود

شیر برقی کنسیتر : کنترل گازهای الاینده ناشی از تبخیر سوخت

با استفاده از شیر برقی کنسیتر که به وسیله ای سی یو کنترل می شود امکان باز یافت بخارات بنزین

جذب شده از باک توسط کربن فعال داخل کنسیتر فراهم می شود

با باز شدن شیر برقی کنسیتر و توسط خلائی که از طریق شیر به کنسیتر اثر گذاشته بخارات بنزین

موجود در کنسیتر از طریق هوای ورودی به موتور وارد شده و در داخل سیلندر مصرف می شود

مبدلهای کاتالیزور سه راهه

مبدلهای کاتالیزور سه راهه ترکیبی از کاتالیزور های به کار رفته که دو واکنش شیمیایی متفاوت تولید

می کنند یکی اکسید کردن و دیگری احیا کردن با اضافه کردن هوای تازه به هیدروکربنهای نسوخته و

مونواکسید کربن در داخل مبدل عمل اکسید کنندگی روی فرایند احتراق انجام می گیرد برای کاهش

الودگی اکسید های ازت فرایند کاملا معکوسی لازم خواهد بود اکسیدهای ازت دارای اکسیژن اضافی

است و فرایند جدا کردن اکسیژن اضافی از ازت واکنش احیا نامیده می شود

این احیا کردن یا واکنش احیا در قسمت جلوی مبدل انجام می گیرد در حالی که فرایند اکسید شدن در

قسمت عقب ان صورت می گیرد در قسمت وسط پوسته مبدل یک لوله هوای تازه نصب شده است

تا در صورت لزوم مقداری هوای تازه به دستگاه اضافه نماید

در کاتالیزور های سه راهه درصد کمی پلاتین و درصد بیشتری رادیوم در قسمت جلو مبدل برای کاهش

اکسید های ازت دارند در حالی که در قسمت عقب ان از پلادیوم و پلاتین برای اکسید کردن هیدروکربونها

و مونواکسید کربن استفاده می شود در موتورهای که مجهز به دستگاه ای سی یو هستند کاتالیزورها

گازهایی را دریافت می کنند که حاصل سوختن مخلوط سوخت و هوا با نسبت 14.7 به 1 هستند بنابراین

ضد الایندگی بهتری دارند در اتومبیل های مجهز به مبدل کاتالیزوری باید از بنزین بدون سرب استفاده نمود

کاربراتورهای مدار بسته(سی ال سی) مانند پراید سیستمی است که سوخت کاربراتور را با هوای مورد

نیاز مخلوط نموده و فرایند احتراق را بدون خطر می کند در واقع سی ال سی باعث ایجاد احتراق کامل در

موتور می شود در این احتراق لاندا برابر 1 می باشد اگر لاندا کوچکتر از یک باشد سوخت غلیظ و اگر لاندا

بزرگتر از یک باشد سوخت رقیق می باشد در کاربراتورهای معمولی لاندا بین 0.9 تا 1.25 می باشد ولی

در سی ال سی برابر 1 می باشد در سیستم سی ال سی از 1- واحد کنترل ای سی یو 2- موتور پله ای

3- مبدل کاتالیزور 4- سنسور اکسیژن 5- سنسور درجه حرارت اب 6- میکسر هوا 7- لامپ عیب یاب

یک واحد کنترل الکترونیکی کوچک است که داخل ان دارای نرم افزارهای برنامه ریزی شده است ECU

اطلاعات مورد نیاز خود را از سنسور درجه حرارت و سنسور اکسیژن و سیگنال منفی کویل دریافت ECU

کرده و بهد از پردازش فرمان مورد نیاز را به موتور پله ای و لامپ عیب یاب می دهد

سنسور اکسیژن

همان سنسور لاندا است که بر روی مانی فولد دود بسته می شود این قطعه از دو نوع با پوشش های

اکسید سیل کونیوم و اکسید تیتانیوم ساخته می شود این روکش ها به ضخامت 10 میکرون بر روی

سطح سنسور قرار گرفته و مانند دو الکترود باطری عمل می کند قسمت اصلی مانند لوله ای است که

به یک طرف ان دود اگزوز و طرف دیگرش هوای جو تاثیر می کند و دمای هوای 250تا 800 درجه را وقتی

های موجود در دود درCO2 موجود در هوا یونیزه شده و با O2دود خروجی حاصل از سوختن غنی باشد

تبدیل می شود بنابراین اکسیژن در لایه خارجی کاهش می یابد CO2مجاورت اکسید سیل کونیوم به

بر عکس در لایه داخلی که در معرض هوا قرار دارد اکسیژن فراوان است بنابراین اتم های اکسیژن در

کنار لایه داخلی یونیزه می شود و شارژ منفی ایجاد می شود در اثر اختلاف این شارژ ولتاژی 0.3 تا 0.8

به موتورECU سیگنال می فرستد و ECUولت نسبت به غنی یا رقیق بودن سوخت تولید می شود و برای

پله ای دستور می دهد

میکسر هوا

میکسر قطعه ای الومینیومی به ضخامت 15 میلیمتر که زیر کاربراتور روی مانی فولد هوا قرار دارد و با

مجاری ریز محیطی خود هوای ارسالی توسط موتور پله ای را در مسیر عبور مخلوط ارسالی از کاربراتور

تزریق می کنذ

موتور پله ای (استپ موتور)

سوپاپ ان به صورت مرحله ای به عقب حرکت کرده وECU موتوری است که با دریافت فرمان الکتریکی از

هوای میانگذار از سوپاپ ان که به صورت مخروطی می باشد عبور می کند محور موتور دارای پیچی است

که با چرخش ان سوپاپ مخروطی از محل خود دور یا نزدیک می شود هرگاه موتور در جهت راست حرت

کند سوپاپ بسته و ان سوپاپ مخروطی از محل خود دور یا نزدیک می شود هرگاه موتور در جهت راست

حرکت کند سوپاپ و مجرا میان گذار تنگ تر می شود و هرگاه موتور در جهت چپ حرکت کند مجرا باز شده

انقدر مجرای ECUو هوای زیادتری عبور می کند و وارد موتور می شود موتور پله ای با دریافت فرمان از

میانگذار را باز نگه می دارد تا نسبت مخلوط سوخت با لاندا (لاندا از 0.97 بزرکتر و از 1.03 کوچکتر شود)

یعنی در حدود نسبت استوشیو متریک تنظیم شود موتور پله ای دارای 150 مرحله و ارزش هر مرحله

0.04 میلیمتر است موتور پله ای دارای 4 سیم پیچ است که روی 2 استاتور پیچیده شده است

کاتالیست سه راهه

مبدلی است از بدنه فولادی که در مسیر لوله اگزوز قرار گرفته و به صورت سلول پوشیده شده از فلزات

گرانبها مانند پلاتین برای عمل اکسید داسیون و رودیوم برای عمل احیا کردن دود خروجی اگزوز تشکیل

موجود در دود خروجی اگزوز را بهH2 و CO شده است پلاتین موجود در کاتالیست وظیفه اکسید داسیون

عهده دارد 5 گرم از فلز پلاتین به صورت گسترده در سطح کاتالیست در دمای 500 درجه باعث کاستن

تبدیل به H2 و CO2 تبدیل به CO می شود و برای همین H2 و CO انرژی پیوندی مولوکولی اکسیژن در

اکسیژن اضافی را به N2 و تبدیل ان به NOX می گردد البته رودیوم سطح کاتالیست در عمل احیا H2O

می دهد لازم بذکر است کاتالیست در دمای 500 دارای کارایی حداکثر بوده و در 250 کار ان با راندمانCO

50 درصد شروع می شود در صورتی که بنزین سرب دار داخل باک ریخته شود عملا باعث خرابی کاتالیست

می گردد

سنسور درجه اب

گزارش می دهد شروع کار ان بسته به دمای ECU بوده که دمای اب موتور را به NTC این سنسور از نوع

ان به دمای اب است تا موقعی که دمای اب به 80 نرسیده باشد سوخت غلیظ تری به موتور ارسال

می شود با گرم شدن اب افت ولت در مدار الکتریکی سنسور ایجاد می شود که در اثر کاهش مقاوم

می باشد NTC الکتریکی سنسور

انواع سنسور ها

1- سنسور جریان هوا 2- سنسور موقعیت دریچه گاز 3- سنسور اکسژن 4- سنسور درجه حرارت مایع

خنک کننده 5- سنسور خود سوزی 6- سنسور سرعت اتومبیل 7- سنسور فشار هوای مانی فولد و

فشار جو 8- سنسور دمای هوای ورودی 9- سنسور موقعیت میل لنگ و دور موتور 10- سنسور

موقعیت میل لنگ

پس به طور کلی

بعد از روشن شدن موتور و رسیدن به دمای مشخص جهت راه اندازی سیستم سنسور اکسیژن سنسور

ECU ارسال می کند بعد از ورود این سه دسته اطلاعات ECU اب و سیگنال منفی کویل اطلاعات خود را به

اطلاعات فوق را پردازش کرده و به موتور پله ای فرمان می دهد که به چه میزان اجازه ورود هوا را بدهد

موتور پله ای اکسیژن مورد نیاز خود را از هوای محیط و زیر هواکش تامین کرده و به میکسر زیر کاربراتور

ارسال می کند تا از این طریق لاندا را به سمت یک نزدیک کرده و احتراق کاملی را برای موتور ایجاد نماید

و از این طریق گازهای خروجی اگزوز را به حداقل الایندگی برساند از طرفی دود خروجی از کاتالیزور عبور

EURO1کرده و مابقی الایندها از این طریق در کاتالیزور از بین میروند و خروجی اگزوز طبق استاندارد های

می شود این سیستم در تعداد زیادی از موتورهای پراید مورد استفاده قرار گرفته است

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منبع : اتومکانیک به زبان ساده (مهندس احمد امیر تیموری)