فروشگاه اینترنتی نفیس فایل شعبه 2

موتورهای احتراقی و اجزاء آنها

بخشی از متن:
·

موتور: اولین اشخاصی که موتور چهار زمانه را ساختند اتو و لانگن در سال 1876 بودند. رودلف دیزل شخصی بود که موتور دیزل را در سال 1897 ساخت. موتور به دستگاهی گفته می شود که با دریافت یک نوع انرژی (مثلاً شیمیایی یا الکتریکی) آن را تبدیل به انرژی مکانیکی کند.موتورهای احتراق داخلی (درون سوز): موتورهایی هستند که ماده سوختنی در بالای پیستون و در داخل سیلندر به حرارت تبدیل می شود و تولید انرژی می کند. موتورهای احتراق خارجی (برون سوز): ماده سوختی در خارج از موتور می سوزد و توسط دستگاههایی به داخل سیلندر هدایت شده و باعث انجام کار مکانیکی در موتور می شوند مانند ماشینهای بخار و توربینهای گاز. موتورهای احتراق داخل 1- موتورهای احتراق داخلی اشتعالی: به موتورهایی اطلاق می شود که با سوختهای سنگین مثل گازوئیل، نفت، نفت سیاه کار می کنند و کار آنها آرام است زیرا ماده سوختی در دمای احتراق فرصتی لازم دارد که تمام سوخت مشتعل شود. 2- موتورهای انفجاری: موتورهایی را گویند که از سوختهای سبک مثل بنزین، بنزل، الکل استفاده می کنند و کار آنها توام با ضربه است. قطعات اصلی یک اتومبیل - موتور - شاسی - اتاق - دستگاههای انتقال نیرو - دستگاههای کنترل و هدایت دستگاههای انتقال نیرو: کلاچ، جعبه دنده (گیربکس)، میل گاردان، دیفرانسیل و چرخها. دستگاههای کنترل وهدایت: میله های فرمان، فرمان، سگدستها و ترمزطبقه بندی موتورها: معمولاً به ترتیب قرار گرفتن اجزاء ذیل موتورها طبقه بندی می شوند. 1- ترتیب قرار گرفتن سوپاپها 2- تعداد سیلندرها 3- سیکل کار 4- طریقه خنک کردن 5- ترتیب قرار گرفتن سیلندرها 1- از روی ترتیب قرار گرفتن سوپاپها:در موتور آی هد سوپاپهای دود و گاز در سر سیلندر قرار دارند و آویخته اند. در این موتورها محفظه ای احتراق را به حداقل می رساند و حتی در سطح پیستون گودیهایی ایجاد می کند که سوپاپ بتواند در آن گودی باز و بسته شود و با پیستون تماس پیدا نکند. - موتورهای تی هد: در این موتورها سوپاپهای دود در یک طرف سیلندر و سوپاپهای گاز در طرف دیگر سیلندر به طوری که در حداقل فضا سوپاپهای دود بتوانند باز و بسته شوند. و سوپاپها گاز نیز برای باز و بسته شدن از فضای موجود محفظه احتراق استفاده می نمایند. فضای بالای پیستون و فضای باز سوپاپها حجمی را می سازند که قدرت این موتور را بر اثر کم شدن تراکم (به علت ازدیاد حجم) کم می کند. - موتورهای اف هد: سوپاپهای گاز در سر سیلندر و سوپاپهای دود در بدنه های سیلندر هستند و در این موتور نیز حداقل فضایی برای باز و بسته شدن سوپاپ دود لازم است که این حجم محدود حداقل برای محفظه احتراق در نظر گرفته شده است و قدرت موتور نیز محدود می گردد. - موتورهای ...

· موتور الکتریکی

ریشه لغوی موتور یک کلمه انگلیسی است و معنای آن جنباننده یا محرک می‌باشد. لیکن در حال حاضر از کلمه موتور به عنوان وسیله تولید انرژی جنبشی استفاده می‌شود. {picture=tr> دید کلی موتور یکی از ارکان اصلی خودرو می‌باشد، که وظیفه اصلی حرکت آن بوسیله موتور با انجام یک سری اعمال خاص امکان پذیر می‌شود. بر این اساس تلاشهای زیادی در زمینه طراحی و ساخت انواع موتور صورت گرفته است که در حال حاضر نیز بیشتر سرمایه گذاریهای کارخانه‌های خودرو سازی در این زمینه انجام می‌شود. تمام موتورهایی که در زندگی بشر مورد استفاده قرار می‌گیرند انرژی جنبشی را به شکل یک حرکت دورانی (چرخشی) در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهند. موتورها این انرژی را از طریق تبدیل انرژی‌های پتانسیل و یا انرژیهای دیگر بوجود می‌آورند که می‌توان بر حسب منبع انرژی اولیه ، موتورها را تقسیم بندی کرد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.بطور کلی می‌توان گفت که در پیرامون ما هر وسیله‌ای که کاری انجام می‌دهد دارای یک موتور است که حرکت قطعات آن و نیروی مورد نیاز آن وسیله را تأمین می‌کند. مثلا لوازم خانگی مثل یخچال ، ضبط صوت ، پنکه‌های تصویه و ... همگی دارای یک موتور الکتریکی می‌باشند و یا اتومبیلهایی که در خیابانها رفت و آمد می‌کنند هر کدام یک موتور جهت تأمین انرژی جنبشی خود دارند. تاریخچه ایده ساخت موتور به زمانهای دور باز می‌گردد، چنانکه قبل از سالهای 1700 میلادی تلاشهایی جهت مسافت موتورها به شکل امروزی انجام پذیرفته بود (هر چند که موتورهای ساده آبی که انرژی جنبشی آب را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کردند از زمانهای بسیار دورتر ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گرفتند). لیکن اولین تجربه موفقیت آمیز در این زمینه ، در سال 1769 اتفاق افتاد. در این سال جیمز وات توانست یک موتور بخار اختراع کند که قابلیت استفاده از انرژی محبوس در سوختهای مختلف نظیر چوب و ذغال سنگ را داشت. {picture=tr> سیر تحولی و رشد مخترعین زیادی سعی کردند که اصول فوق را در موتورها تحقق بخشند. ولی «ان.ای.اتو» مخترع آلمانی اولین کسی بود که موفق گردید. او در سال 1876 موتور خود را به ثبت رساند و دو سال بعد نمونه‌ای را که کار می‌کرد به معرض نمایش گذاشت. موتور مزبور همان چرخ چهارزمانه یعنی ، تکثیر ، تراکم ، توان و تخلیه را به کار می‌بست. دانشمندان هم عصر اتو عقیده داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش زمان بزرگی است (یک موتور چهارزمانه در هر دو دور چرخش تنها یک بار سوخت را می سوزاند به اصطلاح دارای یکبار انفجار یا توان است). بنابراین نظر خود را به موتور دو زمانه (که در هر دو چرخش یک انفجار دارد) معطوف

شاید هیچگاه مهندسانی چون اتو و دیزل که پایه گذران موتورهای کنونی درون سوز بودنند فکر نمی کردنند که تا سال ها اختراعشان پاشنه آشیل صنعت خودرو خواهد بود و با ابتکارشان بیش از 500 میلیون خودرو ساخته شود اما عده معتقدنند که موتورهای درون سوز باید راهی موزه شوند اما در آنسوی میدان خودروسازان هنوز مقاوت می کنند انها معتقدنند هنوز برای وداع زود است اما پیروان سینه چاک محیط زیست می گویند موتورهای پیل سوختی و هیبریدی باید جایگزین موتورهای دورن سوز شوند

صدای اخرین نفس های موتورهای درون سوز شنیده می شود اما صبر کنید شاید هنوز راهی برای نجات وجود داشته باشد

شوک الکتریکی برای یک مریض اورژانسی

از سوی سازمانهای حفاظت از محیط زیست و دولت هایی که تحت بحران انرژی به ستوه آمده

فشار سنگینی به مهندسان مراکز تحقیقاتی جهان وارد می شود که یا موتورهای درون سوز را به موزه بفرستیید و یا این موتورها را اصلاح اساسی کنیدد آخرین برسی ها نشان می دهد فن‌آوری‌های جدید در زمینه موتورهای بنزینی، نظیر کوچک‌سازی، موتورهای با تزریق مستقیم (GDI) و سیستم سوپاپ‌های کاملاً متغیر راهایی برای ادامه حیات موتورهای احترق داخلی در بحران سوخت و آلایندگی خودروها در 10 سال آینده است

آلایندگی و مصرف سوخت خودروها به دلیل محدودیت‌های زیست محیطی، ظرف 10 سال آینده باید به میزان قابل توجهی بهبود یابد. فن‌آوری‌های جدید در زمینه موتورهای بنزینی، نظیر کوچک‌سازی موتورها به لحاظ اندازه (Downsizing) با استفاده از تقویت بالای آنها (High Boosted)، موتورهای با تزریق مستقیم (GDI) و سیستم سوپاپ‌های کاملاً متغیر (Fully Variable Valve Train) هم‌اکنون در حال توسعه هستند. در مورد موتورهای دیزل نیز بخش‌هایی که انتظار می‌رود توسعه یابند، شامل انژکتورهای پیزو الکتریک، ف_ * ل*_ ت ر ذرات معلق و سیستم کاتالیستهای DeNOx هستند.

اما آیا این راه ها همان شوک الکتریکی معروف خواهد بود در این باره پرفسور پیشینگر مدیر مرکز تحقیقات موتور آلمان به ایسنا می گوید چند سال پیش همه پیش بینی می‌کردند که تا امروز موتورهای پیل سوختی جایگزین موتورهای درونسوز خواهند شد، اما این امر تحقق پیدا نکرد. امروزه تا جایی که قابل پیش‌بینی است و تا حدود 15 تا 20 سال آینده ( بیشتر از این زمان قابل پیش‌بینی نیست) باید گفت که موتورهای درونسوز حرف اول را خواهند زد، چرا که این موتورها بازده و عملکرد مناسبی دارند و از لحاظ هزینه تولیدی نیز مقرون به صرفه هستند. از سوی دیگر این موتورها از پتانسیل بالایی برای بهتر شدن بر خوردار هستنند درنتیجه باید گفت که بسیاری از نتایجی که با استفاده از موتورهای پیل سوختی به دست می‌آید، در صورت توسعه دادن موتورهای درون سوز نیز قابل دسترسی است و از آن جا که این موتورها توجیه اقتصادی نیز دارند، حداقل در افق 20 ساله حرف نخست را در صنعت خودرو خواهند زد.

این سخنان شاید برای دلخوشی کافی باشد اما اولین موتورهای برون سوز پیل سوختی از امسال به طور آزمایشی وارد بازار شده اند و طی ده سال آینده اگر بحران انرژی به همین روش پیش رود و قوانین زیست محیطی سخت تر شوند موتورهای برون سوز پیل سوختی دشمن شماره یک حیات موتورهای درون سوز خواهند شد

با سخت تر شدن قوانین زیست محیطی باید آلودگی به مرز صفر برسد و این عامل تحقیقاتی هزینه بری را طلب می کند که سبب افزایش قیمت موتورهای درون سوز خواهد شد

اولین راهی که مراکز اروپایی برای مقابله با بحران های ناشی از آلودگی هوا و انرژی پیگیری می کنند اصلاح سیستم سوخت رسانی و محفظه احتراق موتورهای دیزلی و بنزینی است و به همین دلیل در خودروهای سواری روش جدید تزریق مستقیم سوخت به کمک کاتالیست پیگیری می شود

روش gdiدر این میان یکی از موفق ترین راها بوده است

ابداع سیستم‌های جدید تزریق با فشار بالا و پیشرفت در سیستم کاتالیست‌های DeNOx منجر به اولین تولید انبوه موتورهای پاشش مستقیم بنزینی با شارژ طبقه‌ای (stratified charge direct injection gasolineengine) شده که کاهش مصرف سوخت بین 10 تا 15 درصد را به ارمغان آورده است.

برای دستیابی به بهترین مصرف سوخت، این موتورها در بارهای جزئی و مخلوط هوا و سوخت بسیار رقیق کار می‌کنند.

در بارهای زیاد یا بار کامل به منظور تامین ماکزیمم قدرت خروجی، مخلوط هوا و سوخت بصورت همگن وارد محفظه احتراق می‌شود. برای پایداری فرایند احتراق و اجتناب از تشکیل SOOT (دوده) در بارهای جزئی، حالت مخلوط هوا و سوخت با حرکت کنترل شده هوای ورودی تامین می‌شود. مخلوط با حرکت پیچشی رو به جلو (ForwardAir Tumble) در فاصله هوایی شمع پایدار می‌شود.

شایان ذکر است که پایداری فرآیند احتراق در موتورهای GDI، به دلیل نسبت هوا به سوخت بالا (رقیق سوز بودن)، از چالش‌های اساسی این نوع موتورهاست. در این حالت از یک انژکتور نوع چرخشی (Swirl-Type) استفاده می‌شود. نسل بعدی سیستم‌های پاشش مستقیم عملکردی شبیه به فرآیند احتراق در موتورهای دیزل خواهند داشت؛ یعنی پاشش توام با فرایند احتراق.

از آنجائی که کاتالیست‌های سه راهه تنها در شرایط استوکیومتریک عمل می‌کنند، یک سیستم کاتالیستی DeNOx باید به مجموعه افزوده شود تا کاهش آلاینده‌ها را در فرآیند شارژ طبقه‌ای، مطمئن سازد. به همین دلیل سوخت مورد استفاده نیز باید عاری از گوگرد باشد.»

درباره استفاده از موتورهای تزریق مستقیم سوخت دکترپیشینگر معتقد است به نظر من توجه گسترده‌ای به موتورهای تزریق مستقیم سوخت شده است و به طور مشخص اگر این سیستم در کنار توربو شارژر قرار گیرد، بسیار مورد استقبال قرار خواهد گرفت. امروزه در اروپا می‌بینیم که بنزین در رقابت با دیزل قرار گرفته است. بسیاری از شرکت‌های خودروسازی در حال توسعه موتورهای بنزینی با توربو شارژر به همراه سیستم تزریق مستقیم هستند که این موتورها از لحاظ قدرت و مصرف سوخت کارایی بالایی دارند.

گام دوم برای نجات

اصلاح موتورهای دیزلی و افزایش استفاده آن در خودروها سواری از دیگر راهای افزایش عمر موتورهای درون سوز است

بنا بر مطالعات انجام ‌شده به طور متوسط استفاده از موتورهای دیزلی بجای بنزینی 30 درصد صرفه‌جویی در پی دارد.

خودروهای دیزلی بین 20 تا 65 درصد سوخت کمتری مصرف می‌کنند، امروزه در خودروهای سواری دیزلی صرف چهار لیتر به ‌ازای هر 100 کیلومتر معمول است ولی در خودورهای سواری بنزینی مصرف شش لیتر در هر 100 کیلومتر ایده‌آل‌ترین حالت است.

برخلاف تصور عموم که خودروهای دیزلی دودزا هستند با استفاده گازوییل کم‌گوگرد این سوخت بسیار پاکتر از بنزین است.

در حالی که در این خودروها میزان CO2 به اندازه 24 و CO به‌میزان 30 درصد با استفاده از موتورهای کاهش می‌یابد، اما هنوز هم تردد خودروی سواری دیزلی در ایران ممنوع است.

بازده حرارتی موتورهای بنزینی در حدود 26 درصد است. حال‌ آنکه این بازده در موتورهای دیزلی جدید 42 درصد گزارش شده. موتورهای دیزلی 20 درصد افزایش گشتاور و 25 درصد افت قدرت موتور نسبت به موتورهای مشابه بنزینی دارند.

در این میان شرکتهای مختلف به فکر افزایش تکنولوژی دیزلی کردن خودروها هستنند به گونه ای که حتی شرکت جنرال موتورز که تمایل چندانی به استفاده از این روش نداشت به این سمت کشیده شده است با گسترش مصرف سوخت خودروهای بنزینی، شرکت جنرال موتورز برنامه جدیدی را برای گسترش خودروهای دیزلی اجرا کرده است.

موتورهای دیزلی تنها در عرض چند سال راه درازی را طی کرده‌اند. در حالی که در سال 1990 تنها 15 درصد از خریداران اتومبیل در اروپای غربی نسبت به خرید خودروهای دیزلی تمایل داشتند، این میزان در سال 2004 به 43 درصد رسیده است.

گروه خودروسازی جنرال موتورز نیز با هدف پاسخگویی به نیاز روزافزون مشتریان برنامه جدیدی برای ارائه خودروهای دیزلی با سوخت پاک و عملکرد مناسب فراهم کرده است. آخرین گروه از خودروهای دیزلی درحدود 10 مدل با موتور‌هایی بین 1.3 تا 3 لیتر ظرفیت و با قدرت 70 تا 184 اسب بخار را شامل می‌شود.

در این میان موتورهای 1.9 لیتری معمولی از مطلوبیت بیشتری در میان مصرف‌کنندگان برخوردار هستند و در حال حاضر این موتورها در خودروهای آسترا، وکترا، سیگنوم و زفیرای شرکت اپل و کادیلاک BLS و ساب 3-9 و 5-9 مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این در حالیست که در خودروهای وکترا و سیگنوم نیز علاوه بر آسترا و زفیرا یک موتور با قدرت 100 اسب بخار در کنار موتورهای 120 و 150 اسب بخاری به بازار معرفی شده است.

این سه موتور تولید نیرو که با استقبال مناسبی مواجه شده‌اند از حداکثر گشتاور 260، 280 و 320 نیوتن بر متر در سرعت‌های مختلف برخوردارند که این امر کیفیت و راحتی رانندگی را افزایش می‌دهد.

به طور مثال موتور 150 اسب بخار آسترا 1.9 CDIT اپل/ واکس‌هال از زمان آغاز حرکت تا رسیدن به سرعت 100 کیلومتر در ساعت تنها به 8.9 ثانیه زمان نیاز دارد و از حداکثر سرعتی معادل 208 کیلومتر در ساعت برخوردار است.

از سوی دیگر این موتورها کاملا مقرون به صرفه هستند. موتور 120 اسب بخار خودروی ساب 3-9 ، 1.9 TID تنها از 5.7 لیتر دیزل در هر 100 کیلومتر استفاده می‌کند که این امر امکان طی مسافت 1190 کیلومتر بدون سوخت گیری مجدد را برای این خودرو فراهم می‌کند.

طراحی این موتور شبیه تمام موتورهای 1.9 لیتری است - چهار سیلندر، ظرفیت 1910CC ، توربوشارژر با خنک کننده داخلی و روش‌های تزریق مستقیم - اما تامین سوخت سیلندرها نیز از طریق یک سیستم ریلی جدید با 1600 بار فشار انجام می‌شود. این موتور که از 150 اسب بخار قدرت برخوردار است از تکنولوژی 4 سوپاپ متغیر در هر سیلندر استفاده کرده و این در حالیست که موتورهای ضعیفتر از یک سوپاپ داخلی و خارجی برای هر سیلندر برخوردار هستند.

تمام مدل‌های اپل، ساب و کادیلاک با موتورهای 1.9 لیتری از ف_ * ل*_ ت ر محافظ دیزلی برخوردارند که این سیستم هوشمند احتیاجی به افزودنی‌های سوخت ندارد و در نتیجه از ویژگی‌های مثبتی نسبت به نقاط ضعف مدل‌های قبلی سود می‌برد.

از سوی دیگر با استفاده از سیستم نوین استفاده شده دراین موتورها با وجود نصب ف_ * ل*_ ت ر تغییری در میزان مصرف سوخت به وجود نخواهد آمد و این میزان افزایش نخواهد یافت.

سیستم پاک کننده در کنار یک دودگیر در نزدیکی موتور و یک سیستم پاک کننده دیگر در زیر خودرو با هدف کاهش سایر آلاینده‌ها مانند مونواکسید کربن (CO)، هیدروکربن‌ها (HC) و ذرات دوده به فعالیت می‌پردازد.

در زمینه اطلاعات فنی موتور‌های 1.9 لیتری دیزلی لازم به ذکر است که هر سه موتور 100 ، 120 و 150 اسب بخار 4 سیلندر بوده و در حالی که دو موتور اول 8 سوپاپ دارند در موتور 1.9 CDIT با قدرت 150 اسب بخار از 16 سوپاپ استفاده شده است
قوانین اروپایی روی آلاینده‌های خطرناک اگزوز که در سال 2000 نسبتا سختگیرانه به اجرا درآمد بار دیگر در سال 2005 سختگیرانه‌تر شد. محدودیت‌های استاندارد آلایندگی EURO IV برای آلاینده‌های HC و NOX و ذرات معلق حدود 50 درصد سطح کنونی این گازهای مضر است. (استاندارد آلایندگی اروپا در سال 2004 مطابق با استاندارد EURO III است). مرحله بعد در استانداردهای اروپایی کهEURO V نامیده می‌شود احتمالا با تمرکز روی ذرات معلق، به بهینه‌سازی بیشتری نیاز دارد.

از سوی دیگر در استاندارد آمریکایی TIER 2 کاهش مرحله به مرحله NMOG (گازهای اورگانیک غیر متان) و کاهش متوسط NOX ناشی از ناوگان اتوبوسرانی از سال 2004 تا 2007 مد نظر است. از سال 2003 به بعد در کالیفرنیا باید حداقل 10 درصد فروش هر سازنده خودور، خودروهایی با آلایندگی صفر یا معادل آن باشد. نگرانی در مورد اثر گازهای گلخانه‌ای، خودروسازان اروپایی را وادار کرده است که تا سال 2008 خودروهایی تولید کند که متوسط CO2 منتشره از آنها زیر 140 gr/Km باشد. یعنی کاهش مصرف سوخت باید به میزان بیش از 25 درصد در مقایسه با سطح تعیین شده در سال 1995 باشد. همچنین کاهش بیشتر به سطح 120 gr/Km تا سال 2012 نیز در سال 2003 تحت بحث و بررسی قرار گرفت.

از طرفی همزمان با طرح مباحث آلایندگی، مشتریان نیازمند ایمنی و آسایش بیشتری نسبت به سابق خواهند بود که این مساله تنها با افزایش وزن خودرو میسر خواهد شد و واضح است که این موضوع با مصرف کمتر انرژی منافات دارد. همچنین ضمن حفظ حداقل عملکرد خودرو، در عین حال نباید هزینه مالکیت خودرو افزایش یابد. با توجه به افزایش فشارهای زیست محیطی به غیر از دو راه گفته شده برای افزایش طول عمر موتورهای درون سوز چند روش دیگر نیز مورد توجه است http://nafisfile.com/?ref=4793javascript:nicTemp();

هدف اصلی در توسعه موتورهای اشتعال جرقه‌ای، بهبود مصرف سوخت و در نتیجه کاهش انتشار گاز CO2 است. از دیدگاه ترمودینامیکی، دستیابی به راندمان بیشتر، با عملکرد موتور در بارهای زیاد و کاهش در افت تبادل گاز و حرارت در بارهای جزئی ممکن است.

راه‌حل‌های فنی برای این منظور عبارتند از: کوچک‌سازی سایز موتورها و استفاده از سوپر شارژ، فن‌آوری سوپاپ‌های کاملا متغیر

* کوچک‌سازی (D

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.