تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی
تبلیغات
آفرینش

تهران سازان

جملات کاربران:
برخی از محصولات فروشگاه نواندیشان بهترین مدیر، مسئول و کاربر انجمن در مردادماه
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلیطرح توجیهی کویرنوردی یزد تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه کد کامل تهران به صورت قطعه بندی شده تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلیمجموعه کامل آموزش Solidworks تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 1 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه کد نقشه gis منطقه 15 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 17 تهران
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 2 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه GIS کل تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 6 تهران
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 3 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 11 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 12 تهران sam arch آرتاش

جديد ترين اطلاعیه های انجمن نواندیشان و اخبار همایش ها و مطالب علمی را از این پس در کانال تلگرام نواندیشان دنبال کنيد

درخواست و دانلود مقالات علمي رايگان | فهرست آموزش های گروه انقلاب آموزشی | مسابقات تالارها | ترجمه مقالات تخصصی با قیمت دانشجویی
صفحه 3 از 5 نخستنخست 12345 آخرینآخرین
نمایش نتایج: از شماره 21 تا 30 , از مجموع 46

موضوع: تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

  1. #21
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    سيستم‌هاي غشايي فناوري نوين در موتورهاي درونسوز
    نويسنده : سيد عباس موسوي، مرتضي صادقي [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]تأمين انرژي مورد نياز و حل مشكلات زيست‌محيطي، يكي از مهمترين دغدغه‌هاي بشر در قرن اخير است. اين امر باعث شده است تا همواره در پي يافتن منابع جديد توليد انرژي با حداقل آلودگي­هاي زيست‌محيطي باشيم. اهم گزينه‌هاي مطرح در خصوص منابع جديد انرژي، عبارتند از: انرژي اتمي، انرژي‌هاي تجديدپذير نظير انرژي خورشيدي، انرژي باد، استفاده از پيل ­هاي سوختي و... به رغم پيشرفت­هاي تكنولوژيكي قابل توجه، هنوز هم اين روش­ها فاقد سهم قابل ملاحظه­اي در تأمين انرژي بوده و سوخت‌هاي فسيلي بهترين گزينه مطرح هستند. اين نوع سوخت‌ها بيشترين سهم را در توليد انرژي دارند. نكته قابل توجه در مورد استفاده از سوخت­هاي فسيلي‌، محدوديت منابع و آلودگي­هاي زيست‌محيطي ناشي از مصرف آنهاست. لذا استفاده بهينه از اين منابع به منظور دستيابي به چگالي انرژي بالاتر و كاهش آلودگي­هاي ناشي از به‌كارگيري آنها، بسيار حائز اهميت است. براي دستيابي به اين مهم، بسته به نوع كاربرد سوخت مورد استفاده، روش­هاي مختلفي ارائه شده است. يكي از مهمترين اين روش­ها، تغيير تركيب هواي مورد استفاده است. به‌طوري كه با افزايش غلظت اكسيژن در هواي ورودي، بازده احتراق افزايش يافته و چگالي انرژي مورد استفاده سوخت، افزايش مي­يابد. از سوي ديگر، با توجه به افزايش غلظت اكسيژن ورودي، احتراق كاملتري انجام گرفته و در نتيجه هيدروكربن­هاي نسوخته، ذرات جامد معلق، گاز مونواكسيد كربن و... كاهش مي­يابد. گفتني است كه استفاده از هواي غني شده از اكسيژن، مي­تواند به افزايش ميزان اكسيدهاي نيتروژن بينجامد كه اين آلاينده را نيز مي­توان با اعمال تكنيك­هاي خاص، كاهش داد.
    هواي غني شده از اكسيژن را مي­توان با افزودن اكسيژن خالص به هواي معمولي و يا به صورت Onboard از هواي معمولي تهيه كرد. روش اول براي تهيه هواي غني شده از اكسيژن، چندان مناسب نيست زيرا گران بوده و در كاربردهايي نظير بهبود احتراق سيستم­هاي متحرك (خودروها) قابل استفاده نيست. براي توليد اكسيژن غني شده به صورت Onboard دو روش PSAا1 و غشايي وجود دارد. با توجه به مباحثي كه در بخش­هاي بعدي خواهد آمد، روش غشايي بر روش PSA برتري دارد و از اين رو، در سال­هاي اخير تمام توجهات در حوزه جداسازي گازها، به سمت اين روش (غشايي) جلب شده و تحقيقات متعددي در زمينه اين فناوري صورت گرفته است.

    تغيير تركيب هواي مورد استفاده در فرايند احتراق
    اكسيژن و نيتروژن، از اجزاي اصلي هوا هستند. در شرايط معمولي، هواي ورودي به سيستم احتراق، شامل 21 درصد اكسيژن و 79 درصد حجمي، نيتروژن است. مي توان با جدا كردن اين دو گاز، تركيب هواي ورودي به فرايند احتراق را تغيير داد. تغيير تركيب هواي مورد استفاده در احتراق، مي­تواند بسته به نوع كاربرد آن و اهداف مورد نظر انجام گيرد. به طور كلي تغيير تركيب هواي ورودي با دو هدف انجام مي­گيرد كه عبارتند از:
    1. افزايش غلظت اكسيژن به منظور دستيابي به هواي غني شده از اكسيژن
    2. افزايش غلظت نيتروژن به منظور دستيابي به هواي غني شده از نيتروژن
    اگر هدف ما دستيابي به بازده بالاتر در احتراق باشد، غلظت اكسيژن در هواي مصرفي را افزايش مي­دهيم. استفاده از هواي غني شده از اكسيژن، مي­تواند زمينه‌ساز كاهش برخي از آلودگي­ها نظير ذرات معلق و Co شود. البته بايد به اين نكته توجه داشت كه افزايش غلظت اكسيژن منجر به افزايش آلودگي­هايي نظير NOx مي‌شود زيرا دماي احتراق بالا رفته و به‌دليل حضور بيشتر اكسيژن، احتمال تشكيل NOx افزايش مي­يابد. ميزان اين آلودگي را مي­توان با كمك تكنيك­هايي خاص كاهش داده و يا به كلي حذف كرد.
    استفاده از هواي غني شده از نيتروژن، در كاهش آلودگي­هاي ناشي از تشكيل NOx در موتورهاي ديزلي مؤثر است زيرا با افزودن هواي غني شده از نيتروژن در اين نوع موتورهاي درونسوز از دماي احتراق كاسته مي­شود. ميزان NOx تشكيل شده تا حد زيادي كاهش مي­يابد. كاهش دماي احتراق بايد به‌گونه‌اي انجام گيرد كه تأثيري برچگالي انرژي نداشته وباعث افزايش آلودگي­ها نشود.

    تهيه­ هواي غني شده از اكسيژن
    اكسيژن يكي از اجزاي اصلي هواست كه 21 درصد حجم آن را تشكيل مي­دهد. در برخي شرايط براي بعضي از كاربردها، به اكسيژن نسبتاً خالص و يا هوايي با غلظت بالاي اكسيژن نياز است. هوا، بهترين و ارزانترين منبع تأمين اكسيژن مورد نياز است. اكسيژن يا هواي غني شده از اكسيژن، داراي كاربردهاي فراواني است كه مهم­ترين آنها عبارتند از: كاهش مصرف سوخت در موتورهاي درنسوز و كوره‌هايي كه از سوخت­هاي هيدروكربني به عنوان منبع تأمين انرژي استفاده مي­كنند. كاهش سوخت مصرفي كه به واسطه كامل­تر شدن فرايند سوختن پديد مي­آيد، منجر به كاهش آلودگي­هاي حاصله خواهد شد. استفاده از اكسيژن يا هواي غني شده از اكسيژن در دو حوزه­ احتراق‌هاي داخلي (موتورهاي درونسوز) و احتراق­هاي خارجي (مشعل­ها) مي­تواند مطرح باشد.

    موتورهاي درونسوز
    اين نوع موتورها دو نوع سوخت بنزيني و ديزلي دارند. موتورهاي ديزلي شامل دو نوع تزريق مستقيم (DI) و تزريق غيرمستقيم (IDI) هستند. موتورهاي بنزيني عمدتاً در خودرو­هاي سبك و موتورهاي ديزلي در خودروهاي نيمه‌سنگين يا سنگين مورد استفاده قرار مي­گيرند. موتورهاي ديزلي، به دليل برخورداري از نسبت تراكم بالا، بازده حرارتي فوق­العاده­اي دارند. از اين­رو موتورهاي ديزلي داراي پتانسيل خوبي براي كاهش مصرف سوخت هستند. نقطه ضعف اين نوع موتورها، پايين بودن چگالي توان و آلايندگي است كه مانع از استفاده­ آنها در خودروهاي سبك شده است. در حال حاضر، امريكا سعي دارد طي انجام برنامه­اي به نام PNGV، نواقص موتورهاي ديزلي را برطرف كند. موتورهاي ديزلي اصلاح شده به‌عنوان يكي از كانديداهاي مهم براي استفاده در خودروهاي سبك امريكايي مطرح شده­اند . يكي از روش­هاي برنامه يادشده براي برطرف كردن نواقص موتورهاي ديزلي، استفاده از هواي غني شده از اكسيژن است.
    پيش­تر گفته شد كه حضور هواي غني شده از اكسيژن باعث، كاملتر شدن فرايند سوختن مي­شود. سوختن كامل، به بهبود بازده احتراق مي­انجامد. استفاده از اكسيژن موجب كاهش آلودگي­هايي نظير: دوده، ذرات معلق(PM)، هيدروكربن‌هاي نسوخته و مونواكسيد كربن مي­شود.
    از سوي ديگر، به دليل افزايش دماي احتراق، ميزان تشكيل NOx افزايش مي­يابد كه به نوبه خود، نوعي نقطه ضعف تلقي مي­شود .
    براي برطرف كردن اين نقيصه، راهكارهاي متعددي پيشنهاد شده كه مهمترين آنها استفاده از Post–Treatment بر روي گازهاي توليدي است. اين سيستم منجر به از بين رفتن NOx مي­شود.
    از هواي غني شده از اكسيژن، مي­توان براي موتورهاي بنزيني و موتورهاي ديزلي استفاده كرد. استفاده از اكسيژن در هر دو مورد، مي­تواند موجب افزايش توان توليدي و كاهش آلودگي­هاي زيست‌محيطي شود. شكل1 ، تغييرات توان توليدي و آلودگي­هاي PM را با افزايش غلظت اكسيژن در هواي ورودي نشان مي­دهد.

    تهيه هواي غني شده از نيتروژن
    يكي از روش­هاي كنترل آلودگي ناشي از NOx، بهره­گيري از كاهش دماي احتراق با استفاده از افزايش حرارتي گاز ورودي و يا كاهش غلظت O2 است. در مورد روش­هاي به‌كار رفته براي اين منظور، مي­توان به برگشت گاز خروجي (EGR) اشاره كرد كه در آن، گاز خروجي با هواي ورودي مخلوط مي­شود ـ اجراي اين روش براي موتورهاي احتراق جرقه­اي (SI) هزينه­بر است. تحقيقات فراواني براي استفاده از EGR در موتورهاي احتراق ناشي از فشردگي (CI) انجام شده، اما تمام اين تلاش­ها بي­نتيجه مانده­اند. اين روش هنوز هم براي موتورهاي ديزلي نامطمئن بوده و با مشكلات فراواني نظير افزايش ذرات جامد معلق، دوده، كاهش دوام موتور و امكان آلودگي روغن به موادي نظير SO2 همراه است. همچنين، برگشت جريان گاز ورودي، موجب افزايش سرعت احتراق و در نتيجه افزايش تشكيل NOx مي‌شود. لذا استفاده از يك مبدل حرارتي ضروري است. كه به پيچيدگي سيستم مي­افزايد.
    از ديگر روش­هايي كه براي كاهش آلودگي ناشي از NOx پيشنهاد شده است، استفاده از هواي غني شده از نتيروژن است. در اين روش، با رقيق شدن گاز ورودي، غلظت اكسيژن كاهش مي­يابد. استفاده از هواي غني شده از نتيروژن همانند EGR است با اين تفاوت كه به حذف مشكلات زير منتهي مي­شود:
    - وجود اجزاي ناخواسته در هواي ورودي
    - نياز به مبدل حرارتي براي خنك كردن گازها
    - استفاده ضعيف از هواي تازه
    - آلودگي روغن، نقص در رينگ و پيستون و فرسودگي آنها
    از جمله مشكلات استفاده از هواي غني شده از نتيروژن به عنوان رقيق‌كننده، مي‌توان به افزايش ذرات جامد در گاز خروجي بر اثر كاهش دماي احتراق و همچنين كاهش بازده احتراق اشاره كرد.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]







    (a)

    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]








    شكل1: نحوه تغييرات (a) آلودگي­هاي PM
    (b) توان توليدي با افزايش غلظت هواي ورودي به سيلندر

    هواي غني شده از نيتروژن، مي­تواند در فرايند Post-Treatment گاز خروجي مورد استفاده قرار گيرد و زمينه كاهش آلودگي هوا را فراهم آورد. نحوه اين عملكرد به اين صورت است كه ابتدا با استفاده از قوس الكتريكي در هواي غني شده از نيتروژن، نيتروژن تحريك شده ايجاد مي­شود. حضور نيتروژن تحريك شده در كنار NO به انجام واكنش­هاي Zeldovich منتهي مي­شود. نمونه­اي از واكنش Zeldovich در ذيل ارائه شده است:
    Nx+ NO => N2 + 1/2 O2
    شكل2، نماي مجموعه پيشنهادي شركت Argonne را نشان مي­دهد.
    شركت Argonne، طرحي تحت عنوان ، طرحي تحت عنوان Late – Cycle Injection of O2 Enriched Air را نيز در دست بررسي دارد كه در آن، آلودگي­هاي NOx ، PM و دوده در موتورهاي ديزل، كاهش مي­يابد. در اين طرح، طي مرحله دوم انبساط كه دماي محفظه پايين­تر از حدي است كه منجر به تشكيل NOx شود، كمي هواي غني شده از اكسيژن ، مستقيماً به سيلندر تزريق مي­شود. براي تزريق هواي غني شده از اكسيژن به داخل سيلندر، به كمپرسوري كوچك اما قوي (با فشار 2000 تا 500 psi) نياز است.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]








    شكل 2: نماي مجموعه طراحي شده توسط شركت Argonne به منظور كاهش آلودگي ناشي از وجود NOx
    روش­هاي جداسازي اكسيژن/نيتروژن
    براي دستيابي به هواي غني شده از اكسيژن يا نيتروژن، روش­هاي مختلفي وجود دارد كه مهمترين آنها عبارتند از: كرايوژنيك، PSA ،VSA و روش استفاده از غشا كه در ميان آنها روش غشايي يكي از مهمترين روش­هاي جداسازي گازهاست. سيستم­هاي غشايي، داراي مزاياي ذاتي فراواني نظير پايين بودن هزينه سرمايه‌گذاري، آسان بودن عمليات، مصرف انرژي پايين، هزينه­هاي پايين (حتي در حجم پايين) و وزن و حجم پايين است . اين مشخصات باعث شده­اند كه سيستم ياد شده، در سال­هاي اخير، به طور گسترده­اي مورد توجه جدي صنايع مختلف قرار گيرد و دامنه­هاي كاربرد آن به طور وسيعي افزايش يابد. ويژگي مهم غشاها، انتخاب‌پذيري آنهاست كه به واسطه اين ويژگي، به جزئي از اجزاي موجود در پشت غشا، اجازه عبور داده شده و ديگر اجزا نمي‌توانند از آن عبور كنند. تحقق اين ويژگي منجر به جداسازي گاز خواهد شد.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





    شكل 3: نماي فرايند غشايي

    استفاده از سيستم غشايي جداسازي اكسيژن/ نيتروژن به منظور بهبود احتراق و كاربردهاي در محل
    استفاده از روش غشايي، بهترين روش براي توليد هواي غني شده از اكسيژن يا نيتروژن، به منظور بهبود فرايند احتراق و كاهش آلودگي­هاي هواست. علاوه بر روش غشايي، روش‌هاي ديگري نيز براي كاهش آلودگي­هاي زيست‌محيطي ناشي از احتراق وجود دارد كه روش غشايي از هر حيث بر تمامي آنها برتري دارد. برخي از اين روش­ها در جدول 1 معرفي شده­اند.

    جدول 1 : فناوري­هاي رقيب سيستم غشايي براي بهبود احتراق و كاهش آلودگي­هاي زيست‌محيطي
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]











    كنترل آلودگي NOx
    مقايسه­ انجام شده در مورد سيستم غشايي توليد هواي غني از نتيروژن و دو سيستم EGR و سيستم كاتاليستي حذف NOx ، حاكي از برتري سيستم غشايي است. نتايج حاصل از اين مقايسه، در جدول شماره 2 ارائه شده است. از ديگر مزاياي سيستم غشايي، مي­توان به كاهش قيمت تمام شده مجموعه با افزايش تيراژ توليد اشاره كرد كه اين مسئله بخوبي در شكل شماره 4 نشان داده شده است.
    جدول 2: مقايسه سيستم غشايي با ديگر سيستم­هاي رقيب، براي كاهش آلودگي NOx
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]






    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]









    شكل 4: نحوه تغيير قيمت تمام شده توليد مدول تغليظ نتيروژن بر اساس تيراژ توليد

    كنترل آلودگي­هاي ناشي از ذرات جامد معلق (PM)
    آلودگي­هاي PM در موتورهاي ديزلي در صورت استفاده از هواي غني شده از اكسيژن به روش غشايي، تا ميزان قابل توجهي كاهش مي­يابند. امكان دسترسي به اين ميزان كاهش ازطريق ديگر روش­ها مقدور نيست. در جدول شماره 3، مقايسه بين روش غشايي و روش استفاده از تله ذرات، ارائه شده است.
    ملاحظه مي‌شود كه در روش استفاده از تله ذرات با مشكلاتي نظير افزايش فشار برگشتي و احياي تله، مواجه هستيم.
    روش غشايي، از نظر اقتصادي و قيمت ‌تمام‌شده نيز مقرون به صرفه­تر است، به طوري كه با افزايش تيراژ توليد، قيمت تمام‌شده غشا، كاهش چشمگيري خواهد يافت. شكل 5 نحوه تغييرات قيمت مجموعه غشا را با توجه به تيراژ توليد آن، نشان مي­دهد.
    جدول 3 : مقايسه سيستم غشايي با ديگر سيستم­هاي رقيب، براي كاهش آلودگي PM
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]







    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]











    شكل 5: نحوه تغيير قيمت تمام شده مدول تغليظ اكسيژن براساس تيراژ توليد


    افزايش چگالي توان توليدي
    استفاده از هواي غني شده از اكسيژن، زمينه ساز بهبود احتراق و در نتيجه، افزايش چگالي توان توليدي و كاهش سوخت مصرفي مي‌شود. نتايج ارائه شده توسط شركت Argonne، حكايت از آن دارد كه افزايش غلظت اكسيژن در حد 23 تا 25 درصد باعث افزايش 10 تا 20 درصدي چگالي توان خالص توليدي مي‌شود. جدول شماره 4 مقايسه انجام شده بين سيستم غشايي و ديگر روش­هاي افزايش چگالي توان خروجي را ارائه مي­دهد.
    گفتني است كه با پيشرفت علم و تكنولوژي، حجم سيستم­هاي غشايي رو به كاهش است. اين مسئله به افزايش چگالي توان توليدي منتهي خواهد شد (شكل6).
    جدول 4: مقايسه سيستم غشايي با سيستم­هاي رقيب براي افزايش چگالي توان
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]








    شكل 6 : نحوه تغييرات اندازه سيستم غشايي بر اساس زمان





    پانوشت:
    1. Pressure Swing Adsoption
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  2. # ADS
    Circuit advertisement
    تاریخ عضویت
    Always
    نوشته ها
    Many
    آفرینش گستر
     

  3. #22
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    موتور هاي احتراق داخلي :

    چرخه عملكرد اين نوع موتور ها در نوع بنزيني مطابق با نمودار زير است :

    ب الف ت پ
    A→B : در اين مرحله با احتراق مخلوط سوخت و هوا ماده كاري گرم مي شود .
    B→C : ماده كا ري بصورت بي دررو انبساط مي يا بد .
    C→D : ماده كاري در يك فرآيند حجم ثابت دما از دست مي دهد .
    D→A : ماده كار ي بصورت بي دررو متراكم مي شود.
    بدين ترتيب در فر آيند A→B ماده كار ي (مخلوط سوخت و هوا ) گرما ي QH حاصل از احتراق را در يافت مي كند و در فر آيند C→D با باز شدن سو پاپ دود گر ما از دست مي دهد .



    چرخه حاضر را چرخه اتو مي نا مند .

    چرخه كارنو :

    آقاي كارنو ماشيني را بطور فرضي ساخت كه در ان از دو تحول دما ثابت و دو تحول بي دررو استفاده مي شد .مطابق شكل زير ا و ثابت كرد كه :
    اگر چنين ماشيني ساخته شود ، آنگاه مي توان بيشترين بازده را بدست آورد. رابطه بازده او بدين شرح است :

    كار در چرخه كارنو از رابطه زير بدست ميآيد :
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  4. #23
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    موتورهای شش زمانه


    عملیات سیکل های مختلف بیشتر موتورهای احتراق داخلی فعلی، دارای یک طرح رایج است به این صورت که انفجار در یک سیلندر پس از تراکم انجام می شود. نتیجه ان است که انبساط گاز مستقیما روی پیستون اثر گذاشته (کار انجام می دهد) و میل لنگ را ۱۸۰ درجه بچرخاند.با توجه به طراحی فنی و مکانیکی، موتور شش زمانه همانند موتورهای احتراق داخلی می باشد. اگر چه سیکل ترمودینامیکی و یک سر سیلندر اصلاح شده همراه دو اتاق اضافی ان را به کلی متمایز می کند. یک محفظه ی احتراق و یک محفظه ی تراکم( گرمکن هوا) هر دو از سیلندر جدا هستند. احتراق درون سیلندر رخ نمی دهد اما در محفظه ی احتراق کمکی هم فوری روی پیستون اثر نمی گذارد و زمان ان از ۱۸۰ درجه ی چرخش میل لنگ، در زمان انفجار(کار) جدا می باشد. محفظه ی احتراق به طور کلی توسط محفظه ی گرمکن احاطه شده است. با تبادل گرما از طریق دیواره های محفظه ی احتراق که با محفظه ی گرمکن در ارتباط است، فشار محفظه ی گرمکن افزایش می یابد و قدرت مکملی برای کار تولید می شود.
    ● مزایای موتور شش زمانه:
    ـ رسیدن به راندمان حرارتی % ۵۰ (%۳۰برای موتورهای احتراق داخلی فعلی)
    ـ کاهش مصرف سوخت با بیش از %۴۰
    ـ کاهش الودگی حرارتی، صوتی، شیمیایی
    ـ دو کورس مفید کار در طی شش کورس
    ـ پاشش مستقیم و بهینه ی سوخت احتراق در هر سرعتی از خودرو
    ـ سوخت چند گانه
    در خودروهای با موتور شش زمانه شاهد کاهش چشمگیر مصرف سوخت و انتشار الودگی خواهیم بود.
    ● طراحی و عملکرد موتور های شش زمانه:
    در سیکل شش زمانه، دو محفظه ی اضافی اجازه می دهند هشت فرایند که نتایج یک سیکل کامل است همزمان عمل کنند یعنی در یک لحظه دو فرایند همزمان رخ میدهد : دو سیکل چهار فرایندی برای هر کدام از سیکل ها،یک سیکل احتراق داخلی و یک سیکل احتراق خارجی.
    ـ فرایند۱ :مکش هوای خالص درون سیلندر(فرایند دینامیکی)
    ـ فرایند ۲: تراکم هوای خالص در محفظه ی گرمکن(فرایند دینامیکی)
    ـ فرایند۳ : نگه داشتن فشار هوای خالص در محفظه ی بسته جایی که بیشترین تبادل گرما با دیواره های محفظه ی احتراق رخ می دهد(فرایند استاتیک چون مستقیما روی میل لنگ اثر نمی گذارد.) دمای هوا بالا می رود.
    ـ فرایند۴ : انبساط هوای فوق داغ درون سیلندر، که کار انجام می دهد.(فرایند دینامیک). طی این سیکل چهار فرایندی، هوای خالص هرگز در تماس مستقیم با سوخت و شمع نمی باشد.
    ـ فرایند۵: تراکم مجدد هوای خالص گرم درون محفظه ی احتراق(فرایند دینامیک)
    ـ فرایند۶ : تزریق سوخت و احتراق در محفظه ی احتراق، بدون تاثیر مستقیم روی میل لنگ (فرایند استاتیک)
    ـ فرایند۷ : گازهای احتراق منبسط می شوند و کار انجام می شود. (فرایند دینامیک)
    ـ فرایند۸: تخلیه گازهای احتراق (فرایند دینامیک) در طی این چهار فرایند، هوا مستقیما با منبع گرما (سوخت) تماس دارد.
    سیلندر دو محفظه و چهار سوپاپ که دو تای ان متداول هستند،(برای مکش و تخلیه). دو سوپاپ دیگر از مواد پایدار حرارت دادن مخصوص کارسنگین ساخته شده. سوپاپها در طی مرحله احتراق و گرم کردن هوا می توانند تحت فشار محفظه ها باز شوند. روی هر دو سوپاپ یک پیستون نصب شده که فشار روی سوپاپ ها را خنثی میکند.در سیکل شش زمانه، سرعت میل بادامک یک سوم میل لنگ است.
    دیواره های محفظه ی احتراق هنگامی که موتور روشن است، سوزان هستند. محفظه ی گرم کن هوا، محفظه ی احتراق را احاطه کرده است. ضخامت کم دیواره اجازه تبادل حرارت با محفظه ی گرم کن را می دهد. محفظه ی گرم کن هوا از سر سیلندر عایق شده برای اینکه اتلاف حرارتی کاهش یابد.(برای معرفی ساده تر موتور، جز ئیات طرح توضیح داده نشده است.)
    تمام گرمای محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن منتقل می شود. کار به دو مرحله تقسیم می شود، که نتیجه ی ان فشار کمتر روی پیستون و نرمی بهتر عملکرد میشود. زمانی که محفظه ی احتراق از سیلندر توسط سوپاپ ها عایق شده، قطعات محرک خصوصا پیستون نسبت به تنشهای ناشی از دما و فشار بسیار بالا در خطر نیست. انها همچنین از خودسوزی که در مخلوط سوخت و هوا در موتورهای دیزل یا گازی متداول مشاهده می شود جلوگیری می کند.
    نسبت تراکم محفظه ی احتراق و گرم کن متفاوت می باشد. نسبت تراکم محفظه ی گرم کن بیشتر است که روی مرحله احتراق خارجی فعالیت می کند و منحصرا توسط هوای خالص پشتیبانی می شود. نسبت تراکم محفظه ی احتراق کمتر است که روی یک سیکل احتراق داخلی فعالیت می کند.
    احتراق همه ی سوخت پاشیده شده ضمانت شده است ابتدا، با پشتیبانی هوای خالص از قبل گرم شده ی درون محفظه ی احتراق، سپس با دیواره های سوزان محفظه که مانند چندین شمع عمل می کند. برای اسان روشن شدن موتور در هوای سرد درون محفظه ی احتراق یک شمع گرمکن کار گذاشته شده است.
    در مقایسه با یک موتور دیزل که یک ساختمان سنگین نیاز دارد، این موتور چند گانه سوز، که می تواند همچنین سوخت دیزل استفاده کند، امکان ساختن در مدل خیلی سبکتر را نسبت به یک موتور گاز سوز را دارد.
    پاشش و احتراق سوخت در یک محفظه ی احتراق که طی ۳۶۰ درجه از زاویه گردش میل لنگ بسته است، اتفاق می افتد. این خصوصیت باعث می شود که زمان برای اینکه سوخت به طور ایده ال بسوزد زیاد شود به طوری که هر کالری نهان ان ازاد شود(اولین عامل کمک به کاهش الودگی). انژکتور توانایی پاشش دو سوخت را از یک شیپوره دارد.
    دیواره های سوزان محفظه ی احتراق باقیمانده سوخت را که در طی پاشش ته نشین شده است می سوزاند. (دومین عاملکاهش الایندگی
    همچنین هنگامی که مراحل تخلیه و مکش رخ می دهد، سوپاپ های محفظه ی احتراق و گرم کن به طور چشمگیر زمان استراحت بیشتری را برای اصلاح و تعدیل دارند که باعث کاهش صدا و بهبود راندمان می شود.
    ● عوامل موثر در افزایش راندمان حرارتی و کاهش مصرف سوخت و آلایندگی:
    ۱) گرمای هدر رفته از سر سیلندر موتورهای متداول در طی خنک کاری در موتورهای شش زمانه، با احاطه کردن محفظه ی احتراق توسط محفظه ی گرمکن بازیافت می شود.
    ۲) بعد از مکش، هوا در محفظه ی گرمکن متراکم می شود و طی ۳۶۰ درجه زاویه میل لنگ در محفظه ی بسته است. (احتراق خارجی).
    ۳) تبادل گرمای دیواره های خیلی نازک محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن، دما و فشار گازهای منبسط شده و تخلیه شده از محفظه ی احتراق را کاهش می دهد.
    ۴) احتراق و انبساط بهتر گازهایی که طی ۵۴۰ درجه گردش میل لنگ، ۳۶۰ درجه را در محفظه ی احتراق بسته هستند و ۱۸۰ درجه برای منبسط شدن و مرحله کار.
    ۵) دیواره های سوزان محفظه ی احتراق اجازه می دهد که هر سوختی و باقیمانده ته نشین ان به بهترین نحو و به طور مطلوب بسوزد.
    ۶) تقسیم کار: دو انبساط (مراحل قدرت) طی شش زمان یا یک سوم کار مفید که نسبت به موتورهای چهار زمانه بیشتر است.
    ۷) بهتر پر شدن سیلندر در مکش به علت دمای پایین دیواره ی سیلندر و سر سیلندر.
    ۸) برخلاف موتورهای چهار زمانه که تخلیه و مکش بعد از هم رخ می دهند در موتورهای شش زمانه، مکش در مرحله ی اول رخ می دهد و تخلیه در مرحله ی چهارم رخ می دهد که تلاقی گازهای خروجی با گازهای تازه ی مکش حذف می شود.
    ۹) کاهش زیاد قدرت سیستم خنک کاری به طوری که امکان دارد نیاز به خنک کاری با اب نباشد و پمپ اب و فن ها هم کاهش پیدا کنند.
    ۱۰) اینرسی کم به علت سبک بودن قطعات محرک
    ۱۱) کاهش پیدا کردن دمای روغن. با احتراق در محفظه ی بسته، دمای بالا کمتر به روغن فشار می اورد و رقیق شدن کاهش می یابد، حتی در هوای سرد.
    از انجایی که موتورهای شش زمانه یک سوم موتورهای چهار زمانه تخلیه و مکش دارند، افت فشار روی پیستون در مکش و فشار خروجی اگزوز در تخلیه به نسبت یک سوم کاهش پیدا می کند.
    تلفات اصطکاک با تقسیم بهتر فشار روی قطعات متحرک، تعدیل شده اند به این دلیل که کار در طی دو مرحله اجرا می شود و احتراق مستقیم حذف شده است.
    ● مزایای مهم موتورهای شش زمانه:
    ▪ کاهش مصرف سوخت به مقدار حداقل %۴۰ :
    قدرت مخصوص موتور شش زمانه از موتور بنزینی چهار زمانه کمتر نیست، افزایش راندمان حرارتی جبرانی برای تلفات سبب شده دو مرحله به ان اضافه شود.
    ▪ دو انبساط (کار) در شش حرکت:
    از ان جایی که سیکل های کار در دو مرحله رخ می دهد (۳۶۰ درجه از ۱۰۸۰ درجه) یا %۸ بیشتر نسبت به موتور چهار زمانه (۱۸۰ درجه از ۷۲۰ درجه) گشتاور بیشتر دارد. این امر منجر می شود که در سرعت پایین، عملیات بدون تاثیر چشمگیر روی مصرف سوخت به ارامی کار کند، در واقع احتراق تحت تاثیر سرعت خودرو نمی باشد. این مزایا در بهبود عملکرد خودرو در ترافیک خیلی مهم هستند.
    ▪ چند گانه سوز بودن:
    چند گانه سوز بودن برابر برتری است. موتور شش زمانه میتواند سوخت های مختلف مصرف کند، از هر نوعی(فسیل یا گیاهی) از دیزل تا ال پی جی یا روغن حیوانی. اختلاف در اشتعال پذیری یا نسبت ضد کوبش هم اکنون هیچ مسئله ای در احتراق ندارد.
    ساختمان استاندارد یک موتور بنزینی و نسبت تراکم کم محفظه ی احتراق موتور های شش زمانه مانع از این نمی شود که ان سوخت دیزل استفاده کند. همچنین سوخت الکل متیلیک بفرمولCH۳ OH برای ان بهتر است.
    ▪ کاهش چشمگیر در الایندگی:
    از یک طرف به تناسب مصرف مخصوص سوخت، الودگی صوتی، حرارتی و شیمیایی کاهش می یابند و از طرف دیگر موتورها خصوصیاتی دارند که به کاهش چشمگیر الاینده های هیدرو کربن، مونوکسید کربن و نیترات ها(HC, CO and NOX )کمک می کند. از این گذشته قابلیت کار کردن این موتورها با سوختهای گیاهی و گازهایی با الایندگی کم، به انها کیفیتی می دهد که با سخت ترین استانداردها مطابقت می کند.
    ▪ سوخت مایع:
    کاهش زیاد مصرف مخصوص باید استفاده از سیستم ال پی جی را جالب کند به دلیل قیمت پایین ان و کمتر بودن الایندگی نسبت به بنزین. به علاوه با یک سیستم عامل یکسان ، حجم مخزن ها برابر مخزن های کنونی هست که مسافت بیشتری را می تواند با همان مخزن طی کند بنابراین می توان ان را کوچکتر در نظر گرفت.
    ▪ قیمت قابل قیاس با موتور چهار زمانه:
    موتور شش زمانه هیچ تغییر اساسی نیاز ندارد . همه ی تجربه های تخصصی-صنعتی و روش های تولید بدون تغییر باقی می ماند.
    قیمت ساخت سر سیلندر (محفظه ی احتراق و محفظه ی گرما) با ساده سازی چندین عنصر تعدیل می شود، مخصوصا با سبک سازی قطعات متحرک، کاهش سیستم خنک کاری، ساده سازی پاشش مستقیم بدون شمع و غیره ... کاهش اندازه مخزن و جای ان در خودرو که قابل ملاحظه هستند.
    ● نتیجه گیری
    در این زمان هیچ راه حلی برای جایگزینی موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد. تنها پیشرفت های تکنولوژی حاضر، با زمان معقول و محدودیت های مالی می تواند به ان کمک کند. موتور شش زمانه در این نگاه می گنجد. پذیرش صنعت خودروسازی می تواند یک تاثیر عظیم روی محیط زیست و اقتصاد جهانی بگذارد. موتوری که ۴۰% صرفه جویی در مصرف سوخت و ۶۰ تا ۹۰ درصد(بستگی به نوع سوخت دارد) کاهش الایندگی دارد.
    مصرف سوخت برای خودروهای سایز متوسط باید بین ۴ تا ۵ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر باشد و ۳ تا ۴ لیتر برای خودروهای کوچک می باشد.
    خودروهای با موتور شش زمانه می توانند تا ۳ تا ۵ سال دیگر در بازار جهانی عرضه شوند.
    قایق موتوری ها ( موتورهای درون و بیرون کشتی) ممکن است که پیشنهاد یک بازار فروش بزرگ برای این موتورها ارائه دهند. مشخصات انها کاملا با فواید موتورها وفق می باشد.( اقتصادی، ایمنی ، ساده سازی و کاهش الودگی صوتی و شیمیایی). از این گذشته، استفاده از سوخت های مختلف به غیر از گازوئیل می تواند خطرهای انفجار را به طور زیاد کاهش دهد.
    استفاده از سوخت های گیاهی (غیر فسیلی) گازهای طبیعی و دیگر سوختها در موتور پرقدرت و ساده، کار کردن با کمترین تنظیم و بدون الایندگی، در این موتور می تواند مزایای زیادی داشته باشد که استفاده از ان را در دستگاههای ژنراتور، پمپ ها، موتور های ساکن، کشاورزی و صنعت ممکن سازد.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  5. #24
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    موتورهای استرلینگ


    موتور استرلینگ موتورهای گرما- کاری هستند که حرارت را تبدیل به جنبش میکنند و نسبت به موتور بنزینی و دیزلی کارآیی بیشتری دارند.

    امروزه چنین موتورهایی برای موردهای خاص استفاده می کنند مثل زیر دریایییا قایق خصوصی. گازهایی که درون موتور استرلینگ استفاده می شود هرگز ازموتور خارج نمی شوند. در چنین موتورهایی هیچ احتراقی صورت نمی پذیرد، هیچاگزوزی وجود ندارد و هیچ صدای انفجاری شنیده نمی شود به همین دلیل چنینموتورهایی فاقد صدا هستند. این موتورها از منبع گرمایی خارجی مثل آتشاستفاده می کنند. گرما به گاز درون سیلندر گرم شده اضافه می شود. همین امرسبب ایجاد فشار می گردد و پیستون را به سمت پائین می برد. زمانیکه پیستونراست پائین میرود پسیتون چپ به سمت بالا برده می شود. سپس گاز گرم را بهسیلندر خنک شده وارد می نماید که خیلی سریع گاز را خنک می سازد و فشارآنرا پائین می آورد. پیستون سیلندر خنک شده گاز را، فشرده می سازد. گرمایایجاد شده توسط چنین فشرده سازی توسط منبع خنک سازی خارج می گردد. موتوراسترلینگ فقط نیرو را در مدت بخش اولیه چرخش بوجود می آورد. دو روش اساسیجهت افزایش نیروی خارجی چرخه استرلینگ وجود دارد: در مرحله اول، فشار گازگرم شده بر پیستون فشار وارد می آورد. افزایش فشار در این مرحله نیرویخارجی موتور را افزایش میدهد. یک روش افزایش فشار، افزایش درجه حرارت گازاست.

    موتورهای استرلینگ چگونه کار می کنند؟

    موتور استرلینگ یک موتورحرارتی است که اختلاف زیادی با موتورهای احتراقداخلی در اتومبیل دارد که در سال 1816 توسط رابرت استرلینگ اختراع شد. موتور استرلینگ قابلیت بازدهی بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی و دیزلیدارد.
    اما امروزه موتورهای استرلنگ فقط در برخی کاربرد های خاص مانند زیردریاییها یا ژنراتورهای کمکی در قایق ها که عملکرد بی صدا مهم است استفادهمی شود. اگر چه موتورهای استرلینگ به تولید انبوه نرسید اما برخی اختراعاتپرقدرت با این موتور کار می کند.
    موتورهای استرلنگ از چرخه استرلنگ استفاده می کند که مشابه چرخه های استفاده شده در موتورهای احتراق داخلی نیست.
    • گاز استفاده شده در داخل موتورهای استرلنگ هیچ وقت موتور را ترک نمی کندو مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه میکند و محفظه احتراق وجود ندارد .به همین علت موتورهای استرلنگ بسیار بیصدا هستند .
    • چرخه استرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که می تواند هر چیزی از بنزین وانرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچاحتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمی دهد .
    صدها راه وجود دارد که یک موتورهای استرلنگ ایجاد کنیم .در این مقاله مادرمورد چرخه استرلینگ و چگونگی کار انوع مختلف این موتورمطالبی می آموزیم .
    چرخه استرلینگ:
    قاعده اصلی کار موتور استرلنگ این است که مقداری گاز داخل موتور محفوظ شدهاست .چرخه استرلینگ شامل یک سری رویداد است که فشار گاز داخل موتور راتغییر می دهد و سبب ایجاد کار می شود . چند خاصیت مهم گاز وجود دارد کهبرای عملکرد موتورهای استرلنگ مهم است :
    • اگر مقداری گاز محبوس در یک حجم ثابت از فضا داشته باشید و شما به آن گاز حرارت بدهید , فشار گاز افزایش خواهد یافت.


    • اگر مقداری گاز محبوس داشته باشید و آن را فشرده کنید (حجم آن را در فضا کاهش دهید ) ، دمای آن گاز افزایش خواهد یافت .
    اجازه دهید به هر کدام از مراحل سیکل استرلینگ ، هنگامی که به موتور ساده شده استرلینگ نگاه می کنیم برویم .
    موتور ساده شده ما از دو سیلندر استفاده می کند. یک سیلندر به وسیله ی یکمنبع خارجی گرما، گرم می شود (مثل آتش) ودیگری به وسیله ی یک منبع سردخارجی ، سرد می شود (مثل یخ ).محفظه گاز دو سیلندر به هم متصلند ، وپیستونها به طور مکانیکی به وسیله ی یک اتصال که چگونگی حرکت انها را معین میکند به یکدیگر متصلند .
    دو پیستون در انیمیشن بالا تمام مراحل سیکل را انجام می دهند .
    سیکل استرلینگ 4 مرحله دارد :

    1- حرارت به گاز داخل سیلندر گرم منتقل می شود (چپ) و سبب ایجاد فشار میشود این فشار پیستون را مجبور می کند تا به سمت پایین حرکت کند و اینقسمتی از سیکل استرلینگ است که کار انجام می دهد .
    2- هنگامی که پیستون راست به طرف پایین حرکت میکند پیستون چپ بالا می آید .این جابجایی گاز داغ را به داخل سیلندر سرد می راند ، که به سرعت گازداخل منبع سرد را ، سرد می کند و فشار آن کاهش می یا بد .این عمل فشردهکردن گاز را در قسمت بعدی سیکل ساده تر می کند .
    3- پیستون داخل سیلندر سرد (راست) شروع به فشرده کردن گاز می کند و گرمایتولید شده توسط این متراکم سازی به وسیله ی منبع سرد حذف می شود .
    4- هنگامی که پیستون چپ پایین می رود پیستون سمت راست بالا می آید .اینعمل گاز را به داخل سیلندر گرم می راند ،که به سرعت گرم شده و فشار ایجادمی کند .در این هنگام سیکل تکرار می شود
    موتوراسترلنگ فقط در طول مرحله اول سیکل نیرو تولید می کند . در این جا دو روش برای افزایش قدرت خروجی از سیکل استر لیتگ وجود دارد :

    • افزایش قدرت خروجی در مرحله اول : در مرحله اول سیکل، فشار گاز گرم،پیستونی که کار انجام می دهد را می راند ، افزایش فشار در طول این قسمت ازسیکل قدرت خروجی موتور را افزایش می دهد .یک راه افزایش فشار، افزایش دمایگاز است . هنگامی که ما بعدا به دو پیستون موتور استرلنگ در این مقالهنگاه کنیم خواهیم دید که چگونه یک وسیله که ریجناتور نامیده می شود قدرتخروجی موتور را به وسیله ی حرارت ذخیره شده ی لحظه ای بهبود می بخشد .
    • کاهش قدرت استفاده شده در مرحله 3 :در مرحله سوم سیکل ، پیستون روی گازکار انجام می دهد و از قسمتی ازکار ایجاد شده در مرحله اول استفاده می کند . کاهش فشار در طول این مرحله از سیکل، می تواند قدرت استفاده شده در اینمرحله را کاهش دهد (و به طور موثر قدرت خروجی افزایش می یابد ). یک راهکاهش فشار سرد کردن گاز در دمای پایین تر است .
    این بخش سیکل ایده آل استرلینگ را توضیح داد .کار واقعی موتور به دلیل محدودیتهای طراحی فیزیکی مقداری با سیکل ایده آل اختلاف دارد .
    در دو قسمت بعدی ما نگاهی به دو نوع مختلف موتورهای استرلنگ می کنیم .تحلیل نوع جابجا شونده موتور ساده تر است بنابراین ما این نوع را شروع میکنیم .






    نوع جابجا شونده موتور استرلینگ :

    به جای داشتن دو پیستون ،نوع جابه جا شونده یک پیستون دارد که جابه جا میشود .جابه جا کننده برای کنترل موقعی که مخزن گاز گرم و یا موقعی که سرداست به کار می رود .این نوع موتور استرلینگ اغلب به صورت نمایشی در کلاسدرس استفاده می شود .شما حتی می توانید قطعات آنرا برای سر هم کردن بخرید .

    به عبارتی حرکت موتور بالا مستلزم یک اختلاف دما بین بالا و پایین سیلندربزرگ است . در این مورد ، اختلاف بین دمای دستتان و هوای اطراف آن برایچرخش موتور کافی است.در این موتورها
    1- پیستون قدرت :که پیستون کوچکتر در بالای موتور است و به طور محکم محفوظ شده است وبه علت انبساط گاز داخل موتور بالا می آید .
    2- جابه جا کننده :که پیستون بزرگ در تصویر است .این پیستون در داخلسیلندر بسیار آزاد است بنابراین هوا به سادکی بین قسمت گرم و سرد موتورهنگامی که پیستون بالا و پایین می رود می تواند حرکت کند .
    جابه جا کننده بالا و پایین می رود تا گاز داخل موتور گرم و سرد شود .دو موقعیت برای این حالت وجود دارد :

    • هنگامی که جابه جاکننده نزدیک بالای سیلندر بزرگ است بیشتر گاز داخلموتور توسط منبع گرم ، گرم و منبسط شده است و فشار ایجاد شده درداخلموتور، نیروی بالا برندگی پیستون را ایجاد می کند

    • هنگامی که جابه جاکننده نزدیک کف سیلندر بزرگ است بیشتر گاز داخل موتورسرد و متراکم شده است که سبب افت فشار می شود و پایین آمدن پیستون قدرت راساده تر می کند و گاز فشرده می شود
    موتور مکررا گاز گرم وسرد می کند و از گاز منبسط و منقبض شده انرژی دریافت می کند .
    ما نگاهی به موتور استرلینگ دو پیستونه خواهیم داشت .
    موتور استرلینگ دو پیستونه:

    در این موتور ،سیلندر به وسیله ی مشعل خارجی گرم می شود . سیلندر سرد باجریان هوا سرد شده و در آن بالا و پایین می رود تا به فرایند سرد شدن کمککند . میل رابط هر پیستون به یک دیسک کوچک متصل است که در حال چرخیدن بهیک فلایویل بزرگ متصل است و هنگامی که نیرویی توسط موتور تولید نمی شودباعث تداوم حرکت پیستون می شود .

    1- در قسمت اول سیکل ، فشار تولید می شود و پیستون را به حرکت به سمت چپمجبور می کند و کار صورت می گیرد . پیستون سرد چون در موقعیتی است که درحرکت خود تغییر جهت خواهد داد تقریبا ساکن باقی می ماند .
    2- در مرحله بعدی ، هر دو پیستون حرکت می کنند ،پیستون گرم به سمت راست وپیستون سرد به سمت بالا حرکت می کند . این عمل گاز را بیشتر به سمترجیناتور و پیستون سرد حرکت می دهد رجیناتور وسیله ای است که به طور موقتحرارت را می تواند ذخیره کند و از شبکه سیمی که گاز گرم از بین آن عبور میکند ساخته شده است .سطح بزرگ شبکه سیمی، حرارت را جذب می کند وآن را بهآرامی به محیط سرد می دهد .
    3- پیستون در سیلندر سرد شروع به متراکم کردن گاز می کند .گرمای ایجاد شده توسط این تراکم به واسطه ی سطح سرد از بین می رود .


    4- در آخرین مرحله سیکل هر دو پیستون حرکت می کنند ، هنگامی که پیستون گرم به سمت چپ حرکت می کند پیستون سرد به سمت پایین حرکت می کند .
    این عمل گاز اطراف رجیناتور (جایی که در طول سیکل قبلی گرما را ذخیره کرده بود ) را به داخل سیلندرگرم می راند .در این لحظه سیکل دوباره تکرار می شود.
    شما ممکن است از اینکه هیچ درخواستی برای تولید انبوه موتور استرلینگ نبوده است تعجب کرده باشید .
    در بخش بعدی ما به برخی دلایل آن اشاره می کنیم.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  6. #25
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    چرا موتورهای استرلینگ متداول نیستند؟

    دو ویژگی وجود دارد که ساخت موتورهای استرلینگ را برای استفاده در بسیاری از کاربردها مانند بسیاری از ماشین ها و کامیون ها غیر عملی می کند .
    به دلیل اینکه منبع حرارت در خارج است برای موتور مقداری طول می کشد تا به تغییرات گرمایی داخل سیلندر عکس العمل نشان دهد. برای انتقال حرارت بین دیواره های سیلندر و گاز داخل موتور زمانی صرف می شود . این بدین معناست که :

    • موتورقبل از اینکه کار مفید را ایجاد کند به مقدارزمانی نیاز دارد تا گرم شود .
    • موتور نیروی خروجی اش را نمی تواند به سرعت تغییر دهد .

    این نقایص باعث شده است که این موتور با موتورهای احتراق داخلی اتومبیل جایگزین نشود. هر چند که وجود موتور استرلینگی که به ماشین هیبریدی نیرو می دهد امکان پذیر است .
    موتورهاي استرلينگ عليرغم مزاياي ويژه اي که نسبت به موتورهاي احتراق داخلي دارند، داراي اين عيب عمده هستند که به خاطر نحوه انتقال انرژي گرمايي، توان مورد نياز را با تاخير تامين مي کنند. کندي عکس العمل موتورهاي استرلينگ در مقابل تغييرات بار ورودي باعث محدوديت کاربردهاي صنعتي آنها خاصه در مواردي که نظير خودرو، نياز به تغييرات سريع بار وجود دارد گرديده است. مقاله حاضر روشي را براي اين حل مشکل در کلاس وسيعي از موتورهاي استرلينگ ارايه مي نمايد. در اين مقاله طراحي سيستم کنترلي، بر روي مدل رياضي غير خطي موتور استرلينگ نوع گاما که با استفاده از نتايج تجربي به دست آمده، اعمال شده است. سيستم کنترلي پيشنهادي بر مبناي تنظيم دو عامل دما و فشار به عنوان ورودي هاي کنترلي طراحي و ارايه شده است. نشان داده شده است که اين سيستم دو ورودي – يک خروجي، توانايي پاسخگويي به تغييرات سريع توان را دارد
    در موتورهاي استرلينگ، علت اصلي كندي عكس العمل موتور نسبت به تامين توان مورد نياز آن است كه تامين انرژي سيستم به وسيله انتقال انرژي حرارتي از طريق پوسته گرمكن به گاز عامل داخل سيلندر انجام مي شود. چون انتقال انرژي حرارتي از طريق پوسته به كندي انجام مي شود، برخلاف اكثر سيستمهاي كنترلي، درموتورهاي استرلينگ عملگر سيستم خود داراي بيشترين تاخير زماني است. ، به منظور افزايش سرعت عكس العمل موتور استرلينگ به تغييرات توان مورد نياز، علاوه بر وروديهاي كنترلي دما و فشار، سرعت پيستون جابجايي نيز در نظر گرفته شده است. به اين ترتيب، سيستم كنترلي نخست درشرايط دما ثابت، براساس توان مورد تقاضا، ازجداول سرعت- توان، سرعت مناسب موتور را انتخاب مي نمايد. اين سرعت در ابتدا توسط يك موتور الكتريكي كمكي dc تامين مي شود. سپس، با مقايسه سيگنال خروجي، توان حاصله با توان مورد نياز، فرامين كنترلي براي تنظيم فشار و دماي گاز عامل تعيين مي شوند. در مدلسازي موتور استرلينگ فرض ايزوترم بودن فرايند حذف شده است تا رفتار مدل به موتور واقعي نزديكترباشد. نتايج شبيه سازي سيستم مدار بسته با كنترلر طراحي شده نشان دهنده افزايش موثر سرعت عكس العمل موتور است.


    همچنين، نشان داده شده كه سيستم كنترلي در مقابل اغتشاشات خارجي و داخلي نيز مقاوم است.
    اين اغتشاشات به صورت تغيير در دماي منبع سرد و تغيير در پارامترهاي سيستم اعمال شده است. به دليل ثابت بودن گشتاور موتور هاي استرلينگ در محدوده وسيعي از سرعت، در سيستم كنترلي فرض شده راندمان موتور كمتر دستخوش تغيير مي شود

    دانشمندان تلاش ميكنند موتورهاي گرمايي را به بالاترين بازده ممكن يعني بازده كارنو ( بازدهي كه موتور گرمايي بتواند بدون اتلاف انرژي در جهت عكس(يخچال) هم كار كند يعني يخچالي كه به همان خوبي اي كه يخچال است بتواند موتور هم باشد يا بر عكس !) برسانند.موتور استر لينگ نمونه عيني قانون ترموديناميك در مورد موتورهاي گرمايي است( حتي بهتر از موتور بخار پيستوني) چون دقيقآ همان تعاريفي كه در ترموديناميك از ان مي شود را مي توان بدون هيچ تغييري در مورد موتور استرلينگ به كار برد( مثلآ موتورهاي چهار زمانه كار براتوري مرحله تخليه را مترادف بامرحله سرد شدن گاز محبوس( ! در ترموديناميك گاز كاري يا سيستم درون استوانه اي محبوس شده و هيچ ارتباط مستقيمي با محيط بيرون ندارد ضمن اينكه در شرايط ايدئال هميشه گاز در تعادل(شرايط استاندارد)است در نظر مي گيريم ولي در موتور استرلينگ واقعآ گاز محبوس را سرد مي كنيم و احتياج به هيچگونه تطبيق دادن فرايند ها و فرض انگاري نيست.
    پس موتور استرلينگ براي ياد گيري اصول ترموديناميك مدلي بسيار عالي است به همين خاطر در كشورهاي غربي براي يادگيري بهتر اصول ترموديناميك دانش اموزان را با اين موتورها اشنا مي كنند ومثلآ دانش اموزان ترغيب مي شوند كه خودشان با وسايل ابتدايي مانند قوطيهاي كنسروو..كار دستي هايي از موتورهاي استرلينگ بسازند وقتي بچه ها مي بينند موتوري كه با دست خودشون ساخته اند و سر كلاس معلم قواعد حاكم بر ان را توضيح داده واقعآ كار مي كند اشتياق به يادگيري زيادي درونشان به وجود مي ياد

    به عنوان يك مدل مي توان گفت يخچال شما توسط يك موتور استرلينگ كار ميكند
    قبلآ گفته بودم كه پمپها وموتورهاي شيميايي و به طور كلي انبساطي داراي اصول كار كرد يكساني هستندواقعآ مهيج است وقتي مي بينيد مطالب تئوري اينگونه و بدون هيچ اشتباه و خطايي به عمل تبديل مي شوندصرفآ با چند فرمول و قاعده كه بر مبناي اصول رياضي است در اكثر مورد وسيلهاي اختراع مي شود و سپس قوانين و فرمولها براي توجيه رفتار ان كشف مي شوند ولي اينكه از رابطه يا فرمولي وسيله اي ساخته شود كاري به مراتب مشكلتر است و فقط از پس افراد خاصي بر مي ايد...
    دانش طراحی موتور استرلینگ
    شما اگر بخواهيد مطمئن باشيد مي تونيد بدون دانشگاه رفتن يك متخصص طراح موتورخيلي ماهر باشيد درست است كه براي طراحي حتي يك موتور چهار زمانه نسبتآ ساده به چند صد نفر نياز داريم تا هر كدام كار بخصوصي را انجام بدهند ولي حتي يك نفر متخصص هم مي تونه كار همه ي اونها را انجام بده به شرطي كه مهارتهاش را طي سالها روز به روز زياد كنه تا بالاخره در اين زمينه متخصص شود اگر سالها پيش حتي يك نفرايراني خودش را وقف موتور كرده بود الان مجبور نبوديم يك موتور با فناوري سطح متوسط اروپاي فعلي را موتور ملي خودمون بناميم در صورتي كه اصلا مي تونيم اونرا موتوري الماني بناميم من اصلآ نميخوام قدر نشناسي از زحمات محققان كشورمون كنم ولي حقيقت تلخ اينه كه در ايران چنين فردي كه بتونه فناوري طراحي موتور رابراي ايران بومي كنه نيست حالا شما ميتونيد از همين حالا مهارتهاي طراحي خودتون را تقويت كنيد تا انشاالله بتونيم دين خودمون را به كشورمون ادا كنيم اولين كار دادن طرح اوليه است كه ميتونه مال خودتون باشه يا كس ديگري ابتدا اصول كاركرد موتور را مشخص كنيد و ببينيد ايا تا بحال چنين موتوري ساخته شده وپس از ساختن نمونه ي اوليه و مطمئن شدن ازكار كرد صحيح ان شروع كنيد به بهينه سازي طرح اوليه پس از كامل شدن بهينه سازي و طراحي اوليه كليه اجزاشروع مي كنيم.


    به طراحي دقيق اجزاء امروزه با وارد شدن نرم افزارهاي بسيار قوي در زمينه ي شبيه سازي واناليز كارها بسيار سريعتر و دقيقتر انجام مي شودولي بازهم مجبوريد در بسياري مواقع از همان روشهاي سنتي استفاده كنيد در زمينه ي موتور شما به دو دانش اصلي تر موديناميك و ديناميك بايد احاطه ي كامل داشته باشيد و همچنين با يد رياضيات خودتون را بخصوص در زمينه ي حل معادلات ديفرانسيلي قوي كنيداين دروس بيشتر در دانشگاهها شامل دروس: مكانيك سيالات،تر موديناميك،مقامت مصالح ، طراحي اجزاء ديناميك ،ارتعاشات،طراحي مكانيزمها.. مي باشدبراي تمرين يك قطعه رادر نظر بگيريد مثل ميل لنگ ابتدا حركت انرا در كل مجموعه بررسي كنيد بينيدچند درجه ازادي دارد نقاط تكيه گاهي و قيد ان كجاست حدس بزنيد به چه قسمتهايي بار بيشتري وارد مي شوندچه قسمتهايي ميتونند باعث ارتعاش شديتري در سيستم شونداگر مي تونيد با فرملهايي كه بلديد نقاط بحراني سيستم را پيدا كنيدو هر قطعه اي را جدا گانه طراحي كنيدو اگر با نرم افزار ها اشنايي داري انها را تحت تنشهاي استاتيك ديناميكي و حرارتي قرار دهيد من هميشه در منزلم يك موتور همراه با كوليس ميكرو متر و ساعت اندازه گيري دارم در مواقع بي كاريم به سراغشون مي رم دقيقآ قطعات اونرواندازه گيري مي كنم و فكر مي كنم كه چرا مثلآ قطر اينجا بيشتر است و قطر اينجا كمتروچرا فلان قطعه اين شكل را داردو...و سعي مي كنم با فرمولهايي كه بلدم قطعه مورد نظرم را طراحي كنم و بعضي مواقعكه نتيجه مطلوب نمي رسم به مراجع ديگر رجوع مي كنم.به اين صورت در علم طراحي پيشرفت زيادي پيدا مي كنيدو به جايي مي رسيد كه با ديدن هر موتوري نقاط ضعف و قوت طراحي اش برايتان نمايان مي شودو با مواجه شدن با طرحهاي جديد آنآ چهار چوب و روند طراحي ان برايتان نمايان مي شود
    رفتار سوخت را در موقع واكنش بررسي كنيد ضربه انفجار اونرو پيداكنيد و اثراتش را بر محفظه ي احتراق اگر مي تونيد با نرم افزار بدست بياريد
    بهترين شكل و جنس را براي قطعات پيدا كنيد همه ي قطعات طراحي شده را ادغام كنيدو بهينه ترين حالت را پيدا كنيدشايد چيزي كه به دست مي اوريد اصلآ با واقعيت صدق نكند ولي شما چيزهاي زيادي ياد مي گيريدچون مجبوريد به منابع زيادي رجوع كنيدتا به پرسشهايي كه در ذهنتان بوجود امده پاسخ دهيد و جسارت طراحي قطعات جديد درونتان بوجود مي ايد
    اگر بازم خواستيد پيش بريدو مشخص كنيد چه قطعاتي را نمي توان به سادگي ساخت ويا ساختشون گرون تموم مي شه اگه مي تونيد اونرا طوري طراحي كنيدكه بشه راحت ساختش وگرنه يكم بررسي كنيد ببينيد مي تونيد اجزاء ديگر را طوري تغير دهيد كه بتونيداون قطعه را دوباره طراحي كنيد و اگر بازم نشد ببينيد گرون تموم شدن قطعه بهتره يا طراحي مجدد مكانيزم و بالاخره طرحتون را كامل كنيد لازم نيست از قطعات پيچيده شروع كنيدمي تونيد از مكانيزمهاي كاملآ ساده واستاتيك شروع كنيد
    در ابتدا شايد سردر گم باشيدو اصلآ ندونيد بايد چكار كنيدولي كم كم راه مي افتيد
    موتور دیزلی تنها در محلی كه هوا وجود دارد، می تواند كاركند. موتور دیزلی، صدایی بسیار بلند تولید می كند كه برای زیردریایی بسیار نامناسب است. زیردریایی ها در هنگام غوطه ور شدن، از باتری هایی كه تنها برای یك روز قابلیت شارژ دارند، استفاده می كنند. موتورهای اتمی این محدودیت ها را ندارند، اما شركت سوئدی تولید كننده زیردریایی كوكافر ab راه حل دیگری را پیشنهاد می كند.این سازنده، موتورهای استرلینگ را درون تولیدات خود نصب می كند. این موتورها نیروی لازم را برای نیازهای الكتریكی زیردریایی ها فراهم می كنند. این طرح موتور نیازی به هوا ندارد و در همین حال دیزلی است و ذخیره اكسیژن را با خودش حمل می كند. به گفته لارس لارسون، مدیر بخش استرلینگ شركت، این زیردریایی می تواند هفته ها زیر آب بماند. برخلاف موتورهای دیزلی دیگر، موتور استرلینگ بسیار بی سروصدا كار می كند. موتور استرلینگ در نوع خود پدیده ای شگرف است، شاید به این دلیل است كه تعداد كمی از آنها در اطرافمان وجود دارند. هنگامی كه این گونه موتور اختراع شد، در قیاس با موتورهای بخار امنیت بیشتری داشت، اما با ظهور موتورهای درون سوز از وجهه آنها كاسته شد. با این حال، آنها هیچ گاه از رده خارج نبوده اند. سیكل استرلینگ در اسباب بازی های ساخت شركت «آمریكن استرلینگ»، با گرمای دست كار می كنند.


    موتورهای استرلینگ در خنك كننده های انجمادی و تولید نیرو در بخش های خاصی از صنعت به كار می روند، اما در ماه های اخیر، خبرهایی به گوش می رسد كه نشان دهنده فزونی توجه به این موتورها است. توسعه دهندگان موتورهای استرلینگ می گویند كه موتورهای آنها بازده انرژی بالایی دارند و دوام آنها از دیگر انواع موتورهای با كاركرد یكسان بیشتر است. این موتورها ساكت و آرام كار می كنند، زیرا سیكل های استرلینگ برخلاف موتورهای درون سوز، نیازی به انفجار سوخت برای به حركت درآوردن پیستون ها ندارند. تنها نیاز آن حرارت دائمی است. تفاوتی ندارد كه این حرارت از آتش مواد نفتی، شیمیایی، واكنش هسته ای و یا نور خورشید گرفته شده باشد. هنگامی كه دكتر رابرت استرلینگ در سال ۱۸۱۶ موتوری را كه اكنون به نام او خوانده می شود، به ثبت رسانید، انتظار داشت نتیجه ای درخور از تلاش های خود بگیرد. قصد او این بود كه راه حل جانشین امنی برای بویلرهای بخاری كه بر اثر ساخت بد مخازن، كاركنان اطراف آن را به كشتن می داد، بیابد. گازی كه درون سیلندر محبوس نگه داشته می شود، به تدریج گرم و سرد می شود تا پیستون را به حركت درآورد. همانند موتور بخار، منبع حرارت بیرون از سیلندر قرار داده می شود، اما فشار داخل آن بسیار كمتر از موتورهای بخار است. با ظهور استیل بسمر، كارآیی و ایمنی دیگ های بخار بهبود یافت و ایده استرلینگ كم رنگ تر شد. موتورهای استرلینگ برای ساخت به ماشین كاری دقیق نیاز دارند و در مقایسه با ماشین های بخار نیروی كمتری تولید می كنند. درست هنگامی كه دنیا در حال گذار از دوران دیگ های بخار به دوران موتورهای درون سوز بود، ایراد بزرگ زمان طولانی گرم كردن موتور استرلینگ آن را در حاشیه قرار داد. شركت استرلینگ تكنولوژی چند پروژه فضایی و زمینی دارد كه با استفاده از همین موتورها انرژی لازم را برای این پروژه ها فراهم می كند. یكی از این ژنراتورها برای ناسا ساخته شده است. این ژنراتور ویژگی های بازده بالا و كاركرد درازمدت را كه برای یك كاوشگر ژرفنای فضا حیاتی هستند، فراهم می آورد. یك مجموعه تست با خروجی ۱۰ وات كه با این موتورها كار می كند، آگوست گذشته۶۰۰/۸۷ ساعت كار مداوم را كه معادل ۱۰ سال كار بدون نیاز به تعمیرات و كاهش كارآیی است، رد كرد. به گفته موسس این شركت، این سیستم تست به وسیله منبع حرارتی الكتریكی نیرودهی می شود، اما خود سیستم به گونه ای طراحی شده است كه بتواند در فضا به وسیله یك رادیو تلسكوپ تغذیه شود. این موضوع سوژه مقاله ای بود كه در سال ۱۹۹۶ در شماره فوریه مجله مهندسی مكانیك به چاپ رسید. عنوان مقاله « موتورهایی كه هرگز خورده نمی شوند» بود. هرگز زمان زیادی است، البته ۱۰ سال كار بدون وقفه هم زمان زیادی است. یكی از ویژگی های موتورهای استرلینگ امروزی این است كه اجزایی كه مالش دائم روی یكدیگر داشته باشند، ندارند. پیستون لقی ۲۵ میكرومتری درون سیلندر را دارد و یاتاقان های منحنی، به ویژه دیسك های فلزی با چاك های مارپیچی به خوبی مهار می شوند. آنها از طرفین صلب هستند و پیستون را در مركز نگاه می دارند. با حركت پیستون آنها نیز حركت نرم و خمیده ای را انجام
    می دهند. پیستون یك آلترناتور خطی را به حركت در می آورد. هیچ اتصالی برای تبدیل حركت خطی به دورانی صورت نمی گیرد. موتور و ژنراتور هر دو درون یك محفظه گرد آمده و ایزوله شده اند.ایزولاسیون محفظه به دلیل انتخاب گاز هلیم به جای هیدروژن درون موتور است.
    هزینه هلیم بالاتر است، اما برای این شیوه طراحی بهتر جواب می دهد. هیدروژن به طور اجتناب ناپذیری از فلز داغ تراوش می كند و به طور نامحسوسی انرژی را در سیستم به هدر می دهد. هلیم برای سرهای هیترها شكنندگی ایجاد نمی كند و مشكلات مربوط به ایمنی حمل و نقل هیدروژن را ندارد. «استرلینگ تكنولوژی می گوید كه در حال حاضر در حال تولید ژنراتورهای ۱۰ وات و ۵۵ وات است و پیش بینی می شود كه در مجموع ۴۰ سیستم را در ظرف سه سال آینده به دست مشتریان برساند. پروژه دیگری كه این شركت سرگرم كار روی آن است، یك ژنراتور متحرك برای ارتش است. این ژنراتور دیزلی، آب گرم مورد نیاز برای آشپزخانه صحرایی و یك كیلووات الكتریسیته را فراهم خواهد آورد. یك شركت هلندی به همراه موسسه ای تحقیقاتی از همان كشور، سیستمی مشابه برای مصارف خانگی ساخته اند. سیستم شركت اناتك از یك دیگ تشكیل شده است كه بخشی از انرژی حرارتی را برای تولید الكتریسیته به كار می گیرد.


    تا به حال ۱۰ دستگاه ازآن در خانه های دورافتاده نصب شده اند.
    شركت مجزای دیگری به نام سیستم های انرژی استرلینگ به همراه آزمایشگاه های ملی ساندیا از دیش های كولكتور برای متمركر كردن نور خورشید استفاده می كنند تا بتوانند حرارت مورد نیاز برای یك سیستم ژنراتور استرلینگی را فراهم كنند. به گفته باب لیدن، مدیر سیستم های انرژی استرلینگ، ژنراتورهای استرلینگ هریك به تنهایی
    می توانند حداكثر ۲۵ كیلووات، از یك دیش ۹۰ متری تولید كنند. چنین مساحتی ۰۰۰/۹۰ وات انرژی خورشیدی را جذب می كند و در نتیجه نرخ بازده ۳۰ درصد است. برای مقایسه، پانل های فتوولتاییك موجود دربازار، كه نور خورشید را به طور مستقیم به الكتریسیته تبدیل می كنند، بازده هایی كمتر از ۱۵ درصد دارند. سیستم های فتوولتاییك با قدرت یك كیلووات كه نور خورشید را متمركز می كنند و بازده بالای ۲۵ درصدی دارند نیز، به بازارآمده اند.
    دیش شركت استرلینگ انرژی m۲ ۹۰ نور خورشید را روی مساحتی به قطر معادل ۲۰ سانتی متر متمركز می كند تا موتور استرلینگ چهار پیستونی كه یك ژنراتور دورانی را به راه می اندازد، تغذیه كند. شركت دیگری كه نیروگاه های تولید الكتریسیته دارند نیز، به گونه ای دیگر از این موتورها استفاده می كنند. سوختی كه این موتورها را گرم می كند، از نفت سبك همراه با اسیدهای چرمی كه از كارخانه های روغن گیاهی گرفته می شوند، تشكیل شده است. این عصاره های پسماندهای روغن گیاهی، قیمت كمی دارند و معمولاًدر مخازن ذخیره می شوند. این شركت امیدوار است كه بتواند ۳۰ درصد از هزینه ۷/۱ میلیون دلاری پروژه را با دریافت كمك های ایالت نیوجرسی برای به كارگیری انرژی های بازگشت پذیر و پاكیزه جبران كند. سوختی كه شركت آرهوس استفاده می كند، برای موتورهای درون سوز كنونی بسیار خورنده است، اما در موتورهای استرلینگ به خوبی جواب می دهد، زیرا محصولات احتراق با هیچ یك از قطعات متحرك موتور تماس ندارند. تعمیرات و نگهداری شامل روان كاری و تعویض سیالات روانكاری، تعویض رینگ های پیستون ها، كار تریج های پوشش میله ها و دیگر اجزایی است كه در عوض هر ۰۰۰/۱۰ ساعت كار ۱۶ ساعت زمان می برد. سخن آخر این كه موتورهای استرلینگ در ۱۹۰ سال زمان پیدایششان نه هرگز از رده خارج شده اند و نه جایگاه مستحكمی یافته اند. در كتاب ها و سایت های مربوط به صنعت همواره از این موتورها یاد می شود. شركت هایی هم در تلاشند تا با تولید انبوهی از محصولات استرلینگی وارد بازار تولید انرژی خانگی تجاری شوند.
    سازندگان این موتورها همواره شعار «سبزتر، ساكت تر و خارق العاده تر» را سر می دهند و اگر این موتورها فراگیر شوند، شاید همگان بهتر به آنها عادت كنند.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  7. #26
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    بهبود کارکرد موتور‏هاي درون‌سوز چهار زمانه

    نويسنده : حميد ميرعلاء
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]با اختراع موتور بخار که به وقوع انقلاب صنعتي اروپا انجاميد و پس از آن موتورهاي درون سوز و توسعه و تنوع کاربردي آنها، متخصصان و دانشمندان، همواره کوشيده‏اند تا با افزايش کارايي، بخشي از خسارات سنگيني را که آلايندگي حاصل از اين سيستم ها به طبيعت وارد خواهد كرد جبران کنند و برخورد با بحران پايان يافتن ذخاير سوخت فسيلي را مدت زماني نه‏چندان دراز به تعويق اندازند.
    گذشته از طرح‏هايي که در جهت حذف موتورهاي با سوخت فسيلي ارائه شده‏اند، طرح‏ها و ايده‏هاي بسياري براي افزايش کارايي و بازدهي موتورها، افزايش کيفيت قطعات (ورود علم متالوژي) و نوع سوخت (پتروشيمي)، کيفيت طراحي مهندسي (علم مکانيک)، حضور صنعت رايانه در مرحله طراحي قطعات و مديريت عملکرد موتور و اعمال استانداردهاي جهاني که تعريف مشخصي از کيفيت موتورهاي درون‏سوز را ارائه داده‏اند، اجرا شده‏اند و باعث ارتباط و انسجام انکارناپذير صنعت خودرو با ديگر صنايع پايه‏اي و مادر شده‏اند.
    اين طرح، بيان نوآوري به منظور بهبود کارکرد موتورهاي درون‌سوز چهار زمانه با تغيير در نحوه کار سوپاپ‏ها مي‏باشد. اين بهينه‏سازي به شکل تغيير در ميزان باز و بسته شدن سوپاپ‏ها در شرايط متفاوت کارکرد موتور، در دورهاي پايين و بالا در اين پروژه، انجام شده است. به همين دليل از اين طرح با عنوان VOV ياد شده است. VOV، حروف اول سه کلمه انگليسي variable opening valve و به معني سوپاپي (دريچه‏اي) است که ميزان باز و بسته‏شدن آن متغير است. اين طرح باعث سرعت و سهولت بخشي به‏کار پيستون‏ها هنگام مکش سوخت و هوا و تخليه دود شده و در نتيجه تاثيري چشم‏گير، برقدرت و شتاب موتور بويژه در دورهاي بالا مي‏گذارد.
    همچنين حجم زيادي از قطعات به کار رفته در سيستم‏هاي ديگري که براي رفع اين نقيصه (گرفته شدن مقداري از انرژي پيستون و در نتيجه ميل‌لنگ و در نهايت موتور به هنگام انجام مراحل مکش و تخليه به‏خصوص در دورهاي بالا) طراحي شده‏اند را کاهش داده و برکارايي آنها افزوده است.

    نگاهي گذرا به سيستم vov و مشکلات و کاستي‏هاي سيستم کنوني
    هنگامي که راننده پاي خود را بر روي پدال گاز مي‏فشارد، با چرخش پولک دريچه گاز و بازشدن آن، تعداد دورهاي موتور بر دقيقه افزايش مي‏يابد. اين سيستم با افزايش دور موتور، سوپاپ‏ها را بيشتر مي‏فشارد (فنر سوپاپ‏ها را جمع‏تر مي‏کند) تا با بازتر شدن دريچه‏ها، عمل مکش و تخليه در موتور توسط پيستون‏ها سريع‏تر انجام شود. زيرا هنگامي که موتور با دور بيشتري مي‏چرخد پيستون‏ها عمل مکش و تخليه را در مدت زمان کمتري انجام مي‏دهند و اگر دريچه‏ها و سوپاپ‏ها به گونه‏اي باشند که پيستون در مدت زمان مشخص نتواند مخلوط هوا و سوخت را به سيلندر بکشد يا دود را از آن خارج کند، به ناچار آن را در دوره‏ زماني طولاني‏تري انجام مي‏دهد و چون پيستون براي انجام مراحلي که کار مکانيکي انجام نمي‏دهد، (يعني مراحلي که در موتور انرژي شيميايي به انرژي مکانيکي تبديل نمي‏شود که عبارتند از: مکش، تراکم و تخليه) انرژي و نيروي مورد نياز خود را از راه ميل لنگ از سيلندرهاي (پيستون‏هاي) ديگر مي‏گيرد، شتاب و قدرت موتور کاسته خواهد شد.
    سيستم فعلي موجود براي رفع مشکل ياد شده به اين صورت است که در آن به جاي آن که در سرسيلندر، براي هر سيلندر يک دريچه تنفس (براي ورود هوا و سوخت) و يک دريچه دود (براي خروج دود و گازهاي حاصل از احتراق سوخت) وجود داشته باشد (مانند موتورهاي پيکان، پژو مدل GLX و... شكل 1) دو دريچه تنفس و دو دريچه دود (موتور پژو پارس مدل ELX. شكل2) يا دو دريچه تنفس و يك دريچه دود (موتور هيونداي، مدل ورنا. شكل3) و يا سه دريچه تنفس و دو دريچه ي دود (سيستم معمولا در موتور خودروهاي سوپر اسپرت به كار گرفته مي‏شود) وجود دارد. شكل4. هرچند اين سيستم، مشكل را تا اندازه‏اي زياد حل مي‏كند و با ايجاد فضاي كافي در دريچه‏ها از طريق تعدد آنها كار پيستون را براي مكش و تخليه آسان‏تر ساخته است، اما معايبي نيز دارد كه عبارتند از:
    1. افزايش سايش و اصطكاك به دليل ازدياد قطعات موتور (افزايش سوپاپ‏ها، فنر سوپاپ و درمواردي تعداد ميل بادامك‏ها و اسبك‏ها)
    2. فرسودگي زودرس به دليل افزايش اصطكاك و ايجاد حفره‏ها (سيت‏ها، نشيمنگاه‏ها) يا دريچه و افزايش احتمال خطا، نشتي و آب‌بندي سوپاپ‏ها.
    3. پيچيدگي سرسيلندر و مشكلاتي كه اين پيچيدگي در تعميرات موتور و روان‌سازي (روغن‌كاري) قطعات ايجاد مي‏كند.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 1
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 2
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 3
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 4

    تعدد سوپاپ‏ها باعث افزايش متعلقات سوپاپ از جمله فنر سوپاپ، پولكي سوپاپ، خار سوپاپ، سيت،گيت، واشر گيت و ... خواهد شد و اين امر موجب پيچيدگي سرسيلندر مي‏شود. همچنين به علت زياد شدن شمار سوپاپ‏ها در سرسيلندر، فضاي كافي براي قرار گرفتن سوپاپ‏ها به صورت رديفي و در يك رديف باقي نمي‏ماند و سوپاپ‏ها به ناچار در دو يا حتي سه رديف قرار مي‏گيرند. طبعاً تعداد ميل بادامك‏ها نيز به دو يا سه عدد افزايش خواهد يافت كه باعث افزوده شدن اصطكاك و سايش مي‏شود. از آنجا كه در اين گونه سيستم‏ها و اصولاً در موتورهايي كه جديداً طراحي مي‏شوند، ميل بادامك‏ها در سرسيلندر قرار دارند و پيچيدگي سرسيلندر به نهايت خود مي‏رسد.
    با افزايش قطعات متحرك، در دستگاه‏هاي مكانيكي، اصطكاك افزوده مي‏شود و به تبع آن فرسودگي و استهلاك زودتر به سراغ دستگاه خواهد آمد. در اين مورد نيز با افزايش تعداد ميل بادامك‏ها، به شمار بادامك‏ها افزوده خواهد شد و در پي آن سايش و اصطكاك بين بادامك‏ها و پولكي‏هاي سوپاپ‏ها و ياتاقان‏هاي ميل بادامك‏ها بيشتر خواهد شد. بنابراين به ناچار براي دفع اين سايش و حرارت ناشي از آن سيستم روغن‏‌كاري و مجراهاي عبور روغن موجود در سرسيلندر، پيچيده‏تر شده و پمپ روغن بايد به گونه‏اي تقويت شود كه در روغن رساني به قطعات اضافه، دچار مشكل نشود.
    مشكل ديگري كه تعدد سوپاپ‏ها ايجاد مي‏كند، آسيب‏پذيرتر شدن سرسيلندر در برابر ضربات و فشار ناشي از انفجارهاي متعدد در اتاقك انفجار است. زيرا هنگامي كه در سرسيلندر، در بالاي هر سيلندر به جاي 2 سوپاپ، 3/4 يا 5 سوپاپ، 3/4 يا 5 سيت يا حفره وجود داشته باشد از مقاومت و استحكام سرسيلندر كاسته شده و درصد احتمال خطا و نشتي در آب‏بندي سوپاپ‏ها، افزايش مي‏يابد. عامل ديگري كه باعث تمايز سيستم vov از سيستم كنوني مي‏شود، تنظيم ميزان مصرف سوخت در سرعت‏هاي مختلف موتور است. موتورهاي معمولي كاربراتور (انژكتور) و سيستم آوانس خلائي هر يك به گونه‏اي مقدار سوخت مصرفي موتور را با توجه به سرعت آن تنظيم مي‏كنند، اما در موتوري كه به سيستم vov مجهز شده است، سوپاپ‏ها نيز در تنظيم ميزان مصرف سوخت، نقش دارند. به گونه‏اي كه مقدار سوخت مخلوط با هوا با عبور از دريچه‏هايي كه ميزان باز و بسته‏شدن آنها با تغيير سرعت چرخش موتور تغيير مي‏كند، براي مصرف موتور و احتراق، تنظيم مي‏شود. به اين ترتيب كارايي موتور به نسبت مصرف آن افزايش مي‏يابد. درحالي كه سيستم فعلي فاقد چنين امكاني است.

    طرز كار سيستم VOV
    در سيستم vov ميل بادامك در سرسيلندر قرار دارد و به واسطه يك اهرم، نيروي خود را به سوپاپ‏ها منتقل مي‏كند، اما اهرم‏ها يا اسبك‏هاي سيستم vov با اسبك‏هاي موجود در موتورهاي فعلي متفاوت است. قسمت انتهايي اسبك كه محل اعمال نيرو از طرف بادامك‏ها به آن مي‏باشد، كشيده و به‏صورت ريلي است، بادامك‏ها به راحتي زير آن سر مي‏خورند و به عقب و جلو مي‏روند، بدون آنكه خللي در روند انتقال نيروي آنها به اسبك‏ها وارد شود (شكل5).
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 5

    تكيه‏گاه اين اهرم (اسبك) كه ميل اسبك است ثابت بوده و محل سوپاپ‏ها تغيير نمي‏كند. بنابراين بازوي كارگر اين اهرم ثابت است. اگر ميل بادامك - كه موازي ميل اسبك است - در راستاي عمود بر ميل اسبك به عقب و جلو برود (شكل6). بازوي مقاوم اهرم، كوچك‏تر يا بزرگ‏تر مي‏شود. بنابراين دامنه نوسان سوپاپ‏ها تغيير مي‏كند و در نتيجه ميزان باز شدن دريچه‏ها قابل تغيير است. به گونه‏اي كه هر چه فاصله ميل بادامك از ميل اسبك كمتر باشد، سوپاپ‏ها بيشتر فشرده مي‏شوند و با دامنه بيشتري نوسان مي‏كنند و هر چه ميل بادامك از ميل اسبك دورتر شود، دامنه نوسان كاسته شده و درحقيقت دريچه كمتر باز مي‏شود. در اين هنگام اگر سرعت چرخش ميل‏ لنگ، افزايش يابد vov ميل‏ بادامك را به ميل اسبك نزديك‏تر مي‏كند و به همان نسبت اگر سرعت چرخش ميل ‏لنگ كاهش يابد، ميل بادامك را از ميل اسبك دور مي‏كند. (شكل7). مسئله‏اي كه وجود دارد اين است كه چگونه مي‏توان نيرو را از ميل‏لنگ به ميل بادامك در حالي كه هم حركت وضعي (چرخش به دور خود) و هم حركت انتقالي (حركت به عقب و جلو در راستاي عمود بر ميل اسبك) دارد منتقل كرد. به گونه‏اي كه تايمينگ ميل بادامك و در نهايت سوپاپ‏ها به هم نخورد.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 6
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 7

    اين مشكل با قرار دادن چند چرخ‏دنده مخروطي و محوري كشويي در راه انتقال نيرو و حركت از ميل‏ لنگ به بادامك حل شده است. به اين صورت كه چرخ‏دنده ميل لنگ توسط زنجيري چرخ‏دنده‏اي كه قطر آن 2 برابر قطر خود است و محور آن (محور زرد رنگ) در سر سيلندر قرار دارد را به چرخش در مي‏آورد. به اين ترتيب، نيرو از سيلندر به سرسيلندر كه محل قرار گرفتن اسبك‏ها و ميل بادامك مي‏باشد منتقل مي‏شود و تعداد دورهاي ميل بادامك نسبت به ميل لنگ (1 به 2) نيز تنظيم مي‏شود. روي محور زرد رنگ كه موازي ميل بادامك است، چرخ‏دنده‏اي مخروطي با شيب دامنه 45 درجه قرار دارد. (چرخ‏دنده قرمز). روي محور ديگري (محور خاكستري) كه بر محور زرد رنگ عمود است، چرخ‏دنده‏اي يكسان با چرخ‏دنده مخروطي روي محور زرد قرار دارد (چرخ‏دنده آبي). اين دو چرخ‏دنده با يكديگر درگير مي‏شوند و از آنجا كه شيب دامنه‏هاي آنها متمم يكديگرند، محور چرخش 90 درجه تغيير مي‏كند و بر ميل بادامك عمود مي‏شود. عملكرد اين چرخ‏دنده‏ها در تغيير 90 درجه‏اي محور چرخش نظير عملكرد ديفرانسيل در تغيير 90 درجه‏اي چرخ‏ها (اكس‏ها) و ميل گاردون توسط پينيون و كرانويل مي‏باشد. با اين تفاوت كه در اينجا برخلاف ديفرانسيل، تغييري در نسبت چرخش يك محور به محور عمود برآن به وجود نيامده و نسبت چرخش دو محور عمود بر هم يك مي‏باشد.
    در انتهاي محور خاكستري رنگ، چرخ‏دنده مخروطي ديگر (چرخدنده نارنجي) وجود دارد كه با چرخ‏دنده مخروطي متصل به انتهاي ميل بادامك (چرخ‏دنده سبز) درگير است. به اين ترتيب، محور چرخش دوباره 90 درجه تغيير مي‏كند و به حالت اول باز مي‏گردد. زيرا اين چهار چرخ‏دنده (قرمز، سبز، نارنجي و آبي) كاملاً يكسان هستند و نسبت چرخش محور مبدا (محور زرد رنگ) به محور مقصد (ميل بادامك) يك است. يعني با يك دور چرخش محور زرد، ميل بادامك يك دور مي‏چرخد (شكل8).
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 8

    محور خاکستري که در دو طرف آن چرخ دنده‏هاي مخروطي نارنجي و آبي قرار دارند، محوري کشويي است. به اين ترتيب، طول محور خاکستري رنگ در حين چرخش مي‏تواند کم يا زياد شود و چرخ دنده نارنجي و به تبع آن چرخ‏دنده ميل بادامک و در نهايت ميل بادامک را به عقب و جلو ببرد. همچنين نيرو و چرخش را از محور زرد به ميل بادامک منتقل کند. (شكل9)
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 9

    دستگاهي که در ادامه معرفي خواهد شد، با حرکت دادن کشوي يک سيني که مجموعه ميل بادامک و ياتاقان‏هاي آن و نيمي از محور کشويي که چرخ دنده مخروطي سبز به آن متصل است و ياتاقان آن (ياتاقان سفيد) روي آن قرار دارد، ميل بادامک را - به منظور تنظيم ميزان باز شدن سوپاپ‏ها با توجه به سرعت چرخش ميل‌لنگ- از ميل اسبک دور ساخته يا به آن نزديک مي‏کند(شكل10).
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 10

    هنگامي که موتور روشن است، پولي يا قرقره‏اي که به گردن ميل‌لنگ متصل است مي‏چرخد و نيروي آن توسط تسمه - يا تسمه‏هايي - به پولي‏هاي دينام، واترپمپ، کولر، پمپ هيدروليک فرمان و در موتورهاي فاقد فن الکتريکي براي خنک کردن رادياتور، به پروانه منتقل مي‏شود و آنها را به چرخش در مي‏آورد (شكل11). در سيستم vov قسمتي از انرژي الکتريکي توليد شده توسط دينام، موتور الکتريکي را که روي سرسيلندر واقع است فعال مي‏کند (شكل 12). وضعيت اين موتور الکتريکي روي سرسيلندر به گونه‏اي است که محور آن بر ميل بادامک عمود بوده و به يک مارپيچ متصل است. با حرکت محور، موتور الکتريکي مارپيچ به چرخش درآمده و چرخ‏دنده‏اي را که با آن درگير است به حرکت در مي‏آورد. اين چرخ‏دنده با يک دنده شانه‏اي درگير است با چرخش اين چرخ‏دنده توسط مارپيچ، دنده شانه‏اي به جلو يا عقب رانده مي‏شود و به اين ترتيب، دنده شانه‏اي حرکت چرخشي موتور الکتريکي را به حرکت کشويي يا رفت و برگشتي، تبديل مي‏کند. از آنجا که انتهاي دنده شانه‏اي به سيني متصل است، سيني نيز همراه با دنده شانه‏اي حرکت کشويي بر روي سرسيلندر خواهد داشت و موتور الکتريکي مي‏تواند با چرخش خود به چپ يا راست، سيني و در نتيجه ميل بادامک را در راستاي عمود بر ميل اسبک به ميل اسبک نزديک و يا از آن دور کند (شكل13).
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 11
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 12
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 13

    سوالي که مطرح مي‏شود اين است که چرا از مارپيچ و چرخ دنده در راه انتقال نيروي موتور الکتريکي به سيني استفاده شده است، در حالي که چرخ‏دنده و دنده شانه‏اي به تنهايي و بدون مارپيچ مي‏توانستند حرکت چرخشي موتور الکتريکي را پس از تبديل به حرکت رفت و برگشتي به سيني، منتقل کنند و سيني را روي سرسيلندر به ميل اسبک نزديک و يا از آن دور سازند؟ از کاربردهاي مارپيچ و چرخ دنده، يک سو کردن جهت انتقال نيرو است. يعني نيرو و حرکت از طريق مارپيچ به چرخ‏دنده، سپس به دنده شانه‏اي و در نهايت به سيني منتقل مي‏شود، اما نيرويي که از چرخ‏دنده به مارپيچ منتقل مي‏شود، باعث به حرکت درآمدن آن نمي‏شود. از ديگر کاربردهاي مارپيچ و چرخ‏دنده، افزايش نيرو در هنگام انتقال آن با استفاده از اين روش است. دليل استفاده از اين روش، در انتقال نيروي موتور الکتريکي به سيني، تقويت نيروي موتور الکتريکي در حرکت دادن سيني - به صورت کشويي - روي سرسيلندر، مهار ضربات و لرزش‏هاي ناشي از برخورد بادامک‏ها به اسبك‌ها و پيشگيري از انتقال اين گونه نيروهاي ناخواسته به موتور الکتريکي مي‏باشد.
    در انتهاي ديگر محور موتور الکتريکي، چرخ دنده‏اي قرار دارد که با چرخ‏دنده‏اي که قطر آن دوبرابر قطر خود مي‏باشد درگير بوده و چرخ‏دنده بزرگ‏تر با دنده‏اي شانه‏اي درگير است. اين دنده شانه‏اي با چرخش موتور الکتريکي به عقب رانده مي‏شود و انتهاي فنري تلسکوپي را که سر ديگر آن در قسمتي از سرسيلندر ثابت شده است مي‏فشارد (شكل14). در حقيقت اين فنر، در مقابل چرخش موتور الکتريکي مقاومت مي‏کند و در صورت کاهش سرعت چرخش ميل لنگ و در نتيجه کاهش انرژي الکتريکي توليد شده توسط دينام، موتور الکتريکي را در جهت خلاف چرخش آن مي‏چرخاند، به هنگام افزايش سرعت موتور، انرژي الکتريکي افزايش يافته حاصل از دينام، موتور الکتريکي دوباره فنر را از طريق چرخ‏دنده‏ها و دنده شانه‏اي مي‏فشارد و در ضمن سيني و ميل بادامک را نيز به ميل اسبک نزديک مي‏کند (شكل15). اين فرايند با تغيير سرعت چرخش موتور تکرار مي‏شود و سيني و ميل بادامک، در وضعيت مناسب براي حرکت دادن اسبک‏ها و باز کردن سوپاپ‏ها قرار مي‏گيرند.
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 14
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    شكل 15

    اين فنر تلسکوپي، وظيفه برگرداندن سيني به وضعيت اول - يا دور کردن ميل بادامک از ميل اسبک - در صورت کاهش سرعت چرخش موتور و انرژي الکتريکي حاصل از دينام را بر عهده دارد.
    براي چرخاندن مارپيچ جهت به حرکت درآوردن سيني، روش‏هاي مختلفي پيش‏بيني شده که تنها به توضيح روش بالا بسنده شده است. زيرا از روش‏هايي که به طور اجمالي معرفي خواهد شد، ساده‏تر و عملي‏تر به نظر مي‏رسد.
    يکي از اين روش‏ها، استفاده از سيستم سرعت‌سنج خودرو براي چرخش مارپيچ به جاي منحرف کردن عقربه سرعت‌سنج است. با اين تفاوت که چرخ دنده و حلزوني سرعت سنج به جاي نصب شدن به شافت گيربکس براي نشان دادن سرعت خودرو بايد به ميل‌لنگ نصب شده در حلزوني پشت صفحه مدرج سرعت‌سنج تقويت شده و به مارپيچ سيستم vov در سرسيلندر متصل شود. روش ديگر استفاده از سيستم دورسنج موتور است که انرژي الکتريکي خود را براي انحراف عقربه دورسنج از مدار جرقه خودرو و از طريق دلکو مي‏گيرد. در اين صورت مي‏توان با تقويت اين سيستم از نيروي مورد استفاده براي چرخش عقربه، براي چرخش مارپيچ سيستم vov استفاده کرد.
    روش آخر، استفاده از پمپ هيدروليک و جک هيدروليک متصل به سيني است. اين پمپ که نيروي خود را توسط تسمه و قرقره (پولي) از ميل لنگ مي‏گيرد، با افزايش سرعت چرخش موتور تقويت مي‏شود و جک را فعال مي‏کند تا سيني را جا به جا کند. فنري نيز در برابر جک مقاومت مي‏کند و درصورت کاهش دور موتور نيروي حاصل از انرژي پتانسيل کشساني ذخيره شده در فنر به سيني و جک وارد مي‏شود. در نتيجه سيني و ميل بادامک را به حالت اول (دور از ميل اسبک که در حالت خاموشي موتور، ميل بادامک در دورترين فاصله خود از ميل اسبک قرار دارد) باز مي‏گرداند.
    مقايسه سيستم vov با سيستم کنوني و بررسي مزيت‏هاي هر يک
    در اين مقاله، سيستمي ابداعي با عنوان vov معرفي شد. vov در مقابل سيستمي است که هم‏اکنون در بعضي موتورها استفاده مي‏شود.
    در مواردي استفاده از سيستم تعدد سوپاپ‏ها يا سيستم‏هاي معمولي، مقرون به صرفه‏تر، مناسب‏تر و کارآمدتر است. براي مثال هنگامي که يک موتور - مانند موتورهايي که براي تلمبه کردن آب از چاه‏هاي عميق به سطح زمين (کفکش‏ها)- استفاده مي‏شوند، بايد به مدت طولاني با سرعت ثابت کار کند و شرايط پيستون‏ها به هنگام مکش و تخليه در تغيير نيست، ضرورتي در استفاده از سيستم vov و حجم انبوه قطعات اضافي آن وجود ندارد. در ماشين‏هاي سنگين و نيرومند راه‏سازي و ساختمان‌سازي نظير: جرثقيل‏ها، بولدوزرها، لودرها، تراکتورها و ... که موتور آنها به دليل شرايط سخت کاري اغلب در دورهاي بالا کار مي‏کند، vov کارايي لازم را نخواهد داشت.
    بنابراين سيستم ابتکاري vov براي خودروهاي سواري و تندرو مناسب است که موتور آنها در شرايط مختلف رانندگي در سرعت‏هاي بالا يا پايين، در جاده‏ها يا شهرها و به هنگام تعويض دنده، دائماً تغيير سرعت مي‏دهد و شرايط پيستون‏ها و سرعت آنها براي انجام فرايند تبديل انرژي پتانسيل شيميايي سوخت، به انرژي مکانيکي در حال تغيير است.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  8. #27
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    موتور ديزل و ترجيحات آن بر موتور بنزيني در خودروي سواري
    نويسنده : مجيد قدسي حسن‌آباد متعاقب بحران‌هاي انرژي و زيست‌محيطي به وجود آمده در ارتباط با آلودگي خودروها، بيشتر كشورهاي دنيا بويژه در اروپا و امريكا، با هدف وضع قوانين سختگيرانه مصرف سوخت و كاهش آلودگي هوا خودروسازان را در زمينه طراحي موتور‌هاي مناسب مجبور به تكاپو كرده‌اند. اين تلاش‌ها در مسيرهاي زير پررنگ بوده است:
    الف- بهينه‌سازي موتورهاي فعلي از لحاظ سوخت و بهسوزي
    ب- استفاده از سوخت‌هاي جايگزين (هيدروژن، گاز طبيعي، الكل و ...)
    پ- ارتقاي موتورهايي كه مورد استقبال كمي قرار گرفته‌اند (موتورهاي ديزل).
    ت- طراحي و ساخت موتورهاي هيبريدي و ارتقاي آنها
    يكي از عمده مواردي كه خودروسازان، فعاليت‌هاي زيادي در ارتباط با آن انجام داده‌اند، توليد خودروهاي ديزل است.
    موتورهاي ديزلي و بنزيني عمده‌ترين انواع موتورهاي درونسوز بوده و در سطحي وسيع مورد استفاده قرار مي‌گيرند. امروزه موتورهاي ديزل كه از آنها به عنوان خودروهاي سبز ياد مي‌شود، پيشرفت فراواني كرده‌اند. به طوري‌كه اين نوع خودروها افزون بر 50 درصد از خودروهاي اروپا را دربرمي‌گيرند. اين مقاله، شرح مختصري است از اين نوع موتورها در مقايسه با موتورهاي بنزيني.
    موتورهاي چهار زمانه درونسوز اعم از موتور بنزيني و ديزلي، چهار مرحله را در هر چرخه پشت سر مي‌گذارندكه عبارتند از:
    1.مكش[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]: به داخل كشيدن هوا يا مخلوطي قابل احتراق در سيلندر
    2.تراكم[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]: متراكم ساختن مخلوط وارده به سيلندر توسط پيستون
    3.احتراق يا انفجار[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]: شعله‌ور ساختن مخلوط متراكم‌شده، انبساط گازهاي سوخته شده و توليد قدرت
    4.تخليه[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]: خروج پسماند احتراق
    تفاوت موتور بنزيني و ديزل از لحاظ مراحل چهارگانه بالا، در مرحله احتراق است. در موتور بنزيني، سيستم تغذيه و تنظيم سوخت، مخلوط هوا و ماده سوختني را فراهم مي‌كند و به داخل محفظه سيلندر مي‌فرستد. اين كار بر اثر ايجاد خلأ در سيلندر به واسطه پايين رفتن پيستون انجام مي‌شود. پس از ورود مخلوط، پيستون آن را فشرده مي‌كند. اين مخلوط در لحظه‌اي مناسب به وسيله جرقه‌اي الكتريكي مشتعل مي‌شود. اين امر، باعث آزاد شدن انرژي و راندن پيستون به سمت پايين مي‌شود. به همين دليل، موتور بنزيني، موتور احتراق جرقه‌اي [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ] نيز ناميده مي‌شود.
    در موتور ديزل، هواي خالص در سيلندر موتور متراكم‌ مي‌شود. سپس به منظور جلوگيري از اشتعال پيش‌رس، سوخت به داخل هواي متراكم تزريق مي‌شود. زماني كه سوخت تزريق مي‌شود، به دليل فشار و دماي بالا، خودبه‌خود محترق مي‌شود. تا زماني كه پاشش سوخت ادامه مي‌يابد عمل احتراق نيز ادامه دارد. به همين دليل، موتور ديزل، موتور احتراق تحت فشار[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ] نيز ناميده مي‌شود.
    اصول ترموديناميكي
    چرخه‌هاي قدرت استاندارد هوا، شامل چرخه برايتون (توربين گاز)، چرخه اتو (موتور بنزيني)، چرخه ديزل (موتور ديزل) و چرخه استرلينگ (مشابه اتو) است. از چرخه‌هاي ديزل و اتو در خودروهاي ديزل و بنزيني استفاده مي‌شود.
    چرخه‌هاي ترموديناميكي ايده‌ال
    در چرخه اتو، هوا در فشار اوليه P1 و دماي T1 طي فرايند آيزنتروپيك (آنتروپي ثابت) متراكم مي‌شود تا پيستون به نقطه مرگ بالا (TDC) برسد. در نمودار 1 اين نقطه با شماره 2 نمايش داده شده است.
    عمل احتراق طي فرايند حجم ثابت، از نقطه 2 به 3 صورت مي‌گيرد و انرژي حرارتي، براي انجام كار به سيستم منتقل مي‌شود.
    در مرحله انبساط (3 به 4) هوا طي فرايند آنتروپي ثابت، منبسط شده و پيستون به سمت نقطه مرگ پايين (BDC) حركت مي‌كند. در اين مرحله، پيستون كار انجام مي‌دهد.
    در مرحله تخليه كه همان مرحله 4 به 1 است، اتلاف حرارتي صورت مي‌گيرد.
    نمودار 1: چرخه ترموديناميكي اتو
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    اين چرخه، داراي بازدهي است كه به صورت نسبت كار انجام شده به حرارت دريافت شده توسط سيستم تعريف مي‌شود و از رابطه زير به دست مي‌آيد:


    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ] rc نسبت تراكم (نسبت حجم سيلندر زماني كه پيستون در نقطه مرگ بالاست به حجم آن زماني كه پيستون در نقطه مرگ پايين مي‌باشد)
    چرخه ديزل مشابه چرخه اتو است با اين تفاوت كه در مرحله احتراق، مطابق شكل 1 (نقطه b به c) فرايند فشار ثابت است. در شكل 1، روابط ترموديناميكي حاكم بر فرايندها، نوشته شده و قابل استفاده براي محاسبه بازده است.
    شكل 1: چرخه ترموديناميكي ديزل
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

    در چرخه ديزل، بازده از رابطه زير به دست مي‌آيد:
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    كه در آن: [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]نسبت حجم بين پايين و شروع احتراق است.
    در مقايسه چرخه‌هاي اتو و ديزل، مي‌توان گفت كه روابط فوق نشان مي‌دهند با توجه به اينكه [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]بزرگتر از يك است، براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است.
    ناگفته نماند كه روابط و بازده به دست آمده از روابط فوق، تخميني بسيار خوش‌بينانه و نسبتا دور از واقعيت از موتورهاي واقعي است. دلايل اين امر عبارتند از:
    الف- در اين روابط برخلاف شرايط واقعي از حرارت تلف‌شده در مرحله تراكم و انبساط صرف نظر شده است.
    ب- سيال چرخه‌هاي فوق، هواي خالص است، در صورتي‌كه در شرايط واقعي، سيال مخلوطي از هوا و سوخت بوده و گرماي ويژه آن تابعي از فشار سيلندر، دما، نسبت هوا به سوخت و ديگر عوامل است.
    پ- در شرايط واقعي، به‌رغم چرخه ايده‌آل، احتراق در فشار ثابت (چرخه ديزل) يا حجم ثابت (چرخه اتو) اتفاق نمي‌افتد.
    ت- در موتور واقعي، تغيير مخلوط سوخت و هوا به محصولات شيميايي متفاوت، توان خروجي را كاهش مي‌دهد و فرايند دريافت حرارت در حجم ثابت صورت نمي‌گيرد.
    ث- در چرخه‌هاي ايده‌آل موتورهاي چهارزمانه، كار تلف شده هنگام مكش سيال به داخل سيلندر و راندن دود به خارج آن، مدنظر قرار نمي‌گيرد.
    ج- در حالت واقعي چرخه اتو، احتراق به صورت لحظه‌اي رخ نمي‌دهد.
    چ- در روابط فوق، هيچ اثري از اتلافات اصطكاكي مشاهده نمي‌شود.
    با وجود اين خطاها، استفاده از روابط ياد شده براي تخمين‌هاي كلي و مقايسه دو چرخه، كاري مناسب است.
    چرخه واقعي موتور بنزيني، مشابه چرخه اتو بوده، اما چرخه موتور واقعي ديزل را نمي‌توان كاملا با چرخه ديزل (احتراق فشار ثابت) مشابه‌سازي كرد. چرخه ديزل بيشتر مشابه چرخه احتراق دوگانه[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ] يا چرخه تركيبي[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ] است. نمودار فشار- حجم اين چرخه كه تركيبي از چرخه‌هاي اتو و ديزل است، به صورت شماتيك در نمودار 2 نشان داده شده است.
    نمودار 2: نمودار فشار- حجم چرخه دوگانه يا تركيبي استاندارد هوا
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    چرخه‌هاي ترموديناميكي واقعي
    در نمودار 3، دياگرام چرخه‌هاي واقعي موتور بنزيني و ديزل نشان داده شده است. براساس اين نمودار، نسبت تراكم موتور بنزيني از موتور ديزل كمتر است. اين نمودارها را مي‌توان با چرخه‌هاي ايده‌آل استاندارد هوا، مقايسه كرد.
    نمودار 3: دياگرام فشار- حجم نمونه‌اي از موتورهاي واقعي بنزيني: (الف) و ديزل (ب)
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

    احتراق در موتور ديزل، يكي از فرايندهاي اساسي بوده و عامل اصلي تفاوت آن با موتور بنزيني است. به همين علت نيازمند شرحي دقيق‌تر در زمينه فرايندهاي چرخه موتور ديزل و بويژه فرايند احتراق در آن خواهيم بود.
    مطابق نمودار 3، فرايند احتراق به صورت اسمي از نقطه C يعني زمان پاشش سوخت به داخل سيلندر شروع شده و تا نقطه D ادامه مي‌يابد. سوخت، پس از پاشيده شدن در محفظه احتراق، به علت دماي بالاي سيلندر، خودبه‌خود مشتعل شده و عمل احتراق انجام مي‌شود. براي احتراق كاملتر، سوخت به صورت ذره‌اي تزريق مي‌شود. يعني تمامي سوخت در يك لحظه به سيلندر پاشيده نمي‌شود. به‌علاوه، زماني نيز براي عمليات اختلاط سوخت با هوا، تبخير و شروع به احتراق، صرف مي‌شود. بنابراين، عمل سوختن در مدتي طولاني ادامه دارد، به‌طوري كه به پايين رفتن پيستون و ازدياد حجم، از فشار احتراق كاسته نمي‌شود. به بياني ديگر، ادامه احتراق در زمان طولاني‌تر بزرگ شدن حجم را جبران مي‌كند. لذا از نظر تئوري، موتور ديزل را موتور فشار ثابت مي‌گويند. به علت تداوم تزريق سوخت، فشار زمان قدرت تقريبا ثابت بوده و پيستون تا مدت بيشتري تحت تاثير فشار احتراق باقي مي‌ماند. اين حالت در نمودار 3 از نقطه مرگ بالا تا نقطه D ادامه دارد. از آنجا كه در موتور ديزل، احتراق به صورت خودبه‌خودي يعني بدون جرقه شمع يا منبعي ديگر انجام مي‌شود، سيستم سوخت‌رساني بايد
    داراي شرايط زير باشد:
    الف- سوخت، به مقدار كاملا دقيق نسبت به بار موتور، ارسال شود.
    ب- شروع تزريق، كاملا صحيح تنظيم شود
    پ- مدت تزريق، كاملا حساب شده باشد
    ت- سوخت به شكل كاملا ذره‌اي يا به صورت گرد تزريق شود
    ث- ذرات سوخت در تمام فضاي اتاق احتراق پخش شوند
    ج- كيفيت سوخت و احتراق به گونه‌اي تنظيم گردد كه بازده حرارتي، حداكثر شود. يعني دود خروجي از اگزوز داراي حداقل هيدروكربور نسوخته باشد.
    چ- مقدار تزريق سوخت با توجه به مدت پاشش و نحوه احتراق، به‌گونه‌اي هماهنگي داشته باشد كه زمان احتراق نسبتا طولاني بوده و با ازدياد حجم موتور به هنگام پايين رفتن پيستون، فشار ثابت بماند.
    احتراق و پاشش سوخت در موتور ديزل، داراي سه مرحله ذيل است:

    1. مرحله تاخير احتراق[میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]: در اين زمان، سوخت به صورت بخار درآمده و با هوا مخلوط مي‌شود. ميل‌لنگ در شروع پاشش، حدود 22 تا 30 درجه قبل از نقطه مرگ بالاست. البته در موارد جديدتر، اين مقدار به حدود 15 درجه كاهش يافته است.
    2. مرحله شروع احتراق: به علت وجود نقاط گرم محترق‌كننده، بخار سوخت مخلوط‌شده با هوا به سرعت مي‌سوزد. احتراق، اندكي قبل از نقطه مرگ بالا شروع مي‌شود (حدود 5 درجه زاويه ميل‌لنگ نسبت به نقطه مرگ بالا) و وقتي پيستون به نقطه مرگ بالا مي‌رسد، احتراق اوليه كامل شده و فشار سيلندر به حداكثر مقدار خود مي‌رسد.
    3. مرحله ادامه احتراق: سوخت‌هايي كه ديرتر تزريق مي‌شود، با ذرات سوختي كه هنوز كاملا نسوخته و نيز اكسيژن هوا مخلوط شده و عمل احتراق را تا مدتي طولاني ادامه مي‌دهند.

    برتري‌هاي موتور ديزل به موتور بنزيني
    امروزه، خودروهاي سواري ديزلي بر خودروهاي بنزيني پيشي گرفته‌اند. اين موضوع ناشي از مزاياي قابل توجه اين نوع موتورهاست كه برخي از آنها عبارتند از:

    1. در موتور ديزل، به علت متراكم شدن هوا، احتراق به صورت خودبه‌خودي صورت مي‌گيرد، اما در موتور بنزيني، به علت متراكم شدن مخلوط سوخت و هوا، افزايش فشار سيلندر در مرحله تراكم با محدوديت مواجه است. نسبت تراكم در موتور ديزل حدود 1:18 و در موتور بنزيني حدود 1:10 است.
    2. موتور ديزل، با مصرف سوخت و آلودگي كمتر، توان و گشتاور بيشتري توليد مي‌كند (نمودار 4).

    همان‌طور كه در نمودار4 ديده مي‌شود، خودروهاي سواري ديزلي با وزن حدود 1300 كيلوگرم، در مقايسه با خودروهاي بنزيني حدود 28 درصد كاهش مصرف و آلايندگي دي‌اكسيد كربن دارند. هر چه وزن خودروها بيشتر شود، اين اختلاف چشمگيرتر است.
    نمودار 4: مقايسه مصرف سوخت و انتشار CO2 خودروهاي بنزيني و ديزل براساس وزن آنها
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

    در شكل 2، مقايسه‌اي بين دو نوع خودروي مرسدس بنز مشابه با مدل‌هاي E240 (بنزيني) و E270CDI (ديزل) انجام شده است. در نمودار ميله‌اي شكل 2، قسمت‌هاي تيره‌تر مربوط به خودروي ديزل و قسمت‌هاي روشن‌تر مربوط به خودروهاي بنزيني است. شكل ظاهري اين دو خودرو، تقريبا يكسان است. همان‌طور كه در نمودار شكل 2 ديده مي‌شود، با توان يكسان، خودروي ديزلي گشتاور بيشتري توليد مي‌كند. همچنين ميزان مصرف سوخت و آلايندگي در خودروي ديزلي برتري قابل‌توجهي دارد. تنها سرعت حداكثر و شتاب‌گيري موتور بنزيني، بهتر است كه البته ميزان اين اختلاف بسيار اندك است.
    شكل 2: مقايسه فني خودروي بنز با مدل‌هاي E240 (بنزيني) و E270CDI (ديزل)
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

    در موتور ديزل، نيازي به شمع براي ايجاد جرقه نيست.

    1. موتور ديزل، قابليت تطابق با سوخت‌هاي بيشتري را دارد. از جمله اين موارد، Biomass است كه نمونه‌اي از آن روغن‌هاي خوراكي مصرف شده است.
    2. سوخت ديزل به علت سنگين بودن، با نسبت سوخت به هواي بسيار كم (حدود 04/0) نيز احتراق كامل صورت مي‌گيرد.
    3. ديزل، ارزان‌تر از بنزين است. در كشور ما اين موضوع به وضوح مشهود بوده و در كشورهاي اروپايي نيز مورد توجه است. نمودار 5، مقايسه قيمت بنزين و سوخت ديزل را نشان مي‌دهد.

    نمودار 5: مقايسه قيمت سوخت ديزل و بنزين در اروپا و امريكا
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

    امروزه مفهوم استفاده از موتورهاي ديزل آن‌طور كه بايد جا نيفتاده است. نه‌تنها مزاياي موتور ديزل زياد است بلكه دقت ساخت اين نوع موتورها نيز بسيار بالاست. از سوي ديگر، نگهداري از موتورهاي ديزل مشكل بوده و در صورت صدمه ديدن اجزاي موتور، هزينه‌هاي تعمير آن زياد مي‌باشد. اين موارد، قيمت اوليه موتور را بالا مي‌برد. به‌رغم اذعان استفاده‌كنندگان موتور ديزل كه از كاركرد موتور، مصرف كم و هزينه‌هاي اندك آن بسيار راضي هستند، اين موضوع به طور چشمگيري بر ديدگاه مشتريان براي ترجيح در خريد خودروي ديزلي يا بنزيني، تاثير مي‌گذارد.
    در اين زمينه به جاي موضوع فوق، چند موضوع زير را بايد در ديدگاه مشتريان پررنگ‌تر كرد:
    الف- قيمت اوليه موتور ديزل، بيشتر از موتور بنزيني است.
    ب- مزاياي استفاده از سوخت ديزل در مقايسه با بنزين در راستاي منافع اقتصادي كشور، قابل توجه است.
    پ- قيمت سوخت ديزل بسيار كمتر از بنزين است.
    ت- با سوخت ديزل مسافت بيشتري را مي‌توان با خودرو طي نمود.
    ث- موتور ديزل، پتانسيل بيشتري براي استفاده از سوخت‌هاي تجديدپذير نظير Biomass دارد.
    تمامي موارد فوق نشان مي‌دهند كه به‌رغم تعبير اوليه مشتريان از قيمت بالاي خودروهاي ديزلي، اين نوع خودروها اقتصادي‌تر هستند. مثال زير نيز اين موضوع را به‌خوبي نشان مي‌دهد. براي دو مدل مقايسه شده در شكل 2 مقايسه‌اي قيمتي نيز انجام شده است.
    خودروي ديزل مرسدس بنز E270CDI حدود 700 يورو گران‌تر از خودروي بنزيني مرسدس بنز E240 است. مصرف سوخت مدل ديزلي 5/6 ليتر در 100 كيلومتر بوده، اما مصرف سوخت مدل بنزيني 7/10 ليتر در 100 كيلومتر است. قيمت سوخت در اروپا به ازاي هر ليتر براي سوخت ديزل 89/0 يورو و براي بنزين 03/1 يورو است. با فرض اين‌كه اين دو خودرو در سال 15 هزار كيلومتر مسافت طي كنند. مبلغ 700 يورو پس از يك‌سال جبران شده و از سال دوم، خودروي ديزل به صرفه‌تر خواهد بود.
    نتيجه‌گيري
    پيشتازان خودروي ديزل در دنيا، اروپا، امريكاي شمالي و ژاپن هستند و استفاده از اين خودرو با توجه به مزاياي آن با سرعت چشمگيري رو به افزايش است. با اين تفاسير ديري نمي‌پايد كه ايران نيز به ناچار به اين سمت حركت مي‌كند. لذا به نظر مي‌رسد از هم‌اكنون بايد مبناهاي حركتي به سمت تكنولوژي‌هاي خودروي ديزل، فراهم آيند. در كشور ما، گازوئيل به عنوان سوخت ديزل از مرغوبيت بالايي برخوردار نيست. بالا بودن ميزان سولفور در گازوئيل، باعث استهلاك زودرس موتور و بوي نامطبوع خروجي آن است. اين موارد باعث مي‌شوند تا خودروي ديزل پس از مدتي برتري‌هاي خود را در مقايسه با خودروي بنزيني از دست داده و عملكرد بدي پيدا كند. بنابراين، براي استفاده از خودروهاي ديزل در ايران، لازم است زيرساخت‌هايي فراهم شود تا گازوئيل با سولفور بسيار پايين و مطابق با استانداردهاي جهاني توليد شود. از طرفي ديگر، چون خودروهاي ديزل با سوخت CNG نيز همخواني دارند، استفاده از موتورهاي ديزل با ديگر مسائل جاري، تقابلي ايجاد نمي‌كند.
    از ديدگاهي ديگر، چون ژاپن از لحاظ تحقيقات تكنولوژيك در زمينه موتورهاي ديزل ژاپن پيشتاز است، به نظر مي‌رسد كه در كنار عمليات صنعتي، بخش تحقيقات دانشگاه و صنعت نيز بايد شروع به فعاليت كرده و از عمليات اجرايي صنعتي پيشي بگيرند.

    منابع
    1- Robert Bosch, "Automative handbook", Bentley Publisheres; 5th edition, 2000
    2- R.Bosch, "Diesel fuel injection", Robert Bosch GMbH,1st edition, 1994
    3- Perry O .Black, "diesel engine manual;, D.B.Taraporevala Sons& Private Ltd.1964
    4- L.R.C Lilly, "Diesel engine reference book", Butterworth and Co Ltd, 1984
    5- J.I.Ramos, "Internal combustion engine modeling", Hemisphere Publishing Corporation, 1989

    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  9. #28
    تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

    تاریخ عضویت
    28-09-2009
    نوشته ها
    9,234
    مهندسی مکانیک
    سیستم های انرژی
    امتياز طلايي
    25
    سپاس
    1,732
    1,897 سپاس در 664 پست
    امتياز:48015Array


    پیش فرض اتاقهای احتراق موتور دیزل

    مراحل احتراق سوخت در موتورهای دیزل به نحوی طراحی می شود که افزایش فشار به طور ناگهانی جلوگیری شود در ضمن عملیات شیمیایی احتراق باید کامل و به سرعت پیشرفت کند به این منظور طرح های مختلفی برای اتاق احتراق موتور دیزل در نظر گرفته شده است

    1- موتور دیزل با اتاق احتراق باز یا تزریق مستقیم

    2- موتور دیزل با اتاق احتراق تقسیم شده یا تزریق غیر مستقیم

    Hey you...Don't tell me there is no hope at all

    Together we stand...Divided we fall








  10. #29
    تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

    تاریخ عضویت
    28-09-2009
    نوشته ها
    9,234
    مهندسی مکانیک
    سیستم های انرژی
    امتياز طلايي
    25
    سپاس
    1,732
    1,897 سپاس در 664 پست
    امتياز:48015Array


    پیش فرض

    موتور دیزل با اتاق احتراق باز
    در این نوع محفظه احتراق در یک جا بوده , انقدر کوچک است که در موقع تراکم فشار نسبی زیادی همراه با درجه حرارت بالا تولید کرده , سوخت تزریق شده را به سرعت محترق می کند.
    در این اتاق ها هوا با چرخش زیاد که از طریق مجراهای مارپیچی و یا سوپاپ های لبه دار می گذرد وارد شده حرکت گرد بادی را به وجود می اورد.
    موتور دیزل با اتاق احتراق باز یا تزریق مستقیم که در موتورهای سنگین و صنعتی مصرف گسترده ای دارد و کیفیت احتراق در این روش به موارد زیر بستگی دارد:
    1- حرکت چرخشی هوا در زمان تراکم
    2- نحوه پاشیدن سوخت از نظر شکل , ذرات و فشار
    3- اختلاط سوخت , هوا و سرعت تبخیر سوخت
    در موتور دیزل سوخت با تزریق مستقیم روی پیستون پاشیده می شود لذا حساسیت احتراق نسبت به نحوی پودر شدن بسیار شدید است بنابراین لازم است از سوخت پاش هایی استفاده شود که سوخت را به صورت کاملا پودری شکل تزریق می کنند به علاوه چون حرکت چرخشی هوا برای سرعت اختلاط ان با سوخت الزامی است برای انجام این کار طرح های مختلفی به کار می برند

    روش مان
    روش مان طرح جدیدتری در نوع اتاق احتراق باز محسوب می شود که از سال 1924 در کشور آلمان برای موتورهای کوچک که سرعت نسبتا زیادی دارند ساخته شده است این طرح با انواع دیگر تفاوت های بسیاری دارد یعنی سوخت به طور مماسی در سطح کروی پیستون پاشیده شده , بلافاصله پخش می شود در این طرح تاخیر احتراق عادی است و مصرف سوخت کم و بازده حرارتی نسبتا زیاد است .
    سوخت به طور مماسی به سطح کروی پیستون پاشیده شده با هوای چرخشی به وسیله ی سوپاپ لبه دار به موتور هدایت شده مخلوط می گردد


    Hey you...Don't tell me there is no hope at all

    Together we stand...Divided we fall








  11. #30
    تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

    تاریخ عضویت
    28-09-2009
    نوشته ها
    9,234
    مهندسی مکانیک
    سیستم های انرژی
    امتياز طلايي
    25
    سپاس
    1,732
    1,897 سپاس در 664 پست
    امتياز:48015Array


    پیش فرض

    موتور دیزل با اتاق احتراق تقسیم شده

    موتوری است که محفظه ی احتراق آن به چند قسمت تقسیم شده است و بین هر قسمت گلوگاه محدود کننده به وجود امده است به طوری که در مرحله ی احتراق بین قسمت ها اختلاف فشار به وجود می آید در این طرح ها احتراق از محفظه ی فرعی یا قبلی شروع شده به علت کوچکی محفظه اولیه با سرعت زیاد از گلوگاه به محفظه اصلی در روی پیستون دمیده می شود.
    موتور دیزل محفظه ی احتراق تقسیم شده در موتورهای کوچک با دور زیاد کاربرد دارد
    خصوصیات این اتاقها به این صورت می باشد
    1- افزایش سرعت چرخشی هوا در زمان تراکم به دلیل داشتن گلوگاه بین محفظه های احتراق
    2- مرحله ی اول و دوم احتراق به سرعت انجام گرفته , فشار احتراق به شدت بالا می رود
    3- اختلاط سوخت و هوا در دو مرحله انجام می گیرد
    الف احتراق مقدماتی و ناقص , سوخت چند درجه قبل از نقطه ی مرگ بالا به محفظه قبلی تزریق گردیده عمل احتراق شروع می شود به این دلیل که حجم محفظه ی قبلی کوچک است فشار به سرعت و تا حدودpsi 1000 یا 70 اتمسفر بالا می رود
    ب در اثر بالا رفتن فشار محفظه ی اولیه سوخت ناقص همراه گازها با سرعت زیاد از گلوگاه وارد محفظه ی اصلی می شود به علت سرعت زیاد هوای چرخشی عملیات شیمیایی احتراق به سرعت تحقق پذیرفته احتراق اصلی تکمیل می شود
    4-به دیل گرم بودن قسمتی از محفظه اولیه شروع احتراق به سرعت انجام پذیرفته تاخیر احتراق کاهش می یابد قطعات بکار برده شده معمولا از فولاد سخت و مقاوم در برابر حرارت و ضد زنگ در مقابل عناصر شیمیایی ساخته شده اند و به نحوی در سرسیلندر جا سازی می شوند که انتقال حرارت کم تری با انها انجام گیرد در نتیجه قسمت داخلی محفظه ی اولیه گرم مانده سرعت شروع احتراق افزایش می یابد در شروع کار به علت سرد بودن دیواره محفظه ی اولیه موتور روشن نمی شود که با طرح شمع گرم کن می توان این مشکل را برطرف نمود شمع گرم کن در موقع استارتر زدن برای مدت کوتاهی روشن شده موضع سرخی را در مقابل مسیر پاشیده شدن به وجود می اورد و باعث روشن شدن سریع موتور می گردد.

    Hey you...Don't tell me there is no hope at all

    Together we stand...Divided we fall








صفحه 3 از 5 نخستنخست 12345 آخرینآخرین

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

موضوعات مشابه

  1. نرم افزار رسم دیاگرام سیم پیچی موتور - motosoft
    توسط CleMent در انجمن دانلود نرم افزارهای مهندسی برق
    پاسخ ها: 3
    آخرين نوشته: 16-08-2016, 20:26
  2. مرجع:انواع موتور هواپیما و فضا پیما
    توسط EN-EZEL در انجمن پیشرانش
    پاسخ ها: 20
    آخرين نوشته: 08-03-2012, 21:05
  3. پاسخ ها: 5
    آخرين نوشته: 10-02-2012, 15:53
  4. پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: 12-06-2010, 14:57
  5. اطلاعاتی درباره موتورهای هواپیما
    توسط .Godfather. در انجمن نیروی هوایی
    پاسخ ها: 1
    آخرين نوشته: 20-04-2010, 21:30

کلمات کلیدی این موضوع

Bookmarks

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •