بانک ماشین آلات پتروشیمی بندر امام


مزیت استفاده از توربو شارژر و سوپر شارژر

Sunday, February 11, 2007

 

مزیت استفاده از توربو شارژر و سوپر شارژر

 

توربوشارژ:   Turbocharger

 

 

 

INTERCOOLER

 

خنک کننده میانی = اینتر کولر INTERCOOLER

 

در موتورهای دیزلی که از توربو شارژر و یا سوپرشارژر استفاده می کنند .بعلت اینکه فشرده شدن هوا باعث گرم شدن آن می شود و این هوای گرم حجم بیشتری را اشغال می کند همین امر باعث می شود که در امر تراکم در سیلندر اثر منفی داشته باشد . برای برطرف کردن این اثر منفی از یک خنک کننده میانی – اینترکولر-  بین موتور و توربوشارژر( سوپرشارژ) استفاده می شود و به این ترتیب هوای فشرده شده خنک می شود و با کاهش حجم موارد بالا پیش نمی آید و  بدین ترتیب گشتاور و قدرت موتور افزایش می یابد .

 

 

توربوشارژر یک کمپرسور می باشد که توان خروجی موتورهای احتراق داخلی را در اثر افزایش میزان جرم هوا و سوخت ورودی به موتور افزایش می دهد. یکی از مزایای بزرگ توربوشارژرها آن است که افزایش قدرت خروجی موتور آنها در مقایسه با وزن آنها بسیار ناچیز است و این یکی از دلایلی است که باعث شده توربوشارژرها تا این اندازه محبوب و معروف گردند.(شکل ۱ را نگاه کنید)

شکل ۱ -  یک نمونه از توربوشارژر

 

طرز کار  توربوشارژر:

یک توربوشارژر از یک کمپرسور گریز از مرکز و یک توربین گازی تشکیل شده است که توربین گازی توسط پیچ به مانیفولد دود متصل می شود و گازهای خروجی از موتور باعث چرخش توربین گاز شده و به سبب آن کمپرسور که توسط یک شفت به توربین گازی متصل است شروع به چرخش نموده و هوای محیط را مکش کرده و سپس آن را متراکم کرده و به طرف موتور می فرستد و هوای ورودی بیشتر به موتور به معنی سوخت بیشتر به داخل موتور و هوا و سوخت بیشتر به معنی انرژی و قدرت خروجی موتور می باشد. سرعت چرخش توربین با توجه به استفاده توربوشاررژ می تواند متفاوت باشد و اکثراً دارای سرعتهای چرخش بالا هستند به همین دلیل باید از یاتاقانهای مخصوصی استفاده گردد که بتواند نیروی حاصل از چرخش شقت را تحمل کند که معمولاً از یاتاقانهای سیال (fluid  bearing) استفاده می شود. در یاتاقانهای سیال بین شفت و یاتاقان یک لایه روغن قرار دارد که روغن فوق دو وظیفه مهم بر عهده دارد:      

  ۱- باعث خنک شدن شفت و سایر قسمتهای توربوشارژر می شود  

  ۲- باعث از بین رفتن اصطکاک بین شفت و یاتاقان هنگام چرخش می شود.(شکل ۲ را نگاه کنید)

 

 

شکل ۲- داخل یک توربوشارژر

 

 

طراحی یک توربوشارژر:

 

۱- تقویت بیش از اندازه:

 اگر فشار تولیدی توربوشارژر خیلی زیاد باشد همان طور که می دانید این امر باعث بالا رفتن درجه حرارت هوای ورودی به موتور شده و در نتیجه سوخت قبل از آن که توسط شمع محترق شود دچار خودسوزی شده که به پدیده فوق ضربه (Knocking) می گویند که برای جلوگیری از پدیده فوق می بایست از بنزین با درجه اکتان بالاتر استفاده نموده و یا نسبت تراکم موتور را کاهش دهیم.

۲- پس افت (Lag):

یکی از مشکلات توربوشارژر آن می باشد که توربوشارژرها نمی توانند یک قدرت فوری را زمانی که شما پدال گاز را فشار می دهید، ایجاد نمایند و مدت زمانی طول می کشد تا توربین گاز چرخیده و هوای متراکم شده را به داخل موتور بفرستد. به همین خاطر شما در اول حرکت خودروی خود احساس یک حرکت ناگهانی به طرف جلو می کنید. دلیل این موضوع نیروی اینرسی (واماندگی) قسمت چرخنده توربین گاز می باشد. اما می توانیم با تمهیداتی نیروی اینرسی را کاهش داده تا توربین گاز بتواند در مدت زمان کوتاهی شتاب گرفته و دیگر پدیده پس افت ایجاد نشود، که در زیر به مواردی اشاره می کنیم:

 

الف) استفاده از توربوشارژرهای کوچک به جای توربوشارژرهای بزرگ:

 یکی از راههای که می توانیم نیروی اینرسی توربین گاز را کاهش دهیم آن است که از توربوشارژرهای کوچک استفاده نمائیم زیرا توربوشارژرهای کوچک سریعتر شتاب گرفته و در دور پائین موتور تقویت بهتری ایجاد می نمایند اما نمی توانند تقویت بیشتری را در دورهای بالای موتور که ما نیاز به وارد نمودن حجم بیشتری از هوا به موتور هستیم را تولید کنند و نیابد دور توربین گاز در آنها خیلی بالا رود. در جاهائی که ما نیاز به شتاب بالا در توربین گاز و مقدار بیشتری از هوای ورودی به موتور داریم می توانیم از دو توربو شارژر کوچک که به صورت مجزا از یکدیگر می باشند، استفاده نمائیم که شرکتهای خودروسازی همچون تویوتا، آئودی، مزدا این نوع توربوشارژر را در برخی از تولیدات خود به کار برده اند. به توربوشارژرهای فوق توربوشارژرهای دوقلو (Twin Turbocharger) نیز می گویند.

 

ب) استفاده از توربین گاز با پره های سرامیکی:

همان طور که می دانید توربین گاز با پره های سرامیکی سبکتر از توربین گاز با پره های فولادی هستند در نتیجه این امر باعث می شود که توربین گاز سریعتر شتاب گرفته و نیروی اینرسی کاهش یابد.

 

ج) استفاده از یاتاقانهای توپی (Ball Bearing) به جای یاتاقانهای سیالی:

 برخی از توربوشارژرها از یاتاقانهای توپی به جای یاتاقانهای سیالی استفاده می کنند که یاتاقانهای فوق بسیار دقیق و از مواد پیشرفته و خاصی ساخته شده اند تا بتوانند سرعت و حرارت شفت را کنترل نمایند. یاتاقانهای توپی باعث می شوند که شفت با اصطکاک کمتری بچرخد و همچنین این نوع یاتاقانها به ما اجازه می دهد تا از شفتهای کوچکتر و سبکتر استفاده نمائیم که امر فوق باعث می شود تا توربین گاز با شتاب بیشتری چرخیده و نیروی اینرسی آن کاهش یابد.

 

د) استفاده از توربوشارژرهای ترتیبی (Sequential Turbocharger):

 برخی از موتورها از دو توربوشارژر با اندازه مختلف استفاده می کنند که توربوشارژر کوچکتر در دور پائین موتور تا پس افت را کاهش دهد استفاده دارد اما توربو شارژر بزرگتر در دورهای بالاتر موتور که نیاز به تقویت و حجم بیشتری از هوا داریم کاربرد دارد. این نوع توربوشارژر در ب.ام.و سری 5 مدل 535d استفاده شده است.

 

مکانیزم کنترل توربین گاز (Waste Gate):

بسیاری از توربوشارژر خودروها یک سوپاپ بایپس یا گذرگاه فرعی(Waste Gate) دارد که باعث می شود در توربوشارژرهای کوچک میزان چرخش آنها از حد مجازی تجاوز نکند. در واقع سوپاپ بایپس فشار داخل توربین گاز را حس کرده و اگر فشار آن بالا باشد سوپاپ فوق باز شده و مقداری از گاز را به خارج از محفظه توربین گاز هدایت می کند تا این که فشار به میزان مطلوبی برسد.

 کولر داخلی (Inter Cooler):

همان طور که می دانید زمانی که هوا فشرده می شود آن گرم شده و منبسط می شود اما هدف از استفاده توربوشارژرها افزایش میزان چگالی ورودی به موتور (تعداد بیشتری از مولکولهای هوا) می باشد. به همین خاطر از کولرهای داخی استفاده می کنند تا هوای فشرده خروجی از کمپرسور را خنکتر کند تا میزان چگالی آن افزایش یابد. (شکل ۳ را ببینید)

 

شکل۳- مدار یک سیستم تقویت کننده (توربوشارژر) به همراه کولر داخلی

 

 

ب) سوپر شارژ (Supercharge)

ساختار موتورهای سوپر شارژ مشابه توربو شارژ است با این تفاوت که در سوپر شارژها توربین وجود ندارد و کمپرسور قدرت خود را مستقیما (با استفاده از تسمه یا زنجیر) از موتور گرفته و هوای ورودی به سیلندر را فشرده می کند.

با این که استفاده  از سوپر شارژها مقداری از قدرت موتور را میگیرد اما در موارد خاص که ایجاد سرو صدای کمتر مهم بوده یا قیمت تمام شده از اهمیت بیشتری برخوردار است یا فضای کمی در محفظه موتور موجود باشد از سوپر شارژ استفاده می کنند.

در مجموع با توجه با این که توربو شارژها از انرژی گاز خروجی که بلا استفاده است, استفاده می کنند از بازده بهتری برخوردار میباشند

 

 


محمد توکلی

موتورهای دیزلی مدرن

Diesel: What is it?

 

موتورهای دیزلی مدرن

نسل جدید موتورهای دیزل

 

مقدمه :

اختراع موتورهای دیزل در آلمان و  در دهه 1890 توسط دکتر رودلف دیزل صورت گرفت و هم اکنون دیزل  بعنوان موتورهایی با  توانایی و تحمل زیادی  , عمر طولانی و صرف اقتصادی شتاخته شده اند و نیز به این دلیل است که استفاده از آنها درانواع کامیون ها تراکتورها و اتوبوس ها عمومیت پیدا کرده است .

Modern diesel engines

There are two classes of diesel and gasoline engines, two-stroke and four-stroke. Most diesels generally use the four-stroke cycle, with some larger diesels operating on the two-stroke cycle, mainly the huge engines in ships. Most modern locomotives use a two-stroke diesel mated to a generator, which produces current to drive electric motors, eliminating the need for a transmission. To achieve operational pressure in the cylinders, two-stroke diesels must utilize forced aspiration from either a turbocharger or supercharger. Diesel two-strokes are ideal for such applications because of their high power density--with twice as many power strokes per crankshaft revolution compared to a four-stroke, they are capable of producing much more power per displacement.

Normally, banks of cylinders are used in multiples of two, although any number of cylinders can be used as long as the load on the crankshaft is counterbalanced to prevent excessive oscillation|vibration. The inline-6 is the most prolific in medium- to heavy-duty engines, though the V8 and straight-4 are also common. Small-capacity engines (generally considered to be those below 5 litres in capacity are generally 4- or 6-cylinder types, with the 4-cylinder being the most common type found in automotive uses. 5-cylinder diesel engines have also been produced, being a compromise between the smooth running of the 6-cylinder and the space-efficient dimensions of the 4-cylinder. Diesel engines for smaller plant machinery, boats, tractors, generators and pumps may be 4-, 3-, 2-cylinder types, with the single cylinder diesel engine remaining for light stationary work.

The desire to improve the diesel engine's power-to-weight ratio produced several novel cylinder arrangements to extract more power from a given capacity. The Napier Deltic engine, with three cylinders arranged in a triangular formation, each containing two opposed-action pistons, the whole engine having three crankshafts, is one of the better known. The Commer van company of the United Kingdom developed a similar design for road vehicles. The Commer engine had 3 horizontal in-line cylinders, each with two opposed action pistons and the engine had two crankshafts. Whilst both these designs succeeded in producing greater power for a given capacity, they were complex and expensive to produce and operate, and when turbocharger technology improved in the 1960s this was found to be a much more reliable and simple way of extracting more power.

As a footnote, prior to 1949, Sulzer started experimenting with two-stroke engines with boost pressures as high as 6 atmospheres, in which all of the output power was taken from an exhaust turbine. The two-stroke pistons directly drove air compressor pistons to make a positive displacement gas generator. Opposed pistons were connected by linkages instead of crankshafts. Several of these units could be connected together to provide power gas to one large output turbine. The overall thermal efficiency was roughly twice that of a simple gas turbine. (Source Modern High-Speed Oil Engines Volume II by C. W. Chapman published by The Caxton Publishing Co. Ltd. reprinted in July 1949)

 

 

بعد از اختراع موتورهای بنزینی  حدود 16 سال بعد و در سال  1892 ایده اختراع موتورهای گازوئیلی که امروزه به نام موتورهای دیزلی از آنها نام می بریم نیز تحقق پیدا کرد و امروزه بخش عمده ای از حمل و نقل بار و مسافر با استفاده از همین موتورها انجام می گیرد . و با پیشرفت هایی فنی که در زمینه کنترل و مدیریت سوخت انجام گرفته است و نیز بهبودهایی که در زمینه بهسوزی بوجود آمده است استفاده از موتورهای دیزلی درخودروهای سبک و سواری هم این روزها معمول شده است اما  ایده استفاده از دیزل را ما مدیون کارهای مهندس آلمانی رودلف دیزل هستیم

اما هدف رودلف دیزل این بود  که موتوری با راندمان بالاتر نسبت به موتورهای بنزینی که آن زمان راندمان کمی داشته است بسازد .

 اما موتورهای اختلاف های عمده بین موتورهای بنزینی و گازوئیلی عبارتند از:

 

موتورهای بنزینی مخلوط سوخت و هوا را مکش کرده و پس از متراکم نمودن، با جرقه شمع آن را محترق می سازند. موتورهای دیزلی تنها هوا را مکش نموده، آن را متراکم می کند سپس سوخت را با فشار بالا در این هوای فشرده تزریق می نماید. حرارت ناشی از هوای فشرده به محض ورود سوخت آن را محترق می سازد.

نسبت تراکم موتورهای بنزینی بین 8 تا 12 می باشد در حالیکه نسبت تراکم در موتورهای دیزل بین 14 تا 25 می باشد و هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد موتور دیزل راندمان بهتری خواهد داشت.

موتورهای بنزینی یا از سیستم کاربراتوری استفاده می کنند که در آن هوا و سوخت قبل از ورود به سیلندر با هم مخلوط می شود یا از سیستم  انژکتوری که سوخت را بصورت پودر در درون سیلندر می پاشد استفاده می کنند

که بهر حال هوا و سوخت با هم مخلوط می شوند و سپس متراکم می گردنداما این کار در موتورهای دیزل به گونه ای دیگر صورت می گیرد

 و ابتدا هوای مکیده شده بدرون سیلندر فشرده می شود آنگاه سوخت بدرون این هوای گرم و فشرده پاشیده می شود و که همین گرما باعث احتراق موتور می شود و دقیقا به همین علت است که موتورهای  دیزلی شمع ندارند و تنها دراثر  حرارت ناشی ازهمین  هوای متراکم شده است که عمل احتراق انجام می گیرد سعی شده است که از چنین سازوکاری در موتور های بنزینی هم استفاده شود .

 

انژکتور در موتورهای دیزلی

یکی از مهم ترین و حساس ترین قطعات در موتورهای دیزلی همان سیستم تزریق سوخت یا انژکتور است . اما طراحی و طرز کار انژکتور در موتورهای مختلف متفاوت است و محل نصب و قرار گیری آن نیز فرق می کند . نکته اینجاست که انژکتور باید به گونه ای کار گذاشته شود که در

برابر فشار و دمای بالای درون سیلندر مقاومت داشته و سوخت را بصورت مناسب به هوای فشرده وارد نماید.

نیز برای ترکیب بهتر هوا و سوخت باید در این مخلوط هوا بصورت  گردابی  در آید تا ذرات سوخت ,  توزیع مناسب خود را داشته باشند  .

به همین جهت است که برای انجام این کار در موتورهای دیزل تمهیدات خاصی در نظر گرفته شده است .

دراین موتورهای دیزل سوپاپهای مکش مخصوص با  محفظه پیش احتراق و دیگر تجهیزات برای چرخش مناسب هوا درون محفظه احتراق و بهبود فرآیند احتراق بکار گرفته شده است.

یکی از مزیت های عمده موتورهای دیزل این است که نسبت تراکم درآنها بالاتر از موتور بنزینی است  و همین امر می تواند قدرت بیشتری را تولید نماید. در حالیکه در موتورهای بنزینی بدلیل مخلوط بودن سوخت و هوا , نمی توانیم این مخلوط را به هر نسبتی متراکم کنیم و از این نظر محدودیت داریم که باعث احتراق ناقص و ایجاد ضربه در موتور می شود . .

 

در بعضی از موتورهای دیزل یک المنت الکتریکی درون سیلندر وجود دارد. هنگامی که موتور سرد است و فرآیند تراکم نمی تواند به اندازه کافی دمای هوا را جهت احتراق بالا ببرد، این رشته ملتهب که بصورت الکتریکی گرم می شود به فرآیند احتراق کمک می کند تا به هنگام سرد بودن موتور به کار گرفته شود . .

 

امروزه در موتورهای پیشرفته دیزل سیستم سوخت رسانی بصورت کامل تحت نظارت کیت الکترونیکی بنام fuel management system  می باشد که این سیستم  با در نظرگرفتن شرایط کار موتور و نقطه مرگ بالا و پائین اطلاعات لازم را دریافت کرده و فرمان لازم را به انژکتورها می دهد .

.

 

 سوخت مورداستفاده  در موتور های دیزلی را نفت گاز    gas oil گازوئیل است که هم   نسبت به بنزین سنگین ت است و هم چرب است

وبه همین جهت  قابلیت تبخیر آن نسبت به بنزین  خیلی کمتر است.

همچنین نقطه جوش گازوئیل از آب بالاتر می باشد. از آنجا که تعداد کربنهای گازوئیل بیشتر از بنزین می باشد  فرمول بنزین C8H18 و گازوئیل C14H30 ) است و به همین جهت عمل پالایش آن نیز سریعتر از بنزین است چون از برش هایی است که در برج تقطیر پائین تر از بنزین قرار دارد  و بنابراین قیمت آن از بنزین ارزان تر است .

 

 

 چگالی گازوئیل  بیشتز از بنرین است و به همین جهت  انرژی بالاتری نسبت به بنزین در دخود جا می دهد ضمن اینکه بازدهی بهتر موتور دیزل از جمله مزایای استفاده از دیزل بجای موتور بنزینی است . .

 

طی سالهای اخیر  فروش خودروهای  سواری دیزلی  خصوصا در اروپا افزایش زیادی داشته است بطوریکه  در سال 2001 فروش این خودروها در اروپای غربی با تولید 5.45 میلیون خودرو 12% رشد داشته که حدود 36.1% فروش کل خودروهای سواری را شامل می شده است .

 در سال 2002 این رقم به حدود 6 میلیون خودرو رسیده که رشدی 9% درصدی داشته است . و کم کم رفم فروش خودروهای سواری دیزلی به 50% نزدیک می شود . شرکت های بنز و فولکس واگن و آیودی در این زمینه پیشتاز هستند . دلیل این استقبال زیاد از موتورهای دیزل واضح است بحران انرژی و موضوع صرفه جویی در مصرف سوخت و نیز نگرانی هایی که در مورد پاکیزگی محیط زیست وجود دارد از جمله این دلایل است .

...............................

منابع :

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_Engine

http://cars.about.com/od/dieselvehicles/a/What_is_diesel.htm

 

 

 

 

 

 

 


محمد توکلی

تغییر از موتورهای بنزینی به گازوئیلی :

گرایش آمریکای شمالی به استفاده ار موتورهای دیزلی

 

Report shows small US shift to diesel

تغییر از موتورهای بنزینی به گازوئیلی :

گرایش آمریکای شمالی به استفاده ار موتورهای دیزلی

 

مقدمه :

فن آوری بسرعت در  حال رشد است و در این میان روشهای ساخت خودور بشدت دستخوش تغییرات شده است که این امر علل فراوان دارد از جمله موضوع سوخت و انرژی و صرفه جویی در مصرف سوخت و قوانین زیست محیطی که هر روز سخت گیرانه تر می شوند و توسعه ای که در ساخت دیزل های جدید بدست آمده است همه و همه باعث شده است که رویکرد ساخت خودروهای سواری به سمت خودروهای دیزلی گرایش پیدا کند این امر از دهه 80 ابتدا در اروپا شروع شد و بتدریج با تکمیل و بهتر شدن موتورهای دیزل به آمریکا هم سرایت کرد .

موتورهای دیزلی بدلیل  گشتاور بالایی که تولید می کنند وسایل بسیار مناسبی برای استفاده در ماشینهای سنگین و از جمله کامیون ها و کرین های هستند هر چند در زمان قدیم شرکتهای خودرو سازی مانند ینز مدلهای خودروی دیزلی را ساخته بودند که ( بنز 190 آن هنوز هم در ایران موجود است ) اما اینگونه خودرو بدلیل ایجاد سرو صدای زیاد و دود زا بودن و تیز بخاطر اینکه شتاب و سرعت لازم را ایجاد نمی کردند و محدودیت های دیگری داشتند چندان مورد استقابل قرار نگرفتند .

اما هم اکنون با توسعه فن آوری این امکان فراهم شده است که اشکالات یاد شده برطرف شود و از مزایای دیزل استفاده بیشتری شود هم اکنون بخش عمده ای زا خودروهایی که در بازار اروپا به فروش میرود یعنی بیش را نیمی از خودورها ازنوع دیزلی هستند . و جای بسی تاسف است که فن آوری که بیش از دو دهه پیش در ارو.پا و آرمیکا شروع شده است هنوز حتی امواج آن هم به ایران نرسیده است . و ما هنوز با یک فاصله چندین دهه ای به مونتاژ خودروهای از رده خارج اروپا ی و یا کره ای مشغول هستیم و این در حالی است که هم اکنون حدود نیمی از بنزین مصرفی را باید وارد کنیم ( طبق گزارشی که همین امروز وزیر نفت ارائه داده است تولید بنزین در اتیران حدود 40 میلیون لیتر در روز است حال آنکه مصرف ان حدود 70 میلیون لیتر در روز  است )و این تفاوت باید به قیمت گزاف از خارج وارد شود و اگر ساخت خودورهای داخلی از هم اکنون به سمت دیزل تغییر پیدا کند می توان تا این مشکل را بطور کلی برطرف کرد . ضمن اینکه ما گزینه های دیگری هم داریم از جمله استفاده زا خودورهایی که با سوخت CNG کار کنند و یا فن آوری ساخت خودروهای ترکیبی ( هیبریدی ) که با توجه به آفتاب فراوانی که د رایران است استفاده از پانل های خورشیدی و فتوسل می تواند بسیار سودمند باشد .

لازمه این کار دستیابی به فن آوری مدرن است که باید به طریق ممکن کسب شود و برای همیشه با این کارهایی که صرفا جنبه مونتاژ و کپی برداری و مهندسی معکوس دارد و اتفاقا همه انها هم از رده خراج و قدیمی است خداحافظی کنیم . هر چند ما در ردیف کشورهای صنعتی قرار نداریم اما این دلیل نمی وشد که مردم را از استفاده کردن از بهترین فن آوری روز دنیا محروم کنیم . ما یا این فن آوری را کسب می کنیم و یا باید درها را باز کنیم تا مردم از بهترین خودورهای روز دینا استفاده کنند راه سومی وجود ندارد !

در اینجا منتخبی از گزارش ریکاردو در مورد توسعه موتورهای دیزل اورده شده است تا خوانندگان از روند رو به رشد این فن آوری در اروپا و آمریکا آگاه شوند .

 

گزارشات سالانه ای را که  ریکاردو رائه می دهد  اگر چه مربوط به اروپا ست اما این گزارش نشان می دهد که در آمریکای شمالی نیز بازارهای ساخت خودورهای سواری به سمت دیزلی شدن در حال تغییر است .

همین چند سال قبل بود که حتی بحث گازوئیلی شدن خودروهای سواری  در بازار ایالات متحده ، غیر قابل باور بود . اما رشد فن آوری تولید خودورهای سواری دیزلی با چنان سرعتی در اروپا صورت گرفت که باعث شد علاقه به تولید اینگونه خودورها در آمریکا هم بوجود آید .

رواج ساخت اینگونه خودورها ( که خودروهای وانت را هم شامل می شد ) از سال 1981 شروع شد و در ان زمان 6% خودروها را شامل می شد در صورتیکه در اروپا این رقم به 10% می رسید .

اما اشکالاتی که در آن زمان یعنی حدود 25 سال پیش ، خودروهای دیزلی داشتند و از جمله : داشتن سر و صدای زیاد ، دود زیاد در خروجی و عملکرد ضعیفی که داشتند باعث شد که خودروهای سواری دیزلی رد آمریکا با استقبال چندانی مواجه نشوند .

و اینگونه دیزل ها از نظر صرفه جویی در میزان سوخت و اینکه قیمت گازوئیل از بنزین ازران تر است با صرفه تر هستند

اما تغییرات زیادی که در فن آوری ساخت موتورهای دیزل صورت گرفته است اکنون باعث شده است علاقه جدیدی در آمریکا خصوصا برای استفاده در خودورهای ورزشیSUVs (sport utility vehicles)  و وانت بوجود آید چون در اینگونه خودروها ، داشتن گشتاور بالا یک عامل کلیدی است .

امروزه نیاز به داشتن خودروهایی با  گشتاور بالای دیزلی که 20 تا 50% از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر هستند باعث رواج اینگونه خودروها شده است . امری که در آمریکای شمالی از اهمیت بیشتری برخوردار است و بقاعث می شود که دارندگان خودرو مصرف سوخت اشان یک سوم کمتر شود .

 این امر برای سازندگان خودرو هم مفید است چون آنها می توانند به این طریق از پس تامین استانداردهایی از جمله : صرفه جویی در سوخت CAFE (corporate average fuel economy هم بر آیند و به این ترتیب سهم بیشتری از بازار فروش را در اختیار خود بگیرند .

دولت نیز از این رهگذر منتفع می شود چون ارنی خودروها باعث کاهش انتشار گاز co2 می شود و نیاز به وارد کردن سوخت کمتر می شضود که هر دوی این موارد از چمله مسائل کلیدی هستند که این روزها دولت های با انها روبرو هستند .

ضمن اینکه طبق مطالعاتی که از طرف : ریکاردو صورت گرفته است نشان داده شده است که بزرودی بیش از 50% از خودروهای سواری ساخته شده رد اروپای غربی زا نوع گلازوئیلی خواهند بود . و روند فناوری به این سمت در حال گسترش است .

در سال 2002 دو شرکت عمده خودورسازی در اروپا یعنی گروه : فولکس واگن آیودی و دایملر کرایسلر ، برای اولین بار تعداد خودروهای دیزلی را که فروختند بیشتر از خودرهای بنزینی بود .

 این رقم برای  شرکت دیگر اروپایی یعنی پژو Peugeot SA هم  چیزی نزدیک به 50% بوده است .

 در مجموع میزان نفوذ خودروهای دیزلی در 4 سال گذشته  از 28% به 41% رسیده است و این روند با آهنگی در حال رشد ادامه دارد .

در طی دهه گذشته بازار ساخت خودورهای سواری دیزلی از نظر مقدار سه برابر شده است . تجزیه و تحلیل فروش این خودروها در اروپا نشان می دهد که فرانسه با فروش 35/1 میلیون خودروی دیزلی  در سال 2002 به رقمی حدود 63% رسیده است و هم اکنون از هر سه خودوری سواری که در فرانسه فروخته می شود دو تای آن دیزلی است . در همان زمان میزان فروش خودروهای بنزینی به 19% کاهش پیدا کرده است .

در آلمان میران فروش این خودروها به 24/1 میلیون دستگاه رسیده است و میزان نفوذ آن 38% بوده در صورتیکه میزان فروش خودروهای بنزینی 8% بوده است .

دربلژیک میزان فروش این خودروها 64% در اسپانیا 59% بوده است .

انگلستان پنجمین کشور بزرگ در این زمنیه است که رشد استفاده از ایثنگونه خودروها سریع تر بوده است و این هم بدلیل تغییراتی است که در قوانین مالیاتی که برای  خودور وضع شده است و در  جهت استفاده از خودروهایی است که میزان CO2  کمتری تولید می کنند .

بهرحال ضریب نفوذ ساخت خودورهای دیزلی تا انتهای سال 2002 به حدود 5/23% رسیده بود بطوریکهد از هر 4 خودوری تولیدی یکی از آنها دیزلی بوده است .

بهرحال مطالعات ریکاردو نشان می دهد که توسعه خودروهای دیزلی فراتر از مسئله صرفه جویی در سوخت است .

موضوع صرفه جویی در مصرف سوخت اگر چه امروزه مورد توجه خودرو سواران قرار گرفته است اما این موضوعی نبوده است که قبلا تا این حد موردتوجه بوده باشد .

هم اکنون خودورهای دیزلی با توان 180کیلووات (240اسب بخار ) موجود می باشد که از گشتاور سرعتی بالایی هم برخوردار هستند بطوریکه قبلا تصورش را هم نمی شد کرد .و عملکردی بخوبی همان خودروهای بنزینی دارند .

 تغییراتی که در قوانین زیست محیطی و انتشار گازهای آلاینده طی 10 سال گذشته صورت گرفته است به گونه ای بوده است که محدوده مجاز  آلاینده هایی چون HC و NOx  به میزان 42% کمتر شده است و محدوده مجاز  ذرات معلق هم به مقدار 64% کاهش یافته است .

بر طیق گزارش ریکاردو ، تغییرات فن آوری باید به گونه ای باشد که بتواند استانداردهای یورو 4 و حتی یورو 5 را هم از نظر انتشار گازهای آلایندهه  بگذراند که نیاز به انجام تغییرات پیچیده در سیستم هوای وچرخه دود خروجی :  gas recirculation (EGR)اینگونه موتورها دارد .

تامین هوای اضافی برای موتور نیازبه بالابردن توان خروجی موتور دارد و لارم است که عملکرد اینگونه موتورها بهتر شود .

 استفاده از فیلترهای خاص به منظور کنترل NOx در اروپا و آمریکا رایج شده است .

 یکی از چالش هایی که رد این زمینه در ارپا وجود دارد کاهش میران انتشار CO2   است که باید تا سال 2008 به 140 گرم در هر کیلومتر برسد

 و این به مفهوم آن است که باید صرفه جویی در سوخت و ساختن موتورهای کوچکتر و با توان خروجی  و عملکرد بالاتر است .

طبق گزارش ریکاردو ، کاهش حجم سیلندرها به 2/1 لیتر (1200 سی سی ) باعث می شود که با فنآوری کنونی توان موتور به 74کیلووات (62کیلووات به ازای هر لیتر ) برسد .

می تواتن از اینگونه موتورها برای استفاده در خودورهای ترکیبی ( هیبریدی = خودورهایی که همزمان با سوخت فسیلی و باطری کار می کنند ) و تولید برق هم استفاده کرد . چیزی که بنام فن آوری موژن  : موتور- ژنراتور هوشمند MoGen (Intelligent Motor-Generator) نامیده می شود

استفاده از خودورهای گازوئیلی هم اکنون نقش عمده ای را در بازار تولید خودرو بازی می کند هر چند هنوز هم حرف اول را در زمینه تامین نیروی محرکه خودرو نمی زند .

خودروهای بنزینی هنوز هم اهمیت خود را دارند ولی زقابتی سالم بین این دو فن آوری باید صورت گیرد تا به کمک هم بتوانتد از پس مسائلی چون صرفه جویی در سوخت ، کاهش انتشار آلاینده ها و بهتر کردن عملکرد و توان خروجی خودرو را شاهد باشیم .

 

 

 

 

.........................................................مقدمه و ترجمه از محمدتوکلی – 22 فرودین ماه 1385

منبع :

http://www.engineeringtalk.com/news/rca/rca117.html

 

 


محمد توکلی

طرز کار شاتون در موتورهای رفت و برگشتی

 

طرز کار  شاتون در موتورهای رفت و برگشتی

 

شاتون  که به انگلیسی آن را connecting rod = دسته رابط می گویند وسیله ای است که پیستون را به میل لنگ وصل می کنند. بنابراین در موتورهای بنزینی و دیزلی و نیز در پمپ ها و کمپرسورهای رفت و برگشتی از شاتون استفاده می شود ( شاتون کلمه ای فرانسوی است )

 

 شاتون دارای دو سر است یک سر کوچک که با گژن پین gudgeon pin = piston pin = wrist pin=   به پیستون وصل می شود و سر بزرگ آن با استفاده از یاتاقانهای دو تکه ای بر روی میل لنگ سوار می شود

و بدین ترتیب می تواند می‌تواند حول هر دو سوراخ بزرگ و کوچک گردش کند، بنابراین زاویه‌اش با بالا و پایین رفتن پیستون و گردش میل‌لنگ تغییر می‌کند.

سر بزرگ شاتون = انتهای پایینی که به میل‌لنگ متصل می‌شود،چ

سرکوچک = انتهای بالای شاتون با سوراخ کوچکتر برای قرارگیری پین پیستون

در انتهای بزرگ شاتون پوسته یاتاقان را حول میل‌لنگ نگه می‌دارد و همچنین یک سوراخ سر سوزنی به ژورنال یاتاقان میل‌لنگ دارد که از آنجا روغن روانکاری به بدنه سیلندر پاشیده می‌شود. شکست شاتون که می‌تواند با افزایش دمای زیاد و یا نقص تولید اتفاق بیافتد، آناً سبب می‌شود، موتور به یک آهن قراضه تبدیل شود. این موضوع یکی از عوامل رایج سوختگی موتور در وسایل نقلیه است.

فولادهای قابل ترک خوردن اجازه می‌دهند دسته شاتون از کپه آن به آسانی جدا شود، بدون اینکه نیاز به ماشینکاری سطوحی که با هم جفت می‌شوند باشد. این سبب حذف بسیاری از مراحل ماشینکاری می‌شود. وقتی که شاتون به میل لنگ متصل می‌شود و کپه با پیچ و مهره محکم می‌گردد، سطوح در تماس با یک اتصال بی‌نقص در سطح اتمی با هم جفت می‌شوند.

فولاد جدید C-70 از اروپا به عنوان یک فولاد جدید آهنگری قابل ترک خوردن معرفی شده است. المان‌های آلیاژی در این ماده اجازه می‌دهند که شاتون با طی یک فرآیند کنترل شده سرد کردن، سخت‌کاری شود. این ماده شبیه مواد متالورژی پودر شده می‌شکند. اخیراً گروه میله و مفتول انجمن آهن و فولاد آمریکا C-70 را به عنوان یک ماده بهبود یافته نسبت سایر فولادهای آلیاژی معرفی کرده است. این کار بر اساس کار بهینه‌سازی و تحلیل اقتصادی انجام شده در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تولدو صورت گرفته است. این تحقیق در مورد فرصت‌های کاهش هزینه و وزن شاتون‌های آهنگری شده انجام شده است.

 آنالیز بر روی مقایسه و سپس بهینه‌سازی طراحی شاتون با استفاده از فولاد قابل ترک خوردن C-70 و آنالیز المان محدود متمرکز بوده است. محقق موفق شده است با این روش وزن شاتون را در حدود ده درصد و هزینه تولید آن را حدود بیست و پنج درصد کاهش دهد در حالیکه عمر خستگی شاتون نیز پانزده درصد افزایش یافته است. این تحقیق مقاومت خستگی را به عنوان مهمترین فاکتور طراحی شناسایی کرده است.


محمد توکلی

صفحه نخست
آرشیو وبلاگ
پست الكترونيك

محمد توکلی


نویسندگان
محمد توکلی


آرشیو من
آذر ٩٥
آبان ٩٥
مهر ٩٥
شهریور ٩٥
امرداد ٩٥
تیر ٩٥
خرداد ٩٥
اردیبهشت ٩٥
فروردین ٩٥
اسفند ٩٤
بهمن ٩٤
دی ٩٤
آبان ٩٤
مهر ٩٤
شهریور ٩٤
امرداد ٩٤
تیر ٩٤
خرداد ٩٤
اردیبهشت ٩٤
اسفند ٩۳
بهمن ٩۳
دی ٩۳
آذر ٩۳
شهریور ٩۳
تیر ٩۳
خرداد ٩۳
اردیبهشت ٩۳
فروردین ٩۳
آذر ٩٢
آبان ٩٢
مهر ٩٢
شهریور ٩٢
امرداد ٩٢
تیر ٩٢
فروردین ٩٢
اسفند ٩۱
بهمن ٩۱
امرداد ٩۱
فروردین ٩۱
اسفند ٩٠
بهمن ٩٠
دی ٩٠
آذر ٩٠
آبان ٩٠
مهر ٩٠
شهریور ٩٠
امرداد ٩٠
تیر ٩٠
خرداد ٩٠
اردیبهشت ٩٠
فروردین ٩٠
آذر ۸٩
آبان ۸٩
مهر ۸٩
فروردین ۸٩
اردیبهشت ۸۸
اسفند ۸٧
دی ۸٧
آذر ۸٧
آبان ۸٧
شهریور ۸٧
امرداد ۸٧
تیر ۸٧
خرداد ۸٧
اردیبهشت ۸٧
فروردین ۸٧
اسفند ۸٦
بهمن ۸٦
دی ۸٦
آبان ۸٦
مهر ۸٦
شهریور ۸٦
تیر ۸٦
خرداد ۸٦
اردیبهشت ۸٦
اسفند ۸٥
دی ۸٥
آبان ۸٥
تیر ۸٥
خرداد ۸٥
اردیبهشت ۸٥
بهمن ۸٤
دی ۸٤
آذر ۸٤
آبان ۸٤
مهر ۸٤
شهریور ۸٤
امرداد ۸٤
خرداد ۸٤
فروردین ۸٤
بهمن ۸۳
دی ۸۳
مهر ۸۳
خرداد ۸۳
اردیبهشت ۸۳
فروردین ۸۳


لینک دوستان
  ليست وبلاگ ها
قالب هاي وبلاگ
اخبار ایران
فناوری اطلاعات
تفريحات اينترنتي
پردیس من


آمار وبلاگ


وبلاگ فارسی
  RSS 2.0