تحقیق در مورد موتورهای درون سوز با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

موتورهای درون سوز (موتورهای احتراق داخلی)

ریشه لغوی

موتور درون سوز یا موتور احتراق داخلی ترجمه عبارت انگلیسی Intrer combustion Engine است. و به موتورهایی گفته می‌شود که سوخت در داخل محفظه موتور سوزانده می‌شود.

نگاه اجمالی

یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس در سوخت‌های فسیلی نظیر بنزین ، گازوئیل و یا نفت ، گاز مایع LPG را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آنرا در انتهای شفت میل لنگ ، خارج از پوسته موتور ، به صورت چرخش صفحه فلایویل در اختیار مصرف کننده می‌گذراد.

تاریخچه

اولین تجربه کارآ و قابل ذکر در زمینه ساخت موتوهای احتراق داخلی در سال 1876میلادی اتفاق افتاد. در این سال یک مخترع آلمانی به نام «ان.ای.اتو» موفق شد که یک موتور احتراق داخلی ، چهارزمانه را به ثبت برساند که اصول کار موتور در حال حاضر اصول کار موتورهای رایج است. از آن تاریخ به بعد تحول چندانی در ساختمان این موتوها از لحاظ کارکردی اتفاق نیافتاده است. بلکه مدلهای مختلف و انواع پیشرفته‌تری ساخته شده‌اند که با نمونه اولیه بسیار مشابهند. البته در سال 1957 موتوری توسط «وانکل» ساخته شد که اگرچه اصول موتورهای اتو را به کار می‌برد لیکن ساختمان آن متفاوت است.

انواع موتورهای احتراق داخلی

این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه می‌توان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابه است. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوت‌های ساختاری اندکی متفاوت است.

موتور چهارزمانه :این موتورها در واقع همان موتورهایی هستند که توسط اتو اختراع شدند و وجه تسمیه آنها اینست که این موتورها برای هر انفجار (مرحله تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) می‌بایست چهار مرحله مکش ، تراکم ، انفجار و تخلیه را انجام دهند.

موتورهای دوزمانه :مخترعین هم عصر اتو اعتقاد داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش موتور ، زیان بزرگی است. بنابراین توجه خود را به موتوری معطوف کردند که در هر دور چرخش دارای یک انفجار بود. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم به عنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم به عنوان مرحله بعدی صورت می‌گیرد.

معیارهای دیگر جهت طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها (اعم از دوزمانه یا چهار زمانه) ذکر کردن تعداد سیلندرهای این موتورهاست. در این موتورها سیلندرها که در واقع واحدهای تولید انرژی مکانیکی می‌باشند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. بر این اساس موتورهای متنوعی ساخته شده‌اند که انواع متداول آنها می‌توانند یک سیلندر ، دو سیلندر ، سه سیلندر ، چهار سیلندر ، شش سیلندر ، هشت ، ده و دوازده و در مواردی بیست وچهار سیلندر باشد. البته معیارهای دیگری نیز برای طبقه بندی این موتورها به کار می‌رود. مثلا اگر نحوه آرایش سیلندرها را معیار در نظر بگیریم می‌توانیم موتورها را به انواع: موتورهای خطی ، موتورهای V شکل یا خورجینی و موتورهای شعاعی تقسیم بندی کنیم و یا اینکه می‌توان برای طبقه بندی موتورها از حجم آنها استفاده کرد که عبارت است از حجم کل پیستونهای آنها زمانیکه در نقطه مرگ پایین باشند. روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها ، نحوه مشتعل شدن سوخت در این موتورها است. بر این اساس موتورهای احتراق داخلی به دو دسته تقسیم می شوند.

موتور اشتعال جرقه‌ای :این موتورها ، برای سوزاندن ماده سوختنی از سیستم برقی تولید کننده جرقه استفاده می کنند.

موتورهای دیزل : این موتورها برای مشتعل کردن سوخت از حرارت بالای خود سیلندر استفاده می‌کنند.

طرز کار

نحوه کار موتورهای احتراق داخلی را به شکل خلاصه می‌توان انگونه بیان کرد.

مکش : مخلوط آزمایش‌های مربوط به هوا و سوخت (در موتورهای دیزل فقط هوا) به درون سیلندر مکیده می شود.

تراکم : مخلوط مذکور (هوای وارد شده در موتورهای دیزل) توسط پیستون فشرده می‌شود.

توان : مخلوط آزمایش‌های مربوط به هوا و سوخت محترق شده و انرژی آزاد می‌کند که باعث حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود.

تخلیه : گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر تخلیه می‌شود.

البته این چهار مرحله در موتور چهارزمانه اتفاق می افتد و در موتورهای دو زمانه مراحل 1 و 2 و مراحل 3 و 4 با یکدیگر تواما انجام می‌شوند. به هر حال پس از انجام مرحله انفجار (توان) انرژی آزاد شده از سوختن ماده سوختنی آزاد شده است و باعث حرکت پیستون می‌گردد. از آنجایی که حرکت پیستون بصورت رفت و برگشتی است. برای تبدیل این حرکت به حرکت دورانی به یک قطعه دیگر در موتور به نام میل لنگ نیاز است که به پیستون یا پیستونها (بر حسب تعداد سیلندر موتور) متصل شده و حرکت رفت و برگشتی را به حرکت چرخشی تبدیل می کند.

ساختمان

موتورهای احتراق داخلی برای درست کار کردن به سیستم های مختلفی نیازمندند که همگی می‌بایست به دقت و نحو مطلوب وظیفه خود را انجام دهند. اجزا و سیستم‌های تشکیل دهنده یک موتور احتراق داخلی را می‌توان به شرح زیر برشمرد.

سیلندر :قسمت اصلی موتور است که محل بالا و پایین رفتن پیستون می‌باشد.

سرسیلندر :بر روی سیلندر قرار می‌گیرد و محل قرار گیری سوپاپ‌ها ، شمع‌ها و ... می‌باشد.

پیستون :قطعه متحرکی است که در داخل سیلندر بالا و پایین می‌رود و به میل لنگ متصل است.

میل لنگ :تبدیل کننده حرکت رفت و برگشتی به حرکت چرخشی است.

سیستم هوارسانی :به ساختارهایی گفته می‌شوند که محفظه سیلندر را به هوای بیرون مربوط می‌کند.

سیستم سوخت رسانی :وظیفه رساندن و تنظیم میزان سوخت مصرفی را بر عهده دارد.

سیستم خنک کننده :وظیفه کنترل دمای کاری موتور را به عهده دارد.

سیستم روغن کاری :جهت کم کردن سایش و انتقال حرارت موتور به کار می‌رود.

سیستم برقی :جهت اشتعال سوخت و ایجاد جرقه کاربرد دارد. (موتورهای دیزل فاقد این سیستم می‌باشد)

سیستم سوپاپ‌ها :جهت زمان بندی ورود آزمایش‌های مربوط به هوا و خروج دود به کار می‌روند. (موتورهای دوزمانه فاقد این سیستم اند)

سایر قطعات :رینگ‌های پیستون ، میل بادامک ، چرخ لنگر یا فلاپویل ، یاتاقان‌ها ، کاورنر ، و وزنه‌های تعادل.

کاربردها

موتورهای احتراق داخلی امروزه گسترده‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع موتورها می‌باشند. و بیشترین کاربرد این موتورها در اتومبیل‌ها ، کامیون‌ها و سایر وسایل نقلیه است. البته در کارهای ایستا نظیر پمپ کردن آب یا آسیابها هم از این موتورها استفاده می‌شود. شاید زمانی که برق منطقه‌ای قطع شده است مشاهده می‌کنید که یک مغازه یا کارخانه یا مجتمع مسکونی و ... دارای برق است. این برق را با استفاده از انرژی جنبشی یک موتور احتراق داخلی و استفاده از یک ژنراتور تولید می‌کنند. و ...

نقش موتورهای درون سوز در زندگی ما

طیف وسیع و گسترده‌ای از وسایل متحرک اطراف ما برای تامین حرکت خود به موتورهای احتراق داخلی وابسته‌اند. تصور کنید اگر تنها یک شبکه حمل و نقل (که 100 درصد به موتورهای احتراق داخلی وابسته است) از کار بیافتد زندگی روزمره به چه شکلی در خواهد آمد؟

تحقیق در مورد موتورهای احتراق داخلی با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 48

موتورهای احتراق داخلی ( موتورهای احتراق داخلی )

برای ورود به بخش موتورهای احتراق داخلی کلیک کنید

به روز شد

این بخش شامل آشنایی با اجزا داخلی موتور -سیلندر - پیستون -توربو شارژرو...

هیدرولیک ( )

این بخش شامل آشنایی با پمپ پیستونی . پمپ دنده ای . انواع آن . پمپ پره ای و...

و...

طراحی اجزا ( طراحی اجزا در ماشین آلات )

در این بخش شما میتوانید با مباحث طراحی اجزا در ماشین آلات آشنا شوید .

که شامل : مقدمه ای بر طراحی اجزا . آشنایی با چرخدنده ها و .... میباشد

آشنایی با ادوات کشاورزی ( آشنایی با ادوات کشاورزی )

گالری عکس ( گالری عکس )

معرفی انواع ماشین ها ( معرفی انواع ماشین ها )

آشنایی با این رشته ( آشنایی با مکانیک ماشین آلات )

برای آشنایی با دروس تخصصی و عمومی مقاطع کارشناسی وکارشناسی ارشد- تاریخچه انواع ادوات کشاورزی و مقایسه مکانیزاسیون و ماشین آلات کلیک کنید.

از کلیه عزیزان علاقه مند به این رشته و دانشجویان محترم مکانیک ماشین های کشاورزی تقاضا مندیم مقالات مرتبط با این رشته را به ایمیل زیر ارسال کرده تا پس از بازبینی توسط اعضا آنرا با نام خودتان در وبلاگ قرار دهیم. با تشکر فراوان

[e-mail]

تحقیق در مورد کاربرد معادلات پیوستگی مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه 12 ص با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بسمه تعالی

موضوع تحقیق :کاربرد معادلات پیوستگی

تهیه کننده :علی فرودی

کد کلاس 3 - 1

مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه

چکیده:

سوختهای دوپایه مواد همگنی هستند که از اختلاط نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین (باجایگیری مولکول های نیتروگلیسرین روی زنجیره های مولکولی نیتروسلولز ) و اندکی افزودنی های دیگر بدست می آیند و یک مخلوط همگن را شکل می دهند. هر دو جزء اصلی سوختهای دوپایه قابل انفجار می باشند. در این نوع سوختهای جامد توزیع سوخت و اکسیدان کاملا" همگن و یکنواخت است، یعنی درکنار هر واحد ساختمانی از سوخت یک مولکول از اکسیدان می باشد تا فرآیند احتراق انجام گیرد. شرایط حاکم بر احتراق در ارتباط مستقیم با پارامترهایی مانند سرعت سوزش، انرژی سوخت و دمای نواحی احتراق می باشد. در این مقاله مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه بررسی می گردد تا ارتباط سرعت سوزش با فشار محفظه، دمای ناحیة FIZZ ZONE و مقدار انرژی سوخت مشخص گردد.

1- مقدمه

احتراق واکنش بین دو جزء سوخت و اکسید کننده است که با آزاد سازی انرژی همراه می باشد. در فرآیند احتراق، ناحیه ای از سوخت که در آن واکنش های شیمیایی رخ می دهد و با مصرف شدن مولکول های سوخت ( Reactant) مولکول های محصولات ناشی از احتراق  ( Product ) تولید می شوند، ناحیة شعله (جبهه شعله یا موج احتراقی Flame  front) نام دارد. در این ناحیه واکنش های سریع شیمیایی موجب آزاد شدن نور و حرارت می گردد.

فرآیند احتراق بر اساس نحوة شکل گیری شعلة آن، شامل دو نوع کلی زیر است :

· شعلة Premixed: در این شعله، مواد سوخت و اکسید کننده قبل از رسیدن به جبهه احتراق بطور کامل با یکدیگر مخلوط (حالت پیش مخلوط )می شوند.

· شعلة Diffusion: دراین شعله اجزاء در حین عبور از ناحیة شعله در یکدیگر منتشر و مخلوط می شوند.

سوختهای دوپایه از اجزاء نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین تشکیل شده اند که به دلیل هموژن بودن آنها شعلة Premixed را ایجاد می کنند. کاربرد این سوختها از دهة 1940 میلادی توسعه یافته و تاکنون ادامه دارد.

از احتراق سوختهای دوپایه چند ناحیه احتراقی تشکیل می گردد که در شکل (1) نواحی مختلف حاصل از سوزش سوخت های دوپایه نشان داده شده است. در احتراق این نوع از سوختها پنج ناحیه جداگانه تشکیل می شود. که دوناحیه در فاز جامد وسه ناحیه آن در فاز گاز قرار دارد. نواحی فاز جامد عبارتند از ناحیه پیش گرم (Preheated  Zone) و ناحیه خمیری 

شکل1- نواحی احتراق در یک سوخت جامد دوپایه

(Foam Zone).  ناحیه پیش گرم در واقع همان ناحیه ای از فاز جامد ( سوخت) است که درمعرض غیر مستقیم حرارت ناشی از جبهة احتراق (‌شعله) قراردارد،  ولی هنوز جبهه شعله به آن نرسیده است، بنابراین این سطح هنوز هیچگونه فعل و انفعالی ندارد. ناحیه خمیری مرز بین فاز گاز وجامد است. جبهه شعله با پیشروی در این ناحیه سطح جامد را خمیری می کند، از مشخصات این ناحیه تجزیه سوخت وافزایش ناگهانی درجه حرارت آن است. تجزیه سوخت در این ناحیه با هم گسیختگی  انرژی زای باند    CO-NO2 شروع می شود و همزمان با این اتفاق تجزیه دیگر اجزاء نیز شروع شده و ترکیباتی از NO2 و NO از سطح درحال سوزش پدید می آید فرآیند تجزیه فوق غالباً - درناحیه احتراق – یک  فرآیند گرماز است.نواحی فاز گازی عبارتند از سه منطقة :  ناحیة  فیــز( Fizz zone )، ناحیه سیاه (Dark zone) و ناحیة لومینوس (Luminous zone). مهمترین ناحیه FIZZ ZONE می باشد که تغییر در آن معمولاً بیشترین تأثیر را بر خواص بالستیکی سوخت و انرژی آن دارد در این مقاله مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه پیشنهاد و ارتباط سرعت سوزش با فشار محفظه، دمای FIZZ ZONE و مقدار انرژی سوخت مشخص می گردد و انطباق آن با نتایج تجربی بررسی می شود. ]1[، ]2[، ]3[، ]7[

2- تحلیل تئوری احتراق سوختهای جامد

تحقیقات انجام شده روی احتراق سوختهای جامد باعث درک اتفاقاتی شده است که درفاز گاز و فازجامد روی سطح سوزش سوخت جامد انجام می گیرد.بر این اساس دو دیدگاه کلی در مورد سوختهای مرکب وجود دارد:

 در دیدگاه  اول از اثر فاز جامد روی احتراق سوخت جامد صرفنظر می گردد.

در دیدگاه دوم اثر فاز جامد به صورت جدی وارد مدلهای ریاضی شده است.

در دیدگاه اول فقط فاز گاز مد نظراست و صرفا" معادلات انرژی و بقای جرم حل می گردد ولی در دیدگاه دوم هم فاز جامد وهم فاز گاز مدل شده است و معادلات بقاء برای احتراق فاز جامد و گاز ابتدا خطی شده وسپس با اعمال شرایط مرزی مناسب حل می گردد. لازم به ذکر است که در تمام این معادلات برای  «نرخ پسروی سطح سوزش » از« قانون آرهنیوس»  استفاده می گردد، مدلهای فاز گازی می توانند روند سوزش  و پارامترهای وابسته به آن را پیش بینی کنند ولی  نمی توانند اثرات پارامترهائی چون «اثر ذرات ریز فلزی و توزیع آنها »را توجیه کنند، همچنین مدلهای فاز گازی نمی توانند اثرات پارامترهای زیر را پیش بینی کنند:

الف) اثر تغییر بایندر روی نرخ پسروی سطح درحال سوزش ( Changing the binder )

ب) دمای سطح در حال سوزش ( The surface temperature )  

ج) آزاد سازی انرژی فاز جامد ( Condensed phase heat release )

د) حساسیت نرخ سوزش به تغییرات دما ( Temperature sensitivity )

ه) اثر کاتالیست ها( The   effects  of catalysts ) 

و) تغییرات n بافشار (r  :  سرعت سوزش (نرخ پیشروی جبهة احتراق )که بصورت / است )

از سوی دیگر مدلهائی نیز که براساس فازجامد بنا شده است، قابلیت مدل سازی انرژی آزاد شده از فاز جامد و نیز حساسیت نرخ سوزش نسبت به دما و اثرات کاتالیست ها را دارند ولی نمی توانند بستگی سرعت پسروی سطح سوخت به فشار را توجیه کنند. Summerfield  و همکارانش در سال1960 مدلی بنام GRANULAR DIFFUSION FLAME ارائه کردند. در این مدل فرض بر آنست که حرارت لازم برای ادامه احتراق سطح درحال سوزش  از شعلة نفوذی (DIFFASION FLAME) روی مرز که از بخارات سوخت و اکسیدان ایجاد شده است به وجود می آید. سرعت احتراق با مکانیزم نفوذ درحین اختلاط بخارات سوخت و اکسیدکننده و واکنش همگن در فاز گاز مرتبط است. دراین مکان سطح سوزش خشک فرض می گردد.  رابطه ای که مطابق با این مدل برای نرخ سوزش استخراج می گردد عبارتست از : / که ثابت های نیمه تجربی a و b به « واکنش همگن درفاز گاز» و «نرخ نفوذ» مربوط است. این تئوری در مقادیر زیر 100 bar نتایج خوبی نشان می دهد.

3- معادلات حاکم بر احتراق سوخت های جامد

در این بخش سعی برآنست تا معادلات حاکم برمدل احتراق سوختهای جامد ارائه گردد به این منظور ابتدا یکسری فرضیات جهت ساده سازی ومدلسازی ریاضی انجام می گیرد که در زیربه آنها اشاره می شود:

الف) مسئله به صورت یک بعدی بررسی می گردد، احتراق فاز گاز به صورت آرام (LAMINAR ) فرض می شود، عمود برمقطع میدان جریان خواص ثابت فرض می شود، چون بررسی حالت گذرا که میدان جریان از آرام به متلاطم (TURBULENT) انتقال می یابد بسیار مشکل است .

تحقیق درمورد احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای ( بدون شکل ) 55 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 54

احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای

موتورهای اشتعال ( احتراق ) جرقه ای یا اتو

اصول کارکرد

این سیستم ، یک موتور احتراقی می باشد که با استفاده از اشتعال بیرونی ، انرژی موجود در سوخت ( بنزین ) را به انرژی جنبشی ( سینتیک ) تبدیل می کند .

این نوع موتورها برای کارکرد خود از یک مخلوط سوخت – هوا ( بر پایه بنزین یا گاز ) استفاده می کنند .

هنگامی که پیستون در داخل سیلندر به سمت پایین حرکت می کند مخلوط سوخت هوا به داخل سیلندر کشیده شده و هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند این مخلوط به صورت متراکم در می آید.

این مخلوط ، سپس در فواصل زمانی معین و توسط شمع ها ، جهت احتراق آماده می شود . گرمایی که در طی مرحله احتراق حاصل می شود باعث بالا رفتن فشار سیلندر گردیده و سپس پیستون باعث به حرکت درآمدن میل لنگ شده و در نتیجه این فعل و انفعال ، انرژی مکانیکی ( قدرت ) حاصل می گردد .

پس از هر مرحله احتراق کامل ، گازهای موجود از سیلندر خارج شده و مخلوط تازه ای از سوخت – هوا به داخل سیلندر کشیده ( وارد )می شود . در موتوراتومبیلها تبدیل گازها ( جابه جایی گازهای موجود ) بر اساس اصول چهار مرحله آغاز احتراق ( چهار حالت موتور ) و نیز حرکت میل لنگ که برای هر احتراق کاملی مورد نیاز می باشد ، صورت می گیرد . ( شکل 1 )

اصول کارکرد موتورهای چهار زمانه ای

موتورهای احتراقی چهار زمانه ای از سوپاپهایی جهت کنترل جریان گاز بهره می گیرند .

چهار حالت موتور عبارتند از :

حالت تنفس

حالت تراکم و جرقه

حالت انفجار

حالت تخلیه

-حالت تنفس

سوپاپ هوا ( ورودی ) : باز

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت پایین

احتراق : وجود ندارد .

حرکت رو به پایین پیستون باعث افزایش حجم مفید داخل سیلندر شده و بدین طریق مخلوط سوخت – هوای تازه از داخل سوپاپ ورودی ، وارد سیلندر می شود .

حالت تراکم و جرقه

سوپاپ هوا( ورودی ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت بالا

احتراق : فاز اشتعال اولیه

هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند باعث کاهش حجم مفید سیلندر شده و مخلوط سوخت – هوا را متراکم می کند .

درست چند لحظه قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا شمع بالای سیلندر جرقه زده و باعث احتراق مخلوط سوخت – هوا می شود .

نسبت تراکم توسط مقدار حجم سیلندر و حجم تراکم مطابق ذیل محاسبه می شود:

ε=( V n + Vc ) Vc

نسبت تراکم در خودروهای مختلف بستگی به طراحی موتور دارد .

افزایش نسبت تراکم در موتورهای احتراق داخلی ، باعث افزایش بازده گرمایی و مصرف سوخت می گردد .

به طور مثال افزایش نسبت تراکم از 6:1 به 8:1 باعث زیاد شدن بازده گرمایی به مقدار 12 درصد می گردد .

آزادی عمل در افزایش نسبت تراکم ، توسط عامل به نام « ضربه » ( یا پیش اشتعال ) محدود می شود . « ضربه » بر اثر فشار ناخواسته و احتراق کنترل نشده به وجود می آید . این عامل باعث به وجود آمدن خساراتی به موتور می شود .

سوختهای نامناسب و نیز شکل نامناسب محفظه احتراق باعث بوجود آمدن این پدیده در نسبت تراکم های بالاتر می شود .

-مرحله قدرت

سوپاپ هوا ( ورودی ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت بالا

احتراق : به صورت کامل انجام گرفته است .

تحقیق در مورد بررسی انواع موتورهای احتراق داخلی 12 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

/

خلاصه:

از میان موتورهای احتراق داخلی موتورهای وانکل که حدودا 50 سال پیش به این مجموعه اضافه شدند، دارای ویژگیهای قابل توجهی نسبت به سایر بودند. این موتورها که بعضا با نامهای Rotary(دورانی) خوانده می شوند، در سالهای اولیه تولد خود با مشکلاتی روبرو بودند که با پیشرفت علم این مشکلات را نیز از سر راه خود برداشتند. این موتورها به علت استقبال کم در سطح پایین تری تولید میشوند به خاطر همین هزینه های تولیدی آن بیشتر شده و کمتر مورد توجه شرکتهای سازنده قرار می گیرد. ولی امید است با توجه به کارایی های بسیار خوب این موتور در آینده ای نزدیک شاهد رشد استفاده از این موتور و برطرف کردن عیوب آن باشیم، هم اکنون تعدادی از کمپانی های بزرگ دنیا بر روی این موتور سرمایه گذاری کرده و آن را در محصولات خود مورد استفاده قرار می دهند. حال در این مقاله برآنیم مطالبی هر چند اندک اعم از طرز کار، قطعات، مزایا و معایب و مقایسه با موتورهای خطی این نوع موتورها را بیان کنیم.

محسن ملایجردی

زمستان 87

بررسی و معرفی انواع موتورهای احتراق داخل:

موتور دیزل: موتور دیزل توسط رادولف دیزل طراحی و به اصطلاح اختراع شد. در موتورهای بنزینی بنزین قبل از ورود به سیلندر با هوا مخلوط شده و سپس تا اندازه ای که به خودسوزی نیفتد تحت فشار قرار میگیرید و با جرقه شمع مشتعل میشود اما در موتور های دیزل فقط هوا تحت فشار قرار گرفته و زمانی که دمای هوای متراکم شده به حد قابل قبولی برسد مخلوط سوخت به آن اضافه میشود و احتراق به صورت خود به خود انجام میشود. یکی از مشکلات موتور های دیزل سوخت مایع و نحوه تزریق آن بود ، چون در موتور های دیزل از گرمایی که توسط هوای متراکم شده برای اشتعال استفاده شده است ، پس سوخت باید در زمان مناسب و با غلظت مناسب تزریق شود ،که حدودا تا سال 1922 این مشکل پا برجا بود (موتور دیزل در سال 1893 اختراع شد). در سال 1923 رابرت بوش با ساخت انژکتورهایی برای موتور دیزل توانست مشکل موتور های دیزل را حل کرده و بازدهی این موتور ها رو بالا ببرد. موتور های دیزل به خاطر دارا بودن نسبت تراکم بالا و نداشتن مانعی در مقابل جریان هوای ورودی به موتور، دارای بازده حرارتی و حجمی بالاتری نسبت موتورهای اشتعال- جرقه ای هستند و در نتیجه مصرف سوخت پایین و آلایندگی کمتری دارند.

/

موتور های چهار زمانه: 1-کورس مکش: با حرکت پیستون از نقطه مرگ بالا به طرف پایین و به دلیل آب بندی بودن پیستون و سرسیلندر حجم بالای پیستون به صورت ناگهانی افزایش یافته که با باز شدن سوپاپ سوخت مخلوط سوخت وارد سیلندر شده و این فضای خالی را پر می کند. 2-کورس تراکم: پس از کورس مکش کورس تراکم اغاز شده و پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف بالا حرکت میکند. که در این حالت مخلوط سوخت (که به صورت گاز هست) متراکم میشود. این مخلوط به گونه ای متراکم میشود که حجم آن به یک هشتم تا یک دوازدهم حجم اولیه میرسد. و فشار درون سیلندر در پایان زمان تراکم و هنگام زمان جرقه به 8 تا 16 اتمسفر میرسد. میزان تراکم مخلوط هوا و سوخت را نسبت تراکم می گویند. 3-کورس قدرت(انجام کار): در این مرحله مخلوط سوخت مشتعل شده( توسط شمع تعبیه شده در بالا سر سیلندر) باعث میشود که پیستون رو به پایین حرکت کند و مرحله کار به وجود بیاید. که در این مرحله هر دو سوپاپ (در ماشین های جدید و نیاز به قدرت زیاد عدد سوپاپ ها میتواند بیشتر باشد که هم به صورت زوج هست و هم به صورت فرد) بسته میباشند. اما قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین سوپاپ دود باز شده و با بالا آمدن مجدد پیستون گازهای حاصل از احتراق از محفظه سیلندر خارج میشوند. 4-کورس تخلیه: در این مرحله با خارج شدن گاز های حاصل از احتراق یک دوره یا سیکل موتور به طور کامل انجام میشود. لازم به ذکر است که سیکل معادل چرخش 720 درجه ای میل لنگ است که شامل دو دور رفت و دو دور برگشت پیستون هم میشود.(در مجموع 4 دور)که در هر دور میل لنگ 180 درجه میچرخد.

/

موتورهای دو زمانه: موتور های دو زمانه گونه ای از موتورها هستند که هر سیکل آنها در دو کورس پیستون تکمیل میشود. بنابراین موتور های دو زمانه نسبت به موتور های چهار زمانه در یک دقیقه دو برابر سیکل دارن و اگر هردو این موتور ها در یک شرایط کاری مساوی کار کنند موتور چهار زمانه 2 برابر قدرت بیشتر تولید میکند. در موتور های 4 زمانه ما فقط یک مرحله کار داریم که این کار تولید شده علاوه بر حرکت دادن خودرو باید قسمتی از نیروی بدست آمده را صرف به حرکت درآوردن دیگر قسمت های موتور، برای تکرار سه مرحله قبلی کند که کلا" بازدهی این موتورها را پایین می آورد و در 4 مرحله یک مرحله دارای گشتاور مثبت و بقیه مراحل دارای گشتاور منفی هستند. و دیگر عیب آنها نیاز به وجود استفاده از یک فلایویل بزرگ برای ذخیره نیروی کورس کار و باز پس دادن آن در سه مرحله دیگر است. اما در موتور های دو زمانه با حرکت کردن پیستون به طرف بالا گاز ورودی متراکم شده و با زدن جرقه به طرف پایین حرکت میکند. در این زمان کار انجام شده ، که با پایین آمدن آن همزمان هم گازهای حاصل از احتراق خارج شده و هم مخلوط سوخت که در زیر پیستون هست (به اصطلاح کارتل ) متراکم میشود.

از معایب این گونه موتور ها میشود به موارد زیر اشاره کرد. :1-در کورس اول مقداری از توان موتور صرف عمل پیش تراکم میشود که با استفاده از توربو شارژر این عیب را میتوان برطرف کرد. 2-خارج شدن مخلوط ورودی از دریچه خروجی سیلندر باعث هدر رفتن سوخت می شود. 3-گازهای حاصل از احتراق به طور کامل تخلیه نمی شوند. 4-به دلیل پشت سر هم بودن مراحل امکان خنک کردن قطعاتی از موتور که توسط هوا خنک می شوند وجود ندارد و باعث تشدید اصطکاک می شود. برخی از مزایای این موتورها عبارتند از: 1- به دلیل وجود فاصله زمانی کوتاه بین کورسهای قدرت گشتاور زیادی تولید شده و موتور کاردکرد آرام تری دارد. 2- در موتور های کوچک دو زمانه معمولا از سیستم سوپاپ استفاده نمی کنند که باعث کاهش هزینه های ساخت و همچنین کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک می شود. 3- به علت سبک بودن وزن موتور و بالاتر بودن قدرت تولیدی موتور از توان وزنی بیشتری نسبت به موتور های 4 زمانه برخوردار هست. لازم به ذکر است که موتور دو زمانه در تصویر بالا مجهز به پمپ خارجی است ، که محل آن در تصویر سمت چپ موتور و درست روبروی منیوفیلد ورودی قرار دارد.

موتور های وانکل:(Winkel engine)

تاریخچه موتور :موتورهای (( پیستون روتوری))که به موتورهای وانکل(دورانی) معروف هستند برای اولین بار توسط مخترع آلمانی فلیکس وانکل( Felix Wankel ) در سال 1957 م. طراحی و ساخته شده ودر سال 1964 م. اولین نمونه این نوع موتور به تولید انبوه رسید ، که از آن زمان تا کنون این موتور دوزمانه ، تحت پژوهش و تکامل قرار گرفته است.