دانلود مقاله بررسی پارامتر های موثر در افت توان موتور

مقدمه: کلاس بندی توان موتور: در کشورهای سازنده موتور توان موتور به سه روش می باشد: DIN-1 استاندارد اروپایی (المانی) (موتور بر روی خودرو سوار شده باشد و با تمام وسایل جانبی موتور) CUNA- 2 استاندارد ایتالیایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و بدون سوار کردن بر روی خودرو اندازه گیری می شود.

SAE- 3 استاندارد امریکایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و دینام و پمپ اب و فلایویل و دیسک و صفحه) برای مثال توان موتورامریکایی بزرگ اگر 100 اسب بخار در سیستم SAE باشد در سیستم استاندارد DIN حدودا برابر 80 تا 90 اسب بخار می باشد.

افزایش توان و گشتاور موتور کار دو گروه است -1 موتورسازان بزرگ دنیا -2 شرکتها و کارگاههای تخصصی به اصطلاح تیونینگ موتور -1 در حالت اول که کار موتورسازان بزرگ دنیا می باشد قبل از تولید موتور پارامترها بررسی نموده و موتور را طراحی می نمایند مثلا افزایش قطر سیلندر و افزایش کورس پیستون وطراحی نوع سوپاپ و اتاق های احتراق مختلف و هزاران عواملی که در بهبود توان موتور تاثیر می گذارد این عوامل را بررسی نموده و موتوررا طراحی میکنند - 2حالت دوم پس از تولید موتور با ایجاد تغییراتی موجب افزایش توان موتور می شود برخی از این تغییرات برای موتور مفید می باشد و برخی از تغییرات مضر اما برای رسیدن به توان و سرعت بیشتر دست به این کار حتی اگر از a نباشد میزنند: فصل اول بررسی پارامتر های موثر در افت توان موتور بررسی پارامتر های موثر در افت توان موتور: به طور کلی سه عامل مهم در افت توان موتور نقش دارند: 11-راندمان حجمی: برابر است با توانایی موتور در مکش بیشترین میزان حجم هوای ورودی در حالت تنفس عادی به یک مثال در این مورد توجه کنید: فرض میکیم شما یک موتور چهارسیلندر 2 لیتری در اختیار دارید خوب به صورت تئوریک این موتور باید توانائی مکش 2000 سی سی هوا را در هر دو دور گردش کامل خود را داشته باشد.

اما در عمل وضعیت به گونه ای دیگر است .مقاومت فیلتر هوا در برابر عبور جریان هوا.مقاومت مانیفولد ورودی در برابر عبور هوا به سبب سطوح داخلی مانیفولد یا پیچ و خم های آن یا قطر مانیفولد.مقاومت سوپاپهای ورودی در برابر عبور جریان گاز و همچنین خاصیت واماندگی گازها در برابر جابجائی از یک حجم به حجم دیگر همگی موجب میشوند که موتور مذکور در هر 2 دور گردش خود حجم هوائی کمتر از میزان حجم واقعی موتور ( یعنی 2000 سی سی ) را به داخل بکشد.به نسبت هوای مکیده شده به داخل موتور به صورت واقعی نسبت به میزان تئوریک آن راندمان حجمی موتور گفته میشود که این نسبت در دورها متفاوت موتور تغییر پیدا میکند ولی به صورت معمول برای موتورهای معمولی این نسبت چیزیبین 65 تا 85 در صد می باشد..

2-1 راندمان ترمودینامیکی: برابر است با توانائی یک موتور در تبدیل گرما به کار مکانیکی.به صورت کلی میتوان گفت توانائی تبدیل انرژی پتانسیل موجود در سوخت را به کار مکانیکی راندمان ترمودینامیکی میگویند.همانگونه که میدانید در یک موتور درونسوز پس از احتراق سوخت انرژی پتانسیل موجود در سوخت تبدیل به گرما میشود.حال با توجه به نوع موتور درصدی از گرمای ایجاد شده به کار مکانیکی تبدیل و بقیه انرژی گرمائی تولیدی به صورت گرما از موتور خارج میشود.

تمامی این موارد به شرطی است که موتور به صورت استاندارد و کامل کارکرده و توانائی تبدیل کامل سوخت به انرژی گرمائی را داشته باشد و به عنوان مثال دچار خام سوزی و تنیجتا" هدر دادن سوخت به صورت نسوخته یا نیم سوخته نباشد.

راندمان ترمودینامیکی یک موتور به موارد متعددی بستگی داشته که مهمترین آنها : 11-2-ضریب تراکم: ضریب تراکم موتور یا همان توانائی موتور در فشرده تر کارکردن و ایجاد فشار بالاتر در اتاق احتراق و تبدیل بیشتر گرما به کار.

2-2-1 دمای کاری موتور و جنس و نوع اتاق احتراق آن ; راندمان ترمودینامیکی موتورهای بنزینی معمولا" بین 25% تا% و برای یک موتور دیزل بین 36% تا 42% می باشد.

32 به راندمان بالاتر موتور های دیزلی توجه کنید.دلیل این افزایش راندمان ترمودینامیکی ضریب تراکم بالاتر موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی میباشد 3-1 راندمان مکانیکی: به صورت کلی نسبت تبدیل کارمکانیکی تولید شده در موتور به کار موثر در خروجی موتور راندمان مکانیکی میگویند.قبلا" گفته می شود.

که در یک موتور مقدار مشخصی هوا به درون موتور کشیده میشد .

میزان آن به راندمان حجمی موتور بستگی داشت و هرچه این میزان بیشتر بود قابلیت موتور با لاتر می رفت سپس سوخت و هوا مخلوط و محترق می شد.حاصل این فرایند تولید میزان مشخصی گرما بود که مقداری از این گرما بعدا" تبدیل به کار مکانیکی می شد.

میزان این تبدیل بستگی به راندمان ترمودینامیکی موتور داشت که هرچه بیشتر بود بهترمی شد.

کلیه این موارد باعث میشوند که کار مکانیکی خروجی موتور نسبت به کار مکانیکی تولید شده در اتاق احتراق کمتر باشد که به این نسبت راندمان مکانیکی گفته میشود.و مسلما" هرچه اصطکاک قطعات داخلی موتور کمتر بوده و همچنین نیروی مورد نیاز جهت حرکت وسائل جانبی موتور کمتر باشد میزان راندمان مکانیکی بالاتر .خواهد بود به صورت کلی راندمان کل یک موتوردرونسوز پیستونی بسته به بنزینی یا دیزل بودن آن عددی بین کمتر از 20% تا ماکزیمم 40% و برای موتورهای دیزل با کمپرس بالا و اصطکاک پائین خواهد بود که در مقام مقایسه با بسیاری از موتورهای الکتریکی که راندمانهای بالای 90% هم در آنها چیز غیر معمولی .نیست موتورهای درونسوز یک فاجعه از نظر راندمان محسوب میشوند.

خوب برای تقویت یا تغییر نیروی تولیدی در یک موتور درونسوز ایجادتغییرات در هریک یا تمامی عوامل تاثیر گذار در مورد هریک از راندم انهای سه گانه فوق مستقیما" باعث تغییر راندمان کلی موتور و تغییر در نیرو و گشتاور خروجی از موتور یا تغییر در میزان مصرف ویژه سوخت در آن موتور خواهد شد.

فصل دوم راه های جلوگیری از افت توان موتور راه های جلوگیری از افت توان موتور 2-1افزایش راندمان حجمی معمول ترین راهها جهت افزایش نیروی تولیدی موتور افزایش راندمان حجمی موتور میباشد.به کمک افزایش راندمان حجمی بسته به تکنیک مورد استفاده میتوان از 5% تا بیش از100% موتور یک خودرو را تقویت کرد و یا مشخصه توان و گشتاور موتور را در دورهای متفاوت تغییر داده و اصلاح کرد.

فرض میکنیم شما یک خودروی انژکتوری با نسبت تراکم بالاتر از 9به یک ( نظیر اکثر خودروهای انژکتوری کشور) در اختیار دارید.خوب به صورت استاندارد برای بدست آوردن حداکثر توان تولیدی این موتور شما حتما" باید از بنزین سوپر با اکتان بالا استفاده شود چون در صورت استفاده از بنزین معمولی با اکتان 90 یا 87 موتور شما در زمان کارکرد در حالت تمام گاز دچار پدیده.

ضربه زدن Knock در سیلند میشود ( به دلیل اینکه بنزین معمولی در دما و فشار کمتری به حالت خودسوزی دچارمیشود ) خوب حالا قبل از جرقه زدن شمع مخلوط سوخت و هوا محترق شده و این هم باعث افت توان موتور و هم ضر به های قوی در محدوده سر سیلندر میشود.

کثیف بودن فیلتر هوا .کثیف یا معیوب بودن شمع و وایر شمع.درزهای کوچک در مانیفولد ورودی و یا لوله های متصل به آن در بسیاری از موارد خرابی بوستر ترمز و کشیدن هوای بی مورد از این قسمت موجب شده که عملکرد موتور مختل شود و موتور به واسطه کشیدن هوای بی مورد به درون بسیار ضعیف کارکند .ولی موقع بررسی شما با این استنباط که کلیه موارد موثر بر سوخت رسانی و احتراق در موتور سالم هستند به این نتیجه میرسید که موتور ضعیف است.

معمول ترین و اولین کار جهت افزایش قدرت موتور یک خودرو تغییر در راندمان حجمی آن موتور میباشد در خودروهای انژکتوری به سبب عدم وجود مانعی مثل کاربراتور بر سر راه تغذیه موتور مسلما" افت راندمان حجمی کمتر است.

مورد بعدی در راه افزایش راندمان حجمی موتور استفاده از سیستم مانیفولد ورودی یا خروجی تغییر یافته ( یا استفاده توام از هر دوی اینها میباشد ) وقتی شما از مانیفولد تغییر یافته ای که به صورت تخصصی جهت عبور حجم یا سرعت عبور گاز بیشتری ساخته شده استفاده میکنید در حقیقت به موتور توانائی مکش بیشتر و سریعتر هوا و تخلیه سریعتر و کاملتر گازهای حاصل از احتراق را میدهید که این ..مورد خود باعث بهبود چشمگیر راندمان حجمی موتور میشود.

2-1-1تزریق اب در منیفولد ورودی: • استفاده از سیستم پاشش اب در مانیفولد ورودی: شکل 2-1 استفاده از سیستم اب پاش در مانیفولد در بسیاری از موتورهای با نسبت تراکم بالا در حالت تمام بار موتور”WOP” ) دریچه گاز کاملا باز( سیستم آبپاش وارد مدار میشود و با تزریق مقادیری آب به صورت اسپری شده در داخل مانیفولد ورودی موتور مخلوط سوخت وهوا را خنکتر می کند و در نتیجه چگالی مخلوط بالا می رود و راندمان حجمی موتور بهبود می یابد و نسبت تراکم بالاتری در موتور ایجاد خواهد شد.

کار برد تزریق آب در موتور هایست که در آنها از سیستم پر خوران استفاده شده است تزریق آب به طور غیر مستقیم هم چگالی هوا را بالا برده و هم قدرت موتور را افزایش میدهد تزریق اب در موتور باعث افزایش راندمان حجمی و ورود مقدار بیشتری هوا به داخل موتور می شود اما این کار هم باعث مقدار کمی الودگی و هم اسیب به موتور می شود اما این کار برای کسانی که دوست داران سرعت و شتاب هستند کاربرد دارد 2-1-2 افزایش توان با استفاده از هدرز: شکل 2-2 استفاده از هدرز • تخلیه آسانتر گازهای خروجی: عامل کلیدی در افزایش راندمان موتور بهبود تخلیه گازهای خروجی ازموتور است.هدرزسبب کاهش میزان افت راندمانی میشود که توسط مانیفولد دود رخ میدهد.

به عبارتی هدرز به خروج راحت تر گازهای خروجی از اگزوز کمک میکند.

هدرز برای هر سیلندر یک لوله کوچک تخلیه گاز فراهم می آورد.

این لوله های کوچک باعث میشوند گاز خروجی از سیلندرها هنگام خروج به عقب پس نزند.

هنگامی که دیگر لازم نباشد سیلندرها برای تخلیه گاز خود از یکدیگر نیرو بگیرند، این نیرو صرف افزایش راندمان موتور خودرو میشود.

عامل کلیدی در افزایش راندمان موتور بهبود تخلیه گازهای خروجی ازموتور است.هدرزسبب کاهش میزان افت راندمانی میشود که توسط مانیفولد دود رخ میدهد.

2-2-1استفاده از توربوشارژ: یکی از مطمئن ترین راهها برای افزایش توان موتور ها، افزایش مقدار هوا و سوختی است که در سیلندرآنها می سوزد.برای این منظور افزودن تعداد سیلندرها یا بزرگ کردن هر یک از سیلندرها یکی از روش هاست اما در بعضی مواقع امکان این کار وجود ندارد.

یک راه برای افزایش قدرت موتور که ساده تر و با صرفه تر نیز هست استفاده از توربو شارژردر موتوراست که بدون نیاز به تغییر در حجم و وزن موتورتوان آن را افزایش می دهد.درخودروهای پر سرعت مسابقه ای و سوپر اسپرت حتی خودروهای خانوادگی و سدان های پر قدرت نیز برای افزایش توان موتور از توربوشار یکی از روش های جبران کاهش توان در موتورهای گازسوز، استفاده از توربوشارژر میباشد.

فرآیند انتخاب توربوشارژر مناسب برای یک موتور، شامل بررسی نقاط عملکرد موتور و توربوشارژر و مقایسه این نقاط با منطقه کاری بهینه می باشد.

به این منظور عملکرد موتور گازسوز تنفس طبیعی و توربوشارژ شده با استفاده از معادلات ترمودینامیکی حاکم بر موتور و اجزاء توربوشارژر، همچنین مدل های تجربی برای انتقال حرارت، بررسی شده و انطباق برای چند مدل توربوشارژر انجام گرفته است.

در انتخاب توربوشارژر مناسب، تاثیر آن برآلاینده ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج نشان می دهد با انتخاب توربوشارژر مناسب کاهش توان بر اثر تبدیل سوخت از بنزین به گاز طبیعی بخوبی قابل جبران می باشد .

2-2-2 سوپر شارژر و توربو شارژر: توربوشارژر وسیله‌ای است که می‌تواند بدون آنکه وزن موتور را به مقدار قابل توجهی افزایش دهد ، قدرت موتور را بسیار بالا ببرد و به همین دلیل است که ا ز چنین محبوبیت گسترده‌ای برخوردار است!

چگونه می‌تواند بدون آنکه تغییر چندانی در وضعیت فیزیکی موتور ایجاد کندهمچنین خواهیم دید دریچه‌های خروجی، پره‌های سرامیکی توربین، مجراهای عبور گاز چگونه کارآیی سوپر شارژر را بهبود می بخشند.

رد این توربوشارژر را همچنین می توان در خودروهای دیزلی بزرگ هم مشاهده کرد.

امروزه می‌توان خودروهای سواری زیادی را در شهر مشاهده کرد که عبارت turbo هر گوشه‌ای از آنها نصب شده است.

شکل 2-3 توربوشارژ 2-2-3 توربوشارژر چیست؟

توربوشارژر نوعی سیستم دمنده است که هوا را با فشار زیاد به درون سیلندر می‌دمد.

هنگامی که پیستون در حالت عکس قرار دارد، مخلوط هوا و سوخت (در موتور دیزلی، هوا) را به درون سیلندر می‌مکد.

هر چه فشار هوا بیشتر باشد مقدار مولکولهای هوا بیشتر خواهد بود، و بالتبع مخلوط هوا و سوخت بیشتری در سیلندر جای خواهد گرفت.

هر