دانلود تحقیق موتورهای احتراق تراکمی ( دیزلی )

موتورهای احتراق تراکمی ( دیزلی )
موتور دیزل مانند موتور بنزینی از نوع احتراق داخلی ( درون سوز ) است که با تبدیل انرژی شیمیایی سوخت که انرژی حرارتی در داخل سیلندر و سپس تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی قدرت لازم حاصل میشود .

موتورهای دیزل چهار زمانه برای تکمیل سیکلهای کاری نیاز به چهار کورس حرکت رفت و برگشت پیستون دارند تنها اختلاف بین آنها در این مورد چگونگی اشتغال و احتراق سوخت در داخل سیلندرهای آنها میباشد در موتورهای دیزل برای اشتغال سوخت در زمان قدرت از شمع استفاده نمیشود بلکه این کار توسط حرارت ایجاد شده ناشی از تراکم هوا در داخل سیلندر انجام میگیرد احتراق داخلی ( درون سوز ) است که با تبدیل انرژی شیمیایی سوخت که انرژی حرارتی در داخل سیلندر و سپس تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی قدرت لازم حاصل میشود .

موتورهای دیزل چهار زمانه برای تکمیل سیکلهای کاری نیاز به چهار کورس حرکت رفت و برگشت پیستون دارند تنها اختلاف بین آنها در این مورد چگونگی اشتغال و احتراق سوخت در داخل سیلندرهای آنها میباشد در موتورهای دیزل برای اشتغال سوخت در زمان قدرت از شمع استفاده نمیشود بلکه این کار توسط حرارت ایجاد شده ناشی از تراکم هوا در داخل سیلندر انجام میگیرد .

در کورس مکش در موتورهای دیزل هوا به تنهایی وارد سیلندر میشود .

درانتهای زمان تراکم سوخت به صورت پودر به داخل محفظه احتراق اولیه تزریق میگردد .

سوخت در مجاورت هوای گرم در محفظه باد شده مشتعل شده و فشار ناشی از اشتعال به اطاق احتراق اصلی منتقل میشود و باعث حرکت سریع پیستون ( کورس یا زمان قدرت ) به طرف پایین میگردد .

اشتعال سوخت در مجاورت هوا به دلیل حرارت زیاد ناشی از تراکم آن به نسبت بالا میباشد .

این نسبت تراکم در موتورهای دیزل از 16 به 1 الی 23 به 1 متفاوت میباشد .

در حالی که این نسبت در یک موتور بنزینی در حدود 8به 1 میباشد .

موتورهایی که با جرقه کار میکنند ، در بعضی موارد حتی پس از قطع برق موتور به کار ادامه میدهند .

این وضعیت موتور بنزینی را که اشتعال بنزینی در داخل سیلندرها به دلیل حرارت زیاد اطاق حتراق انجام میگیرد حالت دیزل شدن موتور بنزینی مینامند .

سیکلهای موتور دیزل
1.

زمان تنفس : با دوران میل لنگ پیستون در داخل سیلندر به سمت پایین حرکت کرده و همزمان با انتقال حرکت دورانی میل انگ به وسیله تسمه اندانه دار به میل سوپاپ و دوران آن سوپاپ ورود هوا در داخل سیلندر باز میشود .

اختلاف فشار ایجاد شده در داخل و خارج سیلندر که از حرکت پیستون به طرف پایین ناشی میگردد .

باعث مکش و ورود هوای تمیز از طریق سوپاپ هوا به داخل سیلندر میشود .

زاویه مکش عملی 234 درجه و زاویه مکش تئوری 180 درجه میباشد .

2.

زمان تراکم : با حرکت پیستون به طرف بالا و بسته شدن سوپاپ ورودی ، هوا در داخل سیلندر تحت فشار و تراکم قرار گرفته و حجم اولیه آن تا حدود 23 برابر کوچکتر میشود .

در این حالت درجه حرارت هوای متراکم شده به حدود 900 درجه سانتیگراد یعنی بالاتر از حرارت لازم برای مشتعل نمودن سوخت مایع دیزل میرسد .

بین 22 تا 30 درجه قبل از نقطه مرگ بالا سوخت تزریق میگردد .

با دو موتور آوانس تزریق تنظیم میشود .

3.

زمان تزریق سوخت ( قدرت ) : با رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا در جه حرارت هوای متراکم داخل سیلندر به حداکثر میرسد در این حالت سوخت تحت فشار و به صورت پودر به داخل محفظه اولیه پاشیده شده و در آنجا مشتعل میگردد .

شعله اشتعال سپس به سرعت در اطاق احرتاق اصلی منتشر میشود در اثر این کار فشار داخل سیلندر تا حدود بین 60 تا 100 اتمسفر افزایش یافته و پیستون را به سرعت به پایین میراند .

تولید فشار روی پیستون تا حدود 125 درجه ادامه خواهد داشت .

سوپاپ دود 54 درجه قبل ار نقطه مرگ پایین باز میشود .

4.

زمان تخلیه : پیستون پس از رسیدن به نقطه مرگ پایین تغییر جهت داده و بطرف بالا حرکت میکند در این حالت سوپاپ خروجی باز شده و گاز حاصله از احتراق از طریق آن به بیرون از سیلندر توسط منی فولد و اگزوز در منتقل میشود .

پس از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا سوپاپ خروجی بسته میشود و چهار زمان انجام شده مجدداً تکراری میگردد .

موتورهای دیزل نیاز به کویل ، شمع و یا دلکو نمیباشد .

ولی در عوض وجودگرمکن الکتریکی در آنها اجتناب ناپذیر میباشد .

کار این گرمکن روشن کردن اولیه و گرم کردن مقطعی موتور در حالت سرد و شروع به کار اولیه آن میباشد .

بدون وسیله یاد شده ، شروع به کار اولیه موتورهای دیزل بخصوص در مناطق سرد سیر امکان پذیر نمیباشد .

تمام موتورهای دیزل مجهز به سیستم تزریق سوخت میباشند چون بر عکس موتورهای بنزینی در زمان مکش ، سوخت ئارد سیلندرها نمیشود .

زمان ورود سوخت به سیلندرها موتوری دیزل باید دقیقاً تنظیم گردد .

بهع طوری که احتراق و انفجار در هر یک از آنها در لحظه معینی انجام گیرد و از طریق فشار سوخت ورودی باید حتماً بالاتر از فشار تراکم داخل سیلندر بوده و به صورت پودر توسط انژکتور به مجاورت هوای تراکم و گرم بدون نیاز به جریان هوا ( مانند آنچه در موتورهای بنزینی عمل میشود ) پاشیده شود .

تعریف اصطلاحات 1.

زمان تزریق : از اغاز تزریق سوخت بوسیله انژکتور تا پایان آن را بر حسب ثانیه زمان تزریق گویند .

2.

زاویه تزریق : زاویهای از گردش میل لنگ که بین شروع و ختم عمل تزریق قرار دارد زاویه تزیرق نامیده میشود .

3.

زمان تأخیر احتراق : زمانی اسن بین شروع تزریق تا مشاهده اولین شعله با افزایش اولیه مقدار فشار را زمان تأخیر احتراق گویند .

4.

زاویه تأخیر احتراق : اویهای است که میل لنگ در زمان ت/ذخیر احتراق طی میکند را زاوی تأخیر احتراق گویند .

مراحل اساسی احتراق 1.

مرحله تأخیر اختراق : در این زمان سوخت بصورت بخار در آمده و با هوا مخلوط میشود .

مرحله شروع احتراق : به علت وجود نقاط گرم محترق کننده بخار سوخت که با هوا مخلوط شده با سرعت میسوزد .

مرحله ادامه احتراق : سوخت هائیکه دیرتر تزریق میشود با ذرات سوختی که هنوز کاملاً نسوخته و با اکسین هوا مخلوط شده و عمل احتراق را تا مدت طولانی ادامه میدهند .

عواملی که روی کاهش تأخیز احتراق تأثیر دارند .

زمان تأخیر احتراق که مرحله گرم شدن و آماده گردیدن برای احتراق است با عوامل زیر کاهش مییابد .

1.

افزایش گرمای موتور 2.

بهبود نحوه پاشش سوخت 3.

کیفیت تبخیر گازوئیل عوامل موثر در احتراق 1.

اغتشاش هوا و سوخت : در اثر ایجاد حالت گردبادی در سوخت و هوا زمان تأخیر اشتعال کوتاهتر شده و سرعت اشتعال شدیدتر میشود .

در حالت گردبادی موجب اختلاط بهتر و سوخت میگردد .

اثر نسبت هوا و سوخت : د رحالیکه چنین تصور میشود که نسبت حجم سوخت کل سیلندر مقدار معینی میباشد ولی در عمل تبخیر سوخت که مقدمه احتراق میباشد در آن قسمتها که با هوا مخلوط نشده کامل نگردیده و تأخیر احتراق را افزایش میدهد .

نسبت سوخت به هوا = FR و یا 4% میباشد .

محدودیت نسبت سوخت به هوا FR : مموتور دیزل میتواند با نسبت سوخت بسیار کم نیز کار میکند .

زیرا در موتور دیزل به علت خود سوزی کامل .

قدرت را بوجود میآورد و مانند موتور بنزینی نمیباشد که جرقه از یک موضع زده شده و پیشروی جبهه شعله عمل احتراق را تکمیل نماید .

محدودیت افزایش نسبت سوخت به هوا : نسبت سوخت به هوا را از میزان 04/0 بالاتر به دو متناوب با بالا رفتن نسبت سوخت به هوا .

فشار احتراق تولیدی هم افزایش مییابد ولی به حدی میرسد که بالا رفتن نسبت سوخت به هوا فشار احتراق تولیدی هم افزایش مییابد .

ولی به حدی میرسد که بالا بردن زیادتر نسبت سوخت به هوا نه تنها فشار احتراق مازادی تولید نمیکند بلکه کاهش فشار را هم به دنبال میآورد .

جعبه و 5 موجب دود کردن و کربن گرفتن داخل فضای احتراق و نقصان را در زمان حرارتی و مصرف زیاد سوخت میگردد در نتیجه اگر نسبت سوخت بالاتری انتخاب شود با افزایش سوخت فشار افزایش چندانی نمییابد .

این به آم معنی است که برای تولید قدرت معینی سوخت ویژه بیشتری بکار رفته است .

5.

اثر نسبت تراکم موتور : با افزایش نسبت تراکم سرعت احتراق افزایش و زمان تأخیر اشتعال کاهش مییابد اگر زمان پاشش سوخت نیز بخوبی تنظیم شود بیشترین فشار ممکن را با نسبت تراکم زیادی میتوان بدست آورد .

نسبت تراکم مناسب موتور دیزل معمولاً بین 14 به 1 تا 22 به 1 میباشد .

افزایش نسبت تراکم بیش از حد مجاز باعث افزایش نیروی اصطکاک ، نشتی زیاد و افزایش نیروی استارت زدن و تولید اکسید ازت میشود .

6.

اثر فشار هوا در زمان مکش : اگر هوای ورودی را تحت فشار سوپ شارژر به سیلندر هدایتکننده باعث اختلاط بهتر سوخت و هوای سرعت تبخیر مولکولهای سوخت و در نتیجه کاهش تأخیر احتراق میگردد .

هوای فشرده گرم باز هم تأثیر بهتری در بالا رفتن را ندمان حرارتی دارد .

7.

اثر فرم سوخت تزریق شده : شکل فیزیکی سوخت تزریق شدهاند اثر مهمی در فشار احتراق تولیدی دارد هر چه سوخت ذرهایتر و بصورت گرد در تمام فضای احتراق پخش شود بهترین اختلاط را با اکسیژن بوجود آورده و راندمان حرارتی مطلوبتری را ایجاد میکند .

تجربه نشان میدهد که سوخت یا شش ( انژکتور ) شش سوراخه بهترین اختلاط و فشار احتراق را د رکمترین زمان تأخیر احتراق وجود میآورد .

8.

اثر بالا بردن فشار احتراق : بروز تنش و لرزش زیاد در اثر بالا رفتن فشار احتراق از مهمترین محدودیتها برای افزایش فشار احتراق میباشد .

بنابراین برای افزایش عمر موتور و بالا نرفتن ارتعاشات در آن فشار احتراق را نباید از حد مجاز بالاتر برد .

9.

اثر دود خروجی از اگزوز : موتورهای احتراق داخلی به علت احتراق ناقص تولید گازهای خطرناک و سمی میکنند .

موتور دیزل نسبت به موتور بنزینی از این نظر هم دارای مزیت است که دارای دود کم خطرتری میباشد .

مسئله پاکیزه نگهداشتن محیط زیست آن قدر اهمیت دارد که برای کنترل دود خروجی خودروها باید استانداردهای مربوط را لازم الجرا دانت .

هیدروکربونهای معدنی مورد مصرف در موتورها برای احتراق اکسیژن هوا را مصرف نموده و تولید دی اکسید کربن CO2 و بخار آب H2O میکنند .

اما از آنجایی که سیستمهای احتراقی کامل نمیباشند .

لذا نمیتوانند تمام سوخت را به CO2 و H2O تبدیل سازند .

10.

هوای اضافی در موتور : برای آنکه عمل احتراق خوبی انجام شده و بدون دود باشد مقداری هوای اضافی در فعل و انفعالات احتراق در نظر میگیرند بنابراین تولید CO را با این روش به حداقل میرسانند .

بطوریکه در بار کم و یا در حالت سرد بودن موتور فقط مقدار کمی CO تولید میشود .

بالعکس به علت افزایش هوا تولید اکسید ازت مخصوصاً در حرارت محیط و سرعت زیاد و حالت تمام بار افزایش مییابد .

راه تقلیل دادن تأخیر احتراق با اختلاط کاملتر هوا و سوخت میتوان تأخیر احتراق سوخت را کاهش داد .

به این منظور نکات زیر در راه تقلیل تأخیر احتراق موثر است .

طرح و شکل اطاق احتراق مناسب .

تزریق سوخت بصورت کاملاً ذرهای و اسپره و در تمام فضای اطاق احتراق 3.

تزریق سوخت مرحلهای .

مرحله اول تزریق کمی از سوخت بموضع گرم و شروع احتراق ، مرحله دوم پخش قسمت بیشتر سوخت در تمام فضای احتراق برای اختلاط با اکسیژن و احتراق نهایی منابع و مآخذ لینک: http://mohammad2050.persianblog.com/1385_1_mohammad2050_archive.html ردیفعنوانصفحه1موتورهای احتراق تراکمی(دیزلی)2سیکلهای موتور دیزل3تعریف اصطلاحات4مراحل اساسی احتراق5عوامل مؤثر در احتراق6راه تقلیل دادن تأخیر احتراق7منابع و مآخذ