سیستم ترمزABS:

● سیستم ترمز
سیستم ترمزهای هیدرولیکی همانگونه که می دانیم یکی از بهترین و مطمئن ترینهاست ولی این سیستم بصورت نخستین خود ( تک کاناله ) دارای عیب بزرگی بود , بدین ترتیب که اگر هرگاه بدلیلی شکستگی جزئی در یکی از لوله های ترمزها بوجود می آمد , در اثر نشت مایع ترمز و یا وارد شده هوا در سیستم کلی , تمام سیستم ترمز از حالت فعالیت خود بیرون آمده و خطرآفرین می شد .برای از میان برداشتن این عیب , خودروسازان و یا شرکتهای تولید کننده سیستم های ترمز مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز در دو مدار یا کانال جداگانه بودند بدین ترتیب که نیروی ترمز ( از طریق فشار هیدرولیک ) به دو بخش یکی برای چرخهای جلو و دیگری برای چرخهای عقب تقسیم شدند.
طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار خوب بود ولی هنوز قانع کننده بنظر نمی رسد چرا که در اینصورت ایجاد شکستگی در لوله های ترمز جلو و قفل یا بلوکه کردن چرخهای عقب , اتومبیلها بشدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می شدند .در اینجا بود که سوئدی ها راه حل این مشکل را پیدا کردند بدین ترتیب که کمپانی ساب SAAB ترمزهای هیدرولیکی دو کاناله بصورت ضربدری را طراحی و تولید نمود بدین صورت که چرخ سمت راست جلو بهمراه چرخ سمت چپ عقب از یک کانال و چرخ سمت چپ جلو بهمراه چرخ سمت راست عقب از کانال دیگر تغذیه می شدند و کمپانی های اتومبیل سازی ولوو و ب ام و بر روی طرح نسبتاً بهتری کار کردند بدین ترتیب که هر دو چرخ جلو هر کدام از یک کانال دیگر تغذیه شده و دو چرخ عقب نیزهرکدام با کانال مستقل خود مرتبط می شدند . بدین ترتیب در صورت بروز اشکال و یا شکستگی در یکی از لوله های هیدرولیک چرخها تنها همان چرخ بود که قابلیت ترمزگیری را از دست می داد و کنترل اتومبیل بسیار راحت و مطمئن می شد .
● ترمزهای چندکاناله و ضدبلوکه ABS
بدون شک پیشرفت و بهینه سازی سیستم ترمز اتومبیل ها با سرعتی نه چندان سریع صورت گرفته است و خوشبختانه امروزه ترمزهای سه وچهار کاناله ضد بلوکه ABS در بیشتر اتومبیل ها بصورت استاندارد وجود دارد . طرز کار ترمزهای ABS نیز به بیان ساده بدین صورت است که یک دستگاه الکترونیکی در هنگام ترمز گیری با کنترل فشار ( قطع و وصل کردن فشار ) هیدرولیک در جذری از ثانیه ارتباط لنت را با دیسک و یا کاسه برقرار و قطع میکند و تکرار سریع و مداوم این عمل باعث از میان رفتن حالت بلوکه کردن یا قفل کردن ترمزها میشود .اهمیت اینگونه ترمزها نیز بیشتر در سطوح خیس و لغزنده و یا ترمز گیری در سرعتهای بالا بیشتر نمایان میشود و در اینگونه موارد نیز راننده از کنترل کامل بر روی وسایل نقلیه خود برخوردار است و شاید تنها نکته منفی در مورد ترمزهای ABS صدای نسبتاً شدید آنها در هنگام ترمز گیری بر روی سطوح بسیار لغزنده باشد .
این صدای لرزان که به درون کابین نفوذ میکند و دقیقاًدر زیر پدال ترمز حس و شنیده می شود رانندگانی را که تجربه ترمز گیری در این شرایط را ندارند به این اشتباه میاندازد که احتمالاً قسمتی از سیستم ترمز أنها در حال خرد شدن است وبه همین دلیل این رانندگان به اشتباه از فشار پای خود بر روی پدال ترمز می کاهند , در صورتی که رانندگان با تجربه تر می دانند که شنیدن و حس کردن این لرزش دلیل بر سلامت سیستم ترمز ABS اتومبیل است و در این شرایط باید بر فشار پا بر روی پدال ترمز افزود . به تازگی استفاده از سیستم های کمکی و تقویت کننده الکترونیکی و مکانیکی نیز برای هر چه بهتر کردن فعالیت ترمزها بر روی انواع اتومبیل های جدید بصورت استاندارد وجود دارد . این سیستم ها با وارد آوردن اندک فشاری به پدال ترمز فعال شده و بهترین نتیجه را در اختیار راننده قرار می دهند.
● سیستم ترمزهای هیدرولیک و ABS‌
ترمزهای هیدرولیک از سیستم‌های مطمئن‌ ترمز محسوب می‌شود. اما این سیستم در ابتدا دارای عیب‌های بزرگی بود. اگر هر گاه به دلیلی، شکستگی جزئی در یکی از لوله‌های ترمزها به وجود می‌آمد در اثر نشت مایع ترمز یا وارد شدن هوا در سیستم، تمام سیستم ترمز از حالت فعالیت خود بیرون آمده و خطرآفرین می‌شد.
برای از میان برداشتن این عیب، خودروسازان و شرکت‌های تولید‌کننده سیستم‌های ترمز مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز از طریق فشار هیدرولیک به دو بخش شدند. یکی از این بخش‌ها به چرخ‌های جلو و دیگری به بخش‌های عقب فشار وارد می‌آورد طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار مثبت بود، ولی به نظر می‌رسید آنچنان از خطرات احتمالی آن نمی‌کاست، چرا که در این صورت ایجاد شکستگی در لوله‌های ترمز جلو و قفل یا بلوکه‌کردن چرخ‌های عقب، خودرو به شدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می‌شد. اما سوئدی‌ها راه‌حل این مشکل را پیدا کردند.
کمپانی (ساب) SAAB ترمزهای هیدرولیک دو کاناله به صورت ضربدری را طراحی و تولید کرد به این صورت که چرخ سمت راست جلو به همراه چرخ‌سمت چپ عقب از یک کانال و چرخ سمت چپ جلو به همراه چرخ سمت راست عقب از کانال دیگر تغذیه می‌شدند.
ولی کمپانی‌‌های خودروسازی ولوو و بی‌ام‌و بر روی طرح نسبتا بهتری کار کردند به این ترتیب که با هر دو چرخ جلو هر کدام از یک کانال تغذیه می‌شدند چرخ‌های عقب نیز از کانال مستقلی بهره می‌بردند. در این صورت در اثر بروز اشکال یا شکستگی در یکی از لوله‌های هیدرولیک چرخ‌ها تنها همان چرخ بود که قابلیت ترمزگیری را از دست می‌داد و در کنترل خودرو اشکال عمده‌‌ای پیش نمی‌آمد اما سیستم ترمز در خودروها نیز در دنیا به سرعت دیگر بخش‌ها رشد داشت و خوشبختانه در حال حاضر ترمزهای سه و چهارکاناله ضد بلوکه ABS در بیشتر خودروها به صورت استاندارد وجود دارد.
● طرز کار ترمز ABS
ترمزهای ABS در بیان ساده دستگاهی الکترونیکی هستند که در هنگام ترمزگیری باکنترل فشار (قطع و وصل کردن فشار) هیدرولیک در کسری از ثانیه ارتباط لنت را با دیسک یا کاسه برقرار و قطع می‌کنند و تکرار سریع و مداوم این عمل باعث از میان رفتن حالت بلوکه کردن یا قفل کردن ترمزها می‌شود.
اهمیت این گونه ترمزها نیز بیشتر در سطوح خیس و لغزنده یا ترمزگیری در سرعت‌های بالا بیشتر نمایان می‌شود. در این گونه موارد راننده از کنترل کامل بر روی وسائل نقلیه خود برخوردار است و اما شاید بتوان گفت تنها نکته منفی در مورد ترمزهای ABS صدای نسبتا شدید آنها در هنگام ترمزگیری بر روی سطوح بسیار لغزنده است.
این صدای لرزان که به درون کابین نفوذ می‌کند و زیر پدال ترمز حس و شنیده می‌شود راننده‌ای را که تجربه ترمزگیری در این شرایط ندارد به اشتباه می‌اندازد که احتمالا قسمتی از سیستم ترمز خودرواش در حال خرد شدن است و به همین دلیل راننده ممکن است به اشتباه از فشار پای خود بر روی پدال ترمز بکاهد. به تازگی استفاده از سیستم‌های کمکی و تقویت کننده الکترونیکی و مکانیکی نیز برای هر چه بهتر کردن فعالیت ترمزها بر روی انواع خودروهای جدید به کار گرفته می‌شود این سیستم‌ها با وارد آوردن اندک فشاری به پدال ترمز فعال شده و بهترین نتیجه را در اختیار راننده قرار می‌دهد.
● ترمزگیری صحیح با ABS
در شرایط بحرانی (مواجه شدن با موانع) فورا پدال کلاچ را گرفته و با تمام نیرو به طور مداوم روی پدال ترمز فشار دهید.در این زمان ABS شروع به کار کرده و شما قادر خواهید بود خودروی خود را در مسیر دلخواه هدایت کرده و از برخورد با موانع جلوگیری کنید.
● دو قانون مهم هنگام ترمزگیری با سیستم ABS
۱) فورا کلاچ را بگیرید و با تمام نیرو روی پدال ترمز به طور مداوم فشار دهید.
۲) با وجود ترمزگیری کامل، خودرو را در مسیر دلخواه هدایت کنید.
● لامپ هشدار دهنده ABS
از ویژگی‌های اصلی سیستم ABS این است که دایما خود را به صورت الکترونیکی کنترل می‌کند. روی صفحه نمایش دهنده‌ها مقابل راننده یک لامپ هشدار دهنده وجود دارد که روی آن کلمه ANTI-LOCK نوشته شده است. هر گاه اشکالی در عملکرد سیستم ABS ایجاد شود این لامپ روشن خواهد شد. هنگام روشن شدن خودرو این لامپ حدود چهار ثانیه روشن خواهد شد که در این زمان سیستم مشغول کنترل کردن خود است. در صورت خاموش شدن لامپ سیستم عملکرد صحیح خود را داشته و در غیر این صورت روشن ماندن لامپ هشدار دهنده چه قبل از حرکت و چه هنگام حرکت خودرو راننده را از بروز اشکال آگاه خواهد کرد.
● مزایای سیستم ABS
سیستم ترمز مجهز به ABS قادر است وضعیت ایمن‌تری را برای خودرو ایجاد کند.
کاهش خط قرمز افزایش پایداری خودرو در جاده‌های لغزنده افزایش کنترل فرمان کاهش اثر شرایط متفاوت جاده بر روی لاستیک‌ها، کاهش‌ مقدار لرزش لاستیک و سیستم تعلیق در ترمز و پایداری خودرو در جاده‌های ناهمگن به هنگام ترمز شدید از فواید این سیستم است.
● نکات ایمنی
با این که سیستم ABS دارای ایمنی بالایی است، ولی وجود آن در خودرو نباید باعث سرپیچی راننده از رعایت مقررات رانندگی به خصوص سرعت‌های غیرمجاز، رعایت نکردن فاصله ایمنی و سرعت مناسب در پیچ‌ها شود.به عبارت دیگر بهره‌مندی از سیستم‌های ایمنی به معنای نادیده گرفتن ایمنی نیست. انجام تغییرات شخصی در خودرو (مثلا ترمز، بدنه‌ها و یا چرخ‌ها) می‌تواند بر عملکرد سیستم ABS تاثیر منفی بگذارد. با وجود این در حال حاضر سیستم ترمز ABS مطمئن‌‌ترین ترمزی است که تکنولوژی آن در صنعت خودروی ما وارد شده است و شاید روزی شاهد باشیم که با بالا رفتن تقاضای عمومی برای خودروهای مجهز به ترمز ABS اعمال فشار از سوی راهنمایی و رانندگی دیگر خودرویی بدون ترمز ABS تولید و عرضه نشود.

ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند؟

نگه داشتن  ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده  حتی راننده های حرفه ای بدون  ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.

 مکان ترمز های ضد قفل:

در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.

 بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل:

تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.

ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.

در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد:

● حسگر های سرعت

●پمپ

●سوپاپ ها

●کنترل کننده

پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل

حسگرهای سرعت:

سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند.

سوپاپ ها:

در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:

●در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد

●در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند

●در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند

پمپ:

چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند.

 کنترل کننده:

کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.

 ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن:

انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم.

کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد  قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند.

کنترل کننده  می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ  افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع  وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد.

وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که  به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند.

انواع ترمزهای ضد قفل:

ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز به کار رفته بستگی دارد.ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها(تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگر های سرعت اشاره می کنیم:

●ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت:این بهترین طراحی است که در آن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد با این روش کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود.

●سه کانال و سه حسگر:این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای  دو چرخ عقب فقط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد.حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد.

در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخ های عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل می کنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخهای عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

●یک کانال و یک حسگر:این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد.

 این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل هر دو قفل می کنند.در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

این سیستم به سادگی قابل تشخیص است.معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصالT شکل به دو چرخ عقب وصل می شود.شما می توانید حسگر های سرعت را با مشاهده ی  اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید.

به امید آنکه مطالب ارایه شده رضایت شما را به همراه داشته باشد

                                                              (مجتبی عسگری مقدم)

موتور

ریشه لغوی

موتور یک کلمه انگلیسی است و معنای آن جنباننده یا محرک می‌باشد. لیکن در حال حاضر از کلمه موتور به عنوان وسیله تولید انرژی جنبشی استفاده می‌شود.

دید کلی

موتور یکی از ارکان اصلی خودرو می‌باشد، که وظیفه اصلی حرکت آن بوسیله موتور با انجام یک سری اعمال خاص امکان پذیر می‌شود. بر این اساس تلاشهای زیادی در زمینه طراحی و ساخت انواع موتور صورت گرفته است که در حال حاضر نیز بیشتر سرمایه گذاریهای کارخانه‌های خودرو سازی در این زمینه انجام می‌شود. تمام موتورهایی که در زندگی بشر مورد استفاده قرار می‌گیرند انرژی جنبشی را به شکل یک حرکت دورانی (چرخشی) در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهند. موتورها این انرژی را از طریق تبدیل انرژی‌های پتانسیل و یا انرژیهای دیگر بوجود می‌آورند که می‌توان بر حسب منبع انرژی اولیه ، موتورها را تقسیم بندی کرد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.


بطور کلی می‌توان گفت که در پیرامون ما هر وسیله‌ای که کاری انجام می‌دهد دارای یک موتور است که حرکت قطعات آن و نیروی مورد نیاز آن وسیله را تأمین می‌کند. مثلا لوازم خانگی مثل یخچال ، ضبط صوت ، پنکه‌های تصویه و ... همگی دارای یک موتور الکتریکی می‌باشند و یا اتومبیلهایی که در خیابانها رفت و آمد می‌کنند هر کدام یک موتور جهت تأمین انرژی جنبشی خود دارند.

تاریخچه

ایده ساخت موتور به زمانهای دور باز می‌گردد، چنانکه قبل از سالهای 1700 میلادی تلاشهایی جهت مسافت موتورها به شکل امروزی انجام پذیرفته بود (هر چند که موتورهای ساده آبی که انرژی جنبشی آب را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کردند از زمانهای بسیار دورتر ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گرفتند). لیکن اولین تجربه موفقیت آمیز در این زمینه ، در سال 1769 اتفاق افتاد. در این سال جیمز وات توانست یک موتور بخار اختراع کند که قابلیت استفاده از انرژی محبوس در سوختهای مختلف نظیر چوب و ذغال سنگ را داشت.

سیر تحولی و رشد

مخترعین زیادی سعی کردند که اصول فوق را در موتورها تحقق بخشند. ولی «ان.ای.اتو» مخترع آلمانی اولین کسی بود که موفق گردید. او در سال 1876 موتور خود را به ثبت رساند و دو سال بعد نمونه‌ای را که کار می‌کرد به معرض نمایش گذاشت. موتور مزبور همان چرخ چهارزمانه یعنی ، تکثیر ، تراکم ، توان و تخلیه را به کار می‌بست. دانشمندان هم عصر اتو عقیده داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش زمان بزرگی است (یک موتور چهارزمانه در هر دو دور چرخش تنها یک بار سوخت را می سوزاند به اصطلاح دارای یکبار انفجار یا توان است).

بنابراین نظر خود را به موتور دو زمانه (که در هر دو چرخش یک انفجار دارد) معطوف کردند. این تلاشها تا آنجا ادامه یافت که در سال 1891 «جوزف دی» با کمک گرفتن از محفظه میل لنگ به عنوان یک سیلندر پمپ کننده هوا توانست ساخت موتورهای روزانه را ساده کند. در موتور دی ، مجاری ورودی هوا و خروجی دود در بدنه سیلندر قرار داشت (همان سیستم موتورهای دو زمانه امروزی). در سال 1892 دکتر «رادولف دیزل» یک مهندس آلمانی ، موتوری را به ثبت رساند که در آن سوخت در نتیجه گرمای تولید شده در اثر فشار زیاد ، مشتعل می شد. دیزل در اصل موتور خود را برای کار کردن با پودر ذغال سنگ طراحی کرده بود. اما به سرعت به سوخت‌های مایع روی آورد.

فعالیت‌های انجام شده توسط دانشمندان در طراحی و ساخت موتور و پیشرفت‌های حاصله را می‌توان مختصرا این‌گونه بیان کرد.

·         ساخت موتورهای بنزینی – انژکتوری در سال 1936

·         ساخت موتورهای توربینی اتومبیل در سال 1950

·         ساخت موتور پیستون گردان وانکل در سال 1957

ساختمان موتور

ساختمان موتورها بسیار گوناگون ولی در عین حال از لحاظ اصول کلی بسیار مشابه است. مثلا همه موتورهای احتراقی دارای یک محفظه برای فشرده کردن سیال می‌باشند که سیلندر نام دارد. یا اینکه همگی دارای یک قطعه متحرک رفت و برگشتی می‌باشند که پیستون نام دارد و ... لیکن ساختار موتورهای برقی متفاوت است. همگی آنها دارای یک سیم پیچ ثابت می‌باشد که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. در میان این سیم پیچ میدان ، یک آرمیچر (روتور) وجود دارد که با تغییرات میدان مغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند (به شکل چرخش) و ... .

طرز کار موتور

·         موتورهای الکتریکی از لحاظ تجهیزات و ساختار نسبتا ساده تر از موتورهای احتراقی هستند. البته طرز کار آنها نیز نسبتا ساده تر است. این موتورها با ایجاد یک میدان مغناطیسی و تغییرات مکرر این میدان مغناطیسی باعث به چرخش درآمدن روتور می‌شوند. و این چرخش توسط میله ای از محفظه موتور خارج و مورد استفاده قرار می‌گیرد. موتورهای احتراقی بصورت نوسانی کار می‌کنند یعنی اینکه قطعات متحرک آنها (پیستونها) که قابل انتقال انرژی هستند، حرکت رفت و برگشتی دارند. برای تبدیل این حرکات رفت و برگشتی به حرکت چرخشی وسیله‌ای به‌ نام میل لنگ استفاده می‌شود. لیکن در نهایت انرژی جنبشی این موتورها هم بصورت چرخش یک میله از محفظه موتور به خارج فرستاده می‌شود.

قدم مهم در توسعه موتورهای امروزی (که اغلب موتورهای احتراق داخلی هستند) زمانی برداشته شد که بودورثا مهندس فرانسوی چهار اصل عمده را که برای کار موثر این موتورها الزامی بودند، ارائه کرد. این اصول چهارگانه به قرار زیرند:

·         اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.

·         فرآیند انبساط مخلوط گاز هوا و سوخت باید تا حد امکان سریع انجام شود.

·         تراکم مخلوط در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.

·         کورس پیستون می بایست تا حد امکان زیاد باشد.

انواع موتور

موتورها را بر اساس منبع تامین کننده انرژی به دو دسته موتورهای برقی و موتورهای احتراقی تقسیم می کنند.

·         موتورهای برقی: اختلاف پتانسیل الکتریکی را به حرکت چرخشی تبدیل می کنند.

·         موتورهای احتراقی: با سوزاندن مواد سوختی (اغلب سوخت های فسیلی) تولید انرژی می کنند.

·         موتورهای جت: با مکش هوا کار می کنند.

·         موتورهای برون سوز: در این موتورها احتراق در بیرون از موتور صورت می گیرد (مانند موتور بخار)

o        موتورهای درون سوز: در اینگونه موتورها ماده سوختنی مستقیما در داخل موتور سوزانده می شود.

·         موتورهای درون سوز خود به دو گروه تقسیم می شوند:

o        موتورهای اشتعال جرقه ای: سوخت به کمک یک جرقه الکتریکی در این موتورها مشتعل می شود.

o        موتورهای دیزل: در این موتورها سوخت بواسطه حرارت بالای ایجاد شده بوسیله فشار مشتعل می گردد.

کاربردها

·         کاربرد موتورها امروزه آن چنان وسیع است که ذکر آنها به یک زمان طولانی نیازمند است. اکثر لوازم خانگی نظیر یخچال ، چرخ گوشت ، آب میوه گیری ، ماشین لباسشویی ، جارو برقی ، پنکه‌های تهویه و ... همچنین تمام وسایل نقلیه مورد استفاده نظیر اتومبیل‌ها ، اتوبوس‌ها ، کامیون‌ها ، هواپیماها ، قطار‌ها و کشتی‌ها همگی از موتورهای مختلف استفاده می‌کنند.

·         در تمام قسمت‌های یک کارخانه صنعتی و سایر وسایل و تجهیزات بکار رفته در بخش صنعت از موتورها استفاده می‌شوند. در بخشی کشاورزی جهت تامین منابع انرژی مثل ماشین آلات آسیاب‌ها ، پمپ‌های آب و غیره از موتورهای برقی و احتراقی استفاده می‌شود و ... .

نقش موتورها در زندگی روزمره

با توجه به کاربردهایی که در بالا برای موتورها ذکر شد به جرات می‌توان گفت بدون وجود و استفاده از موتورها تمدن بشری به معنای امروزی معنا نخواهد داشت. چنانچه از منابع تولید انرژی (موتورها) صرف‌نظر کنیم شاید شکل زندگی به حالت قبایل بدوی برگردد. عملا زندگی امروزی ما آنچنان به منابع تولید توان وابسته است که زندگی بدون این تجهیزات برای انسان قابل تصور نیست.

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

HCCI موتورهاي

Homogenous Charge Compression Ignition( HCCI)

امروزه تکنولوژی طراحی موتورهای احتراق داخلی به سمتی میل می کند که از مقدار مشخصی سوخت حداکثر استفاده را بنماید و آلودگی را نیز تا حد ممکن کاهش دهد. در این راستا موتورهای مختلفی از جمله Hybrid, GDI, CNG و HCCI طراحی و ارائه شده اند در این بین موتورهای HCCI طرح نوین و کارامدی است که نظر محققین زیادی را به خود جلب کرده است.

اولین تجربه در زمینه موتورهای Onishi به سال 1979 برمی گردد که آقای HCCI یک رفتار احتراقی شبیه موتورهای SI و CI ارائه نمود؛ این موتور که یک موتور بنزینی دو زمانه با خاصیت کارکرد در شرایط مخلوط سوخت و هوای رقیق بود، Active Thermo Atmosphere Combustion (ATAC) نامید.عکسبرداریهای با سرعت بالا نشان داد که در احتراق ATAC چند نقطه اشتعال خود بخودی بدون انتشار شعله، به وقوع می پیوندد. در همان سال Naguchi یک احتراق خودبخودی را در موتورهای بنزینی دو زمانه مطرح نمود که آقای فرآیند احتراق آن به نام Toyota_Soken Combustion (TS) معروف گشت. در این احتراق نیز نقاط زیادی در مرکز محفظه احتراق شروع به اشتعال خودبخودی می نمود و سپس یک انتشار سریع شعله در پی آن صورت می گرفت. در سال 1994 این مدلها پیشرفت زیادی نمود و تحقیقات در مورد آن در بازه های مختلف کارکردی انجام پذیرفت و به نام شهرت یافت HCCI.

HCCI اساس کارکرد موتورهای:

 (SI)

این موتورها مکانیزمی شبیه به موتورهای بنزینی دارند یعنی سوخت و هوا با هم مخلوط شده و به داخل سیلندر وارد می شوند ولی در این سیستم دیگر برای شروع احتراق از سیستم جرقه استفاده نمی گردد، مخلوط هوا و سوخت متراکم می گردد تا پیش واکنشها با بالا رفتن دمای مخلوط، انرژی اولیه جهت احتراق را فراهم نمایند و مخلوط محترق گردد؛ بطور ساده می توان گفت که این سیستم آمیزه ای از موتورهای بنزینی و دیزلی می باشد و از مزایای هر دو آنها برخوردار است. این موتورها مانند موتورهای دیزل از مزیت نسبت تراکم بالا استفاده می کنند که به همین دلیل دارای بازده بالایی هستند و همچنین مانند موتورهای بنزینی NOx پایینی دارند. علت پایین بودن NOx به خاطر این است که مخلوط خیلی رقیق بوده و دمای کل فرآیند احتراق پایین می آید.از مزایای ديگر اين سیستم ها عدم وجود تراتل است که خود موجب حذف افت توان ناشی از تراتل می گردد و طول زمان احتراق کوتاه می باشد که باعث افزایش توان می گردد.

از مشکلات موجود در راه توسعه این موتورها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- استارت یا روشن شدن بد موتور: از آنجاییکه این موتورها رقیق سوز می باشند روشن شدن آنها عموماً به سختی صورت می پذیرد.

2- کنترل نامناسب روی فرآیند احتراق: از آنجاییکه شروع احتراق در این موتورها بدون حضور شمع و بصورت خود بخودی صورت می پذیرد، همچنین نسبت استوکیومتریک در این موتورها کمتر 0.5 بوده و باعث فرآیند misfiring (خفگی احتراق) می شود، کنترل این موتور را امری مشکل می سازد.

شايان ذکر است که نسبت استوکیومتریک عبارت است از نسبت سوخت به هوای واقعی به نسبت سوخت به هوای تئوری که برای موتورهای بنزینی در حدود 1 می باشد.

در زمینه اين موتورها تحقيقات فراوانی در نقاط مختلف دنیا صورت می گیرد که عمده آنها در ژاپن متمرکز است.

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

موتورهای اشتعال جرقه‌ای

ریشه لغوی

ترکیب اشتعال جرقه‌ای ترجمه واژه انگلیسی «Spark Ignition» است. و به معنای شعله‌ور ساختن یک ماده سوختنی به کمک یک جرقه است.

دید کلی

شاید تا به حال فندک‌هایی دیده باشید که از آنها برای روشن کردن سیگار و یا آبگرمکن و یا ... استفاده می‌کنند. در این فندک‌ها ابتدا مقداری گاز در هوا پراکنده و با اکسیژن هوا مخلوط می‌شود سپس بلافاصله یک جرقه که معمولا الکتریکی و یا اصطکاکی است ایجاد می‌شود. دمای بسیار بالایی که در جرقه وجود دارد باعث می شود که مخلوط گاز و اکسیژن شعله‌ور شود. در واقع این اشتعال گاز یک اشتعال جرقه ای است.

موتورهای اشتعال جرقه‌ای نیز بر اساس همین کلیات کار می‌کنند در این موتورها یک سیستم تغذیه و تنظیم سوخت مخلوط هوا و ماده سوختنی را فراهم می‌کند و به داخل محفظه سیلندر می فرستد. (اینکار بر اثر ایجاد خلا در سیلندر بواسطه پایین رفتن پیستون انجام می شود)، پس از ورود مخلوط مذکور ، پیستون آنرا فشرده می‌کند و در یک لحظه مناسب این مخلوط به وسیله یک جرقه الکتریکی مشتعل می‌گردد. که باعث آزاد شدن انرژی و راندن پیستون به سمت پایین می‌شود.

تاریخچه

استفاده از یک جرقه الکتریکی برای شعله‌ور ساختن سوخت موتور اولین بار در سال 1886 میلادی توسط بنز در آلمان انجام پذیرفت. وی با کمک دیملر ، اتومبیلی ساخت که به یک آتش زنه برقی مجهز بود. البته قبل از اینها هم در سال 1883 میلادی خود دیملر نیز در این زمینه موتوری ساخته بود که نمونه کامل شده آن در سال 1886 ارائه شد. در سالهای بعد انواع نوآوری‌ها و تغییرات در ساختار مدارهای اشتعال و ایجاد کننده جرقه الکتریکی ایجاد شد که در نتیجه آن استفاده از مدارهای اشتعال فعالی است. به علت گستردگی این مدارات می‌توان آنها را به چهار گروه تقسیم‌بندی نمود.

انواع سیستم‌های اشتعال

·         سیستم اشتعال کترنیگ : که شامل باتری - کویل - پلاتین و خازن است.

·         سیستم اشتعال الکترونیکی : که برای قطع و وصل از نیم رساناها استفاه می‌کنند.

·         سیستم اشتعال القایی : که انرژی اولیه را در یک سیم پیچ ذخیره می‌کند.

·         سیستم اشتعال تخلیه خازنی : که انرژی اولیه را در یک خازن ذخیره می‌کند.

ساختمان

موتورهای اشتعال جرقه‌ای مرسوم از نوع موتورهای رفت و برگشتی یا پیستونی هستند که دارای ساختمان بخصوصی می‌باشد. (جهت مطالعه ساختمان کلی موتورهای پیستونی به موتورهای احتراق داخلی مراجعه کنید). لیکن یک سیستم تولید جرقه الکتریکی نیز جز منظمات این موتورها می باشد که لاجرم یکی از انواع چهارگانه سیستم‌های اشتعال جرقه‌ای می‌باشد.

طرز کار

هر موتور پیستونی اشتعال جرقه‌ای صرف‌نظر از اندازه ، مقدار سیلندرها ، مواد استفاده و غیره یکی از دو نوع موتورهای متداول زیر می‌باشد.

·         موتورهای دوزمانه : که موتورهای سیکل دوزمانه هم خوانده می‌شوندن.

·         موتورهای چهارزمانه : که موتورهای سیکل چهارزمانه نیز نامیده می شوند.

همانگونه که در نام این موتورها دیده می‌شود حرکات آنها به شکل سیکل (دوره‌های قابل تکرار) می‌باشد. یک سیکل به وقایعی گفته می‌شود که در داخل سیلندر موتور و در فاصله میان دو انفجار پست سرهم به وقوع می‌پیوندد. این وقایع به ترتیب عبارتند از :

1.     مکش : به داخل کشیدن یک مخلوط قابل احتراق در سیلندر

2.     تراکم : متراکم ساختن مخلوط وارد شده به سیلندر توسط پیستون

3.     احتراق یا انفجار : شعله‌ور ساختن مخلوط متراکم شده و انبساط گازهای سوخته شده و تولید قدرت به کمک جرقه

4.     تخلیه : خروج مواد حاصل از عمل احتراق

در موتورهای سیکل چهارزمانه ، جهت انجام اعمال فوق به چهار کورس پیستون نیاز است. ولی در موتورهای سیکل دوزمانه ، اعمال فوق در دو کورس پیستون انجام می‌پذیرد: (کورس پیستون عبارتست از فاصله‌ای که پیستون در دورن سیلندر از بالاترین مکان خود تا پایین‌ترین مکان خود می‌پیماید و یا بالعکس)

کاربرد

اکثر اتومبیل‌های اطراف ما و تمامی موتورهایی که با سوخت بنزین و یا گاز مایع کار می‌کنند همگی جزو موتورهای اشتعال جرقه‌ای هستند.

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

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؟

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

خودروهای آینده

پیشرفت تكنولوژی در مسیر صدساله تاریخ صنعت خودروسازی باعث شده است هر ساله شاهد تولید اتوموبیل هایی با كیفیت بهتر و مصرف پائین تر سوخت باشیم، اما در تمام این سال ها، دغدغه تأمین سوخت و انرژی های جایگزین برای اتومبیل ها همواره شركت های معتبر خودروسازی را به خود مشغول ساخته است. این روزها در مورد تولید اتومبیل های دوگانه سوز یا هیبریدی مطالبی شنیده می شود، اتومبیل های الكتریكی از ایده به واقعیت رسیده اند و حتی روش های منحصربه فردی جهت رانش اتومبیل ها ابداع شده است؛ اما هنوز هیچ كدام، از نظر صرفه اقتصادی و كاربری آسان به پای سوخت های فسیلی مانند بنزین و گازوئیل نمی رسند. با این حال ملاحظاتی همچون مشكلات زیست محیطی به وجود آمده در ابعاد كلان از یك سو و تنگناهای مربوط به كاهش ذخایر سوخت های فسیلی از سوی دیگر، باعث شده است تا جهت گیری به سمت انرژی های جایگزینی روند جدی تری به خود بگیرد.
در سال های گذشته سوخت ها و انرژی های جایگزین متعددی برای خودروها معرفی شده است كه حتی بعضی از این روش ها تا مرز تولید صنعتی هم پیش رفته و نیز بعضی از این روش ها به تولید انبوه دست یافته است. در این مقاله قصد بررسی این راهكارها را داریم تا به روش های جایگزین برای سوخت های فسیلی دست یابیم.

● هوای فشرده
یكی از جدیدترین شیوه های حركتی در اتومبیل ها كه از آلایندگی بسیار كمی نیز برخوردار است، استفاده از هوای فشرده برای پیش راندن اتومبیل ها است. شیوه كلی حركتی این اتومبیل ها، استفاده از كپسول های هوای فشرده است. هوای فشرده درون این كپسول ها به شكل خاصی به سوی موتور ۴ سیلندر هدایت می شود، سپس هوای فشرده، میل لنگ را به حركت درمی آورد. این شیوه حركتی با نیرویی در حدود ۲۵ اسب بخار تنها برای اتومبیل های شهری كوچك، قابل استفاده است با این حال، از نظر سادگی و عملی بودن آن، شیوه ای قابل توجه و قابل پیشرفت است.

●گاز طبیعی فشرده (CNG)
تولید مونوكسید كربن گاز طبیعی فشرده نسبت به بنزین حدود ۶۰ درصد كمتر و تولید دی اكسید كربن آن نیز ۱۰ درصد پائین تر است. موتور بسیاری از اتومبیل های حال حاضر جهان را می توان با ایجاد تغییرات كوچكی برای استفاده از گاز طبیعی فشرده آماده كرد. قابل ذكر است كه استفاده از گاز طبیعی در اتومبیل ها به سال ۱۹۳۰ بازمی گردد. اما همواره كمبود جایگاه های تزریق گاز فشرده به اتومبیل ها از عوامل اصلی استفاده نكردن از این انرژی بوده است. البته راندمان گاز فشرده نسبت به بنزین پائین تر است اما در مجموع مزایای بسیاری دارد.

● انرژی خورشیدی
استفاده از انرژی بی پایان خورشیدی، سال ها است كه مورد توجه خودروسازان قرار دارد. مهم ترین ویژگی انرژی خورشیدی، نامحدود بودن و پاكیزگی مطلق آن است؛ اما مانع اصلی استفاده از نیروی خورشیدی، تغییرات جوی و ابری شدن هوا است كه معمولاً چندان قابل پیش بینی نیست. در ضمن صفحات بزرگ جذب انرژی خورشیدی و باتری های سنگین ذخیره آن، عملاً چابكی و تحرك اتومبیل را كم می كند. با این حال، پاكیزگی صددرصد انرژی خورشیدی همچنان مورد توجه تمام خودروسازان است.

● هیدروژن
هیدروژن بی تردید یكی از پاك ترین سوخت های موجود محسوب می شود، اما هیدرولیز آب و به دست آوردن هیدروژن خالص هزینه های زیادی می طلبد. شاید به همین دلیل است كه استفاده از هیدروژن برای تعدادی از كمپانی های خودروسازی، هنوز در مرحله تحقیق و پژوهش است. در محیط های شهری نیز تنها بعضی از كشورها، هیدروژن را به عنوان سوخت اتوبوس های درون شهری به كار گرفته اند. در ضمن خاصیت انفجاری هیدروژن نیز از محبوبیت آن برای استفاده در خودروها كاسته است.

● بیودیزل
موتورهای دیزل با مصرف گازوئیل (نفت گاز) كار می كنند اما چندی است كه بحث استفاده از بیودیزل بالا گرفته است. در بیودیزل از روغن های گیاهی، چربی های حیوانی و روغن های سنگین به عنوان سوخت استفاده می شود. ویژگی این مواد اولیه بازیافت و بازگشت آسان آنها به چرخه طبیعت است. تهیه روغن های فوق از طریق كشت و فرآوری به دست می آید؛ اما هنوز فاصله زیادی با مصرف عمومی دارد.

● الكل
اتومبیل های مسابقات مشهور آمریكا، موسوم به «ایندی ۵۰۰» همگی از اتانول خالص استفاده می كنند. اتانول نوعی الكل است كه به هنگام احتراق، نیروی بیشتری نسبت به بنزین تولید می كنند. حتی بعضی از اتومبیل های غیرمسابقه ای مانند فورد تا رولی FFV نیز به گونه ای طراحی شده اند كه می توانند هم از اتانول و هم از بنزین استفاده كنند. درصد آلایندگی اتانول نیز پائین و در حد قابل قبولی است اما قیمت بالای آن، مهم ترین مانع برای فراگیر شدن استفاده از آن محسوب می شود.

● نیروی الكتریكی
با توجه به تخریب لایه ازن به وسیله سوخت های فسیلی مدت هاست كه استفاده از نیروی الكتریكی برای رانش اتومبیل در قالب موتورهای هیبریدی، پیل سوختی و تمام برقی مطرح است. در حال حاضر بعضی از خودروهای جهان مجهز به باتری های قابل شارژ الكتریكی است اما از بدو شروع تحقیقات بر روی خودروهای تمام الكتریكی، معضل باتری های سنگین، نخستین و مهمترین معضل برای حركت این اتومبیل ها به حساب می آمده است. شاید به همین دلیل است كه تنها ۳ درصد اتومبیل های سراسر جهان با نیروی برق حركت می كنند. با این حال، باتری این اتومبیل ها همواره در مسیر پیشرفت بوده و سبك تر از گذشته می شود.

● آینده صنعت خودروسازی
به طور كلی آینده صنعت خودروسازی از دو بعد اساسی قابل بررسی و مطالعه است:
▪ تولید و انتقال قدرت
▪ مواد مورد استفاده در خودرو
به طور كلی در زمینه تولید و انتقال قدرت، خودروها به سمتی پیش می روند كه در بازه ۵ تا ۱۰ سال آینده ، موضوع كاهش آلایندگی، مهم ترین موضوعی است كه سبب ایجاد تغییرات عمده در آنها خواهد شد. علاوه بر آن موضوع دیگری كه قطعاً موجب ایجاد تغییرات اساسی در خودروهای آینده خواهد شد، استفاده از سوخت ها و انرژی های جایگزین در خودروها خواهد بود.

● خودروهای هیبریدی
در حال حاضر خودروهای هیبریدی نمایانگر یكی از جدی ترین روش های استفاده از انرژی های جایگزین در خودروها هستند. این خودروها درواقع خودروهایی برقی هستند كه برای شارژ باتری های كوچك خود از یك موتور درون سوز استفاده می كنند كه همیشه در نقطه بهینه عملكرد قرار دارد. مزایای این خودروها، كوچك شدن اندازه موتور، كاهش مصرف سوخت و كاهش آلاینده های محیط زیست است. در این زمینه شركت خودروسازی تویوتا با ارائه خودروی پریوس پیشتاز بوده و طبق برنامه ریزی های اعلام شده قرار است این شركت تا سال ۲۰۱۲ تمام خودروهایش را هیبریدی كند شركت آمریكایی فورد نیز تصمیم دارد تا سال ۲۰۰۸ میلادی ۵ مدل خودروی هیبریدی را ارائه كند .

● خودروهای برقی
یكی دیگر از زمینه هایی كه اخیراً و به خصوص با پیشرفت های رخ داده در بازار تلفن همراه به عنوان یكی از چشم اندازهای جدی صنعت خودروسازی مطرح شده ، خودروی تمام برقی است. این خودروها از باتری های الكتروشیمیایی به عنوان منبع قدرت استفاده می كنند و در نتیجه آلودگی زیست محیطی آنها تقریباً صفر است. از مهم ترین مشكلات این خودروها، وزن و هزینه بالای باتری ها و نیز كم بودن مقدار انرژی انباشته در آنها است كه این موضوع سبب شد تا مدتی فعالیت های تحقیقاتی بر روی خودروهای تمام برقی به حالت ركود درآید اما امروزه به دلیل پیشرفت های شگرفی كه در تكنولوژی باتری ها رخ داده است، افق روشنی برای این خودروها ترسیم می شود. این تحول، به طور عمده ناشی از نیاز بازار گوشی های تلفن همراه به باتری هایی با توان انباشت انرژی بالا بود. به عنوان نمونه تعداد گوشی هایی كه مقدار مصرف باتری آنها از چند وات فراتر می رود، طی ۴سال گذشته چند برابر شده است. این موضوع اهمیت نیاز به باتری های پرانرژی را بیشتر نشان می دهد. مثلاً در سال ،۱۹۹۸ باتری های لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر از جمله باتری های گران قیمت به شمار می آمدند و لذا از آنها در مصارف خاص استفاده می شد اما در حال حاضر این نوع باتری ها به وفور در گوشی های تلفن همراه و یا لپ تاپ ها استفاده می شود.
اگر این پیشرفت ها را در كنار پیشرفت های رخ داده در دهه های گذشته در نظر بگیریم كه در آنها روند كاهش قیمت باتری و افزایش توان آن به كندی صورت می گرفت، رشد چشمگیر صنعت باتری در حال حاضر بیشتر نمایان می شود. این پیشرفت ها به گونه ای است كه هم اكنون شركت تسلا موتور، یك خودرو مجهز به باتری های لیتیوم یون با قیمت تقریبی ۱۰۰ هزاردلار ساخته است كه با هر بار شارژ كامل، ۳۲۰ كیلومتر را می پیماید. البته این خودرو در رده خودروهای اسپرت قرار می گیرد و صفر تا صد آن ۴ ثانیه است.
حال با توجه به وضعیت باتری های كنونی و باتری های نسل گذشته و این كه مناسب ترین باتری های قابل استفاده در خودروهای الكتریكی نسل گذشته باتری های سرب و اسید با توان تقریبی یك پنجم باتری های لیتیوم یون فعلی بود، به خوبی می توان فهمید كه چرا برای برهه ای مشخص، تحقیقات بر روی خودروهای تمام برقی متوقف شد. اما در این سال ها با توجه به چشم انداز روشنی كه در صنعت باتری به چشم می خورد و باتری های تحقیقاتی خوبی كه با توانی در حدود ۳ تا ۴ برابر باتری های لیتیوم یونی فعلی ساخته شده اند، به نظر می رسد كه بررسی ها برای ساخت خودروهای عمومی با قیمت مناسب و به صورت تمام برقی دوباره از سر گرفته شود. مثلاًَ شركت بی.ام.و در تلاش است یك مدل خودروی سدان كلاس متوسط با قیمت حدودی ۵۰ تا ۷۰هزار دلار تا سال ۲۰۰۹ تولید كند. چین نیز درصدد تولید یك خودرو چهارچرخ كوچك و ارزان قیمت با نیرو محركه برقی با قیمت حدودی ۱۰ هزاردلار از سال ۲۰۰۶ بوده است. نروژ، هند و فرانسه نیز به دنبال این هستند كه خودروی چهارچرخ كوچكی با قیمت قابل مقایسه با خودروهای سواری فعلی تولید كنند. به علاوه تعداد شركت هایی كه هر سال به شركت های سازنده خودروهای تمام برقی می پیوندند روبه افزایش است. البته این روند هنوز محدود است، به گونه ای كه تعداد تولید این خودروها از چند صد دستگاه تا ۲ یا ۳ هزار دستگاه بیشتر نمی شود.
در زمینه تولید قدرت در خودرو، كارهای دیگری نظیر استفاده از پیل سوختی (Fuel Cell) و نیز خودروهای هیدروژنی انجام شده است كه به دلیل مشكلات فنی زیاد هنوز به بازار مصرف راه نیافته اند.
با توجه به مطالب ذكر شده، حتی در چشم اندازهای میان مدت نیز، ورود نیروی الكتریكی در زنجیره انتقال قدرت خودرو امری اجتناب ناپذیر است. برپایه برخی گزارشات، پیش بینی می شود كه تا سال ۲۰۲۰ حدود ۱۰ درصد از خودروهای دنیا به صورت هیبرید و یا تمام برقی باشند.
قابل ذكر است كه از میان ۱۰ خودروی برتر سال ،۲۰۰۶ شش خودرو به صورت هیبریدی بوده اند كه این مسأله حاكی از نگاه جدید مدیران صنایع خودروسازی دنیا به خودروهای الكتریكی است.

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

حالا نوبت سوخت رسانیه:

سنسور های به کار رفته در سیستم انژکتور

1- سنسور دماي هوا (ATS)

اين سنسور در مسير دستگاه هواي هواكش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دماي هوا و مقدار هواي ورودي را به موتور را به واحد كنترل الكترونيكي ارسال مي‌دارد .

واحد كنترل اين اطلاعات را به جهت تنظيم مقدار پاشش سوخت در مانيفولد ورودي به كار مي‌برد . اين سنسور در واقع يك سنسور حرارتي مي‌باشد كه نوعي مقاومت است كه آن با دماي هواي ورودي تغيير مي‌كند بر اساس ولتاژ خروجي ، كامپيوتر موتور دماي هواي ورودي را تعين كرده و مطابق با آن ميزان سوخت تزريقي را تنظيم مي‌كند .

2- سنسور دماي آب (CTS )

اين سنسور بر روي سر سيلندر و بر روي منيفولد هوا قرار گرفته است . اين سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنك كننده را توسط يك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجي سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخيص داده و در نتيجه مخلوط مناسبي از هوا و بنزين را در هنگامي كه موتور سرد است فراهم مي‌كند .

3- سنسور فشار هواي منيفولد ( MAP)

اي سنسور توسط يك شيلنگ ميزان خلأ‌ داخل منيفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU ارسال مي‌دارد اين سنسور بر روي بدنه خودرو در كنار ECU و شير برقي EGR و كنيستر قرار دارد . ECU توسط اين اطلاعات نيازمنديهاي سوخت دستگاه را تعين كرده و به انژكتورها دستور پاشش سوخت را ارسال مي‌دارد اين سنسور داراي ولتاژ 5 ولت مي‌باشد فشار مطلق برابر است با فشار بارمتريك منهاي خلايي كه توسط پيستونها ايجاد مي‌شود . به طور مثال اگر فشار بارومتريك در سطح دريا برابرHg 30 و خلا مانيفولد برابر Hg20 در اين صورت فشار مطلق برابر Hg 10 مي‌باشد . تمامي سنسورهاي MAP به اين طريق عمل مي‌كنند .

4- سنسور اكسيژن

اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود مي‌باشند اندازه گرفته و ولتاژي مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط مي‌باشد به واحد ECU ارسال مي‌كند ولتاژ كم نشانه زياد بودن اكسيژن و ولتاژ زياد نشانه مك بودن اكسيژن است .كنترل سوخت در اين سيستم به روش حلقه بسته انجام مي‌گيرد بنا بر اين سنسور اكسيژنزماني فعال مي گردد كه دماي موتور به حد نرمال رسيده باشد . (300درجه سانتيگراد )

اين سنسور به سنسور تك سيم ( Unheated ) معروف است و تمامي اطلاعات از اين طريق به ECU منتقل مي‌گردد و اين واحد نيز تزريق سوخت را بر حسب نياز تغيير مي دهد .

اين سنسور در مسير جريان گازهاي خروجي نصب مي‌شود . با دانستن مقدار اكسيژن در گازهاي خروجي ECU مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد واحد ECU از سيگنالهاي ارسال شده از سنسور O2 استفاده مي‌كند ( به عنوان يكي از پارامترهايي كه زمان پاشش را محاسبه مي‌كند .

روش استفاده از حلقه بسته به اين جهت به كار مي رود تا موتور را تا حد امكان در يك نسبت استوكيومتريك (سوخت / هوا 1 :7/14 ) نگه دارد .( در موقعيتهايي كه بار كمتري به موتور وارد مي‌شود ) .

5- سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS ) اين سنسور از يك مقاومت متغير دوراني تشكيل شده است و با گردش محور دريچه گاز مقدار مقاومت تغيير كرده و باعث تغيير در ولتاژ خروجي سنسور موقعيت دريچه گاز مي‌گردد . اين تغيير ولتاژ بهECU ارسال شده ، تا از ميزان باز و بسته بوده دريچه گاز مطلع سازد .

واحد ECU متناسب با درجه باز شدن دريچه گاز و يا به عبارتي ولتاژ خروجي اين سنسور ميزان شتاب را تعين مي‌كند و مطابق با آن بهترين تزريق سوخت را انجام مي‌دهد . اتصال لغزنده اين سنسور با محور دريچه گاز هم محور بوده و با كوچكترين حركت درچه گاز ميزان بازبودن آن را حس كرده و در اثر بار و بسته شدن دريچه گاز ولتاژ خروجي از سنسور تغيير مي‌كند و بر اثر اين تغيير ولتاژ اطلاعات ECU ارسال شده و واحد كنترل موتور نيز مخلوط سوخت مورد نياز را محاسبه مي‌نمايد . اين سنسور بر روي دريچه گاز نصب مي‌گردد .

6- سنسور دور موتور و موقعيت زاويه ميل لنگ‌
اين سنسور از يك ديسك فلزي تشكيل شده است كه بر روي آن شكاف‌هايي در دور رديف شعايي با زاويه معلوم نسبت به يكديگر ايجاد شده است و ديسك را به چهار ناحيه با زاويه 90 درجه تقسيم مي‌كند .

دو عدد ديود نوري (LED) و فتوديود در مقابل اين شكافها قرار داده شده است و در اثر گردش ديسك هنگامي كه يك شكاف در مقابل ديود مربوطه قرار مي‌گيرد با ولتاژ پنج ولت در خروجي سنسور ظاهر مي‌گردد . بدين ترتيب دور موتور و وقعيت زاويه‌اي را به واحد (ECU ) هدايت مي‌كند . محل نصب اين سنسور بر روي دلكو مي‌باشد . ECU زمان جرقه را انتخاب كرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلكو كنترل مي‌شود . وقتي موتور به كار افتاد زمان جرقه به واحد كنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعين مي‌شود . هدف زمانبندي در اين است كه با تنظيم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اكثر قدرت در موتور بدست آيد . آوانس كلي جرقه از روي محاسبه اطلاعات دريافت شده از سنسورهاي موتور كه روي زمانبندي جرقه تاثير مي‌گذارد محاسبه مي‌گردد . واحد كترل موتور اين اطلاعات را از سنسورهاي MAP و و دور موتور حس كرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به ميزان هواي ورودي محاسبه مي‌گردد .

عملگرها ( ACTUATORS ) اطلاعاتي كه واحد كنترل موتور از سنسورها دريافت مي‌كند ، توسط عملگرها فعال مي‌شود تا يك سوخت مناسب را جهت احتراق كامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زير مي‌باشند :

1- انژكتور

انژكتور يك سولونوئيد الكتريكي است كه به صورت ديجيتالي عمل مي‌كند ودستكاه ECU انژكتورها را در شرايط مختلف و با ارسال پالسهاي الكتريكي كنترل مي‌كند . هنگامي‌كه جريان الكتريكي به انژكتورها مي‌رسد سولونوئيد دريچه پاشش را باز كرده و در اثر اختلاف فشار مابين لوله سوخت رساني در منيفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشيده مي‌شود . طول زمان تزريق توسط ECU تعين مي‌گردد . انژكتور از يك سوپاپ سوزني و يك سولونوئيد تشكيل شده است با اعمال ولتاژ به انژكتور سولونوئيد درگير شده و انژكتور را جهت تحويل سوخت باز مي‌كند . هنگامي كه به هر كدام از انژكتورها ولتاژ مي‌رسد سوزن انژكتور آهنربا شده و سمت بالا حركت مي‌كند و بدين ترتيب مسير بنزين ورودي به سيلندر را باز مي‌كنند . با قطع جريان سوزن انژكتور توسط نيروي فنر به جاي خود بر مي‌گردد و نازل بسته مي‌شود .

2- شير برقي ( EGR )
يك نوع سولونوئيد است كه به فرمان ECU باز و بسته مي‌شود يكي از گازهاي آلاينده خروجي از موتور اكسيد ازت مي‌باشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتاق احتراق تشكيل مي شود . بدين ترتيب كه پيوند N2 و O2 شكسته شده و با يكديگر تركيبات NOX را مي‌سازند كه مضر جهت محيط زيست مي‌باشند . براي كاهش تشكيل مقدار اكسيد ازت بايستي درجه حرارت حاصل از حرارت را كاهش داد . بدين منظور سيستم EGR طراحي شده است كه به طريق زير عمل مي‌كند . تمامي اين سيستمها به اين طريق عمل مي‌كنند كه كازهاي خروجي را به منيفولد هدايت كرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائين نگه دارند در نهايت آلودگي خروجي كمتر گردد . شير برقي EGR در حالت عادي باز است يعني هنگامي كه موتور روشن مي‌شود شير برقي با ولتاژ 12 ولت مستقيم فعال شده وسوپاپ آن به وسيله آهن رباي ايجاد شده در سولونوئيد باز مي‌شود و كانال شير را به هواي آزاد وصل مي‌كند بنا بر اين شير مكانيكي EGR كه به وسيله خلا تانك آرامش كار مي‌كند بسته است زماني كه دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط مي‌رسد جريان الكتريسيته در شير برقي قطع شده و شيلنگ خلا به به شيلنگ شير مكانيكي EGR وطل مي‌شود در نتيجه مقداري از گاز خروجي از اگزوز به اتاق احتراق جهت كاهش حرارت حاصل از احتراق هدايت مي‌شود بدين ترتيب از تشكيل NOX كاسته مي‌شود با رسال فرمان از ECU به شير برقي EGR سولونوئيد آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل مي‌كند .

شير برقي EGR در موارد زير عمل نخواهد كرد :

1 – در حالت كار كرد سرد موتور
2- در حالت دور آرام
3- در بار سنگين موتور


3- شير برقي دور آرام ISC

اين سولونوئيد تامين كننده هواي مورد نياز در مراحل مختلف دور آرام مي‌باشد تا موتور در مراحل مختلف دورهاي موتور بهترين مخلوط سوخت و هوا را داشته باشد . هنگامي‌ كه دريچه اصلي گاز بسته مي‌شود يا پا از روي پدال برداشته مي‌شود سنسور دريچه گاز وضعيت را از طريق ارسال سيگنالي به ECU اطلاع مي دهد . در اين صورت شير برقي دور آرام با فرمان ECU باز مي‌شود .


4- شير برقي كنيستر ( استكاني ضد تبخير )

اين سولونوئيد به وسيله دستكاه ECU كنترل مي شود .

پالسهاي الكتريكي دريافت شده از ECU يك حوزه مغناطيسي را در سيم پيچ سولونوئيد ايجاد كرده و در نتيجه هسته آن تحريك شده آن به سمت بالا كشيده مي‌شود و كانال ورودي را به كانال خروجي متصل مي‌نمايد .

بدين ترتيب در هنگام استارت زدن سولونوئيد را تحريك مي‌كند تا بخار بنزين انباشته شده در مخزن كنيستر را به وسيله كانالي كه روي مخزن آرامش قرار دارد به منيفولد ورودي هدايت كند .

5 – كوئل

دستگاه كوئل اين سيستم ( خشك ) پرس الكتريكي ساخته شده است

هنگامي كه سوئيچ باز مي‌شود واحد كنترل موتور بر اساس اطلاعات دريافت شده از سنسور دور موتور توسط پالس ارسالي ، جريان سيمپيچ اوليه كوئل را قطع و وصل مي‌كنند و بين دو الكترود شمع ايجاد جرقه مي‌نمايد و بدين ترتيب زمان دقيق جرقه را كنترل مي‌كند

6 – رله اصلي

رله اصلي داراي يك كنتاكت است كه در پايين هسته قرار دارد و مقناطيس ايجاد شده توسط سيم‌پيچ بر روي هسته ، عمل كنتاكت را كنترل مي‌كند .

زماني كه سوئيچ باز مي‌شود ولتاژ باتري از سوئيچ به رله اصلي ارسال مي گردد و اين رله وظيفه دارد ولتاژ باتري را به عملگرها منتقل كند . در نتيجه پمپ سوخت و انژكتورها و سيستم جرقه براي راه‌اندازي موتور فعال مي‌شوند . رله وظيفه دارد
كه جريان الكتريكي را به سيستم موتور رسانده و جريان مطمئني را جهت جلوگيري از جريان سوخت در هنگامي كه موتور در حال حركت نمي‌باشد ، توليد كند .

رله ها با يك جريان كم عبور جريان زيادي را امكان پذير مي‌سازد .

7- پمپ سوخت

از نوع پروانه‌اي با موتور DC ، زماني كه سوئيچ باز مي‌شود رله اصلي به وسيله ولتاژ باتري فعال مي‌شود و پمپ سوخت‌ رساني را فعال مي‌سازد .

در نهايت سوخت به وسيله پمپ در فضايي اطراف موتور پمپ و مدار سيستم سوخت رساني جريان مي‌يابد و فشار در حدودbar 5/5 ، سيستم سوخت رساني را تغذيه مي‌كند .

بنزين توسط پره‌ها به سمت بالا كشيده مي‌شود . پمپ بنزين در داخل باك نصب شده و هميشه در بنزين شناور است . اين امر سر وصدا  كار پمپ را جذب كرده و هم مانع ايجاد حباب هوا مي‌شود هنگامي كه موتور خاموش است سوپاپ يكطرفه عمل كرده و اين سوپاپ با حفظ كردن فشار بنزين ، امكان روشن كردن موتور داده و مانع از تشكيل بخار در لوله بنزين در دماي بالا مي‌گردد .

ECU( واحد كنترل الكترونيكي موتور ) :

واحد كنترل موتور ، مدت زمان پاشش سوخت را بر اساس سيگنال حجم هواي ورودي و سيگنال دور موتور محاسبه مي‌كند و سپس بر اساس آن مدت زمان واقعي پاشش سوخت را كه مورد احتياج موتور مي‌باشد با تنظيم مدت پاشش مبنا بر اساس سيگنالهاي دريافتي از سنسورهاي مختلف و شرايط كار كرد موتور معين مي‌سازد . در عين حال ECU زاويه آوانس جرقه مبنا بر اساس سرعت موتور و حجم هواي ورودي را محاسبه كرده كه بر پايه اطلاعات دريافتي از سنسورهاي مختلف خودرو مي‌باشد . واحد كنترل موتور سيگنالهاي مناسبي را بر اساس اطلاعات دريافتي از سنسورها به دستگاه جرقه زن ارسال مي‌نمايد .

رگلاتور فشار:

اين رگلاتور فشار بنزين در داخل ريل سوخت و پشت انژكتورها را در حدود bar=kg/cm 3 نگه می ‌دارد . اين قطعه روي لوله تزريق كننده سوخت در پايين دستگاه جريان نصب مي‌گردد .
محفظه اي كه فنر رگلاتور در آن قرار دارد ، توسط يك لوله مكش به كانال هواي ورودي در مخزن آرامش وصل شده است و در اثر خلا منيفولد نيروي فشار فنر كاهش مي‌يابد و در نتيجه اگر نيروي فشار دهنده فنر كمتر از فشار بنزين داخل رگلاتور باشد ديافراگم به سمت بالا هل داده مي‌شود و ضمن اينكه بنزين اضافي از راه سوپاپ يكطرفه به باك بر مي‌گردد و فشار اضافي نيز با اين عمل كاهش مي‌يابد و مجددا فشار داخل ريل سوخت ثابت نگه داشته مي‌شود .

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

معرفی مبدل های کتالیزوری

 در آمریکا میلیون ها خودرو در حال حرکت اند، و هرکدام منبع آلودگی بالقوه می باشند. به خصوص در شهرهای بزرگ، این میزان آلودگی که از جمع خودروها تولید می گردد، می تواند مشکلاتی بس عظیم به وجود آورد.

 برای حل مشکلاتی از این دست، شهرها و ایالات و دولت فدرال، قوانین هوای-پاک ایجاد می کنند؛ و بسیاری از قوانین، وعظ گردیده اند تا میزان آلودگی تولیدی توسط خودروها را محدود سازند. به منظور هماهنگی با این قوانین، خودروسازان اصلاحات بسیاری را بر روی موتور و سیستم سوخت رسانی اعمال کرده اند. برای کمک به کاهش آلودگی های خروجی، قطعه جالبی به نام مبدل کاتالیزوری طراحی کردند، که در سر راه گاز خروجی قرار گرفته و مقدار زیادی از آلودگی می کاهد. 

محل مبدل کاتالیزوری در خودرو

 در این مقاله، شما فرا خواهید گرفت که موتور یک خودرو چه آلاینده هایی را تولید کرده و علت تولید آنها چیست؛ و اینکه مبدل کاتالیزوری چگونه از پس این آلاینده ها برمی آید. مبدل های کاتالیزوری به صورت شگفت آوری قطعات ساده ای می باشند، بنابراین دیدن اینکه چه تاثیر بزرگی می گذارند، غیر قابل باور است!

آلاینده هایی که موتور خودرو تولید می کند

 به منظور کاهش آلودگی خروجی، موتور خودروهای نوین به طور دقیقی میزان سوخت مصرفی را کنترل می نمایند. آنها سعی می کنند تا نسبت هوا به سوخت را در نقطه محاسبه میزان عناصر (اِستوکیومتریک) نگاه دارند، و آن همان نسبت محاسبه شده ی ایده آل هوا به سوخت باشد. از دیدگاه نظری، در این نسبت، همه سوخت با استفاده از تمامی اکسیژن موجود در هوا می سوزد. برای بنزین، نسبت محاسبه میزان عناصر در حدود 14.7 به 1 می باشد، بدان معنی که برای هر پوند بنزین (حدود 450 گرم)، 14.7 پوند هوا (حدود 6.668 کیلوگرم) سوزانده خواهد شد. در عمل و در هنگام رانندگی، ترکیب سوخت با نسبت ایده آل دارای مقداری تفاوت می باشد. گاهی اوقات ترکیب رقیق(نسبت هوا به سوخت بیشتر از 14.7) و گاهی اوقات غنی (نسبت هوا به سوخت کمتر از 14.7) می شود.

 مهم ترین خروجی های موتور خودرو از این قرار است:

·    گاز نیتروژن 78 درصد هوا را نیتروژن تشکیل می دهد، و میزان زیادی از این گاز به داخل موتور راه پیدا می کند.

·    دی اکسید کربن (CO2) – این گاز یک محصول عمل احتراق می باشد. کربن سوخت با اکسیژن  هوا ترکیب می شود.

·         بخار آب (H2O) – این هم یک محصول دیگر عمل احتراق می باشد. هیدروژن سوخت با اکسیژن هوا ترکیب می شود.

خروجی ها اکثراً بی ضرر می باشند (هر چند اعتقاد بر این است که دی اکسید کربن به روند گرمایش جهانی کمک می نماید). حال به این دلیل که روند احتراق هیچ گاه کامل نیست، نوع دیگری از خروجی ها با مقدار کمتر و ضرر بیشتر در موتور خودرو تولید می گردد:

·         مونواکسید کربن (CO) – گاز سمی بدون رنگ و بو.

·         هیدروکربن ها یا ترکیبات آلی فرّار (VOCs) – اغلب از سوختی که نسوخته و بخار شده به وجود می آید.

نور خورشید این ترکیبات را می شکند تا اکسیدان ها را تشکیل دهند، که با اکسید نیتروژن واکنش داده و اوزون سطح پایه (O3) را ایجاد می کند و آن جزء اصلی دود و بخار می باشد.

·         اکسید نیتروژن (NO و NO2، همراه هم NOx خطاب می شوند) – دود و باران اسیدی را سبب شده و باعث ایجاد سوزش در ترشحات مخاطی انسان می گردد.

 این سه و بعضی دیگر، موادی هستند که مبدل های کاتالیزوری، برای کاهش آنها طراحی گردیده اند

مبدل های کاتالیزوری چگونه آلودگی را کاهش می دهند 

 اکثر خودروهای نوین مجهز به مبدل های کاتالیزوری سه-وجهی می باشند. "سه-وجهی" به سه گاز خروجی تحت کنترل، که وسیله در تلاش برای کاهش شان می باشد، بر می گردد – مونواکسید کربن، VOCs و مولکول های NOx. مبدل از دو نوع کاتالیزور (واکنش یار) متفاوت استفاده می کند، یک کاتالیزور کاهش و یک کاتالیزور اکسیدگر. هر دو نوع شامل یک ساختار سرامیکی می باشند که با یک کاتالیزور فلزی پوشیده شده، معمولاً پلاتینیوم، رُدییُم و یا پالادیوم. هدف، ایجاد یک ساختار است که بیشترین سطح پوشش کاتالیزور را روی گاز خروجی اعمال کند، همچنین در عین حال، میزان به کارگیری کاتالیزور را به حداقل برساند (این مواد بسیار گران قیمت می باشند).

 یک مبدل کاتلیزوری سه-وجهی؛ توجه کنید که دو کاتالیزور جدا از هم وجود دارند.

دو نوع ساختار اصلی برای مبدل های کاتالیزوری وجود دارد – بافت لانه زنبوری و مهره های سرامیکی. اکثر خودروهای امروزی از ساختار لانه زنبوری بهره می برند.

ساختار کاتالیزور لانه زنبوری ِ سرامیکی

 کاتالیزور کاهش

 اولین مرحله مبدل کاتالیزوری، کاتالیزور کاهش می باشد. این کاتالیزور با استفاده از پلاتینیوم و رُدییُم به کاهش خروجی های NOx کمک می نماید. هنگامی که یک مولکول NO و یا NO2 با کاتالیزور برخورد می کند، کاتالیزور، اتم نیتروژن را از مولکول جدا کرده و به آن می چسبد و از آن طرف اکسیژن در قالب O2 آزاد می گردد. اتم های نیتروژن با دیگر اتم های نیتروژنی که به کاتالیزور چسبیده اند، پیوند خورده و N2 را تشکیل می دهند. برای مثال:

NO2 => N₂ + O₂ or 2NO₂ => N₂ + 2O₂

کاتالیزور اکسیدگر

دومین مرحله مبدل کاتالیزوری، کاتالیزور اکسیدگر می باشد. این کاتالیزور با سوزاندن (اکسیده کردن) هیدروکربن های نسوخته و مونواکسید کربن بر روی یک کاتالیزور پلاتینیوم و پالادیوم، از مقدار آنها می کاهد. این کاتالیزور، به واکنش CO و هیدروکربن ها با باقیمانده اکسیژن موجود در گاز خروجی، یاری می رساند. برای مثال:

 2CO + O₂ => 2CO₂

 اما این اکسیژن از کجا می آید؟

  سیستم کنترل

 سومین مرحله، سیستم کنترلی است که گاز خروجی را بررسی کرده و با استفاده از اطلاعات به دست آمده، سیستم تزریق سوخت را کنترل می نماید. یک حسگر اکسیژن درست قبل از مبدل وجود دارد، بدان معنی که حسگر نسبت به مبدل، به موتور نزدیک تر است. این حسگر به کامپیوتر ِ موتور، میزان اکسیژن موجود در گاز خروجی را گزارش می دهد. کامپیوتر موتور می تواند میزان اکسیژن در گاز خروجی را با تنظیم نسبت هوا-به-سوخت، کم یا زیاد کند. این طرح ِ کنترل، به کامپیوتر موتور این امکان را می دهد تا از فعالیت موتور در نزدیک ترین حالت، به نقطه محاسبه میزان عناصر، اطمیان حاصل کرده؛ و همچنین میزان اکسیژن را به اندازه کافی برای کاتالیزور اکسیدگر، به منظور سوزاندن هیدروکربن ها و CO فراهم می سازد.

راه های دیگر کاهش آلودگی

 مبدل کاتالیزوری نقش بسیار مهمی در کاهش آلودگی ایفا می کند، اما در واقع برای بهتر شدن، هنوز جای کار دارد. یکی از بزرگترین نواقصش این است که مبدل، تنها در دمای بالا کارایی دارد. هنگامی که شما خودروی خود را پس از مدتی روشن کنید و موتور سرد باشد، مبدل کاتالیزوری برای کاهش آلودگی گاز خروجی، تقریباً هیچ کاری انجام نمی دهد.

 یک راه حل ساده برای این مشکل، نزدیک تر کردن مبدل به موتور خودرو می باشد. بدین شرح که گازهای خروجی داغ تری به مبدل رسیده و آن را زودتر گرم می سازد؛ اما این مسئله به علت تحمیل دماهای بسیار بالا به مبدل، ممکن است که از عمر مفید آن بکاهد. اکثر خودروسازان، مبدل را زیر جایگاه سرنشین جلو قرار می دهند تا به میزانی که به آن آسیب نرسد از موتور فاصله داشته باشد و گازهایی با دمایی پایین تر به آن برسند.

 از پیش گرم کردن (قبل از روشن شدن موتور) مبدل کاتالیزوری، یک راه خوب برای کاهش آلاینده های خروجی می باشد. آسان ترین راه برای از پیش گرم کردن مبدل، استفاده از وسایل گرمایش الکتریکی می باشد. متاسفانه سیستم های الکتریکی 12 ولت موجود بر روی اکثر خودروها، انرژی و قدرت کافی را فراهم نمی آورند تا بتوان به سرعت، مبدل ها را گرم نمود. اکثر مردم حاضر نیستند قبل از روشن نمودن خودرویشان چندین دقیقه صبر نمایند تا مبدل کاتالیزوری گرم شود. خودروهای هیبریدی که دارای بسته های باطری بزرگ و با ولتاژ بالا هستند، می توانند قدرت لازم برای گرم نمودن مبدل کاتالیزوری، با سرعت زیاد فراهم نمایند.

آشنایی با سیستمهای سوخت رسانی کاربراتوری و انژکتوری و مزایای استفاده از تکنولوژی های جدید سوخت رسانی در خودرو

Electronic Fuel Injection

سیستم سوخت رسانی برای خودرو به مانند دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی برای بدن انسان ضروری و بسیار حساس است که بایستی انرژی لازم برای استفاده و کار خودرو را فراهم سازد . اما این سیستم های سوخت رسانی چگونه چنین کاری را انجام میدهند ؟ بر چند نوع هستند ؟ مزایا و معایب این نوع سیستم ها چیست ؟ چه نوع سیستمی برای خودرو اقتصادی تر و مناسب تر است ؟ و . . . ده ها سئوال دیگر که ممکن است برای همه ی کسانی که به نوعی با خودرو سر و کار دارند پیش آید . از سال 1383 ساخت خودرو های سواری کاربراتوری تقریبا به حالت تعلیق در آمده است و شرکت ها تنها مجازند از سیستم های انژکتوری برای محصولات خود استفاده کنند . حال آنکه تعدادی از رانندگان قدیمی خودرو همچنان بر استفاده از خودروهای کاربراتوری اصرار می ورزند . اصلا کاربراتور و انژکتور چه تفاوتی با هم دارند ؟ چه کاری انجام می دهند ؟ و کدامیک بر دیگری ارجحیت دارد ؟ و . . . سئوالات مشابه دیگر . در این نوشتار سعی داریم به صورت اختصار با هر دو نوع سیستم سوخت رسانی آشنا شویم و در نهایت با مزایا و معایب هر دو آشنایی پیدا کرده تا بتوانیم به درستی در خصوص استفاده از این سیستم ها در خودرو تصمیم گیری نماییم .

کاربراتور چیست ؟

کاربراتور مهمترین قطعه در سیستم های سوخت رسانی کاربراتوری است . وظیفه ی اصلی کاربراتور تهیه مخلوط مناسبی از هوا و سوخت برای شرایط مختلف کار موتور می باشد . یک کاربراتور بایستی خواسته های زیر را برآورده سازد :

1 . تهیه مخلوط صحیح هوا و سوخت برای شرایط مختلف کار موتور در زمانی بسیارکوتاه

2 . مصرف کم سوخت در وضعیت کار عادی موتور

3 . امکان تامین حداکثر قدرت در حالت بار کامل

4 . روشن شدن موتور در هر درجه حرارت و کارکرد منظم آن در حالت دور آرام

5 . پایداری تنظیم های انجام یافته بر روی کاربراتور برای یک مدت طولانی و امکان تنظیم ها با توجه به شرایط کاری موتور

6 . سادگی ، قابلیت اطمینان و دوام

7 . سهولت تعمیر و نگهداری

کاربراتور چگونه کار می کند ؟

عامل اصلی کار کاربراتور ایجاد مکش ( خلاء ) در روی مجرای خروج سوخت ( ژیگلور ) می باشد .این کار توسط قسمتی از بدنه کاربراتور به نام ونتوری یا گلوگاه انجام می گیرد . ونتوری در حقیقت مقطع کاهش بدنه کاربراتور می باشد . با باز شدن صفحه گاز هوا توسط سیلندر موتور مکیده شده و به داخل کاربراتور جریان می یابد . در هنگام عبور از ونتوری به علت کاهش مقطع عبور ، سرعت هوا افزایش یافته و فشار محفظه ونتوری کاهش می یابد و مکشی ایجاد می نماید که به مراتب از سایر مقاطع کاربراتور بیشتر است . بنابراین چنانچه مجرای سوخت به این قیمت متصل شود ، سوخت مکیده شده و پس از مخلوط شدن با هوا به داخل سیلندر وارد می شود .

انواع کاربراتور : کاربراتور ها از نظر جریان هوا به سه دسته تقسیم می شوند :

1 . کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین : در این کاربراتور نیروی جاذبه به جریان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک می کند و در نتیجه تغذیه موتور بهتر انجام میشود . علاوه بر آن دسترسی به کاربراتور از نظر فضای تعمیراتی نیز بهتر می باشد . به همین دلیل این نوع کاربراتور برروی اکثر خودروها به کار می رود که می توانند شامل کاربراتورهای یک مرحله ای یا دو مرحله ای باشند . کاربراتور خودروهای نیسان ، پراید ، پژو از این نوع می باشند  .

2 . کاربراتور با جریان هوا از پایین به بالا : این نوع کاربراتور بیشتر در گذشته به کار گرفته می شده است و علت آن جلوگیری از ورود سوخت به صورت مایع به موتور بود . در حال حاضر با توجه به اینکه این کاربراتور از نظر فضای تعمیراتی از قابلیت دسترسی خوبی برخوردار نیست و علاوه برآن روشن شدن موتور در هوای سرد نیز به خوبی انجام نمی شود ، کاربردی ندارد . کاربراتور خودروهای قدیمی دهه ی 60 19 معمولا از این نوع می باشد .

3 . کاربراتور با جریان هوای افقی : مزیت اصلی این نوع کاربراتور ارتفاع کمی است که درزیر درپوش موتوراشغال می کند . این نوع کاربراتور می تواند دارای ونتوری ثابت یا متغیر باشد . کاربراتور خودرو پیکان از نوع کاربراتور با جریان هوای افقی و با ونتوری متغیر می باشد .

کاربراتورها عموما از قسمت های زیر تشکیل شده اند :

محفظه ی گاز – محفظه ی ساسات – بدنه – محفظه راه انداز – پمپ شتابدهنده که ونتوری در کاربراتورهای یک مرحله ای یا ونتوری ها در انواع دو مرحله ای در بدنه اصلی جای می گیرند . صفحه گاز در محفظه ی گاز و صفحه ی ساسات در محفظه ی ساسات قرار دارند . محفظه ی راه انداز و پمپ شتابدهنده نیز در کاربراتورهای پیشرفته برای جبران بعضی کاستی های کاربراتور های اولیه طراحی و استفاده می شوند .

تا دهه 1960 کاربراتور در بسیاری از سیستم های سوخت رسانی استاندارد مورد استفاده قرار می گرفت . در دهه 1970 در طی تحقیقات و نوآوری هایی سیستم  EFI   که در آن سوخت توسط انژکتورها  با کنترل الکترونیکی به مجرای مکش تزریق می گردید به جای کاربراتور در نظر گرفته شد .

باید بدانیم که وجود چه معایبی از سیستم های کاربراتوری موجب شده تا با کنار گذاشتن آن سیستم انژکتوری را جایگزین آن نماییم . دو جزء اساسی سیستم های کاربراتوری کاربراتور و دلکو می باشند .

کاربراتور ها دو وظیفه اصلی به عهده دارند :

1 . مخلوط کردن سوخت و هوا به نسبت ترکیبی مشخص که در هر کاربراتور به عنوان یک پارامتر اساسی تعیین می شود .

2 . توزیع سوخت پودر شده به میزان برابر بین سیلندرها .

دلکو نیز دو وظیفه اصلی به عهده دارد :

1 . تولید برق مبتنی بر مکانیزم کارکرد پلاتین و فیوز ( خازن ‌) دلکو .

2 . توزیع برق در روی سر شمع ها در زمان لازم .

معایب عمده و ذاتی کاربراتور :

با دقت در انجام کار کاربراتور می توان دید علی رغم تمام محاسنی که کاربراتور برای خودرو دارد چند عیب ذاتی بزرگ دارد که چشم پوشی از آنها امکان پذیر نیست از جمله

1 . عدم تناسب میزان مخلوط شدن هوا و سوخت : این میزان ثابت نبوده و به دلیل چگالی نامتناسب این دو ماده که یکی گازی و دیگری مایع است تنها در یک زاویه خاص از دریچه کاربراتور این نسبت رعایت شده و در بقیه موارد این تناسب به هم می خورد .

2 . کاربراتور شدیدا وابسته به شرایط محیط است : وابستگی شدید کاربراتور به شرایط محیط به خصوص دما و فشار باعث می شود که به جرات بتوان گفت هیچ خودرو کاربراتوری در حالت تنظیم کامل کار نمی کند .زمانی که یک خودرو کاربراتوری را تنظیم می کنید نا خودآگاه این تنظیم را بگونه ای انجام خواهید داد که فقط و فقط خودرو در همان ساعت و همان مکان تنظیم باشد و به محض تغییر محل یا تغییر ساعت ، خودرو از تنظیم خارج می شود . احتمالا شما در هنگام رانندگی از شهری مانند تهران به شهری دیگر مانند رشت این تغییر رفتار محسوس کاربراتور و بد روشن شدن و تنظیم نبودن خودرو را یا به طور کلی بد روشن شدن خودروهای کاربراتوری در هنگام زمستان و یا صبح زود تجربه کرده اید .

3 . عدم توزیع یکسان سوخت به سیلندرها : از آنجایی که کاربراتور وظیفه انتقال یک سیال را به سیلندرها به عهده دارد و این انتقال بدون هیچ دخالتی انجام می شود طبیعی است که به سیلندرهایی که به کاربراتور نزدیکترند سوخت بیشتری منتقل شده و بازده آنها بیش از سیلندرهای دورتر به کاربراتور می باشد . این موضوع باعث ایجاد یک نوع عدم بالانسینگ موتور می شود که در صورت استفاده از کاربراتور اجتناب ناپذیر است .

4 . خفه کردن کاربراتور : این مشکل  در کلیه کاربراتورهایی که واحد پمپ شتابدهنده دارند دیده می شود که در زمان خاموشی موتور با چند بار فشردن پدال مقداری سوخت وارد سیلندر می شود و کاربراتور فلوت می کند . در حالی که این موضوع در خودروهای انژکتوری اصلا مصداق ندارد .

5 . پدیده قفل گازی : این پدیده پس از خاموش کردن موتور رخ می دهد . وقتی که موتور و متعاقب آن پمپ بنزین خاموش می شود بنزینی که در لوله ها و کاربراتور موجود است بر اثر از دست دادن حرکت خود و نیز همنشینی با گرمای موتور بخار شده و باعث دیر روشن شدن خودروهای کاربراتوری پس از چند لحظه خاموش شدن می شوند .این پدیده در خودروهای انژکتوری نیز اتفاق می افتد اما بلافاصله پس از باز کردن سوئیچ با کارکرد پمپ بنزین قبل از روشن شدن موتور این موضوع منتفی می شود .

6 . وابسته بودن به نوع بنزین  : اصولا یکی از پارامترهای کیفی بنزین عدد اکتان است . این عدد بدون واحد در واقع معیاری است که به نوعی می تواند به ما نشان دهد که تا چه حد می توانیم بنزین را تحت فشار قرار دهیم بدون آنکه بنزین دچار خودسوزی و انفجار شود .هر چه عدد مزبور به عدد 100 نزدیکتر باشد کیفیت بنزین مصرفی به اصطلاح بهتر خواهد بود .طبیعتا در لحظه تنظیم موتور این کار با استفاده از بنزین مشخصی صورت می گیرد . حال اگر نوع بنزین و در نتیجه عدد اکتان آن تغییر کند نیازمند تنظیم جدیدی خواهیم بود .اکثر کسانی که از بنزین معمولی در خودرو کاربراتوری خود استفاده می کنند پس از استفاده از بنزین سوپر شاهد این تفاوت کارکرد موتور می شوند .

7 . تنظیمات زیاد و پیچیدگی زیاد مکانیکی : موجب می شود که تعمیر کاران اغلب به دلیل عدم آگاهی از تنظیمات دقیق و یا عدم استفاده از ابزار مخصوص های لازم نسبت به تنظیم همه جانبه آن غفلت ورزیده و این خود مزید بر علت می شود علاوه بر این باعث خرابی های زودرس نیز خواهد بود .

معایب عمده ذاتی دلکو :

1 . شدت جرقه به دور موتور وابسته است : تولید برق در خودرو به دلیل مکانیزم خاص عملکردی پلاتین و خازن دلکوست . در یک کویل ساده در زمانی که پلاتین بسته است جریان از مسیر کویل اولیه و پلاتین عبور کرده و به بدنه می رسد . این عمل موجب شارژ شدن جریانی سیم پیچ اولیه می شود . اصولا سیم پیچ ها دارای خاصیت مشابهی با خازن ها هستند با این تفاوت که خازن ها با تغییرات ولتاژ مخالفت کرده و در زمان افت ولتاژ شبکه با دادن ولتاژخود باعث ثابت ماندن آن در سیتم شده اما سیم پیچ ها دارای این ویژگی هستند که سعی دارند با دادن جریان اضافی مقدار جریان عبوری از خود را ثابت نگه دارند .

تا زمانی که پلاتین بسته است هیچ اتفاقی نمی افتد . به محض باز شدن پلاتین سیم پیچ که سعی دارد جریان خود را ثابت نگه دارد به اجبار جریان خود را به خازن هدایت می کند . خازن وقتی در این حالت قرار می گیرد ولتاژ روی آن به شدت افزایش یافته و حتی به بالای 300 ولت نیز میرسد . این شدت موجب می شود که جریان تغییر مسیر داده و به سیم پیچ برگردد . این تغییر جریان تا شارژ مجدد سیم پیچ ادامه داشته و دوباره جهت جریان بین سیم پیچ و خازن تغییر می کند . تا زمانی که پلاتین باز است این نوسان بارها انجام شده که نتیجه آن تغییر شار مغناطیسی و تحریک سیم پیچ ثانویه و ایجاد جرقه برروی شمع ها است . در هر بار باز شدن پلاتین این عمل تکرار می شود .در این حالت موتور در دور آرام  هیچ مشکلی عملکردی ندارد اما با افزایش دور موتور زمان بسته شدن پلاتین ناخودآگاه کوتاه شده و عمل شارژ و دشارژ کویل خارج از بازه زمانی باز و بسته شدن پلاتین قرار می گیرد . اینجاست که عیب بزرگ سیستم جرقه زنی دلکو ظاهر می شود . کویل به دنبال پلاتین چون زمان کافی برای شارژ و دشارژ سیم پیچ اولیه ندارد نمی تواند شار لازم برای تحریک کامل سیم پیچ ثانویه را به دست آورد و لذا شدت جرقه در دورهای بالاتر به طور محسوسی کاهش یافته و خودرو در دور بالا دچار لرزش زیاد کاهش راندمان موتور و افزایش مصرف بنزین به صورت تصاعدی می شود .

2 . شدت توزیع جرقه بر روی سر شمع ها یکسان نیست : مسئله وجود وایر شمع ها و مشکلات آن همیشه یک معضل بوده است . اما مشکل عمده آن مسئله نا هماهنگ بودن طول وایرهاست که موجب نا موزونی شدت جرقه در سر شمع ها می شود .

3 . عدم تناسب آوانس های دینامیکی و استاتیکی :

الف ) آوانس استاتیکی که با حرکت دادن موضعی دلکو ایجاد شده و توسط فرد تنظیم می شود .

ب ) آوانس دینامیکی که شامل آوانس های خلائی و وزنه ای هستند که به طور اتوماتیک توسط دلکو تنظیم می شوند . آوانس استاتیکی با توجه به دخالت دست همیشه دقیق تنظیم نمی شود و از طرفی به آوانس خلایی نیز نمی توان اطمینان داشت زیرا با هر بار فشردن و یا رها کردن گاز خلاء  منیفولد کم و زیاد شده و آوانس خودرو به هم میریزد و از جانب دیگر آوانس وزنه ای نیز با توجه به اتکا بر نیروی گریز از مر کز و خاصیت غیر خطی فنر وزنه ها معمولا مقدار مناسبی را به دست نمی دهد . تمامی این عوامل دست به دست هم می دهند تا آوانس دلکو هرگز تنظیم قابل قبولی ارائه ندهد .

4 . تنظیمات زیاد و پیچیدگی زیاد مکانیکی : موجب می شود که تعمیر کاران اغلب به دلیل عدم آگاهی از تنظیمات دقیق و یا عدم داشتن ابزار مخصوص های لازم نسبت به تنظیم های همه جانبه آن غفلت ورزیده و این خود مزید بر علت می شود علاوه بر این باعث خرابی های زودرس نیز خواهد بود .

سیستم تزریق سوخت الکترونیکی EFI  چیست ؟

اتومبیل ها یکی از دو سیستم کاربراتوری یا انژکتوری را برای تحویل مخلوط سوخت و هوا با نسبت صحیح به سیلندرها در تمام دامنه های سرعت دورانی موتور مورد استفاده قرار می دهند . هر یک از این دو سیستم حجم هوای مکش را اندازه گیری می کند . حجم هوای مکش بر اساس زاویه دریچه گاز و سرعت موتور تغییر می کند و هر دو سیستم نسبت سوخت و هوای صحیح را برای تمام سیلندرها بر اساس حجم هوای مکش تامین می کنند .

به دلیل اینکه ساخت کاربراتور نسبتا ساده است ونیازی به قطعات با تکنولوژی بالا ندارد در سطح وسیعی از موتورهای بنزینی مورد استفاده قرار گرفته است . در پاسخ به نیاز های فعلی برای کاهش آلودگی دود خروجی از اگزوز ‏، مصرف سوخت اقتصادی ، سوخت رسانی بهینه و سایر موارد دیگر ، کاربراتورهای امروزی باید به وسیله  جبران سازهای مختلف مجهز گردند که باعث به وجود آمدن کاربراتور با سیستم پیچیده تر می گردد . برای اطمینان از نسبت سوخت و هوای صحیح در موتور سیستم EFI  بر اساس شرایط رانندگی مختلف به جای کاربراتور مورد استفاده قرار گرفت .

سیستم کنترل EFI  در دو نوع آنالوگ و دیجیتال برای سوخت رسانی به کار می رود . در سیستم کنترل از نوع آنالوگ حجم سوخت تزریق شده بر اساس زمان مورد نیاز برای شارژ و دشارژ کردن خازن کنترل می شود و لیکن در سیستم کامپیوتری حجم سوخت تزریق شده بر اساس داده های ذخیره شده در حافظه مشخص می گردد  علاوه بر کنترل زمان مقدار سوخت تزریق شده آوانس جرقه کنترل سرعت هرزگرد موتور کارکرد نادرست موتور و سایر موارد نیز می تواند بوسیله ی سیستم کامپیوتری کنترل گردد .

تفاوت عمده سیستم های انژکتوری در موتورهای بنزینی و گازوئیلی :

در سیستم های انژکتوری موتورهای گازوئیل سوز از سیستم جرقه زنی و شمع خبری نیست و در حقیقت احتراق درون محفظه ی سیلندر به روش احتراق خود به خودی یا Self Ignition  انجام می شود بدین صورت که ابتدا هوا در مرحله تنفس وارد محفظه ی سیلندر شده و در مرحله تراکم تا میزان حتی 1 به 25 متراکم می شود در این حالت دمای هوا تا حدود 700  درجه سانتی گراد افزایش می یابد . سپس در بالاترین نقطه و در زمان مناسب گازوئیل توسط انژکتورها به درون سیلندر پاشش می شود که در حضور هوای داغ باعث انفجار می گردد و منجر به حرکت در آوردن پیستون و در نهایت حرکت موتور می شود .

اما در موتورهای بنزین سوز در مرحله تنفس مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر می شود و همچنان انفجار سوخت در محفظه ی احتراق به کمک جرقه حاصل از فرمان رسیده به شمع ها صورت می گیرد و این نسبت تراکم تا حداکثر حدود 1 به 11 امکان پذیر می باشد و در صورت انفجار بی موقع سوخت درون سیلندر پدیده Knocking  یا Detonation  روی داده و باعث وارد آمدن آسیب جدی به موتور خودرو می شود . که این امر توسط ECU  کنترل می گردد .

وظیفه ای را که کاربراتور در سیستم سوخت رسانی کاربراتوری به عهده دارد در سیستم های انژکتوری به عهده 2 سیستم سوخت رسانی و سیستم هوارسانی گذاشته شده است که بوسیله واحد کنترل الکترونیکی Electronic Control Unit   هدایت می شوند .

سیستم سوخت رسانی شامل : باک بنزین –Fuel Tank پمپ بنزین Fuel Pump – لوله ای انتقال سوخت  Fuel Pipe – فیلتر بنزین Fuel Filter – رگولاتور فشار Pressure Regulator  –  ریل توزیع کننده سوخت  Delivery Pipe Fuel Rail - انژکتورهای مستقر بروی ریل سوخت Injectors و تعدیل کننده جریان ( دامپر ) Damper می باشد .

سیستم هوارسانی نیز شامل : فیلتر هوا Air Filter –  اندازه گیر جریان هوا Air Flow Meter – دریچه هوا  ‏Throttle Body – سیلندر Cylan. – منیفولد هوا  I.Manifold – مخزن آرامش  Surge Tank می باشد .

در حقیقت سیستم سوخت رسانی وظیفه ای تهیه سوخت مورد نیاز در زمان مشخص و مقدار مناسب برای محفظه احتراق ( سیلندر ) و سیستم هوارسانی نیز وظیفه ای تهیه هوای مورد نیاز در زمان مشخص و مقدار و دمای مناسب برای محفظه احتراق ( سیلندر ) را به عهده دارند که به کمک سنسور های مختلف موجود در مسیر شرایط لحظه به لحظه کارکرد موتور خودرو را اندازه گیری کرده و پس از انتقال به ECU  فرمان مناسب را گرفته و به کمک فرمانبر های مختلف بهینه ترین سوخت را برای کارکرد موتور تدارک می بینند  . فرمان زمان جرقه زنی شمع ها نیز توسط ECU  صادر می شود .

اگر سیستم سوخت رسانی را به بدن انسان تشبیه کنیم ECU یه عنوان مغز سیستم ، Sensorsسنسورها به عنوان حواس انسان ( بینایی و . . .  ) و Actuators یا عملگرها مانند دست و پای انسان عمل می کنند .

بعضی از سنسورهای اصلی سیستم های EFI عبارتند از :

سنسور اندازه گیری دبی هوا  AFM ( میزان دبی هوا از نظر جرمی و میزان دبی هوا از نظر حجمی )  - سنسور اندازه گیری میزان خلاء ورودی  MAP   - سنسور اندازه گیری میزان دمای هوا  ATS  - سنسور اندازه گیری دمای آب موتور CTS  - سنسور اندازه گیری دور موتور RPM یا Crankshaft Sen.  – سنسور موقعیت دریچه گاز TPS  - سنسور    l - سنسور اندازه گیری دمای سوخت FTS – سنسور اندازه گیری فشار سوخت FPS –  سنسور کنترل وضعیت احتراق درون سیلندرها Knock Sen.  –    سنسور وضعیت سیلندرها Camshaft Sen.  -  سنسور اندازه گیری  CO و  HC   CO-Potentiometer Sen.  

عملگرها Actuators عمده سیستم نیز شامل شیر موتوری Stepper Motor – انژکتورها Injectors  - گرمکن هوا PTC -  شمع ها و . . . می باشند .

سیستم های انژکتوری در طول زمان تغییرات متنوعی کرده اند که در ابتدای دهه 1970 میلادی ابداع شده  از سیستم های مکانیکی انژکتوری آغاز و سپس سیستم های الکترونیکی طراحی شدند  . نیز از سیستم های تک انژکتوری شروع شده و هم اینک  از سیستم های پاشش سوخت مستقیم استفاده می شود .

انواع سیستم های سوخت رسانی انژکتوری به ترتیب ابداع :

1  .  K - JETRONIC    ابزار الکترونیکی وارد کار شد .

2  .  KE - JETRONIC    واحد کنترل الکترونیکی اضافه شد .

3  .  L - JETRONIC

4  .  LH - JETRONIC

5  .  MONO JETRONIC - SPFI

6  .   MULTI JETORONIC - MPFI

7 .  GDI

در اینجا سه مورد آخر که معمولترین سیستم های سوخت رسانی انژکتوری را شامل می  شوند معرفی می کنیم سیستم های پاشش سوخت تکی یا Single Point Fuel Injection  :

در این سیستم ها از یک انژکتور برای تغذیه چهار سیلندر استفاده می شود که این انژکتور سوخت مورد نیاز را در ابتدای منیفولد سوخت می پاشد .از نظر انتقال سوخت نظیر سیستم های کاربراتوری می باشد اما به کمک واحد کنترل الکترونیکی شرایط مناسب تری و مطلوب تری را برای محفظه ی احتراق فراهم میکند .

سیستم های پاشش سوخت چند گانه یا Multi Point Fuel Injection :

که به تعداد سیلندر های خودرو از انژکتور استفاده می شود که این انژکتورها برروی ریل سوخت نصب شده و سوخت مورد نیاز را مستقیم در پشت سوپاپ های سوخت تزریق می کنند .نسبت به سیستم هایSPFI  میزان تغییرات سوخت در آنها پس از پاشش تا زمان احتراق بسیار کمتر است در نتیجه سوخت با شرایط بهتری وارد سیلندر می شود و معمولترین نوع این سیستم ها در حال حاضر به شمار می روند .

سیستم های پاشش مستقیم سوخت یا Gasoline Direct Injection  :

در این روش  برای اینکه حداقل تغییر در شرایط سوخت ورودی به سیلندر روی دهد انژکتورها سوخت مورد نیاز برای احتراق را مستقیم درون محفظه سیلندر تزریق می کنند . که به جز تعدادی خودرو ساز هم اکنون آنچنان مورد استفاده عمومی قرار نگرفته است .

سیستم مورد استفاده در خودروهای داخلی عمدتا از نوعMPFI  می باشد که شامل منیفولد ؛ ریل سوخت و انژکتورها و رگولاتور فشار نصب شده بروی آن ؛ دریچه هوا و قطعات نصب شده بروی آن  ؛ سیستم الکتریکی تعیین زمان احتراق و غیره  . . . و واحد کنترل الکترونیکی ECU  ‌  می باشد .که از این میان تنها انژکتورها ؛ رگولاتور فشار ؛  تعدادی از قطعات دریچه هوا ، ECU   ، سنسورها و قطعات بسیار حساس به دلیل استفاده از تکنولوژی های ویژه از اقلام وارداتی بوده و بصورت انحصاری تنها توسط چند شرکت در جهان طراحی و تولید می شوند و تقریبا بقیه قطعات در داخل کشور ساخته می شوند .

آشنایی با سیستم های CLOSE LOOP  و OPEN LOOP  :

اصولا در هر سیستمی تعدادی ورودی و خروجی وجود دارد . موتور خودرو نیز سیستمی است که بنزین و هوا و . . . ورودی های آن و دود اگزوز و . . .  خروجی آن می باشد . اگر با این دید به یک خودرو کاربراتوری نگاه کنیم موتور خودرو دارای یک سیستم باز است یعنی یک سری ورودی به خودرو داده شده و سیستم نیز بدون هیچ گونه بازنگری از طرف ما یک خروجی ارایه می دهد . این سیستم ها را مدار – باز یا OPEN LOOP  می گویند .

اما در بعضی از خودرو های جدید از خروجی موتور خودرو ( دود اگزوز ) نمونه ( فید بک منفی ) گرفته شده و با کار موتور مقایسه می شود . اگر موتور در استفاده از ورودی های اطلاعاتی خود که همان سنسورها هستند دچار خطایی شده باشد ( خواه از طرف ECU خواه از طرف سنسورها و خواه خطای ناشی از عملکرد نادرست فرمانبر ها به هر دلیل باشد ) سعی می کند تا با تصحیح عملکرد خود بهترین بازده را در خروجی خود به دست دهد . به این سیستم ها مدار – بسته یا CLOSE LOOP  می گویند .فایده عمده سیستم های مدار – بسته در این است که علاوه بر تنظیمی که ECU  به صورت دائم بر کارکرد موتور خودرو دارد در هر لحظه این تنظیم نیز تحت نظارت دوباره بوده و اگر خطای کوچکی نیز اتفاق بیفتد بلافاصله تصحیح می شود .

در موتورهایی که از بنزین سرب دار استفاده می شود سیستم سوخت رسانی از نوع مدار باز یا OPEN LOOP استفاده می شود و در موتورهایی که از بنزین بدون سرب استفاده می شود عموما سیستم سوخت رسانی از نوع مدار بسته یا CLOSE LOOP می باشد .

مزایای استفاده از سیستم های انژکتوری نسبت به سیستم های کاربراتوری :

1 . افزایش راندمان حجمی و حرارتی موتور بدلیل یکنواختی و ترکیب صحیح نسبت هوا و سوخت در حالتهای مختلف کاری موتور

2 . افزایش راندمان حجمی باعث افزایش گشتاور و توان خروجی موتور تا 15 درصد می شود .

3 . نسبت هوا ی ورودی به هر سیلندر بدلیل استفاده تمام سیلندرها از یک حجم ثابت تقریبا برابر است .

4 . بدلیل استفاده از سیتم های اندازه گیری دقیق الکترونیکی برای اندازه گیری دبی هوای ورودی سوخت متناسب با آن تامین شده و در نتیجه مصرف سوخت کاهش می یابد .

5 . در این سیستم ها به علت حذف کاربراتور و پیاله بنزین بخارات حاصل از تیخیر سوخت در پیاله از بین می رود .

6 . کنترل موتور در شرایط مختلف کاری کارکرد موتور مناسب تر و بهتر شده و موتور در هوای سرد سریعتر روشن شده و نیازی بوجود ساسات نمی باشد .

7 . بدلیل یکنواختی ترکیب سوخت و هوا احتراق مناسب تر صورت گرفته و بدلیل افزایش راندمان احتراق موتور نرم تر و بی صدا ترکار می کند .

8 . بدلیل امتزاج مناسب سوخت و هوا راندمان احتراق افزایش یافته و در نتیجه می توان ضریب تراکم حجمی موتور را افزایش داد .

9 . در سیستم های انژکتوری بدلیل اینکه نیازی به گرم کردن منیفولد ورودی نمی باشد در نتیجه دانسیته هوای ورودی بیشتر شده و راندمان حجمی را افزایش می دهد و در نهایتا قدرت خروجی موتور افزایش می یابد .

10 .  با افزایش راندمان احتراق و کنترل پدیده Knock یا Detonation  باعث افزایش عمر موتور خودرو می شود .

11 . مهمترین علت ساخت سیستمهای انژکتوری و مزیت اصلی آن نسبت به موتورهای کاربراتوری کاهش آلودگی ناشی از موتور خودرو می باشد تا قابلیت پوشش دادن استانداردهای عدم آلایندگی را داشته باشند .

معایب سیستم های سوخت رسانی انژکتوری نسبت به کاربراتوری :

1 . گران بودن موتور بدلیل گران بودن قطعات سیستم های انژکتوری

2 . احتیاج بیشتر به تعمیر و نگهداری و خدمات پس از فروش

3 . نیاز به صافی بنزین دقیق تر و بنزین با کیفیت بالاتر

مطابق آنچه در این نوشتار به صورت  ساده و مختصر بیان شد می توان گفت. که هر چه  سیستم سوخت رسانی دقیق تر میزان ورودی ها و خروجی های خود را اندازه گیری نماید و در نتیجه بهتر توانایی کارکرد و تطبیق پذیری با شرایط گوناگون را داشته باشد منجر به بهبود عملکرد و کارایی خودرو می شود . که این موارد در سیستم های تزریق سوخت الکترونیکی بیشتر و بهتر مشهود می باشد .و در دیگراینکه رسیدن به هوای پاک و کاهش آلودگی که امروزه از دغدغه های عمده ی پیش رو در کلان شهر ها است و نیز کاهش مصرف سوخت و در حقیقت استفاده بهینه از منابع محدود انرژی بدون استفاده از این سیستم های جدید سوخت رسانی ( EFI ) تقریبا غیر ممکن است .

عیب سنسور های خودرو از روی نشانه های ظاهری

 سنسور دور موتور:

 1- روشن نشدن خودرو به دلیل ارسال نشدن سیگنال ها به ECU برای پاشش سوخت 2- نمایش ناصحیح دور موتور خودرو در زمان روشن بودن ماشین. 3- ایجاد حالت CUT OFF قبل از رسیدن دور موتور به رد لاین. 4- ثابت ماندن یا حرکت نکردن دور سنج از یک دور موتور مشخص.

 سنسور فشار هوای ورودی:

در خودرو های انژکتوری که مجهز به سنسور اکسیژن نمیباشند با از کار افتادن این سنسور بد کار کردن موتور خودرو به وضوح قابل مشاهده و حس میباشد. اما در خودرو های مجهز به سنسور اکسیژن باعث میشود که کار این سنسور رو تصحیح کند. در مواردی که سنسور خراب شود ECU اطلاعات مربوط به فشار داخل منیفولد رو از روی سنسور دریچه گاز محاسبه میکند.

سنسور دمای هوای ورودی به موتور: با از کار افتادن این سنسور به خصوص در ماشین های بدون سنسور اکسیژن یا کاربراتی الکترونیکی باعث میشود که تنظیم موتر از حالت ایده ال خود خارج شود و موتور بد کار کند. اما در سایر خودرو ها به انضمام سنسور اکسیژن تا حدودی این خطا تصحیح میشود

سنسور دمای اب:

 1- دود کردن خودرو در زمانی که موتور خنک میباشد یا بعد از گرم شدن موتور. 2- بد روشن شدن خودرو در اب و هوای سرد. حالا چرا بد کار کردن این سنسور چرا باعث بروز این مشکلات میشود؟ برای تنظیم دور موتور در زمان استارت اولیه این مورد به عهده استپ و ECU میباشد اما در ابتدا اطلاعات از سنسور دما اب گرفته میشود.

حال اطلاعات این سنسور چه کار هایی انجام میدهد؟؟ 1- فرستادن اطلاعات به کنترل یونیت انژکتور های برای زمان پاشش و شمع ها برای جرقه. 2- ساسات اتوماتیک. سنسور سرعت خودرو: با از کار افتادن این سنسور مشکلاتی از قبیل خاموش شدن موتور در بعضی اوقات و بد کاردن موتور در سرعت های بالا میباشد.

 سنسور دریچه گاز: 1- کاکرد بد موتور همراه با بالا نرفتن دور موتور از یک حد خاص. 2- ایجاد دود که ثابت نیست و بنا به شرایط متفاوت میباشد. {دوستان علل خرابی با سنسور دور موتور کمی شبیه هست. اما در عمل متفاوت میباشد.}

 سنسور فشار گاز کولر: با خراب شدن این سنسور اولین مورد در کارکرد فن ها به وجود میاید. بدین صورت که با زدن بلافاصله کولر فن ها روشن نمیشود. و همچنین در زمانی که فشار گاز کولر بالا یا پایین بیاید دستور روشن و خاموش شدن به کولر رو نمیدهد و باعث اسیب جدی به کل مجموعه میشود.

 سنسور اینرسی: این سنسور که نوعی سوییچ میباشد با دریافت ضربات در زمان تصادف خودرو با قطع جریان بنزین از احتمال اتش سوزی تا حد بالایی میکاهد.. اما این سوییچ در خودرو های پیکان اردی سمند پرشیا و405 انژکتوری با قطع برق ECU باعث خاموش شدن سریع خودرو میشود. در 405 کاربراتوری با قطع برق پمپ برقی کار میکند. اما این مورد عملا کارایی ندارد چون این پمپ در زمان سرعت های بالا به کمک پمپ اصلی اومده و وظیفه تامین بنزین مورد نیاز خودرو رو بر عهده میگیرد. که یک ضعف محسوب میشود. در 206 های غیر مولتی پلکس این سوییچ باز جریان پمپ برقی رو قطع میکند. اما چون هنوز مقداری بنزین در مجموعه سوخت رسانی و ریل سوخت هست موتور تا مدت کمی به کار خود ادامه میدهد. اما این مورد در 206 های مولتی پلکس کمی به صورت حرفه ای تر عمل میشود و سنسور با توجه به هر ضربه ای عمل نمیکند بلکه ابتدا شدت ضربه توسط BSI محاسبه شده و بعدا اگر با پارامتر های موجود تطابق داشت عمل کرده و جریان پمپ قطع میشود.

 سنسور ضربه: با توجه به عملکرد سنسور ضربه و سنسور اکسیژن که به صورت موازی با یکدیگر در ارتباط میباشند اگر خراب شود احتمال تشخیص خرابی به وسیله کارکرد موتور به ویژه در زمان استفاده از بنزین با اکتان بالا. اما اگر تفاوت محسوسی در زمانی که موتور با بنزین معمولی کار میکند و زمانی که از بنزین با اکتان بالا استفاده میکنید مشاهده کردید میتوانید پی به خرابی این سنسور ببرید.

 سنسور اکسیژن: تنها راه تشخیص این سنسور استفاده از دستگاه های تست الایندگی خودرو میباشد.

 انژکتور ها: این قطعه که وظیفه پاشش سوخت رو دارد در زمان خرابی باعث بد کارکردن موتور و ایجاد دود به علت کارکرد ناصحیح قطعه میشود. که برای تشخیص خرابی اون اگر هر انژکتوری رو کشیدید و موتور بد کار کرد سالم هست اما اگر تغییری در کارکرد موتور ایجاد نشد و همچنان بد کار کرد انژکتور معیوب میباشد

گرمکن هوزینگ دریچه گاز: نوعی المنت هست برای گرم نگه داشتن مسیر دریچه گاز وجلوگیری از یخزدگی ان. برای عیب یابی این قطعه باید گفت که تا حدودی شبیه استپ میباشد که بدین صورت است زمانی که خودرو سرد میباشد و هوا هم سرد است با رها کردن گاز ماشین خاموش میشه. اما زمانی که ماشین گرم بشه دیگه خرابی قطعه به چشم نمیاید و باید خاموش شدن ماشین رو در سایر قطعات جستجو کنید.

پمپ بنزین: با خراب شدن این قطعه 1-خودرو روشن نمیشود. 2-در سربالایی ها هنگام شتاب گیری و همچنین در سرعت های بالا ماشین بد کار میکند و ریپ میزند. باید توجه داشت که این مورد می تواند از گرفتگی و کثیفی فیلتر بنزین باشد.

 کویل دوبل: این قطعه کار افزایش ولتاژ رو بر عهده دارد. با خراب شدن و نیم سوز شدن کویل شاهد موارد زیر هستیم: 1- کاهش راندمان موتور افزایش مصرف بنزین به دلیل کاهش شدت جرقه. 2- روشن نشدن خودرو. در زمان سوختن کویل دوبل معمولا یکی از کویل ها میسوزد. پس تنها به دو شمع از چهار شمع برق رسیده و خودرو به صورت نیمه کامل روشن میشود و با رها کردن سوییچ خودرو دوباره خاموش میشود. که با خرابی سنسور دور موتور فرق دارد چون در سنسور دور موتور کلا موتور روشن نمیشود. پس این رو به خاطر بسپارید.

خرابی استپ: 1-خاموش شدن ماشین به خصوص در زمان رها کردن ناگهانی پدال گاز 2-کاهش دور موتور به مقدار قابل توجه در زمان گرفتن کولر ودور ارام خودرو. 3- گاز خوردن بی دلیل پس از روشن شدن موتور خودرو. 4-ثابت نبودن بی دلیل دور موتور در دور ارام و کاهش افازیش دور خودرو بدون دلیل. خب این مروری بود به علل خرابی سنسور ها و یکسری از قطعات خودرو.

اگه حوصلتون سر نرفته بهتره به مطالب زیر که یه مقدار از موتور هیبریدی هست توجه کنید:

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو هاي هيبريدي مي توانند سرعت و مسافت بيشتري نسبت به انواعي كه موتورهاي درون ساز دارند داشته باشند، با اين حسن بزرگ كه شارژباتري هايش هرگز تمام نمي شود بازدهي اين خودروهابسيار بالا بوده و ميزان توليد آلودگي شان كاهش يافته است. به همين دليل بسياري از كارخانه ها از سال 1999 توليد خودروهاي هيبريدي را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

خودروهای هيبريدی (Hybrid Vehicles)

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو هاي هيبريدي مي توانند سرعت و مسافت بيشتري نسبت به انواعي كه موتورهاي درون ساز دارند داشته باشند، با اين حسن بزرگ كه شارژباتري هايش هرگز تمام نمي شود بازدهي اين خودروهابسيار بالا بوده و ميزان توليد آلودگي شان كاهش يافته است. به همين دليل بسياري از كارخانه ها از سال 1999 توليد خودروهاي هيبريدي را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

تاريخچه خودروي هيبريدی

يك مهندس آمريكائي به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 يك ماشين هيبريدي ساخت كه قادر بود در طي 10 ثانيه تا 25 مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبی از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدي شناخته مي‌شود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پيشرفت سريع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنين قابليت استارت بدون هندل آنها  و از همه مهمتر پايين بودن قيمت سوختهای فسيلی و مطرح نبودن آلودگی محيط زيست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد. در پي بحرانهاي نفتي سالهاي 1970 دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال 1990 که كار اصولي با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، این خودروها به طور جدی پيگيری نشدند.

امروزه خودروهاي هيبريدي مورد توجه كمپانيهاي بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله مي‌توان به شركتهايي مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشي، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدي چشمگير بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتداي سال 2000 بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپاني تويوتا به فروش رسيده است.

خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی – یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها)- توان می گیرند . واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین ، متانول ، گاز طبیعی فشرده ، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی ، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود ، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها ، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد.در یک طراحی سری ، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است . الکتریسیته باتری هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی ، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.

اجزاء خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند.یک نمونه خودرو هیبریدی را دیاگرام بالا می بینید.

·         کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی

·         سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی ، همچون باتری ها و فراخازن ها

·         واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای ، موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی

·         سیستم های  سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی

·         جعبه دنده (گیربکس)

برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :

·         سیستم های کنترل گازهای خارجی

·         مدیریت انرژی وکنترل سیستم ها

·         مدیریت حرارتی اجزاء

·         وزن پایین وایرو دینامیک بدنه / شاسی

·         مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه وتایرها )

·         کاهش بار لوازم اضافی

کنترل کننده ها / موتورهای هیبریدی

موتورهای کارگران پر کار سیستمهای راننده  خودروهای هیبریدی هستند ، یک موتور کشنده الکتریکی ، انرژی الکتریکی واحد ذخیره انرژی را به انرژی مکانیکی که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.بر خلاف خودروهای معمول که برای بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور باید سرعت بگیرد موتور الکتریکی گشتاور کامل رادر سرعت های پایین نیز فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هیبریدی شامل کنترل خوب رانندگی با خطای مجاز صدای کم وراندمان بالا می باشد. مشخصه های دیگر شامل انعطاف پذیری مربوط به  نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قیمت تولید انبوه می شود. تکنولوژی موتور جلو برنده برای کاربردهای خودروی هیبریدی شامل آهنربای دائمی ، القای جریان متناوب و موتورهای مقاومت مغناطیسی متغییر می باشد.

باتری خودرو هیبریدی

باتری ها یک از اجزای ضروری خودروخهای هیبریدی هستند . گر چه تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتریهای پیشرفته در بازار عرضه شده اند اما هیچ کدام از باتری های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان ، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده اند. ویژگیهای مطلوب باتریهای با توان بالا برای کاربردهای خودروهای هیبریدی شامل این موارد است : پیک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژی مخصوص بالای توان تکانه ، پذیرش شارژ بالا برای بیشینه کردن بهره بری ترمز واکنشی و طول عمر طولانی . روش ها و طراحی های در حال توسعه برای هماهنگی مجموعه به صورت الکتریکی و حرارتی ، روشهای دقیق در حال پیشرفت برای تعیین وضع شارژ باتری ، باتریهای بادوام در حال پیشرفت و قابلیت بازاریابی ، چالش های تکنیکی دیگر هستند.

فراخازن های خودروهای هیبریدی

فراخازنها انرژی مخصوص بالاتری دارند و نوع قویتری از خازن های الکترولیتی هستند که انرژی را به عنوان شارژ الکتریسته ساکن ذخیره می کنند. فراخازنها سیسمتهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی را در لایه ای از مایع قطبیده شده در سطح مشترک مابین یک الکترولیت رسانای یونی و یک الکترود رسانا ذخیره می کنند . ظرفیت ذخیره انرژی با افزایش مساحت سطح مشترک افزایش می یابد. فراخازنها به عنوان اولین ابزار برای کمک به توان موتور در شتاب گیری و سر بالایی رفتن هستند که به هملن خوبی بازیافت انرژی ترمزگسترش پیداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومین شیوه ذخیره انرژی در خودروهای هیبریدی ، برای تامین توان بار گذاری باتری های شیمیایی سودمندند. الکتریسیته اضافی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعی که چگالی انرژی پایین است مورد نیاز است.

پیل های سوختی خودروهای هیبریدی

پیل های سوختی به واسطه یک واکنش الکتروشیمیایی که هیدروژن را با اکسیژن در هوای محیط ترکیب می کند ، الکتریسیته تولید می کنند.هیدروژن خالص یا هر سوخت فسیلی دیگری که اصلاح شده باشد می تواند برای تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. متانول یک انتخاب معمول برای سوخت است. تنها گاز خروجی پیل سوختی بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تمیزترین واحد توان هیبریدی می رساند. راندمان ، صدای کم ، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی تا 50% پیش بینی شده پیلل های سوختی ، نشان می دهد که به طور نسبه مشخصه های خودروی هیبریدی در قیاس با راندمان 20-25 درصد موتورهای بنزینی احتراق داخلی مناسب تر هستند. 

انتشارات پایین و راندمان بالا

تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ولی به طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیشتر و آلودگی کمتر می کند.

مقايسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هايبريد

خودروهاي برقي گرچه به عنوان اولين راهکار براي کاهش ميزان آلودگي معرفي گرديده اند اما به علت آنکه در سيکلهاي رانشي طولاني با مشکل ر وبرو مي شوند از اينرو حضور موفقي نداشته اند و در حقيقت با شکست مواجه گرديده اند .ايده خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشي از خودروهاي برقي خالص را حل نموده است .واين مزيت خودروهاي هايبريد برقي نسبت به خودروهاي برقي خالص مي باشد.

 تهیه کننده:

(مجتبی عسگری مقدم)

منابع :

http://www.asame.ir/article_view.php?id=260

http://web.mit.edu/2.972/www/reports/hybrid_vehicle/hybrid_electric_vehicles.html