دانلود تحقیق احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات : 53 صفحه      -     

قالب بندی :  word           

احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای

موتورهای اشتعال ( احتراق ) جرقه ای یا اتو

اصول کارکرد

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

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

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

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

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

اصول کارکرد موتورهای چهار زمانه ای

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

چهار حالت موتور عبارتند از :

• حالت تنفس
• حالت تراکم و جرقه
• حالت انفجار
• حالت تخلیه

-حالت تنفس    

سوپاپ هوا ( ورودی ) : باز

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت پایین

احتراق : وجود ندارد .

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

• حالت تراکم و جرقه

سوپاپ هوا( ورودی ) : بسته

 سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت بالا

احتراق : فاز اشتعال اولیه

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

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

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

ε=( V n + Vc )   Vc

نسبت تراکم در خودروهای مختلف بستگی به طراحی موتور دارد .

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

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

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

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

-مرحله قدرت

سوپاپ هوا ( ورودی ) : بسته

 سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حرکت پیستون : به سمت بالا

احتراق : به صورت کامل انجام گرفته است .

هنگامی که شمع ، جهت احتراق مخلوط سوخت - هوا جرقه می زند ، مخلوط گاز منفجر شده و در نتیجه دما افزایش پیدا می کند . در اثر این فعل و انفعال سطح فشار نیز در داخل سیلندر افزایش پیدا کرده و پیستون را به سمت حرکت می دهد .

نیروی حاصله از حرکت پیستون از طریق شاتون به میل لنگ و به شکل انرژی مکانیکی انتقال می یابد . این مرحله منبع اصلی قدرت موتور می باشد.

توان خروجی با افزایش سرعت موتور و گشتاور بیشتر و مطابق معادله ذیل افزایش می یابد :

P=M.ω

-مرحله تخلیه

سوپاپ هوا ( ورودی ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجی ) : باز

حرکت پیستون : به سمت بالا

احتراق : وجود ندارد .

هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند گازهای مصرف شده ( دود ) را از طریق سوپاپ دود باز شده به سمت بیرون حرکت می دهد . این سیکل پس از این مرحله دوباره تکرار خواهد شد . مدت زمان باز بودن سوپاپها در یک زاویه معین باعث جریان بهتر گاز شده و پر شدن تخلیه کامل سیلندر را بهبود می بخشد .

( شکل 2 ) 

سیستم های آرایش مخلوط سوخت – هوا

وظیفه سیستمهای کاربراتوری یا انژکتوری ، تامین مخلوط سوخت و هوا جهت شرایط کارکرد آنی موتور می باشد .

در سالهای اخیر سیستمهای انژکتوری روش جدیدی را ابداع نمودند که مزایایی از قبیل صرفه اقتصادی ، بازده بیشتر موتور ، قابلیت رانندگی بهتر و نیزآلودگی کمتر را در بر داشته است .

سیستمهای انژکتوری با تعیین دقیق مقدار هوای ورودی وظیفه تامین مقدار مشخصی از سوخت را مطابق با شرایط بار موتور به عهده داشته و نیز کمترین آلودگی خروجی را نیز در بر خواهند داشت . در این سیستم و به جهت ثابت نگه داشتن کمترین آلودگی ترکیب و ساختار مخلوط سوخت – هوا به صورت کاملاً دقیق کنترل می شود .

سیستم های انژکتوری چند نقطه ای

در این نوع سیستم از هر انژکتور به طور جداگانه برای پاشش سوخت ، مستقیماً از سوپاپ ورودی به داخل سیلندر مجزا استفاده می شود . به عنوان مثالی از این سیستم می توان سیستمهای KE-jetronic و L-jetronic رانام برد ( شکل 4 )  

سیستمهای انژکتوری مکانیکی

سیستم K- jetronic یک سیستم انژکتوری مکانیکی با کاربردی وسیع می باشد این سیستم سوخت را بطور مداوم و پیوسته پاشش می کند .

سیستمهای انژکتوری مکانیکی – الکترونیکی

سیستم KE-jetronic نوع جدیدتری از سیستم K- jetronic و با قابلیتهای بیشتری می باشد . این سیستم محدوده بیشتری از اطلاعات کارکرد موتور را به سیستم کنترل حافظه باز الکترونیکی فراهم کرده و در نتیجه وظیفه تامین دقیق سوخت را در شرایط مختلف کارکرد موتور به عهده خواهد داشت .

سیستمهای انژکتوری الکترونیکی

سیستمهای انژکتوری الکترونیکی از انژکتورهای الکترو – مغناطیسی جهت پاشش سوخت به طور متناوب استفاده می کنند . به عنوان مثالی از این نوع سیستمها می توان سیستمهای L-ketronic و LH-jetronic و MotronicSystem را نام برد .