طراحي موتور درونسوز هيدروژني در فورد

شركت فورد، در حال تكميل طراحي مدل جديد موتور درونسوز هيدروژني خود است.
موتور جديد با مخزن ذخيره هيدروژن 100 ليتري مي‌تواند حدود 200 كيلومتر مسير را طي كند. اين موتور جديد درونسوز كه با هيدروژن كار مي‌كند، هيدروژن را در درون محفظه احتراق مي‌سوزاند و بخار آب از اگزوز آن خارج مي‌شود. اين موتور V شكل، 10 سيلندر دارد و حجم آن در حدود 7 ليتر است. گفته مي‌شود فورد در حال فعاليت در زمينه ساخت موتورهايي جديد از اين نوع است.
گفتني است كه هيدروژن گرچه دومين عنصر فراوان طبيعت است، اما به صورت عنصري تنها يافت نمي‌شود و تهيه و ذخيره آن گران‌قيمت و طراحي اين گونه موتورها بسيار پيچيده است، اما در صورت حل مشكلات اين سوخت، بسياري از مشكلات انرژي جهان حل مي‌شود. از طرفي ديگر، چون خروجي اين‌گونه موتورها فقط آب است، مشكلي براي طبيعت ايجاد نمي‌كنند.
مهم‌ترين تفاوت بين موتور درونسوز با سوخت بنزين‌ و موتورهاي هيدروژني، در ذات اين دونوع سوخت نهفته است. هيدروژن تحت فشار هواي طبيعي سريع‌تر از سوخت معمولي مشتعل مي‌شود، اما دماي احتراق آن اندكي كمتر از بنزين است. سرعت احتراق بالاي مخلوط هيدروژن و هوا درموتور هيدروژني، دماي بيشتري در مقايسه با موتور بنزيني توليد مي‌كند. بنابراين، زمانبندي سوخت بنزين بايد تغيير كرده و جرقه بايد هنگامي زده شود كه بهترين فشار در نقطه مرگ بالاي پيستون، شكل بگيرد. يكي از مزاياي قابل توجه فشار احتراق بالاتر مخلوط هيدروژن و هوا، توليد قدرت بيشتر در مقايسه با مقدار انرژي است كه در موتورهاي بنزيني است و اين يعني، موتور هيدروژني بازده و كارايي بيشتري دارد.

طراحی موتور

 انواع سازوكار زمانبندي متغير سوپاپهاVVT

۱. سازوكار تغيير زاويه بادامك

زمانبندي متغير سوپاپ از نوع تغيير زاويه بادامك ساده‌ترين، ارزانترين، و متداول‌ترين سازوكاري است كه درحال حاضر مورد استفاده قرار مي گيرد. اساسا اين سازوكار زمانبندي سوپاپها را با تغيير دادن زاويه زمانبندي ميل بادامك تغيير مي‌دهد. به عنوان مثال در سرعت زياد ميل بادامك تنفس به اندازه 30 درجه چرخانده مي‌شود تا سوپاپ هوا زودتر بازشود. اين حركت با استفاده از عملگر هيدروليكي اعمال شده و مقدار جابجايي موردنياز توسط سيستم كنترل الكترونيك موتور مراقبت و تنظيم مي‌شود.

 

 

توجه داشته باشيد كه سازوكار تغيير زاويه بادامك نمي‌تواند زاويه بازبودن سوپاپ را تغيير دهد و فقط دير يا زود باز شدن سوپاپ تنفس را تغيير مي‌دهد. در نتيجه اگر سوپاپ هوا زود باز شود، زود هم بسته مي‌شود و اگر دير باز شود، ديرهم بسته مي‌شود. همچنين نمي‌تواند كورس بازشدن سوپاپ را نيز تغيير دهد. با اين وجود ساده‌ترين، و ارزانترين شكل سازوكار زمانبندي متغير سوپاپ محسوب مي‌شود. زيرا برخلاف ساير سازوكارها كه براي هر سيلندر يك عملگر مستقل نياز دارد، اين سازوكار براي هر ميل بادامك تنها به يك عملگر هيدروليكي نياز دارد.

 

تغيير پيوسته يا گسسته زاويه ميل‌بادامك

ساده‌ترين سازوكار تغيير زاويه بادامك فقط 2 يا 3 نقطه ثابت براي تغيير زاويه دارد، مثلا زاويه 0 و 30 درجه. سيستم بهتر سازوكار تغيير پيوسته زاويه بادامك مي‌باشد كه هر زاويه‌اي بين 0 تا 30 درجه را برحسب سرعت پوشش مي‌دهد. واضح استكه بدين ترتيب زمانبندي بهنيه براي هرسرعتي قابل تنظيم است، ضمن آنكه تغييرات نيز با پيوستگي صورت مي‌گيرد كه مزيت مهمي است. برخي طراحيها مانند سيستم:

 

BMW: VANOS (VAriable NOckenwellenspreizung, Variable Camshaft Lobe Separation)  

 

برروي هر دو ميل بادامك تنفس و تخليه سازوكار تغيير پيوسته زاويه بادامك قرار دارد و موجب مي‌شود تا قيچي سوپاپ يا همپوشاني بيشتري بدست آمده و بازدهي بيشتري حاصل شود. به همين دليل است كه خودروي M3 3.2 از نمونه قبلي خود M3 3.0كه فقط روي ميل بادامك تنفس عملگر تغيير پيوسته زاويه بادامك دارد، بازدهي بيشتري داشته و قدرت 100 اسب بخار در هر ليتر توليد مي‌كند.در سري E46اين سازوكار برروي ميل بادامك تنفس 40 درجه و بروي ميل بادامك دود 25 درجه تغيير زاويه ايجاد مي‌كند.

   

فهرست انواع خودروها با سازوكار زمانبندی متغيير سوپاپها

 

Advantage: Cheap and simple, continuous VVT improves torque delivery across the whole rev range.

Disadvantage: Lack of variable lift and variable valve opening duration, thus less top end power than cam-changing VVT.

Who use it ? Most car makers, such as: 

·                                 Audi 2.0-litre - continuous inlet

·                                 Audi 3.0 V6 - continuous inlet, 2-stage exhaust

·                                 Audi V8 - inlet, 2-stage discrete

·                                 BMW Double Vanos - inlet and exhaust, continuous

·                                 Ferrari 360 Modena - exhaust, 2-stage discrete

·                                 Fiat (Alfa) SUPER FIRE - inlet, 2-stage discrete

·                                 Ford Puma 1.7 Zetec SE - inlet, 2-stage discrete

·                                 Ford Falcon XR6's VCT - inlet, 2-stage discrete

·                                 Jaguar AJ-V6 and updated AJ-V8 - inlet, continuous

·                                 Lamborghini Diablo V12 since SV - inlet, 2-stage discrete

·                                 Mazda MX-5's S-VT - continuous inlet

·                                 Mercedes V6 and V8 - inlet, 2-stage ?

·                                 Nissan QR four-pot and V8 - continuous inlet

·                                 Nissan VQ V6 - inlet, continuous?

·                                 Nissan VQ V6 since Skyline V35 - inlet, electromagnetic

·                                 Porsche Variocam - inlet, 3-stage discrete

·                                 PSA / Renault 3.0 V6 - inlet, 2-stage

·                                 Renault 2.0-litre - inlet, 2-stage discrete

·                                 Subaru AVCS - inlet, 2-stage ?

·                                 Toyota VVT-i - continuous, mostly inlet but some also exhaust

·                                 Volvo 4 / 5 / 6-cylinder modular engines - inlet, continuous

·                                 Volkswagen VR6 - inlet, continuous ?

·                                 Volkswagen (Audi) W8 and W12 - continuous inlet, 2-stage exhaust

 مثال ۱

BMW's Vanos

(VAriable NOckenwellenspreizung, Variable Camshaft Lobe Separation)

همانطوريكه در شكل ديده مي شود، كاركرد اين مجموعه بسيار آسان است. به انتهاي ميل بادامك يك چرخدنده هليكال متصل شده است. اين چرخدنده هليكال در درون يك فنجاني قرار داشته و مي‌تواند در امتداد محور ميل بادامك حركت خطي داشته باشد. از انجائيكه چرخدنده هليكال داراي  دندانه‌هاي مايل مي‌ياشد، در اثر حركت خطي فنجاني زاويه ميل بادامك نسبت به چرخدنـده تايمينــگ اختـلاف فـاز پيـــــدا مي‌كند و موجب تقدم يا تاخير در باز و بسته شدن سوپاپها مي‌شود و به همين ترتيب عقب رفتن فنجاني اختلاف فاز در جهت معكوس ايجاد مي‌كند. مقدار جابجايي فنجاني بستگي به اختلاف فشار هيدروليك دارد. به اين ترتيب كه در كنار فنجاني دو حفره براي روغن قرار داشته و يك پيستون نازك در وسط آن دو حركت مي‌كند. جريان روغن بوسيله يك شير الكترومغناطيس كنترل شده و روغن به ميزان لازم وارد حفره موردنظر در سمت جلو يا عقب پيستون مي‌شود. سپس حركت پيستون توسط يك محور به فنجاني منتقل و سبب جلو يا عقب رفتن آن شده و در نتيجه مقدار پيش افتادن يا تاخير در زاويه ميل بادامك تنظيم مي‌شود. به عبارت ديگر اگر مطابق شكل سامانه مديريت موتور فرمان ورود روغن به حفره سبز رنگ را  صادر كند، پيستون به طرف ميل بادامك حركت كرده و فنجاني را هم به طرف ميل بادامك مي‌راند. در نتيجه موجب پيش افتادگي در زاويه باز و بسته شدن سوپاپها خواهد شد. به اين ترتيب تغيير پيوسته زمانبندي سوپاپها براساس موقعيت قرارگيري فنجاني بدست مي‌آيد.

 

مثال ۲

 Toyota VVT-i

(Variable Valve Timing - Intelligent)

ميل بادامك متغير هوشمند تويوتا در مدلهاي مختلف خودروها، از تيني واريس Tiny Yaris تا سوپرا Supra نصب و مورد استفاده مي‌باشد. اين مكانيزم كم و بيش شبيه سيستم بكار رفته در BMW است ضمن آنكه تغيير پيوسته زمانبندي سوپاپها را نيز شامل مي‌شود. با اين وجود استفاده از لغت هوشمند بخاطر هوشمندي برنامه كنترل آن است. بطوريكه علاوه بر تغيير پيوسته زاويه بادامك براساس سرعت موتور، تغيير آن براساس عوامل ديگر مانند شتاب، شيب روي بطرف بالا و پايين را نيز شامل مي‌شود.

---

۲. سازوكار تعويض بادامك

شركت هندا در دهه 80 ميلادي با ارائه سيستم معروف به VTEC پيشگام استفاده از VVT در خودروهاي سواري محسوب مي‌شود. اين عنوان در واقع مخفف Valve Timing Electronic Control بوده و براي اولين بار در خودروي Civic CRX و Civic NS-X مورد استفاده قرار گرفت و پس از آن برروي ساير مدلها رايج گرديد.

اين سيستم در واقع از دو سري بادامك با شكل نيمرخ تشكيل شده تا زمانبندي متفاوتي را توليد نمايد. يك سري از بادامكها در شرايط عادي و سرعت كمتر از 4500 دور در دقيقه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مجموعه ديگر بادامكها مربوط به سرعت بيشتر است. بديهي است كه چنين سازوكاري قادر به تغيير پيوسته زمانبندي دريچه ها نيست و در نتيجه در سرعت كمتر از 4500 دور در دقيقه خودرو حركت نرمي داشته و در سرعت بيشتر از آن بطور ناگهاني اوضاع تغيير مي‌كند. اين مجموعه توان بيشينه را افزايش داده و سرعت دوراني بيشينه موتور را مانند يك خودروي مجهز به ميل بادامك مسابقه‌اي، به بيش از 8000 دور دقيقه  مي‌رساند و موجب مي‌شود تا در يك موتور 1600 سي سي توان بيشينه 30 اسب بخار افزايش يابد. با اين وجود براي رسيدن به چنين توان قابل توجهي بايد سرعت موتور از مقدار معيني بيشتر باشد و رسيدن به آن نيازمند تعويض دنده مكرر خواهد بود. شركت هندا اخيرا در برخي مدلها سيستم VTEC دو مرحله‌اي را به يك سيستم 3 مرحله‌اي توسعه داده است. اگرچه اين مجموعه همچنان نسبت به سيستمهاي تغيير پيوسته زاويه بادامك ضعيف‌تر مي‌باشد ولي چون مي‌تواند ارتفاع گشودگي سوپاپها را نيز تغيير دهد، يك سازوكار VVT قدرتمند محسوب مي‌شود.

فهرست انواع خودروها با سازوكار تعويض بادامك

Advantage: Powerful at top end

Disadvantage:2 or 3 stages only, non-continuous; no much improvement to torque; complex

Who use it? Honda VTEC, Mitsubishi MIVEC, Nissan Neo VVL

.

 

 

مثال۱

Honda's 3-stage VTEC

 

(Valve Timing Elecrtonic Control)

 

 

آخرين  سيستم 3 مرحله‌اي VTEC كه برروي خودروي Civic با موتور تك ميل بادامك رو در ژاپن بكار رفته در شكل ديده مي شود. اين سازوكار داراي 3 بادامك با زمانبندي و بر آمدگي مختلف است. لازم به ذكر است كه ابعاد و شكل نيمرخ بادامكها نيز با يكديگر متفاوت مي‌باشد. به عبارت ديگر بادامك سمت راست داراي نيمرخ با بر آمدگي متوسط و سرعت باز و بسته شدن آرام، بادامك سمت چپ داراي نيمرخ با بر آمدگي كم و سرعت باز و بسته شدن آرام، و بادامك مياني داراي نيمرخ با بر آمدگي زياد و سرعت باز و بسته شدن تند است.

مثال۲

Nissan Neo VVL

 اين مجموعه بسيار شبيه سيستم بكار رفته درشرکت هندا بوده ولي بادامكهاي سمت چپ و راست داراي منحني نيمرخ يكساني هستند. در سرعت كم هر دو بازو مستقل از هم عمل كرده و سرعت حركت آرامتر و گشودگي كمتر سوپاپها را موجب مي‌شود و در سرعت بالا هر سه بازو به يكديگر متصل شده و سرعت حركت تندتر و گشودگي بيشتر سوپاپها را موجب مي‌شود. شايد تصور كنيد كه اين سازوكار يك سازوكار دو مرحله‌اي است، در صورتيكه مشابه همين سازوكار براي ميل‌بادامك دود نيز وجود داشته و در نتيجه 3 مرحله به شرح ذيل قابل دسترسي مي‌باشد:

1.       در سرعت كم هر دو سوپاپ دود و هوا در وضع آرام هستند.

2.       در سرعت متوسط سوپاپ هوا در وضع تند و سوپاپ دود در وضع آرام است

3.       در سرعت تند هر دو سوپاپ دود و هوا در وضع تند هستند.

طراحی موتور

محاسبه تغييرات در حجم موتور

گنجايش يا حجم موتور جوهر و پايه موتورهاي تقويت شده است اين حجم ميزان فضاي اشغال شده سيلندر توسط پيستونها است كه هر كدام از آنها در يك كورس رو به پايين ( از نقطه مرگ بالا تا نقطه مرگ پايين ) اين حجم را به وجود مي آورند به ياد داشته باشيد اين مقدار جابجايي ‌، حجم كامل يك موتور نيست بلكه حجم كامل يك موتور ‌، مجموع گنجايش موتور در كورس پيستون و حجم محفظه احتراق است ‌، ولي در محاسبات معمولاً‌ حجم اتاقك احتراق محاسبه نمي شود . حال حجم موتور را چگونه محاسبه مي كنند .

براي محاسبه حجم موتور داشتن ميزان قطر پيستون الزاميست . قطر پيستون در اصل اندازه دهانه سيلندر است و كورس پيستون ‌‌، ميزان جابجايي پيستون از نقطه مرگ بالا تا نقطه مرگ پايين است . گرچه اين اندازه ها معمولاً‌ از طرف كارخانه هاي سازنده اعلام مي شود ولي بعضاً اين ارقام تقريبي است و هنگام ساخت موتور كمي بالا و پايين مي شود حجم موتور را مي توان به روش زير محاسبه كرد :

تعداد سيلندر * حجم استوانه سيلندر = حجم موتور

يا به عبارتي

تعداد سيلندر * كورس پيستون * مساحت سطح پيستون = حجم موتور

پس داريم :

تعدا سيلندر*كورس پيستون*2( شعاع پيستون )*عدد پي = حجم موتور

براي محاسبه حجم به ليتر بايد شعاع وكورس پيستون به سانتي متر داده شود و براي محاسبه به سي سي ( سانتيمتر مكعب ) بايد اعداد به ميليمتر و حاصل را به عدد يك هزار 1000 تقسيم كنيم .

مثال : براي محاسبه حجم يك موتور 4 سيلندر با قطر پيستون 80 ميليمتر و كورس 23 ميليمتر

داريم : 

حجم موتور

 

 

روش دوم براي محاسبه حجم موتور عبارت است از

 

تعدا د سيلندر * كورس *^2 ( قطر پيستون ) * ( عدد پي )

_______________________________4__      =    حجم موتور

                        1000               

 

با اين روش در مثال بالا داريم .

 

اگر در روش دوم ‌، حاصل را به عدد 1000 تقسيم نكنيم ‌، از فرمول مي توان براي محاسبه حجم اتومبيلهاي آمريكايي كه به واحد اينچ مكعب محاسبه مي شوند استفاده نمود .

براي مثال . براي محاسبه حجم موتور بيوك ايران با موتور 350 اينچ مكعبي و قطر پيستون 4 اينچي و كورس پيستوني معادل 3/48 اينچ داريم .

كه با ذكر كردن عدد 350 اينچ مكعب بدست مي آيد .

 

چند مثال :

حال بياييد براي مثال با يك موتور 6 سيلندر سرو كار داشته باشيم . در موتورهاي نيسان ‌، سريz مي دانيم كه داتسون 240z بين سالهاي 1970 تا 1973 از قطر پيستون 83 ميلي متر و كورس 7/73 ميلي متر استفاده كرد كه با استفاده از فرمول داريم .

 

كه بصورت ذكر شده مي شود 2393 سانتي متر مكعب . سپس در سال 1947 بعد از داتسون z240 موتور 260z آمد كه قطر پيستون آن همان 83 ميلي متر بود ولي كورس پيستون آن اضافه شده بود و به عددي رسيده بود كه حجم موتور 2565 سانتي متر مكعب شده بود براي محاسبه ميزان كورس جديد داريم .

                                                                   حجم موتور  = كورس پيستون به سانيت متر

تعداد سيلندر * ^2 ( قطر پيستون به سانتي متر ) * عدد پي

                                                                               4

كه با گرد كردن عدد 9/7 سانتي متر يا به عبارتي 79 ميلي متري حاصل مي شود در سال 1975 داتسون 200Z به 280Z صعود كرد با موتورهايي به حجم 2753 سانتي متر مكعب . جالب اينجاست كه اينبار كورس هاي همان كورس پيستون 260Z بود ولي قطر بزرگ شده بود . پس داريم .

يا به عبارتي

پس داريم

 

كه با گرد كردن عدد 86 ميلي متر براي قطر پيستون حاصل مي شود .

لازم به ذكر است ‌، نامگذاري اتومبيلهاي داتسون ‌‌، عموما‌ً بر اساس حجم موتورشان تعيين مي شوند ‌، همانند اتومبيلهاي كمپاني مرسدس بنز بدين صورت كه نامگذاري آنها بيانگر ( 10/1 )  حجم موتورشان است . يعني داتسون 240Z حدود 2400 سي سي و داتسون 260Z حدود 2600 سي سي و همينطور مرسدس 300 حدود سه ليتر و مرسدس 500 پنج ليتر حجم موتور دارند .

در ادامه مي خواهيم حجم ارائه شده توسط يك كمپاني خودروسازي را با هم مرور كنيم .

از سال 1958 تا 1966 كمپاني آمريكائي فورد يك موتور هشت سيلندر مي سازد با قطر پيستوني معادل 4 اينچ و كورس 5/3 اينچ ‌، كمپاني فورد اين موتور را حجم 352 اينچ مكعبي معرفي مي كند .

سپس در سال 1969 فورد موتور جديدي را معرفي مي كند كه از موتور قبلي سبكتر است و همان قطر و كورس را دارد . اما كمپاني ادعا مي كند كه اين موتور 351 اينچ مكعب حجم دارد حال براي يافتن حقيقت موضوع خودمان مسئله را حل مي كنيم . با استفاده از فرمول داريم . 

= حجم موتور

كه با گرد كردن عدد 352 حاصل مي شود چون اعشار از نيم بيشتر است ولي كمپاني فورد عدد كمتر يعني 351را انتخاب مي كند كه احتمالاً‌ هدف اينكار معرفي موتور جديد با كارايي بيشتر و اشتباه نگرفتن آن با موتور قديمي تر و معرفي موتورهاي با استعداد كمي بيشتر است .

اميدواريم كه اين سري مقالات مورد توجه علاقمندان به علم تيونينگ خودرو قرار گرفته و مفيد واقع گردد . در مقالات بعدي پيرامون ضريب تراكم ‌، اسب بخار و تورك ‌، مركز ثقل ‌، ضريب دنده ‌، ميل سوپاپهاي مخصوص ‌، سايز لاستيك و تاثيرات آنها و غيره بحث خواهيم كرد .

طراحی موتور

اصول محاسبات طراحي مهندسي

تحليل و محاسبات مهندسي يک موتور احتراق داخلي مجموعه‌ي از قطعات مكانيكي است كه در كنار يكديگر مكانيزمي مختلفي را تشكيل داده و انرژي حاصل از احتراق را به انرژي حركتي ميل‌لنگ تبديل می‌كنند. بري تعيين ابعاد قطعات تشكيل دهنده موتور از قطر سيلندر گرفته تا طول شاتون محاسباتي نياز است كه به آن محاسبات مهندسي يا طراحي گفته می‌شود.

براي پيداكردن پاسخ يك مسئله مهندسي دو راه حل وجود دارد:

۱. راه حل مبتني بر تحليلي و محاسبه

۲. راه حل مبتني بر قياسي

راه‌ حل تحليلي يعني استفاده ازجمع و ضرب و تقسيم ،مشتق و انتگرال و حل معادلات ديفرانسيل. بري طراحي يك شفت از نوشتن معادلات ديناميك آغاز كرده و نيروي وارد بر آن محاسبه می‌شود. سپس با نوشتن معادلات مقاومت مصالح قطر و ماده‌تشكيل‌دهنده بدست می‌آيد. اما اگر شكل شفت كمي پيچيده باشد بايد تمركز تنش را هم درنظر گرفت و در محاسبات دخالت داد.

روش ديگر اين استكه نمونه‌هي مختلف را مورد مقايسه قرار داده و از كنارهم قرار دادن فرضيات مسئله و طراحيهي مختلف بهترين شفت را انتخاب و آنرا بكار برد. به اين روش راه حل قياسي گفته می‌شود. به عبارتي اگر:

if: X(1)=1  ;  X(k)=k  ;  X(k+1)=k+1

then: X(n) = ?

يعني كافيست نمونه‌هايي را جمع آوري كرده و با قياس صحيح آنها از جهات گوناگون قانون حاكم بر طراحي يا عملكرد آنها را شناسايي و مورد استفاده قرار داد.

در قرن بيست و يكم طراحي موتور احتراق داخلي چهار زمانه يك طرح توسعه‌ي محسوب می‌شود. به اين معني كه قرار نيست اختراع خاصي درباره آن انجام شود. سالهاست كه طرحهي ابتكاري بيشماري درباره موتورهي چهارزمانه وجود دارد كه بنا به نياز، يك به يك در طرحهي جديد مورد استفاده قرار می‌گيرند. زمانبندي متغير سوپاپها يا ساير طرحها اختراع جديدي نيست كه امروزه بكار گرفته می‌شود.

شركت AVL اطريش با برخورداري از نرم‌افزارهي كامپيوتري گوناگون مانند Fire و غيره كه از پيچيدگي زيادي برخوردارند انجام می‌دهد. اعضي گروه طراحي موتور با استفاده از كامپيوتر موتور موردنظر مشتري را در محيط مجازي طراحي كرده و شبيه‌سازي می‌نمايند تا ايتكه به جواب مورد نظر خود و مشتري برسند. پس از آن نقشه‌ قطعات بري ساخت قابل ارائه است. اين روش مبتني بر تحليل بوده و در واقع كامپيوتر محاسبات بسيار پيچيده‌ي را انجام می‌دهد تا طراحي انجام شود. شبيه‌سازي و تحليل موتور مبتني بر تئوريها و معادلات بسيار پيچيده‌ي است كه حل آنها را كامپيوترهي بسيار قوي قادرند انجام دهند. اين روش مبتني بر تحليل و محاسبه می‌باشد.

روش ديگر مبتني بر قياس بوده و طراح با بررسي طرحهي گوناگون، نكات طراحي بكار رفته در آنها را شناسايي و در طرح خود استفاده می‌نمايد. مثلا نسبت قطر سيلندر به كورس پيستون چه اندازه بايدباشد؟ قبلا توضيح داده شد كه اين عدد مطلق نبوده و در محدوده معيني قرار دارد. بايد بررسي شود که در انواع مختلف موتورها اين عدد چه مقداري است و بر اساس کاربرد موتور چقدر تغيير می‌كند. اين كار در نتيجه بررسي تجربي و مقايسه نتايج بدست می‌آيد. طراحي تمام قطعات يك موتور احتراقي را با استفاده از اين روش می‌توان به راحتي انجام داد بدون آنكه نياز به تحليل يا حتي آزمايش باشد. ديگر كسي بري موتورهي معمولي محفظه احتراق اختراع نمی‌كند بلكه از انواع بكار گرفته شده در موتورهي قبلي بهره‌مند می‌شود.

از ميان طرحهي گوناگوني كه بري اجزاء مختلف موتور وجود دارد كدام يك بهترين است؟ پاسخ به اين سؤال همان چيزيست كه به دنبال آن هستيم. تشخيص طرح مناسب نتيجه قياس است. قياس بايد علمي، همه جانبه و صحيح انجام شود.

 در روش طراحي مبتني بر قياس ابتدا لازم است تعداد انبوهي از موتورهي احتراقي مورد بررسي و ارزيابي علمي قرار گيرد. اين ارزيابي از تمام جهات صورت خواهد گرفت. از وزن قطعات گرفته تا ابعاد و اندازه‌ها. مواد بكار گرفته شده در قطعات نيز داري اهميت است. مشخصات عملكردي تمامي اجزاء و مجموعه‌ها بايد به خوبي ارزيابي شوند. سينماتيك و ديناميك مكانيزم ميل‌لنگ و ميل‌بادامك و نيروي وارد برقطعات بري انبوهي از موتورها كاملا استخراج شده باشد. بدين ترتيب می‌توان با كنارهم قراردادن نتايج به رابطه منطقي ميان پارامترها دست يافت. مقايسه نتايج با يكديگر ما را رهنمون می‌سازد تا مناسبترين طرحها را انتخاب و اعمال كنيم. بايد بدانيم يك نكته طراحي در يك موتور چه اثري بر عملكرد آن دارد. طول شاتون در موتورهي مختلف چه نسبتي با كورس پيستون دارد و اثر آن بر پارامترهي مؤثر بر كاركرد موتور چيست؟ آيا اين متغير می‌تواند اثري بر احتراق داشته باشد يا خير؟ و دهها مورد مختلف كه بايد مورد ارزيابي علمي قرار گيرد.

البته اين روش بر اصول علمي محكمي استوار است. اما بايد بدانيم كه يك موتور احتراقي از صفر طراحي نمی‌شود بلكه نتيجه همگرايي طرحهي گذشته می‌باشد.

طراحی مفهومی موتور

طراحي مفهومي چيست؟

اولين قدم در هر طراحي، طراحي مفهومي می‌باشد. يعني انتظاراتي كه از طرح موردنظر وجود دارد و وظيفه‌ي كه براي آن درنظر گرفته شده در اين مرحله درنظر گرفته می‌شود.

• نوع سوخت مصرفي چيست؟ 
• چقدر توان و گشتاور موردنياز است؟
• حجم جابجايي پيستون موتور چقدر بايد باشد؟
• قيمت تمام شده موتور در چه حدودي بايد باشد؟
• چقدر مصرف سوخت براي آن پيش بيني شده است؟
• كاربري موتور چيست و برروي چه خودروهايي بايد نصب شود؟
• تكنولوژي بكار رفته در طراحي و ساخت در چه حدودي بايد باشد؟

طراح موتور ابتدا شكل كلي موتور را در ذهن خود متصور شده و بعد با توجه به نيازمنديها و اهداف از قبل تعيين شده، موتوري را طراحي می‌كند كه پاسخگوي اهداف باشد. طراح موتور كسي است كه كوهي از تجربه را به همراه دارد و در حين طراحي از تمامي اين تجربيات بهره می‌گيرد. يعني بطور همزمان ضمن طراحي مسائل مربوط به ساخت و توليد را نيز درنظر گرفته و حتي براساس روش ساخت طراحي خود را انجام می‌دهد. مثلا می‌داند كه قطعه‌ي مانند ميل لنگ از طريق ريخته‌گري بايد توليد شود يا از طريق فورج و آهنگري. در اينصورت روش ساخت نوع طراحي را تحت تاثير قرار داده و متناسب با آن طرح نقشه موردنظر استخراج می‌شود.

پس از طراحي قطعات نوبت به شبيه‌سازي و تحليل كامپيوتري می‌رسد. كه مهمترين فعاليت محسوب می‌شود. با استفاده از نرم‌افزارهاي كامپيوتري پيشرفته تمامي فرآيندها، مكانيزمها، و قطعات تحليل شده و نتايج مورد نقد و بررسي قرار می‌گيرد. منظور از فرآيندها يعني:

• فرآيند تنفس و تخليه دود
• فرآيند احتراق 
• فرآيند انتقال حرارت (خنك كاري موتور)

كه بايد با نرم افزارهاي پيشرفته شبيه سازي و تحليل سيالاتي و ترموديناميكي شوند. در ضمن مكانيزمهاي موتور هم بايد شبيه سازي و تحليل سينماتيكي و ديناميكي شود. اين مكانيزمها عبارتند از:

• مكانيزم لنگ (ميل لنگ ، شاتون ، پيستون)
• مكانيزم تعويض گاز (ميل بادامك ، سوپاپ دود ، سوپاپ هوا)

بعد از تحليلهاي سيالاتي ، ترموديناميك ، سينماتيك ، ديناميك ، نوبت به تجزيه و تحليل اجزاء و قطعات می‌رسد. يعني براساس فشار و نيرويي كه بر هر قطعه مانند سرسيلندر ، پيستون ، ميل‌لنگ، شاتون ، بلوك سيلندر و غيره وارد می‌شود، بارگذاري لازم انجام شده و قطعات بصورت انفرادي از نظر استحكام و مقاومت مصالح مورد تحليل قرار می‌گيرند. 

اما براي انجام تحليلهاي فوق لازم است اطلاعات كامل و دقيقي به نرم‌افزار داده شود و به همين دليل طراحان ترجيح می‌دهند از اطلاعات واقعي و اندازه‌گيري شده برروي موتور استفاده كنند. بنبراين بهترين راه حل ساخت نمونه است. يعني براساس طراحي اوليه نمونه‌هايي ساخته شده و مورد آزمايش قرار می‌گيرد تا با اندازه‌گيري پارامترهايي مانند فشار درون سيلندر و دما در نقاط مختلف و غيره ... اطلاعات دقيق براي شبيه‌سازي كامپيوتري بدست آيد.

اطمينان نهايي هنگامي حاصل می‌شود كه نمونه‌هايي واقعي از موتور ساخته شده و آزمايشهاي لازم برروي آنها انجام شود. مهمترين آزمايشي كه برروي نمونه‌ها صورت می‌گيرد آزمايش دوام است تا طراح مطمئن شود طراحي قطعات و جنسي كه براي آنها درنظر گرفته شده، صحيح است. بدون آزمونهاي صحه گذاري نمی‌توان طراحي را تاييد كرد.

اشنایی با قطعات تراکتور

شرکت Zeu از شرکتهای سازنده قطعات کشاورزی است لست قطعات تولید شده به صورت زیر  است:

۱) 6 bolt hub:

 

 

 

 

 

 

 

۲)drawbar support

 

 

 

 

 

توضیحات بیشتر در مورد این قطعات  در نوشته های بعدی ارائه میشود

مراسم رو نمایی از تراکتورهاي 240 دو ديفرانسيل و itm800

کتاب ها و مقالات ترجمه شده

مترجم: محمدعلی حداددرفشی تیراژ : 1000 نسخه تاریخ انتشار : سال 1381

مدیریت موتور دیزل این کتاب دانشجویان، محققین رشته های ذیربط و سایر علاقمندان را با پیشرفتهای اخیر که در موتورهای دیزل حاصل شده است آشنا می کند. کتاب فوق تنها منبع فارسی موجود در کشور است که جزئیات سیستمهای تزریق موتور دیزل را که مجهز به "سیستم کنترل الکترونیکی دیزل" هستند توضیح می دهد. کتاب شامل هشت فصل می باشد که عبارتند از: - احتراق در موتور دیزل - سیستم های تزریق سوخت دیزل - گاورنرهای مکانیکی برای پمپهای انژکتور ردیفی - پمپ انژکتور آسیابی محوری VE با کنترل مکانیکی - کنترل الکترونیکی موتور دیزل EDC - پمپهای انژکتور آسیابی شعاعی VR - سیستم تزریق سوخت با انباره ی ریلی مشترک - پمپهای انژکتور تک پلانجری.

مترجم: سيد کاظم شهیدی محسن رودپیما تیراژ : 2000 نسخه تاریخ انتشار : سال 1379

ماشین های کشاورزی این کتاب توسط یکی از استادان تراز اول دانشگاههای انگلستان و به یاری متخصصان کارخانه های سازنده ماشینهای کشاورزی به تحریر درآمده است. هدف از تدوین کتاب، ایجاد آگاهی های لازم در مورد انواع متنوعی از تراکتورها و ماشینهای کشاورزی است که امروزه از آن استفاده می شود. کتاب به بخش هایی از قبیل ارتباط با تراکتورها، ادوات خاک ورزی و کاشت، و همچنین ماشین های داشت و برداشت تقسیم شده است. در قسمت آخر کتاب راجع به ماشین های ثابت زراعی، قدرت در مزرعه و کارگاههای کشاورزی بحث می شود. کتاب شامل بیست فصل متفاوت می باشد.

تعیین مقدار تلفات گندم در برداشت با کمباین (تحقیق در دانشگاه ارومیه)

تعیین مقدار تلفات گندم در برداشت با کمباین 
 

کد پروژه : 
تاریخ شروع :  سال 1377
تاریخ اتمام :   سال 1378
مجری :   دکتر علاءالدین رحمانی دیدار
میزان اعتبار :   5896000 ريال

 خلاصه :

 بررسی عملکرد کیفی کمباین که حدود 40% محصول استراتژیک گندم کشور با آن برداشت می شود، نخستین گام در جهت بهبود کارآیی موثر کمباین، کاهش تلفات گندم، تقلیل هزینه های تولید و در نهایت افزایش تولید گندم برای رسیدن به خودکفائی است.

 
 

بدین منظور پژوهشی در تعیین میزان تلفات گندم در برداشت با کمباین، بدون دخالت در تنظیمات آن در روند متداول برداشت شهرستان ارومیه انجام خواهد گرفت و مقدار تلفات برداشت در کمباین های موجود و در دسترس منطقه که حداکثر 21 دستگاه در جند مدل و ساخت متفاوت می باشد تعیین خواهد شد. برای تعیین آن، مقدار تلفات در شانه برش- کوبنده ها- بوجارهاو غربالها، و همینطور افت قبل از درو اندازه گیری خواهند گردید. میانگین و واریانس تلفات کمباین ها در قسمت های مختلف محاسبه و با حدود مجاز مقایسه خواهند شد. در صورت وجود اختلاف، با بررسی اطلاعات جمع آوری شده از وضعیت مکانیکی و شرایط کاربری کمباین ها و مزارع مورد آزمایش، عوامل موثر با تحلیل و استدلال، تعیین و مشخص خواهند شد.

دستاوردهای جدید در کارخانه تراکتور سازی تبریز

ITM 299 محصول جديد

اين تراكتور به عنوان محصول جديد ساخت شركت تراكتورسازي ايران طراحي و توليد شد موتور تراكتور توربو شارژ و داراي گواهي آلايندگي محيط زيست از كشور اسپانيا ميباشد توان ماكزيمم تراكتور جديد 82 اسب بخار و از جمله ويژگيهاي تراكتور جديد ميتوان به جعبه دنده مجهز به مجموعه هاي سنكرون , دامنه مناسب گشتاورها , سيستم فرمان هيدرواستاتيك , داشبورد با مونيتورينگ مطلوب , سيستم ارگونومي بهينه شده و فضاي مناسب براي استقرار راننده , راندمان بالا , افزايش ظرفيت باك پلي اتلين وامكان نصب آسان كابين اشاره كرد براي ساخت تراكتوراز جديدترين تكنولوژي هاي روز دنيا استفاده شده تا محصولي متناسب با زمينهاي كشاورزي باشد