منیفولد ساده و متغیر

منیفولد ساده و متغیر

در خودروها دو نوع منیفولد وجود دارد یکی منیفولد بنزین که هوا را به درون سیلندرها می‌کشد و

دیگری منیفولد دود برای تخلیه دود.

منیفولد دود:

منیفولدهای دود با اشکال مختلف ساخته می شوند. در یک موتور ردیفی، منیفولد در کنار موتور قرار

می گیرد و در یک موتورخورجینی به هر یک از بلوک سیلندر یک منیفولد دود نصب می شود.

وظیفه دیگر منیفولد دود، گرم کردن منیفولد گاز در موقع سرد بودن می باشد که با این وسیله سوخت

به صورت بخار درآمده و از مایع شدن آن جلوگیری می کند.

منیفولد گاز:

منیفولد گاز تقریبا مشابه منیفولد دود می باشد که با اشکال مختلف ساخته می شود و در کنار موتور بین

کاربراتور و سر سیلندر قرار می گیرد. وظیفه آن رساندن سوخت و هوایی که کاربراتور مخلوط می کند به

وسیله این رابط (منیفولد گاز ) به شکل گازی به محفظه احتراق در سر سیلندر می باشد.

توربو شارژر:

توربوشارژر شامل یک کمپرسور و یک توربین می باشد که هر دو روی شفت نصب شده اند و

توربین توسط گازهای خروجی حاصل از احتراق چرخانیده می شود به این ترتیب انرژی این گازها

که در صورت نبودن توربوشارژ تلف می شد برای چرخانیدن کمپرسور استفاده می شود و هوای

بیشتری برای سیلندرها موتور تامین می کند توربو شارژ دارای یک قسمت دوار (روتور) است که

شامل یک شفت می باشد و یک سر ان توربین و سر دیگر ان یک کمپرسور نصب شده است این

قسمت دوار داخل یک پوسته قرار گرفته که دارای دو محفظه یکی توربین و دیگری برای کمپرسور

می باشد گازهای خروجی موتور مستقیما وارد محفظه توربین شده و توربین و در نتیجه کمپرسور

را با سرعت بالایی به چرخش وا می دارند از هوا از مرکز محفظه کمپرسور مکیده شده و تحت

فشار قرار گرفته و توسط نیروی گریز از مرکز که بواسطه سرعت بسیار بالای چرخش کمپرسور

ناشی می شود به درون موتور رانده می شود به این ترتیب هوای بیشتری به داخل سیلندر

ارسال می گردد اگر سوخت بیشتری به داخل سیلندرها تزریق شود انرژی گازهای خروجی نیز

افزایش یافته و در نتیجه سرعت چرخش توربوشارژ نیز بالاتر می رود این امر سبب افزایش

هوای تامین شده برای موتور می گردد .

سنسور اکسیژن:

این سنسور مقدار اکسیژن گازهای خروجی را که در منیفولد دود می‌باشند اندازه گرفته و ولتاژ

مناسب با اکسیژن موجود در سیستم که نشانه رقیق یا غنی بودن مخلوط می‌باشد را به واحد ECU

گزارش میدهد.

مواد مناسب برای ساخت قطعه منیفولد دود خودرو:

منیفولد دود، قطعه‌ای است که وظیفه هدایت و انتقال دود و گازهای داغ خروجی از موتور به لوله اگزوز را

برعهده دارد. این قطعه باید مسیر مناسب و بدون مانعی را برای خروج و فرار گازهای خروجی ایجاد کند و

دوام و مقاومت خوبی در برابر گازهای داغ و دما‌های تا حدود 1000 درجه سانتی‌گراد از خود نشان دهد.

برای ساخت این قطعه معمولاً از دو نوع ماده استفاده می‌کنند:

الف- فولادهای مقاوم به حرارت یا فولادهای نسوز

ب- چدن‌ها که با توجه به شرایط کاربرد، میتوان ا: چدن اکستری، گرافیت فشرده، داکتیل و یا داکتیل

آلیاژی استفاده کرد.


جنس منیفولد دود برخی خودروها از فولادهای نسوز است، اما به دلیل هزینه بیشتر، نیاز به جوشکاری و

پیچیدگی زیاد ساخت این قطعه، معمولاً منیفولد دود بیشتر خودروهای معمولی از جنس چدن است. جدول

1، جنس منیفولد دود چند خودرو را به همراه ترکیب شیمیایی آنها نشان می‌دهد.


چدن، برای کاربرد در دمای بالا، مفید است. در مقایسه با چدن خاکستری، مقاومت چدن نشکن در برابر حرارت

بهتر می‌باشد . بنابراین استفاده از این ماده برای ساختن منیفولد دود بسیار عالی خواهد بود. محاسن چدن

نشکن نسبت به چدن خاکستری برای تولید منیفولد دود موتورهای داغ‌تر به شرح زیر است:


.1چدن نشکن با میزان سیلیسیم بالاتر و منگنز پایین‌تر دارای دمای استحاله یا یوتکیوئید بالاتری می‌باشد.

بنابراین اگر درجه حرارت کارکرد یون قطعه دچار تغییر فاز شود، بالا می‌رود.


.2 در چدن‌های خاکستری، اکسید شدن با سرعت در سطوح گرافیت لایه‌ای اتفاق می‌افتد، ولی در چدن

نشکن گرافیت‌ها به صورت کروی پراکنده شده و به علت دارا بودن ماهیت تغییر شکل پلاستیک، مقاومت

بیشتری نسبت به چدن خاکستری در برابر افزایش درجه حرارت دارند .



جنس مانیفولد دود خودروهای مختلف

گرم و سرد کردن مکرر، باعث ایجاد شوک حرارتی در قطعه و توسعه شیب‌های حرارتی و ایجاد نشت‌های

داخلی می‌شود. این مسائل موجب تابیدگی یا تخریب ناشی از خستگی حرارتی قطعه خواهد شد. بنابراین

برای طراحی قطعاتی نظیر منیفولد دود علاوه‌بر معیارهای طراحی باید به مسائلی از قبیل حداکثر دمای

کارکرد میزان انتقال حرارت، شیب‌های حرارتی و میزان انبساط در اثر گرما توجه کامل داشت.



انبساط و رشد قطعات چدنی در دماهای بالا


قطعات چدنی وقتی در دمای بالا قرار می‌گیرند، حتی اگر تنش هم به آنها اعمال نشود، باز هم تمایل به رشد

از خود نشان می‌دهند و مقدار رشد به ترکیب شیمیایی، ساختار میکروسکوپی، زمان قرار داشتن در دمای

بالا و تغییرات دمایی بستگی دارد.



حفظ خواص مکانیکی و ابعادی قطعه چدن نشکن در معرض حرارت، بستگی به ثبات ساختار میکروسکوپی و

مقاومت به اکسیداسیون دارد. ساختار چدن نشکن فریتی یا چدن نشکن آنیل شده تا دمای بحرانی 730

درجه سانتی‌گراد ثابت است. در فریت خواصی مانند استحکام و مقاومت در برابر حرارت، بستگی به ترکیب

شیمیایی آن دارد. میزان بالای Si و افزودنی‌های دیگر نظیر نیکل، آلومینیم و مولیبدن اثر مستقیمی بر خواص

فریت در درجه حرارت‌های بالا دارند.

ساختار چدن نشکن پرلیتی تا دمای 420 درجه سانتی‌گراد ثابت می‌ماند. بالاتر از 540 درجه سانتی‌گراد

سمانتیت موجود در پرلیت تدریجاً حالت کروی پیدا کرده و به کربن و آهن تجزیه می‌شود. کربن تجزیه شده با

رسوب بر روی گرافیت کروی باعث گرافیت‌زایی می‌شود. میزان سرعت گرافیت‌زایی در دمای بالاتر از 650

درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد.

سرعت گرافیت‌زایی به ترکیب شیمیایی به‌ویژه میزان Si و عناصر کاربید‌زای موجود بستگی دارد.

چدن‌های داکتیل فریتی تا دمای بحرانی 730 درجه سانتی‌گراد پایدار بوده، در دماهای پایین‌تر از 815

درجه سانتی‌گراد چدن‌های نشکن فریتی آنیل شده رشد نداشته، اما چدن‌های نشکن پرلیتی به علت

گرافیت‌زایی رشد از خود نشان می‌دهند و چدن‌های داکتیل غیرآلیاژی هم پرلیتی و فریتی بالای 815

درجه سانتی‌گراد رشد مؤثری داشته و در حالت پرلیتی رشد آنها سریع‌تر است.

با افزایش سطح مقطع، رشد کاهش یافته و با افزایش Si و استفاده از کرم و مولیبدن می‌توان رشد را

متوقف کرد. چدن خاکستری به دلیل گرافیت‌زایی و اکسیداسیون بیشتر، رشد بیشتری نسبت به چدن

داکتیل از خود نشان می‌دهد.


به‌طور کلی منیفولدهای چدنی دمای بالا از چدن داکتیل فریتی ساخته می‌شود که با توجه به دمای

کارکرد آنها عناصر آلیاژی نظیر Mo، کرم، Ni و یا AL استفاده می‌شود. این مواد را می‌توان در قالب 4 گروه

زیر دسته‌بندی کرد:



الف- چدن داکتیل فریتی: دارای کربن معادل 8/4 درصد و Si 3 درصد بوده و انعطاف‌پذیری آنها 20- 16 درصد

می‌باشد. قابلیت ماشینکاری عالی و قابل استفاده در درجه حرارت‌های متوسط می‌باشد.


ب- چدن‌های داکتیل Si-Mo

Mo در قطعاتی که در دمای بالا کار می‌کنند نقش مؤثری داشته و باعث افزایش خستگی حرارتی و پایداری

ابعادی و ساختاری می‌شود. در این چدن‌ها قابلیت ماشینکاری نسبتاً پایین است و دمای کارکرد بالاتری

دارند. این گروه نیز دارای 3 درصد Si، 8/4 درصد کربن و 15-10 درصد پرلیت و شامل کاربید‌های مولیبدن

می‌باشد که با توجه به درصد مولیبدن به 3 گروه تقسیم می‌شود.


A)ا 9-7 درصد مولیبدن
B)ا 7/0-5/0 درصد مولیبدن
C)ا 5/0-3/0 درصد مولیبدن
پ- چدن‌های Niدار
ت- چدن‌های با Si و Mo بالا


این چدن‌ها مشابه گروه ب ولی با انعطاف‌پذیری پایین، شکننده و مشکل برای ریخته‌گری می‌باشند، از این

چدن‌ها زیاد استفاده نمی‌شود .

شکلA، حداکثر دمای کارکرد منیفولد دود با گریدهای مختلف مواد را نشان می‌دهد. با توجه به این جدول،

اختلاف دمای کارکرد منیفولد دود از جنس چدن داکتیل بدون Mo و با Si بالا با چدن حاوی Mo و Si بالا در

حدود 37 درجه سانتی‌گراد می‌باشد

جدول A:حداکثر دمای کارکرد منیفولد دود با گریدهای مختلف مواد

در منیفولد دود دو عنصر Si و Mo نقش مهمی را ایفا می‌کنند. Si با پایدار کردن زمینه فریتی و تشکیل

لایه سطحی غنی از Si که از اکسیداسیون پیشگیری می‌کند، عملکرد چدن داکتیل در دمای بالا را افزایش

می‌دهد. با افزایش میزان Si، مقاومت قطعه در برابر اکسیداسیون افزایش می‌یابد. با افزایش Si

استحکام‌های تسلیم و شکست افزایش یافته و انعطاف‌پذیری کاهش می‌یابد. سیلیسیم تا دمای 540 درجه

سانتی‌گراد، استحکام‌دهی خوبی دارد و در دماهای بالای 540 درجه سانتی‌گراد اثر کمتری دارد.

برای مقادیر بالای 6 درصد Si قطعه ممکن است خیلی ترد و شکننده باشد. بهترین ترکیب مقاومت حرارتی و

خواص مکانیکی بالا در مقدار Si 6-4 درصد به دست می‌آید. سیلیسیم برای افزایش مقاومت در برابر پوسته

شدن بسیار مؤثر بوده و دلیل آن این است که با افزایش Si، ترکیب پوسته از حالت اکسید آهن به سمت

سیلیکات تغییر می‌یابد و این پوسته مقاومت بیشتری در برابر نفوذ یون‌های فلی و اکسیژن از خود نشان

می‌دهد و به این ترتیب میزان پوسته شدن کاهش می‌یابد.


در دماهای بالا Mo نقش مؤثرتری داشته و با افزایش Mo به میزان 1-0 درصد به چدن‌های داکتیل با Si بالا،

خستگی حرارتی بهبود می‌یابد. در جدولB، تأثیر درصدهای مختلف سیلیسیم و مولیبدن بر رفتار خستگی

حرارتی نشان داده شده است.


افزایش Si و افزود ی نظیر AL و Mo به‌طور مؤثر اکسیداسیون چدن داکتیل را تا فولادهای آستنیتی

کاهش می‌دهد.

(B)تأثیر سیلیسیم و مولیبدن بر رفتار خستگی حرارتی چدن‌های داکتیل فریتی

مقدمه ای برتئوری مسیر جریان درمانیفولدها:

مدل های مانیفولد برخاسته از عرصه های گوناگون مانند ریاضیات و تصویرپردازی وداده های مدلی یا به

وسیله علم کامپیوتر.

سطوحی از معیارهای ارادی وبعدی درمدل های غیر خطی استفاده می شود.و همچنین در مدل های جدید

فرایند تدریجی را دنبال می کند. در تصویب کردن روش های عددی ناپایدارو بهره برداری از شکل غیر خطی

خلاصه زبده اطلاعات مناسب برای عناصر داده ها لازم می باشد.

این روش شامل مطالعه در خصوص موضوعات محاسبات دیفرانسیلی (عامل مربوطه لاپلاس و این گونه ها

هستند) و در کل روشهای مسیری (مربوط به محاسبه کوتاه ترین مسیر بین دو نقطه در سطح) در این

مسافت شما به این نتیجه می رسید که تفاضلی و خط ترسیم شده بین دو نقطه در روی سطح محاسبه در

عکس ها و حجم ها وابعادهای نمایش هندسی بالا برقرار است

منیفولدهای ورودی متغیر :

(1) منیفولدهای طول متغیر

(2) سیستم ورودی انعکاسی

منیفولدهای ورودی متغیر از اواسط دهه 90 بطور گسترده رایج شدند. با استفاده از این سیستم

گشتاور پایین در دور متوسط افزایش یافته بدون این که تاثیری بروی مصرف سوخت یا قدرت در

دورهای بالا داشته باشد.

بد ین وسیله انعطاف پذیری موتور بهبود می یابد. یک منیفولد معمولی برای قدرت درسرعت بالا یا

گشتاو در دورپایین و یا یک توازن بین آنها بهینه سازی می شود اما منیفولد ورودی متغیر یک یا

بیش از دومرحله برای انجام وظیفه در سرعت مختلف موتورمطرح میکند گفته میشود نتایج استفاده

ازاین سیستم شبیه استفاده ازسیستم تایمینگ متغیرسوپاپ(VVT) می باشد.





اما مزیت منیفولد ورودی متغیر این است که گشتاور دور پایین را بیش ازقدرت در

در دور بالا افزایش می دهد. این سیستم برای خودروهای چهار در(sedan) که هر روز سنگین و سنگین تر

می شوند خیلی مفید می باشد. با افزایش خودروهایی که خصوصیات اسپورت دارند مانند Ferrari 360 M و

550 M از منیفولدهای ورودی متغیر در کنار تایمیگ متغیر سوپاپ برای قابلیت بهتر در حرکت استفاده می

شود.

در مقایسه با VVT منیفولدهای ورودی متغیرارزانترمی باشند. برای این که فقط به چند

منیفولد ریخته گری شد و دد کمی سواپهای لکتریکی احتیاج دارند در مقابل VVT به تعدادی

کارانداز هیدرولیکی دقیق ومناسب و یا حتی تعدادی بادامک مخصوص و میل بادامک نیاز دارد.

هر دو آنها از هندسه منیفولدهای ورودی برای رسیدن به یک هدف مشابه استفاده می کنند. منیفولدهای

ورودی طول متغیرمعمولا در خودروهای سواری چهار در((sedan استفاده می شوند دربیشتر طراحی ها از

دو منیفولد با طول متفاوت برای تغذیه هر سیلندر استفاده میشود. منیفولدهای با طول بلندبرای دورهای

پایین و منیفولدهای کوتاه برای دورهای بالا استفاده میشوند. فهمیدن اینکه چرا دور بالا به منیفولد کوتاه

احتیاج دارد ساده است؟ چون که با استفاده از آن مکش موتور بطور آزادانه و آسان صورتمی گیرد. اما چرا

دردورهای پایین منیفولدهای با طول بلند مورد نیاز است ؟

چونکه استفاده از لوله های بلندتر باعث کاهش فرکانس هوای ورودی به سیلندر میشود به گونه ای که با

کاهش دور موتور تطابق زیادی دارد و باعث بهتر پر شدن سیلندر می شود و بدین ترتیب گشتاور خروجی

را افزایش می دهد. از طرف دیگر منیفولد ورودی بلند تر جریان هوا را به آرامی هدایت می کند که باعث بهتر

مخلوط شدن سوخت و هوا می شود.

بعضی از سیستمهای طول متغیرارائه شده سه مرحله دارند که از این نوع درAudi V8 استفاده شده است.

درحقیقت Audi از منیفولدهای جداگانه استفاده نمی کند. در عوض از یک منیفولد ورودی دورانی که

ورودی آن در مرکز روتور آن واقع است استفاده می کند. چرخش مجرای ورودی به وضعیتهای مختلف باعث

ایجاد طولهای مختلف در منیفولد می شود.

ترتیب احتراق به گونه ای است که سیلندرها بطور متناوب از هر یک از محفظه ها تنفس می کنند که باعث

ایجاد یک موج فشاری بین آنها می شود.

اگر فرکانس موج فشار با دور تطابق داشته باشد می تواند به پرشدن سیلندرکمک کند بدین ترتیب

راندمان مکش افزایش یافته. فرکانس تولیدی به سطح مقطع لوله های متصل شده بستگی دارد.

با بستن یکی ازآنها دردور پایین سطح مقطع به خوبی فرکانس را کاهش می دهد بدین گونه گشتاور

خروجی در دور متوسط افزایش می یابد. در دور بالا سوپاپ باز شده و بهتر پر شدن سیلندر را

فراهم می کند.

خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر

مزایا :

بهبود گشتاور تحویلی در دور پایین بدون کاهش قدرت در دور بالا و ارزانتر بودن نسبت به تایمینگ

متغیرسوپاپ VVT)).

معایب:

تقریبا فضای زیادی اشغال می کند و تاثیری در افزایش گشتاور در دور بالا ندارد.

منیفولد ورودی برای حجم های بالا(v10موتور)

مانیفولد ورودی با طول متغیر

تهیه کننده : مهندس سعید پویا ( میاندواب تیر 1388)

کمک فنر تولید کننده توان (power- generating shock absorber (pgs

کمک فنر تولید کننده توان (power- generating shock absorber) (pgsa)

کمک فنر الکترومغناطیسی همانند ژنراتور الکترومغناطیسی خطی که فرکانس های متغیر را تبدیل می کند حرکت جابجایی خطی بینابین تکراری را به توان الکتریکی مفید تبدیل می کند

کمک فنر تولید کننده جریان الکتریکی قابلیت و توانایی تبدیل کردن حرکات جابجایی و ارتعاشات مزاحم بوجود امده در هنگام رانندگی را به انرژی الکتریکی مفید دارا می باشد و از ان برای تغذیه وسیله نقلیه لوازم جانبی الکتریکی یا شارژ کردن باتری های مورد استفاده در خودروهای الکتریکی یا سوخت فسیلی استفاده می کند این وسیله امکان تولید مقدار زیادی توان الکتریکی را به ازای کمترین وزن تحمیلی به خودرو به منظور دستیابی به بهبود بازده سوخت فراهم کرده است همچنین لازم به ذکر است که این کمک فنر از نظر شکل محل نصب و روش نصب شرایطی همانند کمک فنر مرسوم و استاندارد دارد

این کمک فنر در هر وسیله نقلیه ای که مجهز به تکنولوژی تعلیق متحرک باشد و از الکتریسیته نیز بهره ببرد قابل نصب است

کمک فنر اتومبیل های مرسوم به منظور کنترل خودرو و نگه داشتن تایر بر روی سطح جاده از طریق تبدیل انرژی جنبشی به حرارتی اقدام به خفه کردن (میرا کردن یا مستهلک کردن ارتعاشات ) حرکت تعلیق می نمایند در صورتیکه کمک فنرهای تولید کننده توان این انرژی جنبشی را بجای تبدیل به حرارت با استفاده از سیستم الکترومغناطیسی حرکت خطی (linear motion electromagnetic system) (lmes) به الکتریسیته تبدیل می کنند

Lmes از توده ای اهن ربای دائمی متراکم جای گرفته در پیستون اصلی یک سری سیم پیچهای کویل استاتور با قابلیت سوئیچینگ و یکسو کننده و سیستم کنترل الکترونیکی برای مدیریت خروجی الکتریکی متغیر و بار میرا شده تشکیل شده است

شفت انتهایی pgsa که به عضو متحرک تعلیق بسته شده و به ردیف های اهن ربا برای حرکتی متناوب در داخل صفوف حلقه ای سیم پیچهای استاتور نیرو وارد می کند باعث تولید جریان متناوبی می شود که بعدا بوسیله یکسو کننده تمام موج به جریان مستقیم تبدیل شده و باتری های خودرو ذخیره می شود

الکتریسیته که بوسیله هر کدام از pgsa ها تولید شده است سپس می تواند با الکتریسیته سایر سیستمهای تولید کننده توان (نظیر ترمزهای تولید کننده جریان الکتریسیته ) ترکیب شده و در باتری های وسیله نقلیه ذخیره گردد

· میرایی قابل تنظیم :

سیستم کنترل الکترونیکی بر نیازها و عملکرد هر یک از تعلیق های چرخ نظارت داشته و میزان میراکنندگی کمک فنر را با سوئیچینگ (قطع و وصل) سریع هر یک از حلقه های کویل استاتور تغییر می دهد . با این شیوه عملکردی که مزایای افزوده بسیاری دارد کمک فنر در شرایط هموار رانندگی خیلی نرم عمل می کند و به محض رسیدن به موقعیت های با پیچهای تند به مانند کمک فنر خودروهای ورزشی عمل می نماید از اینرو کورس های رفت و برگشت می توانند میرایی متفاوتی را متناسب با احتیاجات جاری خودرو داشته باشند این کمک فنر با این سطح عملکردی می تواند بطور قابل درکی بیشتر از 20 وات توان را به ازای هر چرخ تولید کند البته میزان تولید توان الکتریکی این کمک فنر در رانندگی شهری که با تغییرات مشخصه های سطح جاده و توقف حرکت های پی در پی در ترافیک همراه است نسبت به رانندگی با سرعت ثابت در جاده ای صاف و هموار بیشتر است

سیستم موتورهای جت

سیستم موتورهای جت

در موتورهای توربینی یک قسمت وجود دارد که به هوا شتاب داده و سپس سرعت آنرا کاهش میدهد و با اینکار فشار و دمای گاز را افزایش میدهد. این هوا تا چهار بار ( بسته به قدرت فشرده کننده ) فشرده تر شده و به محفظه احتراق وارد میشود. محفظه احتراق دارای گونه های مختلفی است (حلقوی ؛ لوله ای ؛ ...)؛ سپس سوخت به داخل محفظه احتراق تزریق می شود و به صورت مداوم مشتعل می ماند یعنی در واقع این موتورها دارای احتراق مداوم می باشند. پس از مشتعل شدن سوخت با هوا فراورده ها افزایش حجم پیدا کرده و گاز های خروجی با سرعتی خیلی بیشتر از حالت ورودی آنها محفظه احتراق را ترک می کنند ودر همین جاست که تعدادی توربین قدرت قرار دارد و با جذب انرژی جنبشی آنها به حرکت در آمده و نیروی لازم برای قسمت فشرده کننده (کمپرسور) را فراهم میکند .

همه ی موتورهای جت یک قسمت ورودی برای آوردن هوای آزاد به داخل موتور دارند که ما آنرا "مجرای ورود" می نامیم. مجرای ورود قبل از کمپرسور قرار میگیرد و تاثیر به سزایی در میزان تراست خالص موتور دارد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده مجرای ورودی در شکلها و اندازه های مختلفی وجود دارد که هر کدام ویژگی خاصی با توجه به موتور و سرعت هواپیما دارند.

ورودی  SUBSONIC 
برای هواپیماهایی که نمی توانند از سرعت صوت فراتر بروند مانند هواپیماهای مسافربری بزرگ، یک ورودی کوتاه، ساده و مستقیم تقریبا خوب کار میکند. ظاهر این نوع ورودی از قسمت بیرونی تا قسمت داخلی همراه با ضخامتی منحنی شکل مسطح میباشد و قسمت هایی در جلویی ترین بخش ورودی که دو منحنی داخلی و خارجی به یکدیگر متصل می شوند "لب یا لبه" ورودی نامیده میشوند. در یک هواپیمای ساب سونیک از ورودی با لبه ای نسبتا کلفت استفاده میشود.

ورودی SUPERSONIC
مجرای ورود برای هواپیماهای سوپرسونیک از لبه ی نازک و تیزی برخوردار می باشد. این لبه بخاطر کاهش اتلاف، کارایی که از موج هی ضربه ای (shock wave) در هنگام پرواز سوپرسونیک حاصل میشود، تیز شده اند.برای یک هواپیمای سوپرسونیک ، مجرای ورودی باید سرعت جریانهای هوا را قبل از ورود هوا به کمپرسور تا حد سرعت ساب سونیک کاهش دهد. بعضی از ورودی های سوپرسونیک مانند شکل بالا تصویر پایینی ، از یک مخروط مرکزی برای آوردن جریان هوا به سرعت ساب سونیک (shock down) استفاده میکنند.دیگر ورودی ها مانند آنچه در شکل بالا، تصویر میانی نشان داده شده از صفحه های مسطح لولایی برای ایجاد، متراکم سازی ارتعاشی که با داشتن شکل هندسی مستطیلی مقطع عرضی، نتیجه میشود، استفاده میکنند. این شکل تغییر پذیر مجرای ورودی در هواپیماهای جنگنده ی F-14 , F-15 استفاده شده است . بیشتر ورودی های دیگر در انواع شکلها به دلایل گوناگونی در بعضی هواپیماها مورد استفاده قرار میگیرد. ورودی هواپیمای SR-71 Blackbird به منظور گشت زنی در سرعتهای بالا به طور ویژه طراحی شده است.

ورودی Hypersonic
در ورودی هواپیماهای هایپرسونیک امروزی نهایت طراحی به کار گرفته شده است. برای هواپیماهای رمجت مجرای ورودی باید سرعت بالای جریان هوا در سوزاننده های رمجت به شرایط سرعت ساب سونیک بیاورد. با دمای ایستایی بالا در این سرعت ، شکل تغییر پذیر ورودی نمیتواند انتخابی برای یک طراح ورودی باشد، برای اینکه ممکن است جریان هوا از میان لولاها سوراخ باز کند. برای هواپیماهای اسکرمجت گرمای محیط حتی خیلی بیشتر است چون سرعت پرواز آن بیشتر از رمجت است. ورودیهای اسکرمجت با بدنه ی هواپیما خیلی کامل شده و مجتمع هستند.در X-43A ورودی شامل تمام سطح زیرین از لبه ی بالایی قسمت جلوی این هواپیما میشود. سرعت جریان خروجی از مجرای ورود یک اسکرمجت باید به اندازه ی سوپرسونیک باشد. به عبارت ساده تر جریان هوای هایپرسونیک که از ورودی یک اسکرمجت وارد میشود پس از گذشتن از مجرای ورودی باید به سرعت سوپرسونیک برسد.

کارایی مجرای ورود
یک ورودی هوا باید در کل زمان پرواز یک هواپیما به خوبی کنترل شود. در سرعت های خیلی پایین هواپیما یا زمان نشستن هواپیما بر روی باند پرواز هوای آزاد توسط کمپرسور به داخل موتور کشیده میشود. مجرای ورود در آمریکا و تابعین inlet نامیده شده و در انگلستان از واژه ی intake برای مجرای ورود استفاده میشود که توضیح دقیق تری درباره ی کارکرد مجرای ورود در سرعت پایین میدهد.
یک ورودی خوب هوا در سرعت های بالا اجازه ی مانور با زاویه ی حمله ی بیشتر و یک ور شدن بدون منقطع کردن جریان به کمپرسور را میدهد. چون مجرای ورود در کل کارکرد هواپیما مهم بوده و تاثیر دارد معمولا توسط شرکتهای سازنده ی بدنه طراحی و تست میشود نه شرکتهای سازنده ی موتور. اما چون عملکرد مجرای ورود در بازده و اجرای موتور نقش موثری دارد، همه ی سازندگان موتور متخصصان آیرودینامیک مجرای ورود را نیز به کار میگیرند.

همان طوری که میدانید بیشتر هواپیماهای مدرن مسافربری و جنگنده از موتورهای توربین گازی که جت نامیده میشوند به عنوان پیشران استفاده میکنند و بین این موتورهای توربین گازی تفاوت های زیادی وجود دارد ولی همه ی آنها قسمت های مشترکی دارند که تا کنون چند واحد اصلی آنها را در مطالب قبلی معرفی کردم . همه ی موتورهای توبین گازی یا همان جت یک نازل یا شیپوره دارند که با هدایت گازهای اگزوز به عقب، به جریان آزاد، تراست تولید میکنند. مکان قرار گرفتن نازل در موتورهای جت بعد از توربین قدرت و چنانچه موتور دارای پس سوز باشد بعد از آن قرار میگیرد و در حالت کلی در انتهای موتور جایی که گازهای اگزوز به هوا برخورد میکنند قرار دارد.

نازل یک دستگاه بسیار ساده است، تنها لوله ای است که شکل مخصوصی داده شده است و گازهای گرم درون آن جریان دارند.به هر حال ریاضیات است که نظر و استدلال دقیقی درباره ی عملکرد و شکل نازل میدهد تا بازده و عملکرد خوبی داشته باشد.
همانطوریکه در شکلهای زیر میبینید نازل ها دارای گوناگونی شکلی و اندازه میباشند که به کاربرد موتورها در هواپیماها بستگی دارند، مانند توربوجت و توبوپراپ. اغلب موتورها یک نازل ثابت همگرا (convergent) دارند که این مدل در سمت چپ شکل زیر دیده میشود و بیشتر با نام axisymmetric شناخته شده است. این نازل مانند آنهایی که در زیر توضیح داده شده فقط در جهت محور موتور تراست تولید میکند و به همین خاطر axisymmetric نامیده شده است. موتورهای توربوفن اغلب از نازل co-annular که در بالای شکل زیر سمت چپ دیده میشود استفاده میکنند. جریان درونی موتور و گازهای داغ از خروجی میانی و جریان هوای فن از خروجی حلقه مانند خارج میشود. مخلوط این دو جریان باعث افزایش تراست میشود و همچنین باعث کم صدایی و تولید صدای کمتری نسبت به نازل همگرا میشود.

توربوجت های پس سوز دار و توربوفن ها به شکلی از نازل همگرا-واگرا (CD) که تغییر پذیر باشد احتیاج دارند. نازل CD یا (convergent-divergent) در سمت چپ شکل نشان داده شده است.در این نازل جریان هوا ابتدا در باریکترین ناحیه که گلوگاه نامیده میشود به مرکز همگرا شده سپس در قسمت واگرا انبساط یافته و خارج میشود. شکل تغییر پذیر نازل باعث میشود که این نازل ها رفتار بیشتری نسبت به شکل ساده و ثابت نازل داشته باشند. اما شکل تغییر پذیر نازل زمانی کارآمد خواهد شد که در موتوری با جریان هوای عریض تر از موتوری با یک نازل ثابت معمولی استفاده شود. همچنین موتورهای راکتی از نازل برای سرعت دادن به گازهای خروجی و تولید تراست استفاده میکنند. موتورهای راکتی معمولا یک نازل ثابت CD دارند که قسمت واگرای آن بزرگتر از نوعی است که در موتورهای جت استفاده میشود .

استارت موتورهای جت و توربینی  
برای روشن شدن یک موتور توربینی یقینا به یک آغازگر و راه انداز نیاز میباشد همانطور که برای روشن شدن یک موتور پیستونی نیاز است. ولی بین استارت یک موتور پیستونی و یک موتور توربینی تفاوت زیادی وجود دارد که به تعدادی از آنها اشاره میکنم:
یک تفاوت اساسی استارت موتورهای جت با استارت موتورهای پیستونی در این است که در موتورهای پیستونی بیشترین فشار و بار وارد بر روی استارت در لحظات اول است و آن به دلیل این است که در این موتورها کافی است میل لنگ با دور متوسطی بچرخد و پیستون ها بتوانند هوا را به اندازه کمپرس کنند و موتور با قدرت خود به کار ادامه دهد. و چنانچه استارت در این موتورها خراب شود میتوان آنرا به طرق دیگر روشن کرد . یعنی استارت در این موتورها ارزش حیاتی پایینی دارد چون میتوان با هل دادن یک ماشین آنرا روشن کرد.
و اما در موتورهای توربینی استارت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد بطوریکه به هیچ وجه نمیتوان این موتورها را بدون داشتن یک استارت بکار گرفت. نکته ی مهم اینجاست که در موتورهای جت برخلاف موتورهای پیستونی بیشترین فشار و بار بر استارت قبل از قطع جرقه، زمانی است که بار وارد بر کمپرسور افزایش میابد. تفاوت اساسی دیگر که در ظاهر خود را نشان میدهد مدت زمان استارت خوردن است.در موتورهای پیستونی مدت زمان استاندارد استارت خوردن حدود 1.8 ثانیه است و در موتورهای سرحال این مقدار کمتر نیز هست که البته در مور موتورهای قدیمی بحث نمیکنم. این درحالی است که مقدار زمان لازم برای استارت خوردن یک موتور توربینی معمولی با قدرت نسبی hp 120 حدود 100 ثانیه است. البته این زمان در هر موتوری متفاوت است ولی موتور هر چه قدر کوچکتر باشد به زمان کمتری احتیاج دارد و برعکس.

هدف از سیستم استارت شتاب دادن به موتوراست تا لحظه ای که توربین ها بتوانند قدرت کافی برای ادامه ی سیکل کاری موتور را تهیه کنند. به این نقطه از سرعت توربین ها "سرعت خودکفایی" میگویند. استارترها انواع مختلفی را دارند ولی همان طور که گفته شد هدف همه ی استارترها یکی است و آن رساندن دور موتور به سرعت خودکفایی و در موتورهای بدون توربین رساندن موتور به نقطه ی خودکفایی است. تهیه، انتخاب یا استفاده از استارت ها به عواملی بستگی دارد که در زیر به آنها اشاره کردم.
یکی زمان استارت است که در هواپیماهای جنگی بسیار مهم است و حتی پس از رسیدن موتور به دور هرزگرد درجه حرارت گازهای اگزوز بالا میرود ولی پس از اینکه دور به 40% Max رسید درجه حرارت گازهای اگزوز باید پایین بیاید، در غیر اینصورت خلبان باید موتور را خاموش کند تا اشکال آن برطرف گردد.علت بالا رفتن درجه حرارت اگزوز در حین استارت زدن عدم وجود هوای خنک کننده بخاطر کم بودن دور کمپرسور است. زمانی که استارت زده میشود شمع ها قبل از ورود سوخت به محفظه ی احتراق شروع به جرقه زدن میکنند. چون اگر مانند موتورهای پیستونی اول مخلوط هوا و سوخت وارد شود ممکن است به"Hot start" بینجامد.
Hot start استارتی است که در آن حرارت گازهای اگزوز از حد مجاز تجاوز میکند. چنانچه در زمان استارت زدن موتور روشن نشود، سوخت نسبتا زیادی (در موتورهای بزرگ) ارد محفظه ی احتراق میگردد. در اینحالت اگر دوباره استارت زده شود میتواند منجر به Hot start شود. برای جلوگیری از Hot start سیستمی کار گذاشته است که سیستم تخلیه یا Drain نامیده میشود و چنانچه موتور در استارتهای اولیه روشن نشود این سیستم سوخت داخل محفظه ی احتراق را تخلیه میکند.
عامل دیگر امکان دسترسی به نیروی محرکه ی استارت است. حتی موتورهای جت کوچک مقدار جریان الکتریسیته ی زیادی برای روشن شدن احتیاج دارند. به همین نسبت موتورهای بزرگتر نیرویی بیشتر برای روشن شدن احتیاج دارند. بعضی از استارتها از جهت نیروی محرکه خودکفا هستند. به این صورت که اکثر هواپیماهای جت انرژی لازمه استارت (دور بالای موتور) را از موتورهای جت کوچکتری که برق تولید میکنند میگیرند. یا ممکن است قدرت لازم برای استارت در یک هواپیمای چند موتوره از یک موتور که روشن است گرفته شود تا بقیه ی موتورها روشن شوند ، در چنین حالتی میتوان یکی از موتورهای هواپیما را با یکی از انواع استارتها روشن کرد سپس بقیه موتورها را با نیروی این موتور روشن کرد.
سومین عامل مواردی است از قبیل وزن مخصوص (نسبت وزن به گشتاور یا قدرت تولیدی)، سادگی، قابلیت اطمینان، قیمت و قابلیت تعمیر مجدد.
انواع استارت برای موتورهای توربینی عبارتند از:
1. استارت الکتریکی
2. استارت الکتریکی که بعد از استارت زدن آلترناتور شود
3. استارت فشنگی یا استارت با سوخت جامد
4. استارت بادی
5. استارت با احتراق هوا و سوخت
6. استارتر با موتور هیدرولیکی
7. استارت دستی یا هندلی
8. استارتر با سوخت یک پایه

 چون پرداختن به توضیح تمام استارتها هم وقت گیر و هم حجیم است به اصلی ترین استارتها میپردازم و درمورد بقیه توضیح کوتاهی میدهم . چنانچه در مورد هر کدام سوال داشتید یا توضیح بیشتری خواستید آنرا در بخش نظرات بیان کنید .

تصویر یک استارت الکتریکی میکروجت

استارت الکتریکی
 منبع این نوع استارت همان طور که از نامش پیداست موتور الکتریکی است. موتور الکتریکی که در این نوع موتورها استفاده میشود دارای RPM زیادی میباشد.RPM در حالت کلی به معنای تعداد دور در دقیقه میباشد و این یکایی است که برای نشان دادن دور موتورها چه پیستونی و چه توربینی به کار برده میشود. قدرت این استارت برای گرداندن کمپرسور صرف می شود تا کمپرسور هوا را به میزان لازم کمپرس کرده و به محفظه ی احتراق بفرستد. چنانچه در استارت یک موتور توربینی قدرت و سرعت کافی موجود نباشد RPM موتور در هنگام استارت کم خواهد بود و چون دور کمپرسور کم است آن مقدار که باید هوا را فشرده کند نمیکند لذا به سرعت خودکفایی نمیرسد و موتور روشن نمیشود (راه نمی افتد). برخلاف استارت موتورهای پیستونی که پس از روشن شدن موتور از مدار اتصال به فلایویل توسط اتومات استارت جدا میشود، در این نوع از استارت موتورهای توربینی استارت تا رساندن RPM موتور به اندازه ی RPM حالت خودکفایی کار میکند. این نوع استارت توان مصرفی بسیار بالایی دارد بطوریکه بر صفحات باطریها فشار بسیاری وارد میکند لذا از این استارت در موتورهای توربینی که تعداد توربین کمتری دارند استفاده میشود. از این استارت در بیشتر موتورهایی که کاربرد صنعتی دارند به عنوان بهترین استارت استفاده میشود .

شمایل نمای داخلی یک موتور که یک استارت الکتریکی بر روی آن با واسطه ی تغییر گشتاور نصب شده است .

استارت فشنگی بکار رفته در موتور t58

استارت فشنگی
 این استارت یک استوانه فشنگی شکل است که درون آن ماده ی انفجاری که ازدیاد حجم و انبساط زیادی مینماید قرار میدهند. این استارت در قسمت قبل از کمپرسور نصب میشود، مانند آنچه در شکل زیر دیده میشود. تصویر زیر یک استارت فشنگی را بطور جدا از موتور نشان میدهد .

استارت بادی
در این نوع استارت هوای کمپرس شده در مخزن اکسیژن که معمولا مایع میباشد همزمان با سوخت به داخل محفظه ی احتراق تزریق و محترق شده که باعث حرکت سریع توربینها میشود و بعد از دور خودکفایی سیکل کاری توسط خود موتور انجام میشود. متاسفانه به دلیل استفاده و کاربرد غلط از نام " استارت بادی" از آن تعابیر مختلفی میشود مانند: استارت بادی استارتی است که هوا را با سرعت به توربینها ( یا کمپرسورها) میزند و آنها را به گردش در می آورد که با تحقیق مطلع شدم که این تعبیر از استارت بادی در واقع استارتی است به نام استارت هیدرولیکی و در کل اینکه به نام بعضی از آنها زیاد توجه نکنید، فقط طریقه ی کار و عملکرد آنها را خوب به خاطر بسپارید چون زمانی برایتان لازم میشود.



سایر استارتها
 استارت با احتراق هوا و سوخت در موتورهایی بکار میرود که از سوخت های مخصوصی استفاده میکنند و در این نوع استارت موتور با اینحالت که در حال سیکل عادی است کار میکند و نمونه ی استفاده از این نوع استارت میکروجتی است که از سوخت گازی استفاده میکند. در استارت با موتور هیدرولیکی نیز هوای کمپرس شده توسط موتور هیدرولیکی به داخل محفظه ی احتراق راه میابد و در استارت هندلی نیز یک هندل با واسطه ی تغییر گشتاور به شفت اصلی متصل میشود و کمپرسور را به حرکت در می آورد. تصویر زیر یک استارتر هیدرولیکی خیلی کوچک و دست ساز را نشان میدهد که شامل یک موتور الکتریکی و یک توربین گریز از مرکز دقیقا مشابه کمپرسور گریز از مرکز میباشد و از توربین کمپرسور ساخته شده است که لوله ی خروجی آن به ورودی موتوری که قرار روشن شود وصل میشود .

استارت الکتریکی هم که کاربرد زیادی در بین موتورهای صنعتی دارد اینطور است که بعد از استارت به حالت آلترناتور تغییر میکند و با نیروی موتور برق تولید میکند.استارتهایی هم وجود دارند که با تزریق سوختی مخصوص مانند هیدروژن روشن میشوند و بعد از استارت از سوخت عادی استفاده میکنند.
 استارتهایی که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند شامل استارتهای زمینی برای هواپیماها میباشند که به چند طریق عمل میکنند. یکدسته مانند استارتهای هیدرولیکی عمل می کنند و دسته ی دیگر شامل یک موتور جت کوچک تولید کننده ی برق میباشند که برق تولیدی آنها در استارت الکتریکی موتور اصلی استفاده میشود. در بعضی هواپیما ها نیز از یک موتور جت کوچک و مجزا استفاده میشود که خودش با استارت الکتریکی روشن شده و با نیروی شفت خود یا با برق تولیدی خود سایر موتورهای اصلی را روشن میکند. این هم تصویر نمای داخلی یک موتور است که متعلق به تولید کننده ی BMWاست و اگر دقت کنید میبینید که این موتور دارای استارت دستی (هندلی)است .

به خاطر بسپارید که کلید ساخت یک موتور جت در استارت آن است. اگر استارت موتور شما خوب نباشد یا درست عمل نکند شما به هیچ وجه قادر به روشن کردن موتورتان نخواهید بود و دلیل آن در این است که نیروی لازم برای سیکل کاری توسط استارت تامین میشود .

انواع موتورها

جت آب:

 یکی از انواع موتورهای جت است که با بیرون فرستادن جریان آب از پشت قایق باعث حرکت قایق میشود.
مزایا: توانایی کارکرد در آبهای کم عمق ،قدرت بالا و میزان خسارت زیست محیطی کم .
 محدودیتها: بازده کمتر نسبت به موتورهای پروانه ای و آسیب پذیری نسبت به ورود اشیاء خارجی.

ترمو جت:
ترمو جت نوعی موتور جت هوازی ابتدایی است که به جای توربین و کمپرسور(در موتورهای توربین گازی) دارای یک موتور پیستونی به عنوان سوپر شارژر(فشارنده ی هوا) در ورودی هوای خود است. هوا پس از اینکه توسط موتور پیستونی فشرده شد، وارد محفظه احتراق شده و با سوخت مخلوط و سپس مشتعل می شود و بدون عبور از توربین از نازل آن خارج می شود .
مزایا : سرعت گاز خروجی از موتورهای ملخی وموتورهای توربین گازی بیشتر است ودر سرعتهای بالا پیشران بیشتری تولید می کند .
معایب :وزن بالا ، بازدهی وقدرت کم ، این موتور جزو نسلهای اولیه موتورهای جت است واز فناوری پایینی برخوردار است و دیگر ساخته نمی شود .

هواپیمای CC_2 اولین هواپیمای جت ایتالیایی که با موتور ترموجت کار می کرد

پالس جت:
این نوع موتور جت همان طور که از اسمش پیداست به جای فشرده سازی و سوزاندن پیوسته هوا و سوخـــــــــــت به طـور متناوب این کار را انجام میدهد. در برخی از انواع آن برای این کار از سوپاپ استفاده میشود.
مزایا: طراحی بسیار ساده به طوریکه معمولا از آنها در هواپیماها مدل استفاده می شود.
 معایب: پر سر و صدا، کم بازده (به علت نسبت تراکم پایین) و در مقیاسهای بزرگ کارایی مناسبی ندارد و در نوع سوپاپ دار ، سوپاپها زود خراب می شوند .

موتورهای پاتس جت در هنگام کار کردن به شدت داغ می شوند

توربو جت:
 توربو جت یک واژه کلی برای توصیف موتورهای توربین گازی است، که به طور کلی از سه قسمت کمپرسور (فشارنده هوای ورودی)،محفظه احتراق وتوربین(برای چرخاندن کمپرسورویا شفت)تشکیل میشوند.در کل منظور از توربوجت نوعی از موتور جت بدون شفت اضافی (مقصود شفتی است که برای انتقال نیرو به جایی غیر از کمپرسور مورد استفاده قرار بگیرد) وضریب کنار گذر صفر است.

مزایا : نسبت به توربوفن وتوربوپراپ و ... طراحی ساده تری دارد همچنین در سرعتهای مافوق صوت بازده بالایی دارد (تقریباً از ماخ دو به بالا).
 معایب : طراحی پایه وکلی این نوع موتور در سرعتهای زیر صوت بسیار ناکارآمد ، کم بازده ، پر مصرف و نسبتاً پر صدا می باشد .

موتور توربو جت با کمپرسور گریز از مر کز

توربو فن:

ساختار موتور توربوفن مانند موتور توربوجت است با این تفاوت که مرحله(یا مراحل) اول کمپرسور آن بسیار بزرگتر است.این مساله باعث می شود که هوای ورودی به موتور به شدت افزایش پیدا کند.اما درصد زیادی از هوای ورودی به موتور بدون وارد شدن به محفظه احتراق و مخلوط شدن با سوخت و احتراق از انتهای موتور خارج می شود.
به نسبت هوایی که بدون عبور از محفظه احتراق از موتور خارج می شود به کل هوای ورودی ضریب کنار گذر (bypass) می گویند. با این کار سرعت گازهای داغ خروجی از نازل کاهش و دبی جرمی(میزان جرم عبوری از موتور در واحد زمان) موتور افزایش می یابد.
مزایا: بازده و برد بیشتر نسبت به توربوجت در سرعتهای زیر صوت و دمای پایین گازهای خروجی (به علت مخلوط شدن گازهای ناشی از احتراق با هوای سرد کنار گذر)
معایب: این موتورها بسیار پیچیده تر از توربوجت هستند.(دارای مجراهای بیشتر و معمولاً دارای شفت های چندگانه). قطر بدنه ی موتورهای توربوفن بسیار زیاد است و در مجموع موتورهای بزرگ و سنگینی هستند و نیاز به پره های بزرگ و سنگین دارند، بیشتر در معرض ورود اشیای خارجی قرار دارد و در مقابل یخ زدگی آسیب پذیر می باشد. دارای سرعت محدود است(زیر صوت) چون در برابر عبور از امواج ضربه ای ناشی از رسیدن به سرعت صوت، بسیر آسیب پذیر است و نمی تواند از سرعت صوت عبور کند.

موتور توربو فن باضریب کتنار گذر بالا


موتور توربو فن با ضریب کنار گذر پایین
پراپ فن:
شبیه موتور توربو فن است با این تفاوت که فن آن در بیرون مجرای موتور قرار دارد.
مزایا: بازده سوخت بیشتر (اصولاً هدف از طراحی این موتورهای پیچیده وگرانقیمت افزایش بازده وکاهش مصرف سوخت بود) ونسبت به موتور توربوفن کم صداتروهمچنین توانایی کارکرد در محدوده سرعت بزرگتر از توربو فن، این موتور به علت کم مصرف بودن در دهه 1980محبوب شد(به علت قیمت بالای نفت)
معایب: برخی از نمونه های آن بر خلاف انتظار از توربو فن پر صداتر بودندواز انواع دیگر موتور جت پیچیده ترو گرانتر بودند، همین مساله باعث شد تا تولید وتوسعه آنها متوقف شود .

توربوپراپ(توربو شفت)
 از جریان جت برای تولید پیشران استفاده نمی کند، بلکه تقریباً ازتمام انرژی آن برای چرخاندن توربین وبه دنبال آن شفت استفده می کنند. در موتورهای توربو پراپ نیروی شفت برای چرخاندن ملخ هواپیما به کار می رود.از موتورهای توربو شفت میتوان برای چرخاندن ملخ هلیکوپتر یا به عنوان یک موتور توربین گازی برای تولید نیرو جهت استفاده در واحد تولید قدرت انواع ماشین آلات استفاده کرد.به عنوان مثال برای چرخاندن فن یک تونل باد یا استفاده جای موتور دیزلی در بعضی تانکها(مثلاً تانک آبرامزm-1-a-1 آمریکایی از یک موتور توربین گازی به نام atg-1500 با توان 1500 اسب بخار استفاده می کند یا در مدل جدید تر m-1-a-2 از موتور توربین گازی lv100-5 محصول مشترک هانی ول وجنرال الکتریک استفاده می کند.)
 افزودن لخ به موتور واستفاده از تمام انرژی گازهای خروجی برای چرخاندن آن باعث افزایش دبی جرمی موتور ودر پی آن افزایش بازده در سرعتهای پایین می شود(مثل موتور توربوفن)
مزایا: در سرعتهای زیر صوت(تقریباً بین 100تا 250 متر بر ثانیه) بسیار کارآمد وپر بازده است.
معایب: محدوده سرعت آن کوچک است،کمی پر سر وصدا ودارای سیستم انتقال قدرت پیچیده

موتور توربو شفت

رم جت:
رمجت موتور جتی است که تنها با استفاده از یک مجرای واگرا(دیفیوزر) در ورودی خود سرعت هوای ورودی را کاهش وفشار آن را افزایش می دهد ودیگر نیازی به کمپرسور ندارد. به همین دلیل (نداشتن کمپرسور)نیاز به توربین هم ندارد.اما نسبت تراکم کافی برای روشن شدن موتور تنها در سرعتهای مافوق صوت ودر بعضی از انواع کم بازده آن در سرعتهای نزدی صوت به دست می آید.
مزایا: اجزای متحرک بسیار کم ، قابلیت استفاده در سرعتهای بالا(0.8ماخ تا بیشتر از5 ماخ)وبازده خوب در ماخ بیشتر از 2،ووزن پایین )سبکترین موتور جت هوازی)ونسبت پیشران به وزن بسیار بالا (در سرعت بهینه بیش از 30)
معایب : در سرعتهای پایین چون نسبت تراکم هوای ورودی کم است،کار نمی کند ونیاز به هوای ورودی با سرعت بالا(معمولاً بالای 1 ماخ)دارد.به علت نداشتن توربین نمی شود از آن به کمک شفت برای وسایل دیگر نیرو گرفت.معمولاً توانایی کارکرد آن به محدوده کوچکی از سرعت محدود می شود. سرعت هوای ورودی حتماُ باید در ورودی موتور به زیر صوت کاهش پیدا کند در غیر این صورت احتراق انجام نمی پذیرد.بسیار پر سر وصداست وآزمایش آن به دشواری صورت می گیرد.

طرح شماتیک موتور رم جت

اسکرم جت:
مشابه رمجت است با این تفاوت که در ورودی خود دیفیوزر نداردو جریان هوا در ورودی موتور مافوق صوت باقی می ماند.
 مزایا: قطعات متحرک کم ، توانایی کارکرد در سرعتهای بسیار بالا0عدد ماخ 8 تا 15 با بازده بالا.
معایب : هنوز در مرحله آزمایش است ، برای شروع به کار نیاز به سرعتهای بسیار بالا(ماخ>6) دارد، سیستم خنک کنندگی پیچیده(مشکل در خنک کنندگی )، نسبت پیشران به وزن پایین (تقریباً 2) پیچیدگی آیرو دینامیکی بسیار زیادوازمایش دشوار.


طرح شماتیک موتور اسکرم جت
راکت:
راکت نوعی موتور جت غیر هوازی که سوخت و اکسید کننده را همراه خود حمل می کند و از طریق سوزاندن سوخت و اکسید کننده در محفظه احتراق و ایجاد جریان جت پیشران تولید ی کند . راکتها در دو نوع سوخت جامد و سوخت مایع ساخته می شوند.در نوع سوخت مایع ، سوخت (مثلاً هیدروژن مایع برای موتورهای اصلی شاتل) و اکسید کننده (مثل اکسیژن مایع) در مخازن جداگانه نگهداری و برای روشن کردن موتور به کمک پمپ آنها به درون محفظه احتراق هدایت و در آنجا مشتعل می کنند. اما در نوع سوخت جامد ، سوخت و اکسید کننده در کنار هم به صورت مخلوطی از چند ترکیب شیمیایی وجود دارند که با شروع کار موتور در اثر حرارت ترکیب حامل اکسیژن ، تجزیه و اکسیژن آزاد
می کند (مثلاً تجزیه حرارتی KNO 3 به O 2 و KNO در باروت که امروزه در مراسم آتشبازی از آن استفاده می کنند(
فناوری لازم برای طراحی و تولید راکتهای سوخت مایع ساده تر از راکتهای سوخت جامد است. اما راکتهای سوخت مایع دارای ضربه مخصوص(نسبت کل ضربه تولیدی به جرم کل سوخت) پایینتری هستند. همچنین به علت خورندگی شدید اکسید کننده نمی توان آن را برای مدت طولانی در مخزن راکت نگهداری کرد و مخازن سوخت را می توان تنها چند ساعت قبل از پرتاب پر کرد. فرایند پر کردن گاهی تا 12 ساعت یا بیشتر به طول می انجامد. اگر تا 72 ساعت بعد از پر کردن راکت عملیات شلیک انجام نشود، به علت آسیب ناشی از خورندگی اکسید کننده و فشار زیاد سوخت و اکسید کننده راکت دیگر قابل استفاده نخواهد بود. در حالت عادی معمولاً سوخت و اکسید کننده در فاز گازی قرار دارند. برای اینکه قابل حمل در موشک شوند باید تبدیل به مایع شوند. که این عمل را به کمک افزایش فشار انجام می دهند که افزایش دمای شدیدی را در پی خواهد داشت. برای جلو گیری از آسیب دیدن قطعات فشارنده و راکت، فشرده سازی به صورت متناوب انجام می شود و در فواصل انجام کار دستگاه ها را خنک می کنند.
اما در راکتهای سوخت جامد چون سوخت تحت فشار نیست و اکسید کننده در ترکیب قرار دارد (و در نتیجه خورنده نیست)، محدودیتی برای نگهداری آن در راکت وجود ندارد(به طور معمول تا 15 و در صورت بهینه سازی تا 20سال قابلیت نگهداری در سیلو را دارند) این راکتها را می توان ظرف 15 دقیقه آماده پرتاب کرد.
نسلهای اولیه موشک شهاب 3 با سوخت مایع کار می کردند ولی با توسعه فناوری ساخت آن نسلهای بعدی به سوخت جامد مجهز شدند.
راکتها امروزه عموماً برای ارسال محموله به فضا ، حمل مواد انفجاری برای اهداف نظامی و...استفاده می شوند.
مزایا: اجزای متحرک بسیار کم(فقط در پمپ سوخت واکسید کننده)، توانایی حرکت در محدوده سرعتی بسیار گسترده(از 0 تا بیش از 25 ماخ)، کارامدی در سرعتهای بالا(ماخ 10 به بالا)، نسبت پیشران به وزن بیشتر از 100)بدون احتساب وزن سوخت) سرعت بسیار زیاد (ماورای صوت) ، سرعت گاز خروجی ماورای صوت(Hyper sonic)، نسبت قیمت به پیشران مناسب، توانایی کارکرد در خلا.
معایب: نیاز به سوخت زیاد، (ضربه مخصوص پایین)، تنش حرارتی شدیدی ایجاد می کند، امکان استفاده دوباره از محفظه احتراق آن تقریباً وجود ندارد. و همچنین به علت حمل اکسید کننده، خطر آن زیاد است و در ضمن صدای بسیار زیادی تولید می کند


شاتل فضایی ، مرحله اول پرتاب و کارکرد راکتهای سوخت جامد

توربوراکت:
موتور توربو جتی است که به ان اکسید کننده ای مثل اکسیژن افزوده اند. در ارتفاع بالا این اکسید کننده با جریان هوای ورودی مخلوط می شود تا کمبود اکسیژن هوای ورودی را جبران کند وبه هواپیما اجازه پرواز در ارتفاع بیشتری را می دهد.
مزایا: در ارتفاع بسیار بالا عمل می کند ومحدوده ارتفاعی بسیار بزرگی دارد.
معایب: محدودیت سرعت ان مانند توربو جت است، به دلیل حمل اکسید کننده می تواند خطرناک باشد واز راکت معمولی بسیار سنگینتر است.

توربورمجت:
این موتورها ترکیبی از موتورهای رمجت و توربو جت است .به این شکل که یک موتور توربو جت درون یک موتور رم جت قرار دارد.
تا زمانی که هواپیمابه سرعت کافی برای فشرده سازی هوا در ورودی موتور رم جت نرسیده است ،ورودی رم جت بسته است وهوا وارد توربو جت می شود .اما وقتی سرعت هوای ورودی به اندازه کافی برای روشن شدن موتور رم جت رسید دریچه های توربو جت بسته ودریچه های رم جت باز می شود. به این ترتیب هواپیما می تواند از حالت ایستا نیز شروع به کار کند .
مزایا: توانایی کارکرد در محدوده وسیعی از سرعت و توانایی ایجاد پیشران در حالت ایستا ، مزایای توربوجت هنگام کار کردن بخش توربو جت (بجز طراحی ساده) ومزایای رم جت هنگام روشن شدن بخش رم جت(بجز نسبت تراست به وزن بسیار زیاد)
معایب : وزن بشتر از توربو جت ورمجت ، پیچیدگی زیاد ومعایب توربو جت هنگام کار کردن بخش توربو جت ومعایب رم جت هنگام کار کردن بخش رم جت (بجز ناتوانی در تولید رانش ایستا)

هواپیمای SR_71 که با موتور توربو رمجت کار می کند


سیکل کاری موتور توربورم جت J_58 متعلق به هواپیمای SR_71

Precooled jet:
در این موتور ها ابتدا باید در ورودی موتور تا دماهای بسیار پایین سرد شود وسپس وارد موتور شود



موتور رم جت یا توربو جت 9فمیتوان با ترکیب کردن
مزایا: می توان آن را روی زمین آزمایش کرد، نسبت پیشران به وزن بالایی دارد (با استفاده از سوخت مناسب این نسبت به 14 هم می رسد)، محدوده سرعتی وسیعی را پوشش میدهد (از0 تا5 ماخ)که این بازه وسیع سرعت امکان ارسال محموله به مدار را به صورت تک مرحله ای وسریع فراهم می کندو بای سفرهای بین قاره ای مناسب است.
معایب: درحال فقط به صورت نمونه ازمایشگاهی وجود دارد مانند موتورهای : ARTEX – SABRE – RB 545

 Pulse detonation engine"PDE" 
 شبیه موتور پالس جت می باشد با این تفاوت که انفجاری که در محفظه احتراق آن صورت      می گیرد امواج ضربه ای مافوق صوت ایجاد می کند این امواج ضربه ای پیشران زیادی تولید      می کنند .
 مزایا: از نظر تـئوری بیشترین بازده را بین موتور های جت دارد ،بیشترین بازده بهترین موتورهای جت کنونی حدود 30% است در حالیکه برای PDE بازده به 50% هم می رسد(در تـئوری)
معایب: بسیار پر صدا، فرسودگی شدید اجزا در زمان کار، مشکل در راه انداختن موتور(مشکل در شروع Detonation یا انفجار مافوق صوت) وفعلاً نمونه واقعی از آن ساخته نشده .

پایش فشار باد تایر (tire pressure monitoring ) (TPM)

پایش فشار باد تایر (tire pressure monitoring ) (tpm)

• وظیفه اصلی این سیستم اندازه گیری لحظه به لحظه فشار باد هر کدام از تایرها بطور مجزا و اخطار کم بادی تایر به راننده می باشد

• سیستم مونیتورینگ فشار تایر (tpms) سیستمی است که فشار باد تایرهای پنوماتیکی را اشکار می سازد این سیستم معمولا از نوع سیستم های مونیتورینگ فشار باد تایر کنترل از راه دور می باشد

• اولین خودروی مسابقه که به سیستم پایش فشار باد تایر مجهز شد خودروی پورشه 959 بود که در سال 1986 مجهز به این سیستم شد

• سیستم های tpm اغلب از تکنولوژی فرکانس رادیویی بهره می برند بطوریکه واحد کنترل الکترونیکی خودرو ecu که پردازش ضروری را انجام می دهد سیگنال های ارسالی از سنسورها را که مشخص کننده فشار باد تایرهاست ترجمه کرده و هشدارهای لازم را به راننده می دهد

• در ایالات متحده امریکا اداره ملی ترافیک بزرگراهها تخمین زده است که سالیانه 533 حادثه ناگوار به مرگ در تصادفات جاده ای به علت عیب تایرها رخ می دهد که اضافه کردن tpm به همه خودروها می تواند 120 مورد از این 533 قربانی و بیشتر از 8400 مجروح را در سال کاهش دهد

• یک نهاد فرانسوی به نام ایمنی جاده براورد کرده است که 9 درصد از همه تصادفات جاده ای که به مرگ منجر می شود در اثر کم بادی تایر است همچنین المانی ها نیز تخمین زده اند که 41 درصد از تصدفات منجر به جراحات فیزیکی به کم بادی تایرها بستگی دارد.

• نشت طبیعی باد تایرها –همانند یک تایر جدید –درطول یک سال ممکن است بالغ بر 200 تا600 میلی بار(Milli-Bars )باشد . اگر ما فرض کنیم گه بیشتر از 40% صاحبان خودرو اروپا و امریکای شمالی باد تایرها یشان را کمتر از یک بار در سال کنترل می کنند قابل فهم است که 40 درصد یا بیشتر خودروهایی که در حال حاضر در ان مناطق مصرف میشود در حالت کم بادی تایرها رانده می شود

• اگر ما در نظر بگیریم که میانگین 400 میلی بار کاهش فشار باد موجب افزایش مصرف سوخت 2 درصدی و کاهش عمر تایر 25 درصدی می گردد میتوانیم محاسبه کنیم که کم بادی تایر مسبب بیشتر از 20 میلیون مصرف سوخت غیر ضروری و2 میلیون تن دی اکسید کربن co2 ورودی به اتمسفر و 200 میلیون ضایعات تایر در دنیا است به همین دلیل ایالات متحده قانون استفاده از tpm را صادر و سایر کشورها نیز به زودی از ان پیروی خواهند کرد



• انواع سیستم هشدار دهنده فشار باد تایر :

• غیر مستقیم (INDIRECT) : سیستم غیر مستقیم پایش فشار باد تایر از طریق کنترل سرعت تک تک چرخها و سایر سیگنال های موجود در خودرو هشدارهای لازم را به راننده میدهد بیشتر سیستم های غیر مستقیم از این حقیقت بهره می برند که تایر کم باد , قطر کوچکتری نسبت به تایر پر باد مناسب دارد و باید دور بیشتری بزند تا مسافت معینی را طی کند و سیستم کم بادی اش را تشخیص بدهد چنین سیستمی قادر است کم بادی سه تایر را به طور همزمان اشکار کند اما نه در چهار چرخ خودرو

• . زیرا اصول عملکرد این سیستم بر مقایسه تفاوت سرعت چرخها بنا نهاده شده است و اگر هر چهار چرخ تایر مقدار باد یکسانی را از دست بدهند تغییرات نسبی صفر خواهد بود . پیشرفت هایی که اخیرا در زمینه پایش غیر مستقیم فشار باد تایر انجام شده منجر به تولید سیستم های گردیده است که می توانند کم بادی هر چهار تایر را به طور همزمان اشکار کنند این کار به وسیله انالیز کردن ارتعاشات تک تک چرخها یا انالیز کردن عوامل انتقال بار در طول شتاب گیری یا دور زدن صورت می گیرد که این سیستم قادر است حتی زاپاس را هم از لحاظ کم بادی چک کند

• indirect

• در این سیستم از ترمز ABS مجهز به سنسور سرعت چرخ استفاده می شود از انجایی که مقدار کمی تخلیه باد باعث کوچکتر شدن قطر تایر می گردد واحد کنترل ترمز ABS می تواند بررسی کند که ایا همه چرخها تقریبا دور برابری زده اند یا خیر اگر یک چرخ تعداد دور بیشتری را نسبت به بقیه چرخها زده باشد باید احتمالا کم باد بوده و باعث روشن شدن چراغ هشدار دهنده گردد اگر چه راننده نباید منتظر بماند تا چراغ یا صدای هشدار دهنده او را از کم بادی تایرها خودرو اگاه کند بلکه باید با بازدید به موقع تایرها از به وجود امدن این حالت جلوگیری نماید

تایرها ممکن است تدریجا در همه چرخها بطور همزمان کم باد شوند این حالتی است که سیستم فرستنده فشار ABS نمی تواند کم بادی تایرها را برای راننده اشکار کند به همین دلیل این نوع نشان دهنده فشار تایر در اخرین قوانین ایالات متحده رد صلاحیت شده است و از سپتامبر 2007 همه خودروها سبک باید سیستم هشدار دهنده مستقیم داشته باشند

2-مستقیم (direct) : سیستم مستقیم پایش فشار باد تایر درهر لحظه اطلاعات فشار باد تایرها را از طریق گیج یا چراغ هشدار دهنده ساده ای به راننده خودرو منتقل می کند در این سیستم ازسنسورهای فشار و دما در داخل هر کدام از تایرها استفاده می شود که اطلاعات این سنسورها از محل چرخها توسط امواج rf radio frequency به دستگاه نشان دهنده در محل استقرار راننده می رسد این سیستم تا سال 2006 شامل سنسورهای چرخ تغذیه شود با باتری بود محققان تلاش کردند که بتوانند تا سال 2007 سیستم های بدون نیاز به باتری را برای خودروها فراهم کنند زیرا این امر نیاز به تعداد زیادی باتری لیتیومی را کاهش می دهد

direct

• مزایای سیستم پایش مستقیم فشار باد تایر :

• اندازه گیری دقیق و نمایش فشار باد تایر برای راننده و کشف کم بادی در مقادیر کمتر از 25 درصد فشار باد تایر سرد پیشنهادی

• اندازه گیری ونمایش دمای باد تایر

• مشخص کردن چرخی که کم بادی در فشار باد تایرش وجود دارد

• حساسیت به نشت سریع و کند برای هشدارهای به موقع

• هشدار پنچر شدن تایر

• هشدار برای فرا رسیدن زمان بازرسی تایر

• امکان نمایش فشار باد تایر زمانی که خودرو ساکن است

ساختمان ماشین های فرمول یک چگونه است

ساختمان ماشین های فرمول یک چگونه است

ترجمه: حمیده احمدیان راد



به طورکلی ماشین های مسابقه فرمول یک متفاوت از خودروهای دیگر نیست. آنها هم موتورهای احتراق داخلی، چرخ، ترمز، سیستم تعلیق و سیستم انتقال نیرو از موتور به چرخ ها را دارند. اما شباهت ها همین جا تمام می شود. خودروهای فرمول یک برای رانندگی و گردش در شهرها طراحی نشده اند. همه چیز در آنها پیچیده تر از اتومبیل های معمولی است و همه چیز وسیله ای برای رسیدن به یک چیز و تنها یک چیز است و آن هم سرعت است. ماشین های فرمول یک به سادگی می توانند به سرعت متوسط 200 مایل در ساعت برسند. اما در خلال مسابقات سرعت ها معمولاً پایین تر است.

در مسابقات فرمول یک هیچ جایزه ای برای کم مصرف کردن سوخت تعیین نشده. ماشین های فرمول یک، حدود چهار مایل را با یک گالن بنزین طی می کنند. در طول یک فصل یک تیم تقریباً 200 هزار لیتر بنزین برای تست و مسابقه مصرف می کند

قلب خودروی فرمول یک اسکلت یا شاسی آن است. اسکلت بخشی از ماشین است که همه چیز به آن ختم می شود. مثل بیشتر ماشین های مدرن و هواپیماها، ماشین های مسابقه فرمول 1 ساختار یگانه ای دارند. "مونوکو" monocoque یک لغت فرانسوی است که معنی "پوسته یگانه" را می دهد و به فرایند ساختن بدنه کامل یک بخش یگانه از ماده گفته می شود.

زمانی ماده ای که در ماشین های فرمول یک برای ساختن اسکلت یا پوسته یگانه به کار می رفت، آلومینیوم بود. اما امروزه مخلوط و ترکیباتی قوی مثل رشته های کربن در حال چرخش در آن به کار می رود که با صمغ کاج ترکیب شده و لایه کربنی هم روی آلومینیوم را گرفته. نتیجه ماشین سبک وزنی است که می تواند در مقابل نیروهای شدید در هنگامی که وسیله نقلیه حرکت می کند مقاومت کند.

در اسکلت ماشین یک اتاقک هم هست که بیشتر به یک سلول بالشتکی محکم شبیه است. این اتاقک هم برای یک "راننده یگانه" ساخته شده. برخلاف اتاقک خودروهای معمولی که ناسازگاری های زیادی دارند، اتاقک های خودروهای فرمول یک باید با قواعد تکنیکی خیلی شدید و سختی توافق داشته باشند. به عنوان مثال آنها باید کوچک ترین اندازه ها و کفی صاف داشته باشند. صندلی ها دقیقاً بر اساس اندازه های یک راننده بخصوص درست شده. چنان که حرکت او در اتاقک موقعی که دور مسیر می گردد، تا حد ممکن کاهش بیابد

موتور

تا پیش از سال 2006، ماشین های فرمول یک با موتورهای V10 با حجم سه لیتر تأمین انرژی می شدند. سپس قوانین تغییر کرد و موتورهای V8 با حجم 4/2 لیتر تعیین شد. حتی با این که بازده انرژی با قوانین جدید پایین آمده، اما موتورهای فرمول 1 می توانند نزدیک به 1900 اسب بخار انرژی تولید کنند. برای این که بتوانید چشم اندازی از موضوع به دست آورید، تصور کنید که موتور جت 5/2 لیتری فولکس واگن تنها 150 اسب بخار انرژی تولید می کند. البته موتور جت برای مسیرهای 100 هزار مایل به بالا خوب است.

موتور ماشین فرمول یک بعد از هر 500 مایل حرکت به وارسی و بازسازی نیاز دارد. برای این که تولید این همه انرژی لازمه اش این است که موتور با نسبت های گردش به دور محور خیلی بالا، تقریباً 1900 گردش در دقیقه رانده شود. راندن یک موتور با چنین سرعت های بالایی مقدار بی اندازه زیادی گرما تولید می کند و مقدار زیادی فشار روی بخش های در حال حرکت وارد می شود.

سوختی که به چنین موتوری نیرو می دهد بنزین بدون سربی نیست که در پمپ بنزین ها می زنیم. بلکه مقادیر اندکی ترکیبات بدون هیدروکربن مجاز دارد و استفاده از بیشتر افزودنی هایی بالابرنده وزن در آن ممنوع شده. در نهایت تیم های فرمول یک حدود 50 نوع مخلوط سوخت مختلف به کار می برند که برای مسیرها و شرایط هر فصل تنظیم شده. هر ترکیب برای تأیید ترکیب فیزیکیش باید به مدیریت مسابقه نشان داده شود.

افزایش توان در موتور به روش تیونینگ

مطالب ارائه شده در این مقاله بیشتر برای افزایش سرعت و توان خودرو از راه تیونینگ می باشد و برخی از مطالب زیر ممکن است باعث اسیب زدن به موتور شود اما کسانی که به فکر افزایش ناگهانی سرعت می باشند اسیب زدن به موتور برای انها مهم نیست لذا مطالب زیر بیشتر برای ماشین های مسابقه ای استفاده می شود و استفاده ان توصیه نمی شود

افزایش توان در موتور توسط سیستم های ذیل امکان پذیر است

1- جرقه زنی msd

2-تزریق نیترواکسید

3- نصب هدرز

4- تزریق اب



مقدمه


کلاس بندی توان موتور

• در کشورهای سازنده موتور توان موتور به سه روش می باشد

1- DIN استاندارد اروپایی (المانی) (موتور بر روی خودرو سوار شده باشد و با تمام وسایل جانبی موتور )

2- CUNA استاندارد ایتالیایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و بدون سوار کردن بر روی خودرو اندازه گیری

می شود )

3- SAE استاندارد امریکایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و دینام و پمپ اب و فلایویل و دیسک و صفحه )

برای مثال توان موتورامریکایی بزرگ اگر 100 اسب بخار در سیستم SAE باشد در سیستم استاندارد DIN حدودا

برابر 80 تا 90 اسب بخار می باشد





افزایش توان و گشتاور موتور کار دو گروه است

1- موتورسازان بزرگ دنیا

2- شرکتها و کارگاههای تخصصی به اصطلاح تیونینگ موتور

1- در حالت اول که کار موتورسازان بزرگ دنیا می باشد قبل از تولید موتور پارامترها بررسی نموده و موتور را طراحی می نمایند مثلا افزایش قطر سیلندر و افزایش کورس پیستون وطراحی نوع سوپاپ و اتاق های احتراق مختلف و هزاران عواملی که در بهبود توان موتور تاثیر می گذارد این عوامل را بررسی نموده و موتوررا طراحی میکنند

2- حالت دوم پس از تولید موتور با ایجاد تغییراتی موجب افزایش توان موتور می شود برخی از این تغییرات برای موتور مفید می باشد و برخی از تغییرات مضر اما برای رسیدن به توان و سرعت بیشتر دست به این کار حتی اگر از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد میزنند


افزایش توان با سیستم MSD

هرچه جرقه با کیفیت و قدرت بیشتری صورت گیرید احتراق بهتری در موتور ایجاد می گردد.
شرکت autotronic control اقدام به تولید سیستم های msd که برگرفته از کلمات multiple spark discharge نمود

در یک سیستم جرقه زنی استاندارد در هر احتراق 1 جرقه زده می شود. اما سیستم های msd در هر احتراق تا چند جرقه در یک شمع ایجاد می کنند

فرق این سیستم با سیستم استاندارد در این است که برق به وجود امده در کویل بعد از نصب Igenation Control قویتر و منظم تر از سیستم استاندارد میباشد،به این صورت که در سیستم استاندارد در rpm های پایین برق به صورت منظم وارد کویل میشود و کویل استاندارد تا رنجهای پایین تر از 3000 خوب جواب می دهد ولی وقتی دور موتور بالا رفت حالت کویل از بین میرود و نامنظم می شود و قدرت اصلی خودش رو از دست می دهد

Igenation Control

تفاوت سیستم msd با جرقه زنی عادی در نمودارهای ذیل امده است

مقایسه جرقه زنی عادی با msd(ولتاژثانویه کویل)

تخلیه جرقه

تخلیه جرقه بر حسب دور






افزایش توان با Nos یا nitrous oxide

• استفاده از گاز نیترواکسید N20 معروف به نیتروس

• نیترو اکسید N20گازی بی رنگ، بی بو و غیر قابل اشتعال است. این گاز سمی نیست اما خنده آور است.

در سال 1970 تکنولوژی ساخت گاز نیتروژن اکسید شده همگانی شد و این موضوع یکی از موارد مهم در مسابقات اتومبیل رانی شد

این سیستم معمولا با دخالت راننده و اغلب فقط موقع شتاب گیری به صورت بسیار محدود مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از این سیستم راننده در مواقع نیاز با تزریق نیترو اکسید به درون مانیفولد ورودی، میزان اکسیژن مخلوط را بالا می برد و موجب ایجاد احتراق قوی تری در اتاقک احتراق می شود که نتیجه مستقیم آن، افزایش چشمگیر اما محدود و مقطعی توان تولیدی موتور است

این گاز وقتی وارد سیلندر می شود، به دلیل گرمای زیاد داخل محفظه به اتم اکسیژن و نیتروژن تجزیه می گردد. در این تجزیه پیوند بین اتم ها شکسته می شود. این عمل با گرفتن گرما از سیلندرهمراه است در نتیجه دمای محفظه ی احتراق کم می شود. خیلی سریع اتم های فعال اکسیژن با هم ترکیب شده و مولکول 2O را به وجود می آورند. حال اگر ما مقداری سوخت اضافی وارد سیلندر کنیم می توانیم با گاز اکسیژن حاصله، سوخت اضافی را بسوزانیم و نیروی بیش تری تولید کنیم

• فشار داخل مخزن باید بین ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ psi باشد تا بتواند گاز را در حالت مایع نگاه دارد. گاز از طریق شلنگ تحت فشار به مجرای تفس موتور تزریق میشود. به هنگام تزریق نیترو اکسید، این گاز از حالت مایع به گاز می رود

افزایش توان با استفاده از هدرز

• تخلیه آسانتر گازهای خروجی:
عامل کلیدی در افزایش راندمان موتور بهبود تخلیه گازهای خروجی ازموتور است.هدرزسبب کاهش میزان افت راندمانی میشود که توسط مانیفولد دود رخ میدهد. به عبارتی هدرز به خروج راحت تر گازهای خروجی از اگزوز کمک میکند. هدرز برای هر سیلندر یک لوله کوچک تخلیه گاز فراهم می آورد. این لوله های کوچک باعث میشوند گاز خروجی از سیلندرها هنگام خروج به عقب پس نزند. هنگامی که دیگر لازم نباشد سیلندرها برای تخلیه گاز خود از یکدیگر نیرو بگیرند، این نیرو صرف افزایش راندمان موتور خودرو میشود.

• این قطعه یا در واقع لوله با بزرگتر بودن نسبت به لوله ی فابریک و کم کردن پیچ و خمها در لوله باعث راحتتر خارج شدن دود از سیلندرها میشه که همین امر باعث میشود تا نیروی کمتری تلف شود

• هدرز ها نسبت به شکل، طراحی، و جنسهای انها باعث افزایش قدرت از ۵٪ الی ۱۵٪ در موتور می شود

نمودارتفاوت بین هدرز کوچک و بزرگ (از لحاظ طول هدرز)

تزریق اب در منیفولد ورودی

• استفاده از سیستم پاشش اب در مانیفولد ورودی:

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

کار برد تزریق آب در موتور هایست که در آنها از سیستم پر خوران استفاده شده است
تزریق آب به طور غیر مستقیم هم چگالی هوا را بالا برده و هم قدرت موتور را افزایش میدهد

تزریق اب در موتور باعث افزایش راندمان حجمی و ورود مقدار بیشتری هوا به داخل موتور می شود اما این کار هم باعث مقدار کمی الودگی و هم اسیب به موتور می شود اما این کار برای کسانی که دوست داران سرعت و شتاب هستند کاربرد دارد .

تهیه کننده : مهندس موسی الرضا سعدی

استاد راهنما : مهندس مجید سالاری

کمک فنر مغناطیسی (magneto – rheological( MR

کمک فنر مغناطیسی (magneto – rheological( MR

این نوع لرزه گیر بر پایه تغییر ویسگوزیته مورد استفاده در ان برای تغییر پارامترهای لرزه گیر عمل می کند .سیال به کار رفته در این لرزه گیر دارای وی‍ژگی لزجت وابسته به میدان مغناطیسی است .با پیچیدن سیم فلزی دور میله پیستون لرزه گیر و عبور جریان الکتریکی از این سیم پیچ می توان میدان مغناطیسی در محفظه بوجود اورد و با تغییر جریان الکتریسیته , میدان مغناطیسی و در نتیجه لزجت سیال را تغییر داد . مقدار جریان الکتریسیته سیم پیچ بوسیله واحد کنترل الکتریکی بر مبنای پارامترهای اندازه گیری شده بوسیله سنسورها محاسبه می شود

در این نوع از لرزه گیرها دیگر از دریچه های استفاده نمی شود و ارزه گیر تنها یک سیلندر و پیستون ساده است . طیف تنظیمات این نوع لرزه گیر خیلی بیشتر از انواع دیگر بوده و همچنین به سبب عدم جریان سیال در انها بسیار کم صدا می باشد

اصلی ترین سازنده سیستم های تعلیق بر پایه این نوع لرزه گیر شرکت دلفی می باشد و سیستم تعلیق ساخته شده توسط این شرکت تحت نام مگناراید عرضه می شود این سیستم نخستین سیستم تعلیق نیمه کنا می باشد که در ان هیچ نوع دریچه الکترومکانیکی و همچنین سوپاپ متحرک بکار نرفته است . همانطور که بیان شد این سیستم بر پایه کاربرد سیال مگناراید در لرزه گیر طراحی و تولید شده است .

مواد مگناراید شامل ذرات میکروسکوپی از جنس مواد نرم مغناطیسی مانند اهن معلق در یک مایع از جنس هیدروکربن های مصنوعی می باشد . هنگامی که مایع مگناراید در حالت خاموش قرار داشته باشد و به عبارت دیگر تحت تاثیر میدان مغناطیسی نباشد ذرات از یک الگوی اتفاقی پیروی می کنند . اما در حالت روشن بودن و یا مغناطیسی شدن از ذرات رشته ای تشکیل میدهد که منجر به تبدیل وضعیت مایع به حالتی نزدیک به پلاستیک می گردد .

با کنترل جریان عبوری از سیم پیچ الکترومغناطیسی درون لرزه گیر مقاومت برشی مایع مگناراید تغییر می یابد که این امر سبب تغییر ویسگوزیته مایع می گردد . با کنترل دقیق میدان مغناطیسی میتوان ویسگوزیته مایع مگناراید را میان کمینه مقدار ان تا حالتی نزدیک به صلبیت به دلخواه تغییر داد که نتیجه ان دست یابی به لرزه گیر با تغییرات پیوسته در زمان واقعی خواهد بود

زیر بخش های سیستم مگناراید طراحی شده توسط دلفی به قرار زیر است

1 – واحد کنترل الکتریکی

2- حسگرها (حسگر زاویه فرمان –حسگر نرخ تغییرات چرخ زنی – حسگر اندازه گیری شتاب کناری – حسگر اندازه گیری موقعیت نسبی)

3- راه اندازها شامل چهار لرزه گیر مگناراید برای هر چرخ

4- منبع جریان الکتریکی که همان باتری است

سیستم اعلام نقص که در صورت بروز مشکل با روشن شدن چراغی راننده را از وجود اشکال در سیستم تعلیق مطلع می سازد





منبع : اصول طراحی سیستمهای تعلیق و فرمان خودرو (دکتر کاظمی – دکتر علی اصغر جعفری – مهندس سید محمد مهدی انصاری موحد)

گیربکس اتوماتیک AL4

گیربکسAL4

اصطلاحات :

شیر دستی ، سوپاپ دستی ،سوپاپ تعویض دنده دستی (Manual valve):شیر ماسوره ای در سیلندر پمپ یک جعبه دنده خودکار که راننده از طریق میله بندی ، با دست آن را به کار می اندازد
سوپاپ راه دهنده ، شیر راه دهنده (Shift valve) : در جعبه دنده خودکار ، شیری که امکان تعویض دنده و تغییر نسبت چرخ دنده را فراهم می آورد
سیلندر پمپ گیربکس ، محفظه سوپاپ ،جعبه سوپاپ (Valve body) : قطعه ریخته گری نصب شده در سینی زیر گیربکس که بیشتر شیر های جعبه دنده خودکار هیدرولیکی در آن قرار دارد .

موقعی که گیربکس را در حالت اوردرایو قرار می دهیم ، بسیاری از قسمت ها باید وصل و قطع شود. حامل سیاره ای به وسیله کلاچ به پوسته تورک کنورتور وصل می شود . دنده خورشیدی کوچک به وسیله یک کلاچ از توربین جدا می شود ( قطع می شود ) بنابراین آن می تواند خلاص بچرخد ، دنده خورشیدی بزرگ توسط باند نگه داشته می شود ( ثابت ) . بنابراین آن نمی تواند بچرخد. هر بار که دسته دنده را فشار می دهیم یک سری از اتفاقات با درگیر شدن و آزاد شدن کلاچ ها و باندها ی مختلف رخ می دهد .
بیاید نگاهی به باندها داشته باشیم .

باند ها

در این گیربکس دو باند وجود دارد . باندها در یک گیربکس معمولاً فولادی هستند ، که به دور بخشی از دستگاه چرخ دنده های انتقال توان (دارم کلاچ ) پیچده می شوند ، و به پوسته متصل شده اند . آنها توسط سیلندر های هیدرولیک در داخل گیربکس به کار انداخته می شوند .

در شکل زیر شما می توانید دو پیستون که باند ها را به کار می اندازند را ببینید . فشار هیدرولیکی که توسط مجموعه از سوپاپ به سیلندر وارد می شود ، عامل حرکت پیستون و وارد کردن فشار به باند است ، که قسمت های از دستگاه چرخ دنده ها را قفل می کند .
کلاچ در این گیربکس اندکی پیچیده تر هستند . در این گیربکس چهار کلاچ وجود دارد . برای درگیر کردن این کلاچ ، فشار روغن به پشت پیستون کلاچ هدایت می شود و در نتیجه پیستون به حرکت در می آید و صفحه ها را به هم می فشارد .

فنر ها اطمینان حاصل می کنند که وقتی فشار کاهش می یابد کلاچ ها آزاد شوند . شما در شکل زیر می توانید پیستون و درام کلاچ را ببینید . به واشر لاستیکی پیستون توجه کنید ، این یکی از قطعاتی است که در موقعی که شما گیربکس را تعمییر می کنید باید تعویض بشوند .

وقتی که شما خودرو را در وضعیت پارک قرار می دهید :

آن ممکن است شبیه یک چیز ساده ای که گیربکس را قفل می کند باشد و آن را از چرخش باز دارد . اما واقعاً نیازمند یک سری مقرارت پیچیده برای این مکانیسم است .
·شما باید قادر باشید آن را آزاد کنید موقعی که ماشین بر روی تپه (سربالای) است .
·شما باید بتوانید این مکانیسم را درگیر کنید حتی اگر اهرم با دنده در یک راستا(تنظیم) نباشد .

وقتی که درگیر است، تا اندازه ای مانع از پریدن اهرم و آزاد شدن آن می شود .
این مکانیسمی است که همه این موارد را نسبتاً مرتب انجام می دهد . اجازه دهید ابتدا به بعضی از قسمت های آن نگاهی داشته باشیم

شفت خروجی گیربکس:

شیارهای مربعی شکل توسط مکانیسم پارک قفل درگیر می شوند و مانع حرکت ماشین می شوند .
مکانیسم قفل دنده پارک ، دندانه های روی شفت خروجی را برای ثابت نگه داشتن خودرو، درگیر می کند . این بخشی از گیربکس است که به میل گاردان وصل شده است . بنابراین با نچرخیدن ( ثابت بودن ) این بخش مانع حرکت خودرو می شود .

در شکل زیر شما برآمدگی مکانیسم پارک قفل را درداخل پوسته می ببینید ، جایی که دنده ها در داخل آن قرار گرفته است . به سمت مخروطی شکل آن توجه کنید . آن به آزاد شدن قفل پارک ، موقعی که شما در سربالایی پارک کرده اید کمک می کند . نیروی حاصل از وزن خودرو به بیرون آمدن ( فشار وارد می کند تا مکانیسم پارک قفل آزاد شود ) مکانیسم پارک قفل کمک می کند . به دلیل زاویه دار بودن مخروطی شکل .

این میله به یک کابل وصل شده که توسط دسته دنده در داخل خودرو شما به کار انداخته می شود

موقعی که دسته دنده در حالت پارک قرار دارد میله بر خلاف فنر بوش مخروطی کوچک را فشار می دهد . وقتی مکانیسم پارک قفل در یک راستا باشد ( تنظیم باشد ) به منظور این که آن بتواند یکی از شیار ها در بخش خروجی دنده متوقف شود . بوش مخروطی شکل ، مکانیسم را به سمت پایین فشار خواهد داد . اگر مکانیسم در یکی از نقاط مهم در خروجی در یک راستا (تنظیم ) باشد . بنابراین فنر بر روی بوش مخروطی فشرده خواهد شد ، اما اهرم در این حالت قفل نخواهد شد تا این که خودرو کمی حرکت کند و دندانه ها به درستی همراستا ( تنظیم ) شود . آن باید کمی حرکت کند تا این که دندانه ها همراستا بشوند تا جایی که مکانیسم قفل پارک بتواند در آن حالت متوقف شود .
به دلیل مذکور در برخی موقع وقتی که ما پایمان را از روی پدال ترمز بر می داریم خودرو اندکی حرکت می کند .

n سیستم هیدرولیک ، پمپ و گاورنر:

سیستم هیدرولیک

گیربکس اتوماتیک در خودرو شما چندین وظیفه دارد . شما ممکن است نفهمید که چطور آن از راههای بسیار متفاوت عمل می کند . برای نمونه برخی ویژگی های که یک گیربکس اتوماتیک دارد :

اگر ماشین در حالت اورداریو (در گیربکس های چهار دنده)باشد.گیربکس دنده ای مبنی بر سرعت وسیله نقلیه و موقیت پدال گاز انتخاب میکند.
·اگر شما به آرامی شتاب بگیرید ، تغیر دنده با سرعت کمتری نسبت به موقعی است که شما با تمام گاز شتاب بگیرید.
·اگر پدال گاز را رها کنیم ،گیربکس به دنده بعدی پائینی تعویض می شود.
·اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائین تر قرار دهید ،گیر بکس تغیرمکان خواهد داد(تعویض خواهد شد)مگر اینکه سرعت خودرو سریعتر ازسرعت دنده انتخابی باشد.اگر سرعت خودرو خیلی زیاد باشدباید صبر کنید تا سرعت آن کم شود و بعد از آن دنده تعویض شود(به دنده پایین).
·اگر شما گیربکس را در حالت دنده 2 قرار دهید،افزایش و کاهش سرعت بیش از دنده 2 را نخواهیم داشت و هرگز به طور کامل نخواهد ایستاد مگر اینکه دسته دنده را تغیر دهیم.

شما احتمالا ً پیشتر برخی قسمت های شبیه به آن را دیده اید.این واقعا ً مغز گیربکس های اتوماتیک است. آن تمام وظایف را مدیریت می کند.گذرگاه های مسیر روغن را در قسمت های متفاوت گیربکس می توانید ببینید.گذر گاه ها در داخل فلز قالب ریزی شده اند که راه مناسبی برای افزایش بازده مسیر های روغن هستند.
بدون آنها شیلنگ های زیادی برای وصل کردن قسمت های مختلف گیربکس به همدیگر لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک بحث خواهیم کرد و بعدا ً خواهیم دید که چطور آنها با یکدیگر کار می کنند.

پمپ :

گیربکس های اتوماتیک یک پمپ جالبی دارند که پمپ دنده ای نامیده می شود. پمپ معمولا ً در درپوش گیر بکس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (کارتر) پایین گیربکس می کشد و سیستم هیدرولیک را تغذیه می کند. آن هم چنین کولر گیربکس و تورک کنورتور را تغذیه می کند.

دنده داخلی پمپ به پوسته تورک کنورتور متصل شده بنابراین آن با همان سرعت موتور می چرخد. دنده بیرونی توسط دنده داخلی چرخانده می شود و به عنوان دنده چرخان،روغن از مخزن(کارتر) از یک طرف هلالی به بالا کشیده می شود و با فشار بیشتر از سمت دیگر وارد سیستم هیدرولیک می شود.

گاورنر :

گاورنر یک سوپاپ هوشمند است که به گیربکس در خودرو شما می گوید چقدر سریع برود. آن به شفت خروجی گیربکس وصل شده است ، بنابراین موقعی که خودرو سریعتر حرکت می کند، گاورنر سریعتر می چرخد.در داخل گاورنر یک سوپاپ با فنر بار گذاری شده است،که آن را متناسب با اینکه گاورنر چقدر تند می چرخد،باز می کند. بنابراین موقعی که گاورنر تند می چرخد، سوپاپ زیاد باز می شود.پمپ ، روغن برای گاورنر را از طریق شفت خروجی تغذیه می کند.

موقعی که خودرو سریع تر حرکت می کند سوپاپ گاورنر بیشتر باز می شودو به روغن اجازه می دهد که با فشار بیشتر از میان آن عبور کند.

سوپاپ ها و مدولاتور ها:

برای تغییر دنده به طور مناسب در گیربکس های اتوماتیک باید بدانید که موتور با چه قدرتی(گشتاوری) کار می کند. دو راه برای انجام آن وجود دارد.برخی خودرو ها یک کابل اتصال ساده دارند که به سوپاپ دریجه گاز در گیربکس وصل شده است. وقتی که پدال گاز بیشتر فشرده میشود ،فشار بیشتری به سوپاپ دریجه گاز اعمال می شود.در برخی خودرو های دیگر از خلاء مدولاتور برای وارد کردن فشار به سوپاپ دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور فشار منیفولد را حس می کند.(که وقتی موتور زیر بار بیشتری قرار دارد افت می کند)

شیر دستی(سوپاپ تعویض دنده دستی)چیزی است که دسته دنده وصل شده است. آن به دنده ای که انتخاب می شود بستگی دارد، سوپاپ دستی مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری دنده های دیگر می شود را تغذیه می کند، برای نمونه، اگر دسته دنده را در دنده 3 قرار دهید،آن مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری اور درایو می شود را تغذیه می کند.
سوپاپ راه دهنده (شیر راه دهنده) فشار هیدرولیکی لازم برای باند ها و کلاچ ها را برای در گیری هر دنده تهیه می کند.

سیلندر پمپ گیربکس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گیربکس شامل چند سوپاپ راه دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زمانی که یک دنده به دنده بعدی تغییر کند را معلوم می کند.برای نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زمانی که دنده 1 به دنده 2 تغیر می یابد را معلوم می کند.) سوپاپ راه دهنده از یک طرف تحد فشار،روغنی که از سمت گاورنر می آید و از سمت دیگر تحت فشار سوپاپ دریچه گاز قرار دارد. آنها توسط روغنی که از پمپ فرستاده می شود و تاٌمین می شوند و وارد یکی از دو مدار برای کنترل دنده ای که خودرو با آن در حال حرکت است می شود .

اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد ، سوپاپ تعویض (شیر راه دهنده )، تعویض دنده را به تاخیر خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامی شتاب بگیرد ، تعویض دنده در سرعت پایین اتفاق می افتد .
بنابراین وقتی سرعت خودرو افزایش می یابد ،فشارهای از طرف گاورنر ایجاد می شود . فشار اعمالی به سوپاپ تعویض ( شیر راه دهنده ) زیاد می شود تا وقتی که مسیر دنده 1 بسته شود و مسیر دنده 2 باز شود . وقتی خودرو با گاز کم در حال سرعت گرفتن است سوپاپ دریچه گاز فشار زیادی را بر خلاف سوپاپ راه دهنده اعمال نمی کند .

وقتی خودرو به سرعت شتاب می گیرد سوپاپ دریچه گاز فشار بیشتری را بر خلاف شیر راه دهنده اعمال می کند . این به این معنی است فشاری که از گاونرمی آید باید بالا باشد ( بنابراین سرعت وسیله نقلیه باید بیشتر باشد ) قبل از این که سوپاپ راه دهنده به اندازه کافی حرکت کند تا دنده 2 را درگیر کند .

هر سوپاپ تعویض در دامنه مخصوصی از فشار عکس العمل نشان می دهد، بنابراین وقتی که ماشین با سرعت حرکت می کند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغییر می دهد ،زیرا فشاری که از طرف گاورنر اعمال می شود به اندازه کافی زیاد است که سوپاپ را فشار دهد . (حرکت دهد)

گیربکس های کنترل الکترونیکی

گیربکس های کنترل الکترونیکی که در بعضی از خودروهای جدید ظاهر شد ، هنوز از هیدرولیک برای به کار انداختن کلاچ و باندها استفاده می کند ، اما هر مدار هیدرولیک توسط یک سولونوئید الکتریکی کنترل می شود . که باعث ساده شدن لوله کشی در گیربکس می شود و به طرحهای کنترلی بسیار پیشرفته اجازه می دهد .

ما در بخش قبلی بعضی از استراتژی های کنترل را که به صورت مکانیکی فعالیت های گیربکس را کنترل می کنند را دیدیم . گیربکس های کنترل الکترونیکی طرحهای کنترلی بسیار پیچیده ای دارند . که علاو ه بر نشان دادن سرعت وسیله نقلیه و موقعیت دریچه گاز ،کنترل گر های گیربکس سرعت موتور را نیز نشان می دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتی سیستم ترمز ضد قفل را هم نشان می دهد .
استفاده از این اطلاعات و یک استراتژی کنترل پیشرفته بر اساس یک منطق مبهم است . یعنی روش برنامه ریزی سیستم های کنترل بر مبنای استدلالات انسانی است .گیربکس های کنترل الکترونیکی کارهای مانند زیر را می توانند انجام دهند :

تعویض دنده به طور اتوماتیک ( به دنده پایین ) در سراشیبی برای کنترل سرعت و کاهش سایش لنت های ترمز .
تعویض دنده ( به سمت بالا و افزایش سرعت ) موقعی که در یک سطح لغزنده ترمز می کنید ، برای کاهش گشتاور ترمزی اعمال شده توسط موتور .
جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در جاده های مارپیچ رانندگی می کنید .

بیاید در مورد ویژگی آخر بحث کنیم ، یعنی جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در یک جاده مارپیچی می پیچید . اجازه دهید بگوییم که شما در یک سر بالای که یک جاده کوهستانی مارپیچ است رانندگی می کنید . وقتی شما در قسمت راست جاده رانندگی می کنید گیربکس دنده را به 2 تعویض می کند که به شما شتاب کافی و قدرت بالا روی دهد . وقتی شما وارد یک جاده مارپیچ می شوید ، پدال گاز را رها می کنید و احتمالاً ترمز می کنید . بیشتر گیربکس ها دنده را به 3 تعویض خواهند کرد یا حتی اوردرایو ، موقعی که شما پایتان را از پدال گاز برداشته اید . سپس وقتی در مارپیچ شتابتان را کم می کنید ، آنها دوباره دنده را به سمت پایین تعویض می کنند . اما اگر شما با یک خودرو داری گیربکس دستی رانندگی کنید احتمالا به همان دنده به رانندگی خود ادامه می دهید . بعضی از گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل پیشرفته می توانند این وضعیت را آشکار سازند ، بعد از این که شما دو تا از پیچ ها را بپیچید ، می فهمند که دنده را به دنده بالا تر تعویض نکند .

ساختمان گیربکس شامل 6 قسمت اصلی می باشد :

n کانورتر

n پمپ هیدرولیک گیربکس

n مکانیزمی که توسط واحد هیدرولیک فعال می شود (مجموعه دنده سیاره ای ها و کلاچ ها وترمزها(

n دیفرانسیل معمولی

n دنده کاهنده که رابط بین دیفرانسیل وگیربکس می باشد (پنیون)
کامپیوتر هیدرولیکی ومدارهای روغن و ECU و سنسورها

کانورتور

کانورتور جای کلاچ را گرفته و وظیفه آن افزایش تدریجی گشتاور در اغاز حرکت است .کانورتور از طریق ارتباط هیدرولیک حرکت موتور را به کیربکس منتقل می کند .

مقدمه:

شرکت خودروسازی پژو به منظور ارتقاء کیفی مدل های اتوماتیک اقدام به عرضه گیربکس جدیدی نموده است که با مشارکت شرکت رنوطراحی شده است .گیربکس عرضه AL4 دارای 4دنده جدا می باشد وبرای جایگزینی گیربکس 4HP20 در نظرگرفته شده است .دراین گیربکس تعویض دنده وقفل شدن کنورتوربه صورت الکتروهیدرولیک توسط واحد کنترل الکترونیکی انجام می گیرد .در این گیربکس دو برنامه ویژه نیز عرضه شده است وضعیت اسپرت ووضعیت تابستانی

عملکرد کانورتر :

عملکرد آن بر اساس هیدرودینامیک مایعات می باشد کانورتور با روغن تحت فشار پمپ گیربکس پر شده است و شامل این قسمتها میباشد :

n پمپ که به وسیله موتور به حرکت در می آید .

n توربین که در مقابل پمپ قرارگرفته است .

n یک راکتور ( واکنشگر. استاتور ) که به یک طرف آ‌زادانه می چرخد

هنگام اغاز حرکت پمپ باعث حرکت دورانی در روغن می شود و روغن تحت اثر نیروی گریز از مرکز واردتوربین می شود که هنوز ساکن است در این حالت جریان روغن برگشتی از توربین بر خلاف چرخش پمپ است و نیروئی عکس نیروی پمپ و موتور اعمال می کند .

-برای جلوگیری از این موضوع استاتور که به یک طرف ازادانه میچرخد جریان روغن را هدایت می کند (مسیر برگشت روغن از توربین را می شکند ) در اغاز حرکت پمپ روغن را به درون شیارها ( پره ها ) توربین می فرستد استاتوربه دلیل اینکه نیروی وارده از روغن برگشتی بر پره های ان خلاف حرکتش میباشد ثابت می ماند و جریان روغن را شکسته و در جهت حرکت پمپ هدایت می کند این مرحله مرحله تبدیل نامیده می شود

-توربین شتاب می گیرد و جهت جریان روغن عوض میشود وقتی سرعت توربین به سرعت پمپ برسد نیروی وارده به استاتور کم شده و مسیر روغن نیز مستقیم میشود در نتیجه استاتور هم به همراه پمپ به حرکت در امده تا مانع جریان روغن نشود این مرحله مرحله جفت شدن نامیده می شود.

.با این حال هنوز بین پمپ و توربین لغزندگی وجود دارد و انتقال نیرو به صورت کامل و صد درصد نمی باشد به همین دلیل در کانورتر ازسیستمی استفاده کرده اند که پس از بالا رفتن دور وبه منظور پائین آوردن مصرف سوخت توربین را با بدنه کانورتر یک پارچه کرده تا انتقال قدرت و سرعت به صد در صد برسد که به این عمل مرحله قفل شدن یا لاک آف LOAK OFF گویند

پمپ روغن: 

پمپ روغن پشت کانورتر قرار گرفته است و مدار هیدرولیک را تغذیه می کند . این پمپ چرخشی حرکت خود را از طریق پروانه کانورتر می گیرد. روغن از توری که در کف گیربکس قرار دارد کشیده میشودوبه یک تعویض کننده آب روغن(رادیات روغن) فرستاده شده خنک می شود.سپس به قسمتهای دیگرمیرود

شیر ترموستاتیک: 

مدار به یک شیر ترموستاتیک مجهز شده است که در هوای سرد که روغن سرد بوده وفشار ان زیاد است جریان اضافی روغن رااز مدار خارج می کند.

مکانیزم : AL4

قلب گیربکسAL4 مکانیزم ان است .این مکانیزم شامل دو زنجیره چرخدنده است که به شکل سیاره ای حرکت میکنند وبا هم درگیر هستند(دائمی ) .دو عدد کلاچ برای انتخاب یک یا چند عضو از زنجیره بکار میرود.کلاچها از نوع چند صفحه ای بوده که به وسیله یک پیستون هیدرولیک و فنربرگشت کار می کنند .

سه عدد ترمز برای متوقف کردن اجزاء مختلف زنجیره به کار میرود که دو عدد آن از نوع باندی و یک عدد از نوع صفحه ای می باشد که دیسکها خارجی ان در پوسته سمت ان ثابت شده وسمت دیگران توسط یک پیستون هیدرولیک که از واحد هیدرولیک فرمان می گیرد حرکت کرده ونوار را جمع می کند در نتیجه باعث ایستادن عضو در بر گیرنده اش می شود از انجا که روش به کار رفته در این سیستم باعث کاهش چشمگیر گشتاور مخالف می شود باعث کاهش چشمگیر سوخت و افزایش سرعت و قدرت می شود .

واحد هیدرولیک :

واحد هیدرولیک توزیع روغن را در کلاچ ها و ترمزهای مختلف بر عهدهدارد واحد هیدرولیک اصلی دارایتعدادی شیر است که برای بازوبسته کردن مسیرهای عبور روغن به کار می روند .



شیرهای کشوئی را میتوان به طرق مختلف فعال نمود :

n به صورت دستی توسط اهرم انتخاب دنده

n به صورت هیدرولیک به منظور کنترل سیستم

n به صورت الکترو هیدرولیک وبا شیرهای مغناطیسی

واحد هیدرولیک دارای هشت شیر کشوئیمی باشد که به وسیله ECU کنترلمیشوند واحد هیدرولیک فرعی نیز دارای سه شیر کشوئی است به برای قفل کردنکانورتور به کار می روند .

-دنده پارک:

دنده پارک روی شافت چرخ دنده کاهنده نصب شده است با قفلکردن سیستم انتقال قدرت به صورت مکانیکی از حرکت خودرو جلوگیری می کند .این عمل توسط قطعه ای انجام می پذیرد که مستقیما به اهرم تعویض دنده متصل است.

عملکرد:

در گیربکسAL4 تعویض دنده به وسیله یک واحد الکترونیک انجام می گیردECU به منظور کنترل شیرهای موتوریزه و رگلاتورهای واحد هیدرولیک کامپیوتر از سنسورهای مختلف پیام هائی می گیرد .

-1پتانسیومتر دریچه گاز که موقعیت

دریچه گاز را اعلام می کند

( وضعیت شتاب دهنده )

-2سنسور سرعت موتور

-3سنسور سرعت توربین که سرعت ورودی گیربکس را نشان می دهد

-4سنسور سرعت خودرو که در مقابل دنده پارک نصب شده است

-5سنسور دمای روغن

 -6کنتاکتور چند منظوره که وضعیت اهرم انتخاب دنده را اعلام می کند

-7کلید ترمز که زمان استفاده از ترمز را اعلام می کند

n دو پیام اصلی برای تعویض دنده به کار می رود :

n سرعت خودرو

n وضعیت دریچه گاز Ecuیک شیر الکتریکی به کارمیاندازد که فشاری بین صفر تا سهبار ایجاد می کند این شیر یک رگلاتوررا کنترل می کند کهفشاری بین صفر تا21 بارتولیدمی کند. اصطلاحا فشار خط گویند .

این فشار مرتبا توسط یک سنسور کنترل می شود. از طریق شیرهای کشوئی که به وسیله شیرهای الکتریکی فعال می شوند این فشار به کلاچ ها و ترمزها فرستاده می شود .
به منظور اینکه کارکرد خودروهمگام تعویض دنده نرم و یکنواخت باشد از یک دمپر استفاده شده است تا از افزایش
تدریجی فشار روغن اطمینان حاصل شود .

عملکرد قفل کانورتور:
عملکرد قفل کانورتور نیز توس ECU کنترل می شودECU یک شیر الکتریکی دیگر را که فشاری بین صفر تا سه بار را ایجاد می کند به کار میا ندازدقفل شدن کانورتور به وسیله دو شیر از شیرهای واحد هیدرولیک فرعی کنترل می شود علاوه بر این در زمان شروع حرکت خودرویک لگلاتور فشاررا در کلاج مربوط به دنده یک کنترول میکند این عمل باعث میشود آغاز حرکت به نرمی صورت گیرد .

وضعیت رانندگی رامیتوان توس سه کلید انتخاب نمود که در کنسول مرکزی قرار دارد :

1) وضعیت اسپرت:
پرسرعترین حالت را اعمال می کند و بدون در نظر گرفتن مصرف سوخت از کارکرد موتور به بهترین نحو استفاده می کند .

2)وضعیت زمستانی:

هنگام حرکت بر روی سطوح لغزنده استفاده از وضعیت زمستانی باعث کاهش گشتاور در چرخ های متحرک می شود اگر اهرم انتخاب دنده را در حالت D قرار دهیم خودرو در دنده دو حرکت می کند استفاده از دنده یکاستفاده از دنده یک با قرار دادن اهرم انتخاب دنده در حالت دو و فشار دادن کلید یک میسر می شود روغن گیربکس AL4 دائمی است و تنها در هر 60000 کیلومتر باید مقدار ان را بازدبد نمود .روغن توصیه شده همان روغن گیربکس 4HP20 است بازدید سطح روغن از طریق پیچ میانی دریچه تخلیه صورت می گیرد دریچه افزایش روغن در نزدیکی کابل انتخاب دنده قرار گرفته است .

خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی

 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 های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی که موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ که شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان کاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از کارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز کرده اند.

خودروهای هیبریدی (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 های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی که موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ که شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان کاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از کارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز کرده اند.

تاریخچه خودروی هیبریدی

یک مهندس آمریکائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 یک ماشین هیبریدی ساخت که قادر بود در طی 10 ثانیه تا 25 مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو ترکیبی از موتور بنزینی و موتور الکتریکی بود که امروزه به عنوان موتور هیبریدی شناخته می‌شود. Piper در سه سال و نیم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پایین بودن قیمت سوختهای فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به این نوع خودروها شد. در پی بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره این خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولی تا سال 1990 که کار اصولی با مشارکت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمریکا آغاز گردید، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند.



امرزه خودروهای هیبریدی مورد توجه کمپانیهای بزرگ جهان قرار گرفته اند که از آن جمله می‌توان به شرکتهایی مانند: تویوتا، هندا، میتسوبیشی، فورد، فیات، جنرال موتورز، دایملر کرایسلر، نیسان و پژو و ... اشاره نمود. توفیق این محصولات به حدی چشمگیر بوده که از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بیش از چهل هزار محصول پریوس کمپانی تویوتا به فروش رسیده 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 نی فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هبریدی 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. ول 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 بیتر و آلودگی کمتر می کند.

مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هایبرید

خودروهای برقی گرچه به عنوان اولین راهکار برای کاهش میزان آلودگی معرفی گردیده اند اما به علت آنکه در سیکلهای رانشی طولانی با مشکل ر وبرو می شوند از اینرو حضور موفقی نداشته اند و در حقیقت با شکست مواجه گردیده اند .ایده خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشی از خودروهای برقی خالص را حل نموده است .واین مزیت خودروهای هایبرید برقی نسبت به خودروهای برقی خالص می باشد.

خودروی هیبریدی چگونه کار می کند

حتما برایتان پیش امده که زمان زیادی را د رپمپ بنزین بگذرانید.شاید به خاطر شلوغی و شاید هم بخاطر کند بودن پمپ،این مشکلات بدلیل بنزینی بودن خودروی شماست.البته نه فقط بنزین بلکه کلیه سوخت های فسیلی مشکلات مخصوص به خود را دارند. یکی از راههایی که خودروسازان به آن رو آورده اند(برای کم شدن مشکلات و آلودگی هوا) ساخت خودروی هیبریدی است.
خودروی هیبریدی چیست و چرا این نام را بر ان نهاده اند؟خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند؟ چرا 20 تا 30 مایل در هر گالون نسبت به خودروهای بنزینی بیشتر می روند؟ و نیز چرا آودگی کمتری نسبت به خودروهای بنزینی یا دیزلی دارند؟

جواب این پرسش ها را در طول این مقاله خدمت شما عرض خواهم کرد .

تعداد زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکان هایی دیده اند. مثلا در لوکوموتیو ها . بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل – الکتریکی بهره می برند.و یا در شهرهایی مانند سیاتل اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل – الکتریک وجود دارند.

این اتوبوس ها یا بهتر بگوییم تراموا وقتی که به سیم های بر ق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خود بهره می برند. و زمانی که به این کابلهای برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه می دهند. زیر دریایی ها نیز نوعی ماشین های هیبریدی هستند که معمولا با یکی از سیستم های هسته ای – الکتریکی و یا دیزل –الکتریکی کار می کنند.

به طور کلی تمامی وسایل نقلیه ای که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشین های هیبیریدی گوییم .

بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی – الکتریکی هستند گرچه بعضی شرکتهای خودروسازی مانند پژو-سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل- الکتریکی نیز تولید کرده اند.در این مقاله بیشتر به خودروهای بنزینی –الکتریکی می پردازیم.

انرژی الکتریکی و انرژی بنزین

خودروهای بنزینی – الکتریکی از نظر کارکرد بین خودروهای بنزینی و الکتریکی هستند.به کمک شکلهایی که در ادامه نشان داده می شود به تفاوتهای بین این دو نوع خودرو خواهیم پرداخت.

خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین می باشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها می رساند.



در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم می کند و موتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها می رساند.

برای شما و من یک خودروی مفید خودرویی است که حداقل نیاز های ما را برآورده کند که این نیاز ها می توانند چنین باشند:

1- از یک سوخت گیری اولیه حداقل 300 مایل یا 482 کیلومتر تا یک سوخت گیری مجدد.

2- هر بار سوخت گیری اسان و سریع باشد.

یک موتور بنزینی اکثر این نیازها را برآورده می کند اما در عوض آلودگی زیادی دارد و یک موتور برقی با اینکه آلودگی خیلی کمی (یا اصلا) ایجاد نمی کند اما این موتور حداکثر بین 50 تا 100 مایل(80 تا 161 کیلومتر ) می تواند بین دو شارژ خود برود و مشکل دیگر موتور الکتریکی این است که شارژ شدنش سخت و خیلی زمانبر است.

یک خودروی هیبریدی بنزینی – الکتریکی ترکیبی از دو پیشرانه است که به نوعی می توانند مکمل همدیگر باشند.

هیبرید بنزین – الکتریسیته

سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی شامل اجزا زیر است:

● موتور بنزینی:موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش آلودگی و افزایش کارایی می شود.

●باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد.

● موتور الکتریکی : موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کار است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر می گرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی )

● ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکترکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه کار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری به کار می رود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.

● باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند. برخلاف بنزین موجود در باک بنزین که میتواند فقط به موتور بنزینی سوخت برساند(یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق می توانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی نمی تواند چنین کاری را انجام دهد.

●سیستم انتقال قدرت

دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله : سری و موازی

هیبرید موازی : در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. توجه داشته باشید که باک بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند و باتری ها و موتور الکتریکی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل هستند.

در نتیجه در هیبریدهای موازی هر دو موتور بنزینی و الکتریکی نیرو محرکه مورد نیاز را فراهم می کنند.

هیبریدهای سری : در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حرکت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال قدرت نیرو نمی دهد.



عملکرد خودروﻯ هیبریدﻯ:

موتور بنزینى در خودروى هیبریدى معمولا کوچکتر از یک خودروى معمولى است و از این رو بهره ورى بیشترى دارد.بیشتر خودروها براى تولید نیروى کافى براى ایجاد شتاب سریع نیاز به یک موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهاى کوچک بهره ورى و کارایى میتواند توسط کوچک کردن , سبک کردن قطعات ونیز با کاهش تعداد سیلندرها بهبود پیدا کند.

چندین دلیل مبنى بر اینکه چرا موتورهاى کوچکتر کارایى بالاتر و بهره ورى بیشترى نسبت به موتورهاى بزرگتر دارند وجود دارد:

● موتورهاى بزرگتر سنگینتر از موتورهاى سبکتر هستند و انرژى زیادترى در واحد زمان مصرف مى کنند (براى حالت شتاب گرفتن و بالا رفتن از یک سر بالایى)

● پیستون و دیگر اجزاى داخلی سنگین هستند و نیز انرژى زیادترى در واحد زمان نیاز دارند تا در سیلندر بالا و پایین بروند.

● تغییر مان و جابه جایى در داخل سیلندرها بزرگتر است در نتیجه سوخت بیشترى براى هر سیلندر مورد نیاز است.

● موتورهاى بزرگتر معمولا سیلندرهاى بیشترى دارند و هر سیلندر نیز سوخت زیادى مصرف میکند. حتى اگر خودرو در حال حرکت نباشد.

دلایل فوق توضیح مى دهد که چرا دو مدل خودروى مشابه با وتورهاى متفاوت در ازمون سنجش نتایج متفاوتی را بدست مى اورند.اگر هر دو خودرو در حال حرکت در یک اتوبان باشند و در یک سرعت برابر و معین , خودرویى که موتور کوچکترى دارد انرژى کمترى مصرف میکند و هر دو موتور خروجى یکسانى از قدرت را تولید میکنند.ولی موتور کوچکتر از سوخت کمترى استفده میکند که به ان سرعت برسد.

اما چطور این موتور کوچک میتواند قدرت مورد نیاز خودروى شما را در مقابل خودروهاى پر قدرت در جاده فراهم کند؟

اجازه بدهید مقایسه اى بین خودروى مانند چوى کامارو با یک موتور v-8 بزرگ با خودروى هیبریدى ما با یک موتور گاز سوز و یک موتور الکتریکى انجام دهید.

موتور گاز سوز در خودروى هیبریدى قدرت کافى براى حرکت ماشین در یک بزرگراه دارد و موتور خودروى کامارو قدرتى بیشتر از قدرت مورد نیاز براى وضعیتهای مختلف دارد.

اما زمانی که خودروى هیبریدى نیاز به شتاب داشته باشد و یا نیاز به قدرت بیشترى داشته باشد(بسته به شرایط) این موتور نیاز به کمک پیدا میکند که این کمک از یک موتور الکتریکى و باترى تامین می شود.این سیستم در صورت نیاز نیروى اضافى ضرورى را فراهم میکند. موتورهاى گاز سوز در خودروهاى معمولى براى حداکثر قدرت ممکن ساخته شده اند.درحالى که رانندگان این خودروها در کمتر از 1 درصد از زمان رانندگى از حداکثر قدرت موتور استفاده میکنند.خودروهاى هیبریدى از موتورهاى کوچکترى استفاده میکنند که سایز این موتورها فقط براى مقدار متوسط" حداکثر قدرت نامى" ساخته شده اند تا ماکزیمم مقدار ممکن.

در کنار کوچک بودن و کارایى بیشتر موتور در خودروهاى هیبریدى امروزه براى خودروهاى هیبریدى یک سرى فوت وفن به کار میبرند تا بهره ورى سوخت بالا رود.بعضی از این فوت و فن ها براى همه نوع خودرو اعم از هیبریدى و غیر هیبریدى است که به انها کمک میکند تا کارایى بهترى داشته باشند.

ولى بعضى از این فوت وفن ها فقط براى خودروهاى هیبریدى به کار میرود.

یک خودروى هیبریدى میتواند:

●انرژى را بازیابى ودر باترى ذخیره نماید:

هنگامیکه شما پدال ترمز را فشار میدهید, شما در حال تلف کردن انرژى در خودرو هستید.هر چه خودرو سریعتر رود انرژى جنبشى بیشترى دارد.ترمز کردن این انرژى را هدر میدهد و به شکل گرما در مى آورد.در خودروهاى هیبریدى مى توان مقدارى از این انرژى را بازگرداند و در باترى براى استفاده مجدد ذخیره کرد.این کار با سیستم" ترمز احیاء کننده" انجام میگیرد.در این حالت موتور الکتریکى به مانند یک ژنراتور رفتار میکند و ضمن کند شدن حرکت ماشین این انرژى جنبشی را صرف شارژ کردن باترى مى کند.

● بعضى وقتها موتور بنزینى خاموش میشود:

یک خودروى هیبریدى همیشه نیاز به بودن وتور نزینى ندارد.زیرا یک موتور الکتریکى و باترى نیز دارد.بنابراین بعضى وقتها مى توان موتور بنزینى خودروى هیبریدى را خاموش کرد.براى مثال زمانى که خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف کرده است.

● به کار بردن اصول ایرودینامیک براى کاهش نیروى درگ:

وقتى که شما در یک اتوبان رانندگى میکنید بیشترین نیروى موتور شما صرف مقابله با نیروى فشارى هوا میشود.که این نیرو به نیروى درگ ایرودینامیک موسوم است.این نیروى درگ میتواند به چندین روش کاهش یابد.یک راه مطمئن براى کاهش این نیرو, کاهش ناحیه جلوى اتومبیل وبه کار بردن اصول ایرودینامیک در ان است.

همانطور که در شکل زیر مى بینید یک suv چقدر بیشتر از یک خودروى sport فشار هوا را تحمل میکند(ناحیه جلوى خودروى suv بیشتر از یک خودروى sport است).

کاهش اشیاء خارجى روى بدنه خودرو و نیز حذف بعضى از انها میتواند در بهبود ایرودینامیک خودرو موثر باشد.براى مثال بعضى وقت ها جایگزینى ایینه ها با دوربین هاى کوچک میتواند مفید باشد.

● به کار بردن تایرهاى خاص : تایرهای اکثر خودروها بهینه سازى شده اند براى سطوح صاف با کمترین نویز و چسبندگى خوبى نیز در اکثر شرایط محیطى دارند.ولى این تایرها موجب به وجود آمدن نیروى درگ مى شوند.

خودروهاى هیبریدى از یک تایر مخصوص استفاده مى کنند که سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادترى نسبت به تایرهاى معمولی دارد.نتیجه این کار باعث کاهش نیروى درگ به نصف نسبت به تایرهاى معمولى میشود.

● به کار بردن مواد سبک وزن: کاهش وزن کل خودرو یکی از راه هاى ساده براى افزایش راندمان و کارایى خودرو است.خودروهاى سبکترزمانى که در حال شتاب گیرى هستند یا در حال بالا رفتن از یک سر بالایى انرژى کمترى نسبت به خودروهاى سنگینترمصرف مى کنند.مواد کامپوزیت مانند فیبر کربن یا فلزات سبک وزن مانند الومینیوم و منیزیم مى توانند در کاهش وزن خودرو به کار روند.

اکنون به تکنولوژى هیبریدى در دو خودروى هوندا insight و تویوتا پریوس میپردازیم.

اگرچه هر دو این خودروها جزء هیبریدهاى موازى هستند ولى تفاوتهایى با هم دارند.هر دو این خودروها داراى موتور بنزینى و موتور الکتریکى و باترى هستند.

اجازه بدهید از هوندا insight شروع کنیم

هوندا insight:

این خودرو که در اوایل سال 2000 در ایالات متحده معرفی شد.طراحى ان بر اساس بهترین کارکرد ممکن انجام شد.insight کوچک است و کم وزن و جاى 2 سرنشین و یک صندلى کودک دارد.و داراى موتور با بازدهى بالا است.insight داراى برترین رتبه سنجش EPA در میان خودروهاى هیبریدى شد.

هوندا خودروى هیبریدى موازى است .موتور الکتریکى به موتور بنزینى متصل است.هوندا این سیستم را "جمع کننده کمک موتور" مى نامد. Insight به صورت 5 سرعته دستى یا cvt (انتقال قدرت پیوسته اتوماتیک) است.

موتور الکتریکى insight به سه روش به موتور بنزینى کمک مى کند که به قرار زیرند:

● به موتور بنزینى کمک مى کند و نیروى اضافى را در زمان شتابگیرى و یا بالا رفتن از سر بالایى تامین مى کند.

● سیستم"ترمز احیاء کننده" را در زمان کاهش سرعت خودرو به منظور بازیابى انرژى فعال نماید.

● موتور بنزینى را روشن می کند(حذف نیاز به استارتر)

ولى موتور الکتریکى به تنهایى نمى تواند نیروى مورد نیاز براى حرکت خودرو را فراهم نماید و موتور بنزینى نیز باید روشن باشد تا موجب حرکت خودرو شود.(یکی از تفاوتهای insight با پریوس همین است, پریوس تنها با کمک موتور الکتریکی نیز میتواند حرکت کند)

هوندا براى کسب بهترین کارایى کارهایى را انجام داده که مهمترین انها 3 کارى است که در زیر به انها اشاره مى شود.

● کاهش وزن: insight از بدنه و ساختار آلومینیومى سبک وزن ساخته شده است براى هر چه کمتر شدن وزن،وزن این خودرو کمتر از 1900 پوند (862 کیلوگرم) است که این مقدار 500 پوند یا 227 کیلوگرم کمتر از سبکترین هوندا سیویک است.

● استفاده از موتور کوچک و پر بازده:

موتور insight که در شکل زیر مشاهده مى کنید تنها 124 پوند (56 کیلوگرم) وزن دارد.سه سیلندر و 1 لیتر حجم دارد که 67 اسب بخار را ر 5700 rpm تولید مى کند.اگر نیروى اضافى ناشى از موتور الکتریکى را نیز در نظر بگیرید.این خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مایل بر ساعت را در 11 ثانیه بپیماید.با در نظر گرفتن موتور الکتریکى نیروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد.(در 5700 rpm) .اگر مقایسه اى بین موتور بنزینى به تنهایى با مجموع موتور بنزینى والکتریکى انجام دهیم.به این نتیجه میرسیم که موتور الکتریکى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزاید. در حالى که تاثیر واقعى موتور الکتریکى بیش از این مقدار است.موتور الکتریکى در خودروى insight 10 کیلو وات است (13 اسب بخار ) در 3000 rpm .

مقدار تاثیر واقعى موتور الکتریکى را مقدار ماکزیمم گشتاور روشن مى سازد:

بدون موتور الکتریکی , insight به ماکزیمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الکتریکى ماکزیمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.که 13پوند – فوت نیز که اختلاف این دو گشتاور است همان تاثیر واقعى موتور الکتریکی است.

● به کار بردن ایرودینامیک: هوندا insight به شکل قطره اشک طراحى شده است .پشت خودرو باریکتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزیى از بدنه پوشانده شده است تا شکلى صاف را تشکیل دهد و بعضی از قطعات زیرین ماشین توسط پانلهاى پلاستیکى پوشانده شده است.این کارها باعث کاهش ضریب درگ به 0.25 مى شود. و این خودرو جزء ایرودینامیک ترین خودرو در بازار است .زمانی که شما در حال حرکت در اتوبان هستید موتوربنزینى با تمام قدرت کار مى کند .وقتى که سرعت خود را کاهش مى دهید(توسط ترمز کردن یا پدال گاز را شل کردن ) موتور الکتریکى مانند ژنراتور مقدارى الکتریسیته را براىشارژ باترى استفاده مى کند.

نکته دیگر در مورد insight این است که سیستم انتقال قدرت از موتور به وسیله کلاچ جدا شده است (مانند سایر خودروها) و این بدین معنى است که اگر شما در حال کم کردن سرعت خود باشید و کلاچ را نگه دارید و یا با دنده خلاص سرعت خود را کاهش دهید در این صورت موتور الکتریکى و سیستم "ترمز احیاء کننده" نخواهد توانست انرژى الکتریکى ناشى از این کم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى این سیستم مى تواند بازیابى انرژى داشته باشد که کم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گیرد که خودرو در دنده قرار دارد.

اکنون اجازه دهید که نگاهى به تکنولوژى تویوتا پریوس بیندازیم که سیستمى به کلى متفاوت از insight دارد .

مزایاى یک خودروى هیبریدى :

شما ممکن است تعجب کنید که چرا اشخاص به این سیستم پیچیده علاقه دارند علیرغم اینکه بیشتر مردم با خودروهاى بنزینى خیلى راحت هستند.

دلیل این علاقه دو چیز است:

1- کاهش الایندگى

2- بهبود بهره ورى و کارایى

حال اجازه دهید مثالى از استانداردهاى آلودگى کالیفرنیا بزنیم.که تعیین مى کند چه مقدار از هر نوع الودگى در یک خودرو مى تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل (g/mi) بیان مى شود.براى مثال این استاندارد بیان مى کند که مقدار مونو اکسید کربن در هر مایل نباید از 3.4 گرم بیشتر باشد.

تویوتا پریوس:

تویوتا پریوس در ژاپن در اواخر سال 1997 تولید شد.تویوتا سیستم موتور و انتقال قدرت را به صورت هیبرید موازى طراحى کرده است که تویوتا ان را سیستم هیبریدى تویوتا نامیده است که بعضى از مزایاى هیبریدهاى سرى را نیز داراست.

یک سدان 4 در 5 نفره که موتور و سیستم انتقال قدرت ان طورى است که توانایى رسیدن به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 کیلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الکتریکى داراست.پریوس در سال 2004 در امریکاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزیده شده است.

وزن پریوس 2900 پوند (1315 کیلوگرم) است و فضاى درونى و فضاى صندوق عقب آن از تویوتا کرولا بیشتر است.

تویوتا براى رسیدن به بهره ورى و کاهش الایندگى 2 کار را انجام داد:

● موتور بنزینى فقط زمانى کار مى کند که به یک سرعت مشخص برسد:به عبارت دیگر براى کاهش الودگى پریوس مى تواند به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 کیلومتر بر ساعت) بدون استفاده از موتور بنزینى برسد.موتور بنزینى فقط زمانى روشن مى شود که خودرو از یک سرعت معین بگذرد.

● به کار بردن یک دستگاه تقسیم قدرت بى همتا:موتور بنزینى مى تواند طورى تنظیم شود تا در یک سرعت معین بیشترین بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسیم قدرت" در پریوس اجازه مى دهد که موتور در همه زمانها در حالت بیشترین کارایى در یک رنج سرعتى خاص باشد.

پریوس داراى موتور 1.5 لیترى است که 76 اسب بخار را در بیشینه دور 5000 دور بر دقیقه بدست مى اورد.موتور الکتریکى در پریوس داراى 67 اسب بار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقیقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت را از 0 تا 1200 دور بر دقیقه تولید مى کند که نیروى کافی را براى حرکت خودرو بدون دخالت موتور بنزینى فراهم مى کند , موتور الکتریکى در پریوس خیلى قویتر از موتور الکتریکى در هوندا insight است.

دستگاه"تقسیم کننده قدرت" قلب پریوس است.آن یک جعبه دنده هوشمند است که به موتور بنزینى متصل است.این جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد که مانند یک خودروی هیبریدى موازى باشد که در آن موتور الکتریکى مى تواند به تنهایى به سیستم انتقال قدرت نیرو وارد کند و موتوربنزینى نیز مى تواند به تنهایى و یا با متور الکتریکى نیروى مورد نیاز خودرو را تامین کند.

همچنین این دستگاه"تقسیم کننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد که خودرو مانند یک خودروى هیبریدى سرى باشد که در آن موتور بنین مى تواند مستلا باترى ها را شارژ کند و یا نیروى مورد نیاز براى چرخ ها را فراهم کند.که اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پیوسته یا cvt عمل کند که باعث حذف نیاز به انتقال قدرت دستى یا اتومات مى شود. و سرانجام چون دستگاه"تقسیم کننده قدرت" اجازه مى دهد که ژنراتور موتور را روشن کند و این باعث حذف نیاز به استارتر مى شود .

دستگاه تقسیم قدرت یک مجموعه دنده خورشیدى است (شکل زیر) موتور الکتریکى به چرخ دنده حلقه ای از مجموعه دنده متصل است و اغلب به صورت مستقیم به دیفرانسیل متصل مى گردد. بنابراین سرعت موتور الکتریکى و چرخش دنده حلقه ای سرعت خودرو را تعیین مى کند.

ژنراتور به چرخ دنده خورشیدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزینى یا گاز سوز نیز به حامل خورشیدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه ای به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراین همه این اجزاء با هم در تمام زمانها کار مى کنند تا سرعت خروجى را کنترل کنند.وقتى شما شتاب مى گیرید ابتدا موتور الکتریکى و باترى ها تمام نیروى مورد نیاز را تامین مى کنند.چرخ دنده حلقه ای که متصل به موتور الکتریکى است همزمان با حرکت کردن موتور الکتریکى مى چرخد.حامل خورشیدى که به موتور بنزینى متصل است ثابت است زیرا موتور بنزینى هنوز روشن نشده است.زمانى که چرخ دنده حلقه ای شروع به چرخیدن کند باعث میشود که ژنراتور و چرخ دنده خورشیدى نیز شروع به چرخیدن کنند.زمانى که شتاب بیشترى مى گیرید ژنراتور با سرعتى مى چرخد که بتواند نیروى مورد نیاز براى موتور الکتریکى را فراهم کند.



هنوز موتور بنزینى فعال نشده است. وقتى به سرعت 40 مایل بر ساعت یا 64 کیلومتر بر ساعت مى رسید موتور بنزینى نیز روشن مى شود.در حالى که موتور بنزینى روشن است ژنراتور سرعت موتور الکتریکی را طورى تغییر مى دهد که با سرعت موتور بنزینى تطبیق پیدا کند و در خروجى سرعت با هم برابر باشند.

همانند هوندا insight , تویوتا پریوس هرگز نیاز به شارژ دوباره ندارد.زیرا ژنراتور همیشه و به طور اتوماتیک سطح شارژ در باترى ها را کنترل مى کند و در صورت کم بودن شارژ مى کند.

هم هوندا و هم تویوتا گارانتی هاى طولانى برای قطعات هیبریدى خود وضع کرده اند.هوندا 8 سال یا 80000 مایل گارانتى بیشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور وتجهیزات هیبریدى را داراست و تویوتا نیز 8 سال یا 100000 مایل گارانتى باترى و سیستمهاى هیبریدى را دارد.موتور و باترى در این خودروها نیاز به هیچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نیاز به تعویض باتری ها گرفتید ڇندین هزار دلار خرج بر مى دارد).

کسب نیروى هیبریدى مطمئنا پیچیده تر از تنها نیروى بنزینى و یا تنها نیروى الکتریکى است. در بخش بعدى بررسى خواهیم کرد که چرا تکنولوژى هیبریدى مورد علاقه همه مشتریان و هم خودروسازان قرار گرفته است.

ترمز ABS چیست و چگونه کار می کند؟

ترمز ABS

ترمز ABS چیست

در خودروهایی که فاقد ترمز ABS می باشند وقتی راننده پای خود را روی پدال ترمز بطور ناگهانی

فشار دهد در صورتی که جاده لغزنده باشد خودرو تعادل خود را از دست خواهد داد اما سیستم

ترمز ای بی اس ABS این نقص را برطرف کرده و اجازه قفل شدن کامل به چرخ را نمیدهد و باعث

می شود که خودرو هم تعادل خود را از دست ندهد و هم سریعتر ترمز کند و بایستد ترمز گیری

مطمئن و کنترل شده زمانی است بین مقاومت ایجاد شده توسط سیستم ترمز و مقاومت

ایجاد شده توسط سیستم ترمز و مقاومت ایجاد شده توسط تایرها و سطح جاده رابطه زیر برقرارباشد

مقاومت در سیستم ترمز <مقاومت بین سطح جاده و تایرها

در صورت قفل شدن چرخهای عقب خودرو روی سطح جاده سر می خورد و به دور خود می چرخد

و اگر چرخ های جلو قفل شود کنترل فرمان از دست راننده خارج می شود سیستم ترمز ABS فشار

هیدرولیکی که در سیستم وجود دارد و به سیلندر چرخ وارد می شود را به گونه ای کنترل می کند

که از قفل شدن چرخ های خودرو در جاده های لغزنده و یا هنگام ترمزهای شدید جلوگیری شود در

خودروهای معمولی که فاقد ترمز ABSمی باشد اگر ترمز گیری در جاده ای لغزنده صورت گیرد راننده

برای کنترل خودرو باید به صورت تلمبه زدن که به صورت این می باشد که پدال را فشار و ان را رها

کند این عمل را چندین بار سریع انجام دهد تا بتواند تعادل خودرو را حفظ کند اما در سیستم ترمز

ABS این عمل به صورت خودکار و با سرعت بیشتر و دقیق تر انجام می شود



عملکرد سیستم ترمز ABS

الف حسگرهای سرعت با تشخیص سرعت چرخها اطلاعات لازم را به شکل سیگنال به ECU ترمز

ABS ارسال می کنند

ب ECU با محاسباتی دقیق که اطلاعات اولیه ان را تغییرات سرعت چرخشی چرخها و سرعت

خودرو تشکیل میدهد وضعیت چرخها را بدست می اورد

پ در ترمزهای شدید ECU به فعال کننده سیستم فرمان میدهد که فشار بهینه و لازم را به هر کدام

از ترمزها اعمال کند

ت واحدهای فشار هیدرولیک ترمز بر اساس فرمانی که از ECU می گیرد فشار هیدرولیک را کاهش

یا افزایش میدهند و یا ثابت نگه میدارند به این ترتیب برای جلوگیری از قفل شدن چرخ ها نرخ لغزش

مطلوب که 10تا 30 درصد می باشد ایجاد می شود



حسگرهای سرعت چرخ

حسگرهای سرعت چرخ های عقب و جلو شامل اهن ربای دائم و کوئل و هسته است دنده هایی که

دور تا دور روتور قرار گرفته اند هنگام چرخش روتور ولتاژ AC را با فرکانس متناسب با سرعت چرخش

روتور تولید می کنند از ولتاژ AC در ECU برای دریافت اطلاعات مورد نیاز مربوط به سرعت چرخ ها

استفاده می شود



حسگر شتاب

استفاده از حسگر شتاب ECU سیستم ABS قادر می سازد تا مقدار شتاب منفی خودرو را اندازه

گیری کند و به این ترتیب از وضعیت سطح جاده بهتر مطلع شود در نتیجه برای جلوگیری از قفل شدن

چرخها دقت ترمز گیری افزایش می یابد در ضمن به حسگر شتاب حسگر G نیز گفته می شود



فعال کننده ABS

فعال کننده ABS با توجه به سیگنالهای ارتباطی که از ECU دریافت میکند فشار روغن هیدرولیک هر

یک از ترمزها را به گونه ای کنترل می کند که بر هر کدام از ترمزها فشار روغن به شکل مناسبی

وارد شود



اجزای سیستم ترمز ABS

الف واحد کنترل الکترونیکی یا ECU

ب واحد کنترل هیدرولیکی یا HCU

پ پمپ

ت سیلندر اصلی

ه سلونوئیدها

د انبارها اکومولاتورها

ز سنسورهای سرعت

ر سایر تجهیزات ورودی واحد

خ کنترل الکترونیکی

انواع سیستم های ترمز ABS

شرکت های خودروسازی جهان از سیستم های ترمز ABS مختلفی بر روی خودروهیشان استفاده

می کنند که اصولا کار و کلیات سیستم های ABS را دارا می باشد اما با هم فرق های دارند

الف سیستم های بندیکس (ترمز ABS)

ب سیستم های بوش(ترمز ABS)

پ سیستم های کلسی –هایز(ترمز ABS)

ت سیستم های دلفی- چیسیس(ترمز ABS)

ز سیستم های نیپوندنسو و نیسین و سومیتوو(ترمز ABS)

ر سیستم های توس(ترمز ABS)

د سیستم های تویوتا(ترمز ABS)