منبع پایان نامه : دانلود پروژه رشته مکانیک درمورد تفاوت موتورهاي ديزل دو زمانه و چهار زمانه – قسمت دوم

به اين دليل از سوپرشارژرها بهره گیری مي گردد كه هواي بيشتري براي سيلندرهايي موتور تأمين گردد. تأمين هواي بيشتر در واقع مهيا ساختن اكسيژن بيشتر براي انجام احتراق بوده و اين امر سبب احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهايت قدرت بيشتر موتور خواهد بود.

در موتورهاي ديزل دو زمانه از يك دمنده به همين مقصود بهره گیری مي گردد كه قبلاً توضیح داده شده. فشار هواي ارسالي توسط دمنده تنها اندكي از فشار جو ( فشار اتمسفر ) بيشتر می باشد و بنابراين اثر سوپرشارژر را ندارد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

دو اصطلاح « سوپرشارژر» و «دمنده» جهت تشخيص کردن دو مقصود كاملاً جدا بهره گیری مي گردد، اما برخي اوقات هر دو اصطلاح “شارژر” و “دمنده” در ارتباط با سوپر شارژر

بهره گیری مي گردد.

سوپر شارژز كه محرك آن دودهاي خروجي موتور مي باشد، به نام توربورشارژر شناخته مي گردد.

تأمين هواي موتور:

موتورهايي كه سوپر شارژر ندارند به عنوان موتورهاي بدون سوپرشارژر يا موتورهاي معمولي ياد مي شوند. زيرا در اين موتورها به علت حركت پيشتون در داخل سيلندر اقدام مكش هوا به داخل سيلندر ها انجام مي گردد. به اين ترتيب هواي داخل سيلندرها با فشار جو تأمين مي گردد. حتي در شرايط ايده آل، فشار هواي ورودي در داخل سيلندر ها به فشار جو نمي رسد و در اقدام به مقدار قابل توجهي كمتر از آن مي باشد.

توربوشارژر جريان هواي ورودي به محفظه احتراق را تقويت نموده و باعث افزايش فشار آن به نسبت دو برابر فشار جو مي گردد. اين امر سبب افزايش قدرت خروجي و گشتاور موتور از 25 تا 40 درصد بسته به طراحي توربوشارژر و موتور مي گردد.

توربوشارژر:

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              
شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

توربوشارژر شامل يك كمپرسور و يك توربين مي باشد كه هر دوي روي يك شفت نصب شده اند و توربين توسط گازهاي خروجي حاصل از احتراق چرخانيده مي گردد. انرژي اين گازها، كه در صورت نبودن توربورشارژر تلف مي گردید، براي چرخاندن كمپرسور بهره گیری مي گردد و هواي بيشتري براي سيلندرهاي موتور تأمين مي كند.

توربوشارژر داراي يك قسمت دوار( روتور) می باشد كه شامل يك شفت مي باشد و يك سر آن توربين و سر ديگر آن يك كمپرسور نصب شده می باشد اين قسمت دوار داخل يك پوسته قرار گرفته كه داراي دو محفظه يكي براي توربين و ديگري براي كمپرسور
مي باشد. گازهاي خروجي موتور مستقيماً وارد محفظه توربين شده و توربين و در نتيجه كمپرسور را با سرعت بسيار بالايي به چرخش وا مي دارند. از هوا از مركز محفظه كمپرسور مكيده شده و تحت فشار قرار گرفته و توسط نيروي گريز از مركزي كه بواسطه سرعت بسيار بالاي چرخش كمپرسور ناشي مي گردد به درون موتور رانده
مي گردد. به اين ترتيب هواي بيشتري به داخل سيلندر ارسال مي گردد. اگر سوخت بيشتري به داخل سيلندرها ترزيق گردد، انرژي گازهاي خروجي نيز افزايش يافته و در نتيجه سرعت چرخش توربوشارژر نيز بالاتر مي رود. اين امر سبب افزايش هواي تأمين شده براي موتور مي گردد.

انواع توربوشارژر:

همه توربوشارژرها به يك طريق اقدام مي كنند، اما چگونگي ورود گازهاي خروجي به داخل توربين متفاوت مي باشد. سه نوع توربوشارژر هست. اين سه نوع عبارتند از نوع حلزوني ساده[1] نوع حلزوني با افزايش سرعت[2] و نوع ضرباني[3]

توربوشارژر حلزوني ساده :

اين نوع توربوشارژر داراي يك معبر تنها مي باشد كه گازهاي خروجي موتور را به چرخ توربين منتقل مي كند. حلزون يك معبر مارپيچ در درون پوسته محفظه توربين مي باشد كه مقطع آن ثابت نبوده و كاهش مي يابد.

اين تغيير به دليل ثابت نگهداشتن سرعت گازهاي خروجي هنگام عبور از طول حلزون مي باشد. گازهاي خروجي به گونه پيوسته از حلزون عبور كرده و وارد توربين مي شوند. گازها از ميان پره هاي توربين عبور كرده و باعث چرخش توربين شده و سپس توربين را ترك و وارد اگزوز مي شوند.

چرخ كمپرسور به همراه توربين روي يك شفت نصب شده می باشد. پره هاي كمپرسور داراي انحناء بوده و تحت تأثير نيروي گريز از مركز هوا را فشرده مي سازد. هواي فشرده شده با سرعت زياد و فشار كم از لبه پره هاي كمپرسور جدا مي گردد. هوا از ديفيوز عبور نموده، وارد قسمت حلزوني پوسته كمپرسور مي گردد.

اين امرسبب مي گردد قبل از آنكه هوا مستقيماً وارد محفظه احتراق گردد، سرعت آن كاهش و فشار آن افزايش يابد.

توربوشارژر حلزوني با افزاينده سرعت:

اين نوع توربوشارژر داراي يك حلزون و يك افزاينده سرعت ( پره هاي ثابت) يا دو حلزون و دو مجرا مي باشد. گازهاي خروجي وارد منيفولد دود و از آنجا وارد حلزونها شده،‌ اما بجاي آنكه مستقيماً وارد چرخ توربين شوند، از پره هاي ثابت روي پوسته توربين عبور نموده و با زاويه مناسب و سرعت بسيار زياد و با انرژي بالاتر با پره هاي توربين برخورد مي نمايند. سمت كمپرسور توربوشارژر همانطور كه قبلاً دو نوع حلزوني توضيح داده گردید اقدام مي كند.

توربوشارژر نوع ضرباني:

بهره گیری از اين نوع توربوشارژر، يك مينفولد دود نوع“ضرباني” را طلب مي كند زيرا از ضربات دودهاي خروجي كه از سيلندرهاي موتور خارج مي گردد بهره گیری مي كند. اين امر سبب افزايش سرعت توربوشارژر مي گردد.

اين مينفولد داراي معبري از هر سيلندر مي باشد كه در انتها به دو كانال اصلي جداگانه تبديل مي شوند. اين دو كانال به دو كانال روي پوسته توربين مي پيوندند. منيفولد داراي مقطع نسبتاً كوچكي مي باشد تا از اثر ضربات بهره بيشتري ببرد، زيرا در منيفولدهاي بزرگتر اتلاف، بيشتر می باشد. شكل منيفولد به گونه اي طرح گشته تا از جريان گازهاي آزاد نيز به خوبي گازهاي توده اي بهره گیری كند. در حين شتاب گيري اين امر اجازه
مي دهد انرژي گازهاي خروجي سريعاً به توربين رسيده و شتاب موتور بهبود يابد.

براي بهره بردن بهتر از گازهاي توده اي، سيلندرها بطور يك در ميان با در نظر داشتن ترتيب احتراق به يك كانال مرتبط گشته اند. مثلاً در يك موتور شش سيلندر كه ترتيب احتراق 4-2-6-3-5-1 مي باشد، سيلندرهاي 1،2،3 به يك كانال و سيلندرهاي 4،5،6 به كانال ديگر متصل مي گردند. به اين ترتيب باعث مي گردد توده هي دود بيشتر از هم جدا باشند و اثر بيشتري خواهد داشت.

توربوشارژر در موتورهاي دو زمانه:

در برخي موتورهاي دو زمانه هم از توربوشارژر و هم از دمنده ( هر دو با هم) بهره گیری شده می باشد. گازهاي خروجي از سيلندر توسط منيفولد دريافت و از طريق لوله ها به توربين توربوشارژر مي رسند كه در بالاي پوسته دمنده قرار گرفته می باشد.

هواي ورودي توسط كمپرسور توربوشارژر متراكم شده و به دمنده در زير آن منتقل
مي گردد و سرعت هوا حفظ مي گردد. سپس هوا از كولر هوا ( افتركولر) كه در زير دمنده تعبيه شده عبور نموده و وارد سيلندر ها مي گردد. دمنده توسط موتور به گردش در آمده و وظيفه آن عيناً همانند دمنده در موتورهايي می باشد كه توربوشارژر ندارند.

خنك كردن هوا، پس از آنكه توسط توربوشارژر متراكم گردید

پس از آنكه هوا داخل توربوشارژر متراكم گردید، درجه حرارت آن بالا مي رود. خنك كردن هوا پس از خروج از توربوشارژر و قبل از ورود به موتور در كولر( افتركولر، اينتركولر) انجام مي پذيرد. يك مبدل حرارتي بين توربوشارژر و منيفولد هواي ورودي قرار گرفته می باشد كه حرارت هوا را جذب و در نتيجه جرم حجمي آنرا بالا مي برد. بنابراين هوا با جرم حجمي بالاتر به محفظه احتراق مي رسد.

جرم حجمي هوا با درجه حرارت تغيير مي كند. هر قدر هوا گرمتر گردد، بيشتر منبسط مي گردد و جرم حجمي آن كاهش مي يابد. پس از سرد شدن هوا متراكم شده و جرم حجمي آن افزايش مي يابد. كولر هوا ( افتركولر) هواي ارسالي را با دماي تقريباً يكنواخت حفظ نموده و احتراق را بهبود مي دهد.

اگر چه هدف اصلي از طراحي و بهره گیری از اين كولر خنك كردن هواي دريافتي از توربوشارژر مي باشد، ولي علاوه بر آن هنگامي كه موتور در شرايط درجه حرارت پايين كار مي كند، باعث افزايش درجه حرارت هواي ورودي به موتور مي گردد. بنابراين كولر هوا (افتركولر) هميشه در جهت حفظ تعادل و پايداري درجه حرارت هواي ارسالي اقدام مي كند.

مزيتهاي توربوشارژر:

افزايش قدرت:

وجود توربوشارژر روي موتور باعث افزايش قدرت آن مي گردد. اين افزايش در حدود 40 تا 50 درصد قدرت موتور بدون توربوشارژر با همان طراحي مي باشد. اين افزايش قدرت ناشي از ارسال هواي اضافه به داخل سيلندرها و تقويت احتراق سوخت
مي باشد. نسبت توان وزني در جرم و اندازه موتور نيز اندكي افزايش مي يابد.

مصرف اقتصادي سوخت:

سرعت موتور با افزايش مصرف سوخت بيشتر مي گردد. توربوشارژر سبب رعايت نسبت دقيق تر سوخت- هوا و احتراق بهتر و بهينه شدن مصرف سوخت مي گردد.

كاهش دود:

زیرا توربوشارژر هواي كافي و (اكسيژن) براي احتراق كامل سوخت تأمين مي كند، دود سياه موتور بطور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. اگر هوا كافي نباشد، سوخت كاملاً نسوخته و در نتيجه موتور دود سياه مي كند.

 

جبران افت توان موتور در ارتفاعات:

توربوشارژر در تغيير ارتفاع، توانايي جبران افت موتور را دارد. قدرت موتوري كه توربوشارژر دارد تقريباً هنگام كار در ارتفاعات ثابت مي ماند. زیرا چگالي هوا با افزايش ارتفاع كاهش مي يابد. مقاومت هوا روي توربين كاهش يافته و توربين مي تواند آزادانه تر چرخيده و كمپرسور را سريعتر بچرخاند و در نتيجه كمپرسور، فشار بيشتري مهيا مي سازد. در نتيجه هواي بيشتري براي موتور تأمين شده و نسبت سوخت – هوا حفظ مي گردد.

با يك مقايسه نظاره مي گردد در موتور بدون توربوشارژر به علت كاهش چگالي هوا در ارتفاعات، اكسيژن كافي براي احتراق كامل سوخت فراهم نشده و موتور دود سياه
مي كند. اين موتورها براي كار طولاني در ارتفاعات به علت بهم خوردن نسبت سوخت – هوا دچار مشكل مي شوند.

كاهش صداي موتور:

توربوشارژر به كاهش صداي موتور در زمان احتراق كمك مي كند. ويژگي هاي صوتي موتور ديزل، كه به عنوان ضربه موتور ياد مي گردد، نتيجه افزايش فشار در محفظه احتراق مي باشد. هواي با چگالي بيشتر و با فشار و حرارت بيشتر در موتور سبب احتراق بهتر و افزايش نرمي كاركرد موتور و در نهايت كاهش صداي موتور مي گردد.

پاسخ دهید