موتور دوراني با ضريب تراكم بالا
- توضیحات
- دسته: مجموعه شماره 3
- منتشر شده در دوشنبه, 18 دی 1391 23:18
- نوشته شده توسط Mehdi Jahanbakhsh
موتور دوراني با ضريب تراكم بالا
ديباچه:
يكي از مهمترين مشكلات در موتورهاي پيستوني با حركت رفت و برگشتي توقف پيستون در نقاط ابتدا و انتهاي سيلندر موتور است. اين توقف و شتاب گيري در ابتدا و انتهاي سيلندر سبب مي شود تا مقداري از نيروي موتور صرف همين كار شود. و در كل بازده موتوري را كاهش دهد. براي برطرف كردن اين مشكل بايد موتور بسازيم تا به جاي حركت رفت و برگشتي حركت دوراني داشته باشد.
هم اكنون اين موتور ساخته شده است كه ضريب تراكم آن بستگي به نوع سوختي كه ما بخواهيم در آن مورد استفاده قرار دهيم، متفاوت خواهد بود. براي سوختهايي مانند بنزين ضريب تراكم حدود 9 و براي سوختهاي سنگيني مانند گازوئيل تراكم در آن بين 20 تا 25 يا بيشتر خواهد بود. اين موتور در روغن كاري نسبت به ساير موتورها پيشرفته تر، و مصرف روغن آن نيز كمتر است كه در ادامه آمده است.
اساس كاركرد موتور:
چهار پيستون در داخل يك سيلندر حلقه اي قرار دارند ( از شماره 1 تا 4 ) فاصله هر دو پيستون را يك فضا تعريف مي كنيم همين فضاها با سيلندرها در اتوموتورها قابل قياس هستند. سيلندر موتور از دو قسمت ساخته شده است كه دو دريچه هم پيچ مي شوند. بر روي يكي از قسمتهاي سيلندر شمع و بر روي يكي براي ورود سوخت و ديگري براي خروج دود در نظر گرفته شده است. فضاها در زمانهاي معين تغيير حجم مي دهند مثلاً زماني كه حجم فضاي (1) زياد مي شود در داخل آن فشار كاهش مي يابد و چون مقابل دريه ورود سوخت قرار دارد، سوخت وارد اين فضا مي شود و در فضاي (2) سوختي كه قبلاً وارد شده متراكم مي شود و فضاي (3) عمل احتراق صورت مي گيرد و در فضاي (4) نيز سوخت مصرف شده از گزوز خارج مي شود اين اعمال به صورت پي در پي در موتور تكرار مي شوند و چون با حركت يكي از پيستونها هر چهار عمل همزمان انجام مي شوند موتور به سرعت و گشتاور فوق العاده اي مي رسد و مي توان گفت كه بيشترين گشتاور را نسبت به ساير موتورهاي احتراقي دارد.
حركت پيستونها به صورت مكانيكي هماهنگ مي شود و پيستونها دو به دو به دسته پيستونها متصل هستند. به طوري كه وقتي پيستون شماره يك حركت مي كند، همراه آن پيستون شماره 3 نيز به همان اندازه حركت مي كند و همين طور اگر پيستون شماره (2) حركت كند پيستون شماره 4 نيز به همان اندازه حركت مي كند. دسته پيستون ها نيز از طريق الماسكها و ديسكهاي گير به شافت موتور ارتباط دارند.
مزاياي اين موتور در مقايسه با موتورهاي پيستوني رفت و برگشتي :
1- تعداد مراحل انجام شده ( تنفس، تراكم، كار، تخليه)
در يك موتور پيستوني با حركت رفت و برگشتي، در نوع چهار زمانه آن عملاً پيستون بايد چهارمرتبه بالا و پايين برود تا يك مرحله در موتور انجام شود يا به عبارتي ميل لنگ موتور و شافت خروجي بايد 720 درجه دور بزند تا يك مرحله كار انجام شود و چهار عمل اصلي موتور صورت پذيرد، اما در اين موتور دوراني تنها با 120 درجه دوران شافت يك مرحله كار انجام شده و نيز چهار عمل موتور در همين 120 درجه صورت مي گيرد يعني 6 برابر بيشتر از يك موتور چهار زمانه خواهد بود.
2- توان :
اين موتور نسبت به ساير موتورهاي دوراني توان خارق العاده اي دارد به اين دليل كه مراحل كار آن پي در پي مي باشد و فاصله اي بين مراحل كار آن وجود ندارد. مثلاً وقتي پيستون 120 درجه دوران حول شافت انجام مي دهد يك مرحله كار انجام مي شود. دوباره در همان لحظه كه به انتهاي مسير رسيد چون تمامي مراحل موتور انجام شده است احتراق بعدي صورت مي گيرد و كار بعدي انجام مي شود. در حالي كه در موتورهاي رفت و برگشتي، 3 مرحله كار در 6 دور شافت خروجي موتور انجام مي شود يعني عملاً در واحد زمان اين موتور دوراني 6 برابر توان بيشتري نسبت به موتورهاي چهار زمانه دارد ضمن اينكه مراحل كار آن پي در پي بوده و گشتاور اين موتور بسيار بيش از موتورهاي رفت و برگشتي است.
روغن كاري :
اگر مساحت داخلي 120 درجه از سيلندر موتور دوراني كه در آن يك مرحله كار انجام مي گيرد حساب كنيم، بعد مساحت داخلي يك موتور پيستوني رفت و برگشتي از همان حجم سيلندر را حساب كنيم و سپس در 8 ضرب كنيم ( به اين دليل كه از موتور رفت و برگشتي چهار حركت رفت و چهار حركت برگشتي انجام مي دهد تا كار انجام شود در حالي كه در موتور دوراني حركت در يك جهت صورت مي گيرد.) حال، اگر مقايسه اي داشته باشيم مي بينيم مساحتي از سيلندر موتور رفت و برگشتي كه بايد روغن كاري شود بسيار بيشتر از مساحت روغن كاري اين موتور دوراني است، يعني عملاً مصرف روغن در موتور دوراني يك دهم مصرف روغن در موتورهاي رفت و برگشتي است.
موتوري ديگر كه سيستم روغنكاري اين موتور دوراني نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي دارد اين است كه در موتورهاي رفت و برگشتي همه پيستونها بايد رينگهاي روغني داشته باشند و همه آنها جداره سيلندر را روغنكاري كنند، در حالي كه در اين موتور دوراني روغن به داخل فقط يك پيستون وارد مي شود و جداره سيلندر را روغن كاري مي كند.
موتوري چهار زمانه بدون سوپاپ: در موتورهاي رفت و برگشتي ما نمي توانيم هم سوپاپ را حسب كنيم و هم موتوري چهار زمانه داشته باشيم. حال آنكه اين طرح موتور ما هم سوپاپ نداريم و هم موتوري چهار زمانه داريم كه همه اعمال مكش، تراكم، احتراق، تخليه، را جداگانه انجام مي دهد. يعني اعمال اصلي را همانند (موتورهاي سوپاپ دارد رفت و برگشتي انجام مي دهد.) در حالي كه هيچ سوپاپي ندارد. نداشتن سوپاپ خود به تنهايي برتري بسيار زيادي را نسبت به ساير موتورها نشان مي دهد كه باعث كاهش هزينه ساخت و پيچيدگي موتور و افزايش راندمان آن مي شود.
كاهش هزينه هاي توليد:
در اين موتور دوراني تعداد قطعات بسيار كمتر از قطعات موتورهاي رفت و برگشتي است، و در نتيجه مواد اوليه كمتر و عمليات ماشين كاري كمتري نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي دارد، سيستم برق در اين موتور بسيار ساده است يعني ما به تقسيم كننده برق براي شمعها (دلكو) نيازي نداريم. چون در يك چرخه كامل موتور براي هر چهار پيستون يك شمع جرقه مي زند كه مي توان از يك پلاتين و يك شمع استفاده كرد.
موتوري كم حجم و سبك وزن:
از آنجا كه چهار پيستون در داخل يك سيلندر قرار دارند و برخلاف موتورهاي رفت و برگشتي براي هر پيستون يك سيلندر وجود ندارد، پس حجم كمتري نسبت به ساير موتورها دارد كه نتيجه آن وزني كمتر و كاهش مصرف انرژي وسيله نقليه در درازمدت نيز خواهد شد.
برتري هاي اين موتور دوراني نسبت به موتور دوراني وانكل:
از معروفترين موتورهاي دوراني مي توان به موتور وانكل اشاره كرد اين موتور دو نقص اساسي دارد:
1- عدم روغنكاري مناسب
2- پايين بودن ضريب تراكم
در مورد روغنكاري بايد گفت ضمن اينكه مصرف روغن در موتور وانكل زياد است، قطعات موتور به درستي روغن كاري نمي شوند، اين در حالي است كه در اين موتور دوراني نه تنها اين عيب وجود ندارد بلكه همان طوري كه گفته شد روغنكاري آن حتي بسيار بهتر از موتورهاي رفت و برگشتي انجام مي شود.
در مورد ضريب تراكم بايد گفت كه در موتور وانكل ضريب تراكم از عدد معيني تجاوز نمي كند، در حالي كه در اين موتور ضريب تراكم بين 4 تا بالاتر از 20 متغير است كه اگر ما سوختهاي سبكي مانند بنزين را به كار ببريم، ضريب تراكم را حدود 8 و براي استفاده از سوختهاي سنگين مانند گازوئيل ضريب تراكم را براي آن 20 يا بالاتر در نظر بگيريم.
ايده آل توان موتور:
موتورهايي كه سوخت مستقيم به داخل سيلندر پاشيده مي شود (موتورهاي ديزل) بازده بيشتري نسبت به موتورهايي كه سوختشان ابتدا با هوا مخلوط شده (كاربراتوري) و سپس وارد سيلندر مي شودرا دارند و از آنجا كه موتورهاي دوراني نيز بازده بيشتري نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي دارند و چون در اين موتور دوراني ضرب تراكم را مي توان بسيار بالا برد به طوري كه همانند موتورهاي ديزل كار بكند(اين در حالي است كه موتور وانكل نمي تواند مانند موتورهاي ديزل كار بكند). پس اين موتور با دو ويژگي كه دارد( 1- دوراني بودن 2- ضريب تراكم بالا و توانايي كار با سوخت سنگين ) ايده آل ترين و پربارترين موتور موجود مي تواند باشد.
