تحقیق کارکرد سنسورها در تنظیم کارایی موتور خودرو
تا نيمه قرن بيستم تعداد موتورهاي احتراق داخلي ( IC ) در جهان به قدري كم بود كه آلودگي ناشي از اين موتورها قابل تحمل بود. با رشد جمعيت جهان و افزايش تعداد نيروگاهها و تعداد رو به افزايش خودروهاي سواري هوا به حدي آلوده گشت ، كه ديگر اين آلودگي قابل قبول نبود . در دهه 1940 براي اولين بار آلودگي هوا در ناحيه لوس آنجلس در ايالت كاليفرنيا به عنوان يك مشكل مطرح شد . در دهة 1960 استانداردهاي محدوديت آلاينده ها در كاليفرنيا به اجرا در آمد ، در دهه هاي بعد استاندارد محدوديت آلاينده ها در بقيه ايالات متحده اروپا و ژاپن نيز اجرا شد . با ساخت موتورهايي با كارآيي بهتر در مصرف سوخت و با استفاده از تصفيه گازهاي خروجي ، آلاينده هاي هيدروكربني ، منواكسيد كربن و اكسيدهاي نيتروژن به ازاي هر خودرو در طي دهه 1970 تا 1980 به ميزان حدود 95 % كاهش يافت و سرب كه يكي از آلوده كننده هاي اصلي هواست و به عنوان افزودني سوخت به كار مي رفت در طي دهه 1980 از رده خارج شد هر چند مصرف سوخت در موتور يك خودرو نسبت به دهه 1970 به نصف كاهش يافته ، اما افزايش تعداد خودروها باعث شد كاهش كلي در مصرف سوخت ايجاد نگردد .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – احتراق در موتورهاي بنزيني
1-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………. 2
1-2- موتورهاي احتراق جرقه اي يا سيكل اتو …………………………………………………………………… 2
1-2-1- اصول كاركرد …………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2-2- اصول سيكل چهار زمانه …………………………………………………………………………………………. 3
1-3- فرآيند احتراق در موتورهاي شمع دار ……………………………………………………………………….. 7
1-4- عوامل نامطلوب در احتراق ………………………………………………………………………………………….. 9
1-4-1- انفجار ……………………………………………………………………………………………………………………….. 9
1-4-2- اشتعال زود هنگام …………………………………………………………………………………………………… 11
1-4-3- ضربه ………………………………………………………………………………………………………………………… 12
1-5- پارامترهاي مهم در طراحي موتور ………………………………………………………………………………. 13
1-5-1- نسبت تراكم …………………………………………………………………………………………………………….. 14
1-5-2- شكل محفظة احتراق ……………………………………………………………………………………………… 15
1-5-3- زمانبندي سوپاپها …………………………………………………………………………………………………….. 18
1-5- 4- هندسه مانيفولد ورودي ………………………………………………………………………………………… 20
|
1-5-5- غشابندي سوخت ……………………………………………………………………………………………………. 21
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-5-6- ديگر پارامترها ………………………………………………………………………………………………………….. 23
فصل دوم – شكل گيري مخلوط
2-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………. 25
2-2- غلظت مخلوط و عملكرد آن ……………………………………………………………………………………….. 25
2-3- تأثير غلظت مخلوط بر روي آلاينده هاي خروجي ……………………………………………………. 28
2-3-1- ميزان توليد CO……………………………………………………………………………………………………… 29
2-3-2- ميزان توليد HC……………………………………………………………………………………………………… 29
2-3-3- ميزان توليد NOx ………………………………………………………………………………………………….. 29
2-4- نسبت هوا و سوخت در شرايط مختلف ……………………………………………………………………… 30
2-4-1- ضريب غلظت …………………………………………………………………………………………………………… 30
2-4-2- مخلوط سوخت و هوا …………………………………………………………………………………………….. 31
2-5- تطابق با شرايط كاري خاص ……………………………………………………………………………………….. 32
2-6- سيستمهاي تركيب سوخت و هوا ………………………………………………………………………………. 35
2-6-1- سيستم پاشش چند نقطه اي ………………………………………………………………………………… 35
2-6- 2- سيستم پاشش تك نقطه اي ………………………………………………………………………………… 37
|
2-7- حالات پاشش سوخت ………………………………………………………………………………………………….. 37
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-7-1- پاشش همزمان ………………………………………………………………………………………………………… 38
2-7-2- پاشش گروهي …………………………………………………………………………………………………………. 38
2-7-3- پاشش ترتيبي …………………………………………………………………………………………………………. 39
2-8- مزاياي سيستمهاي انژكتوري ………………………………………………………………………………………. 40
فصل سوم – انواع سنسورها و عملگرها
3-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………. 44
3-2- ساختار كلي سيستمهاي سوخت رساني انژكتوري …………………………………………………… 44
3-3- انواع سنسورهاي جمع آوري اطلاعات موتور …………………………………………………………….. 46
3-3-1- انواع سنسورهاي بار موتور ……………………………………………………………………………………… 46
3-3-2- درجه حرارت موتور و هواي ورودي ………………………………………………………………………. 55
3-3-3- سنسوراكسيژن ………………………………………………………………………………………………………… 57
3-4- سرعت موتور و موقعيت ميل لنگ ……………………………………………………………………………… 59
3-4-1- حسگر موقعيت ميل لنگ ………………………………………………………………………………………. 60
3-5- سيستم سوخت رساني ………………………………………………………………………………………………… 65
3-5-1- پمپ بنزين الكتريكي ……………………………………………………………………………………………… 66
|
3-5-2- فيلتر سوخت …………………………………………………………………………………………………………… 70
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-5-3- ريل سوخت ……………………………………………………………………………………………………………… 71
3-5-4- رگلاتور فشار سوخت ………………………………………………………………………………………………. 72
3-5-5- ميراكنندة نوسانات فشار سوخت …………………………………………………………………………… 73
3-5-6- پاشش سوخت …………………………………………………………………………………………………………. 74
3-5-7- انژكتور مغناطيسي ………………………………………………………………………………………………….. 75
3-5-8- آرايش مخلوط …………………………………………………………………………………………………………. 77
3-6- سنسور كوبش ………………………………………………………………………………………………………………. 79
3-7- مدار جرقه زني ولتاژ بالا ……………………………………………………………………………………………… 81
3-7-1- كويل ………………………………………………………………………………………………………………………… 82
3-7-2- راه انداز سيستم اشتعال ………………………………………………………………………………………… 83
3-7-3- تقسيم ولتاژ ……………………………………………………………………………………………………………… 85
3-7-4- رابطها و پارازيت گيرها ……………………………………………………………………………………………. 87
3-7-5- شمع ………………………………………………………………………………………………………………………… 88
نتيجه گيري …………………………………………………………………………………………………………………………….. 90
پيشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 91
|
منابع و مآخذ …………………………………………………………………………………………………………………………… 92
مقاله لاتين ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 93
1-1- مقدمه :
فرآيند احتراق در موتورهاي شمع دار از فرآيندهايي است كه از زمان اختراع اتومبيل همواره مورد توجه طراحان و سازندگان آن بوده است . اطلاعات موجود دربارة چگونگي اين فرآيند حاصل سالها پژوهش صبورانه است و حتي اكنون نيز نمي توان گفت كه كامل شده است . دراين جا سعي برآن است كه تا حد نياز براي درك آسانتر سيستمهاي سوخت رساني انژكتوري با اين پروسه آشنا شويم ولي براي آشنايي كامل با اين فرآيند بايستي به منابع مناسب رجوع كرد .
1-2- موتورهاي احتراق جرقه اي يا سيكل اتو :
1-2-1- اصول كاركرد :
موتورهاي احتراق جرقه اي يا سيكل اتو يك موتور احتراقي با اشتعال خارجي ( توسط شمع )
مي باشد كه انرژي نهفته در سوخت ( بنزين ) را به انرژي جنبشي تبديل مي كنند.
امروزه در موتورهاي احتراق جرقه اي استاندارد از تزريق به داخل مانيفولد ورودي براي تشكيل مخلوط هوا و سوخت در خارج محفظة احتراق ، استفاده مي شود . سيستم تشكيل مخلوط، يك مخلوط هوا و سوخت ( بر پايه بنزين يا يك سوخت گازي ) توليد مي كند . بطوريكه اين مخلوط با حركت رو به پايين پيستون و انجام عمل مكش ، به داخل سيلندر كشيده مي شود . در آينده شاهد افزايش استفاده از موتورهايي خواهيم بود كه سوخت را بطور مستقيم و بصورت تناوبي به داخل محفظة احتراق تزريق مي كنند . هنگامي كه پيستون بالا مي آيد مخلوط را فشرده مي سازد تا براي انجام عمل احتراق زمانبندي شده آماده شود و اين مخلوط فشرده ،توسط يك انرژي خارجي كه بوسيله شمع اعمال مي شود ( جرقه ) تحت احتراق قرار مي گيرد .
گرماي آزاد شده درفرآيند احتراق ، سيلندر را تحت فشار قرار مي دهد و پيستون را با فشار به سمت پايين مي راند. كه اين عمليات باعث ايجاد نيرويي به ميل لنگ شده و آنرا مي گرداند . بعد از هر مرحلة احتراق ، گازهاي سوخته شده از سيلندر بيرون رانده مي شود تا سيلندر براي شارژ تازه اي از مخلوط هوا و سوخت آماده شود. مفهوم اوليه طراحي ،مورد استفاده در موتور خودروها براي كنترل انتقال گاز ( مكش ، تراكم، احتراق و تخليه ) سيكل احتراق چهار زمانه است كه براي كامل شدن هر سيكل ، دو دور چرخش ميل لنگ مورد نياز است .
تحقیق کارکرد سنسورها در تنظیم کارایی موتور خودرو