توربو شارژر (سوپر شارژر) ماشین آلات راهسازی و معدنی

معرفی توربو شارژر (سوپر شارژر)

توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو که بصورت محاوره ای بعنوان یک توربو شناخته میشود ،یک دستگاه القایی اجباری باتوربینی است که باعث افزایش بازده موتور واحتراق یک موتور احتراق داخلی باوادارکردن هوای اضافی فشرده شده بداخل محفظه احتراق میشود. این پیشرفت نسبت به توان خروجی یک موتور طبیعی که بخارمیشود به این دلیل است که کمپرسور میتواندهوای بیشتری وبه تناسب سوخت بیشتری راواردکند تاازفشار اتمسفرو برای همین ماده،ورودی هوا قوچ به تنهایی واردمحفظه احتراق شود.

توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو درابتدا بعنوان توربو شارژر (سوپر شارژر) هاشناخته میشدند وقتیکه همه دستگاههای القایی اجباری بعنوان شارژر های فوق طبقه بندی میشدند. امروزه اصطلاح“سوپر شارژر”معمولاًفقط در دستگاههای القایی اجباری بکارمیرود. تفاوت اصلی توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو ویک سوپر شارژر معمولی دراین است که یک سوپر شارژر بصورت مکانیکی توسط موتور هدایت میشود ،غالباًازطریق یک کمربند متصل به میل لنگ ،درحالیکه یک توربو شارژر (سوپر شارژر) توسط یک توربین که ازطریق موتور اگزوز موتور هدایت میشود ،تأمین میشود. درمقایسه بایک سوپر شارژر مکانیکی ،توربو شارژر (سوپر شارژر) هاتمایل دارندکه کار آمدترباشند  اماکم تری پاسخگو هستند. Twincharger به یک موتور باموتور سوپر شارژر و توربو شارژر (سوپر شارژر) اطلاق میشود.سازندگان معمولاًاز موتورهای توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو درموتورهای کامیون،ماشین ،قطار ،هواپیماو تجهیزات ساختمانی استفاده میکنند.آن هااغلب باموتور های احتراق داخلی چرخه اتو وچرخه دیزل استفاده میشوند.القای اجباری به اواخرقرن نوزدهم برمیگردد ،هنگامیکه گوتلیب دایملر تکنیک استفاده از پمپ دنده محور رابرای مجبورکردن هوابه موتور احتراق داخلی درسال ۱۸۸۵ به ثبت رساند.

اختراع ثبت شده درسال ۱۹۱۵توسط آلفردبوچی ، مهندس سوئیسی که در (Gebrüder Sulzer) مشغول بکاراست (اکنون بسادگی Sulzer نامیده میشود)اغلب تولد توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو درنظرگرفته میشود. این حق ثبت اختراع برای موتور شعاعی مرکب باتوربین جریان محوری اگزوز محور وکمپرسور سوارشده درشافت مشترک بود. اولین نمونه اولیه درسال ۱۹۱۵ باهدف غلبه براتلاف توان موتور های هواپیما بدلیل کاهش چگالی هوا درارتفاعات به پایان رسید. بااینحال ،نمونه اولیه قابل اعتمادنبود وبه تولیدنرسید. یکیدیگراز حق ثبت اختراعات اولیه برای توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو درسال ۱۹۱۶توسط مخترع توربین بخار فرانسوی آگوستاراتاو ،برای استفاده در نظرگرفته شده آن هادر موتورهای رنو مورداستفاده هواپیماهای جنگنده فرانسوی ، مورداستفاده قرارگرفت. بطورجداگانه ،آزمایش سال ۱۹۱۷توسط کمیته ملی مشاوره هوایی آمریکا وسنفورد الکساندر ماس نشان دادکه یک توربو شارژر (سوپر شارژر) میتواندیک موتور راقادر سازدازهر گونه اتلاف برق (درمقایسه باتوان تولیدشده درسطح دریا) درارتفاع حداکثر۴،۲۵۰متر (۱۳۹۴۴ فوت) جلوگیری کند. بالاتراز سطح دریا است. این آزمایش در Pikes Peak درایالات متحده بااستفاده ازموتور هواپیمای V12 Liberty انجام شد.

اولین کاربردتجاری یک توربو شارژر (سوپر شارژر) درسال ۱۹۲۵ بود، هنگامیکه آلفرد بوچی باموفقیت توربو شارژر (سوپر شارژر) هارابر روی موتور های دیزلی ده سیلندرنصب کرد وباعث افزایش توان مصرفی از۱۳۰۰ به۱۸۶۰ کیلووات (۱۷۵۰ تا ۲٫۵۰۰ اسب بخار) شد.این موتورتوسط وزارت حمل ونقل آلمان برای دوکشتی مسافری بزرگ به نام های“Preussen” و “Hansestadt Danzig” استفاده شده است. این طرح به چندین تولید کننده مجوز داده شد و توربو شارژر (سوپر شارژر) هادرکاربرد های دریایی ،ریلی وبزرگ کاربرد های ثابت شروع بکارکردند.

توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو درجنگ های جهانی دوم درچندین موتورهواپیما مورداستفاده قرارگرفتند ، ازابتدای قلعه پرواز بوئینگ B-17 درسال ۱۹۳۸ ، که از توربو شارژر (سوپر شارژر) های تولیدشده توسط جنرال الکتریک استفاده میکرد. سایرهواپیما های اولیه توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو شامل نمونه های آزمایشی B-24 Liberator ، P-38 Lightning ، P-47 Thunderbolt وآزمایشی Focke-Wulf Fw 190 آزمایشی بود.

تولیدکنندگان خودرو وکامیون دردهه ۱۹۵۰ تحقیق درمورد موتور های توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو راآغازکردند ، امامشکلات “تاخیر توربو” وبزرگی حجم توربو شارژر (سوپر شارژر) درآن زمان قادربه حل نبودند. اولین اتومبیل های توربو شارژر (سوپر شارژر) ،شورولت Corvair مونزاکوتاه مدت وOldsmobile Jetfire بودکه درسال ۱۹۶۲ معرفی شد. بدنبال بحران نفت درسال ۱۹۷۳ واصلاحات درقانون هوای پاک سال ۱۹۷۷ ، بعنوان روشی برای کاهش مصرف سوخت وانتشار گازهای خروجی ، توربو شارژر (سوپر شارژر) درخودروها متداولترشد

برخلاف توربو شارژر (سوپر شارژر) ها،سوپر شارژرها بصورت مکانیکی توسط موتورهدایت میشوند. تسمه ها، زنجیر ها، شفت ها وچرخ دنده هاروش های متداولی برای تغذیه یک سوپر شارژر ، قراردادن یکبار مکانیکی بر روی موتوراست. بعنوان مثال ،درموتور تک مرحله ای تک سرعته رولزرویس مرلین ،این سوپر شارژر حدود۱۵۰ اسب بخار (۱۱۰ کیلو وات) استفاده میکند. بااینحال ، مزایاازهزینه ها بالاتراست. برای موتور ۱۵۰ اسب بخار(۱۱۰ کیلووات) برای سوپر شارژر موتور ،موتور ۴۰۰اسب بخاراضافی (۳۰۰ کیلووات) تولیدمیکند ،سودخالص ۲۵۰ اسب بخار(۱۹۰ کیلووات) است. این جاست که نقطه ضعف اصلی یک سوپر شارژر آشکارمیشود. موتور بایددرمقابل قدرت خالص موتورعلاوه برقدرت رانندگی سوپر شارژ مقاومت کند.

یکیدیگر ازمضرات برخی از سوپر شارژر ها،راندمان آدیاباتیک پایین درمقایسه با توربو شارژر (سوپر شارژر) ها(مخصوصاً سوپر شارژر های نوع Roots)است. راندمان آدیاباتیک اندازه گیری ازتوانایی کمپرسور درفشارهوا بدون اضافه کردن گرمای اضافی به آن هوااست. حتی درشرایط ایده آل ،فرآیندفشرده سازی همیشه منجربه افزایش دمای خروجی میشود. بااینحال ،کمپرسورهای کارآمدگرمای اضافی کم تری تولیدمیکنند. سوپر شارژر های ریشه گرمای بیش تری به هوانسبت به توربو شارژر (سوپر شارژر) هامیدهند. بنابراین ،برای یک حجم معین وفشارهوا ،هوای توربو شارژر (سوپر شارژر) سردتراست ودرنتیجه متراکمتر ،حاوی مولکولهای اکسیژن بیش تری است ،وبنابراین قدرت بالقوه بیش تری نسبت به هوای فوق شارژدارد. درکاربرد عملی ،اختلاف بین این دوبسیار چشم گیراست ، زیرا توربو شارژر (سوپر شارژر) هااغلب تنها۱۵٪ تا ۳۰٪ انرژی بیش ترصرفاً براساس تفاوت دربازده آدیاباتیک تولیدمیکنند(اما بدلیل انتقال حرارت ازاگزوزداغ ،گرمایش قابل توجهی اتفاق می افتد).

درمقایسه ،یک توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو بارمکانیکی مستقیمی روی موتور قرارنمیدهد ،اگر چه توربو شارژر (سوپر شارژر) هافشاراگزوز عقب رابر موتور هاقرار میدهند وتلفات پمپ راافزایش میدهد. این کارآیی بیش تری داردزیرا درحالیکه افزایش فشارعقب باعث فشاربرضربات اگزوز پیستون میشود ،بخش اعظمی ازانرژی که توربین راهدایت میکندتوسط گاز اگزوز درحال گسترش است که درغیر اینصورت بعنوان گرما ازطریق لوله خالی هدرمیرود تأمین میشود. درمقابل شارژبیش ازحد ، نقطه ضعف اصلی توربو شارژر (سوپر شارژر) همان چیزی است که ازآن بعنوان “تاخیر”یا“زمان قرقره” یادمیشود. این زمان بین تقاضابرای افزایش قدرت (دریچه گاز بازمیشود) و توربو شارژر (سوپر شارژر)  باافزایش فشار ورودی وازاین رو قدرت افزایش مییابد.

تاخیردریچه گاز به این دلیل اتفاق می افتدکه توربو شارژر (سوپر شارژر) هابرای ایجادتوربین به فشارگاز اگزوزمتکی هستند. درسیستمهای خروجی متغیرمانند موتور های اتومبیل ،فشارگازهای خروجی درحالت خاموش، سرعت موتور پایین یاموتور دریچه کم معمولاًبرای رانندگی توربین کافی نیست.تنهاهنگامیکه موتور بسرعت کافی میرسد ،بخش توربین شروع به چرخش میکند ، یابه اندازه کافی سریع میچرخد تافشار ورودی بیش ازفشار اتمسفر ایجادکند.ترکیبی ازیک توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو باموتور اگزوز ویک سوپر شارژر محورموتور میتواند نقاط ضعف هردو راکاهش دهد.این روش Twinchargingنام دارد.

درمورد موتورهای دو زمانه Electro-Motive Diesel، توربو شارژر (سوپر شارژر) باکمک مکانیکی بطورخاص دوقلونیست ، زیراموتور ازکمک مکانیکی برای شارژ هوا فقط درسرعت پایین موتور واستارت استفاده میکند. هنگامی که بالاتراز درجه ۵است ، موتوراز توربو شارژر (سوپر شارژر) واقعی استفاده میکند. این متفاوت ازیک توربو شارژر (سوپر شارژر) است که ازبخش کمپرسور توربو کمپرسور فقط درهنگام شروع کاراستفاده میکند ،زیرایک موتور دوزمانه نمیتواند بطورطبیعی آسپیراسیون شود وطبق تعاریف SAE ،یک موتوردو زمانه بایک کمپرسور کمک مکانیکی درهنگام کاربیکار ودریچه گازپایین درنظرگرفته طبیعی است.

در توربو شارژر (سوپر شارژر) هاکاتریج شامل شفت،پره هوا،پره دود،بشقابک،بوش برنزی،مهره سرشفت،سیلندر میباشدکه دقیقا دردرون توربو شارژر (سوپر شارژر) قرارمی گیرد. این قطعه میبایست از آلیاژ بسیارمقاوم دربرابر حرارت وگرما تولیدشود.موتور های دیزل امروزه مصارف گوناگونی پیداکرده اند. ازاین جهت افزایش راندمان وکارایی موتورهای دیزل یکی ازمهم ترین عوامل در طراحی این دسته از موتورهای درون سوز است. یکی ازراه کارهای افزایش راندمان موتور استفاده از توربو شارژر (سوپر شارژر) درطراحی موتوراست.توربو شارژر (سوپر شارژر) برخلاف سوپرشارژها ازنیروی موتور برای کمپرس هوا استفاده نمیکنند وبرای نیروی محرک خودرا ازگازهای خروجی موتور استفاده مینمایند. ازاین جهت بیش ترطراحان تمایل به استفاه ازاین دسته ازمحصولات در طراحی موتورهای دیزل دارند.عملکرد دقیق توربو شارژ‌ هابه این شکل است که در موتور‌های دیزلی بعلت احتراق درونی موتوربرای سوخت، درزمانیکه موتورسرعت بالایی می گیرد.میزان اکسیژن که منجربه احتراق سوخت میشود دچار نوسان وتغییر میشود. دراین زمان توربو شارژها واردعمل میشود ومیزان هوای موردنیاز سوخت راتامین مینمایند.

نشانه های خرابی توربو شارژر (سوپر شارژر):

  • درزمان روشن نمودن کامیون دودسیاه ازاگزوز خارج میشود.
  • مکش هوا دچارمشکل میشود. وکیم هوا درست صورت نمیگیرد.
  • منجر به نشتی روغن می شود.

 

کاربرد توربور شارژر (سوپر شارژر)

درموتورهای پیستونی آسپیراسیون طبیعی ،گازهای ورودی بافشاراتمسفر پرشده ازخلاء حجمی ناشی ازسکته مغزی روبه پایین پیستون ،واردموتور میشوند یا“تحت فشارقرار میگیرند” ،شبیه به رساندن مایع بااستفاده ازیک سرنگ است. اگرهوا بتواندفشار اتمسفر راحفظ كند ،مقدارهوا درواقع الهام گرفته شده است ،درمقايسه بامقدارنظری ،كارايی حجمي ناميده ميشود. هدف از توربو شارژر (سوپر شارژر) بهبودبهره وری حجمی موتور باافزایش چگالی گازورودی (معمولاًهوا) است که اجازه میدهد قدرت بیش تری درهرچرخه موتورداشته باشد.کمپرسور توربو شارژر (سوپر شارژر) درهوای محیط کشیده شده وآن رافشرده میکند قبل ازوارد شدن به منیفولد ورودی بافشار بیش تر است. این امرباعث میشودکه درهرسیر ورودی ،هوای بیش تری ازسیلندر هاواردشود. قدرت موردنیاز برای چرخش کمپرسور گریز ازمرکز ازانرژی جنبشی گازهای خروجی موتورحاصل میشود.

درکاربردهای اتومبیل ،“افزایش” به مقداری که فشارمانیفولد ورودی ازفشاراتمسفر فراتر رود ،اشاره دارد. این نماینده فشارهوای اضافی است که بیش ازآن چه که بدون القاء اجباری حاصل میشودحاصل میشود. سطح افزایش ممکن است درفشار سنج ،معمولاًدرنوار ، روان یااحتمالاً kPa نشان داده شود.کنترل افزایش توربو شارژر (سوپر شارژر) طی ۱۰۰سال استفاده آن هابه طرزچشم گیری تغییرکرده است. توربو شارژر (سوپر شارژر) های مدرن میتوانند ازضایعات ،دریچه های منفجر وهندسه متغیراستفاده کنند ،همان طورکه دربخش های بعدی موردبحث قرارگرفته است.

درکاربرد های توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو موتوربنزینی ،فشارتقویت شده برای نگهداشتن کل سیستم موتور ازجمله توربو شارژر (سوپر شارژر) درمحدوده عملیاتی طراحی حرارتی ومکانیکی آن محدوداست. افزایش بیش از حدموتور غالباًبه روشهای مختلفی ازجمله پیش احتراق ،گرمای بیش ازحد وفشارزیاد سخت افزارداخلی موتوربه موتور آسیب میرساند. بعنوان مثال ، برای جلوگیری ازضربه زدن موتورهم چنین بعنوان انفجار شناخته میشودو آسیب جسمی مربوط به موتور ،فشارمنیفولد ورودی نبایدخیلی زیادشود ، بنابراین فشاردر منیفولد ورودی موتورباید ازطریقی کنترل شود. بازکردن ضایعات باعث میشودانرژی اضافی مقرر برای توربین ازآن دورشود ومستقیماً به لوله اگزوز منتقل شود ، درنتیجه فشارتقویت راکاهش میدهد. ضایعات میتواند بصورت دستی کنترل شوداغلب درهواپیما مشاهده میشودیا توسط یک محرک درکاربرد خودرو ،اغلب توسط واحدکنترل موتورکنترل میشود.

افزایش قدرت با استفاده از توربو شارژر (سوپر شارژر)

هم چنین ممکن است از توربو شارژر (سوپر شارژر) برای افزایش راندمان سوخت بدون افزایش توان استفاده شود.این امربامنحرف کردن انرژی زباله اگزوز ،ازفرآیند احتراق وتغذیه مجددآن به سمت ورودی“گرم”توربو که در حال چرخش توربین است ،حاصل میشود. ازآن جاکه طرف توربین گرم باانرژی اگزوز رانده میشود ،توربین ورودی سرد(آن طرف توربو) هوای ورودی تازه رافشرده کرده وآنرا بداخل موتور سوق میدهد.بااستفاده ازاین انرژی درغیر اینصورت تلف شده برای افزایش جرم هوا ،اطمینان حاصل میشودکه تمام سوخت قبل ازاین که درمرحله شروع اگزوزتخلیه نشود ،سوزانده میشود. افزایش دماازفشار بالاتربازده کاروت بالاتر میدهد.

کاهش چگالی هوادراثر ازدست دادن چگالی جوی که درارتفاعات مشاهده میشودایجاد میشود. بنابراین ،استفاده طبیعی از توربو شارژر (سوپر شارژر) باموتورهای هواپیمااست. باصعودهواپیما به ارتفاعات بالاتر ،فشار هوای اطراف به سرعت فرو میرود. در۱۸۰۰۰پا(۵ هزار و ۵۰۰ متر) هوانیمی ازفشارسطح دریااست ، به این معنی که موتوردراین ارتفاع کم ترازنیمی ازقدرت تولیدمیکند. درموتور های هواپیمامعمولاًاز توربو شارژ برای حفظ فشارمنیفولد باافزایش ارتفاع استفاده میشود(یعنی جبران هوای باچگالی کم تردرارتفاعات بالاتر). ازآن جاکه فشارهوا درهنگام صعودهواپیما کاهش مییابد ،نیروبعنوان تابعی ازارتفاع درموتور های معمولی دارای فشارکاهش مییابد. سیستمهایی که از توربو شارژر (سوپر شارژر) برای حفظ توان خروجی سطح موتوریک موتوراستفاده میکنند ،سیستمهای عادی توربو نامیده میشوند.بطورکلی ،یک سیستم عادی توربو سعی داردفشار مانیفولد ۲۹٫۵اینچ جیوه (۱۰۰کیلو پاسکال)راحفظ کند.

تأخیر توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو (تأخیر توربو)زمان موردنیازبرای تغییر درمصرف انرژی درپاسخ به تغییرگاز دریچه گازاست ،که درهنگام شتاب نسبت به یک موتورطبیعی که بسرعت پاسخ داده می شود به عنوان یک تردید یا پاسخ گازآهسته عمل میکند. این بدلیل زمان لازم برای سیستم اگزوز و توربو شارژر (سوپر شارژر) برای تولیدتقویت مورد نیازاست که میتوان ازآن بعنوان طلسم نیزنام برد.اینرسی ،اصطحکاک وفشار کمپرسور عوامل اصلی تأخیردر توربو شارژر (سوپر شارژر) هاهستند. سوپر شارژر هاازاین مشکل رنج نمیبرند ،زیراتوربین بدلیل این که کمپرسور مستقیم توسط موتور کارمیکند ازبین میرود.

برنامه های کاربردی توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو رامیتوان دسته بندی کردکه نیازبه تغییردرقدرت خروجی (ماننداتومبیل) ومواردی ندارد(ماننددریایی ،هواپیما ،خودرو سازی تجاری ،صنعتی ،ژنراتور ولوکوموتیو). اگرچه تادرجه های مختلف مهم است ، تاخیر توربو شارژر (سوپر شارژر) دربرنامه هایی که نیازبه تغییرات سریع دربازده برق دارند ،مشکل سازاست. طراحی موتور تاخیر رابه چندروش کاهش میدهد:

 

  • پایین آمدن چرخش چرخشی توربو شارژر (سوپر شارژر) بااستفاده ازقطعات شعاع پایین وسرامیک وسایر موادسبکتر
  • تغییرنسبت ابعاد توربین
  • افزایش فشارهوای بالای عرشه(تخلیه کمپرسور) وبهبودپاسخ ضایعات
  • کاهش تلفات اصطحکاک ،بعنوان مثال ،استفاده ازیاتاقان فویل بجای تحمل روغن معمولی
  • بااستفاده از توربو شارژر (سوپر شارژر) های نازل متغیر یادو قلو
  • کاهش حجم لوله های سطح بالا
  • استفاده ازچند توربو شارژر (سوپر شارژر) متوالی یاموازی
  • بااستفاده ازسیستم ضدویروس
  • استفاده از دریچه قرقره توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو برای افزایش سرعت جریان گاز اگزوز به توربین (دوقلو)

 

گاهی اوقات توربو باسرعت موتورکه زیرآستانه افزایش است اشتباه میشود. اگرسرعت موتور پایینتر ازآستانه افزایش توربو شارژر (سوپر شارژر) دردورموتور باشد ،میتوان زمان لازم برای ساخت سرعت ودور دردقیقه راقابل توجه دانست ،شایدحتی ده هاثانیه برای یک وسیله نقلیه سنگین که ازسرعت کم وسیله نقلیه باسرعت بالاشروع میشود. این انتظاربرای افزایش سرعت خودرو تاخیر توربو نیست ،بلکه انتخاب صحیح دنده برای افزایش تقاضااست. هنگامیکه وسیله نقلیه بسرعت کافی برای تأمین دورلازم برای رسیدن به آستانه تقویت برسد ،تأخیر به مراتب کوتاه ترخواهدبود درحالیکه خود توربو انرژی چرخشی وانتقال رابرای تقویت مثبت ایجادمیکند ،تنهااین آخرین قسمت تأخیر دردستیابی به تقویت مثبت توربو است.

توربو شارژر (سوپر شارژر) لودر امروزه کاربردبسیاری درساختارموتورهای سوخت فسیلی رادارا میباشند.زیراتکنولوژی بکاررفته دراین محصول باعث می شودکه راندمان وبازدهی موتور هاافزایش یافته واحتیاجی به افزایش حجم سوخت موتوربرای رسیدن به توانایی بیش ترموتور هانباشدعملکرد توربوشارژ لودر به این شکل است که باتکنولوژی بکاررفته در طراحی پره هاو مسیرهای حلزونی شکل هوا ودود توانسته ازفشارخروجی دودحاصل ازموتور باعث مکش هوای بیش تر بداخل محفظه احتراق موتور گردد واین امرباعث می شود بارسیدن هوای بیش تر وخارج شدن سریع تردود ازمحفظه احتراق انرژی بیش تری درهنگام احتراق صورت گیرد وباعث می شودکه موتور دیزلی راندمان وبازدهی بالاتری نسبت به زمان قبل خود راداشته باشد. توربو شارژر (سوپر شارژر) هاقطعات بسیارحساسی بوده وازطرفی بسیار وظیفه عملکردی بالایی رادر موتور هادارند ودرصورت صحیح کارنکردن این قطعه موتورهابسرعت راندمان وبازدهی مطلوب خودرا ازدست می دهند واین قطعه سریعاباید تعویض ویاتعمیر گردد وازطرفی دیگراین قطعه حرارت خروجی ازموتور رانیزباید تحمل کنند واین امرموجب می گردد که توربو شارژر (سوپر شارژر) هابدون کیفیت عملکردمناسبی درسیستم موتور هانداشته وسریعاخراب شوند ازاین روتوصیه می گردد باانتخاب درست درخرید این کالابسیارحساس از وب سایت راهساز کاماتسو ازکیفیت کالا اطمینان حاصل کنید وبااطمینان خاطرازاین کالا باکیفیت ارائه شده استفاده نمایید.

 

تقویت آستانه توربو شارژر (سوپر شارژر)

آستانه تقویت یک سیستم توربو شارژر (سوپر شارژر) محدوده تحتانی منطقه ای است که کمپرسور درآن کارمیکند. كم ترازمقدار مشخصی ازجریان ،كمپرسورتقویت ناچیزی راتولید میكند. این محدودیتهابدون درنظرگرفتن فشارگاز اگزوز درRPM خاص تقویت میشود. تحولات جدیدتر توربو شارژر (سوپر شارژر) وموتور آستانه تقویت رابطور پیوسته کاهش داده است.تقویت برق(“تقویت الکترونیکی”)یک فناوری جدیددر دست توسعه است. ازیک موتورالکتریکی استفاده میکند تابااستفاده ازگازهای خروجی موجود، توربو شارژر (سوپر شارژر) راسریع ترازحد ممکن بسرعت کاربرساند. جایگزینی برای تقویت الکترونیکی ،جداکردن کامل توربین وکمپرسور به یک توربین ژنراتور و کمپرسوربرقی مانند توربو شارژر (سوپر شارژر) ترکیبی است.این باعث میشودسرعت کمپرسور ازسرعت توربین مستقل باشد.

توربو شارژر (سوپر شارژر) هافقط هنگامی تولیدمیشوندکه مقدارمشخصی ازانرژی جنبشی درگازهای خروجی وجودداشته باشد. بدون داشتن جریان گازاگزوز کافی برای چرخاندن پره های توربین ،توربو شارژر (سوپر شارژر) نمیتواند نیروی لازم موردنیاز برای فشرده سازی هوای ورودی به موتور راتولیدکند. آستانه تقویت باجابه جایی موتور،دور موتور ،بازشدن دریچه گاز واندازه توربو شارژر (سوپر شارژر) تعیین میشود.سرعت کار(دوردردقیقه) که درآن حرکت گازخروجی کافی برای فشرده سازی هوای ورودی به موتوروجود دارد ،“دورآستانه تقویت کننده” نامیده میشود. کاهش “دورآستانه افزایش دردور” میتواندپاسخ گاز دریچه گاز رابهبودبخشد.

مؤلفه های توربو شارژر (سوپر شارژر)

توربو شارژر (سوپر شارژر) کوماتسو سه مؤلفه اصلی دارد:

  • این توربین که تقریباًهمیشه یک توربین ورودی شعاعی است،اماتقریباًهمیشه یک توربین ورودی محوری تک مرحله ای در موتور های بزرگ دیزل است.
  • کمپرسور که تقریباًهمیشه یک کمپرسور گریز ازمرکزاست.مونتاژ چرخش محوطه ،مرکز
  • بسیاری ازتأسیسات توربو شارژر (سوپر شارژر) ازفناوری های اضافی مانند:زباله ،شیرآلات داخلی وشیرانفجاری استفاده میکنند.

 

درسمت چپ ،اتصال تخلیه روغن برنج. درسمت راست خط تأمین روغن بافته واتصالات خط خنک کننده آب قراردارد.سمت پروانه کمپرسورباپوشش برداشته شده است.مسکن جانبی توربین برداشته شد.انرژی تأمین شده برای کارتوربین ازآنتالپی وانرژی جنبشی گازتبدیل میشود. محفظه های توربین جریان گاز راازطریق توربین هدایت میکنند زیراحداکثر ۲۵۰،۰۰۰ دوردردقیقه میچرخد. اندازه وشکل میتواند برخی ازویژگیهای عملکرد توربو شارژر (سوپر شارژر) کلی رانشان دهد.اغلب همان مونتاژاولیه توربو شارژر (سوپر شارژر) باانتخابهای مختلف مسکن برای توربین ازتولیدکننده دردسترس است وگاهی اوقات پوشش کمپرسور نیزهست. این اجازه میدهد تاتعادل بین عملکرد ،پاسخ وبازده متناسب بابرنامه باشد.

حلزونی دود کوماتسو W90 قسمتی ازسیستم توربو شارژر (سوپر شارژر) این دستگاه است که وظیفه هدایت مسیرخروج حرکت دوداز موتور رابه عهده دارد ومقاومت بالایی دربرابرحرارت رادارد. حلزونی دودارائه شده ساخت کشورایران بوده وازمتریال وکیفیت بالای جهانی برخورداراست ومی تواندجایگزین مناسبی به جای نمونه خارجی خودباشد وعملکرد مناسبی را برای توربو شارژر (سوپر شارژر) هاوهم چنین موتورهای دیزل ایجادنماید.توربو شارژر (سوپر شارژر) هاتاثیربه سزایی دربالابردن راندمان موتور هادارند واین امرباعث شده تااین قطعه بسیارحساس ومهم برای موتور هادیزلی باشد.مواداولیه بکاررفته دراین قطعه بایدبگونه ای باشد تاباعث شودمسیر دودخروجی از توربو شارژر (سوپر شارژر) بسادگی خارج شده ودربرابرحرارت ناشی ازموتور مقاومت بالایی داشته وتغییررنگ ویاتغییر شکل ندهد.باخریدمناسب حلزونی دودبرای توربو شارژر (سوپر شارژر) هامی توانید عمر وعملکردصحیح توربو شارژر (سوپر شارژر) هاراافزایش دهید وازطرفی باعث بالابردن راندمان موتور دستگاه شوید.توربو شارژر (سوپر شارژر) هااگراز کیفیت مناسبی برخوردارنباشندخیلی سریع خراب واحتیاج به تعویض دارندبه همین علت خریدصحیح وباکیفیت این قطعه بسیار حائزاهمیت است امروز باتولید حلزونی هوادرایران باکیفیت بالامی توان گفت این قطعه ارائه شده بسیارجایگزین مناسبی بجای نمومه خارجی خودبوده وتوانسته است همان عملکرد وراندمان رابه موتورهای دیزلی برگرداند. کوماتسو w90 بسیارلودر محبوب این شرکت است که درایران هم مورداستقبال قرارگرفته وبسیار عملکردخوبی درشرایط آب و هوایی ایران رادارد.

آشنایی با لودر کارترپیلار

لودر کاترپیلار ۹۸۸B یکی ازمحبوب ترین وپرطرفدارترین محصولات کمپانی بزرگ کاترپیلاراست که امروزه توانسته این محبوبیت بالای خودرا ازداشتن تکنولوژی امریکایی خودبه دست آورد.سیستم توربو شارژهای این دستگاه راهسازی مانندمابقی توربو شارژر (سوپر شارژر) هاازسه قسمت حلزونی دود،حلزونی هوا،کاتریج وسط تشکیل شده است.وکالا ارائه شده یک حلزونی دوداین توربو شارژر (سوپر شارژر) بوده که بایدتوانایی مقاومت بالایی دربرابرحرارت راداشته وبتواند بدرستی مسیرحرکت خروجی دود حاصل ازموتور رافراهم نماید واین محصول ایرانی از کفیت آلیاژی خوبی برخورداربوده ومی تواندجایگزین خوبی دربرابر نمونه خارجی خودباشد.حلزونی های دود براثر مرورزمان وکارکرد دستگاه دچارسوختگی وازدست دادن کارایی می شوندواین موضوع باعث می شود تادرانتخاب این محصول راهسازی بسیار بادقت عملکرد تاقطعه موردنظربتواند کارکرد مناسبی رادرزمان موردنظر ایجادنماید.آلیاژهای بکار رفته درحلزونی دود بایدبتواند مقاومت بالایی دربرابرحرارت و هم چنین ساخت این قطعه بایدبراحتی مسیر دودرا به خارج از موتور هدایت نماید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/0 دیدگاه /توسط

سرسیلندر کاترپیلار ماشین آلات راهسازی و معدنی

واژه شناسی سرسیلندر کاترپیلار

کلمه موتورازانجین قدیمی فرانسه،ازلاتین (ingenium)ریشه این کلمه مبتکربرگرفته شده است.جنگ افزارهای پیش ازجنگ صنعتی،ازقبیل منجنیق،دزددریایی وقوچ های خفه کننده،موتور های محاصره نامیده میشدند ودانش درموردنحوه ساخت آن هااغلب بعنوان یک رازنظامی موردبرخورد قرار میگرفت.کلمه جین،مانندجین نخی ،برای موتورکوتاه است.اکثردستگاه های مکانیکی اختراع شده درطول انقلاب صنعتی بعنوان موتورتوصیف میشدند،موتوربخار نمونه ای قابل توجه است.بااینحال موتور های بخاراصلی مانندموتورهای توماس ساوری موتور های مکانیکی نبودندبلکه پمپ هابودند.به اینصورت،یک موتورآتش نشانی به شکل اصلی خودصرفاًپمپ آب بوده وموتورآن توسط اسب هابه آتش منتقل میشود.

دراستفاده مدرن،اصطلاح موتورمعمولاً دستگاههایی مانندموتور های بخار وموتور های احتراق داخلی راتوصیف میکندکه بااستفاده ازگشتاور یانیروی خطی بصورت رانش سوخت رابرای انجام کارهای مکانیکی میسوزانند ویادر غیر اینصورت سوخت رابرای انجام کارهای مکانیکی مصرف میکنند.دستگاه هایی که انرژی گرما رابه حرکت تبدیل میکنند معمولاً بعنوان موتور هایاد میشوند.نمونه هایی ازموتور هایی که گشتاور ایجادمیکنند شامل موتور های آشنای بنزینی ودیزل وهم چنین توربوشفت هامیباشند.نمونه هایی ازموتور هایی که نیرو واردمیکنندشامل توربوفن هاو راکت هاهستند.

هنگامیکه موتوراحتراق داخلی اختراع شد،ابتدااصطلاح موتوربرای متمایز کردن آن ازموتور بخار بکارمیرفت، که درآن زمان مورداستفاده گسترده قرارمیگرفت،نیروگاه هاووسایل نقلیه دیگری مانندغلطک بخاررا نیرو میبخشید.اصطلاح موتوراز فعل لاتین (moto)به معنی حرکت یاحفظ حرکت مشتق شده است.بنابراین موتوروسیله ای است که حرکت راتحریک میکند.

موتور وموتور درانگلیسی استانداردقابل تعویض هستند.دربرخی ازاصطلاحات مهندسی،این دوکلمه دارای معانی مختلفی هستند،که درآن موتوروسیله ای است که سوخت رامیسوزاند یادرغیر اینصورت سوخت میکند،ترکیب شیمیایی آن راتغییرمیدهد ویک موتور وسیله ای است که توسط برق،هوا یافشارهیدرولیکی هدایت میشود،که تغییرنمیکند.ترکیب شیمیایی منبع انرژی آن است.بااینحال،موشک از اصطلاح موشک استفاده میکند،حتی اگرآن هاسوخت مصرف کنند.

قطعات ماشین های راهسازی

یک موتورحرارتی هم چنین ممکن است بعنوان موتوراصلی عمل کند،مؤلفه ای که جریان یاتغییرفشار یک سیال رابه انرژی مکانیکی تبدیل میکند.یک اتومبیل باموتوراحتراق داخلی ممکن است ازموتور هاو پمپ های مختلفی استفاده کند،امادرنهایت همه چنین دستگاههایی قدرت خودرا ازموتور بدست می آورند.روش دیگرنگاه کردن به آن این است که یک موتورانرژی راازیک منبع خارجی دریافت میکند وسپس آنرابه انرژی مکانیکی تبدیل میکند،درحالیکه یک موتورقدرت راازفشار ایجاد میکندکه مستقیماًاز نیروی انفجاری احتراق یاسایر واکنشهای شیمیایی حاصل میشود یاثانویه ازعمل برخی ازنیرو هابرروی سایر موادمانند:هوا،آب یابخار است.

انقلاب صنعتی سرسیلندر کاترپیلار

موتوربخار وات اولین نوع موتوربخار بودکه ازفشاربخار بافشاردقیقاً بالاترازاتمسفر استفاده کرد تاپیستون راکه توسط خلاء جزئی کمک میکرد،هدایت کند.بهبودطراحی موتور بخارنیومن ۱۷۱۲،موتوربخار وات،که به طورپراکنده ازسال (۱۷۶۳تا ۱۷۷۵) توسعه یافت ،قدم بزرگی درتوسعه موتوربخار بود.طراحی جیمز وات باافزایش چشم گیرراندمان سوخت،باموتور های بخارمترادف شد،واین بدلیل کمبودمشاغل تجاری خود، متیو بولتون،نبود.اینکارتوسعه سریع کارخانه های نیمه خودکارکارآمد رادرمقیاس قبلاًغیرقابل تصوردر مکانهایی که قدرت آبی دردسترس نبودامکانپذیرکرد.توسعه بعدی منجربه ایجاد لوکوموتیو بخار وگسترش بزرگ حمل ونقل ریلی شد.

درموردموتور های پیستون احتراق داخلی،این هادرسال (۱۸۰۷)درفرانسه توسط دریواز وبه طورمستقل توسط برادران (Niepce)موردآزمایش قرارگرفتند.آن هابطورتئوری توسط کارنو درسال (۱۸۲۴)به پیشرفت رسیده اند.درسال ۱۸۵۳ Eugenio Barsanti وFelice Matteucci یک موتور رابااستفاده ازاصل پیستون آزادکه احتمالاًاولین موتور ۴چرخه است اختراع وثبت کردند.اختراع موتوراحتراق داخلی که بعداً باموفقیت تجاری انجام شد،درسال ۱۸۶۰توسط Etienne Lenoirانجام شد.درسال۱۸۷۷ چرخه اتو قادربه ایجادنسبت به وزن به مراتب بالاتراز موتور های بخاربود وبرای بسیاری ازبرنامه های حمل ونقل مانند:اتومبیل و هواپیما بسیاربهتر کارکرد.

اولین اتومبیل موفقیت آمیزتجاری که توسط کارل بنزساخته شده است،به علاقه به موتور های سبک وقدرت مندافزود.موتوراحتراق داخلی بنزین سبک،که برروی یک چرخه اتوچهار زمانه کارمیکند،برای اتومبیل های سبک موفقترین بوده است ،درحالیکه ازموتوردیزل کارآمدتر برای کامیونها واتوبوسها استفاده میشود.بااینحال،درسالهای اخیر،موتور های توربودیزلی به ویژه درخارج ازایالات متحده،حتی برای اتومبیلهای کاملاًکوچک،بطورفزاینده ای محبوب شده اند.

پیستون های افقی مخالف سرسیلندر کاترپیلار

درسال۱۸۹۶،کارل بنزبرای طراحی اولین موتورخود باپیستون های مخالف افقی،حق ثبت اختراع گرفت.طراحی وی یک موتورایجادکرده است که پیستون های مربوطه درسرسیلندر های افقی حرکت میکنندو بطورهم زمان به مرکز مرده میرسند،بنابراین بطورخودکار یک دیگررا باتوجه به حرکت فردی آن هاتعادل میدهند.موتور های این طرح اغلب بدلیل شکل ومشخصات پایین آن هابعنوان موتور های تخت شناخته میشوند.ازآن هادر فولکس واگن بیتل،سیتروئن ۲CV،برخی ازاتومبیلهای پورشه وسوبارو ،بسیاری ازموتور سیکلتهای (BMW و Honda)وموتور های هواپیمای پروانه استفاده میشد.

تداوم استفاده ازموتوراحتراق داخلی برای خودرو ها تاحدی بدلیل بهبودسیستمهای کنترل موتور،کامپیوتر های پردازنده ارائه دهنده فرآیندهای مدیریت موتور وتزریق سوخت الکترونیکی کنترل شده است. القای هوای اجباری توسط توربو شارژ وشارژ زیادباعث افزایش توان خروجی وراندمان موتورمیشود.تغییرات مشابهی درموردموتور های دیزلی کوچک تراعمال شده است که تقریباًبه همان اندازه قدرت موتورها بنزینی رانشان میدهد.این امربه ویژه بامحبوبیت اتومبیل های سواری کوچک ترموتور های دیزلی دراروپا مشهوداست.موتور های دیزلی بزرگترهنوز هم اغلب درکامیونها وماشین آلات سنگین مورداستفاده قرار میگیرند،اگر چه آن هانیازبه ماشین کاری ویژه ای دارندکه دربیشتر کارخانه هادردسترس نیستند.موتور های دیزل هیدروکربن وCO کم تری تولیدمیکنند.

افزایش قدرت سرسیلندر کاترپیلار

درنیمه اول قرن بیستم ،روندافزایش قدرت موتوربه خصوص درمدل های ایالات متحده رخ داد.تغییر درطراحی شامل کلیه روش های شناخته شده افزایش ظرفیت موتور،ازجمله افزایش فشاردر سرسیلندر کاترپیلار برای بهبودراندمان،افزایش مییابد.اندازه موتور وافزایش سرعت کارموتور میباشد. نیروها وفشارهای بالاترناشی ازاین تغییرات باعث ایجادلرزش موتور ومشکلات اندازه میشودکه منجربه سفتتر، موتور های جمع وجورتر باسیلندر V ومخالف شد.

دراوایل توسعه موتورخودرو،موتوربسیار بیش تری ازموتور های امروزی تولیدشده است.موتور هااز۱ تا۱۶ سیلندر بااختلاف متناظر دراندازه کلی،وزن،جابه جایی موتور وحفره های سیلندر استفاده میکنند.چهار سیلندر ورتبه بندی نیرو از۱۹ تا۱۲۰ اسب بخار(۱۴ تا ۹۰کیلو وات)دراکثر مدلهادنبال شدند.چندین مدل سه سیلندر دوچرخه بادو چرخه ساخته شده است درحالیکه بیشترموتور هاسیلندرهای مستقیم یاخط دارند.چندین مدل ازنوع Vوجودداشت ودو وچهار سرسیلندر کاترپیلار نیزاز نظرافقی مخالف بودند.میل بادامک بالای سرکار میکردند.موتور های کوچک ترمعمولاً دارای خنک کننده هوا ودرقسمت عقب خودرو قرارداشتند. نسبت فشرده سازی نسبتاًکم بود.دردهه (۱۹۷۰ و ۱۹۸۰) میلادی شاهدافزایش علاقه به مصرف سوخت بهتربودکه باعث بازگشت به طرحهای کوچکتر V-6 وچهار سیلندر شد وپنج شیردرهر سرسیلندر کاترپیلار برای بهبود کارایی داشت. Bugatti Veyron 16.4 بایک موتورW16 کارمیکند،به این معنی که دوطرح سیلندر V8 درکناریک دیگرقرارگرفته اند تاشکل W بایک دیگر میل لنگ مشابه ایجاد شود.

موتور احتراق داخلی سرسیلندر کاترپیلار

بزرگ ترین موتوراحتراق داخلی که تاکنون ساخته شده است Wärtsilä-Sulzer RTA96-C ،یک موتوردیزلی ۱۴ سیلندر ،۲ سرسیلندر کاترپیلار توربو شارژاست که بمنظورقدرت دادن به Emma Mærsk،بزرگترین  کشتی کانتینری جهان هنگام راه اندازی درسال ۲۰۰۶ طراحی شده است.دارای ۲۳۰۰ تن وزن است وهنگام کار باسرعت ۱۰۲دوردردقیقه (۱٫۷اسب بخار)بیش از۸۰ مگاوات ساعت تولیدمیکند ومیتواندتا۲۵۰ تن ازسوخت درروز استفاده کند.موتور احتراق داخلی موتوری است که درآن احتراق سوخت ،به طورکلی سوخت فسیلی بایک اکسید ننده معمولاً هوا،دریک محفظه احتراق اتفاق می افتد.دریک موتور احتراق داخلی گسترش گاز های دما وفشاربالا که توسط احتراق تولیدمیشود،مستقیماًاجزای موتور مانند پیستون ها یاتیغه های توربین یانازل رااعمال میکند وباحرکت آن ازراه دور،کارمکانیکی تولیدمیکند.

موتور احتراق خارجی سرسیلندر کاترپیلار

موتور احتراق خارجی(موتور EC)موتور حرارتی است که درآن یک مایع کارداخلی بااحتراق یک منبع خارجی،ازطریق دیواره موتور یایک مبدل حرارتی گرم میشود.سپس مایع باگسترش وعمل برروی مکانیسم موتورباعث ایجادحرکت وکارقابل استفاده میشود.سپس مایع خنک میشود،فشرده میشود ودوباره مورداستفاده قرارمیگیرد(چرخه بسته)،یا(معمولاً کم تر)ریخته میشود ومایعات خنک درداخل(موتورهوای چرخه باز)کشیده میشود.

“احتراق” به سوختن سوخت بااکسیدکننده ،برای تأمین گرمااشاره دارد.موتور های پیکربندی وعملکردمشابه (یاحتی یکسان) ممکن است ازمنبع گرما ازدیگرمنابع مانندهسته ای ،خورشیدی،زمین گرمایی یا گرمازدایی استفاده کنندکه احتراق آن نیست.امابعنوان موتور های احتراق خارجی طبقه بندی نمیشوند،بلکه بعنوان موتور های حرارتی خارجی طبقه بندی میشوند.مایع درگردش میتواندمانند:موتوراسترلینگ  یابخار مانندموتور بخار یامایع آلی مانند n-pentane درچرخه آلی رنگین باشد.مایع میتواند ازهرترکیب باشد.گازتقریباًمتداول است ،اگر چه گاهی اوقات ازمایع تک فازنیزاستفاده میشود.درموردموتوربخار،مایع فازها بین مایع وگازتغییرمیکند.

موتورهای احتراق هوا سرسیلندر کاترپیلار

موتورهای احتراق تنفس هوا موتور هایی بااحتراق هستندکه ازاکسیژن موجوددر هوااتمسفراستفاده میکنند وبجای حمل یک اکسیدکننده ،مانندموشک،ازاکسیدشدن (سوختن) سوخت استفاده میکنند.ازنظر تئوریک ،این امرباید منجربه انگیزه خاص بهتری نسبت به موتور های موشکی شود.جریان مداوم هوا ازطریق موتورتنفس هواجریان مییابد.این هوافشرده،مخلوط باسوخت ،مشتعل وبعنوان گاز های خروجی بیرون میرود.

تاثیرات محیطی

عملکردموتور ها بطورمعمول تأثیرمنفی برکیفیت هوا وسطح صدای محیط میگذارد.توجه ویژه ای به ویژگیهای تولیدآلودگی سیستمهای قدرت خودرو سازی شده است.این باعث ایجادعلاقه جدیدبه منابع انرژی متناوب وپالایشگاه های موتور احتراق داخلی شده است.اگر چه چندوسیله نقلیه الکتریکی باتولیدمحدود تولیدشده است ،اما بدلیل هزینه هاوویژگیهای عملیاتی،این رقابت راثابت نکرده است.درقرن بیست و یکم،موتور دیزل محبوبیت خودرانسبت به صاحبان خودروافزایش داده است.بااینحال،موتور بنزینی وموتور دیزل ،بادستگاه های جدیدکنترل انتشارخودبرای بهبودعملکردانتشار،هنوز موردتوجه زیادی قرارنگرفتند. تعدادی ازتولیدکنندگان موتورهای هیبریدی رامعرفی کرده اند،که عمدتاشامل یک موتور بنزینی کوچک همراه بایک موتور الکتریکی ودارای یک باتری بزرگ،امااین هاهنوزهم نبایدسهم زیادی رادربازارهای موتورهای بنزینی ودیزلی واردکنند.

کیفیت هوا

گاز اگزوز ازموتور جرقه شامل مواردزیراست:از ۷۰ تا ۷۵درصدبخار آب ۱۰ تا ۱۲درصد ،دی اکسیدکربن ۱۰تا ۱۳٫۵درصد،هیدروژن ۰٫۵ تا ۲ درصد،اکسیژن ۰٫۲ تا۲ درصد،مونوکسیدکربن :۰٫۱ تا ۶٪ ،هیدروکربنهای غیر مجاز ومحصولات اکسیداسیون جزئی بعنوان مثال آلدئیدها۰٫۵ تا ۱٪ ،مونوکسیدنیتروژن ۰٫۰۱ تا ۰٫۴٪ ،اکسیدنیتروژن <100 ppm ،دی اکسیدگوگرد ۱۵ تا ۶۰ ppm ،اثری ازترکیبات دیگرمانندموادافزودنی سوخت وروان کنندهها ،ترکیبات هالوژن وفلز وذرات دیگر است.مونوکسیدکربن بسیارسمی است ومیتواندباعث مسمومیت بامونواکسید کربن شود ،بنابراین مهم است که ازایجادگاز درفضای محدودخودداری شود. مبدلهای کاتالیزوری میتوانندانتشار سمی راکاهش دهند،اماآن ها رابطورکامل ازبین نبرند.هم چنین ،انتشارگازهای گلخانه ای ،بطورعمده دی اکسیدکربن،ازکاربردگسترده موتورهادردنیای مدرن صنعتی به اثرگلخانه ای جهانی کمک میکند.یک نگرانی اصلی درموردگرم شدن کره زمین میباشد.

موتور حرارتی سرسیلندر کاترپیلار

بعضی ازموتور هاگرما را ازفرآیندهای غیرمتعادل کننده بکارمکانیکی تبدیل میکنند ،برای مثال یک نیروگاه هسته ای ازگرمای ناشی ازواکنش هسته ای برای تولیدبخار ورانندگی موتور بخاراستفاده میکند،یا ممکن است یک توربین گازی درموتور موشک باتجزیه پراکسیدهیدروژن هدایت شود.جدای ازمنبع انرژی مختلف،موتوراغلب تقریباًمشابه موتوراحتراق داخلی یاخارجی طراحی میشود.گروه دیگری ازموتور های غیرکوشش شامل موتور های حرارتی حرارتی (که موتورهای TA)نامیده میشوندکه دستگاههای ترموکوستیک هستندکه ازامواج صوتی بادامنه بالابرای پمپاژ گرما ازیک مکان به مکان دیگراستفاده میکنند،یا برعکس ازاختلاف گرمابرای القاء امواج صوتی بادامنه بالااستفاده میکنند.بطورکلی،موتور های ترموکوستیک رامیتوان به دستگاه های ایستاده وموج های مسافرتی تقسیم کرد.

موتور الکتریکی سرسیلندر کاترپیلار

یک موتور الکتریکی ازانرژی الکتریکی برای تولیدانرژی مکانیکی استفاده میکند،معمولاً ازطریق تعامل میدان های مغناطیسی ورسانای حامل جریان است. روندمعکوس،تولیدانرژی الکتریکی ازانرژی مکانیکی، توسط یک ژنراتور یادینام انجام میشود. موتورهای کششی استفاده شده دروسایل نقلیه معمولاًهردو کار راانجام میدهند. موتورهای برقی را میتوان به عنوان ژنراتور وبرعکس کارکرد ، اگرچه این همیشه عملی نیست. موتورهای برقی همه جامورداستفاده قرارمیگیرند ودرکاربردهایی به اندازه فن های صنعتی ،دمنده وپمپ ، ابزار ماشین ،لوازم خانگی ،ابزارهای برقی ودیسک های دیواری وجود دارد. آنهاممکن است توسط جریان مستقیم(بعنوان مثال ازیک دستگاه قابل حمل با وسیله نقلیه قابل حمل ویا موتور موتور) یا جریان متناوب ازیک شبکه توزیع برق مرکزی تغذیه شوند. کوچکترین موتور ممکن است درساعت مچی برقی یافت شود. موتورهای متوسط باابعاد ومشخصات بسیاراستاندارد ،توان مکانیکی مناسبی رابرای مصارف صنعتی فراهم میکنند. بزرگترین موتورهای برقی برای پیشران کشتیهای بزرگ وبرای مقاصدی مانند کمپرسورهای خط لوله استفاده میشوندکه دارای رده بندی درهزاران کیلووات هستند. موتورهای برقی ممکن است توسط منبع انرژی الکتریکی ،ساخت داخلی آنها وکاربردآنها طبقه بندی شوند.

موتور هیدرولیک سرسیلندر کاترپیلار

موتور هیدرولیک موتور است که قدرت خودرا ازیک مایع تحت فشارخارج میکند. ازاین نوع موتور میتوان برای جابه جایی بارهای سنگین یاتولید حرکت استفاده کرد.

  • کارایی
  • سرعت موتور

باتوجه به این که اکثر موتورهایی که سرعت برای آن هاتعریف میشودچرخش دارند ،سرعت موتور درچرخش دردقیقه (RPM)اندازه گیری میشود. موتور هاممکن است بعنوان سرعت کم ،سرعت متوسط یاپرسرعت طبقه بندی شوند ،امااین شرایط همیشه نسبی بوده وبه نوع موتور توصیف شده بستگی دارد. بطورکلی ، موتورهای دیزلی درمقایسه با موتورهای بنزینی (باسرعت ۲۲۰۰ تا ۶۰۰۰۰۰ دوردردقیقه برای موتور بنزینی اتومبیل) باسرعت کمتری کار میکنند(۴۰۰-۴۰۰۰ پوند دردقیقه برای دیزل اتومبیل). موتورهای الکتریکی وتوربوشفت های قادر به سرعت های بسیاربالا (۱۰،۰۰۰ پوند دردقیقه یابیشتر)هستند ،که عموماًفقط توسط مدول فله وعمرسرویس درنظر گرفته شده ازقطعات تشکیل دهنده روتور محدود میشوندکه بایدقدرت نیروی گریز ازمرکز راتحمل کنند.

رانش سرسیلندر کاترپیلار

رانش نیرو ناشی از تعامل بین دو توده است که به دلیل سرعت آنها نیروهای مساوی اما متضاد بر یکدیگر اعمال می کنند. نیرو F را می توان یا در نیوتن ها (واحد های N ، SI) یا به ندرت در رانش پوند (به جز واحدهای امپریالیستی) اندازه گیری کرد.

 

/0 دیدگاه /توسط

سوپاپ دود و هوا ماشین آلات راهسازی و معدنی

معرفی سوپاپ دود و هوا

سوپاپ معنی دقیق آن دریچه است.یکی ازقطعات موتورکه روی سیلندر موتورقرار میگیردو ورود هوا وخروج دود راکنترل میکند.البته درمواردی به دریچه‌های موجود درتلمبه‌های آب نیزاطلاق میگردد.

انواع سوپاپ ها :

سوپاپ هوا: ازلحاظ اندازه مقداری بزرگ تراز سوپاپ دود است ودردمای پایینتری کارمیکند.
سوپاپ دود: بعلت تماس مداوم بااحتراق یاگازهای داغ ناشی ازاحتراق،دمای بالاتری دارد. والبته ازلحاظ اندازه هم کوچک تراست.

ورودسوخت به سیلندرهنگام مکش،وبرای خروج هوااز سیلندر هنگام تخلیه،نیازبه سوپاپ داریم.سوپاپ قطعه ای قارچی شکل است که بیش ترشبیه گوشت کوب است.سوپاپ گازاز سوپاپ دود دارای سطح بیش تری است تاسیلندر بهتر پرشود وراندمان حجمی موتوربالارود.برای این که سیلندر بهترپرشود نیازبه این است که دودهادرزمان تخلیه سریع و کامل ازسیلندر خارج شوند.برای اینمنظور وافزایش راندمان حجمی موتوراکثراً در موتور هابجای دو سوپاپ ازچهار سوپاپ استفاده میکنند.به محل نشست سوپاپ هادر سرسیلندر سیت میگویند.جنس سوپاپ ورودی معمولا ازفولاد کروم نیکل ویافولاد کبالت ویافلزات دیگر میباشددرحالیکه  سوپاپ های دود ازفلزاتی ساخته میشود که درمقابل حرارت زیاد مقاومت داشته باشدمثل فولاد کروم ونیکل زیراکه حرارت بیش تری بر سوپاپ خروجی اثرمیکند.

سوپاپ (به فرانسوی:Soupape) یادریچه یکی ازقطعات قارچی شکل موتوراست که روی سرسیلندر قرارمیگیرد وورود مخلوط هوا وسوخت وخروج دودراکنترل میکند.بطورکلی هرچیزیکه ورود وخروج چیزدیگری راکنترل نمایدمیتواندیک سوپاپ تلقی شود. بعنوان مثال میتوان درهای ورودی خودکاردر فروشگاه‌های بزرگ رانام برد بعبارتی سوپاپ های بزرگ است. سوپاپ دود و هوا کاترپیلار وسیله ای برای خالی کردن دودازسر پیستون و واردکردن هوابه سرپیستن برای احتراق بهتراست.

کلمه (poppet etymology) رابا“عروسک”به اشتراک می گذارد: از پاپ انگلیسی انگلیسی میانه(“جوانان”یا“عروسک”)،ازکوپه فرانسوی میانه است که کم رنگی ازکوپه هااست.استفاده ازکلمه (poppet) برای توصیف دریچه ازهمان کلمه ای است که برای مارییتهااستفاده میشود،که ماننددریچه پوپت درپاسخ به حرکت ازراه دورمنتقل شده بصورت خطی حرکت میکنند.درگذشته“سوپاپ دود و هوا”مترادف دریچه پوپت بود؛ بااینحال،این استفاده از“عروسک” اکنون منسوخ شده است.ساقه سوپاپ درداخل معابر باعنوان راهنمابه سمت بالا وپایین حرکت میکند،که دربلوک موتورتعبیه شده است.سردریچه به نام صورت دریچه،عموماً بازاویه ۴۵درجه خاکی شده است ،بگونه ای که بدرستی روی صندلی سوپاپ دود و هوا موجوددربلوک قرارگیرد.

دریچه (Poppet)اساساًبادریچه های کشویی ونوسان سازمتفاوت است.دریچه (Poppet)بجای این که دربالای صندلی برای سرپوش گذاشتن یاتکان خوردن یک بندرحرکت کند،ازصندلی باحرکتی عمودبر صفحه بندربلند میشود. مهم ترین مزیت شیر​​دریچه این است که هیچ حرکتی روی صندلی ندارد،بنابراین نیازی به روغن کاری ندارد.این سوپاپ دود و هوا  آب شیرین(قرمز)فعال شده بافشار ویک دریچه شاخه فعال بادامک (آبی)را درسیلندر یک موتوراحتراق داخلی نشان میدهد.

زمان باز ماندن سوپاپ دو و هوا

محل زمانبندی وتنظیم زمانهای باز شدن یابسته ماندن سوپاپ‌ها راقطعه‌ای به نام میل بادامک انجام میدهد.این میله باتوجه به ساختار وشکل برجستگی های روی آن(بادامک‌ها) تعیین میکندکه سوپاپ‌ها حتما بایددر چه زمانی بازشده وپس ازآن بسته شوند.هم چنین تعیین میکندکه بسته ماندن سوپاپ‌ هامی‌بایست تاکی ادامه پیداکند. همان گونه که ذکرشدحرکات باز وبسته شدن سوپاپ‌ هامی‌بایست با حرکات بالا وپایین رفتن پیستون درسیلندر،کاملاً هماهنگ باشد.برای تأمین کردن این هماهنگی درساختمان موتور ها،میل بادامک‌ هارادر ارتباط ثابت وهمیشگی با میل‌لنگ نگه میدارند.

ازآن جاکه میل‌ لنگ تحت تأثیرحرکات بالا وپایین پیستون میچرخد ازاینرو حرکت میل بادامک بخودی خود باحرکت پیستون هماهنگ میشود.این هماهنگی باعث میشود تادرلحظه پایین آمدن درابتدای کورس خود،بمنظور مکش هوابه داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوارا بازکند. اینکار تازمانی ادامه داردکه پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی کند دراین زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هردوبسته شده‌اند.بسته بودن سوپاپ تاپایان مرحله قدرت ادامه پیدامیکند دراین لحظه باشروع حرکت روبه بالای پیستون،سوپاپ دود هم بازشده وتارسیدن پیستون به نقطه مرگ بالاباز میماند.پس ازآن سیکل(دور) جدیدی آغازمیشود.

کارایی سوپاپ دود و هوا

دربیش ترموارد،داشتن یک“پوپ متعادل”در سوپاپ دود و هوا مستقیم عملکرد مفیداست.برای جابه جایی پوپرنیروی کم تری لازم است زیراتمام نیروهای موجود درخشخاش توسط نیروهای مساوی ومخالف باطل میشوند.سیم پیچ الکترونوئید بایدفقط بانیروی بهارخاموش شد.دریچه های پوپت دربسیاری ازفرآیندهای صنعتی ،ازکنترل جریان شیر تاجداسازی هوای استریل درصنعت نیمه هادی استفاده میشوند.بااینحال،آن هابیش تر بعنوان مورداستفاده درموتورهای احتراق داخلی و بخارشناخته شده اند،همان طورکه درزیرآورده شده است.دریچه های پرستا وشرودر که درلاستیکهای پنوماتیک بکار میروندنمونه هایی ازدریچه های پوپرهستند.دریچه (Presta)دارای فنرنیست وبرای باز وبسته شدن درهنگام تورم به دیفرانسیل فشارمتکی است.

دریچه های پوپت درپرتاب اژدرهااززیر دریایی هابه طورگسترده استفاده میشوند.بسیاری ازسیستمهابرای بیرون کشیدن اژدر ازلوله ازهوای فشرده استفاده میکنند ودریچه پوپک مقدارزیادی ازاین هوا(به همراه مقدارقابل توجهی ازآب دریا)را بازیابی میکند تابتواندابرداستان حباب هاراکاهش دهدکه درغیر اینصورت ممکن است خیانت به قایق راخیانت کند.موتور بطورمعمول سوپاپ دود و هوا رابافشاردادن روی ساقه هابه همراه كام ودنبال كننده بادامک اداره میكند.شکل وموقعیت بادامک بالابر سوپاپ رامشخص میکند وچه موقع وباچه سرعت دریچه باز میشود.این کمهامعمولاً روی یک میل لنگ ثابت قرارمیگیرند که ازطریق میل لنگ میل شده است ودریک موتورچهار زمانه باسرعت نیم میل لنگ قراردارد.درموتورهای باکارایی بالا،میل بادامک قابل حرکت است وکمها دارای ارتفاع متفاوتی هستند،بنابراین باحرکت محوری میل بادامک نسبت به موتور (RPM)،بالابر سوپاپ نیزمتفاوت است.

برای برخی ازبرنامه ها،ساقه سوپاپ دود و هوا ودیسک ازآلیاژ های فلزی مختلف ساخته شده اند،یاساقه سوپاپ دود و هوا ممکن است توخالی وپراز سدیم برای بهبودانتقال وانتقال حرارت باشد.اگر چه یک هدایت گرمای بهتری دارد،یک سرسیلندر آلومینیومی به درج صندلی استیل نیازدارد،جاییکه یک سرسیلندر چدن اغلب درگذشته ازصندلیهای سوپاپ انتگرال استفاده میکردند. ازآن جاکه ساقه دریچه در محفظه بادامک روان کاری میشود ،باید دربرابرضربات آب بندی شود تاازورود گازهای سیلندر بداخل میل لنگ جلوگیری نشود،حتی اگرترخیص ساقه تاشیر بسیارکم باشد ،بطورمعمول (۰٫۰۴-۰٫۰۶) میلیمتر، بنابراین یک لاستیک.ازمهر وموم نوع لب استفاده میشود تااطمینان حاصل شودكه روغن بیش ازحد ازلنگه برروی سكته القایی كشیده نشده است وگازاگزوز درسیل اگزوز واردمیل لنگ نمیشود.درصورت وجود خلاء مانیفولدبالا ،راهنماهای شیر فرسوده ویامهر وموم های معیوب روغن رامیتوان باوجودیک پف دودآبی ازلوله اگزوز دررهاکردن پدال شتاب دهنده تشخیص داد.چنین شرایطی هنگام تعویض دنده رخ میدهد.

درموتور های چند سوپاپ،تنظیم معمولی دو سوپاپ دود و هوا درهرسیلندر باحداقل یک شیراضافی ورودی(سرسیلندر سه سوپاپ)یا،معمولاً بامصرف اضافی ویک دریچه اگزوزاضافی(چهار-سراستوانه سوپاپ) دومی که به معنای (RPM) بالاتراست ،ازنظرتئوری قابل دستیابی هستند.پنج طرح شیر(باسه ورودی ودودریچه اگزوز)نیزدرحال استفاده است.سوپاپ های بیشتردرهر سیلندر به معنای بهبودجریان گاز وجرم های برگشت پذیر کوچک ترممکن است حاصل شودکه منجربه بهبودراندمان موتور ودرنهایت ،بازده بیش ترانرژی وصرفه جویی بهترسوخت میشود.موتورهای (Multivalve)هم چنین امکان اتصال یک جرقه در مرکز رادارندکه باعث افزایش راندمان احتراق وکاهش انفجارمیشود.

درطراحیهای اولیه موتور،شیرها“درقسمت پایین”به موازات سیلندرها“وارونه” بودند.این به اصطلاح طراحی موتور(L-head)بود،بدلیل شکل استوانه ومحفظه احتراق،هم چنین به آن“موتور flathead”گفته میشد زیرابالای سرسیلندرصاف بود.اصطلاح ترجیح داده شده درخارج ازآمریكا (گرچه گاهی اوقات درآن جانیزاستفاده میشد)حاشیه جانبی بود.ازاینرو،استفاده ازآن به نام باشگاه صاحبان فورد (Sidevalve)بریتانیا است.اگر چه این طراحی برای ساخت وسازساده وارزان ساخته شده است،امادو اشکال اساسی دارد:مسیرپر تلاطم بدنبال بارورودی،جریان هوارا محدودکرده وبطورموثری ازسرعتهای بالاتراز۳۶۰۰ دوردر دقیقه جلوگیری میکند، ومسیر اگزوز ازطریق بلوک میتواندباعث شود.گرم شدن بیش ازحدتحت فشارسنگین.این طرح به“ورودی بیش از اگزوز”،(IOE یاF-head)تبدیل شده است،جاییکه شیرورودی درسربوده ودریچه اگزوز دربلوک است.بعداً هردو دریچه به سمت سرحرکت کردند.

دریچه های پوپت دربیشتر موتور های برگشت پذیربرای باز وبسته شدن درگاه های ورودی واگزوزدر سرسیلندر استفاده میشود.دریچه معمولاًیک دیسک صاف ازفلز بامیله بلنداست که به“ساقه دریچه” متصل به یکطرف معروف است.درموتورهای احتراق اولیه(حدود۱۹۰۰)معمول بودکه شیرورودی اتوماتیک باشد،یعنی بامکش درموتورباز شده وبایک فنرسبک برگردیم.دریچه اگزوزباید بصورت مکانیکی هدایت میشد تادربرابر فشارموجود درسیلندر بازشود.استفاده ازدریچه های اتوماتیک ساز وکاررا ساده ترکرد،اما“دریچه شناور”سرعتی راکه موتورقادر به اجرای آن بودمحدودکرد ،ودرحدود۱۹۰۵دریچه های ورودی مکانیکی بطورفزاینده ای برای موتورهای خودرو به تصویب رسید.

عملكرد مكانیكی معمولاًبافشار دادن روی انتهای ساقه سوپاپ دود و هوا انجام میشودكه معمولاًاز فنری برای بازگشت شیر​​به حالت بسته استفاده میشود. باچرخش زیاد دردقیقه(RPM)،بی تحرک فنربه معنای آن است که نمیتواندبه اندازه کافی سریع پاسخ دهد تادریچه رابه صندلی خودبین چرخه هابرگرداند،ومنجربه شناور سوپاپ دود و هوا شود،هم چنین بعنوان“گزاف گویی دریچه”شناخته میشود.دراین شرایط میتوان ازدریچه های دمودرومیک استفاده کردکه دراثریک عمل مکانیکی مثبت بجای چشمه بسته میشوند،میتوانند باسرعت زیادمورد نیازدرموتورها،بعنوان مثال موتور سیکلت وموتور های اتومبیل سواری به چرخه خودبپردازند.

دربیش تر اینگونه طرحها میل بادامک نسبتاًدرنزدیکی میل لنگ باقی مانده است ودریچه هاازطریق فشنگ وسلاحهای چرخ داراداره میشوند.این منجربه تلفات انرژی قابل توجهی درموتورشد،اماساده تربود، بخصوص درموتور V که درآن یک میل لنگ میتواند دریچه هارا برای هردو سیلندر عمل کند.به همین دلیل،طراحی موتور (pushrod)دراین تنظیمات بیشتر ازسایرین ماندگارشده است.

باطراحیهای مدرنتر میل بادامک دربالای سرسیلندر قراردارد ومستقیماًروی ساقه سوپاپ فشار مییابد(دوباره ازطریق دنباله های بادامک،هم چنین بعنوان تپه نیزشناخته میشود)،سیستمی که بعنوان میل بادامک بالای سرشناخته میشود. اگرفقط یک میل بادامک وجودداشته باشد،این یک موتور بادامک تنهایاموتور SOHC است.غالباًدو میل لنگ وجوددارد ،یکی برای ورودی ودیگری برای شیرهای اگزوز،ایجاد دوربین دوگانه سربالایی یا(DOHC) است. میل بادامک توسط میل لنگ منتقل میشود واز طریق چرخ دنده ها، زنجیر یاکمربند زمانبندی میباشد.

ساییدگی سوپاپ دود و هوا

دراوایل ساخت موتور ،شیردریایی یک مشکل اساسی بود.متالورژی فاقدبود وباز وبسته شدن سریع شیر هادرمقابل سر سیلندر هاباعث سایش سریع شد.آن هابایددر فرآیندی که بعنوان“کاردریچه ای” شناخته میشود،مجدداً مورداستفاده قرارگیرند.افزودن تری اتیلن به بنزین این مشکل راتاحدودی کاهش میدهد،روکش سرب صندلیهای سوپاپ ،باعث شده فلزرا روغن کاری کند ودریچه های استنلس استیل باشد.این پیشرفت هابطور کلی این مشکل راریشه کن کرده وبه سوخت طبیعی بدون استفاده ازهنجارکمک کرده است.

سوزش دریچه(گرمای بیش ازحد) یکیدیگر ازمشکلات است.باعث سایش بیش ازحد دریچه وآب بندی معیوب وهم چنین ضربه زدن به موتورمیشود(دریچه داغ باعث اشتعال زودرس سوخت میشود).با سیستم خنک کننده دریچه ای که ازآب یاروغن بعنوان خنک کننده استفاده میشود،قابل حل است. درموتورهای پرکار یاتوربوگاهی اوقات ازساقه های شیر پر ازسدیم استفاده میشود.سپس این ساقه هابه عنوان لوله گرماعمل میکنند.یکی ازدلایل عمده سوپاپ دود و هوا سوخته عدم وجودشیر درشیر است.دریچه نمیتواندکاملاًبسته شود.این امرباعث میشود ازطریق صندلی بتواندگرما رابه سمت سیلندر هدایت کند وممکن است باعث شودگازهای احتراق داغ بین دریچه وصندلی آن جریان پیداکند.دریچه های سوخته باعث فشرده سازی کم درسیلندر آسیب دیده وازبین رفتن قدرت میشوند.

ویژگی‌های سوپاپ دود و هوا چیست؟

  • یک سوپاپ خوب بایدحرارت زیادرا تحمل کند و هوای خوبی برای انتقال حرارت خودبه بدنه سرسیلندرباشد.
  •  حرارت زیادنباید باعث سوختگی وایجاد خوردگی در سوپاپ میشود.
  • یک سوپاپ خوب بایددر مقابل ضربات مقاوم باشد.
  • یک سوپاپ خوب بایددرمقابل سائیدگی مقاومت نماید.

راهساز کوماتسو باافزایش نیروهای تخصصی و حرفه ای در زمینه های مختلف این نیاز به شدت احساس میشد که این مجموعه قادر است با حفظ مشتری مداری و ارائه خدمات و محصولات عالی به مشتریان فعلی ، بتواند مشتریان جدید و همکاران جدید را در تهران و تمامی شهر های ایران ساپورت کند و در تامین قطعات و لوازم یدکی ماشین آلات سنگین راهسازی و معدنی به آنها کمک کند، پس تصمیم بر آن شده است که تا با بزرگ کردن حیطه فعالیت و بازار، دنیای دیجیتالی و اینترنت را به فعالیت خود اضافه کند، و از این طریق بتواند خود را به مشتریان، شرکت ها و همکاران جدید معرفی نماید.

اگر به هر طریقی با وب سایت فروشگاه راهساز کوماتسو وارد شده اید و هنوز این مجموعه قدیمی و با سابقه را نشناخته اید، به شما پیشنهاد میکنیم تا از بخش های مختلف وب سایت به خدمات و محصولاتی که این فروشگاه ارائه می دهد را مشاهده نمایید و در صورت نیاز با تماس با کارشناسان فروش حرفه ای این مجموعه اطلاعات لازم را کسب نمایید و قطعات با کیفیت و قیمت دسته اول و رقابتی را مشاهده نمایید.

 

 

سوپاپ دود و هوا کوماتسو، سوپاپ دود و هوا کاترپیلار، سوپاپ دود و هوا هیواندا، سوپاپ دود و هوا هیتاچی، سوپاپ دود و هوا لیفتراک،

 

/0 دیدگاه /توسط