طراحی اجزا سیستم سوخت رسانی
فهرست مطالب
كليات 3
2.17 كاربرداتور: 5
شكل 1.17 : شكل شماتيك يك كاربراتور. 6
شكل 2.17 دياگرام ضريب هواي مصرفي نسبت به مقدار وكيوم (خلاء) ونتوري 7
شكل 17.3 : منحني مشخصه كاربراتور مقدماتي 1 و كاربراتور ايده آل 2 10
17.3: طراحي كاربراتور: 15
جدول 17.1: 21
شكل 17.6: دياگرام مشخصه كاربراتور 23
17.4: طراحي اجزاء سوخت رساني موتور ديزل: 23
پمپ انژكتور: 24
جدول 17.2: 27
در اينجا ؟ زاويه گردش ميل لنگ است (درجه). 30
جدول (17.3): 32
طراحي اجزاء سيستم روانكاري 34
جدول 18.1 37
18.2 فيلتر روغن گريز از مركز: 42
شكل 18.1: فيلتر روغن سانتريفوژ 44
18.3: كولر روغن (خنك كن روغن) 48
18.4 طراحي ياتاقانها: 52
طراحي اجزاء سيستم خنك كاري 57
19.3 رادياتور: 67
طراحي اجزاء سيستم سوخت رساني
1.17 كليات
براي كار سيكل يك موتور احتراق داخلي نياز به مخلوط قابل احتراقي از سوخت و اكسيد كننده داريم. به هنگام احتراق انرژي شيميايي سوخت نبديل به انرژي حرارتي شده و اين انرژي نيز تبديل مكانيكي براي حركت وسيله نقليه مي شود.
اتومبيلها و تراكتورهاي جديد بيشتر از موتورهاي احتراقي زير استفاده مي كنند
1- موتورهايي با تشكيل مخلوط در خارج سيلندر (كاربراتوري) و ايجاد جرقه و احتراق توسط يك منبع خارجي در اين موتورها از سوختهاي فرار (مايع يا گاز) استفاده مي شود كه مخلوط سوخت در خارج از سيلندر و محفظة احتراق تشكيل مي شود. از اين طرح در موتورهاي كاربراتوري استفاده مي شود. اين نوع موتورها همچنين مي توانند مجهز به سيستم سوخت رساني كه سوخت را داخل ؟ ورودي مي پاشند باشند.
2- موتورهايي با ايجاد مخلوط در داخل موتور و محفظه احتراق و ايجاد احتراق توسط خود اشتعالي سوخت (انژكتوري): در اين موتورها از سوختهايي با فراريت كم (سوخت ديزل يا گازوئيل يا …) استفاده مي شود و مخلوط احتراقي در داخل محفظه تشكيل شده و به همين دليل طراحي محفظه احتراق تأثير مستقيمي بر مخلوط قابل احتراق و نحوه ايجاد جرقه دارد. با توجه به طراحي محفظه احتراق و سيستم سوخت رساني ، موتورهاي ديزل جديد از محفظه هاي احتراقي با تزريق سوخت حجمي يا لايه اي و محفظه احتراق هاي تقسيم شده پيش محفظه و اتاق احتراق هاي گردبادي بهره مي گيرند.
بدون توجه به نوع موتور احتراق داخلي خواسته ها و نيازهاي اساس كه سيم سوخت رساني بايد تامين كند عبارتند از :
1- اندازه گيري دقيق و صحيح سوخت و اكسيد كننده براي سيكل و سيلندر
2- تهيه مخلوط قابل احتراق در شرايط دشوار كاري و در زمان خيلي كوتاه
3- تهيه مخلوط هوا و سوخت به طوري كه احتراق به طور كامل انجام شود و موارد آلوده كننده در محصولات احتراق وجود نداشته باشد.
4- تغيير اتوماتيك مقدار هوا و سوخت تشكيل دهنه مخلوط با توجه به سرعت و بار موتور
5- قابليت استارت موتور در دماهاي مختلف را ايجاد نمايد.
6- پايداري تنظيمات سيستم سوخت رساني در طول مدت زمان بين دو سرويس موتور و نيز امكان تغييرات در تنظيمات را با توجه به شرايط سرويس و شرايط موتور ايجاد نمايد.
7- قابليت سويس سيستم سوخت رساني ، ساختمان ساده و قابل اعتماد؛ نصب آسان؛ تنظيمات و تغييرات ساده و آسان را داشته باشد.
خواسته ها و نيازهاي ذكر شده در بالا توسط سيستمي بوجود مي آيد كه شرايط زير را داشته باشد.
(a) در موتورهايي كه مخلوط سوخت آنها در خارج سيلندر ايجاد مي شود، از كاربراتور در موتورهاي كاربراتوري ، از سيكسر در موتورهاي گاز سوز و از پمپ و انژكتور در موتورهاي با شش مستقيم براي اين منظور استفاده شده است
(b) در موتورهاي انژكتوري اين كار توسط پمپ فشار بالا و انژكتور (اتميزر) انجام مي شود.
2.17 كاربرداتور:
يكي از قسمت اساسي سيستم سوخت رساني در موتورهاي كاربراتوري ، كاربراتور است. اين وسيله داراي سيستم و قسمتهايي مختلفي است كه نيازهاي و خواسته هاي ضروري سيستم سوخت رساني موتور را تأمين مي كنند و عبارتند از:
1- سيستم اندازه گيري اصلي با جبران كننده كه سوخت مورد نياز موتور را در زمان كاركرد در شرايط اصلي تأمين مي كند.
2- سيستم دور آرام كه وظيفه اين سيستم فرآهم آوردن كاركرد پايدار موتور تحت بارهاي كوچك است.
3- سيستم غني سازي مخلوط كه در شرايط تحت بارها و سرعتهاي ماكزيمم براي بدست آوردن حداكثر توان موتور به كار برده مي شود
4- سيستم غني سازي سوخت براي هنگام شتاب گيري موتور
5- سيستم ها و دستگاهايي كه قابليت استارت موتور را فرآهم مي آورند
6- دستگاههاي كمكي براي تامين كاركرد مطمئن كاربراتور
هنگام طراحي كاربراتور به طور كلي محاسبات اجزاء اصلي مواد اندازه گيري بر پايه ايجاد و تئوري و ژيلگورها انجام مي گيرد.
شكل 1.17 : شكل شماتيك يك كاربراتور.
طراحي ونتوري : در هنگام محاسبات ونتوري ما سرعت جريان هوا و مقاطع مختلف را تعيين كرده و ابعاد ساختمان كاربراتور را بدست مي آوريم.
هوا از داخل فيلتر هوا و مانيفولر ورودي عبور كرده و وارد ونتوري مي شود. در آنجا و در مقطع مينيمم سرعت هوا افزايش يافته و يك خلاء جزئي ايجاد مي شود.
روابط سرعت و فشار جريان هوا در اين مقطع از رابطه برنولي براي جريان تراكم ناپذير بدست مي آيد. با اين فرض كه فشار در مقطع I-I برابر فشار اتمسفر باشد PI-I , P0 در اين صورت سرعت در مقطع I-I برار صفر مي باشد. WI-I=0 علاوه بر اين بدليل رفتار نزديك هوا به سيال تراكم ناپذير تعداد چگالي هوا P0 در هر نقطه در طول خط مكش ثابت در نظر گرفته مي شود. اين فرضيات باعث ايجاد خطايي در حدود 2% در فشار در مقاطع مختلف كاربراتور مي شوند كه خيلي كوچك است. ماكزيمم كاهش فشار در مينيمم مقطع ونتوري II-II 5PN=5P0- 5P7 نبايد از 15 – 20 kpa تجاوزنمايد.
شكل 2.17 دياگرام ضريب هواي مصرفي نسبت به مقدار وكيوم (خلاء) ونتوري
بنابر اين مقدار سرعت تئوري هوا Wa(m/s) (بدون در نظر گرفتن افت فشار هوا) در هر مقطع از ونتوري برابر است با:
(17.1)
در اينجا 5Px , Px مقادير فشار و خلاء در هر مقطع از ونتوري را نشان مي دهند. P0 , Pa مقدار چگالي هوا بر حسب kg/m3 است.
براي مينيمم مقطع ونتوري داريم (مقطع I-I)
(17.2)
مقدار سرعت واقعي هوا در ونتوري برابر است با:
(17.3)
در اينجا QE ضريب سرعت براي افت فشار اصطكاكي در ماينفولدورودي است؛
ضريب انقباض جريان هوا است كه برابر با نسبت مينيمم مقطع جريان هوا ff به مينيمم مقطع عبوري هوا در ونتوري در مقطع I-I است؛ ؟ ضريب جريان ونتوري است.
شكل 17.2 نشان دهنده ؟ جريان هوا نسبت به 5Pv  در لوله وانتوسي براي كاربراتورهاي مختلف است.
تغييرات با مراجعه به منحني مي بينيم كه با افزايش افت فشار ؟ به شدت افزايش يافته و بعد از اين افزايش ناگهاني تغييرات آن مختصر است و در برخي جاه ها نيز با افزايش ؟ كاهش نيز مي يابد. محدوده هاشور خورده بين دو منحني ؟ محدوده ؟ در اكثر كاربراتورهاي اتومبيل هاي جديد را نشان مي دهد. در هنگام محاسبات لوله ونتوري منحني ؟ بر پايه داده هاي آزمايشگاهي انتخاب مي شود.
با توجه به ابعاد ونتوري ميزان دبي واقعي عبوري از ونتوري با معادله زير تعيين مي شود.
در اينجا dN قطر ونتوري است P0 , m چگالي هوا اس . kg/m3
همچنين مقدار دبي هواي عبوري از ونتوري برابر است با مقدار هواي تحويلي به سيلندرهاي موتور در يك سرعت خاص كه براي يك موتور چهار زمانه داريم.
در اينجا S , D به ترتيب مقادير قطر و كورس پيستون هستند n , m سرعت موتور استrpm.
از معادلات (17.5) , (17.4) مي توان روابط بين افت فشار در ونتوري و سرعت موتور را بدست آورد………….