دسته بندی | صنایع نفت و گاز |
فرمت فایل | zip |
حجم فایل | 2191 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 40 |
دسته بندی | گزارش کارآموزی و کارورزی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 28 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 41 |
گزارش کارآموزی در شبدیز زرین (پمپ های هیدرولیکی) در 37 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
انواع پمپ های هیدرولیک 1
عیب یابی پمپ ها 9
عیب یابی و تعمیر نگهداری 14
تشخیص خرابی - علل اثرات نقص فنی 15
عیب یابی سیستم های پنوماتیک 18
مشکلات سیستم های هیدرولیک 19
نقص فنی در اثر آلودگی 22
مراقبت از سیستمهای پنوماتیکی 15
نقش هئیت اجرایی بهداشت و ایمنی 26
وظایف کارفرمایان 27
وظایف کارکنان 28
جنبه های آئین نامه ها 29
انواع پرسها 34
پرسهای مکانیکی و طبقه بندی آنها 38
وسایل فرمان و حرکت 40
کلاج ها 41
تنظیم ارتفاع ضربه زن 43
بالشتکهای الاستیک 44
حفاظت کننده ها 45
پرسهای هیدرولیک و طرز کار انها 46
برشکاری به وسیله پرس 48
انواع مختلف قالبها یا ابزار های برش 48
فرم دادن به وسیله پرس 52
ابزارهای فرمکاری 55
ابزارهای مورد استفاده برای جمع کردن 59
ابزارهای مرکب برش و فرم کاری با ورق گیر 60
انواع پمپ های هیدرولیکی
پمپ هایی که در هیدرولیک روغنی کاربرد دارند به 3 گروه اصلی زیر تقسیم می شوند :
- پمپ های چرخ دنده ای
- پمپ های پره ای
- پمپ های پیستونی
پمپ های چرخ دنده ای شامل دو چرخ دنده می باشند . این چرخ دنده ها با همدیگر جفت شده و زمانی که یکی از آنها توسط عاملی به گردش در می آید ، دیگری را نیز می گرداند . این پمپ از نوع جابجایی مثبت بوده و میزان دبی آنها را می توان با تغییر سرعت گردش محور محرک تغییر داد . دبی یا بازدهی این پمپ ها عمدتاً به دقت و تماس مناسب سطوح دنده های درگیر (آب بندی سطوح دنده ها) بستگی دارد .
پمپ های دنده ای را می توان به انواع مختلف تقسیم کرد .
الف : پمپ های چرخ دنده ای ساده
فشار تئوریک در پمپ های چرخ دنده ای ثابت در نظر گرفته می شود . منظور از فشار تئوریک این است که در عمل در اکثر پمپ های چرخ دنده ای امکان بروز نشت داخلی روغن و لغزش سطوح دنده ها وجود داشته که این خود موجب کاهش فشار می گردد . بدین ترتیب بازده این قبیل پمپ ها می تواند تا 5 در صد کاهش یابد . متداول ترین این پمپ ها متشکل از یک چرخ دنده است که مطابق شکل (1 )درون یک محفظه جاوی دریچه ورود و خروج روغن قرار می گیرند . یکی از چرخ دنده ها متصل به شافت محرک می باشد . با چرخش چرخ دنده اول در جهتی که در شکل مشخص شده است حرکت چرخ دنده دوم در خلاف جهت آن امکان پذیر می گردد . محفظه مکش به مخزن روغن متصل است . چرخش چرخ دنده ها باعث ایجاد خلاء شده و فشار منفی حاصل و نیز فشار اتمسفر بر سطح روغن در مخزن سبب جریان روغن از مخزن به بیرون می شود . عمل مکش روغن از طریق دریچه ورودی به اجراء در آمده و پس از عبور از محیط هر چرخ دنده ما بین فضای بین هر دندانه ها و پوسته مستقر می گردد . بدین ترتیب روغن با فشار از دریچه خروجی جریان پیدا می یابد .
مجدداً دنده ها در گیر شده و روغن را از خانه های چرخ دنده جابجا می کنند . دنده های در گیر مانع جریان روغن از محفظه پر فشار به طرف محفظه مکش می گردند . دنده ها قبل از خالی شدن کامل خانه ها ، راه آنها را می بندند . بدین ترتیب فشار زیادی در خانه ها ایجاد می شود که موجب شدت و ضربان کار می گردد . فضای آزاد ما بین سر دنده ها و پوسته باید در حداقل ممکن باشد . دقت در ساخت و پرداخت صحیح دندانه موجب آب بندی مطلوب پمپ شده و از بازگشت روغن به دریچه ورودی جلوگیری می کند . چنانچه روغن حاوی ذرات خارجی باشد موجب وقوع خوردگی در چرخ دنده ها و پوسته شده و در نتیجه راندمان پمپ کاهش می یابد . عمل تصفیه روغن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و با به حداقل رسانیدن مقدار ذرات خارجی در مدار هیدرولیکی می توان طول عمر دستگاه هیدرولیکی را افزایش داد . پمپ های استاندارد دنده ای برای کار در فشارهای بیش از 80 bar و فشار ماکزیمم در حدود 100-120bar مورد استفاده قرار می گیرند .
نموه دیگری از پمپ های چرخ دنده ای نوع دندانه داخلی آن است . این قبیل پمپ ها تا فشار 100 bar را به سهولت تامین می کنند . فضای باز ما بین دو چرخ دنده داخلی و خارجی (حد فاصل دریچه های ورودی و خروجی) توسط زائده ای ثابت مطابق شکل آب بندی می شود تا فشار مورد نظر تامین گردد . مکش روغن از طریق دریچه ورودی به مرحله اجراء در آمده و پس از عبور از فضای بین چرخ دنده ها از دریچه خروجی جریان می یابد .
ب) پمپ های چرخ دنده ای حلزونی
در شکل (3 )نمونه ای از یک پمپ چرخ دنده مارپیچی (حلزونی) نشان داده شده است . پمپ های دنده ای مارپیچی دارای دو و یا همانگونه که در شکل مشاده می شود حاوی سه دنده مارپیچی (حلزونی ) می باشند که یکی از دنده ها چپ گرد و بقیه راست گرد هستند . با طراحی مناسب گام دندانه های حلزونی یکدیگر و بدنه محفظه را پوشش می دهند . دنده حلزون مرکزی توسط یک محور به حرکت در می آید و این حرکت دورانی را به سایر دنده های حلزونی منتقل می کند . دو دنده حلزونی خارجی به همراه بدنه محفظه و دنده حلزون محرک مجموعاً محفظه ای بسته ای را تشکیل می دهند . محفظه مزبور به طور پیوسته در جهت محوری از طرف مکش به طرف دریچه پر فشار انتقال می یابد .
نتیجه این دوران ایجاد جریانی یکنواخت و بدون سر و صدا در پمپ می باشد . بدین ترتیب پمپ های دنده حلزونی در مواردی که ایجاد حرکت یکنواخت توسط سایر پمپ ها در اثر وجود ضربه تولید اشکال می نمایند بکار می روند .
ج ) پمپ های پره ای
اصول کار پمپ های پره ای در اصل شبیه پمپ های دنده ای است با این تفاوت که در این پمپ ها ، علاوه بر فشار هیدرولیکی ، نیروی گریز از مرکز نیز بکار گرفته می شود . اساس کار این پمپ ها بر اساس ازدیاد حجم خالی برای ایجاد خلاء جزئی استوار گردیده است .
نمونه ای از یک پمپ پره ای ساده در شکل نشان داده شده است . این پمپ متشکل از روتوری که در محفظه جای گرفته و دور تا دور آن پره هایی در شیار های شعایی مستقر می شوند . نیروی گریز از مرکز و فشار سیستم موجب کشش پره ها به طرف خارج می گرد و لبه ههای خارجی پره ها در تماس با سطح درونی در حلقه محفظه به حالت سکون در می آیند . این قبیل پمپ ها در اثر نوسانات فشار روغن ما بین دریچه های ورودی و خروجی به سرعت نا متعادل می شوند .
به منظور کاهش این قبیل نوسانات که می تواند استهلاک زود رس پمپ را به همراه داشته باشد از پمپ پره ای شکل (5 ) استفاده می شود . نمونه دیگری از یک پمپ پره ای در شکل شش نشان داده شده است . نمونه مذکور دارای حلقه ثابتی درون محفظه می باشد که به استاتور معروف است . در اینجا ، استاتور خارج از مرکز را می توان بکمک یک فنر در وضعیتی قرار داد تا بیشترین فشار را در سیستم هیدرولیکی تأ مین نماید .به هنگام تأمین فشار مورد نیاز ، مابین روتور و استاتور ، در اثر غلبه فشار بر فنر ، استاتور به تدریج از حالت خروج از مرکز بیرون آمده و در مرکز پوسته مستقر می شود . هنگامی که فشار مجدداً کاهش می یابد ، فشار فنر موجب بازگشت استاتور به موقعیت خارج از مرکز شده و فشار روغن افزایش می یابد . با تنظیم فنر می توان نسبت به تأمین فشار مورد نظر اقدام نمود .
د) پمپ های پیستونی
پمپ های پیستونی به دو نوع شعاعی و محوری تقسیم می شوند . هر دو نوع پمپ مذکور متشکل از تعدادی سیلندر کوچک و پیستونهای رفت و برگشتی بوده که با فشار یک بادامک خروج از مرکز عمل می کنند .ورود و خروج روغن در هر پیستون از طریق دوران دریچه ای چرخشی تأمین می شود ، به نحوی که هر پیستون به نوبت در زمان پائین آمده در برابر دریچه ورودی قرار گرفته و عمل مکش انجام می پذیرد .به هنگام بالا رفتن پیستون ، این روغن از طریق دریچه خروجی مستقر در برابر هر پیستون ، جاری می شود . پمپ های پیستونی معمولاً در محدوده فشارهای بالا تا سرعت 3500 دور در دقیقه کاربرد و راندمان مطلوبی دارند .
در نمونه ای از یک پمپ پیستونی محوری با صفحه مایل و جابجایی ثابت و در نمونه ای از یک پمپ پیستونی محوری با صفحه مایل و جابه جایی متغیر مشاهده می شود . در این نوع پمپ ها ، یک صفحه نگهدارنده موجب حرکت پیستون می گردد . پیستونها بر روی یک استوانه چرخشی متصل به محور محرک واقع شده اند . در اینجا ، یک سیلندر راهنما ، کنترل زاویه صفحه بادامک را بکمک یک فنر بر عهده دارد . هنگامی که روغن تحت فشار وارد این سیلندر می شود ، زاویه صفحه بادامکی کاهش یافته و بازده پمپ سیر نزولی را طی خواهد کرد .
به منظور حفاظت از اجزاءداخلی پمپ ها از فیلترهای خاصی که قادر به جذب ذرات خارجی می باشند استفاده می شود . این فیلترها در انتهای لوله مکش در مخزن روغن تعبیه می شوند . نکته قابل توجه این است که استفاده از فیلترهای بسیار فشرده در مسیر حرکت روغن موجب کند شدن جریان روغن شده و روغن بعلت مقاومت فیلتر در مقابل جریان سیال نمی تواند بسادگی به درون پمپ هدایت شود و در نتیجه پمپ با سر وصدایی زیاد و راندمان کم بکار خود ادامه می دهد . به عنوان یک قائده کلی ، فیلترهای مکش روغن می بایست بتوانند ذرات ریز به ابعاد 125 میکرون را جذب نمایند و فیلترهای ریزتر در خط برگشت روغن تعبیه می شوند . هر میکرون برابر است با 0.001 میلی متر (1mm) یا 0.0004 اینچ . در واقع ، هدایت روغن به درون پمپ توسط فشار اتمسفر انجام می شود . این ارتفاع ناشی از فشار در شکل (10) با حرف H نشان داده شده است .
قطر لوله می بایست بنحوی محاسبه شود که سرعت روغن در دریچه های ورودی مابین 0.6 و 1.2 M/S باشد . معمولاً در پمپ های هیدرولیکی ، قطر لوله ورودی بزرگتر از قطر لوله خروجی است .
-پرسهای دستی :
الف – پرس اهرمی :
این نوع پرس برای بریدن و سوراخکاری و فرمکاری های کوچک روی اوراق نازک فلزی بکار می رود . بدنه آن تقریباً شبیه قیچی اهرمی است که بجای تیغه ثابت (تیغه تحتانی) قالب یا ماتریس و در مکان تیغه متحرک (تیغه فوقانی) بسته می شود . نیوس این پرسها بر حسب نوع اهرم بندی و طول اهرم دسته آنها متغیر است . از این نوع پرس در برشکاری گوشه های کار و سایر موارد مشابه آن نیز می توان استفاده کرد .
ب- پرس پیچی :
این نوع پرس بوسیله بالا و پایین رفتن یک پیچ دنده ذوزنقه کارمی کند . سر پرس با گرداندن دسته فلکه متصل به پیچ ذوزنقه حرکت عمودی نموده بالا و پایین می رود . پرس مزبور برای بریدن ورقه های نازک فلزی , جرم, مقوا و غیره مورد استفاده قرار می گیرد .
2- پرسهای مکانیکی :
الف – پرسهای پیچی اصطکاکی :
این پرس مجهز به دو چرخ طیار اصطکاکی بوده که محور آنها بوسیله یک الکترو موتور دوران می کند . با گردش چرخ طرف چپ فلکه متصل به پیچ به حرکت در آمده و پیچ همراه با سر پرس پایین می آید و در تماس چرخ طرف راست با چرخ فلکه عمل برگشت انجام می شود .چرخهای طرفین دارای یک حرکت انتقالی جزئی در جهت افقی هستند هنگام پایین رفتن پیچ هر قدر که چرخ از مرکز چرخ سمت چپ دورتر می شود سرعت زیاد تر شده و باین ترتیب سر پرس به طور ضربه ای با قالب زیر برخورد می کند . در موقع برگشت که چرخ فلکه یا چرخ سمت راست اصطکاک دارد هر قدر به مرکز چرخ نزدیک تر گردد سرعت آن کمتر می شود بالا و پائین رفتن سر پرسی از طریق حرکت افقی چرخهای محرک و بوسیله یک سیستم اهرم بندی صورت می گیرد , این عمل در پرسهای کوچک با فرمان دستی و در پرسهای بزرگ به طور اتوماتیک انجام می شود .
ب- پرس لنگی یا ضربه ای :
این نوع پرس از معمولی ترین پرسها است که در برشکاری , سوراخکاری و فرمکاری های کم عمق بکار می رود ,حرکت از یک الکترو موتور و یک چرخ تسمه واسطه به چرخ طیار و محور لنگ منتقل شده , شاتون و ضربه زن را به حرکت در می آورد . ماشین مزبور دارای یک میز قابل تنظیم بوده و از طریق پیچهای قطوری که زیر آن قرار گرفته می تواند روی ریلهای عمودی بالا و پایین رود . همچنین کورس سر پرس یا ضربه زن نیز می تواند در هر پرس به کمک مکانیزم های خاصی کم و زیاد گردد .پرسهای لنگ به فرمهای مختلف ساخته می شوند . چرخ طیار و محور از راست به چپ در بالای بدنه قرار دارند تناز پرسهای لنگی ثابت بوده و متناسب با اندازه چرخ طیار و مقاومت برشی فلزی میل لنگ آنها می باشد .
3-پرسهای پنوماتیکی :
این نوع پرسها که دارای یک سیلندر پیستون پنوماتیکی هستند غالباً در ابعاد ساخته شده و برای کارهای (سوراخکاری و فرمکاری روی اوراق نازک و همچنین جا زدن بوشها و غیره) از آنها استفاده می شود .
4- پرسهای هیدرولیکی :
پرسهای هیدرولیکی که بوسیله روغن تحت فشارکار می کنند دارای یک سیلندر دوکاره هستند که میله پیستون و ضربه زن آن به طور یک پارچه ساخته می شود با ارسال روغن پر فشار (توسط پمپ) به هر یک از مجراهای طرفین سیلندر مزکور ضربه زدن شروع به جرکت نموده بالا و پایین می رود.
تناژ این پرسها بین 50 تا بیش از 60000 تن متغیر است ضمناً پرسهای مزبور قادرند تناژ کامل خود را در هر وضعیتی از حرکت بر روس قالبه دو قطعه کار اعمال نمایند . همچنین طول حرکت ضربه زن آنها تا هر نقطه ای از مسیر پیستون قابل تنظیم است و با تغییر دادن فشار روغن تناژ آنها می تواند کم و زیاد گردد پرسهای مزبور مناسبترین وسیله ای برای فرمکاری بوده و امروزه قویترین پرسهائیکه ساخته می شود از نوع هیدرولیکی هستند .
پرسهای مکانیکی و طبقه بندی آنها
1-برحسب تعداد ضربه زنها :
پرس یک ضربه یا یک عمل : پرسر یک ضربه با یک کشوئی می تواند بوسیله یک یا چند شاتون حرکت کرده روی پایه های مختلفی سوار شود. با کمک یک وسیله فشاری که در زیر صفحه پرسی نصب می شود , می توان این پرس ها را در حالت (دو ضربه در جهت پایین ) بکار برد .
پرسی دو عمل : مانند دارای دو کشوئی با فرمان مستقل است کشویی یا ضربه زن خارجی (دو ضربه از طرف بالا ) که روی ریلهای بدنه هدایت می شود دارای یک نقشی کمکی است (گرفتن ورق بریدن و غیره), در حالیکه کشوئی مرکزی موسوم به غواصی که در داخل کشوئی خارجی جابجا می شود عملیات اصلی پرسکاری را انجام می دهد .
پرس دو عمل بوسیله چرخهای دنده ای , بازوهای مفصلی یا لنگرها که کشویی خارجی را در تمام مدت کار کردن غواص ثابت نگه می دارند فرمان داده می شود .
دسته بندی | مکانیک |
فرمت فایل | pptx |
حجم فایل | 719 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 47 |
پاورپوینت بررسی پمپ های هیدرولیکی در 47اسلاید زیبا و قابل ویرایش با فرمت pptx
پمپ های هیدرولیکی
•توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.
•فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود. •حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.
•نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از ۱۰ متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از ۱۰ متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.
پمپ ها در صنعت هیدرولیک
پمپ های با جا به جایی غیر مثبت (پمپ های دینامیکی)
•پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰psi تا۳۰۰۰si محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.
دسته بندی | کشاورزی و زراعت |
فرمت فایل | ppt |
حجم فایل | 1304 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 31 |
پاوریوینت پمپ هیدرولیکی
دسته بندی | فنی و مهندسی |
بازدید ها | 13 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 336 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 76 |
گزارش کاراموزی موتورهای دیزل و پمپ های هیدرولیک در 76 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : معرفی موتور دیزل
موتور دیزل 1
ریشه لغوی 1
دید کلی 1
تاریخچه 2
تقسیمات 3
ساختمان 4
طرزکار 4
سیکل موتورهای دیزل چهارزمانه 9
زمان تنفس : 9
زمان تراکم : 10
زمان قدرت : 10
زمان تخلیه : 11
سیکل موتور دوزمانه دیزل 11
موتورهای دیزل دو زمانه چگونه کار می کند؟ 11
نحوه ی کار چرخه 12
موتورهایGeneral Motors EMD 15
مزایای موتورهای دیزل 23
کارآیی بهتر از نظر مصرف سوخت : 23
توان بیشتر : 23
دوام بیشتر : 24
کاهش انتشار آلاینده ها : 25
معرفی موتورهای گاز سوز 25
1- انواع موتورهای احتراق داخلی سیلندر پیستونی 25
2- موتورهای گازی 29
3- کاربردها 32
4- مشخصه های طراحی 33
گاز طبیعی و موتورهای دیزل 35
• طرح ساختاری مبدل های کاتالیستی 37
• مواد افزودنی سوخت 39
فصل دوم : تعمیر و نگهداری
تعمیر و نگهداری 42
نگهداری و تعمیرات پیشگویانه ( Predictive Maintenance ) 42
فعالیتهای نت پیشگویانه (PdM) : 42
مزایای آشکار و پنهان در اجرای نت پیشگویانه 45
رمز موفقیت در برنامه های نت پیشگویانه (PdM) 46
چگونگی تعیین تناوب انجام بازرسی ها 47
نگهداری و تعمیرات واکنشی ( Reactive Maintenance ) 49
آنالیز روغن 50
مقدمه : 50
دسته بندی آزمایشها و نتایج : 52
نگاهی به مبحث آنالیز روغن ( Oil Analysis ) 54
آنالیز روغن چیست ؟ 55
آنالیز عناصر فرسایشی 56
افزودنی های روغن 58
ویسکوزیته Viscosity 58
دوده سوخت 59
رقیق شدن روغن در اثر اختلاط با سوخت 60
آلودگی با آب یا ضدیخ 60
اکسیداسیون 61
نیتراسیون 62
نمونه گیری از روغن 63
نه گام جهت اجرای موفق آنالیز روغن 64
فصل سوم : پمپ های هیدرولیک
پمپ های هیدرولیکی 68
پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان : 70
پمپ های دنده ای Gear Pump 71
3- پمپ های گوشواره ای Lobe Pumps 73
4- پمپ های پیچی Screw Pumps 74
5- پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps 75
پمپ های پره ای : 75
پمپ های پیستونی 77
پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps) 80
پمپ های پلانچر (Plunger pumps) 81
راندمان پمپ ها (Pump performance): 82
موتور دیزل
ریشه لغوی
کلمه دیزل نام یک مخترع آلمانی به نام دکتر رودلف دیزل است که در سال 1892 نوع خاصی از موتورهای احتراق داخلی را به ثبت رساند، به احترام این مخترع اینگونه موتورها را موتورهای دیزل مینامند.
دید کلی
موتورهای دیزل ، به انوع گستردهای از موتورها گفته میشود که بدون نیاز به یک جرقه الکتریکی میتوانند ماده سوختنی را شعلهور سازند. در این موتورها برای شعلهور ساختن سوخت از حرارتهای بالا استفاده میشود. به این شکل که ابتدا دمای اتاقک احتراق را بسیار بالا میبرند و پس از اینکه دما به اندازه کافی بالا رفت ماده سوختنی را با هوا مخلوط میکنند.
همانگونه که میدانید برای سوزاندن یک ماده سوختی به دو عامل حرارت و اکسیژن نیاز است. اکسیژن از طریق مجاری ورودی موتور وارد محفظه سیلندر میشود و سپس بوسیله پیستون فشرده میگردد. این فشردگی آنچنان زیاد است که باعث ایجاد حرارت بسیار بالا میگردد. سپس عامل سوم یعنی ماده سوختنی به گرما و اکسیژن افزوده میشود که در نتیجه آن سوخت شعلهور میشود.
تاریخچه
در سال 1890 میلادی آکروید استوارت حق امتیاز ساخت موتوری را دریافت کرد که در آن هوای خالص در سیلندر موتور متراکم میگردید و سپس (به منظور جلوگیری از اشتعال پیشرس) سوخت به داخل هوای متراکم شده تزریق میشد، این موتورهای با فشار پایین بودند. و برای مشتعل ساختن سوخت تزریق شده از یک لامپ الکتریکی و یا روشهای دیگر در خارج از سیلندر استفاده میشد.
در سال 1892 دکتر رودلف دیزل آلمانی حق امتیاز موتور طراحی شدهای را به ثبت رساند که در آن اشتعال ماده سوختنی ، بلافاصله بعد از تزریق سوخت به داخل سیلندر انجام میگرفت. این اشتعال عامل حرارت زیادی بود که در اثر تراکم زیاد هوا بوجود میآمد. وی ابتدا دوست داشت که موتور وی پودر زغال سنگ را بسوزاند ولی به سرعت به نفت روی آورد و نتایج قابل توجهی گرفت.
طی سالهای متمادی پس از اختراع موتور دیزل ، از این نوع موتور عمدتا و منحصرا در کارهای درجا و سنگین از قبیل تولید برق ، تلمبه کردن آب ، راندن قایقهای مسافری و باری و همچنین برای تولید قدرت جهت رفع بعضی از نیازهای کارخانجات استفاده میشد. این موتورها سنگین ، کم سرعت ، دارای یک یا چند سیلندر و از نوع دوزمانه یا چهارزمانه بودند.
پیشرفت بیشتر موتورهای دیزل ، تا توسعه سیستمهای پیشرفته تزریق سوخت در دهه 1930 طول کشید. در این سالها رابرت بوش تولید انبوه پمپهای سوختپاش خود را آغاز کرد. توسعه پمپهای سوختپاش (پمپهای انرژکتور) با توسعه موتورهای کوچکی که برای استفاده در موتورها مناسب بودند متعادل شد.
موتورهای دیزل سبکتری که سرعتشان نیز بالا بود در سال 1925 به بازار عرضه شدند. با آنکه پیشرفت در ساخت این موتورها کند بود. اما در سال 1930 موتورهای دیزل قابل اطمینان که به خوبی طراحی شدهبودند و چند سیلندر و سریع نیز بودند به بازار عرضه شد. این پیشرفت تا پایان جنگ جهانی دوم برای مدتی کند بود. لیکن از آن تاریخ تا کنون طراحی و تولید این موتورها به طریقی پیشرفت نموده است که امروزه استفاده گسترده و فراگیر از موتورهای دیزل را شاهد هستیم.
تقسیمات
موتورهای دیزل نیز مانند سایر موتورهای احتراق داخلی بر مبناهای مختلفی قابل طبقهبندی هستند. مثلا میتوان موتورهای دیزل را بر حسب مقدار دفعات احتراق در هر دور گردش میل لنگ به موتورهای دیزل دوزمانه و یا موتورهای دیزل چهارزمانه تقسیمبندی نموده و یا بر حسب قدرت تولیدی که به شکل اسب بخار بیان میگردد. یا بر حسب تعداد سیلندر و یا شکل قرارگیری سیلندرها که بر این اساس به دو نوع موتورهای خطی و موتورهای V یا خورجینی تقسیم بندی میکردند و ...
ساختمان
ساختار موتورهای دیزل نه تنها در سیستم تغذیه و تنظیم سوخت با موتورهای اشتعال جرقهای تفاوت میکند. بنابراین ساختارهای بسیار مشابهی میان این موتورها وجود دارد و تنها تفاوت ساختمانی آنها قطعات زیر است که در موتورهای دیزل وجود دارد و در سایر موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد.
_پمپ انژکتور :__ وظیفه تنظیم میزان سوخت و تامین فشار لازم جهت پاشش سوخت را به عهده دارد.
انژکتورها : باعث پودر شدن سوخت و گازبندی اتاقک احتراق میشوند.
فیلترهای سوخت : باعث جداسازی مواد اضافی و خارجی از سوخت میشوند.
لولههای انتقال سوخت : میبایست غیرقابل اشباع بوده و در برابر فشار پایداری نمایند.
توربوشارژر : باعث افزایش هوای ورودی به سیلندر میشوند.
طرزکار
همانگونه که اشاره شد موتورهای دیزل بر اساس نحوه کارکردن به دو دسته موتورهای 4 زمانه و 2 زمانه تقسیم میشوند. لیکن در هر دوی این موتورها چهار عمل اصلی انجام میگردد که عبارتند از مکش یا تنفس - تراکم - انفجار و تخلیه اما بر حسب نوع موتورها ممکن است این مراحل مجزا و یا بصورت توام انجام گیرند.
موتورهای دیزلی
موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی ارزانتر و مقرون به صرفه تر هستند. موتور دیزلی فقط هوا را دریافت داشته، آنرا فشرده کرده و بعد سوخت را درون هوای فشرده تزریق می نماید. گرمای هوای فشرده فورآً سوخت را روشن می سازد. موتور بنزینی در نسبت 8:1 تا 12:1 فشرده شده در حالیکه موتور دیزلی در نسبت 14:1 تا حداکثر 25:1 فشرده می گردد. نسبت بالای فشردگی موتور دیزلی سبب کارآیی بهتر آن می شود. موتور دیزلی فقط از تزریق سوخت مستقیم استفاده می نماید. سوخت دیزلی مستقیماً وارد سیلندر می گردد. موتور دیزلی شمع نداشته فقط گرمای هوای فشرده است که سوخت را در آن روشن می سازد. یکی از تفاوتهای بزرگ موتور بنزینی و دیزلی تزریق سوخت آن می باشد. بیشتر موتورهای ماشین از سوپاپ تزریق یا کاربراتور استفاده می کنند. بنابراین تمام سوخت در سیلندر بارگذاری شده سپس فشرده می گردد. فشردگی ترکیب سوخت / هوا نسبت فشردگی موتور را محدود می سازد. اگر فشردگی هوا خیلی زیاد باشد ترکیب سوخت / هوا فوراً مشتعل گشته و صدای تق تق را بوجود می آورد. دیزل فقط هوا را فشرده ساخته طوریکه نسبت فشردگی می تواند زیاد شود. نسبت فشردگی زیاد، نیروی زیادی را ایجاد خواهد نمود. سوخت دیزلی سنگینتر بوده بتدریج تبخیر می گردد، نقطه جوش آن بیشتر از نقطه جوش آب است، دارای اتمهای کربن زیادی است ....
د) موتورهای دو گانه سوز ایستگاهی
(Dual fuel engines) : در حقیقیت همان موتورهای دیزل با توان خروجی بالا تا حدود 6000 کیلوات می باشند. سوخت اصلی گاز طبیعی بوده که نه بوسیله جرقه بلکه با پاشش گازوئیل در انتهای مرحله تراکم، مشتعل می شود. به عنوان نمونه، حدود90% انرژی سوختی از طریق گاز طبیعی و حدود10% بوسیله گازوئیل تامین میشود. همچنین قابلیت کارکرد با گازوئیل به تنهایی یا سوخت دوگانه مذکور را دارد، اما هزینه نگهداری آنها بالا میباشد.
2- موتورهای گازی
موتورهای گاز سوز با سوخت گاز طبیعی جهت احتراق مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر، همانند موتورهای بنزینی از سیستم جرقه که از طریق شمع بوسیله ایجاد یک جرقه قوی در فاصله زمانی معین می باشد، عمل میکنند. انواع سوختهای گازی و مایعی فرار در محدوده لندفیل تا پروپان و تا بنزین می باشند که در یک سیستم صحیح سوخت رسانی و با نسبت تراکم مناسب، کار کنند.
موتورهای گاز طبیعی سوز که برای تولید الکتریسیته طراحی و ساخته میشوند به موتورهای ایستگاهی معروفند که 4 زمانه هستند و تا 5 مگاوات در دسترس می باشند.
بر اساس توان خروجی، احتراق موتورها بر 2 روش و تکنیک به شرح زیر استوار است:
· محفظه باز : در این سیستم نوک شمع درست در محل محفظه احتراق قرار دارد و مستقیما مخلوط فشرده سوخت و هوا را مشتعل میکند. این روش بیشتر برای موتورهایی استفاده میشود که احتراق در آنها در محدوده نقطه استوکیومتری تا مخلوط رقیق هوا / سوخت قرار دارد.
· محفظه پیش احتراق : در اصل یک فرایند احتراق مرحله ای پیش می آید که در آن شمع در بالای سرسیلندر نصب میشود. در این موتورها مخلوط غنی سوخت و هوا که رابطه مستقیم با سرعت انتقال شعله به محفظه احتراق اصلی را دارد، وارد سرسیلندر میگردد. این تکنیک جهت شعله ور کردن مطلوب مخلوط هوا با سوختهای سبک و رقیق در موتورهای که قطر سیلندر بزرگی دارند بکار گرفته میشوند.
ساده ترین موتورهای گازی بر اساس تنفس طبیعی هوا و سوخت از طریق کاربراتور و یا میکسر به داخل سرسیلندر کار میکنند. موتورهای پیشرفته از نظر عملکرد مجهز به توربوشارژ برای ورود مقدار هوای بیشتر به سرسیلندر می باشند. همانند بنزینی ها نسبت تراکم موتورهای گاز طبیعی سوز نسبت به دیزل ها کم و در حدود 9:1 تا 12:1 می باشد که این محدوده خود تابع شرایطی چون ابعاد و تجهیزات جانبی چون توربوشارژ است. این نسبت تراکم خود دلیلی بر راندمان پایینتر گازسوز نسبت به دیزل است.
یکی از دلایل نسبت احتراق پایین جلوگیری از اشتعال خود بخود و پدیده ضربه می باشد که میتواند صدماتی به بدنه بلوک موتور وارد آورد.
استفاده از تکنولوژی جرقه قدرتمند و مخلوط رقیق سوخت و هوا در موتورهای گاز طبیعی سوز عاملیست در کاهش دمای بالای اشتعال در سرسیلندر و نیز کاهش ذرات آلاینده همچون Nox .
3- کاربردها
امروزه موتورهای پیستونی تجهیزات مناسبی جهت تولید توان الکتریکی پراکنده در مراکز صنعتی، تجاری و کاربریهای آموزشی در کشورهای اروپایی و آمریکا می باشند. موتورهای پیستونی سریع روشن می شوند، سریع باردهی میگردند و در کنار قابلیت اعتماد بالا راندمان خروجی خوبی دارند. در بیشتر شرایط و موقعیتها، مجموعه ای از موتورها در کنار هم باردهی و قابلیت دسترسی را بالا میبرند. موتورهای احتراق داخلی نسبت به توربینهای گازی در ابعاد برابر از نقطه نظر توان خروجی، راندمان الکتریکی بالاتری دارند و بنابراین مصرف سوخت کمتر و عملکرد مناسبتری دارند. همچنین در محدوده توان 3 مگاوات الی 5 مگاوات، هزینه اولیه موتورهای پیستونی از توربینهای گازی کمتر است. در مورد تعمیر و نگهداری، توربینهای گازی نسبت به موتورهای رفت و برگشتی، هزینه کمتری دارند. اما توجه به این نکته لازم و ضروری است که همواره متخصصان بومی در هر مکانی جهت تعمیرات و نگهداری انواع موتور های رفت و برگشتی حضور دارند.
پتانسیلهای استفاده از موتور های پیستونی در تولید انرژی الکتریکی پراکنده و غیر متمرکز به جهت دوری از تلفات افت انتقال و توزیع که در شبکه سراسری برق کشور وجود دارد شامل موارد اضطراری، پیک زایی، پشتیبانی از شبکه برق سراسری و کاربرد در تکنولوژی سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت جهت تولید آب گرم، بخار کم فشار برای کاربرد در گرمایش زمستانی و سرمایش تابستانی در سیستمهای چیلرهای جذبی میباشد. این موتورها امکان استفاده به عنوان نیروی محرک انواع پمپهای آب، انواع کمپرسورهای هوا و گاز مبرد سیستمهای تهویه مطبوع و سردخانه را دارا می باشند.
4- مشخصه های طراحی
مجموعه عواملی که موتورهای گازسوز را در صدر جدول محرکها اولیه جهت تولید الکتریسیته به شکل پراکنده و غیرمتمرکز قرار میدهد به شرح زیر است:
ü محدوده توان الکتریکی : 10 -5 مگاوات در دسترس میباشد.
ü انرژی حرارتی خروجی ( تلفات قابل استحصال ) : آب داغ و بخار کم فشار.
ü استارت سریع : قابلیت استارت سریع موتورهای رفت و برگشتی در شرایط اضطراری و پیک.
ü قابلیتهای نحوه استارت : موتورها جهت استارت تنها به یک باتری نیازمندند.
ü عملکرد در بار جزیی : راندمان بالا و اقتصادی در بارهای جزیی.
ü قابلیت اعتماد و عمر : اثبات شده است که موتورها از نظر تعمیر و نگهداری در رده مطلوبی قرار دارند.
ü نشر آلاینده ها : موتورهای گازسوز، یعنی انرژی سبز.
گاز طبیعی و موتورهای دیزل
کاربرد گازطبیعی در موتورهای دیزل دارای ابعاد مکانیکی است، با این حال، کارکردن بر روی آلاینده های سیستم گازطبیعی در حیطه تخصص مهندسی شیمی قرار می گیرد.مقاله زیر خلاصه ی رساله دکترای ناصر سلامی است که در یک پروژه بین المللی با مشارکت دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه کالگری کانادا، دانشگاه آلبرتای کانادا و چند شرکت صنعتی دیگر کانادایی نگاشته شده است. در این مقاله به فعالیت های علمی در زمینه مبدل های کاتالیستی سیستم گازطبیعی و همچنین مواد افزودنی سوخت توسط مؤلف انجام گردیده، اشاره شده است
در تیم تحقیقاتی این پروژه، گروهی مسئولیت موتور و سیستم گازسوز و گروهی دیگر مسئولیت مطالعه و فعالیت روی مبدل کاتالیستی را برعهده داشتند. مبدل کاتالیستی برای بیش از سه دهه در دنیا روی خودروهای بنزینی مورد استفاده قرار گرفته است. به خصوص تجربه های زیادی در این مقوله برای خودروهای بنزینی وجود دارد. گرچه مرزهای دانش دائما در حال توسعه است و تجربه های جدیدی در زمینه های گوناگون مرتبط با مبدل های کاتالیستی طرح می شود و به کار می روند، ولی مبدل کاتالیستی سیستم گازطبیعی دارای ساختار ویژه ای می باشد. در خروجی موتورهای گازسوز، اعم از سیستم سوخت دو گانه ای (Dual Fuel) و سیستم اختصاصی (Dedicated)، متان به عنوان عمده ترین هیدروکربن نسوخته خروجی وجود دارد. در خانواده هیدروکربن ها، مقاوم ترین هیدروکربن در مقابل اکسیداسیون متان است اگر چه در حال حاضر، در برخی از استانداردهای زیست محیطی، متان به عنوان عامل آلاینده محسوب نمی شود،این دیدگاه همه گیر نیست و مطالعاتی روی تبدیل بهینه متان در خروجی موتورها انجام می گیرد. ما اولین گروهی بودیم که در این زمینه در مقوله سوخت دوگانه کار کردیم و بخشی از فناوری هایی را که پیش از این در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته بود، برای اولین بار در این زمینه مورد ارزیابی قرار دادیم. از جمله بهره گیری از ایجاد شرایط گذرای برنامه ریزی شده برای افزایش عملکرد رآکتورها در برخی از موارد به اثبات رسیده است.
مشکل اساسی در سیستم سوخت دوگانه این است که دمای خروجی موتور برای تبدیل متان در اغلب مبدل های کاتالیستی کافی نیست. شاید از منظر تئوری و با آزمایش روی متان خالص در آزمایشگاه این تبدیل دشوار نباشد، ولی ماهیت خروجی موتور سوخت دوگانه با حضور سایر ترکیبات پیچیده ناشی از احتراق از جمله انواع رادیکال های آزاد و مولکول های گوناگون، مانع تبدیل مناسب متان می شود. از طرفی معمولا عمر مبدل های کاتالیستی که در این زمینه مورد استفاده قرار می گیرند، چندان طولانی نیست. طی آزمایش های متعدد روی این سیستم تلاش کردیم تا به کمک ایجاد شرایط ناپایدار، دمای خروجی موتور سوخت دوگانه را به صورت کنترل شده و بدون تغییر در موتور، در ساختار مبدل کاتالیستی افزایش دهیم. این تجربه جدید بعدها به صورت پتنت در آمد.باتوجه با دانسیته پایین گازطبیعی، حتی در فشارهای بالا، نیاز به حجم ذخیره سازی بیشتری وجود دارد. به عنوان مثال، ارزش حرارتی حجمی گازوئیل پنج برابر بیش از گازطبیعی در فشار 200 بار است. به همین دلیل، حجم مورد نیاز برای موتور گازسوز برای مسافت معادل پیمایش حدود پنج برابر خواهد بود.در حال حاضر شرکت های متعددی در این زمینه در ایران و جهان مشغول فعالیت هستند.