آشنایی کامل با موتورهای دیزل و راهنمای عملکرد اجزای موتور دیزل و قطعات موتور دیزل و چرا موتور دیزل شمع ندارد و آشنایی با قطعات دیزل ژنراتور و موتور دیزل پاترول و طرز کار موتور دیزل و تعمیر موتور دیزل و راهنمای تعمیر موتور دیزل و قطعات موتورهای دیزلی و آموزش موتور دیزل در نم نمک.
آشنایی جامع با موتورهای دیزل
موتورهای دیزل از مهم ترین موتورهای احتراق داخلی هستند که به دلیل راندمان بالا ، گشتاور مناسب و دوام زیاد ، در خودروهای سنگین ، ماشین آلات صنعتی ، کشاورزی و بسیاری از تجهیزات کاربرد دارند. در این مطلب با تاریخچه و انواع موتورهای دیزل ، نحوه عملکرد موتورهای چهارزمانه و دوزمانه ، اجزای اصلی ، سیستم های سوخت رسانی ، روغن کاری و خنک کاری و همچنین عیب یابی و عوامل موثر بر عملکرد موتور آشنا می شویم.
1. موتور دیزل چیست؟
موتور دیزل نوعی موتور درون سوز با اشتعال تراکمی است. نام آن از رودلف دیزل ، مهندس و مخترع آلمانی ، گرفته شده که در سال 1892 طرح موتور خود را ثبت کرد.
تفاوت اصلی موتور دیزل با موتورهای اشتعال جرقه ای ، نحوه ایجاد احتراق است : در موتور دیزل برای مشتعل شدن سوخت به جرقه شمع نیاز نیست؛ ابتدا هوای خالص به شدت متراکم و داغ می شود و سپس سوخت به هوای داغ تزریق شده و بر اثر دمای بالا خودبه خود مشتعل می شود.
چرخه دیزل
چرخه ایده آل دیزل در ترمودینامیک ، چرخه موتورهای احتراق داخلی با اشتعال تراکمی است و از :
- یک فرآیند هم حجم
- یک فرآیند هم فشار
- دو فرآیند هم آنتروپی
تشکیل می شود.
2. تاریخچه موتور دیزل
- 1890: میفدی آکروید استوارت موتوری را ثبت کرد که در آن ابتدا هوای خالص متراکم و سپس سوخت تزریق می شد؛ این موتورها فشار پایین داشتند و برای اشتعال از منبع حرارتی خارجی استفاده می کردند.
- 1892: رودلف دیزل موتور اشتعال تراکمی خود را ثبت کرد؛ در این موتور گرمای حاصل از تراکم شدید هوا ، سوخت تزریق شده را مشتعل می کرد. او ابتدا به استفاده از پودر زغال سنگ علاقه داشت ، اما بعداً به نفت روی آورد.
- در سال های نخست ، موتورهای دیزل عمدتاً برای کارهای سنگین و ثابت مانند تولید برق ، پمپاژ آب ، حرکت قایق ها و تأمین نیروی کارخانه ها استفاده می شدند.
- این موتورها در ابتدا سنگین ، کم سرعت و یک یا چند سیلندر بودند و به صورت دوزمانه یا چهارزمانه ساخته می شدند.
- در دهه 1930، با توسعه سیستم های پیشرفته تزریق سوخت و تولید انبوه پمپ های سوخت پاش توسط رابرت بوش ، پیشرفت مهمی در موتورهای دیزل ایجاد شد.
- 1925: موتورهای دیزل سبک تر و سریع تر وارد بازار شدند.
- 1930: موتورهای چندسیلندر ، سریع و قابل اعتماد توسعه یافتند.
- پس از جنگ جهانی دوم ، توسعه موتورهای دیزل سرعت گرفت و استفاده از آن ها بسیار گسترده شد.
3. طبقه بندی موتورهای دیزل
موتورهای دیزل را می توان بر اساس عوامل مختلف دسته بندی کرد :
- تعداد سیلندر
- ترتیب قرارگیری سیلندرها
- حجم کل یا ظرفیت موتور
- نوع سیستم خنک کاری
- چرخه کاری
- نوع سوخت مصرفی
- قدرت تولیدی
آرایش سیلندرها
- خطی یا Inline : سیلندرها در یک ردیف قرار دارند.
- V شکل یا خورجینی : سیلندرها در دو ردیف و با زاویه نسبت به یکدیگر قرار دارند.
- بوکسور یا تخت : سیلندرها در دو طرف محور میل لنگ و به صورت افقی قرار می گیرند.
- W شکل : سه ردیف سیلندر دارد و در طراحی های چندسیلندر کاربرد دارد.
- X شکل : چهار ردیف سیلندر با زاویه نسبت به یکدیگر.
- رادیال یا ستاره ای : سیلندرها پیرامون یک مرکز قرار دارند و معمولاً با هوا خنک می شوند.
موتورخورجینی یا V شکل
موتور خوابیده یا بوکسور
موتور خطی یا این لاین
4. تفاوت موتور دیزل و بنزینی
ساختمان کلی دو موتور مشابه است ، اما سیستم تغذیه و تنظیم سوخت تفاوت اساسی دارد.
قطعات و سامانه های شاخص موتور دیزل
- پمپ انژکتور : تنظیم مقدار سوخت و ایجاد فشار لازم برای پاشش.
- انژکتور : پودر کردن سوخت و کمک به آب بندی محفظه احتراق.
- فیلتر سوخت : جداسازی مواد خارجی و اضافی از سوخت.
- لوله های سوخت : باید در برابر فشار مقاوم و غیرقابل نفوذ باشند.
- توربوشارژر : افزایش هوای ورودی به سیلندر.
مزایای موتور دیزل
- گازوئیل ارزان تر از بنزین است.
- مصرف سوخت کمتر است.
- نقطه اشتعال گازوئیل بالاتر است.
- نسبت تراکم بیشتر است.
- به کاربراتور نیاز ندارد.
- میزان آلودگی کمتر ذکر شده است.
5. طرز کار موتور دیزل
موتورهای دیزل از نظر چرخه کاری به دو گروه تقسیم می شوند :
- چهارزمانه
- دوزمانه
چهار عمل اصلی موتور عبارت اند از :
- مکش یا تنفس
- تراکم
- قدرت یا احتراق
- تخلیه دود
6. سیکل چهارزمانه موتور دیزل
زمان اول : مکش یا تنفس
پیستون از نقطه مرگ بالا (TDC) به نقطه مرگ پایین (BDC) حرکت می کند.
- سوپاپ هوا باز است.
- سوپاپ تخلیه بسته است.
- با پایین رفتن پیستون ، خلا نسبی ایجاد می شود.
- هوای خالص وارد سیلندر می شود.
- در پایان ، سوپاپ هوا بسته شده و هوا در سیلندر محبوس می شود.
زمان دوم : تراکم
پیستون از BDC به TDC حرکت می کند.
- هر دو سوپاپ بسته اند.
- هوای داخل سیلندر متراکم می شود.
- نسبت تراکم حدود 15 تا 20 برابر است.
- فشار می تواند تا حدود 40 اتمسفر برسد.
- دمای هوا بر اثر تراکم شدید به حدود 600 درجه سانتی گراد می رسد.
زمان سوم : قدرت
در پایان تراکم :
- پیستون به TDC نزدیک می شود.
- گازوئیل به هوای فشرده و داغ تزریق می شود.
- سوخت بدون جرقه و بر اثر حرارت هوا مشتعل می شود.
- سوختن تا حدود دو سوم زمان قدرت ادامه می یابد.
- گازهای منبسط شده پیستون را به پایین می رانند.
- شاتون حرکت پیستون را به میل لنگ منتقل می کند.
- دمای گازهای مشتعل شده حدود 2000 درجه سانتی گراد و فشار داخل سیلندر حدود 80 اتمسفر ذکر شده است.
زمان چهارم : تخلیه
- در BDC سوپاپ تخلیه باز می شود.
- گازهای سوخته خارج می شوند.
- پیستون از پایین به بالا حرکت کرده و گازهای باقی مانده را بیرون می راند.
- سپس سیکل جدید با زمان مکش آغاز می شود.
7. سیکل دوزمانه
در موتور دوزمانه ، چرخه در دو حرکت پیستون و یک دور میل لنگ انجام می شود.
برخلاف چهارزمانه ، معمولاً سوپاپ مکش هوای تازه وجود ندارد و به جای آن مجاری خاصی در بدنه سیلندر تعبیه شده است.
زمان اول
- پیستون از BDC به TDC حرکت می کند.
- پس از عبور از مجاری تنفس ، هوای تازه متراکم می شود.
- سوپاپ تخلیه بسته است.
زمان دوم
- گازوئیل پودر شده به هوای داغ و متراکم تزریق می شود.
- احتراق رخ می دهد.
- فشار گازهای حاصل ، پیستون را به پایین می راند.
- با پایین رفتن پیستون ، مجاری هوای تازه باز می شوند.
- هوای تازه وارد سیلندر شده و هم زمان سوپاپ تخلیه باز می شود.
- گازهای حاصل از احتراق توسط هوای تازه خارج می شوند.
- با رسیدن پیستون به BDC ، چرخه جدید شروع می شود.
TDC = نقطه مرگ بالا
BDC = نقطه مرگ پایین
8. اصطلاحات و قطعات اصلی موتور
حجم موتور
فضایی که پیستون بین TDC و BDC طی می کند ، حجم سیلندر است و مجموع حجم سیلندرها ، حجم موتور نامیده می شود.
واحد معمول آن cc است.
فرمول های ذکرشده :
A = πR² = πD²/4
حجم مفید = A × S
و برای حجم کل :
Displacement = Bore² × 0.7854 × Stroke × Number of Cylinders
9. شاتون
شاتون میله ای است که پیستون را به میل لنگ متصل می کند و حرکت رفت وبرگشتی پیستون را از طریق میل لنگ به حرکت دورانی تبدیل می کند.
ویژگی های شاتون
- سبک ولی بسیار مقاوم ساخته می شود.
- معمولاً از فولاد است.
- باید ضربات ناشی از احتراق را تحمل کند.
اجزای شاتون
- ساقه
- سر کوچک
- سر بزرگ
سر کوچک به پیستون متصل است و دارای بوش است. سر بزرگ به میل لنگ متصل شده و از دو قسمت تشکیل می شود :
- نیمه بالایی
- کپه پایینی
بین شاتون و میل لنگ یاتاقان قرار دارد تا اصطکاک و سایش کاهش یابد.
10. بلوک سیلندر
بلوک سیلندر ، اسکلت و پایه اصلی موتور است و قطعات مختلف موتور روی آن نصب می شوند.
وظایف و ساختار
- شامل سیلندرهایی است که پیستون داخل آن ها حرکت می کند.
- سرسیلندر در قسمت بالا نصب می شود.
- مجاری آب و روغن و محل تایپت ها در آن وجود دارد.
- قسمت پایین بلوک ، محفظه میل لنگ و محل اتصال کارتل است.
- میل لنگ توسط کپه ها به بلوک متصل می شود.
- در قسمت جلو ، مجموعه دنده یا زنجیر میل لنگ و میل سوپاپ قرار می گیرد.
- در عقب ، فلایویل قرار دارد و نیرو را به سیستم انتقال قدرت منتقل می کند.
- واترپمپ ، پمپ سوخت ، سینی جلو ، پایه فیلتر روغن و قطعات دیگر به بلوک متصل می شوند.
دسته موتور
دسته موتور اتصال موتور به شاسی را برقرار کرده و :
- وزن موتور را تحمل می کند.
- ارتعاشات موتور و شاسی را جذب می کند.
- در برابر چرخش موتور نسبت به شاسی مقاومت می کند.
11. جنس و انواع بلوک سیلندر
بلوک معمولاً از :
- چدن خاکستری آلیاژی با کروم یا نیکل
- یا آلومینیوم
ساخته می شود.
روش های ساخت
- ریخته گری در قالب ماسه ای و سپس ماشین کاری.
- تزریق فلز مذاب تحت فشار در قالب فلزی.
انواع بر اساس آرایش سیلندر
- یک ردیفه
- دو ردیفه یا V
- افقی یا تخت
- سه ردیفه یا W
- چهارردیفه یا X
- رادیال یا ستاره ای
12. عیوب بلوک سیلندر
ترک خوردگی
در سرمای شدید ، یخ زدن آب داخل بلوک باعث افزایش حجم و ایجاد فشار می شود و ممکن است بلوک ترک بخورد.
پولک های بلوک
پولک ها سوراخ های مربوط به مجاری بلوک را می بندند و در زمان یخ زدگی یا افزایش شدید فشار ، با خارج شدن خود بخشی از فشار را تخلیه کرده و از ترک خوردن بلوک جلوگیری می کنند.
مجاری آب و روغن نیز باید در صورت گرفتگی باز و تمیز شوند.
تاب داشتن بلوک
حرارت و نیرو می تواند باعث تاب دیدگی بلوک و خارج شدن محل نشیمن یاتاقان ها از محور اصلی شود. این مشکل باعث خرابی سریع یاتاقان می شود و در صورت خارج شدن بیش از حد مجاز ، محل ها باید ماشین کاری و هم محور شوند.
تاب دیدگی کپه های یاتاقان
تاب داشتن کپه ها موجب خرابی سریع یاتاقان و افزایش روغن ریزی می شود و در موارد ذکرشده می توان سطح آن را با سوهان و سمباده نرم پرداخت کرد.
13. بوش های سیلندر
بوش ها بر اساس طراحی موتور به سه نوع تقسیم می شوند :
- سیلندر تکی : بیشتر در موتورهای هواخنک.
- سیلندر یکپارچه : سیلندر و بلوک یکپارچه ریخته شده اند.
- بوش قابل تعویض : شامل بوش تر و خشک.
بوش تر
- مستقیماً با آب تماس دارد.
- با رینگ های لاستیکی آب بندی می شود.
- هنگام نصب باید سلامت رینگ ها بررسی شود.
- ارتفاع بوش باید طبق کاتالوگ و با ابزار اندازه گیری کنترل شود.
- اختلاف ارتفاع بوش ها در یک موتور چندسیلندر نباید از مقدار مجاز بیشتر باشد.
- در صورت استفاده مجدد ، جهت بوش باید علامت گذاری شود تا سایش نامتقارن باعث روغن سوزی نشود.
بوش خشک
- به بدنه سیلندر چسبیده است.
- با آب تماس مستقیم ندارد.
- توسط سازنده تولید می شود یا در صورت نیاز ماشین کاری می شود.
- قطر داخلی آن استاندارد است و با پیستون استاندارد استفاده می شود.
14. سایش و عیوب سیلندر
عوامل ایجاد سایش
- حرکت رفت وبرگشتی پیستون
- اصطکاک رینگ ها
- تغییر جهت شاتون در نقاط مرگ
- فشار احتراق
- روغن کاری ناکافی
- حرارت زیاد
- عوامل شیمیایی و دود
پس از باز کردن موتور ، شست وشو و خشک کردن ، سیلندر باید با دقت بررسی و عیب یابی شود.
دلایل سایش نامتعادل
- وجود رینگ در قسمت بالا
- عوامل شیمیایی و دود
- کمبود روغن
- نیروی جانبی
- فشار و حرارت زیاد
وظایف سیلندر
- هدایت پیستون
- تشکیل محفظه احتراق
- هدایت فرآیند احتراق
- تحمل فشار احتراق
نیروهای موثر
- حرارت
- سایش
- فشار
- عوامل شیمیایی
ویژگی های موردنیاز
- مقاومت حرارتی
- مقاومت در برابر فشار
- مقاومت شیمیایی
- قابلیت هدایت پیستون
- هدایت حرارت
- انبساط کم در برابر حرارت
15. عیوب اصلی سیلندر
1. خط افتادگی
می تواند بر اثر شکستن رینگ یا وجود کثیفی در روغن ایجاد شود و باعث کاهش آب بندی و کمپرس شود.
راه اصلاح : تراش سیلندر و استفاده از پیستون اورسایز.
2. لبه دار شدن
در قسمت بالای سیلندر ، به خصوص بین رینگ آتش و سطح بالایی ، ایجاد می شود و حاصل کارکرد طولانی و حرکت رینگ است.
تشخیص دقیق با میکرومتر داخل سنج یا ساعت اندازه گیر انجام می شود.
3. دوپهنی یا بیضی شدن
قطر سیلندر در دو جهت عمود بر هم متفاوت می شود و مقطع از حالت دایره خارج می شود.
تشخیص با میکرومتر داخل سنج یا ساعت اندازه گیر و اصلاح با تراش و پیستون اورسایز انجام می شود.
4. گلدانی شدن
قطر قسمت های بالا و پایین سیلندر متفاوت شده و سیلندر از شکل استوانه کامل خارج می شود.
5. صیقلی یا آینه ای شدن
در اثر کار مداوم رینگ ها و روغن کاری نامناسب ایجاد می شود و می تواند موجب :
- افت کمپرس
- ورود روغن به محفظه احتراق
شود.
راه اصلاح ، هونینگ سیلندر و ایجاد خطوط مناسب روی جداره است.
6. سائیدگی سیلندر
فشار و حرارت احتراق ، کمبود روغن یا شسته شدن روغن باعث سایش می شود و می تواند به بیضی شدن ، موج دار شدن و گلدانی شدن سیلندر منجر شود.
16. میل لنگ
میل لنگ حرکت خطی و رفت وبرگشتی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل می کند.
در متن ، اختراع سامانه میل لنگ به بدیع الزمان جزری در حدود سال 1200 میلادی نسبت داده شده است.
17. سرسیلندر
سرسیلندر در قسمت بالای بلوک قرار می گیرد و قسمت فوقانی سیلندر را می بندد.
وظایف و ویژگی ها
- محل قرارگیری بخشی از اجزای محفظه احتراق
- دارای مجاری آب و روغن
- محل نصب سوپاپ ها و سازوکار آن ها
- باید در برابر حرارت زیاد و فشار احتراق مقاوم باشد.
سوپاپ ها باید با حرکت پیستون کاملاً هماهنگ باشند و زمان بندی باز و بسته شدن آن ها توسط میل بادامک انجام می شود.
18. میل بادامک
میل بادامک یا میل سوپاپ حرکت سوپاپ ها را کنترل می کند.
بادامک ها روی یک محور قرار دارند و با برجستگی خود هنگام چرخش ، سوپاپ ها را باز می کنند؛ فنر سوپاپ ها آن ها را دوباره می بندد.
بنابراین میل بادامک باید با میل لنگ هماهنگ باشد تا :
- سوپاپ هوا در زمان مکش باز شود.
- در تراکم و قدرت هر دو سوپاپ بسته باشند.
- سوپاپ دود در زمان تخلیه باز شود.
در موتورهای دارای دو میل بادامک ، تعداد میل بادامک ها بسته به آرایش موتور افزایش می یابد.
19. سوپاپ
سوپاپ دریچه ای است که ورود هوا و خروج گازهای دود را کنترل می کند.
ساختمان
سوپاپ معمولاً شامل :
- ساقه
- سر یا صفحه قارچی شکل
- وجه
- نشیمنگاه
است.
فنر و خارهای سوپاپ باعث می شوند سوپاپ هنگام بسته بودن به نشیمنگاه بچسبد و در تراکم و قدرت از نشت جلوگیری شود.
زاویه رایج وجه و نشیمنگاه 45 درجه است و در برخی سوپاپ های هوا از 30 درجه نیز استفاده می شود.
وظیفه سوپاپ
- ورود هوا
- بسته ماندن در تراکم و قدرت
- خروج گازهای احتراق در تخلیه
ویژگی های سوپاپ خوب
- تحمل حرارت زیاد
- انتقال مناسب حرارت به سرسیلندر
- مقاومت در برابر سوختگی و خوردگی
- مقاومت در برابر ضربه
- مقاومت در برابر سایش
علل بریدن یا سوختن
- فشار بیش از حد موتور
- لقی گاید سوپاپ
- حرارت بیش از حد
- ریتارد بودن موتور
20. انواع سیستم سوپاپ
L-Head
سوپاپ های هوا و دود در یک طرف بلوک و به صورت ایستاده قرار می گیرند. شکل جریان L است و راندمان حجمی ذکرشده حدود 88% است.
F-Head
یکی از سوپاپ ها به شکل معل و دیگری ایستاده قرار می گیرد و مسیر جریان F شکل است.
I-Head
هر دو سوپاپ در یک راستا قرار دارند و مسیر ورود و خروج مستقیم است. راندمان حجمی ذکرشده 95% است.
T-Head
در موتورهای قدیمی کاربرد داشته و از دو میل بادامک استفاده می کند. راندمان حجمی حدود 75% ذکر شده است.
21. تسمه تایم و زمان بندی موتور
تسمه تایم یا زنجیر ، ارتباط میل لنگ و میل بادامک را برقرار کرده و زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها را تنظیم می کند.
در موتور چهارزمانه ، میل بادامک باید نسبت به میل لنگ با نسبت زمانی صحیح بچرخد تا سوپاپ ها در زمان مناسب عمل کنند.
تسمه تایم دارای دندانه است و در برخی موتورها علاوه بر میل بادامک ، واترپمپ یا پمپ روغن را نیز به حرکت درمی آورد.
در متن آمده است که استفاده از تسمه به دلایلی مانند صدای کمتر ، سادگی ، هزینه پایین تر ، عدم نیاز به روغن کاری و راندمان مناسب ، به تدریج جای زنجیر را گرفت.
22. سوپرشارژر و توربوشارژر
سوپرشارژر
کمپرسوری است که به صورت مکانیکی به میل لنگ متصل می شود و هوای بیشتری وارد موتور می کند.
مزیت آن افزایش هوای ورودی و قدرت است؛ اما چون انرژی موردنیازش را از خود موتور می گیرد ، بخشی از توان موتور مصرف می شود.
توربوشارژر
توربوشارژر برای افزایش هوای ورودی موتور از انرژی گازهای اگزوز استفاده می کند.
در متن ، اختراع توربوشارژر در سال 1905 به آلفرد بوچی نسبت داده شده است.
اجزای اصلی
- توربین
- کمپرسور
گازهای خروجی اگزوز توربین را می چرخانند. توربین از طریق یک محور کمپرسور را می گرداند و کمپرسور هوای بیرون را مکیده و فشرده می کند؛ در نتیجه هوای بیشتری وارد سیلندر می شود و امکان احتراق بهتر و تولید توان بیشتر فراهم می شود.
سرعت توربین می تواند بسیار بالا باشد و در متن بیش از 150 هزار دور در دقیقه ذکر شده است.
23. اینترکولر و خنک کاری هوای توربو
هوای فشرده شده توسط توربوشارژر گرم می شود. افزایش دما باعث کاهش چگالی هوا می شود؛ بنابراین برای ورود مقدار مناسب هوا به سیلندر ، هوای فشرده باید خنک شود.
برای این کار از اینترکولر استفاده می شود.
نتیجه :
هوای فشرده → خنک کاری → افزایش چگالی → ورود هوای بیشتر → احتراق بهتر
در متن همچنین اشاره شده که گرم شدن بیش از حد هوا می تواند شرایط نامطلوبی برای احتراق ایجاد کند.
ساختمان و عملکرد توربو
- کمپرسور هوا را می مکد.
- هوا را متراکم می کند.
- گاز اگزوز توربین را می چرخاند.
- توربین ، کمپرسور را می چرخاند.
- هر دو روی یک محور قرار دارند.
- محفظه توربین می تواند با روغن ، آب یا هر دو خنک شود.
- خروجی توربو در انواع فلنجی و کمربندی ذکر شده است.
- برای کنترل فشار از سوپاپ بای پس/گذرگاه فرعی استفاده می شود.
24. سیستم سوخت رسانی انژکتوری
سیستم انژکتوری سوخت را با فشار از طریق پمپ و لوله های سوخت به انژکتورها می رساند و انژکتورها آن را به صورت پودر شده وارد مسیر هوا یا سیلندر می کنند.
مزایای تزریق سوخت
- توزیع یکنواخت سوخت بین سیلندرها
- کاهش خام سوزی
- کاهش گازهای خطرناک
- افزایش راندمان حجمی
- حذف ونتوری
- کاهش ارتفاع موتور
- عدم نیاز به گرمکن در موارد ذکرشده
- شتاب گیری بهتر
- کاهش مصرف سوخت
- اندازه گیری دقیق سوخت
نمایش شماتیک مدار الکترونیکی سیستم سوخت رسانی انژکتوری
معایب
- قطعات حساس ، دقیق و گران
- نیاز به تخصص برای ساخت و تعمیر
- پیچیدگی سیستم
25. انواع سیستم های سوخت رسانی دیزل
پمپ انژکتور ردیفی
- از سیستم های قدیمی تر است.
- در اتوبوس ها ، ماشین آلات ساختمانی و موتورهای دیزل ثابت دیده می شود.
- برای هر سیلندر یک پمپ دارد.
- پمپ ها به صورت ردیفی قرار گرفته اند.
- حرکت بادامک پمپ با موتور هماهنگ است.
- سوخت از لوله فشارقوی به انژکتور می رسد.
- فشار معمول حدود 240 بار و در برخی ماشین آلات تا حدود 1300 بار ذکر شده است.
پمپ انژکتور آسیابی
- دارای یک پلانجر یا پیستون توزیع کننده مرکزی است.
- پلانجر فشار بالا تولید کرده و سوخت را بین سیلندرها توزیع می کند.
- صفحه بادامک حرکت رفت وبرگشتی و چرخشی پلانجر را ایجاد می کند.
- رگولاتور وزنه ای مقدار تزریق و کورس مفید را کنترل می کند.
- فشار پاشش ذکرشده حدود 300 بار است.
سیستم پمپچه ای
- برای هر سیلندر یک پمپچه و انژکتور وجود دارد.
- پمپ تغذیه اولیه سوخت را تأمین می کند.
- فشار اصلی توسط هر پمپچه ایجاد می شود.
- در برخی مدل ها برای تنظیم تایمینگ از شیم استفاده می شود.
26. سیستم Common Rail
Common Rail به معنی ریل مشترک است.
در این سیستم سوخت با فشار بالا وارد یک ریل مشترک می شود و از آنجا به تمام انژکتورها می رسد. کنترل تزریق می تواند با فرمان الکترونیکی انجام شود.
هدف توسعه این سیستم ، پاشش دقیق ، اتمیزه شدن بهتر و توزیع مناسب سوخت بین سیلندرها ، مستقل از دور و بار موتور بوده است.
ویژگی های Common Rail
- تمام انژکتورها به یک ریل مشترک متصل اند.
- سوخت با فشار بالا در ریل آماده است.
- کنترلر با دریافت اطلاعات حسگرها ، فشار و مقدار تزریق را تنظیم می کند.
- فشار سیستم های جدید می تواند از حدود 400 بار شروع شده و تحت بار به حدود 1200 بار یا بیشتر برسد.
- متن کاهش مصرف سوخت بیش از 30% و کاهش آلایندگی تا حدود 70% را ، بسته به نوع دستگاه ، ذکر می کند.
حسگرها و اجزای سیستم
- سنسور فشار هوا
- سنسور دمای هوا
- سنسور دمای آب
- سنسور سرعت
- سنسور دور موتور
- سنسور اکسیژن
- سنسور موقعیت میل لنگ
- پتانسیومتر دریچه گاز
- سنسور ضربه
- سوئیچ اینرسی
- سنسور جریان جرمی هوا
- پمپ
- لوله های سوخت
- فیلتر سوخت
- ریل سوخت
- انژکتورها
- منیفولد هوا
- بدنه گاز
- واحد کنترل الکترونیکی
- موتور کنترل دور آرام
- رگلاتور فشارشکن
کنترلر یا ECM داده های حسگرها را پردازش کرده و با کنترل عملگرها ، فشار و مقدار سوخت را تنظیم می کند.
27. سیستم روغن کاری
وظیفه اصلی سیستم روغن کاری ، کاهش اصطکاک و جلوگیری از فرسایش قطعات متحرک است.
روغن بین قطعات متحرک یک لایه نازک روغن تشکیل می دهد تا تماس مستقیم فلزها کاهش یابد.
برای ایجاد این لایه :
- لقی قطعات باید مناسب باشد.
- روغن باید با فشار کافی بین قطعات جریان پیدا کند.
این فشار توسط اویل پمپ ایجاد می شود.
اجزای سیستم روغن کاری
- کارتل
- صافی روغن
- اویل پمپ
- فشارشکن
- فیلتر روغن
- کانال های روغن کاری
- یاتاقان های ثابت
- یاتاقان های متحرک
اویل پمپ روغن را از موتور گرفته و پس از عبور از فیلتر به مدار روغن کاری می فرستد و نقش آن در سلامت موتور حیاتی است.
28. سیستم هوارسانی
سیستم هوارسانی چهار وظیفه اصلی دارد :
- تمیز کردن هوا
- متراکم کردن هوا
- خنک کردن هوا
- انتقال هوا
اجزا
- فیلتر هوا
- منیفولد هوا
- توربوشارژر یا سوپرشارژر
- کولر یا اینترکولر
انواع تغذیه هوای موتور
تنفس طبیعی : هوا تحت فشار اتمسفر وارد موتور می شود.
تنفس تراکمی یا پرخورانی : هوای ورودی ابتدا توسط کمپرسور فشرده و سپس وارد موتور می شود.
29. فیلتر هوا
فیلتر خشک
- دارای کاغذ چین خورده و صافی استوانه ای است.
- ساده و ارزان است.
- معمولاً یک بارمصرف است.
- در محیط های خاکی می توان از سیستم دو فیلتر استفاده کرد.
- در برخی کاربردهای Off-road از پیش تمیزکننده سیکلونی استفاده می شود.
- ذرات درشت ابتدا جدا شده و سپس هوا وارد فیلتر کاغذی می شود.
- میزان فیلتراسیون فیلتر کاغذی در متن تا حدود 99٫9% ذکر شده است.
فیلتر تر یا روغنی
- معمولاً از توری سیمی استفاده می کند.
- جریان هوا از روغن عبور می کند.
- ذرات درشت در روغن گیر می کنند.
- قابل شست وشو است.
عوارض گرفتگی یا عدم سرویس فیلتر هوا
- استارت سخت
- دود سیاه
- افت قدرت
- نرسیدن موتور به دور یا سرعت موردنظر
- دور آرام کم و نامنظم
- احتمال ایجاد مشکل در مکش سوپرشارژر
30. سیستم خنک کاری موتور
سیستم خنک کاری با گردش مایع خنک کننده در اطراف بلوک و انتقال گرما به رادیاتور کار می کند.
مسیر کلی
بلوک موتور → آب گرم → رادیاتور → دفع گرما به هوا → آب خنک → واترپمپ → موتور
موتور باید در محدوده دمایی مناسب کار کند؛ هم افزایش بیش از حد حرارت و هم کارکرد طولانی در دمای پایین می تواند به موتور آسیب برساند.
انواع خنک کاری
- مستقیم : خنک کاری با هوا.
- غیرمستقیم : خنک کاری با آب و رادیاتور.
اجزای سیستم
- شیلنگ بالا و پایین
- رادیاتور
- واترپمپ
- سرسیلندر
- تسمه
- ترموستات
- بدنه سیلندر
- پروانه
31. اجزای سیستم خنک کاری
رادیاتور
گرمای آب را به هوا منتقل می کند و باید سطح مایع آن به طور منظم کنترل شود.
پروانه
با تسمه یا در برخی خودروها با موتور الکتریکی به حرکت درمی آید و با عبور دادن هوا از رادیاتور ، به خنک شدن آن کمک می کند.
واترپمپ
مایع خنک کننده را بین رادیاتور و موتور به گردش درمی آورد.
آب خنک از قسمت پایین رادیاتور به موتور فرستاده شده ، اطراف سیلندرها و سرسیلندر گردش می کند ، گرما می گیرد و سپس از مسیر برگشت به رادیاتور می رود.
ترموستات
سوپاپی در مسیر سیستم خنک کاری است که دمای موتور را در محدوده مناسب نگه می دارد. از آنجا که سایش قطعات در حالت سرد بیشتر است ، کنترل دما اهمیت زیادی دارد.
منبع انبساط
مخزنی پلاستیکی است که هنگام افزایش دمای موتور ، مایع اضافی رادیاتور را دریافت می کند و مانع هدررفت آن می شود.
در سیستم های دارای منبع انبساط ، اضافه کردن مایع باید از طریق منبع انجام شود.
32. تسمه و ضدیخ
تسمه
حرکت را از پولی میل لنگ به پولی واترپمپ و دینام منتقل می کند و موجب گردش واترپمپ و دینام می شود.
ضدیخ
ضدیخ برای جلوگیری از یخ زدگی مایع خنک کننده و ترکیدن بلوک یا رادیاتور در سرما استفاده می شود.
همچنین :
- خاصیت ضدزنگ دارد.
- نقطه جوش را افزایش می دهد.
- از آسیب ناشی از یخ زدگی جلوگیری می کند.
در متن اتیل گلیکول به عنوان ضدیخ متداول معرفی شده است.
نکته مهم : اگر سیستم خنک کاری نشتی داشته باشد ، قبل از افزودن ضدیخ باید نشتی برطرف شود؛ زیرا افزودن ضدیخ می تواند میزان نشتی را بیشتر کند.
33. دلایل جوش آوردن و گرم شدن موتور
مهم ترین عوامل ذکرشده :
- پارگی یا شل بودن تسمه پروانه
- کمبود آب رادیاتور
- کثیفی یا گرفتگی رادیاتور
- خرابی واترپمپ
- خرابی ترموستات
- بار زیاد موتور
- استفاده زیاد از دنده سنگین
- سربالایی زیاد
- نامیزانی سوپاپ ها
- شکستن پره های پروانه
- خرابی درِ رادیاتور
34. تست قدرت موتور دیزل
موتور دیزل پیش از نصب روی ماشین و همچنین پس از تعمیرات باید از نظر قدرت خروجی بررسی شود.
ابزار این کار دینامومتر است.
قدرت موتور معمولاً بر حسب :
- اسب بخار
- کیلووات
اندازه گیری می شود.
یک نمونه دینامومتر متحرک جهت تست قدرت موتور
طریقه نصب دینامومتر به دستگاه جهت قدرت خروجی موتور
اسب بخار
در متن ، اسب بخار معادل 746 وات معرفی شده است؛ یعنی توان جابه جایی نیروی 746 نیوتن به اندازه یک متر در یک ثانیه.
جمع بندی عملکرد موتور دیزل
مسیر کلی عملکرد یک موتور دیزل را می توان چنین خلاصه کرد :
ورود هوای خالص → تراکم شدید هوا → افزایش فشار و دما → تزریق گازوئیل → خوداشتعالی سوخت → انبساط گازها → حرکت پیستون → انتقال نیرو توسط شاتون → چرخش میل لنگ → تخلیه دود → تکرار چرخه
در کنار این چرخه ، چند سامانه برای عملکرد صحیح موتور ضروری اند :
- سیستم سوخت رسانی : تأمین و تزریق دقیق سوخت
- سیستم هوارسانی : تأمین ، تصفیه ، تراکم و خنک کاری هوا
- سیستم روغن کاری : کاهش اصطکاک و سایش
- سیستم خنک کاری : کنترل دمای موتور
- سیستم زمان بندی : هماهنگ کردن میل لنگ ، میل بادامک و سوپاپ ها
- توربوشارژر : افزایش هوای ورودی و توان موتور
- Common Rail : کنترل دقیق و پرفشار تزریق سوخت در موتورهای جدید
- بلوک ، سیلندر ، پیستون ، شاتون ، میل لنگ و سرسیلندر : اجزای اصلی سازنده موتور
در نتیجه ، موتور دیزل با تکیه بر تراکم شدید هوا و اشتعال خودکار سوخت کار می کند و عملکرد صحیح آن به هماهنگی دقیق اجزای مکانیکی و سامانه های سوخت ، هوا ، روغن کاری و خنک کاری وابسته است.