سیستم مولد قدرت
ادامه مطلب...
الف) سیستم موتور:
موتور خودرو دستگاهی است که انرژی شیمیایی موجود در مخلوط سوخت و هوا را به انرژی مکانیکی و انرژی حرارتی و انرژی جنبشی تبدیل می کند. از این انرژی تولید شده فقط 25% تا 30% آن استفاده می شود و مابقی آن هدر می رود. یعنی 5% تا 10% انرژی صرف غلبه بر اصطکاک می شود. 40% آن از اگزوز خارج می شود. و 30% آن به انرژی حرارتی تبدیل می شود. در این میان فقط 25% تا 30% انرژِی باقی می ماند برای کارکرد خودرو و سیستمهای مختلف آن.
موتور به سه بخش اصلی تقسیم می شود:
1. سرسیلندر: سرسیلندر بالاترین قسمت موتور است که به عنوان درپوش موتور نیز محسوب می شود. قطعات مختلفی بر روی آن و یا در داخل آن نصب می شوند. معمولا سرسیلندر را از جنس چدن یا آلیاژ آلومینیوم می سازند.
قسمت های مختلف و متعلقات سرسیلندر شامل: محفظه احتراق _ سیستم سوپاپ _ محل قرارگیری شمع _مدار روغنکاری _ کانالهای سیستم خنک کاری_ کانالهای ورودی سوخت و هوا و خروجی دود _ محفظه ترموستات _ درپوش سرسیلندر(قالپاق)
2. بلوکه سیلندر: بلوکه سیلندر در قسمت میانی موتور قرار دارد که پیستون در درون بوش سیلندر آن حرکت خطی (رفت و برگشتی) دارد. بلوکه نیز همانند سرسیلندر شامل اجزای مختلفی است. بلوکه یا از جنس چدن و یا از آلیاژ آلومینیوم ساخته می شود. در بلوکه معمولا به دو صورت بوش سیلندر را قرار می دهند: 1.به صورت پرسی و یکپارچه با بلوکه که به بوش سیلندر خشک (جدا نشدنی) معروف است 2.بوش سیلندر جا زدنی بدون استفاده از پرس که به بوش سیلندر تر (جدا شدنی) معروف است.
قسمت های مختلف و متعلقات بلوکه سیلندر شامل: بلوکه _ بوش سیلندر _ پیستون _ شاتون _ گژن پین _ مدار روغنکاری _ کانالهای سیستم خنک کاری _ درپوش یا سینی جلو _ پولکی های آب _ محل نصب فیلتر روغن
3. محفظه میل لنگ: این محفظه که به کارتل نیز معروف است در پایین ترین قسمت موتور قرار دارد که محل ذخیره روغن موتور می باشد و میل لنگ در این مخزن دوران می کند.
قسمت های مختلف و متعلقات محفظه میل لنگ شامل: مخزن روغن_ میل لنگ _ کپه های ثابت و متحرک _ یاتاقان های ثابت و متحرک _ اویل پمپ (پمپ روغن) _ پیچ تخلیه روغن _ بغل یاتاقانی _ کاسه نمد و واشرهای آببندی
ب) سیستم خنک کاری:
وظایف سیستم خنک کاری موتور:
1. خنک کاری موتور و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد آن.
2. جلوگیری از عملیات خنک کاری هنگامی که موتور سرد است.
3. ثابت نگه داشتن درجه حرارت موتور در دمای کاری ایده آل و مناسب.
4. استفاده از آن به عنوان منبع گرمای بخاری خودرو.
اجزای سیستم خنک کاری موتور شامل:
1.رادیاتور: شبکه ای از لوله های نازک و باریک از جنس مس یا آلومینیوم که برای خنک کاری سریع و تبادل حرارتی بهتر مایع خنک کننده از آن استفاده می شود.
2.درب رادیاتور: درب رادیاتور دارای دو سوپاپ فشاری و خلائی می باشد که با جوش آمدن مایع خنک کننده و افزایش فشار در کانالهای خنک کاری سوپاپ فشاری باز می شود تا فشار و آب اضافی از مدار خارج شده و در منبع انبساط ذخیره گردد. در نتیجه از ترکیدن موتور و لوله ها جلوگیری می شود. پس از خاموش کردن موتور و با سرد شدن آن فشار درون مدار خنک کاری به شدت کاهش می یابد در این هنگام سوپاپ خلائی باز می شود تا آب اضافی که در زمان داغ بودن موتور از مدار خارج شده بود بتواند دومرتبه به مدار خنک کاری باز گردد. این عمل از مچاله شدن رادیاتور جلوگیری می کند.
3.ترموستات: ترموستات به عنوان یک سوپاپ خودکار عمل می کند که با تغییر درجه دما باز یا بسته می شود. ترموستات در مسیر جریان آب موتور به رادیاتور قرار می گیرد. در حالت عادی وقتی که موتور سرد است ترموستات مسیر عبور آب موتور به طرف رادیاتور را می بندد تا خنک کاری صورت نگیرد. اما وقتی درجه حرارت موتور از اندازه مناسب گذشت و رو به داغ شدن سر نهاد، ترموستات باز می شود تا آب گرم موتور برای خنک شدن به سمت رادیاتور جریان یابد. بطور خلاصه می توان گفت که ترموستات وظیفه تنظیم درجه حرارت موتور را در دمای ایده آل و مناسب بر عهده دارد.
4.منبع انبساط: یک مخزن پلاستیکی در کنار رادیاتور نصب می کنند به نام منبع انبساط. وقتی فشار در مدار خنک کاری زیاد می شود و مایع خنک کننده جوش می آورد سوپاپ فشاری درب رادیاتور باز می شود، آب اضافی از مدار خارج شده و در منبع انبساط ذخیره می گردد. سپس با سرد شدن موتور آب ذخیره شده در منبع انبساط به سمت رادیاتور برگشت داده می شود.
5.واترپمپ (پمپ آب): واتر پمپ در بلوکه سیلندر و در تماس با مایع خنک کننده قرار می گیرد. واتر پمپ نیروی محرکه خود را بوسیله تسمه از میل لنگ دریافت می کند. با روشن شدن موتور و دوران میل لنگ، پره های واتر پمپ نیز شروع به چرخش می کند که باعث می شود مایع خنک کننده در درون کانالهای خنک کاری به جریان در آید.
6.مایع خنک کننده: مایع خنک کننده ترکیبی از ضد یخ و آب مقطر می باشد که در درون مدار خنک کاری به جریان در می آید و باعث تبادل حرارتی بهتر و خنک کاری موتور می گردد.
7.شیلنگ های آبرسانی: لوله هایی لاستیکی و یا فلزی در اطراف موتور برای انتقال مایع خنک کننده از موتور به رادیاتور، از رادیاتور به موتور و از موتور به شبکه بخاری استفاده می شود.
8.کانالهای خنک کاری: در اطراف محفظه احتراق (در سرسیلندر) و همچنین در اطراف بوشهای سیلندر (در بلوکه موتور) کانالهایی وجود دارد که مایع خنک کننده در درون آن برای خنک کاری موتور جریان دارد.
9.پروانه یا فن: در خودروهای کاربراتوری از پروانه و در خودروهای انژکتوری از فن الکتریکی برای خنک کاری موتور استفاده می شود. پروانه یا فن از تعدادی پره تشکیل شده است که با دوران آن هوا از درون شبکه رادیاتور عبور داده می شود و به طرف موتور جریان می یابد.
10.فشنگی آب (مهره آب): فشنگی آب وظیفه دارد مقدار درجه حرارت موتور را به نشانگر آب (آمپر آب) در صفحه داشبورد ارسال کند. تا راننده از کیفیت عملکرد سیستم خنک کاری مطلع گردد.
پ) سیستم روغنکاری:
وظایف سیستم روغنکاری موتور:
1.روانکاری و چرب کنندگی مابین قطعات متحرک موتور
2.خنک کاری و کاهش درجه حرارت قطعات داخلی موتور
3.جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی قطعات موتور
4.شستشوی ذرات و ناخالصی ها از بین قطعات متحرک
5.آببندی و پر کردن لقی مابین قطعات داخلی موتور
6.کاهش و مهار ضربات وارد بر قطعات متحرک و داخلی موتور
7.کاهش سایش و اصطکاک قطعات متحرک و افزایش طول عمر قطعات
8.کاهش سر و صدای قطعات متحرک موتور و خفه کردن صدای آنها
اجزای سیستم روغنکاری شامل:
1.مخزن روغن موتور (کارتل): مخزن روغن در پایین ترین قسمت موتور قرار دارد که وظیفه ذخیره کردن روغن مورد نیاز برای روانکاری اجزای داخلی موتور را بر عهده دارد.
2.اویل پمپ (پمپ روغن): اویل پمپ وظیفه دارد روغن موتور را از مخزن بکشد و با فشار مناسب به مدار روغنکاری پمپاژ کند. اویل پمپ نیروی محرکه خود را یا از میل لنگ و یا از میل سوپاپ دریافت می کند.
3.فیلتر روغن موتور: روغن موتور هر چقدر هم با کیفیت و بدون ناخالصی باشد بعد از مدتی کارکرد کثیف می شود و انواع ذرات و ناخالصیهای موجود در موتور با روغن موتور ترکیب می شود. به همین خاطر در مسیر پر فشار مدار روغنکاری یک فیلتر برای به دام انداختن ذرات و ناخالصیهای موجود در روغن قرار می دهند تا به قطعات متحرک موتور آسیبی نرسد.
4.مدار روغنکاری: برای روانکاری اجزای متحرک موتور مسیرهایی برای عبور جریان روغن در بلوکه موتور و سرسیلندر و بعضی از قطعات (میل لنگ، شاتون) تعبیه می کنند، تا ارسال روغن به همه اجزای متحرک موتور در کمترین زمان و با فشار مناسب ممکن گردد.
5.فشنگی روغن: فشنگی روغن معمولا در کنار فیلتر روغن و در مسیر مدار روغنکاری قرار می گیرد. اگر فشار روغن در مدار روغنکاری به شدت افت کند این فشنگی فعال شده و چراغ هشدار روغن را در صفحه داشبورد روشن می کند.
6.سوپاپ اطمینان: سوپاپ اطمینان در برخی از خودروها بر روی صافی (توری) اویل پمپ قرار دارد، اگر صافی کثیف و مسدود گردد این سوپاپ باز شده تا روغن تصفیه نشده از طریق اویل پمپ ارسال گردد.
7.سوپاپ فشارشکن: این سوپاپ در همه اویل پمپ ها وجود دارد. که وظیفه آن کنترل فشار روغن در مدار روغنکاری می باشد. اگر فشار روغن در مدار افزایش یابد این سوپاپ باز می شود و روغن اضافی از مدار تخلیه می شود و به مخزن روغن باز می گردد.
8.روغن موتور: روغن موتور که از مشتقات نفتی محسوب می شود در مدار روغنکاری برای روانکاری و خنک کاری اجزای داخلی موتور استفاده می شود. روغن موتور بر حسب سطح کیفی و درجه ویسکوزیته درجه بندی می شود که برای هر نوع خودرو متفاوت است.
9.سیستم خنک کننده روغن موتور: از این سیستم در همه خودروها استفاده نمی شود. بلکه از آن فقط در موتورهای با دور موتور بالا استفاده می شود. موتورهای با دور بالا همیشه با درجه حرارت بالا کار می کنند که باعث می شود روغن موتور خیلی سریع از بین برود. به همین دلیل در این نوع خودروها از سیستم خنک کننده برای خنک کاری بهتر روغن موتور استفاده می شود. در این سیستم یک رادیاتور کوچک مخصوص روغن موتور در خودرو تعبیه می کنند.
ت) سیستم هوا رسانی:
این سیستم وظیفه دارد تا هوای مورد نیاز برای احتراق را به صورت فیلتر شده، به اندازه و با دمای مناسب به محفظه احتراق موتور ارسال کند.
اجزای سیستم هوا رسانی شامل:
1.هواکش: محفظه ای پلاستیکی که فیلتر هوا در آن قرار می گیرد. هوا از این قسمت وارد مدار هوا رسانی می شود.
2.فیلتر هوا: فیلتر هوا در دو نوع تر و خشک وجود دارد. در نوع تر هوا از یک فیلتر روغنی عبور می کرد و ناخالصی های آن گرفته می شد. ولی در نوع خشک هوا از یک فیلتر کاغذی عبور داده می شود و ناخالصی های آن گرفته می شود. به طور کلی فیلتر هوا وظیفه دارد ذرات گرد و غبار و ناخالصی های معلق در هوا را به دام اندازد و از ورود آن به درون موتور جلوگیری کند.
3.کانال هوا رسانی: از لوله های پلاستیکی و خرطومی شکل برای انتقال هوا از هواکش به موتور استفاده می شود.
4.محفظه دریچه گاز: در این قسمت که مهمترین بخش سیستم هوا رسانی محسوب می شود مقدار هوای وردی، فشار هوای ورودی و دمای هوای ورودی تنظیم و کنترل می شود.
5.مخزن آرامش: این مخزن مابین محفظه دریچه گاز و مانیفولد ورودی هوا قرار دارد. قبل از اینکه هوا وارد موتور شود جریان مغشوشی دارد که باعث می شود هوا به یک اندازه وارد سیلندرها نشود. به همین خاطر قبل از مانیفولد ورودی یک محفظه مکعبی شکل قرار می دهند تا ابتدا هوا در این محفظه آرام گیرد و جریان مغشوش خود را از دست دهد سپس به داخل سیلندرها مکیده می شود.
6.مانیفولد هوا: مانیفولد هوا از جنس آلیاژ آلومینیوم می باشد که به سر سیلندر و در مسیر کانال ورودی موتور بسته می شود. مانیفولد ورودی، هوا را به یک اندازه در بین سیلندرها تقسیم می کند.
7.استپرموتور (موتور پله ای): این قطعه یک عملگر می باشد که دستورات خود را از پردازشگر خودرو دریافت می کند و فقط در خودروهای انژکتوری استفاده می شود. استپر موتور در محفظه دریچه گاز و در مسیر ورود هوا به موتور قرار دارد که وظیفه آن ایجاد حالت ساسات، تنظیم دور آرام، جلوگیری از خاموش شدن خودرو هنگامی که راننده پای خود را از روی پدال گاز بر می دارد و هنگام استفاده از کولر خودرو وارد عمل می شود. اگر این قطعه معیوب یا کثیف شود در این مواردی که ذکر شد مشکل بوجود می آید.
8.مخزن شتاب: هنگامی که خودرو نیاز به شتابگیری دارد این مخزن به کمک مدار هوا رسانی می آید و ورود هوا به موتور را تقویت می کند.
9.گرمکن دریچه گاز: در برخی از خودروها در محفظه دریچه گاز یک المنت الکتریکی وجود دارد که در هوای سرد و در هنگام روشن کردن موتور فعال شده و هوای ورودی به موتور را گرم می نماید تا احتراق بهتر صورت گیرد و موتور سریعتر روشن شود.
ث) سیستم سوخت رسانی:
وظیفه این سیستم وظیفه دارد سوخت مورد نیاز برای احتراق را بصورت فیلتر شده، به اندازه و به نسبت معین به محفظه احتراق موتور ارسال کند. سوخت را از باک می گیرد و پس از طی مراحلی بعد از تصفیه شدن، آن را با فشار مناسب و به اندازه مورد نیاز به محفظه احتراق موتور ارسال می کند. در خودروهای بنزینی دو نوع سیستم سوخت رسانی وجود دارد: 1.کاربراتوری 2.انژکتوری
اجزای سیستم سوخت رسانی:
1.باک: در خودروها یک مخزن برای نگهداری سوخت مورد نیاز موتور برای حداقل مسافت 300 تا 400 کیلومتر نصب می شود. معمولا باک را از فلز و یا از پلاستیک مقاوم می سازند.
2.پمپ بنزین: به دلیل اینکه باک از سطح موتور پایین تر قرار دارد، برای ارسال سوخت از باک به موتور به یک پمپ نیاز است. امروزه از پمپ بنزین های برقی در مدار سوخت رسانی استفاده می شود که در درون باک نصب می شود. وظیفه پمپ مکش سوخت از باک و ارسال آن به مدار سوخت رسانی می باشد.
3.شیلنگ های سوخت رسانی: در مدار سوخت رسانی برای انتقال سوخت از باک به موتور معمولا از شیلنگ های لاستیکی یا فلزی ضد زنگ استفاده می شود.
4.فیلتر سوخت: در مدار پر فشار سوخت رسانی بعد از پمپ سوخت، یک فیلتر برای به دام انداختن ذرات و ناخالصی های موجود در سوخت قرار داده می شود تا از ورود آن به داخل انژکتور و به محفظه احتراق جلوگیری شود.
5.ریل سوخت: یک لوله فلزی یا پلاستیکی که انژکتورها به آن نصب می شوند. بعد از اینکه سوخت از فیلتر عبور کرد به درون ریل سوخت ارسال می شود و با فشار مناسب در پشت انژکتورها باقی می ماند، سپس انژکتورها به ترتیب احتراق سیلندرها باز شده و سوخت از طریق همان انژکتوری که باز شده در هوای ورودی به موتور (در پشت سوپاپ ورودی) پاشش می کند.
6.انژکتور: همانطور که گفته شد انژکتورها بر روی ریل سوخت بسته می شوند. که وظیفه ی آنها پاشش سوخت در هوای ورودی به موتور به نسبت معین است. انژکتورها توسط پردازشگر خودرو کنترل و باز و بسته می شوند.
7.رگلاتور فشار سوخت: این رگلاتور وظیفه دارد فشار سوخت موجود در مدار سوخت رسانی را کنترل کند و از افزایش فشار بیش از حد در مدار جلوگیری به عمل آورد تا باعث ایجاد نشتی در شیلنگها و اجزای مدار نگردد. هر گاه فشار سوخت در مدار افزایش می یابد رگلاتور فعال شده و مسیر برگشت سوخت به باک را باز می نماید. به این صورت سوخت اضافی از مدار پرفشار خارج شده و به باک باز می گردد. رگلاتور فشار سوخت معمولا در انتهای ریل سوخت و یا در پمپ بنزین نصب می گردد.
8.واحد کنترل میزان سوخت در باک (تو باکی): این واحد وظیفه دارد میزان سوخت موجود در باک را به نشانگر سوخت صفحه داشبورد (آمپر سوخت) ارسال نماید تا راننده از آن مطلع گردد. این واحد تشکیل شده است از: 1.شناور 2.رئوستا 3.نشانگر سوخت (آمپر سوخت) 4.ترمیستور 5.رله 6.چراغ هشدار حداقل سوخت موجود
ج) سیستم جرقه زنی:
این سیستم وظیفه دارد جرقه مورد نیاز برای محترق کردن مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور را در زمان مناسب و با قدرت تامین کند. در خودروها دو نوع سیستم جرقه زنی وجود دارد: 1.سیستم جرقه زنی پلاتینی (معمولی) 2.سیستم جرقه زنی هوشمند
اجزای سیستم جرقه زنی پلاتینی (در خودروهای کاربراتوری):
1.باتری 2.سوئیچ اصلی 3.مقاومت خارجی 4.مدار فشار ضعیف 5.کوئل روغنی (معمولی) 6.وایر فشار قوی 7.دلکو 8.وایر شمع 9.شمع
اجزای سیستم جرقه زنی هوشمند (در خودروهای انژکتوری):
1.باتری 2.سوئیچ اصلی 3.مقاومت خارجی 4.وایر فشار ضعیف 5.کوئل دوبل (مدل ساژم و مدل زیمنس) 6.وایر فشار قوی (وایر شمع) 7.شمع 8.پردازشگر (ECU)
چ) سیستم کنترل الکترونیکی:
این سیستم در اکثر خودروهای امروزی وجود دارد. وظیفه این سیستم افزایش راندمان و طول عمر موتور با کمترین مصرف سوخت و کمترین آلایندگی می باشد. این سیستم به طور کلی بر عملکرد سیستم های مختلف خودرو نظارت داشته و کاملا خودکار قسمت های مختلف خودرو را کنترل می کند و در صورت لزوم بدون دخالت راننده از طریق عملگرها وارد عمل شده و به بهبود عملکرد بهینه موتور کمک می کند.
این سیستم به سه بخش اصلی تقسیم می شود:
1. سنسورها: وظیفه جمع آوری اطلاعات از قسمت های مختلف موتور را بر عهده دارند و این اطلاعات را به صورت سیگنال به پردازشگر (ای سی یو) ارسال میکنند.
سنسورهای مورد استفاده در خودرو معمولآ شامل: سنسور دمای مایع خنک کننده _ سنسور دمای هوای ورودی _ سنسور فشار هوای ورودی _ سنسور اکسیژن _ سنسور دور موتور _ سنسور سرعت _ سنسور موقعیت میل سوپاپ _ سنسور موقعیت دریچه گاز _ سنسور موقعیت زاویه میل لنگ _ سنسور فشار روغن _ سنسور ضربه
2. پردازشگر (ECU): پردازشگر همانند یک کامپیوتر عمل می کند. یعنی طبق داده ها دستورالعمل هایی که کارخانه سازنده در نرم افزار آن قرار داده عمل میکند. به طور کلی پردازشگر اطلاعات دریافتی از سنسورها را مورد بررسی و پردازش قرار می دهد و دستورات لازم را به صورت سیگنال و یا ولتاژ به عملگرها می فرستد تا عملگرها وارد عمل شده و موتور را طبق برنامه استاندارد و شرایط مختلف جاده ای وادار تنظیم کنند تا راندمان بالای خود را حفظ شود.
3. عملگرها: عملگرها قطعات و دستگاههای الکتریکی هستند که تنها با دستورات و سیگنالهای دریافتی از پردازشگر کار می کنند.
عملگرهای مورد استفاده در خودرو معمولا شامل: فن _ کوئل دوبل _ استپرموتور (موتور پله ای) _ پمپ بنزین برقی _ انژکتور _ رله اصلی _ چراغ عیب یاب (چراغ انژکتور یا چراغ چک) _ المنت دریچه گاز _ سوئیچ اینرسی
ح) سیستم کنترل آلایندگی:
این سیستم وظیفه دارد تا آلایندگی های تولیدی خودرو را تا حد امکان کاهش دهد و تحت کنترل خود در آورد تا باعث بروز آسیب های زیست محیطی نشود. سیستم های مختلفی برای کنترل آلایندگی خودرو وجود دارد.
به طور کلی در اکثر خودروها از سیستم های زیر استفاده می شود:
1. سیستم کنترل آلایندگی گازهای خروجی اگزوز (مبدل کاتالیستی ، مبدل کاتالیزوری)
2. سیستم کنترل آلایندگی بخارات بنزین (کنیستر)
3. سیستم کنترل آلایندگی بخارات روغن (لوله های انتقال بخار روغن به ورودی موتور)
4. سیستم کنترل آلایندگی صوتی (بافلر ، صداخفه کن)
5. سیستم هدایت گازهای خروجی از موتور به فضای آزاد (اگزوز)
