مقالات مهندسی مکانیک

[فلفل نمك]

فرایند تولید و مصارف گریس
طول سالیان متوالی و پس از کسب تجربیات فراوان، دانش بسیاری در خصوص ساختار گریس بدست آمده است. اخیراً با استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند میکروسکوپ های الکترونیکی و با گرفتن فیلمهای مخصوص و استفاده از اشعه X، موارد بسیاری در خصوص ساختار گریس مشخص شده است.
فرایند تولید و مصارف گریس

یکی از مهمترین روانکارهایی که در اکثر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، گریس است. این ماده بعد از روغنها بیشترین مصرف را در جهان( در حدود چهار درصد) به خود اختصاص می دهد. شاید بتوان گفت که بدون استفاده از این روانکار چرخ اقتصاد هیچ کشوری به گردش در نخواهد آمد. فرمولاسیون، ساخت، واکنشها و کاربرد گریس مجموعه کاملی از تکنولوژیهای گوناگون شامل بخشهای وسیعی از علم فیزیک، شیمی و مهندسی شیمی را به خود اختصاص می دهد. برای شناخت کامل از این روانکار، به بررسیهای بسیار دقیقی نیاز است. همزمان با ساخت ماشین آلات و تجهیزات جدید که در مقایسه با گذشته دارای سرعت، شرایط سخت کارکرد، تغییرات دما و مزیت های دیگری هستند، تهیه روانکارهای جدید ویژه ماشین آلات امروزی نیز ضروری می نماید. از این رو شناخت کامل از ساختار و فرایند تهیه گریس های جدید اهمیتی دو چندان می یابد.
در طول سالیان متوالی و پس از کسب تجربیات فراوان، دانش بسیاری در خصوص ساختار گریس بدست آمده است. اخیراً با استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند میکروسکوپ های الکترونیکی و با گرفتن فیلمهای مخصوص و استفاده از اشعه X، موارد بسیاری در خصوص ساختار گریس مشخص شده است. با کسب این دستاوردها، مطالعه برروی ساختار صابونها و نحوه ترکیب آن با روغن و کریستال شدن صابون در روغن با امکانات بیشتری میسّر بوده است.
● تعریف گریس
تاکنون تعاریف متعددی برای گریس ارایه شده که عمده ترین آنها را می توان به این شرح خلاصه کرد:
۱) گریس ماده ای است جامد یا نیمه جامد که از مشتقات نفتی و صابون(با ترکیب چند صابون) همراه با پرکننده (fillers)، تشکیل شده و قابل کاربری برای مصارف خاص است.
۲) گریس ماده ای است جامد و یا نیمه جامد که از ترکیب یک پرکننده در داخل روغن ساخته شده است، سایر مواد (برای افزایش خاصیت) نیز ممکن است در آن بکار گرفته شود.
۳) گریس ماده روانکاری است که در ساختار آن از پرکننده استفاده شده تا بتواند به قطعات متحرک چسبیده و تحت نیروی جاذبه و یا فشار کارکرد از قطعه جدا نشود.
● ساختار
گریس ماده ای است ژلاتینی بصورت جامد و یا نیمه جامد که از یک ماده روانساز(روغنهای معدنی یا سنتتیک) و یک پرکننده (thickener) معدنی یا آلی، تشکیل یافته است. این ماده در جایی مورد استفاده قرار می گیرد که نتوان از روانکارهای دیگر با غلظت کم(روغنها) استفاده کرد. چرخ دنده های صنعتی، یاتاقان های بزرگ، فلکه ها و نظایر آن از جمله کاربردهای گریس هستند. این ماده مانند روغنها برای به حداقل رساندن اصطکاک بین دو قطعه مورد استفاده قرار می گیرد. از مهمترین مزایای کاربرد گریس می توان به کاهش دفعات روانکاری، سهولت استفاده، جلوگیری از ضربه چکشی به قطعات در زمان کارکرد و چسبندگی بهتر اشاره کرد.
● پایه صابونی
انواع گریس را با پایه صابونی آن نامگذاری می کنند. در زمان پخت، الیاف و یا رشته های صابونی(Fibers) در داخل روغن تشکیل شده و حالت ژلاتینی به آن می دهد. این الیاف به چند گروه طبقه بندی شده اند: الیاف کوتاه، بلند، کره ای و یا ریش ریش. طول آنها در ساختار رشته ای از یک تا صد میکرون متفاوت است. در نوع بافت کره ای قطر آنها از۰/۰۱۲ تا۰/۸ میکرون اندازه گیری شده است. برای مطالعه برروی ساختار گریس از میکروسکوپ الکترونیکی و فیلمبرداری اشعه ایکس و نور پلاریزه استفاده می شود. هرچه نسبت طول الیاف به قطر آن بیشتر باشد، گریس قوام بهتری دارد. پخت گریس نیاز به تجربه طولانی و مهارتهای خاص دارد.
پرکننده های گریس پرشمارند ولی مهمترین آنها از این قرارند:
▪ صابون کلسیم(گریسهای کاپ، شاسی)
▪ صابون سدیم(RBB ، فایبر یا نام تجاری آن والوالین)
▪ صابون لیتیم(مالتی، ماهان)
▪ صابون غیرآلی(گریس نسوز، بنتون)
▪ صابون آلومینیوم
برای کارکرد در شرایط سخت نیز می توان از مواد بالا برنده مقاومت در فشار استفاده کرد.
● کاربرد و اهمیت استفاده از گریس
بسیاری از نیروهای محرکه بدون استفاده از گریس قابل استفاده نیستند. گرچه گریس در مقایسه با سایر روانکارها از مقدار مصرف کمتری برخوردار است، ولی جایگاه آن قابل جایگزینی با مواد دیگر نیست. اهم مزیت های کاربردی آنرا می توان به این شرح خلاصه کرد:
۱) تعداد دفعات روانکاری گریس در مقایسه با روغن کمتر است که این مزیت باعث کاهش هزینه نگهداری و تعمیرات می شود. این خود یک مزیت برای کاربردهایی است که دسترسی به ماشین آلات در آن سخت باشد، مثل موتورهای نصب شده برروی سقف ها، خطوط محرکه، بلبرینگهای غیرقابل دسترسی و نظایر آن.
۲) گریس به عنوان یک مانع به صورت آببندی برای ورود گرد و خاک و یا خروج برخی مواد از ماشین آلات عمل می کند.
۳) اگر ماشین آلات به درستی گریس کاری شده باشند، اجزای قطعات آن در اثر کارکرد از هم پاشیده و جدا نمی شوند. گریس نشت نمی کند و از این جهت در بحث شرایط نگهداری کارگاه و تولید آلودگی کمتر، حائز اهمیت است.
۴) آببندی قطعات و کاربرد کاسه نمدها و نظایر آن با هزینه کمتری انجام می شود. کاسه نمدهای آببندی روغن هم اصطکاک بیشتری با قطعات داشته و هم نیروی بیشتری را برای این منظور به خود اختصاص می دهد.
۵) گریس اگر حتی در قطعه دیده نشود، باز در مقایسه با روغن روانکار مدت بیشتری کار می کند. برخی گریس ها طوری ساخته شده اند که بصورت آببندی در قطعه بوده و طول عمر آن با قطعه یکی است.
۶) زمانیکه از قطعه استفاده نشود و روانکار آن خارج شود امکان زنگ زدگی قطعه ای که از گریس استفاده کرده در مقایسه با روغن بسیار کمتر است.
۷) برخی از گریسها مشکل روانکاری در مجاورت با آب را - در مقایسه با روغن- حل کرده اند.
۸) بعضی از گریسها اصطکاک کمتری را در زمان شروع راه اندازی دستگاه ایجاد می کند.
۹) گریس می تواند باعث کاهش ارتعاش و صدای برخی دستگاهها مانند دنده های بزرگ شود. گریس مانند یک لایه نرم بین قطعات قرار گرفته و باعث کاهش صدا و ارتعاش و کارکرد روان دستگاهها، به ویژه چرخ دنده های بزرگ می شود.
۱۰) گریس در کارکرد تحت فشار زیاد، دمای بالا، شرایط سخت عملیات، سرعت پایین، شوکهای مداوم و یاتاقانهایی که گردش محوری آنها مرتباً معکوس می شود، بهتر عمل می کند.
۱۱) جایی که ماشین آلات به شدت خوردگی و سایش داشته باشند، گریس کاربرد بهتری دارد.
۱۲) اکثر گریسها در دماهای متغیر کاربرد وسیعی دارند ولی دمای کارکرد بیشتر روغنها معین است.
۱۳) در طراحی بوشها و یاتاقانهای ماشین آلات، گریس نقش مؤثرتری نسبت به روغن دارد.
● مقایسه کاربرد گریس با روغن
۱) گریس دستگاهها را در زمان کارکرد خنک نمی کند.
۲) روغنها به سهولت در مجاری دستگاهها نفوذ پیدا می کنند ولی این برای گریسها یک نقطه ضعف است.
۳) روغنها از نظر نگهداری در انبار مزایای بیشتری دارند.
● طبقه بندی گریس (گرید)
گریس از نظر طبقه بندی به۹ گروه (گرید) تقسیم بندی شده است. این تقسیم بندی براساس درجه نفوذ پذیری نسبی از قوام گریس صورت گرفته است.
منبع:

نویسنده: مهندس سعید صالحی
ماهنامه نفت پارس

[فلفل نمك]

ترمزهای A.B.S
طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار خوب بود ولی هنوز قانع کننده بنظر نمی رسد چرا که در اینصورت ایجاد شکستگی در لوله های ترمز جلو و قفل یا بلوکه کردن چرخهای عقب , اتومبیلها بشدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می شدند .
ترمزهای A.B.S

● سیستم ترمز
سیستم ترمزهای هیدرولیکی همانگونه که می دانیم یکی از بهترین و مطمئن ترینهاست ولی این سیستم بصورت نخستین خود ( تک کاناله ) دارای عیب بزرگی بود , بدین ترتیب که اگر هرگاه بدلیلی شکستگی جزئی در یکی از لوله های ترمزها بوجود می آمد , در اثر نشت مایع ترمز و یا وارد شده هوا در سیستم کلی , تمام سیستم ترمز از حالت فعالیت خود بیرون آمده و خطرآفرین می شد .برای از میان برداشتن این عیب , خودروسازان و یا شرکتهای تولید کننده سیستم های ترمز مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز در دو مدار یا کانال جداگانه بودند بدین ترتیب که نیروی ترمز ( از طریق فشار هیدرولیک ) به دو بخش یکی برای چرخهای جلو و دیگری برای چرخهای عقب تقسیم شدند.
طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار خوب بود ولی هنوز قانع کننده بنظر نمی رسد چرا که در اینصورت ایجاد شکستگی در لوله های ترمز جلو و قفل یا بلوکه کردن چرخهای عقب , اتومبیلها بشدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می شدند .در اینجا بود که سوئدی ها راه حل این مشکل را پیدا کردند بدین ترتیب که کمپانی ساب SAAB ترمزهای هیدرولیکی دو کاناله بصورت ضربدری را طراحی و تولید نمود بدین صورت که چرخ سمت راست جلو بهمراه چرخ سمت چپ عقب از یک کانال و چرخ سمت چپ جلو بهمراه چرخ سمت راست عقب از کانال دیگر تغذیه می شدند و کمپانی های اتومبیل سازی ولوو و ب ام و بر روی طرح نسبتاً بهتری کار کردند بدین ترتیب که هر دو چرخ جلو هر کدام از یک کانال دیگر تغذیه شده و دو چرخ عقب نیزهرکدام با کانال مستقل خود مرتبط می شدند . بدین ترتیب در صورت بروز اشکال و یا شکستگی در یکی از لوله های هیدرولیک چرخها تنها همان چرخ بود که قابلیت ترمزگیری را از دست می داد و کنترل اتومبیل بسیار راحت و مطمئن می شد .
● ترمزهای چندکاناله و ضدبلوکه ABS
بدون شک پیشرفت و بهینه سازی سیستم ترمز اتومبیل ها با سرعتی نه چندان سریع صورت گرفته است و خوشبختانه امروزه ترمزهای سه وچهار کاناله ضد بلوکه ABS در بیشتر اتومبیل ها بصورت استاندارد وجود دارد . طرز کار ترمزهای ABS نیز به بیان ساده بدین صورت است که یک دستگاه الکترونیکی در هنگام ترمز گیری با کنترل فشار ( قطع و وصل کردن فشار ) هیدرولیک در جذری از ثانیه ارتباط لنت را با دیسک و یا کاسه برقرار و قطع میکند و تکرار سریع و مداوم این عمل باعث از میان رفتن حالت بلوکه کردن یا قفل کردن ترمزها میشود .اهمیت اینگونه ترمزها نیز بیشتر در سطوح خیس و لغزنده و یا ترمز گیری در سرعتهای بالا بیشتر نمایان میشود و در اینگونه موارد نیز راننده از کنترل کامل بر روی وسایل نقلیه خود برخوردار است و شاید تنها نکته منفی در مورد ترمزهای ABS صدای نسبتاً شدید آنها در هنگام ترمز گیری بر روی سطوح بسیار لغزنده باشد .
این صدای لرزان که به درون کابین نفوذ میکند و دقیقاًدر زیر پدال ترمز حس و شنیده می شود رانندگانی را که تجربه ترمز گیری در این شرایط را ندارند به این اشتباه میاندازد که احتمالاً قسمتی از سیستم ترمز أنها در حال خرد شدن است وبه همین دلیل این رانندگان به اشتباه از فشار پای خود بر روی پدال ترمز می کاهند , در صورتی که رانندگان با تجربه تر می دانند که شنیدن و حس کردن این لرزش دلیل بر سلامت سیستم ترمز ABS اتومبیل است و در این شرایط باید بر فشار پا بر روی پدال ترمز افزود . به تازگی استفاده از سیستم های کمکی و تقویت کننده الکترونیکی و مکانیکی نیز برای هر چه بهتر کردن فعالیت ترمزها بر روی انواع اتومبیل های جدید بصورت استاندارد وجود دارد . این سیستم ها با وارد آوردن اندک فشاری به پدال ترمز فعال شده و بهترین نتیجه را در اختیار راننده قرار می دهند.
● سیستم ترمزهای هیدرولیک و ABS‌
ترمزهای هیدرولیک از سیستم‌های مطمئن‌ ترمز محسوب می‌شود. اما این سیستم در ابتدا دارای عیب‌های بزرگی بود. اگر هر گاه به دلیلی، شکستگی جزئی در یکی از لوله‌های ترمزها به وجود می‌آمد در اثر نشت مایع ترمز یا وارد شدن هوا در سیستم، تمام سیستم ترمز از حالت فعالیت خود بیرون آمده و خطرآفرین می‌شد.
برای از میان برداشتن این عیب، خودروسازان و شرکت‌های تولید‌کننده سیستم‌های ترمز مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز از طریق فشار هیدرولیک به دو بخش شدند. یکی از این بخش‌ها به چرخ‌های جلو و دیگری به بخش‌های عقب فشار وارد می‌آورد طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار مثبت بود، ولی به نظر می‌رسید آنچنان از خطرات احتمالی آن نمی‌کاست، چرا که در این صورت ایجاد شکستگی در لوله‌های ترمز جلو و قفل یا بلوکه‌کردن چرخ‌های عقب، خودرو به شدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می‌شد. اما سوئدی‌ها راه‌حل این مشکل را پیدا کردند.
کمپانی (ساب) SAAB ترمزهای هیدرولیک دو کاناله به صورت ضربدری را طراحی و تولید کرد به این صورت که چرخ سمت راست جلو به همراه چرخ‌سمت چپ عقب از یک کانال و چرخ سمت چپ جلو به همراه چرخ سمت راست عقب از کانال دیگر تغذیه می‌شدند.
ولی کمپانی‌‌های خودروسازی ولوو و بی‌ام‌و بر روی طرح نسبتا بهتری کار کردند به این ترتیب که با هر دو چرخ جلو هر کدام از یک کانال تغذیه می‌شدند چرخ‌های عقب نیز از کانال مستقلی بهره می‌بردند. در این صورت در اثر بروز اشکال یا شکستگی در یکی از لوله‌های هیدرولیک چرخ‌ها تنها همان چرخ بود که قابلیت ترمزگیری را از دست می‌داد و در کنترل خودرو اشکال عمده‌‌ای پیش نمی‌آمد اما سیستم ترمز در خودروها نیز در دنیا به سرعت دیگر بخش‌ها رشد داشت و خوشبختانه در حال حاضر ترمزهای سه و چهارکاناله ضد بلوکه ABS در بیشتر خودروها به صورت استاندارد وجود دارد.
● طرز کار ترمز ABS
ترمزهای ABS در بیان ساده دستگاهی الکترونیکی هستند که در هنگام ترمزگیری باکنترل فشار (قطع و وصل کردن فشار) هیدرولیک در کسری از ثانیه ارتباط لنت را با دیسک یا کاسه برقرار و قطع می‌کنند و تکرار سریع و مداوم این عمل باعث از میان رفتن حالت بلوکه کردن یا قفل کردن ترمزها می‌شود.
اهمیت این گونه ترمزها نیز بیشتر در سطوح خیس و لغزنده یا ترمزگیری در سرعت‌های بالا بیشتر نمایان می‌شود. در این گونه موارد راننده از کنترل کامل بر روی وسائل نقلیه خود برخوردار است و اما شاید بتوان گفت تنها نکته منفی در مورد ترمزهای ABS صدای نسبتا شدید آنها در هنگام ترمزگیری بر روی سطوح بسیار لغزنده است.
این صدای لرزان که به درون کابین نفوذ می‌کند و زیر پدال ترمز حس و شنیده می‌شود راننده‌ای را که تجربه ترمزگیری در این شرایط ندارد به اشتباه می‌اندازد که احتمالا قسمتی از سیستم ترمز خودرواش در حال خرد شدن است و به همین دلیل راننده ممکن است به اشتباه از فشار پای خود بر روی پدال ترمز بکاهد. به تازگی استفاده از سیستم‌های کمکی و تقویت کننده الکترونیکی و مکانیکی نیز برای هر چه بهتر کردن فعالیت ترمزها بر روی انواع خودروهای جدید به کار گرفته می‌شود این سیستم‌ها با وارد آوردن اندک فشاری به پدال ترمز فعال شده و بهترین نتیجه را در اختیار راننده قرار می‌دهد.
● ترمزگیری صحیح با ABS
در شرایط بحرانی (مواجه شدن با موانع) فورا پدال کلاچ را گرفته و با تمام نیرو به طور مداوم روی پدال ترمز فشار دهید.در این زمان ABS شروع به کار کرده و شما قادر خواهید بود خودروی خود را در مسیر دلخواه هدایت کرده و از برخورد با موانع جلوگیری کنید.
● دو قانون مهم هنگام ترمزگیری با سیستم ABS
۱) فورا کلاچ را بگیرید و با تمام نیرو روی پدال ترمز به طور مداوم فشار دهید.
۲) با وجود ترمزگیری کامل، خودرو را در مسیر دلخواه هدایت کنید.
● لامپ هشدار دهنده ABS
از ویژگی‌های اصلی سیستم ABS این است که دایما خود را به صورت الکترونیکی کنترل می‌کند. روی صفحه نمایش دهنده‌ها مقابل راننده یک لامپ هشدار دهنده وجود دارد که روی آن کلمه ANTI-LOCK نوشته شده است. هر گاه اشکالی در عملکرد سیستم ABS ایجاد شود این لامپ روشن خواهد شد. هنگام روشن شدن خودرو این لامپ حدود چهار ثانیه روشن خواهد شد که در این زمان سیستم مشغول کنترل کردن خود است. در صورت خاموش شدن لامپ سیستم عملکرد صحیح خود را داشته و در غیر این صورت روشن ماندن لامپ هشدار دهنده چه قبل از حرکت و چه هنگام حرکت خودرو راننده را از بروز اشکال آگاه خواهد کرد.
● مزایای سیستم ABS
سیستم ترمز مجهز به ABS قادر است وضعیت ایمن‌تری را برای خودرو ایجاد کند.
کاهش خط قرمز افزایش پایداری خودرو در جاده‌های لغزنده افزایش کنترل فرمان کاهش اثر شرایط متفاوت جاده بر روی لاستیک‌ها، کاهش‌ مقدار لرزش لاستیک و سیستم تعلیق در ترمز و پایداری خودرو در جاده‌های ناهمگن به هنگام ترمز شدید از فواید این سیستم است.
● نکات ایمنی
با این که سیستم ABS دارای ایمنی بالایی است، ولی وجود آن در خودرو نباید باعث سرپیچی راننده از رعایت مقررات رانندگی به خصوص سرعت‌های غیرمجاز، رعایت نکردن فاصله ایمنی و سرعت مناسب در پیچ‌ها شود.به عبارت دیگر بهره‌مندی از سیستم‌های ایمنی به معنای نادیده گرفتن ایمنی نیست. انجام تغییرات شخصی در خودرو (مثلا ترمز، بدنه‌ها و یا چرخ‌ها) می‌تواند بر عملکرد سیستم ABS تاثیر منفی بگذارد. با وجود این در حال حاضر سیستم ترمز ABS مطمئن‌‌ترین ترمزی است که تکنولوژی آن در صنعت خودروی ما وارد شده است و شاید روزی شاهد باشیم که با بالا رفتن تقاضای عمومی برای خودروهای مجهز به ترمز ABS اعمال فشار از سوی راهنمایی و رانندگی دیگر خودرویی بدون ترمز ABS تولید و عرضه نشود.
منبع:

سازمان آموزش و پرورش استان خراسا

[فلفل نمك]

ساخت گریس با پایه لیتیم برای هواپیما

چرخهای هواپیما، از قسمت هایی است که در زمان نشست و یا برخاست هواپیما نقشی کلیدی در ایمنی پرواز دارد.
ساخت گریس با پایه لیتیم برای هواپیما

سال گذشته، مقاله آلن ویلیامز، از شرکت هواپیمایی ایرباس در خصوص استفاده از گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در بلبرینگ چرخهای هواپیما، در کنفرانس سالیانه انجمن روانکاران گریس در اروپا (ELGI) ارایه و به عنوان بهترین مقاله سال۲۰۰۶ برگزیده شد. ویلیامز با بیش از۳۰ سال تجربه در خصوص ساخت گریس در صنایع هوایی و دریایی موفق شده تا این نوع گریس را به علت کاربرد بهتر جایگزین گریسهای قبلی کند.
کاربرد روانکارهای مناسب در صنایع هوا فضا یکی از حساسترین مباحثی است که سازندگان گریس در جهان با آن مواجه هستند. ناکارآمدی روانکارها در این صنایع می تواند باعث یک مأموریت منجر به شکست و بروز خسارات جانی و مالی بسیار شود. در خصوص صنایع فضایی بیشترین خسارات، مالی است ولی این موضوع در بخش هواپیمایی علاوه برخسارات مالی می تواند ضایعات انسانی جبران ناپذیری را به وجود آورد.
چرخهای هواپیما، از قسمت هایی است که در زمان نشست و یا برخاست هواپیما نقشی کلیدی در ایمنی پرواز دارد. کارکرد ناقص این قسمت به ویژه در زمان نشستن یک هواپیما برروی زمین می تواند منجر به انحراف در مسیر باند، آتش سوزی سیستم محورهای چرخ ها و حتی از بین رفتن خود هواپیما شود.
برای توضیح بهتر، بیایید یک پرواز فرضی هواپیما را از مبدأ تا مقصد با شرایط بد اقلیمی مورد بررسی قرار دهیم. شرایط پرواز به این ترتیب است: دمای محیط۵۰ تا۶۰ درجه سانتیگراد ، فشار هوا ۱۴.۵ PSI (۱ BAR) . این هواپیما پس از کنترل تمام سیستمهای خود و تاکسی کردن به باند پرواز پس از برخاستن از زمین تا ارتفاع۱۱ کیلومتری اوج می گیرد. در این ارتفاع دمای محیط۷۰ درجه سانتیگراد زیرصفر و فشار هوا (۰.۲ BAR) ۳.۳ PSI است. با توجه به برودت و کاهش فشار هوا، افت کیفیت روانکارهای کاربردی در هواپیما بسیار محتمل است. پس از رسیدن به مقصد که می تواند در یکی از مناطق سردسیر باشد شرایط دمای هوا در زمان فرود بین۳۰- تا۴۰- درجه سانتیگراد و فشار هوا ۱ BAR ، سطح باند کاملاً مرطوب و لغزنده است که برای یخ نزدن آن از مواد ضد یخ استفاده شده است. وضعیت سیستمهای چرخها در زمان شروع پرواز به این شرح بوده است: دمای ترمزها در زمان تاکسی به سمت باند پرواز کمتر از۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و مقداری آب و رطوبت وارد سیستم ترمز شده است. در زمان پرواز پودر کربن متصاعد در لنت های ترمز وارد توپی چرخ می شود. در زمان نشستن دمای ترمز۶۰۰ تا۷۰۰ درجه سانتیگراد است. در اینجا مقدار زیادی آب همراه با مواد ضدیخ نیز ممکن است به درون این قسمت وارد شود. تمام این مواد به راحتی می تواند وارد گریسهای بلبرینگ چرخها شود و کیفیت آنرا کاهش دهد.
در صورت استفاده نکردن از گریس های مناسب و یا تعویض نکردن به موقع آنها، به علت وجود آلاینده های یاد شده همراه با تغییرات شدید دما، روانکاری بلبرینگ چرخها بخوبی انجام نمی شود که این امر می تواند به زنگ زدگی، شکستگی، سایش بیش از حد و مانند اینها منجر شود. این عوامل همچنین ممکن است خرابی سیستمهای ارابه فرود هواپیما را در پی داشته و خسارات جبران ناپذیری به وجود آورد.
در گذشته از گریسهایی با پایه پرکننده خاکهای کلی (Clay Based) برای بلبرینگ چرخهای هواپیما استفاده می شد. »آلن ویلیامز« تحقیقات خود را در خصوص ساخت گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در سیستم های ارابه فرود هواپیماهای مسافربری و نظامی انجام داده که این نوع گریس به علت کارایی ممتازتر، جایگزین انواع قبلی شده است. درگذشته عمر چرخهای هواپیما بین۲۰۰ تا۳۰۰ پرواز هواپیما بود. اما انتظار می رود با بهره گیری از گریس جدید، این تعداد پرواز به۷۵۰ مرتبه افزایش یابد. بطور متوسط چرخهای هواپیما بین۹ تا۱ ماه (بسته به نوع هواپیما) تعویض می شوند.
گریس جدید تحت استاندارد عمومی SAE AMS ۳۰۵۲ به ثبت رسیده و شرکتهای ایرباس با شماره AIMS۰۹-۰۶-۰۰۲ ۱۲ و بوئینگ با شماره BMS۳- ۳۳B آنرا مورد استفاده قرار می دهند. نقطه افت این گریس۲۵۰ درجه سانتیگراد بوده و دیگر مزایای مهم آن حفاظت بیشتر در مقابل خطرات آتش سوزی، مقاومت بیشتر در مقابل آب و حفاظت بهتر قطعات در مقابل اکسیداسیون است. تاکنون بیش از۲ هزار فروند هواپیمای تجاری و نظامی این گریس را جایگزین گریسهای قبلی کرده اند و استفاده از آن در سایر قسمتهای هواپیما نیز رواج یافته است.
منبع:

ماهنامه نفت پارس

[فلفل نمك]

نقاله‌های زنجیری جدید
سیستم SWA ابداع و نوآوری ساده و جدیدی است که در آن نیازی به جدا کردن زنجیرهای بالابر برای نصب سطل‌ها نیست و همه چیز می‌تواند به‌صورت درجا انجام گیرد.
نقاله‌های زنجیری جدید

در دو سال اخیر شرکت آلمانی RUD نوآوری‌هائی را در مورد نقاله‌ها و بالابرهای زنجیری داشته است که کارهای عملیاتی و مدیریت پروژه، همچنین کار مهندسین تعمیر و نگهداری را آسان کرده است. در سال جاری پیرو موفقیت‌های چشمگیر در زمینه سیستم اتصال کناری بالابرها (SWA)(۳)، که به‌طور اساسی امر نصب سطل‌های بالابرها را ارتقاء داده است، شرکت سیستم‌های جدید اتصال پشتی بالابرها (BWA)(۴) را ارائه کرده است.
سیستم SWA ابداع و نوآوری ساده و جدیدی است که در آن نیازی به جدا کردن زنجیرهای بالابر برای نصب سطل‌ها نیست و همه چیز می‌تواند به‌صورت درجا انجام گیرد. در این سیستم سطل‌ها طوری طراحی شده‌اند که به‌صورت U شکل می‌باشند و به راحتی از دو طرف به زنجیر بالابر پیچ شده چه زنجیر در حالت کشیده شده و چه در حالت شل باشد و آماده کردن آن برای یک کارگر نیمه‌ماهر فقط چند دقیقه طول می‌کشد.
از آنجائی‌که در سیستم SWA عبور سطل‌ها از روی غلطک‌های محرک یا چرخ‌دنده‌ها را ممکن می‌سازد، این سیستم برای جاهائی که فضای بالابری بسیار تنگ و کوچک است مناسب می‌باشد، مانند بالابرهای تخیله از وسط، انتقال مواد درشت‌دانه‌ای که به‌راحتی تخلیه می‌شوند نظیر کلینکر، شن، ماسه و مواردی که سطل‌های کوتاه برای موادی که به سختی تخلیه می‌شوند.
مزیت دیگری که در این تولیدات وجود دارد این است که به خاطر وضعیت متراکم آنها به مهندسین این اجازه را می‌دهند که در طول مسیر بالابر از سطل‌های بیشتری استفاده کنند. همانند سیستم SWA، سیستم BWA نیز مزایائی در مقایسه با سیستم‌های مرسوم به همراه دارد. در این سیستم‌ها که به روش Finite Element طراحی می‌شوند، در هر اتصال فقط پنج قسمت شامل: دو پیچ مشابه، دو قطعه بومرنگ‌شکل جهت اتصال به زنجیر و یک میخ یا پین جازننده.
نصب و جمع‌کردن سیستم به‌راحتی قابل فهم است و بسیار سریع می‌توان سیستم BWA را نصب کرد و نیازی به ابزار خاصی ندارد. در واقع، احتمالاً زمان توضیح دادن نحوه کار به‌صورت کامل از انجام آن طولانی‌تر خواهد بود. برای اتصال کافی است یک پیچ را در داخل سطل به‌گونه‌ای که نوک آن به سمت قطعه بومرنگ باشد، قرار گیرد و پین جازننده نیز در محل خود قرار گیرد. هرکدام از قطعات اتصال بومرنگ‌شکل از یک جفت محل اتصال یکی با زاویه قائم در یک سمت و دیگری به‌صورت پهن و کوتاه در سمت دیگر برخوردار است و بدین ترتیب امکان اتصال سطل به زنجیره به‌راحتی فراهم می‌گردد. زمانی‌که قطعات در محل اتصال به‌هم فشرده می‌شوند به‌راحتی در همدیگر فرو رفته و اتصال برقرار می‌شود. نتیجه چنین اتصالی همانند سیستم SWA به‌صورت U شکل زنجیر را احاطه کرده ولی در محل اتصال هیچ‌گونه مانعی ایجاد نمی‌کند. پیچ و مهره‌ها نیز به‌راحتی در محل خود قرار گرفته و امکان اتصال محکم سطل به زنجیر بالابر را فراهم می‌کنند. همانند سیستم SWA، سیستم BWA نیز امکان اتصال سطل‌ها را به‌راحتی و بدون بریدن و قطع حلقه‌های زنجیر فراهم کرده است.
هر دو نوع اتصال می‌توانند در سیستم‌های بالابرهای چرخ‌دنده‌ای و غیر چرخ‌دنده‌ای استفاده شوند. سیستم BWA قبل از اتصال روی یک بالابر بیش از دو میلیون دور در آزمایش خستگی مطالعه شده است. پیرو آزمایشات گسترده‌ای که به‌صورت درجا انجام گرفته، اکنون شرکت سیستم‌های SWA و BWA را جهت استفاده مشتریان به اروپا، آفریقا و دیگر مناطق ارسال می‌کند. در آفریقا یک مجموعه صنعتی ۲۱۱ میلیون دلاری شامل کارخانه‌هائی در ساسولبرگ (Sasolberg)، راستنبرگ (Rustenberg)، هگتور سپرویت (Hectorspruit) و دلماس (Delmas) محصولات را به مشتریان در بیش از ۲۵ کشور از جمله اکثر کشورهای آفریقای جنوبی ارائه می‌کنند. برای پیشرو بودن در چنین صنایع رقابتی همواره باید به‌روز بود.
اخیراً RUD دو بالابر مهم را با ۳۴٭۱۳۶ SWA تجهیز کرده که به‌وسیله چرخ‌دنده می‌توانند سطل‌های ۱۲۵۰mm را تا ارتفاع ۳۸ و ۴/۲۵ متر با ظرفیتی معادل ۲۴۰ تن در ساعت بالا ببرند.
اپراتورها همچنان تبدیل سیستم‌های اتصال مرسوم به اتصال SWA را دنبال می‌کنند. در هلند شرکت چهار بالابر در یک کارخانه بزرگ کود شیمیائی در شمال اروپا را تجهیز کرده است. این تولیدکننده مواد شیمیائی سالیانه حدود ۵/۱ میلیون تن موادخام را فرآوری نموده و محصولات شیمیائی پایه فسفات‌ها را به شرکت‌های بزرگ پیشرو در این زمینه در چین، آرژانتین و اروپا ارسال می‌کند. بالابرهای زنجیری تولیدشده در RUD در ابعاد مختلف از ۷۵٭۱۹ تا ۸۶٭۲۲ می‌باشند و توسط غلطک‌های بدون دندانه حرکت می‌کنند. سیستم‌های SWA مجهز به سطل‌هائی با پهنای ۳۱۵ تا ۴۰۰ میلیمتر امکان انتقال ۱۱ تا ۵۲ تن مواد در ساعت را تا ارتفاع از ۲/۱۳ متر تا ۳۰ متر را فراهم می‌کنند.
یک تولیدکننده شناخته شده گچ در جنوب آلمان از اولین کارخانه‌هائی است که سیستم BWA شرکت RUD را نصب کرده است، که شامل ۸۴ سطل با ابعاد ۸٭۳۵۵٭۸۰۰ mm است که در فواصل منظم جاسازی شده‌اند و توانائی حمل ۱۴۷ تن در ساعت گچ را تا ارتفاع ۵/۲۳ متر را دارا می‌باشند.
با حرکت بالابر با تمام قوا مدیریت تولید می‌تواند به سرعت و به‌صورت اقتصادی تولید را انجام دهد. ماشین‌آلات قبلی تقریباً از رده خارج شده بودند و صاحبان آنها به دنبال راهی برای افزایش ظرفیت، یعنی بالابردن تعداد سطل‌ها بودند که BWA بهترین روش را برای این منظور ارائه کرد. برای افزایش ظرفیت بدون دست‌کاری در ارتفاع، شرکت RUD استانداردهای DIN را عوض کرد چون توانائی تغییر در تعداد سطل‌ها را نداشتند. در این تغییر مهندسین با کاهش فاصله بین سطل‌ها خروجی بالابر را تا ۴۸% افزایش داده و به ۲۱۸ تن در ساعت رساندند. یکی دیگر از تأییدیه‌های سیستم BWA توسط چهار شرکت سیمان صورت گرفت که این سیستم را به مدت ۱۲ ماه مورد آزمایش قرار دادند و اخیراً قرارداد مهمی را جهت خرید امضاء کرده‌اند.
منبع:

مترجمین: دکتر علی‌آله وردی (۱)، مهندس کارن کشیشیان (۲)، دانشگاه مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران
زیرنویس‌ها:
۱) استادیار دانشکده مهندس شیمی
۲) دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی شیمی
۳) Side Wall Ahachment
۴) Back Wall Ahachment
منبع:
Chains in Action&#۰۳۹; WORLD CEMENT BULK materials Handling Review pp.۴۵-۴۸/۲۰۰۶&#۰۳۹;
ماهنامه صنعت سیمان

[فلفل نمك]

ECU را بشناسیم
را بشناسیم

ECU مخفف Electronic Control Unit یا واحد کنترل الکترونیک می باشد و نقش هدایت و کنترل یک خودروی انژکتوری را بر عهده دارد.
ECU را بشناسیم

ECU مخفف Electronic Control Unit یا واحد کنترل الکترونیک می باشد و نقش هدایت و کنترل یک خودروی انژکتوری را بر عهده دارد. همانطور که می دانید خودروهای انژکتوری بدلیل عملکرد بهتر و توانایی پاس کردن استانداردهای آلودگی، بطور کامل در تمام دنیا جایگزین خودروهای کاربراتوری شده اند و مغز این سیستم ECU می باشد. ECU با توجه به سنسورهایی که به موتور متصل است وضعیت و شرایط خودرو را تحلیل کرده و پاسخهای لازم را به خروجیها که عبارتند از: انژکتورها، جرقه زنها و ... اعمال می کند. سنسورهای کیت های انژکتوری مختلف هستند که هر چه تعداد آنها بیشتر باشد ECU بهتر می تواند شرایط موتور را درک کند. سنسورهای مهم خودروهای انژکتوری عبارتند از: سنسور دور یا RPM، سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP، سنسور دریچه گاز یا TPS، سنسور دمای آب یا CTS، سنسور دمای هوا ATS، سنسور اکسیژن یا لاندا، سنسور ضربه و ...
● سازندگان معروف ECU چه شرکتهایی هستند؟
۱) شرکت Bosch آلمان: این شرکت بهترین و معروفترین سازنده ECU و کیت انژکتوری در دنیا می باشد و در اغلب خودروهای پیشرفته جهان نشانی از آن را می توان یافت. چند مدل از زانتیا موجود در ایران دارای کیت انژکتوری Bosch می باشد.
۲) شرکت Delco آمریکا: این شرکت یکی از قدیمی ترین شرکتهای سازنده ECU می باشد و ECU آن در اغلب خودروهای آمریکایی بخصوص خودروهای شرکت GM یا جنرال موتورز بکار رفته است مانند کادیلاک، پونتیاک و... همچنین در خودروهای دوو کره مانند دوو ESPERO.
۳) شرکت Ford آمریکا: این شرکت سازنده خودرو، سازنده ECU البته برای خودروهای فورد می باشد و اولین بار ایده کنترل تطبیقی یا خود-یادگیر در خودروهای این شرکت عملا پیاده سازی شد.
۴) شرکت Siemens آلمان: فعالیت این شرکت گرچه به اندازه رقیب آلمانی آن یعنی Bosch نیست اما ECU های خوبی می سازد. ECU پراید انژکتوری موجود در ایران طراحی این شرکت است.
۵) شرکت Magneti Marelli ایتالیا: این شرکت در اروپا محبوبیت زیادی داشته و بر روی اغلب خودروهای اروپایی کیت آن نصب است. به عنوان مثال خودروهای فیات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV، مزدا ۳۲۳.
۶) شرکت Sagem فرانسه: بر روی اغلب ماشینهای فرانسوی ECU این شرکت نصب است. بنابراین پژو ۲۰۶، مدلهایی از زانتیا؛ همچنین خودروهای ایرانی مانند سمند و پیکان انژکتوری.
۷) شرکت Nippon Denso ژاپن: این شرکت توسط شرکت تویوتا تاسیس شده و بخش عمده سهام آن را دارا می باشد البته ۶ درصد سهام آن متعلق به شرکت Bosch است. ECU اغلب خودروهای تویوتا (مانند تویوتا لندکروز ) و برخی خودروهای ژاپنی مانند نیسان، هوندا، سوزوکی و ... متعلق به این شرکت می باشد.
شرکتهای دیگری هم هستند مانند HITACHI، MATSUHITA، LOTUS و ...
● UNICHIP یا فن آوری تنظیم ECU
امروزه موتورهای انژکتوری نقشی بسیار اساسی در موفقیت صنایع خودروسازی ایفاء می‌نمایند و کیفیت و قابلیتهای آن، درصد کارایی خودرو را نشان می‌دهد. همانطور که می‌دانیم کنترل کننده موتورهای انژکتوری، بردی الکترونیکی به نام ECU می‌باشد و در واقع کارایی این بخش تعیین کننده کیفیت یک موتور و در ابعادی دیگر کیفیت خودرو خواهد بود؛ بدین معنی که هرچقدر ECU یک موتور بهتر طراحی شده باشد، آن موتور کیفیت بهتری خواهد داشت.
ECU بر اساس سنسورهایی که بدان متصل است شرایط کار موتور را درک کرده و فرامین مناسب را به انژکتورها و شمعها صادر می‌کند. از آنجا که دینامیک خودرو بسیار پیچیده و غیر خطی می‌باشد، طراحان ECU برای سهولت کار، جداولی را به نام map داخل حافظه ECU می‌ریزند که در آن مقدار پاشش سوخت و زاویه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت این جداول بیشتر باشد، دقت عملکرد ECU بیشتر خواهد بود.
نکته‌ای که باید توجه کرد اینست که مقادیر این جدولها وابستگی مستقیمی به پارامترهای جغرافیایی موتور، نظیر فشار و دمای هوا دارد. شرکتهای خودروسازی، ECU را برای یک آب و هوای خاص طراحی نمی‌کنند بلکه مقادیر map را بگونه‌ای تنظیم می‌کنند که برای انواع شرایط جغرافیایی جوابی بهینه و معقول بدهد. بنابراین map، در این حالت برای تمام خودروهای از یک مدل بهینه است نه هر خودروی خاص؛ زیرا هیچ دو خودرویی، حتی از یک مدل کاملاً مانند یکدیگر نیستند.
اگر سیستمی بتواند این نقیصه را از ECUها برطرف کند، آنگاه می‌توان به طور اختصاصی map هر خودرو را کالیبره کرده و توان آن را افزایش داد.
امروزه تیونینگ ECU خودروها، بحث جا افتاده ای است و شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالیت می کنند بطور کلی دو روش برای تیونینگ خودروهای انژکتوری وجود دارد. روش اول خواندن دیتاهای (map) ECU و دادن دیتاهای جدید که شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالند از جمله: Eurochip، Chip Tuning، Tech TV، Autospeed و ...یکی از اشکالات این روش اینست که بشدت وابسته به ساختار ECU است و با پیچیده شدن سخت افزار ECU امکان خواندن و تغییر دیتاهای آن مشکل و گاهی غیرممکن می شود مگر آنکه شرکت سازنده ECU خود نحوه دسترسی به اطلاعات را در اختیار شرکتهای تیونینگ بگذارد. روش دوم اضافه کردن یک سخت افزار جانبی به ECU جهت تغییر پارامترهای ECU است. این روش گرچه گرانتر تمام می شود اما وابسته به نوع ECU نیست. یکی از شرکتهایی که در این زمینه فعال است
، شرکت Dastek است. شرکتی که در آفریقای جنوبی قرار دارد و با پرسنلی در حدود ۳۰ نفر توانسته موفقِِِِت چشمگیری داشته باشد.جالب است بدانید که این شرکت بظاهر کوچک توانسته است محصول خود را به کشورهای مختلف دنیا صادر کند و بیش از ۳۰۰ نمایندگی فروش در سرتاسر دنیا دارد که فقط ۱۰۰ تا از آنها در ایالات متحده آمریکا هستند. نام این محصول UNICHIP است.
اصول عملکرد UNICHIP بدین صورت که سنسورهای اصلی در یک موتور انژکتوری (MAP, RPM) را خوانده و سپس با توجه به نقطه کار موتور، مقادیری مجازی از این دو سنسور را به ECU اعمال می‌کند؛ بگونه‌ای که رفتار ECU نسبت به حالت قبل بهبود پیدا می‌کند.
آمارها نشان می‌دهد که موفقیت UNICHIP در این زمینه بسیار بالا بوده است:از هر ۴۰۰ خودرو، فقط یک خودرو ممکن است با UNICHIP بهینه نگردد، ۸۰% خودروهایی که در آفریقای جنوبی استفاده می‌شوند، UNICHIP را در خودروهای خود نصب کرده‌اند، UNICHIP بر روی بیش از ۳۲۰ مدل موتور از خودروسازان بزرگ دنیا پیاده شده است.
منبع:

دانشجویان مهندسی مکانیک

[فلفل نمك]

تایمینگ متغیر سوپاپ
طول مدت زمان و لحظه ای که در آن سوپاپهای ورودی و تخلیه باز و بسته میشوند ، تنها در دور موتور خاص و مشخصی حداکثر بازده را ایجاد میکند و هر چه دور موتور تغییر بیشتری نماید ، بازده موتور کاهش پیدا میکند ، به همین دلیل مهندسن سیستمی را در موتورهای جدیدتر ابداع کرد ه اند که تایمینگ یا زمانبندی با توجه به دور موتور تغییر پیدا می نماید .
تایمینگ متغیر سوپاپ

اکثر علاقمندان به اتومبیل و صنایع خودروسازی با وازه VVT-i که روی بدنه انواع تویوتا های جدید ، سیستم Vanos موتورهای ب ام و و سیستم V-Tec هوندا تا حدودی آشنا هستند و بعضا جویای مفهوم آن شده اند .این وازه ها هر یک معرف سیستم تایمینگ یا زمانبندی متغیر باز و بسته شدن سوپاپها در موتورهای ساخت کارخانه های مربوطه می باشند . هدف از ارائه چنین سیستمهائی افزایش بازده موتور در تمام شرائط کارکرد آن اعم از دور موتور مختلف و شرائط محیطی متفاوت می باشد. در موتورهای قدیمی تر متخصصین با در نظر گرفتن شرائطی که موتور برای آن در نظر گرفته شده میل سوپاپ با تایمینگ مناسب را برای آن انتخاب نموده اند که البته این امر دارای محدودیتهای زیادی است ، بعنوان مثال میل سوپاپ اصطلاحا درجه بالا برای مسابقات و افزایش بازده در دور بالا بسیار مناسب بوده که این افزایش قدرت در دور بالا به قیمت کاهش چشمگیر گشتاور و قدرت در دورهای میانی و پائین موتور می شود و عملا موتور را در دورهای پائین ( مثلا در شهر) غیر قابل استفاده می نماید .
طول مدت زمان و لحظه ای که در آن سوپاپهای ورودی و تخلیه باز و بسته میشوند ، تنها در دور موتور خاص و مشخصی حداکثر بازده را ایجاد میکند و هر چه دور موتور تغییر بیشتری نماید ، بازده موتور کاهش پیدا میکند ، به همین دلیل مهندسن سیستمی را در موتورهای جدیدتر ابداع کرد ه اند که تایمینگ یا زمانبندی با توجه به دور موتور تغییر پیدا می نماید . قبلا از بررسی این سیستم ابتدا اشاره ای خواهیم داشت به طرز کار موتور چهار زمانه .
هنگامی که پیستون در وضعیت TDC ( نقطه مرگ بالا یعنی بالاترین نقطه در داخل سیلندر ) قرار دارد ، سوپاپهای ورودی در حالی که پیستون به سمت پائین در حرکت است باز میشوند ، در این هنگام با آغاز پائین رفتن مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر مکیده میشوند که به این مرحله مکش گفته میشود .
هنگامی که پیستون به پائین ترین نقطه ممکنه در داخل سیلندر میرسد ، سوپاپهای ورودی بسته شده و مخلوط هوا و سوخت در داخل سیلندر محبوس می گردد . در مرحله بعد پیستون به سمت بالا حرکت کرده و به تدریج مخلوط سوخت و هوا را فشرده میسازد که به این مرحله تراکم (Compression) گفته میشود . شمع هنگامی که پیستون مجددا به بالاترین نقطه ممکن میرسد ( یا نزدیک به آن میشود ) جرقه می زند . انفجار کنترل شده حاصله ، پیستون را با نیروی زیادی به پائین رانده و نیروی مکانیکی تولید مینماید که به آن مرحله تولید نیرو با قدرت گفته میشود . بعد از رسیدن پیستون به پائین ترین نقطه ممکن ، سوپاپ اگزوز باز شده و بر اثر بالا آمدن مجدد پیستون ، گازهای حاصل از احتراق تخلیه میگردند که به این مرحله تخلیه گفته میشود . در طی این مراحل که در تمام موتورهای چهار زمانه بنزینی مشترک است ، زمان باز و بسته شدن سوپاپها اهمیت زیادی داشته و در استفاده بهینه از سوخت و ایجاد حداکثر بازده موثر است . در این مقاله سعی شده عوامل موثر بر تعیین و تنظیم تایمینگ سوپاپها هر چند بطور اجمالی مورد بررسی قرار گیرد .
● بسته شدن سوپاپ ورودی :
سوپاپ ورودی معمولا چند درجه ( منظور از چند درجه ، مقدار زاویه دوران میل لنگ است ) بعد از پائین ترین وضعیت ممکنه پیستون در داخل سیلندر و در حالی که پیستون برگشت به سمت بالا را در داخل سیلندر آغاز نموده ، بسته میشود ،چرا ؟
به نظر میرسد اگر سوپاپ ورودی در حالی که پیستون به سمت بالا در حال حرکت است باز بماند مقدار زیادی از مخلوط هوا و سوخت از مسیر ورود به بیرون رانده شود ، ولی در عمل چنین اتفاقی رخ نمی دهد ، زیرا با توجه به سرعت بسیار زیاد ورود مخلوط به سیلندر ( حدود ۸۰۰ کیلومتر در ساعت ) ، مخلوط انرژی جنبشی پیدا کرده و بعد از رسیدن پیستون به پائینترین وضعیت در داخل سیلندر جریان آن ادامه پیدا کرده و حتی اندکی پس از شروع مرحله بالا رفتن پیستون جریان ادامه دارد . این مرحله تا ابد ادامه پیدا نمیکند و پیستون بالا رونده در مقطعی خاص و در صورتی که سوپاپ ورودی باز باشد به انرژی جنبشی مخلوط غلبه کرده و آنرا به داخل مسیر ورودی سیلندر پس میزند .
پس ، بهترین وضعیت پر شدن یا اشباع سیلندر هنگامی صورت میگیرد که بسته شدن پیستون تا لحظات اولیه پس زدن مخلوط به تعویق افتد ، یعنی ضمن بهره گیری از حداکثر ( انرژی جنبشی ) مخلوط ، از هدر رفتن آن جلوگیری شود و سیلندر تا حد اکثر ممکن از مخلوط پر شود .
● باز شدن سوپاپ اگزوز :
اگر سوپاپ ورودی بعد از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکنه (TDC) در داخل سیلندر بسته نشده باشد و یا سوپاپ اگزوز که قبلا راجع به آن گفتیم در هنگام رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن باز شود چه اتفاقی خواهد افتاد ؟ اگر معتقدید که چنین اتفاقی ممکن نیست ، درست حدس زده اید . در واقع سوپاپ اگزوز قبل از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن ، باز میشود . پیستون در مرحله تولید نیرو تحت تاثیر گازهای گرم به پائین رانده شده و نیروی تولید شده خودرو را به جلو می راند . با این تفاسیر چرا بعضا طراحان و مهندسین سعی دارند تا سوپاپ اگزوز کمی زودتر باز شده و مقداری از فشار داخل سیلندر کم شود؟
برای درک بهتر دلیل باز شدن سوپاپ اگزوز کمی قبل از رسیدن پیستون به پائین ترین وضعیت ممکن ، باید اشاره ای به مرحله بعدی که مرحله تخلیه سیلندر است داشته باشیم، تخلیه گازهای خروجی از طریق سوپاپ اگزوز ، در هنگام بالا آمدن پیستون نیازمند نیرو میباشد ، که این نیرو توسط میل لنگ وارد میگردد ، اگر سوپاپ اگزوز هنگامی که هنوز مقداری فشار حاصل از احتراق در سیلندر باقی مانده باز شود ، باعث می گردد که مقداری از گازهای حاصل از احتراق تحت تاثیر این فشار قبل از حرکت پیستون به بالا از سیلندر خارج شوند . با کاهش مقدار گازها ، نیروی مورد نیاز برای تخلیه سیلندر کم شده و نتیجتا بازده موتور افزایش پیدا می کند
● Overlap یا باز بودن همزمان سوپاپها:
پیستون در مسیر خود به سمت بالاترین وضعیت ممکن الباقی گازهای حاصل از احتراق را به بیرون می راند . جریان گازهای خروجی نیز مثل جریان هوای ورودی دارای انرژی جنبشی است یعنی اینکه حتی بعد از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن و شروع مرحله پائین آمدن پیستون جریان گاز خروجی ادامه دارد ، بدین ترتیب میتوان بسته شدن سوپاپ را تا بعد از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن به تعویق انداخت .
لازم بیادآوری است که هدف مکش بیشترین حجم مخلوط هوا و سوخت میباشد زیرا نیروی موتورهای درون سوز از احتراق مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر ایجاد میگردد . بهترین مکش هنگامی صورت میگیرد که سوپاپ ورودی قبل از رسیدن پیستون به بالاترین وضعیت ممکن باز شود . در این لحظه سوپاپهای ورودی و سوپاپهای اگزوز به طور همزمان باز میباشند که این مرحله را Overlap یا مدت زمان باز بودن همزمان سوپاپهای ورودی و خروجی می نامند .
در اینجا این سؤال مطرح میشود که چرا گازهای خروجی که توسط پیستون به بیرون رانده میشوند ، وارد منیفولد ورودی نمیگردند ، جواب این است که طراحی مناسب منیفولد اگزوز و فشار نسبی کمتر داخل آن باعث میشوند که گازهای خروجی تحت تاثیر فشار کم منیفولد خروجی ( اگزوز ) افزایش سرعت پیدا کرده و از سیلندر خارج گردند ، انرژی جنبشی گازهای خروجی نیز بنوبه خود باعث کاهش فشار داخل سیلندر و مکش بیشتر مخلوط هوا و سوخت به داخل آن میگردند .
لحظه بسته شدن سوپاپ ورودی مهمترین نکته در تایمینگ میل سوپاپ است ، هر چند که تمام مراحل آن از اهمیت به سزائی برخوردارند . به عنوان مثال تایمینگ صحیح باز شدن سوپاپ خروجی در واقع نقطه تعادلی از کاهش مقدار کمی از نیروی تولید شده در مرحله تولید نیرو و کاهش مقداری از بار گازهای خروجی در مرحله تخلیه است ، طول مدت Overlap نیز شدیدا در دور موتور تاثیر گذار است . در موتورهائی که مجهز به سیستم تایمینگ سوپاپ معمولی هستند ، رابطه بین تایمینگ سوپاپها ثابت است . در موتورهائی که دارای یک میل سوپاپ هستند این مسئله به شکل بادامکهای روی میل سوپاپ بستگی داشته و در موتورهای مجهز به دو میل سوپاپ به زاویه میل سوپاپها نسبت به یکدیگر بستگی دارد ( در هنگام تنظیم تایمینگ در موتورهای مجهز به دو میل سوپاپ در بالای سر سیلندر (DOHC) ، پرش یک دندانه فولی سر سیلندر باعث تغییر در میزان Overlap میگردد ) . تایمینگ سوپاپها بستگی زیادی به انرژی جنبشی جریان گاز دارد ، لازم به ذکر است که هر چقدر سرعت جریان گاز بیشتر شود ، انرژی جنبشی آن به همان نسبت افزایش پیدا میکند . بدین ترتیب تغییر تایمینگ با توجه به سرعت ( دور ) موتور ، مزیتهای زیادی در بر دارد . با استفاده از این سیستم میتوان جریان گازهای ورودی و خروجی را در تمام دورهای موتور به بهترین نحو تنظیم نمود و نتیجتا گشتاور بیشتری را در تمام دورهای موتور ایجاد کرد و باعث گسترش دامنه و محدوده تولید نیروی موتور گردید .
● تایمینگ متغیر سوپاپ :
انواع سیستمهای تایمینگ متغیر سوپاپ مختلفی وجود دارند که تفاوتهای مکانیسم های عملکردی آنها نسبت به عملکرد کلی شان از اهمیت کمتری برخوردار است . تا چند وقت پیش در اکثر سیستمهای تایمینگ متغیر میل سوپاپ ، تنها یکی از دو میل سوپاپ موتور متغیر بود که البته این تغییر تنها به میزان یک پله انجام می گرفت . در این سیستم در زمان افزایش دور موتور و یا در محدوده مشخصی از آن ، ECU ( واحد کنترل الکترونیکی ) تایمینگ میل سوپاپ را تغییر میدهد و بدین ترتیب یکی از میل سوپاپها در وضعیت آوانس یا ریتارد قرار میگیرد .
در خیلی از موتورهائی که مجهز به دو میل سوپاپ در سر سیلندر میباشند (DOHC) این نوع سیستم باعث میگردد تایمینگ سوپاپهای اگزوز ( بر خلاف تصور عمومی که حاکی از اهمیت بیشتر سوپاپهای ورودی است ) تغییر پیدا کند ، البته در برخی انواع نادرتر ، تایمینگ سوپاپهای ورودی تغییر میکند .
نمونه ای از نوع دوم در برخی اتومبیلهای پورشه مشاهده میگردد . در یکی از مدلهای Porsche ۹۱۱ که مجهز به سیستم Vario Cam است ، این سیستم باعث میگردد تا تایمینگ سوپاپ ورودی بعد از رسیدن دور موتور به ۱۳۰۰ دور در دقیقه ، ۲۵ درجه تغییر کند و نتیجتا محفظه احتراق بهتر پر و خالی شود و گشتاور افزایش پیدا کند . بعداز رسیدن دور موتور به حد ۵۹۲۰ دور در دقیقه ، تایمینگ ۲۵ درجه کاهش پیدا میکند و به حد اولیه ( دور آرام ) باز می گردد و عملکرد موتور در دور موتور بالا را بهبود می بخشد . در مواقعی که درجه حرارت روغن موتور بالا رفته باشد این تغییر در دور موتور ۱۵۰۰ دور در دقیقه انجام می گیرد .
سیستمهای اولیه که در آن تنها تایمینگ یک میل سوپاپ تغییر پیدا میکند هر چند که بهتر از سیستمهای تایمینگ ثابت عمل میکنند ، با این وجود کاملا قانع کننده نیستند . موتورهای مجهز به این سیستم تنها در دو حالت و دور موتور خاص دارای عملکرد بهینه هستند . واضح است که تغییرات کوچک و متعدد تایمینگ حتی اگر در مورد یکی از میل سوپاپها اعمال شود بهتر است و اگر تایمینگ هر دو میل سوپاپ قابل تغییر باشد نور علی نور خواهد بود . دراین حالت تایمینگ هر دو میل سوپاپ دائما با توجه به شرائط عملکرد موتور ، در حال تغییر خواهند بود .
BMW اولین شرکت بود که از سیستم دو میل سوپاپ متغیر استفاده نمود و آنرا Double Vanos نامید ، ( سیستم Single Vanos آنها تنها بر یک میل سوپاپ تاثیر گذار بود ) . در موتورهای مجهز به Double Vanos ، تایمینگ هر یک از میل سوپاپها تا ۶۰ درجه تغییر میکند ، البته در موتورهای V۸ مدل M۵ میل سوپاپ ورودی تا ۵۴ درجه و میل سوپاپ اگزوز " تنها " ۳۹ درجه قابل تنظیم است و بدین ترتیب Overlap ( مدت زمان باز بودن همزمان سوپاپهای ورودی و خروجی ) از ۸۰ درجه تا ۱۲- درجه قابل تنظیم است . منظور از ۱۲- درجه این است که سوپاپهای اگزوز ۱۲ درجه قبل از باز شدن سوپاپهای ورودی بسته میشوند .
● لیفت (lift)متغیر سوپاپ :
سیستم VTEC ساخت HONDA از این جهت مشهور است که در آن لیفت و تایمینگ سوپاپ قابل تغییرند . در سیستم HONDA ، میل سوپاپهای هر سیلندر دارای دو بادامک بلند اضافی و دو انگشتی اضافی میباشند که در دور موتورهای پائین هرز میگردند . در دور موتور خاص ( معمولا دور موتور بالا ) پیمهای هیدرولیکی که بطور الکترونیکی کنترل میشوند هر سه انگشتی را به یکدیگر قفل کرده و نتیجتا بادامکهای بلندتر وارد عمل میشوند . بدین ترتیب تغییر تایمینگ و لیفت سوپاپ در یک مرحله صورت میگیرد و باعث تغییر عمده ای در عکس العمل موتور میگردد .
موتور ۲ZZ – GE تویوتا با حجم cc ۱۸۰۰ که در نسل آخر تویوتا سلیکا مورد استفاده قرار گرفته است نیز از تایمینگ و لیفت متغیر سوپاپ بهره میبرد . سیستم لیفت متغیر تویوتا هم بر سوپاپهای ورودی و هم بر سوپاپهای اگزوز تاثیر گذار است ، در این موتور تنظیم لیفت بلند میل سوپاپ در ۶۰۰۰ دور در دقیقه فعال میشود . بادامکهای بلند ، لیفت سوپاپ ورودی را ۵۴ درصد افزایش داده و به mm ۱۱.۲ میرسانند ، لیفت سوپاپ اگزوز نیز با ۳۸ درصد افزایش به mm ۱۰ میرسد .
میل سوپاپهائی که دارای لیفت زیاد هستند ، باعث افزایش مدت زمان باز ماندن سوپاپ ورودی میگردند ، بدین ترتیب هر Overlap سوپاپها از چهار درجه ( در حالت تنظیم ورودی کاملا ریتارد و لیفت دور پائین ) و ۹۴ درجه ( در حالت فول آوانس و لیفت دور بالا ) متغیر است . Overlap ۹۴ درجه معمولا در موتورهای کاملا مسابقه ای (Full race) به چشم می خورد . لازم به ذکر است نسل قبلی تویوتا سلیکا (Cel

[فلفل نمك]

دوده و لجن سیاه ، بلای جان موتور
دوده و لجن، به عنوان بلای جان موتور شناخته شده اند. این ذرات هیدروكربنی كه از بیش از۹۸ درصد كربن و كمتر از۲ درصد هیدروژن تشكیل شده اند، در شرایطی تولید می شوند كه انژكتور موتور به درستی عمل نكند و نسبت سوخت به هوا تغییر كرده و هوا كافی برای سوختن كامل هیدروكربن ها وجود نداشته باشد.
دوده و لجن سیاه ، بلای جان موتور

در ششمین گردهمایی عاملان فروش نفت پارس كه با حضور۷۰ عامل فروش از۵۴ شهر و استان از سراسر كشور در اردیبهشت ماه جاری در كیش برگزار شد و گزارش آنرا در شماره قبل ملاحظه كردید، مهندس محمود تركی رئیس مركز تحقیقات انرژی پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان میهمان مدعو، طی یك سخنرانی علمی در رابطه با دوده و لجن و تأثیر آن در موتور سخنرانی كرد كه متن آنرا با اندكی تلخیص ملاحظه می كنید.
دوده و لجن، به عنوان بلای جان موتور شناخته شده اند. این ذرات هیدروكربنی كه از بیش از۹۸ درصد كربن و كمتر از۲ درصد هیدروژن تشكیل شده اند، در شرایطی تولید می شوند كه انژكتور موتور به درستی عمل نكند و نسبت سوخت به هوا تغییر كرده و هوا كافی برای سوختن كامل هیدروكربن ها وجود نداشته باشد. در چنین شرایطی ناكافی بودن هوا برای سوختن سوخت، موجب تولیدCO و دوده می شود.
عامل مهم دیگر در ایجاد دوده، ***** هوا است. اگر ***** هوا، كثیف یا نامناسب باشد، تناسب هوا و سوخت بهم می خورد و موجب ورود هوای ناكافی می شود. به همین دلیل عمل تعویض ***** هوا در هنگام هر تعویض روغن در جلوگیری از ایجاد دوده، از اهمیت بالایی برخوردار است. در جا كاركردن موتور یكی دیگر از عوامل مؤثر در بهم خوردن نسبت سوخت و هوا و در پی آن ایجاد دوده است. دوده، یكی از عوامل مؤثر در تولید لجن است كه پس از عبور از جداره رینگ و پیستون وارد روغن شده و همراه با آب و روغن و ذرات خارجی دیگر موجب تولید لجن می شود.
● شرایط ایجاد لجن
در صورتی كه آب با روغن و تركیبات اكسید شده از روغن مخلوط شود، شرایط ایجاد لجن فراهم می شود. همچنین اختلاط آب، روغن، دوده و ذرات خارجی دیگر، یكی دیگر از موارد ایجاد لجن است. همانطور كه پیش از این هم گفته شد، دوده تولید شده می تواند از جداره پیستون و رینگ عبور كرده و وارد روغن شود. ذرات دوده كروی شكل هستند و تمایل بسیار زیادی برای چسبیدن به یكدیگر و تولید خوشه دارند.
وجود دوده سبب ایجاد رسوب در شیارهای پیستون، چسبندگی رینگ، سایش سطح رینگ و بدنه سیلندر، از بین بردن آب بندی داخل سیلندر، افزایش گازهای برگشتی به داخل موتور و كاهش قدرت موتور می شود.
رینگ می بایست در پیستون به طور آزادانه حركت كند و با حركت در سیلندر تطابق یابد. زمانی كه پیستون نتواند در سیلندر حركت كند، باعث می شود بخشی از سطح رینگ و بدنه سیلندر سایش یابد كه این مسئله موجب بالا آمدن روغن، روغنی سوزی موتور و ایجاد ورود گازهای حاصل از احتراق به درون موتور می شود.
از طرفی دیگر، ذرات دوده مانند سمباده عمل می كنند و از آنجایی كه بسیار ساینده هستند، باعث از بین رفتن دیواره حصیری سیلندر می شوند.
زمانی كه بافت حصیری از بین رفت بدنه سیلندر آیینه ای می شود. این مسئله باعث می شود كه روغن به راحتی به بالای سر پیستون رفته و بسوزد. در چنین شرایطی با افزایش گازهای برگشتی به داخل موتور مواجه خواهید شد. دوده، CO و Co۲ و اكسیدهای گوگردی كه تولید می شود همگی وارد موتور شده و باعث می شود روغن كارایی لازم را نداشته باشد. در اینجا مسئله ملموس این است كه قدرت موتور كاهش می یابد. تمام گازهایی كه در پیستون تولید می شود، صرف پایین راندن پیستون نمی شود بلكه مقداری از آنها از جداره بین رینگ و پیستون، داخل روغن می شوند و در نتیجهٔ این اتلاف انرژی، قدرت موتور به طور محسوسی افت می كند.
در شرایط عادی، حرارت ایجاد شده در موتور از راههای مختلفی به بیرون انتقال داده می شود.
● تركیدگی پیستون
گاهی اوقات پیستون هایی را مشاهده می كنید كه دچار ترك خوردگی شده اند. عامل اصلی این ترك خوردگی رسوب دوده و لجن روی جداره و شیارهای رینگ است. زمانی كه رسوب دوده و لجن روی پیستون می نشیند، روغنی كه از پایین پاشیده می شود موجب خنك شدن جداره داخلی پیستون می شود. در حالی كه جداره خارجی به دلیل لایه های رسوبی خنك نمی شود و اختلاف حرارت جداره داخلی و خارجی باعث تركیدگی پیستون می شود. ساییدگی ها نیز به نو به خود موجب كاهش طول عمر موتورمی شود. اصطكاك حاصل از وجود این ساییدگی ها باعث می شود مصرف سوخت بالا رود. همانطور كه می دانید در ساخت روغن موتور از مواد افزودنی استفاده می شود كه از خوردگی و سایش جلوگیری كند. حال آنكه دوده ها با این مواد افزودنی وارد واكنش می شوند و این ماده به جای اینكه با سطوح فلزی واكنش دهد و آنها را از سایش محافظت كند، با دوده موجود وارد واكنش می شود و خاصیت مفید خود را از دست می دهد. به این ترتیب روغن موتور، دیگر خاصیت ضد ساییدگی نخواهد داشت. این پدیده به سفت شدن روغن موتور نیز منجر می شود.
هر روغن موتوری در زمان استارت دستگاه باید بتواند در كمترین زمان ممكن به تمامی قطعات دستگاه برسد. به طور تقریبی می توان گفت حدود۷۰ درصد از ساییدگی قطعات دستگاه در هنگام استارت زدن ایجاد
می شود بنابراین زمانی كه روغن دیرتر از زمان معمول به قطعات برسد، قطعات دچار ساییدگی بیشتری می شوند.
زمانی كه روغن خاصیت ضد ساییدگی را از دست می دهد، اولین
قطعه ای كه دچار آسیب می شود، یاتاقانها هستند. یاتاقانها از ظریف ترین و حساس ترین قطعات موتور هستند كه به راحتی آسیب می بینند.
● اثر لجن بركاركرد موتور
سفت شدن روغن، كاهش جریان روغن در موتور و نرسیدن روغن به تمام سطوح، گرفتگی مسیرهای باریك روغن كاری و در نتیجه نرسیدن روغن به نقاط حساسی مانند یاتاقانها از آثار منفی لجن برموتور است.
لجن باعث می شود مسیر روغن كاری یاتاقان از داخل میل لنگ (به دلیل با باریك بودن مسیر) بسته شود و روغن كافی به یاتاقان نرسد. ***** روغن هم به دلیل ظرفیت محدودی كه در جذب آلودگی دارد، در آلودگی های بالایی كه با ایجاد لجن به وجود می آید دیگر قادر به جذب آلودگی نبوده و دچار گرفتگی می شود. در چنین شرایطی زمان رسیدن روغن به قطعات افزایش می یابد.
هم اكنون در ماشین های جدید به ویژه در ماشین های سنگین یك مسیر فرعی، تعبیه شده است كه در صورت گرفتگی ***** روغن این مسیر فرعی بتواند روغن را به قطعات برساند. اما این راه حل هم مشكلات خود را دارد و باعث می شود روغن آلوده و ***** نشده، وارد موتور شود كه مشكلات متعددی را به وجود می آورد. مسئله دیگر بهم زدن زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها توسط ایجاد لجن است. باز و بسته شدن سوپاپ توسط میل سوپاپ انجام می شود و در صورتی كه بادامك های سوپاپ خورده شود، فاصله ها كم و زیاد شود و یا روی آنها لجن رسوب كند، سوپاپ به موقع باز و بسته نخواهد شد و به این ترتیب دوباره، دوده تولید شده و موتور دچار افت مجدد خواهد شد. حال این سؤال پیش می آید كه چگونه می توان با این موارد مقابله كرد.
اولین مسئله ای كه در اینجا می بایست مورد توجه قرار گیرد این است كه برای روغن كاری از روغنی با كیفیت خوب استفاده كنیم. روغن با كیفیت خوب، روغنی است كه بتواند مانع بهم چسبیدن ذرات دوده و لجن شده و بتواند آنها را متفرق كند. روغن برای داشتن این توانایی می بایست دو خاصیت داشته باشد. اول آنكه ذراتی را كه به تدریج روی موتور رسوب
می كند را در همان زمان پاك كند و دوم بتواند اطراف یك یك ذرات پاك شده را احاطه كرده و از چسبیدن آنها به یكدیگر جلوگیری كند و آنها را متفرق سازد. چنین روغنی برای جلوگیری از تشكیل لجن و دوده برای قطعات دستگاه بسیار مناسب است.
زمانی كه روغن دارای كیفیت مناسب بوده و میزان ماده افزودنی آن به اندازه كافی باشد، تمامی ذرات آلودگی به وسیله این مواد احاطه شده و دیگر قادر به چسبیدن به یكدیگر نیستند. در نتیجه رنگ روغن سیاه می شود اما موتور از هر آلودگی، پاكیزه می ماند.
در حال حاضر یكی از مشكلاتی كه روغن های تصفیه دوم دارند در این زمینه است. روغن های با كیفیتی كه توسط شركت های تولیدكننده معتبر مانند شركت نفت پارس تولید می شود در حدود۱۳ یا۱۴ درصد ماده افزودنی دارند. اما در روغن های تصفیه دوم این مقدار مواد وجود ندارد و نهایتاًماده افزودنی آن در حدود۱ تا۱/۵ درصد است. به همین خاطر روغن تصفیه دوم ممكن است بعد از یك یا دو ماه هم كاملاً شفاف باقی مانده باشد. روش دیگر برای جلوگیری از تشكیل دوده و لجن، استفاده از ***** مناسب است. اگر ***** هوا نامناسب باشد با وجود استفاده از بهترین روغن موتور هم، ذرات گرد و خاك وارد موتور شده وآلودگی های مختلفی ایجاد خواهند كرد. همچنین ***** روغن نامناسب، نمی تواند ذرات بهم چسبیده را جذب كند و كارایی خود را از دست داده و به این ترتیب توده های آلودگی از ***** عبور خواهند كرد.
تنظیم به موقع موتور یكی دیگر از راههای مؤثر و اساسی در جلوگیری از تشكیل لجن است. زمانی كه موتور تنظیم باشد، لجن در دوره كمتری تشكیل می شود و ایجاد لجن بیشتر به تعویق خواهد افتاد.
منبع:

ماهنامه نفت پارس

[فلفل نمك]

روانكارهای سنتزی معجزه نمی كند
همواره باید به خاطر داشت كه هرگز مشكلات موجود در سیستم كه مربوط به ضعف طراحی سیستم، ضعف برنامه PM و یا وجود آلودگی در سیستم باشد با بكارگیری سیال سنتزی بجای روغنهای معدنی از بین نمی روند.
روانكارهای سنتزی معجزه نمی كند

زمانی كه در ماشین آلات، روغنهای سنتزی را جایگزین روغنهای معدنی می كنیم، این سؤال پیش می آیدكه آیا واقعآً روغنهای سنتزی بهترند؟ درچنین شرایطی، سؤال كننده به دنبال خواص ارزشمندی از روغنهای سنتزی می گردد تا ارجحیت آنرا نسبت به روغنهای معدنی ثابت كند. برخی از مزایا و معایب روانكارهای سنتزی معرفی شده است:
‌ ‌● روانكارهای سنتزی معجزه نمی كنند!
همواره باید به خاطر داشت كه هرگز مشكلات موجود در سیستم كه مربوط به ضعف طراحی سیستم، ضعف برنامه PM و یا وجود آلودگی در سیستم باشد با بكارگیری سیال سنتزی بجای روغنهای معدنی از بین نمی روند. این تفكر كه انتخاب یك روانكار متفاوت می تواند بصورت معجزه آسایی مشكلات شرایط روانكاری و یا *****اسیون را مرتفع سازد، بسیار نادرست است. برای راه اندازی ماشین آلات با كارآیی بهتر، به روانكاری نیاز است تا خواص اصلی مورد نیاز سیستم را تامین كند. این خواص عبارتند از:
۱) جدا كردن سطوح متحرك برای كاهش سایش كه در نهایت منجر به كاهش اصطكاك داخلی نیز می شود،
۲) ممانعت از خوردگی،
۳) حذف یا تعلیق آلودگی هایی مانند دوده، آب،
۴) انتقا ل حرارت و خنك كردن محیط،
۵) توانایی انتقال نیرو برای به حركت در آوردن سیستم هیدرولیك.
تامین این نیازها به خواص فیزیكی، شیمیایی و تریبولوژی(روانكاری) سیال مانند گرانروی، شاخص گرانروی (VI) ، جلوگیری از سایش (نتایج آزمایش Four Ball)، مقاومت در برابر اكسیداسیون، تمایل به كف كردن و دمولسیبلیتی مرتبط می شود. متخصصان به منظور انتخاب صحیح روانكار، طراحی و شرایط كار ماشین (مانند نوع یاتاقانها، سرعت، بار، فشار، دمای عملیاتی، ...) را مورد بررسی قرار می دهند. بنابراین همیشه انتخاب روغنهای سنتزی بجای روغن معدنی معادل آن، كار درستی نیست و روانكاری كه بتواند تركیبی از تمام خواص مورد نیاز سیستم را براساس معیارهای لازم برآورده سازد، مناسبترین انتخاب است.
مقاومت بالا در برابر اكسید شدن و در نهایت بالا بودن طول عمر مفید روغن در سیستم جزو یكی از خواص مطلوب این دسته از روانكارهاست. نقطه آتش گیری و دمای اشتعال بالا كاربرد این گروه از روانكارها را در شرایط دمای بالا و روغنهای هیدرولیك ضد آتش توجیه می كند. همچنین سیالیت مناسب در دماهای پایین و شروع بكار دستگاه از دیگر خواص مطلوب این سیال است. برخی از این قبیل روانكارهاحلالیت طبیعی بهتری نسبت به روانكار معدنی معادل خود داشته و از شكل گیری سریع رسوبات جلوگیری می كند. ولی در كنار تمام مزایای گفته شده، بارزترین ایراد روانكارهای سنتزی، قیمت بالای آنها است.
بسته به نوع ماده شیمیایی بكار رفته در این قبیل روانكارها، قیمت آنها چندین برابر نوع روانكار معدنی معادلش است. صرف نظر از بالا بودن قیمت روانكار سنتزی، برخی از آنها نیاز به توجه و نگهداری خاصی در زمان نگهداری، حمل و نقل و مصرف دارند. محدودیت در استفاده از برخی ادتیوهای نامحلول و همچنین ناسازگار بودن با آب بندها و مواد پلیمری بكار رفته در سیستم از جمله معایب دیگر این دسته از روانكارهاست.
بنابراین دیده می شود كه مصرف روانكارهای سنتزی به عوامل مختلفی وابسته است. در شرایط ویژه كه مشخصات لازم برای كاربرد روغنهای پایه معدنی تأمین نشود، چاره ای جز انتخاب سیالات سنتزی نداریم ولی اگر بتوان همان سطح كارآیی را از یك روغن معدنی به دست آورد، استفاده از روغنهای با پایه معدنی توصیه می شود.
منبع:

ماهنامه نفت پارس

[فلفل نمك]

استفاده از روش مافوق صوت
فن‌آوری جدید برای تمیزکردن *****های روغن
استفاده از روش مافوق صوت

ادوارد مانت ـ عضو شرکت Ultrawave ـ زمینه‌ساز استفاده از طرح اولتراسونیک (Ultrasonic) برای تمیز کردن *****های روغن در شناورها است.
از زمانی‌که موتورهای پیشرفته دیزل در کشتی‌ها و قایق‌ها به‌کار گرفته شده‌اند، تمام موتورها به منظور اطمینان از تمیزماندن روغن و عدم آلودگی روغن به آب دریا و براده فلزات، مجهز به تمیزکننده‌های ***** روغن شده‌اند.
از آنجا که تکنولوژی ساخت موتورها پیشرفت کرده است، *****ها نیز به‌طور همزمان دگرگون شده‌اند. به این ترتیب عناصر جداساز کاغذی، امروزه راهی برای جداسازی ذرات ریز فلز به‌شمار می‌روند که به‌راحتی می‌توان آنها را برداشت و تمیز کرد. واضح است که این روش به لحاظ اقتصادی به‌دلیل تعویض اجزاء با قابلیت تمیز شدن و استفاده مجدد به صرفه است. ولی استفاده از این روش این سئوال را در ذهن ایجاد می‌کند که بهترین راه تمیز کردن ***** کدام است؟ روش عملی استاندارد برای تمیز کردن *****ها از ذرات ریز، روش دستی (Manual) است. اما این روش وقت‌گیر و اجراء آن با مشکلاتی همراه است و سبب تخلیه مکرر منابع روغن می‌شود. در این میان روش دیگری نیز وجود دارد که چشم‌انداز جدیدی از این عملکرد را پیش روی دست‌اندرکاران قرار می‌دهد که به روش اولتراسونیک (مافوق صوت) معروف است.
● حفره‌زدائی با امواج صوتی
تمیز کردن *****های روغن با روش اولتراسونیک استفاده از امواج با فرکانس بالا است که این امواج با فرکانس بالا است که این امواج از میان یک مایع واسطه تمیزکننده عبور می‌کند تا فرآیندی به نام حباب‌زائی (Cavitation) را شکل دهد.
امواج صوتی با عبور جریان الکتریکی از تعدادی پیزوسرامیک به‌وجود می‌آید. این پیزوسرامیک‌ها به‌صورت سری روی پایه مخزن اولتراسونیک قرار گرفته‌اند. عبور جریان الکتریکی از این اجزاء کریستالی موجب می‌شود تا آنها ۴۰ هزار بار در ثانیه مرتعش شوند. به این ترتیب انرژی الکتریکی به انرژی صوتی تبدیل می‌شود. سپس امواج ساطع شده فوق از میان مخزن محتوی محلول تمیزکننده عبور می‌کند. امواج صوتی باعث تراکم مولکول‌های آب می‌شوند که این امر منجر به تولید حباب‌هائی می‌شود که به سمت بالا حرکت می‌کنند. این حباب‌ها به بالا رفتن خود ادامه می‌دهند تا جائی‌که قادر به حفظ تراکم خود نباشند و از داخل می‌ترکند. با ترکیدن حباب‌ها، سیال احاطه‌کنده به سمت فضای خالی ایجاد شده هجوم برده و عمل تمیز کردن را انجام می‌دهد که به‌طور مؤثری مانند میلیون‌ها برس تمیزکننده میکروسکوپی عمل می‌کنند. عملکرد فوق، فرآیند حباب‌زائی امواج اولتراسونیک نامیده می‌شود. هر جائی‌که سیال وجود داشته باشد به‌دلیل حباب‌زائی، عمل تمیزکردن نیز انجام می‌شود. این عملکرد همانند عملکرد برای سطوح خارجی تماس، برای عمیق‌ترین قسمت‌ها و کوچک‌ترین کانال‌های توری‌دار نیز انجام‌پذیر است. به این ترتیب هیچ اثری از براده فلزات و ذرات معلق روغن روی ***** نخواهد ماند و ***** به‌طور کامل از آلودگی پاک می‌شود.
● چاره‌اندیشی اخیر
فن‌آوری اولتراسونیک بدون شک فرآیند جدیدی است که چند دهه از شکل گرفتن آن می‌گذرد، اما به تازگی از این فن‌آوری به‌عنوان یک راه‌حل خوب برای پاک‌کردن ***** روغن استفاده می‌شود. Cardiff یکی از شرکت‌هائی بود که به استفاده از این کاوش نائل شد.
در سال ۲۰۰۳ میلادی تعدادی از این دستگاه‌ها به منظور انجام فرآیند تمیزکردن از Ultrawave خریداری شدند. این دستگاه‌ها روی ناوگان دریائی بعضی از شرکت‌ها نصب شدند. نتایج حاصله حیرت‌انگیز بود. پیش از نصب دستگاه‌های اولتراسونیک قطعات *****ها هر ۴ تا ۵ ساعت احتیاج به تمیزشدن داشتند ولی با نصب این دستگاه‌ها این مشکل حل شد.
هنگامی‌که تمیزکننده‌های اولتراسونیک عملاً وارد بازار تجاری شدند، فاصله زمانی برای انجام تصفیه روغن نزدیک به ۵ برابر زمان معمول برای مدت زمان کاری ۲۰ ساعته کاهش یافت. تصفیه‌کننده‌های اولتراسونیک تمام ذرات خارجی موجود در سیال را جدا می‌کنند. این جداسازی در قسمت‌هائی که دسترسی به آنها (در حالت تمیز کردن دستی) سخت است، نیز انجام می‌شود.
● بازاریابی منابع
نوع‌آوری در تصفیه روغن‌ها برای شرکت Graig سود هنگفتی را در بر داشت. اگر تمام آنچه که در تصفیه روغن به آن احساس نیاز می‌شود جداساز ناخالصی‌ها باشد، تعداد فاکتورهای مجاز در تصفیه روغن می‌توانستند به‌طور عمده‌ای کاهش یابند، در نتیجه با قرار دادن اجزاء در تمیزکننده اولتراسونیک و برداشت آن بعد از یک سیکل ۱۰ دقیقه‌ای، جزء مربوطه می‌توانست به منظور استفاده مجدد در مجموعه ***** قرار گیرد. این مزیت به کارکنان موتورخانه اجازه می‌دهد تا به سایر وظایف‌شان در موتورخانه بپردازند.
Phillip Atkinson مشاور فنی شرکت Graig می‌گوید ”شکی وجود ندارد که استفاده از مخازن تمیزکننده اولتراسونیک در محصولات *****های روغن‌ها باعث کاهش تکرار در تمیزکاری به روال معمول شده است. بنا به نتایج عالی که از این روش به‌دست آورده‌ایم، این روش جداسازی را اکیداً به صاحبان صنایع توصیه می‌کنیم.“ امواج صوتی حمام‌های اولتراسونیک را برای تمام صنایع با چشم‌انداز ۱۵ ساله به‌وجود می‌آورده‌اند. این حمام‌ها محدوده حجمی ۵/۴ تا ۸۰ لیتر را جهت تصفیه ارائه می‌دهند. می‌توان با استفاده از روش تبادل حرارت از این دستگاه‌ها برای تمیزکردن نیز سود جست. این دستگاه‌ها در طرح‌های مختلفی ساخته شده‌اند که از آن جمله ”طرح کنترل دیجیتال“ است. در طرح کنترل دیجیتال از یک دکمه فشاری برای اجراء عملیات استفاده شده است. شرکت سازنده برای اجراء روند جداسازی، پاک‌کننده‌هائی با فرمول مخصوص را نیز تهیه کرده است.
منبع:

مترجم: علیرضا مأموریان
منبع: Ship and Boat International
ماهنامه پیام دریا

[فلفل نمك]

توربوشارژرها چگونه کار می کنند
وقتی مردم درباره ی اتومبیل های مسابقه یا اتومبیل های ورزشی با سرعت بالا صحبت می کنند،موضوع توربوشارژرها ظاهر می شود ،توربوشارژرها در موتورهای دیزل بزرگ هم وجود دارند،یک توربوشارژر به طور عمده قدرت موتور را بدون افزایش وزن آن زیاد می کند که مزیت بزرگی است و توربوشارژرها را مهم می کند.
توربوشارژرها چگونه کار می کنند؟

وقتی مردم درباره ی اتومبیل های مسابقه یا اتومبیل های ورزشی با سرعت بالا صحبت می کنند،موضوع توربوشارژرها ظاهر می شود ،توربوشارژرها در موتورهای دیزل بزرگ هم وجود دارند،یک توربوشارژر به طور عمده قدرت موتور را بدون افزایش وزن آن زیاد می کند که مزیت بزرگی است و توربوشارژرها را مهم می کند در این مقاله یاد می گیریم که چطور توربوشارژر قدرت خروجی موتور را افزایش می دهد،همچنین یاد می گیریم پره های سرامیکی و یاطاقان های ساچمه ای چطور به توربوشارژر کمک می کنند تا وظیفه اش را بهتر انجام دهد توربوشارژرها یک نوع سیستم مکش هوا هستند که جریان هوای ورودی به موتور را فشرده می کنند،مزیت این سیستم این است که به موتور اجازه می دهد هوای بیشتری به سیلندر وارد کند و هوای بیشتر به معنی سوخت بیشتر است،بنابر این انرژی بیشتری از هر انفجار به دست می آید،یک موتور با توربو شارژر در کل قذرت بیشتری از یک موتور مشابه بدون تورربوشارژر دارد،یعنی توربوشارژر نسبت قدرت به وزن موتور را افزایش می دهد برای رسیدن به این تقویت فشار،توربوشارژر از جریان خروجی اگزوز برای چرخاندن یک توربین استفاده می کند که خود یک پمپ هوا را می چرخاند،توربین در توربوشارژر با سرعتی بالغ بر ١٥٠٫٠٠٠ دور در دقیقه می چرخد که ٣٠ برابر سریع تر از دور موتور است،چون تئربین به اگزوز چسبیده دما در آن خیلی بالاست اصول راه قطعی برای بدست آوردن قدرت بیشتر از موتور افزایش مقدار هوا و سوختی است که می سوزد،یک راه برای انجام این کار اضافه کردن یا بزرگتر کردن سیلندرهاست،بعضی مواقع این تغییرات شدنی نیست،یک توربوشارژر ساده تر است مکان توربوشارژر در خودرو توربوشارژرها با فشرده کردن هوا به موتور اجازه می دهند سوخت و هوای بیشتری بسوزاند،فشار نسبی ایجاد شده توسط توربوشارژر بین ٦تا ٨ پوند بر اینچ مربع است،از آن جایی که فشار جو در سطح دریا ٧/١٤ پوند بر اینچ مربع است می توانید بفهمید که حدود ٥٠٪ هوای بیشتری وارد موتور می شود،بنابراین می توان انتظار داشت ٥٠٪ قدرت بیشتری بدست آید،اما توربوشارژر کاملا ایده آل نیست و بین ٣٠ تا ٤٠ درصد بهبود در قدرت موتور مشاهده می شود یکی از دلایل عدم کارایی این است که انرژی چرخاندن توربین از اگزوز گرفته می شود و وجود یک توربین در اگزوز مقاومت در برابر خروج دود را افزایش می دهد،و این یعنی در مرحله ی خروج دود،موتور باید دود را با فشار بیشتری خارج کند در نتیجه کمی از قدرت سیلندری که در مرحله ی انفجار قرار دارد کاسته می شود در ارتفاعات توربوشارژرها در ارتفاعات که چگالی هوا کم است به موتور کمک می کنند،موتورهای معمولی در ارتفاعات با کاهش قدرت مواجه می شوند چون موتور جرم کمتری از هوا را دریافت می کند،یک موتور با توربوشارژر ممکن است با کاهش قدرت روبرو شود اما این کاهش قدرت خیلی کمتر است چون هوای رقیق تر راحت تر پمپ می شود خودروهای قدیمی با کاربراتور به صورت خودکار مقدار سوخت را افزایش می دهند تا مناسب افزایش هوای ورودی شود،خودروهای مدرن با انژکتور نیز این کار را انجام می دهند،سیستم انژکتور بر مبنای سنسورهای اکسیژن در اگزوز کار می کنند تا نعیین کنند که نسبت سوخت و هوا درست است یا نه بنابراین در این سیستم نیز اگر توربوشارژر اضافه شود مقدار سوخت ورودی خود به خود افزایش می یابد اگر یک توربوشارژر با فشار بالا به یک خودروی انژکتوری اضافه شود ممکن است کنترل کننده ی انژکتور اجازه ی ورود سوخت زیاد را ندهد ویا پمپ بنزین و تزریق کننده ها توانلیی رساندن این مقدار سوخت را نداشته باشند،در این حالت باید تغییرات دیگری اجرا شود تا بتوان از توربوشارژر استفاده کرد چگونه کار می کند؟ توربوشارژر به خروجی اگزوز موتور متصل شده است،گازهای خروجی از سیلندر توربین را می چرخانند که شبیه یک توربین گازی است،توربین توسط یک محور به کمپرسور که بین ***** هوا و لوله های ورودی هوا واقع شده متصل می شود،کمپرسور هوای ورودی به پیستون را فشرده می کند گازهای خروجی از بین پره های توربین عبور می کنند و آن را می چرخانند،هر چه گازهای بیشتری خارج شود توربین سریع تر می چرخد درون یک توربوشارژر در طرف دیگر محوری که به توربین متصل است کمپرسور هوا را به سیلندر ها پمپ می کند،کمپرسور یک پمپ از نوع گریز از مرکز است که هوا را از مرکز پره ها می کشد و به بیرون پمپ می کند پره های کمپرسور برای رسیدن به سرعت ١٥٠٫٠٠٠ دور در دقیقه محور توربین باید به دقت پشتیبانی شود،اکثر یاطاقان در این سرعت خراب می شوند بنابراین بیشتر توربوشارژرها از یاطاقان های مایع استفاده می کنند،این نوع یاطاقان محور را روی لایه ی نازکی از روغن که به طور پیوسته به دور محور پمپ می شود نگه می دارد،این نوع یاطاقان دو مزیت دارد،یک اینکه محور و سایر قسمت های توربوشارژر را خنک نگه می دارد،دوم اینکه محور بدون اصطکاک چندانی می چرخد تقویت فشار بیش از اندازه با هوای فشرده ای که توسط توربوشارژر به سیلندر پمپ می شود و فشرده شدن بیشتر توشط حرکت پیستون خطر ضربه زدن موتور وجود دارد چون وقتی شما هوا را فشرده می کنید دمای آن افزایش می یابد این دما ممکن است آنقدر افزایش یابد که سوخت قبل از جرقه زدن شمع ها و در زمان نا مناسب بسوزد که این باعث کوبش موتور می شود،خودرو های دارای توربوشارژر اغلب باید از سوختی با درجه اکتان بالاتر استفاده کنند تا موتور ضربه نزند،اگر فشار واقعا بالا باشد باید نسبت تراکم موتور کاهش یابد تا کوبش نداشته باشد.
منبع:

مدیرها