سوخت و احتراق (بخش چهارم)

در موقع پایین رفتن پیستون در کورس مکش، مخلوط سوخت و هوا به علت ایجاد خلأ در سیلندر از دریچه گاز وارد سیلندر می شود.

مقدمه:

قدرت در موتور های احتراق داخلی بنزین، براثر اشتعال مخلوط بنزین و هوا به وجود می آید. عمل احتراق پس از متراکم شدن بنزین و هوا به وسیله جرقه الکتریکی آغاز می گردد.

پس از شروع احتراق، جبهه شعله به سرعت در تمام فضای اتاق احتراق گسترش می یابد تا تمام مخلوط بنزین و هوا محترق شود.

عمل احتراق سوخت در زمان حدود 3/1000 ثانیه تکمیل می شود و علت کوتاهی مدت، به آن انفجار نیز می گویند. هر چند که این عمل در مقابل انفجار باروت تفنگ یا دینامیت آهسته تر است (سرعت انفجار باروت تفنگ یا دینامیت 1/5000 ثانیه است) با این حال، انرژی موجود در بنزین به مراتب بیشتر می باشد.

در احتراق بنزین که یک فعل و انفعال شیمیایی است، هیدروژن سوخت (H) در اثر ترکیب با اکسیژن، تولید بخار آب (OH2) و کربن سوخت در اثر ترکیب با اکسیژن، تولید گاز دی اکسید کربن (CO2) می کند. به علّت نقص سیستم احتراقی، همیشه مقداری از کربن های سوخت نمی توانند اکسیژن لازم را به دست آورند، لذا تولید گاز سمی و خطرناک منو اکسید کربن می کنند. (CO) مقدار مونو اکسید کربن را باید با وسیله ای به حداقل رسانید تا در بحرانی ترین موقع خام سوزی، که دور آرام می باشد، مقدار بیشتر از 4% نباشد.

چگونگی تغذیه سیلندر:

در موقع پایین رفتن پیستون در کورس مکش، مخلوط سوخت و هوا به علت ایجاد خلأ در سیلندر از دریچه گاز وارد سیلندر می شود. (فشار جو در کنار دریا برابر یک آتمسفر یا 14.7 psi است) جریان سوخت از کاربراتور به سیلندر در اثر اختلاف ایجاد شده بین سوخت پاش و پیاله بنزین، به عمل می آید. فشار هوا نه تنها سوخت را از پیاله کاربراتور به داخل سیلندر می راند بلکه باعث پودر شدن ذرات بنزین نیز می شود.

اصلاح زمان کار سوپاپ ها (تایمینگ سوپاپ ها)

اگر سوپاپ های گاز و دود، درست در نقاط مرگ بالا و پایین باز شوند، قدرت بازده موتور به حداکثر ممکن نمی رسد.

بنابراین، زمان بندی )تایمینگ (سوپاپ ها در طراحی موتور دارای اهمیت زیادی است. اندازه زودتر یا دیرتر باز و بسته شدن سوپاپ ها در همه موتور ها یکسان نمی باشد و دقیقاً به شرایط هر موتور بستگی دارد. ولی میانگین آن چنین است:

- سوپاپ گاز 7 درجه زودتر از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا باز می شود.) آوانس سوپاپ گاز(

- سوپاپ گاز 45 درجه بعد از گذشتن از نقطه مرگ پایین بسته می شود. (ریتارد سوپاپ گاز(

- تایمینگ سوپاپ گاز 45 + 7 درجه افزایش می یابد و مجموع زمان مکش 232° می شود.

- سوپاپ دود 50 درجه زودتر از رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین باز می شود. )آوانس سوپاپ دود(

- سوپاپ دود 9 درجه بعد از گذشتن پیستون به نقطه مرگ بالا بسته می شود. (ریتارد سوپاپ دود)

- تایمینگ سوپاپ دود 9+ 50 درجه افزایش می یابد و مجموع زمان تخلیه 239 ° می شود.

بدیهی است زمان تراکم که با رنگ آبی و زمان قدرت به اندازه زمان تئوری نمی باشد و کمتر از 180 ° هستند. ترکیب احتراق موتور برای متعادل نمودن میل لنگ و کاهش تنش های ارتعاشی می باشد.

زمان قیچی کردن سوپاپ ها:

با توجه به تایمینگ سوپاپ های موتور، می توان گفت در طی16° ، هر دو سوپاپ گاز و دود باز می مانند. یعنی در حالی که دودها با شتاب زیاد در حال ترک کردن سیلندر می باشند گاز هم به طرف سیلندر شروع به حرکت می کند و شتاب می گیرد. به این حالت که هر دو سوپاپ باز هستند، قیچی کردن سوپاپ ها می گویند.

دلایل اصلاح زمان کار سوپاپ ها (تایمینگ):

1- دلایل مهم تایمینگ سوپاپ ها آن است که در زمان حقیقی(180°) هر مرحله عملیّات به طور کامل انجام نمی گیرد.

2- دلیل مهم تر، اینرسی گاز است. در بیشتر موتور ها، سوخت با سرعت تقریبی 50 متر بر ثانیه وارد سیلندر می شود. بنابراین با شتاب لازمی که گفته است با 45 ° تأخیر در بسته شدن سوپاپ گاز، سیلندر ها بهتر پر می شوند. این تأخیر در پر شدن سوپاپ گاز) ریتارد سوپاپ گاز(حدود 12.5 میلی متر از کورس تراکم را می پوشانند.

3- سوپاپ دود را هم 50 درجه زودتر از موقع لازم باز می کنند (آوانس سوپاپ دود) تا تخلیه سیلندر انجام شود.

انفجار ضربه ای:

پس از ایجاد جرقه، ممکن است سوخت به طور ناگهانی منفجر شود. موتوری که سوخت آن به طور نامناسب محترق شود، صدایی ناهنجار ایجاد می کند.

انفجار ضربه ای، به دلیل کمبود اکتان در بنزین و یا نامناسب بودن شکل هندسی محفظه احتراق و یا زیاد بودن نسبت تراکم موتور است.

راندمان حرارتی:

نسبت بین انرژی تولیدی موتور به انرژی مصرفی را راندمان حرارتی گویند.

شماره گذاری سیلندرها:

وقتی صحبت از سیلندر های مختلف موتوری می شود به ناچار باید روشی برای شناسایی سیلندر های موتور با طرح های گوناگون وجود داشته باشد تا برای همگان آشنا و مفهوم گردد.

ادامه مطلب در بخش بعدی . . .