مقاله و تحقیق دانشجویی

توضیحات :

تحقیق احتراق در موتورهاي اشتعال جرقه اي در 60 صفحه در قالب Word قابل ویرایش.

بخشی از متن :

احتراق در موتورهاي اشتعال – جرقه اي

موتورهاي اشتعال ( احتراق ) جرقه اي يا اتو

اصول كاركرد

اين سيستم ، يك موتور احتراقي مي باشد كه با استفاده از اشتعال بيروني ، انرژي موجود در سوخت ( بنزين ) را به انرژي جنبشي ( سينتيك ) تبديل مي كند .

اين نوع موتورها براي كاركرد خود از يك مخلوط سوخت – هوا ( بر پايه بنزين يا گاز ) استفاده مي كنند .

هنگامي كه پيستون در داخل سيلندر به سمت پايين حركت مي كند مخلوط سوخت هوا به داخل سيلندر كشيده شده و هنگامي كه پيستون به سمت بالا حركت مي كند اين مخلوط به صورت متراكم در مي آيد.

اين مخلوط ، سپس در فواصل زماني معين و توسط شمع ها ، جهت احتراق آماده مي شود . گرمايي كه در طي مرحله احتراق حاصل مي شود باعث بالا رفتن فشار سيلندر گرديده و سپس پيستون باعث به حركت درآمدن ميل لنگ شده و در نتيجه اين فعل و انفعال ، انرژي مكانيكي ( قدرت ) حاصل مي گردد .

پس از هر مرحله احتراق كامل ، گازهاي موجود از سيلندر خارج شده و مخلوط تازه اي از سوخت – هوا به داخل سيلندر كشيده ( وارد )مي شود . در موتوراتومبيلها تبديل گازها ( جابه جايي گازهاي موجود ) بر اساس اصول چهار مرحله آغاز احتراق ( چهار حالت موتور ) و نيز حركت ميل لنگ كه براي هر احتراق كاملي مورد نياز مي باشد ، صورت مي گيرد . ( شكل 1 )

اصول كاركرد موتورهاي چهار زمانه اي

موتورهاي احتراقي چهار زمانه اي از سوپاپهايي جهت كنترل جريان گاز بهره مي گيرند .

چهار حالت موتور عبارتند از :

1. حالت تنفس
2. حالت تراكم و جرقه
3. حالت انفجار
4. حالت تخليه

-حالت تنفس

سوپاپ هوا ( ورودي ) : باز

سوپاپ دود ( خروجي ) : بسته

حركت پيستون : به سمت پايين

احتراق : وجود ندارد .

حركت رو به پايين پيستون باعث افزايش حجم مفيد داخل سيلندر شده و بدين طريق مخلوط سوخت – هواي تازه از داخل سوپاپ ورودي ، وارد سيلندر مي شود .

• حالت تراكم و جرقه

سوپاپ هوا( ورودي ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجي ) : بسته

حركت پيستون : به سمت بالا

احتراق : فاز اشتعال اوليه

هنگامي كه پيستون به سمت بالا حركت مي كند باعث كاهش حجم مفيد سيلندر شده و مخلوط سوخت – هوا را متراكم مي كند .

درست چند لحظه قبل از رسيدن پيستون به نقطه مرگ بالا شمع بالاي سيلندر جرقه زده و باعث احتراق مخلوط سوخت – هوا مي شود .

نسبت تراكم توسط مقدار حجم سيلندر و حجم تراكم مطابق ذيل محاسبه مي شود:

ε=( V _n + V_c ) V_c

نسبت تراكم در خودروهاي مختلف بستگي به طراحي موتور دارد .

افزايش نسبت تراكم در موتورهاي احتراق داخلي ، باعث افزايش بازده گرمايي و مصرف سوخت مي گردد .

به طور مثال افزايش نسبت تراكم از 6:1 به 8:1 باعث زياد شدن بازده گرمايي به مقدار 12 درصد مي گردد .

آزادي عمل در افزايش نسبت تراكم ، توسط عامل به نام « ضربه » ( يا پيش اشتعال ) محدود مي شود . « ضربه » بر اثر فشار ناخواسته و احتراق كنترل نشده به وجود مي آيد . اين عامل باعث به وجود آمدن خساراتي به موتور مي شود .

سوختهاي نامناسب و نيز شكل نامناسب محفظه احتراق باعث بوجود آمدن اين پديده در نسبت تراكم هاي بالاتر مي شود .

-مرحله قدرت

سوپاپ هوا ( ورودي ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجي ) : بسته

حركت پيستون : به سمت بالا

احتراق : به صورت كامل انجام گرفته است .

هنگامي كه شمع ، جهت احتراق مخلوط سوخت - هوا جرقه مي زند ، مخلوط گاز منفجر شده و در نتيجه دما افزايش پيدا مي كند . در اثر اين فعل و انفعال سطح فشار نيز در داخل سيلندر افزايش پيدا كرده و پيستون را به سمت حركت مي دهد .

نيروي حاصله از حركت پيستون از طريق شاتون به ميل لنگ و به شكل انرژي مكانيكي انتقال مي يابد . اين مرحله منبع اصلي قدرت موتور مي باشد.

توان خروجي با افزايش سرعت موتور و گشتاور بيشتر و مطابق معادله ذيل افزايش مي يابد :

و...