پروژه بررسي سيستم سوخت‌رساني موتورهاي ديزل

احتراق Combustion

احتراق نخستين منبع كاربردي انرژي است كه بشر بدان دست يافته است احتراق گذشته از دادن گرما و نور، انسان را توانا ساخت كه فلزات را بكار گيرد. امروزه بيش از 95 درصد انرژي مصرفي جهان از راه احتراق فراهم مي‌شود. با وجود پژوهش‌هاي فراوان براي دست يافتن به انرژي‌هاي جانشين، شكي نيست كه در آينده نيز احتراق همچنان مهم خواهد ماند بخصوص در مواردي مانند كاربردهاي حمل و نقل و جابجائي كه به روش انبارسازي و توليد انرژي نياز دارد. براي بدست آوردن انرژي مكانيكي از عمل احتراق، “موتورهاي احتراقي” بوجود آمد.

موتورهاي احتراقي (Combustion engines)

موتورهاي احتراقي امروزه در صنعت، حمل و نقل، كشاورز و …… نقش مهمي را ايفاء مي‌كنند و براي بحركت درآوردن وسائلي مانند: كشتي، هواپيما، ماشينهاي كشاورزي، ماشينهاي ساختماني و راهسازي و غيره از آن استفاده مي‌شود. موتورهاي احتراقي بطور كلي انرژي حرارتي نهفته در سوخت را به انرژي مكانيكي تبديل مي‌كنند.

موتورهاي احتراقي به دو دسته عمده تقسيم مي‌شوند كه عبارتند از:

1- موتورهاي احتراق خارجي (برون سوز) External Combustion engines

2- موتورهاي احتراق داخلي (درون سوز) Internal Combustion engines

1- موتورهاي احتراق خارجي

در موتورهاي احتراق خارجي، سوخت در خارج موتور سوخته و انرژي حرارتي آن به آب داده مي‌شود و آب را بخار مي‌كند اين بخار آب به ماشين مربوطه رفته و انرژي موجود در آن توسط ماشين تبديل به انرژي مكانيكي مي‌گردد. ماشينهاي بخار و توربين‌هاي بخار جزو اين دسته هستند.

2- موتورهاي احتراق داخلي

اگر سوخت در داخل موتور بسوزد به كار مكانيكي تبديل شود. موتور احتراق داخلي ناميده مي‌شود كه موتورهاي بنزيني و ديزلي از اين دسته موتورها هستند.

موتورهاي احتراق تراكمي “ديزل”

بطور كلي ساختمان و طرز كار موتور ديزل چهار زمانه شباهت زيادي به ساختمان و طرز كار موتور بنزيني چهار زمانه دارد. اجزاء يكسان در هر دو نوع مورد استفاده قرار گرفته و از نظر طراحي با هم اختلاف دارند. اختلاف اصلي بين اين دو موتور در نحوه احتراق آنها بوده و اختلافات ديگر از اين موضوع ناشي مي‌شوند.

در موتورهاي بنزيني مخلوط بنزين و هوا وارد محفظه سيلندر شده و در حركت پيستون از B.D.C (نقطه مرگ پائين) به T.D.C (نقطه مرگ بالا) بصورت متراكم و گرم در محفظه احتراق در مي‌آيد كه با جرقه الكتريكي شمع محترق مي‌شود. جرقه ناحيه كوچك حرارت شديدي است كه بسرعت گسترش يافته و مخلوط هوا و سوخت را محترق مي‌سازد. در موتورهاي ديزل فقط هواست كه در مرحله تراكم فشرده شده و در انتهاي تراكم درجه حرارت آن معمولاً به مقدار 700درجه سانيتگراد مي‌رسد. اين درجه حرارت به اندازه كافي بالا بوده و از درجه حرارت خودسوزي روغني شكل بالاتر است بنابراين وقتي كه سوخت بصورت ذرات ريز (پودر شده) در داخل هواي بسيار داغ و متراكم محفظه احتراق پاشيده مي‌شود، عمل سوختن خودبخود آغاز مي‌گردد. ميزان احتراق بعد از عمل اشتعال مستقيماً بوسيله مقدار سوخت روغني كه در اطاق احتراق پاشيده مي‌شود كنترل مي‌گردد. در موتورهاي ديلزل مدار جرقه و پمپ بنزين و كاربوراتور جايشان را به پمپ انژكتور داده‌اند، در سالهاي اخير نسبت تراكم در موتورهاي بنزيني 5 به 1 الي 11 به 1 مي‌باشد. محدوديي كه سر راه بالا بردن نسبت تراكم در موتورهاي بنزيني وجود دارد خود‌سوزي مخلوط سوخت و هواست. نسبت تراكم در موتورهاي ديزل از 16 به 1 الي 25 به 1 متغير است و اكثر موتورهاي انگليسي داراي نسبت تراكم 17 به 1 مي‌باشد، از اين جهت نسبت تراكم بالا امكان پذير است و يكي از خصوصيات اصلي موتورهاي ديزل اينست كه تنها هواي خالص در مرحله تراكم فشرده مي‌شود نه مخلوط سوخت و هوا.

بالا بودن نسبت تراكم در موتورهاي ديزل باعث مي‌شود كه فشار ماكزيمم مرحله احتراق نيز افزايش پيدا مي‌كند. بنابراين اجزاء تشكيل دهنده موتور ديزل (قطعات ثابت و متحرك) بايد قوي‌تر و سنگين‌تر از موتورهاي بنزيني مشابه باشد. همچنين به منظور به حداقل رساندن نيروي اينرسي قطعات متحرك، حداكثر دور موتور بايد بوسيله دستگاهي بنام گارونر محدود شود.

بعلت بالا بودن نسبت تراكم، موتورهاي ديزل داراي راندمان حرارتي بالاتر مي‌باشند اين راندمان در حدود 35% بوده در صورتيكه راندمان حرارتي موتورهاي بنزيني حدود 25% بوده در صورتيكه راندمان حرارتي موتورهاي بنزيني پس موتورهاي ديزل مصرف سوخت كمتري دارند. مصرف سوخت در اين موتورها بين الي – مصرف سوخت در موتورهاي بنزيني كه كار يكسان انجام دهند مي‌باشد. اگر چه ماكزيمم فشار سيلندر در موتورهاي ديزل بيشتر است ولي فشار متوسط مؤثر در اين موتورها از موتورهاي بنزين

فصل اول........................................ 1

احتراق Combustion ............................... 2

موتورهاي احتراقي (Combustion engines)................. 2

1- موتورهاي احتراق خارجي ....................... 3

2- موتورهاي احتراق داخلي ....................... 3

موتورهاي احتراق تراكمي ديزل..................... 3

تعريف چند اصطلاح ............................... 5

هواي ايده‌آل Theore tical Air ........................ 6

هواي اضافي Excess Air ............................. 6

نسبت هوا به سوخت (AF) و نسبت سوخت به هوا (FA): .. 6

نقطه شبنم محصولات احتراق ......................... 7

احتراق با هواي كم .............................. 8

مراحل احتراق در موتورهاي ديزل................... 9

عواملي كه روي كاهش تأخير در احتراق تأثير دارد..... 11

چرا موتور ديزل دود مي‌كند و مي‌كوبد؟ ............ 11

فصل دوم........................................ 19

سوخت‌ها (fuels) ................................... 20

نفت (Petroleum) .................................. 21

توليد نفت خام ................................. 21

تركيبات شيميائي نفت خام ....................... 22

تصفيه نفت:..................................... 23

تقطير و تجزيه Fractional Distillation .................... 24

تحول كراكنيك (Cracking Process) ...................... 25

پلي‌مريزاسيون (Polymerization) ...................... 26

تحول جذب (Absorption process) ........................ 27

هيدروژناسيون Hydrogenation ....................... 27

طبقه‌بندي سوخت مشعل‌ها .......................... 28

طبقه‌بندي سوخت ديزل............................. 29

انواع سوخت ديزل ............................... 26

سوختهاي جت يا توربين وسائط هوايي ............... 31

نقطه جاري شدن Pour point ......................... 32

آب و رسوب در سوخت (Water and sediment) .............. 33

كربن باقي مانده ............................... 34

خصوصيات ويژه تقطير Distillation characteristics ........... 35

خاكستر Ash ...................................... 35

اثر فراريت سوخت در افزايش راندمان حرارتي موتور. 36

طريقه اندازه‌ گرفتن عدد اكتان (در موتورهاي بنزيني) 36

عوامل افزودني بالا برنده عدد اكتان.............. 37

سوخت موتورهاي ديزل............................. 37

كيفيت احتراق سوخت ديزل.......................... 38

قابليت اشتعال.................................. 39

قابليت تبخير.................................... 39

ويسكوزيته مناسب و پيش‌بيني شده................... 39

عدد ستان ...................................... 41

مواد افزودني بالا برنده عدد ستان................ 42

انتخاب سوخت باستان مشخص براي نسبت تراكم‌هاي متفاوت 43

مخزن سوخت fuel tank ............................... 44

لوله‌‌هاي هدايت سوخت ............................ 46

انتقال سوخت ................................... 48

درجه سوخت ..................................... 48

فصل سوم........................................ 51

فيلتر سوخت‌رساني fuel filter ......................... 52

فيلتر اوليه..................................... 53

فيلتر ثانويه يا فيلتر اصلي....................... 53

انواع فيلتر..................................... 57

مورد مصرف فيلتر ................................ 61

دستگاه سوخت‌رسان در موتور ديزل.................. 67

مسير سوخت....................................... 67

ب: مسير سوخت در موتورهاي مجهز به پمپ انژكتور نوع PT (موتور كومنز) 69

فصل چهارم...................................... 70

سيستم سوخت‌رساني بوش............................ 71

پمپ انژكتور ................................... 72

2- ساختمان و عملكرد پمپ انژكتور ............... 73

3- عملكرد پلانجر ................................ 75

4- اندازه‌گيري مقدار سوخت تزريقي................. 76

6- عملكرد سوپاپ تحويل........................... 79

7- زمان پاشش سوخت.............................. 81

پمپ انژكتور مدل PE(S)-PD......................... 82

9- قطعات متشكله پمپچه.......................... 83

10- شناسايي انواع پمپ‌ها و طرز خواندن پلاك پمپ‌ها (رديفي) 84

11- روش پمپ نصب پمپ انژكتور بر روي موتور....... 85

12- چگونگي تنظيم زمان پا شش سوخت بر روي موتور.. 86

فصل پنجم....................................... 88

2- اصول كار گاورنر............................. 89

1- اهرم راهنما ................................ 90

2- اهرم شناوي floating lever ....................... 90

3- عملكرد گاورنر در مرحله استارت (Governor at ingine starting) 92

4- عملكرد گاورنر در مرحله دوم ارام (موتور درجا) Governor engine idling 93

5- چگونگي كنترل دور ماكزيمم...................... 94

6- عملكرد گاورنر در مرحله خاموش شدن موتور...... 95

7- نقش فنر انگليش بر روي عملكرد موتور (Angleich spring) 96

8- نقش فنر تورك در گاورنر (Torgue spring) .......... 97

10- نقش فنر گشتاور بر روي عملكرد موتور......... 99

11- چگونگي عملكرد گاورنر در بررسي منحني كار گاورنر 100

پمپ سه گوش..................................... 103

1- اصطلاحات مربوط به پمپ سه‌گوش ................. 105

چگونگي عملكرد پمپ سه گوش (مقدماتي)............. 105

تنظيم كننده اتوماتيك ......................... 107

2- عملكرد تنظيم كننده اتوماتيك ................ 108

بوستر پمپ انژكتور............................... 109

نازل يا سوخت پاش............................... 111

انواع نازل در كوماتسو.......................... 113

نازل نوع مجرائي سوراخدار........................ 114

نازل نوع گلوگاهي............................... 115

نحوه پا شش ريز يا درشت سوخت بوسيله سوخت پاشها .. 118

سوخت پاش خنك شونده ............................ 119

علامت اختصاري سوخت پاشها........................ 119

پنتوكس نازل ................................... 120

فصل ششم........................................ 122

سيستم سوخت رساني كامينز........................ 123

الف- انژكتور................................... 124

مفهوم اعداد نوشته شده بر روي انژكتور........... 128

ميترينگ اريفيس (سوراخ مقدار سوخت)............... 129

چگونگي عبور سوخت از انژكتور.................... 129

مكانيز حركت پلانجر............................... 134

طرز كار و مكانيزم حركت انژكتور:................ 135

فصل هفتمم ..................................... 140

پمپ ........................................... 141

PT پمپ......................................... 142

ساختمان pt پمپ................................. 142

پمپ دنده‌اي..................................... 143

صافي سيمي (فيلتر)................................ 144

P.T.G گاورنر..................................... 144

ترانل (شير)..................................... 144

M.V.S گاورنر.................................... 145

شيرخفه‌كن........................................ 145

P.T.G گاورنر..................................... 145

دستگاههاي مجهز براي آزمايش پمپ انژكتور.......... 153

پايه گردان پمپ انژكتور ........................ 155

دستگاه جديد تنظيم پمپ انژكتور بوش.............. 155

مزاياي دستگاههاي جديد.......................... 156

احتياط در آزمايش پمپ انژكتور.................. 157

عمليات مقدماتي در عيب‌يابي پمپ.................. 158

نتايج.......................................... 160

طرز سوار كردن پمپ انژكتور روي موتور ........... 160

فصل هشتم ...................................... 162

پمپ انژكتورهاي دوار يا آسيابي................. 163

پمپ انژكتورهاي نوع گاورنر (رگلاتور) هيدروليكي... 166

طرز كار فشار تحويل.............................. 169

فشار انتقال.................................... 169

فشار اندازه‌گيري ................................ 170

فشار تزريق .................................... 170

فشار بدون بار ................................. 172

گاورنر (رگلاتور) ............................... 173

طرز كار........................................ 175

ضربه‌گير ........................................ 175

كنترل توقف يا خاموش كن موتور ................... 176

سوپاپ تنظيم.................................... 176

هواگيري ........................................ 178

روغنكاري....................................... 179

بادامك و پيستونها............................... 179

آوانس و ريتارد ................................ 180

پمپ انژكتورهاي نوع گاورنر مكانيكي (وزنه‌اي) .... 181