فيوز:

فيوزها برای محافظت از وسایل الکتريکی والکترونیکی و جلوگيری از عبور جريان بيش از حد مجاز از اين دستگاهها, از فيوز استفاده می شود امروزه تقريبا تمام مدارهای برقی خودروها توسط فيوزها محافظت می شوند. به عبارت ساده فيوز قسمت ضعيف مدار است. اگر جریان بيش از حد افزایش يابد این قسمت ضعيف قبل از همه می سوزد تا دستگاههای اصلی صدمه نبينند.

فيوزهايی که در خودروها استفاده می شوند 3نوع می باشند.

1-فيوزهای شيشه ای

2-فيوزهای سراميکی

3-فيوزهای تيغه ای(چاقويی)

فيوز هر قسمت از مدار را براساس بيشترین جريان پيوسته عبوری از آن تعيين می کنند, نکته: در بعضی خودروها از فيوز خاصی استفاده می شود که جريان پيوسته آن به50وحتی150آمپری می رسد اين نوع فيوز در هنگام تصادف خودرو ويا اشتباه وصل کردن سيم ها و سرسيم ها عمل کرده و کل جريان برق خودرو را قطع می کند. در اين صورت از سوختن کابلها ودستگاهها وايجاد جرقه ودر نتيجه خطر آتش سوزی جلوگيری می گرددتمام فيوزها در کنار هم ودر داخل جعبه فيوز قرار می گيرند.

اثر پلاريته صحيح کويل:

اگر ورودي و خروجي کويل را اشتباها جابجا بسته باشد جرقه در شمع از پايه منفي به الکترود مياني پرش خواهد نمود. در حالت عادي اشتباه وصل نمودن ترمينالهاي کويل چندان اشکالي بوجود نمي آورد ولي در حالت غير عادي مانند سرد بودن موتور کهنه بودن شمع کثيف بودن يا زياد بودن دهانه شمع روغن سوزي داشتن موتور يا غني بودن سوخت کاربراتور زياد بودن کمپرس موتور و غيره کار موتور مطلوب نخواهد بود زيرا با اشتباه وصل نمودن کويل جهت القا در ثانويه کويل معکوس شده و از طريق بدنه ولتاژ قوي کويل به سر شمع مي رسد که در اين مسير 15 تا 30درصد از قدرت جرقه کاسته مي شود. براي آزمايش صحت عمل جرقه زني واير کويل را از دلکو بيرون آورده و در فاصله 10 ميلي متري از سر شمع نگهداشته نوک گرافيتي مدادي را بين واير و سر شمع بگيريد در حالي که جرقه زده مي شود شعله نارنجي رنگي از طرف مداد خارج مي گردد. اگر شعله از طرف مداد بطرف سر شمع باشد جهت تخليه جرقه صحيح و اگر از طرف مداد به طرف واير باشد جهت غلط مي باشد.

اصولاً , کويل ها را به گروههاي زير مي توانيم تقسيم کنيم:

 

کويل استاندارد تا 14000 ولت براي موتورهاي با نسبت تراکم و چهار سيلندر

کويل سوپر تا 20000 ولت براي موتورهاي با نسبت تراکم بالاتر و شش سيلندر

کويل فشار قوي سوپر تا 30000 ولت و حتي بيشتر براي موتورهاي شش سيلندر با نسبت تراکم خيلي بالا

انتقال فلز پلاتين (تنگستن) و علل آن

ظرفيت خازن بر حسب ميکرو فاراد بيان مي شود: ظرفيت خازن را با c=a/dنشان مي دهند. همان طوري که ديده مي شود مقدار ظرفيت با سطح کلي جوشن ها (A)نسبت مستقيم و با ضخامت عايق ها((d نسبت عکس دارد. بنابراين نازکترين عايق بيشترين ظرفيت را به خازن مي دهد. ظرفيت خازن ها ي دلکو معمولا بين15/0تا25/0 ميکرو فاراد است.

شل بودن اتصال سيم خازن يا کثيف بودن ويا زنگ زدن آن مقاومت سري شده اي را در مدار خازن به وجود مي آورد که در نتيجه آن خازن کندتر پرشده وقسمتي از ولتاژ خود القاي مدار اوليه از پلاتين ها گذشته وباعث سوزاندن آنها مي گردد.

قوس الکتريکي ايجادشده بين پلاتين هاعامل انتقال فلز(تنگستن)ازيک پلاتين به پلاتين ديگرميشوددرنتيجه يک پلاتين داراي برجستگي وديگري داراي گودي مي گردد .

الف-اگر انتقال فلزاز پلاتين منفی به پلاتين مثبت(متحرک)باشدبراي برطرف شدن عيب بايد:

1- ظرفيت خازن دلکو را افزايش داد .

2-طول سيم خازن را کوتاهترنمود .

3- سيم فشارضعيف دلکو به کويل رااز وايرفشارقوي بدنه دورنمود .

ب- اگر انتقال فلزاز پلاتين مثبت (متحرک)پلاتين منفي(ثابت)باشدبراي برطرف شدن عيب بايد :

1-ظرفيت خازن دلکو را کاهش داد.

2-واير فشار قوي دلکو به کويل راکوتاهترنمود.

3-واير فشار قوي کويل به دلکو را از بدنه جدا نمود .

4- سیم خازن را کمی طولانیتر نمود.

ادامه مبحث باتری:

دید کلی:

باتری چشمه ای از انرژی پتانسیل الکتریکی است که از تبدیل دیگر انرژی ها به انرژی الکتریکی به وجود می آید و این انرژی در قطبهای باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطبهای باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Eemf) باتری می گویند و آن را با یکای ولت اندازه گیری می کنند. قطب مثبت باتری آند و قطب منفی آن کاتد نام دارد.

ساختمان باتری :

هر باتری یک مقاومت داخلی (r) دارد. اختلاف پتانسیل بین قطبهای باتری (v) ، زمانی که جریان I از آن می گذرد، برابر V=E_emf - Ir می باشد. فرایند تبدیل انرژی در باتری با گذشت زمان افزایش مقاومت الکتریکی داخلی همراه است. مقدار مقاومت داخلی به نوع باتری و طرز ساختش وابسته است.

شارژ باتری:

در باتری فرسوده نوعی مقاومت داخلی به قدری زیاد است که با عبور جریان ، ولتاژ دو سر باتری به سرعت افت می کند و باتری قابلیت تامین انرژی الکتریکی مفید را ندارد. در برخی باتریها با گذراندن جریانی در جهت مخالف جریان ، به هنگامی که باتری کار عادی اش را انجام می دهد، می توان باتری را دوباره باردار یا شارژ کرد. در فرایند شارژ باتری انرژی پتانسیل در آن ذخیره می شود البته تعداد دفعات شارژ باتری به خاطر برگشت ناپذیری فرایندهای تبدیل انرژی ، محدود است.

فرایندهای تبدیل انرژی در باتری :

در باتری خشک معمولی ، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) و ماده کاتد (قطب منفی) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را تشکیل می دهد، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. در باتری خورشیدی ، انرژی الکترومغناطیسی نور تابیده شده به سلولهای خورشیدی ، با جداسازیهای مثبت و منفی درون باتری ، به شکل انرژی الکتریکی در می آید.

توان الکتریکی باتری :

توانی که هر باتری بر حسب وات تامین می کند، برابر حاصلضرب نیروی محرکه الکتریکی (بر حسب ولت) در شدت جریان الکتریکی باتریI (برحسب آمپر) می باشد. در کاربردهایی با توان زیاد از جمله استارت زنی اتومبیل موتور اتومبیل ، میزان توانهای تامین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از 1000 وات می رسد.
در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف ، مانندسمعکها و ساعت های کامپیوتری ، میزان توانهای تامین شده در حدود چند میلی وات است.

باتریهای امروزی:

امروزه باتریهایی می توان ساخت که به طور متوسط در کاربردها پنج سال عمر مفید دارند. باتریها در بهره گیری از وسایل الکترونیکی نقش مهمی ایفا می کنند. البته با بهبود بخشیدن تکنولوژی باتریها منابع انرژی قابل حملی برای هر معرفی ، از دستگاههای استریوی دستی تا اتومبیلهای برقی، در اختیار داشته باشیم.

باتری :

تاریخچه

اختراع چرخ نقطه عطفی بود در جهت طراحی و ساخت خودرو . نخستین نشانه‌ها از اختراع چرخ مربوط می‌شود به 3500 سال قبل از میلاد مسیح. نیاز انسان به ارتباطات و ایجاد شبکه‌های حمل و نقل یکی از موفقیت‌های اساسی در یکصد سال اخیر است. چیزی که در روزهای اولیه برای تولید ‌کنندگان اهمیت داشت عمدتا تولید ماشینهایی بود که حرکت کنند. امروزه راحتی و آسایش راننده و مسافرینش از اهمیت زیادی برخوردار است.

ماشین مدرن با صدها قسمت فعالش، مکانیسم پیچیده ای است و نوجوانان تحت تاثیر ماشین چه حقیقی باشد و چه اسباب بازی شگفت زده می‌شوند ، از اینرو اتومبیل صرفا یک وسیله مسافرت نیست بلکه وسیله‌ای جهت سرگرمی است.

تاریخ اتومبیل در قرن حاضر از پیشرفت‌ها و بدعت‌های دائمی برخوردار بوده‌است.

از میان لیست بسیار طویل یک مورد باتری خودرو است. برای اینکه پس از مکش و تراکم ، عمل احتراق انجام شود نیاز به جرقه الکتریکی شمع می‌باشد. در نتیجه برای بوجود آمدن این جرقه به تجهیزاتی چون باتری ، کابل ، استارت ، دینام ، کوئل ، دلکو ، وایر ، شمع و سوئیچ نیاز است.

اجزا تشکیل دهنده باتری

جعبه باتری

جعبه باتری را به شکل مکعب مستطیل از جنس لاستیک و یا پلاستیک می‌سازند و باید در مقابل حرارت حاصله از فعل و انفعالات شیمیایی باتری و ضربه ، مقاوم بوده و در برابر عبور جریان الکتریسیته ، عایق خوبی باشد.

جعبه باتری بصورت خانه خانه ساخته شده و کف هر خانه دارای حوضچه‌هایی برای ته نشین شدن ذرات جدا شده از صفحات باتری و جلوگیری از اتصالات صفحات بیکدیگر می‌باشد. در صورتی که رسوبات یا لجن‌ها سطحشان بالا بیاید باعث اتصال کوتاه صفحات باتری شده و در نتیجه کاهش قدرت باتری را سبب می‌شود.

خانه باتری هر جعبه دارای تعدادی خانه جدا از یکدیگر می‌باشد. هر خانه حدود 2.2 ولت برق تولید می‌کند. اگر تعدادی صفحه مثبت و منفی داخل خانه باتری قرار دهیم و الکترولیت "اسید سولفوریک" بریزیم و ولت متر در مدار قرار دهیم 2 تا 2.2 ولت را می‌توانیم اندازه بگیریم. لذا برای باتری 6 ولت ، به سه خانه نیاز است.

صفحات باتری

در هر خانه سه صفحه مثبت ، منفی و عایق وجود دارد. تعداد صفحات منفی یکی بیشتر از صفحات مثبت می‌باشد به هر یک از صفحات مثبت و منفی پلیت می‌گویند. پس اگر خانه باتری 19 پلیت داشته باشد ، 9 عدد آن صفحه مثبت و 10 عدد صفحه منفی است. این عدد روی باتری نوشته می‌شود.

• صفحات مثبت: صفحات مثبت از جنس پراکسید سرب PbO₂ می‌باشد. ابتدا صفحات را از جنس سرب و آنتیموان بصورت مشبک ساخته و بعد ، از اکسید فعال شده پر می‌کنند.
  
  
• صفحات منفی: عین صفحات مثبت بوده ، با این تفاوت که ماده فعال ‌شده آن "سرب اسفنجی" می‌باشد.
  
  
• صفحات عایق: برای جلوگیری از اتصال صفحات مثبت و منفی بیکدیگر ، بین صفحات یک عایق از جنس پلاستیک یا میکا یا فیبر قرار می‌دهند. صفحات عایق از یک طرف صاف و از طرف دیگر دارای همبستگی هایی هستند. طرف برجستگی به طرف صفحه مثبت است تا اسید سولفوریک بهتر با صفحه مثبت فعالیت داشته باشد.برجستگی صفحه عایق اجازه می‌دهد ذرات جدا شده از صفحه مثبت به ته باتری هدایت و از اتصال کوتاه صفحات جلوگیری شود.

اتصال خانه‌های باتری بیکدیگر

ولتاژ باتری تعداد خانه‌های باتری را تعیین می‌کند. اگر بخواهند مقدار آمپر باتری را زیاد کنند تعداد صفحات مثبت و منفی هر خانه را زیاد می‌کنند. پس از این که صفحات هر خانه ، داخل آن قرار داده شد خانه‌های باتری را به صورت سری بیکدیگر وصل کرده که در نتیجه در کل خانه‌ها ، یک قطب مثبت آزاد و یک قطب منفی آزاد می‌ماند که آنها را بصورت مخروط ناقص از جنس سرب ریخته گری نموده و قطبهای اصلی باتری نامیده می‌شود.

تشخیص قطبهای باتری از یکدیگر

• قطب مثبت قطورتر از قطب منفی است.
  
  
• قطب مثبت با علامت (+) و قطب منفی با علامت (-) مشخص شده‌است.
  
  
• قطب مثبت با علامت POS یعنی مثبت و قطب منفی با NeG یعنی منفی مشخص می‌شود.

هیدرومتر یا اسید ‌سنج باتری

هیدرومتر از یک لوله استوانه‌ای که یک سر آن به لوله باریک لاستیکی و سر دیگر آن به یک گوی لاستیکی توخالی وصل می‌باشد، تشکیل شده‌است. داخل محفظه شیشه‌ای ، یک کپسول شناور قرار گرفته که به صورت سبز ، سفید ، قرمز رنگ آمیزی شده‌است و به صورت چگالی اسید درجه بندی شده‌است.

برای تعیین غلظت مایع داخل باتری یا ظرف اسید ، ابتدا باید گوی پلاستیکی را فشار داده تا هوای آن خارج شود و سر باریک لاستیکی هیدرومتر را داخل ظرف باتری قرار داد و سپس گوی لاستیکی را رها می‌کنیم. مقداری از مایع داخل ظرف یا باتری وارد محفظه شیشه‌ای می‌شود. کپسول مدرج طبق قانون ارشمیدس در مایع ، شناور می‌ماند. هر چه مایع رقیقتر باشد کپسول در آن بیشتر فرو رفته و هر چه غلیظتر باشد برعکس.

جدول مخصوص تعیین و شارژ باتری

درصد شارژ	حدود غلظت
100%	1.299 تا 1.265
75%	1.256 تا 1.235
50%	1.235 تا 1.205
25%	1.205 تا 1.170
خیلی کم	1.170 تا 1.140
کاملا شارژ	1.140 تا .1.11

• اگر محلول داخل باتری پس از شارژ کامل دارای غلظت کمتر از حد معمول است، با اضافه ‌کردن اسید به محلول این عیب را بر طرف کنید.
  
  
• اگر محلول داخل باتری پس از شارژ کامل دارای غلظت بیشتر از حد معمول است، با اضافه ‌کردن آب مقطر این عیب را برطرف کنید.
  
  
• اتصال باتری کمکی جهت روشن کردن موتور اتومبیل: اگر نیاز به باتری کمکی در اتومبیل باشد باید دقت کرد که به صورت موازی در مدار قرار گیرد. در صورتی که به صورت سری در مدار بسته شود، ولتاژ زیاد به ادوات برقی اتومبیل ضربه وارد می‌سازد.

نگهداری باتری

• مایع الکترولیت باتری بازدید شود. در صورتی که مقدار الکترولیت کم بود، آب مقطر را تا 10 میلیمتر بالای صفحات پر کنید.
  
  
• بستهای نگهدارنده باتری محکم شود تا باتری هنگام حرکت اتومبیل ارتعاش پیدا نکند و دچار سانحه نشوند.
  
  
• بستهای قطب مثبت و منفی را با آچار تخت سفت کرده و در صورتی که سولفاته شده بود ، آنها را باز با آب جوش تمیز کرده و همچنین قطبهای باتری نیز تمیز شود. سپس ، بستها با آچار تخت ، محکم بسته شود.
• الکترولیت
  
  

  
  

  آند در سمت چپ و کاتد در سمت راست
  الکترولیت در فضای بین آند و کاتد
  حرکت یونهای + بطرف کاتد و یونهای - بطرف آند
  
  

  محلولهای آبی حاوی یون ، الکتریسیته را هدایت می‌کنند. آب خالص ، خود به مقدار جزئی یونیده می‌شود و رسانای ضعیفی است.
  
  

  (2H2O→H₃O⁺(aq)+OH^-(aq

  ماده حل شده یک محلول آبی که رسانایی الکتریکی آن بیش از آب خالص است، الکترولیت نامیده می‌شود. یک الکترولیت به‌طور کامل یا به‌طور جزئی در آب یونیده می‌شود. مواد حل شده کووالانسی که در محلول فقط به‌صورت مولکولی وجود دارند، رسانایی حلال را زیاد نمی‌کنند. این نوع مواد ، غیر الکترولیت نامیده می‌شوند. در ضمن ، الکترولیت‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند.

  
  

  الکترولیتهای قوی

  این الکترولیتها در محلول آبی به‌صورت کاملا یونی هستند. چند نمونه از الکترولیتهای قوی ، عبارتند از {NaCl ، MgSO₄ ، Na₂SO₄ ، K₃{Fe(CN)₆.
  

  الکترولیتهای ضعیف

  ترکیبات کووالانسی قطبی هستند که در محلول آبی ، به‌طور ناقص تفکیک می‌شوند. رسانایی یک محلول 1M از یک الکترولیت ضعیف کمتر از رسانایی محلول 1m از یک الکترولیت قوی است. چند نمونه از الکترولیتهای ضعیف عبارتند از CH₃COOH ، NH₃ و HgCl₂.
  
  
  

  صعود نقطه جوش و نزول نقطه انجماد

  صعود نقطه جوش و نزول نقطه انجماد محلولهای رقیق الکترولیتها با غلظت معین ، متفاوت از صعود نقطه جوش و نزول نقطه انجماد محلولهای غیر الکترولیتها با همان غلظت است. چون یک مول NaCl ، شامل 2 مول یون است ( یک مول ⁺Na و یک مول ^-Cl ) و خواص غلظتی به تعداد ذرات حل شده ، نه به ماهیت آنها ، بستگی دارد، انتظار داریم که نزول نقطه انجماد محلول 1m NaCl دو برابر نزول نقطه انجماد یک محلول 1m از یک غیر الکترولیت باشد.
  
  همچنین انتظار داریم که نزول نقطه انجماد یک محلول K₂SO₄ ( شامل 3 مول یون به ازای هر مول K₂SO₄ ) با غلظت معین ، سه برابر نزول نقطه انجماد یک محلول غیر الکترولیت ( که ماده حل شده در آن به یون تفکیک نمی‌شود) با همان غلظت باشد.
  
  "آرنیوس" در 1887 با توجه به این داده‌ها و نتایج حاصل از آزمایشهای رسانایی الکتریکی ، «نظریه شیمیایی الکترولیتها» را ارئه کرد. صعود نقطه جوش محلول الکترولیتها به‌طور نسبی ، بالاتر از صعود نقطه جوش محلول غیر الکترولیتها در شرایط تساوی غلظت آنهاست.
  

پلاتین:

اطلاعات اولیه

Iridium - Platinum - Gold

Pd
Pt
Ds

جدول کامل

عمومی

نام, علامت اختصاری, شماره

Platinum, Pt, 78

گروه شیمیایی

فلز انتقالی

گروه, تناوب, بلوک

10 , 6 , d

جرم حجمی, سختی

21090 kg/m³, 3.5

رنگ

سفید مایل به خاکستری

خواص اتمی

وزن اتمی

195.078 amu

شعاع اتمی (calc.)

135 (177) pm

شعاع کووالانسی

128 pm

شعاع واندروالس

175 pm

ساختار الکترونی

Xe]4f¹⁴5d⁹6s¹]

^-e بازای هر سطح انرژی

2, 8, 18, 32, 17, 1

درجه اکسیداسیون (اکسید)

2, 4 (باز ملایم)

ساختار کریستالی

مکعبی face centered

خواص فیزیکی

حالت ماده

جامد

نقطه ذوب

2041.4 K (3214.9 °F)

نقطه جوش

4098 K (6917 °F)

حجم مولی

9.09 ש»10^-6 ««متر مکعب بر مول

گرمای تبخیر

510 kJ/mol

گرمای هم‌جوشی

19.6 kJ/mol

فشار بخار

0.0312 Pa at 2045 K

سرعت صوت

2680 m/s at 293.15 K

متفرقه

الکترونگاتیویته

2.28 «درجه پائولینگ)

ظرفیت گرمایی ویژه

130 J/kg*K

رسانائی الکتریکی

09.66 10⁶/m اهم

رسانائی گرمایی

71.6 W/m*K

1^st پتانسیل یونیزاسیون

870 kJ/mol

2^nd پتانسیل یونیزاسیون

1791 kJ/mol

پایدارترین ایزوتوپها

ایزو	وفور طبیعی	نیمه عمر	DM	DE MeV	DP
^190Pt	0.01%	6.5 E11 y	α	3.249	^186Os
^192Pt	0.79%	Os با114 نوترون پایدار است
^193Pt	{syn.}	50 y	ε	0.057	^193Ir
^194Pt	32.9%	Ir با 116 نوترون پایدار است
^195Pt	33.8%	Ir با 117 نوترون پایدار است
^196Pt	25.3%	Ir با 118 نوترون پایدار است
^198Pt	7.2%	Ir با 120 نوترون پایدار است

واحدهای SI))& STP)) استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که علامت آن Pt بوده و عدد اتمی آن 78 می‌باشد. پلاتین یک فلز انتقالی خاکستری مایل به سفید که هادی جریان الکتریسیته بوده ، قابل انعطاف ، سنگین و بسیار باارزش است بوده و در مقابل خورده شدن و اکسیداسیون مقاوم بوده و در برخی از معادن مس و نیکل یافت می‌شود. از پلاتین در جواهرات , تجهیزات آزمایشگاهی ، اتصالات الکتریکی ، دندانپزشکی و دستگاه ضد آلودگی در اتومبیل استفاده می‌شود.

تاریخچه

پلاتین از واژه اسپانیولی Platina که به معنی نقره کوچک می‌باشد، گرفته شده است. سالهای زیادی است که پلاتین طبیعی و پلاتین غنی شده آلیاژی شناخته شده است. این فلز توسط سرخپوستهای کلمبیایی استفاده می‌شده است و اولین مرجع اروپایی به پلاتین در سال 1557 در نوشته‌های انسان‌شناس ایتالیایی " Julius Caesar Scaliger" دیده می‌شود که از آن ، به‌عنوان یک فلز اسرار آمیز که از معادن آمریکای مرکزی بین Darién ( پاناما ) و مکزیک استخراج شده و نیز گفته شده است: "تا کنون حتی با هنرهای اسپانیایی ها هم غیر قابل ذوب است."

اسپانیائی‌ها این فلز را وقتی اولین بار وارد اسپانیا شدند Platina نامیدند. آنها به آن ، به چشم یک ناخالصی در نقره ای که استخراج می‌کردند نگاه می‌کردند و اغلب از آن صرف نظر می‌کردند.

پلاتین توسط "Antonio De Ulloa" ستاره شناس و "Don Jorge Juan y Santacilia" کشف شد. هر دوی آنها توسط پادشاه فیلیپ پنجم برای پیوستن به یک ماموریت جغرافیائی در پرو که از 1735 تا 1745 طول کشید، دعوت شدند. در میان چیزهای دیگر در کلمبیا اولوا ، Platina del pinto را مشاهده کرد که فلزی بی‌استفاده بود که به همراه طلا در New Granada (کلمبیا) پیدا شده بود.

privateerهای انگلیسی کشتی اولوا را در سفر بازگشت توقیف کردند. اگر چه در انگلستان با او خوش رفتاری شد و حتی در انجمن سلطنتی عضو شد، تا سال 1748 از انتشار یافته‌هایش در مورد فلز ناشناخته منع شد. قبل از آن در سال 1741 ، "Charles Wood" مسقلا این عنصر را جدا کرده بود.

پلاتین در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا می‌باشد و از این جهت جایزه‌های پلاتینی بهتر از جایزه‌های طلایی می‌باشند. قیمت پلاتین بسته به فراوانیش تغییر می‌کند، ولی معمولا 8 برابر طلا ارزش دارد. برای مدتهای طولانی تعریف استاندارد متر بر اساس فاصله بین دو علامت بر روی شمش پلاتین-ایریدیوم بود که در سور ( Sevres )نگهداری می‌شد، تعیین شده بود. از این فلز همچنین در تعریف "Standard Hydrogen Electrode" نیز استفاده می‌شود.

پیدایش

پلاتین معمولا به حالت خالص و یا در سنگ معدن اسپریلیت ( آرسنید پلاتین PtAs₂ ) که بزرگترین منبع این فلز است، یافت می‌شود. آلیاژ طبیعی پلاتین و ایریدیوم Platiniridium بوده که در Cooprite معدنی ( سولفید پلاتین، Pt S ) یافت می‌شود.

این فلز معمولا با مقدار کمی از دیگر فلزات خانواده پلاتین که در مواد آبرفتی در کلمبیا ، اونتاریو و کوه‌های اورال و در برخی از ایالتهای غربی آمریکا یافت می‌شوند، همراه است.

پلاتین از نظر اقتصادی به‌عنوان محصول جانبی فراوری سنگ معدن نیکل تولید می‌شود. حجم عظیم سنگ معدن فرآوری شده نیکل ، نشانگر این است که پلاتین تنها 2 در میلیون از این سنگ معدن می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه

این فلز در هنگامی که خالص باشد، بسیار زیبا و به رنگ نقره‌ای مایل به سفید بوده ، هادی جریان الکتریسیته و نرم و قابل انعطاف می‌باشد. این فلز در برابر خوردگی مقام است. ویژگیهای کاتالیزوری فلزات گروه ششم از خانواده پلاتین بسیار برجسته و مهم می‌باشد. ( توجه داشته باشید که هیدروژن و اکسیژن در مجاورت پلاتین منفجر می‌شوند). دوام بالا و خاصیت ضد تیرگی پلاتین دلیل استفاده از این فلز در ساخت جواهرات ظریف و زیبا می‌باشد.

دیگر ویژگی‌های ممتاز این فلز ، پایداری در برابر واکنشهای شیمیایی و دماهای بالا و خاصیت پایدار الکتریکی می‌باشد. از تمامی این ویژگی‌ها در صنعت استفاده می‌شود. پلاتین در مجوارت با هوا در هیچ درجه ای اکسید نمی‌شود، اما توسط سیانیدها ، هالوژنها ، گوگرد و بازهای قوی خورده می‌شود. این فلز در اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل نمی‌شود، ولی به‌راحتی در محلول تیزاب سلطانی حل می‌شود ( اسید کلروپلاتینیک را به وجود می‌آورد ). حالتهای اکسیداسیون پلاتین +2،+3 و +4 می‌باشند.

کاربردها

،از پلاتین در جواهرات ، سیم ، ساخت ظروف با تحمل حرارتی بالا برای مصارف شمیایی و کوره‌های برقی حرارت بالا استفاده می‌شود.

• از پلاتین خوب جدا شده به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال در مبدلهای کاتالیزوری خودروها و فرایندهای صنعتی مختلف مانند ساخت اسید سولفوریک استفاده می‌شود.
  
  
• این فلز می‌تواند مقدار زیادی از گاز هیدروژن را جذب کرده ، هنگامی که حرارت داده می‌شود، آن را آزاد کند. از این جهت به‌عنوان منبع ذخیره گاز در وسایل نقلیه و در سلول سوختی مطالعه می‌شود.
  
  
• صنایع شمیایی از مقدار قابل توجهی پلاتین یا آلیاژ پلاتین- رادیوم به‌عنوان کاتالیزور و به شکل توری ریزبافت برای کاتالیز کردن اکیسیداسیون انتخابی آمونیاک برای تهیه اکسید نیتریک که ماده خام برای کودها و مواد منفجره می‌باشد و اسید نیتریک استفاده می‌کنند.
  
  
• پلاتین‌های کاتالیزوری در تصفیه نفت خام و بهسازی فرایند تولید بنزین اکتان بالا و همچنین ترکیبات معطر در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند.
  
  
• ضریب انبساط این فلز برابر با شیشه‌های Soda-Lime-Silica بوده و در ساخت الکترودهای آب‌بندی شده در سیستمهای شیشه‌ای کاربرد دارد.
  
  
• آلیاژ پلاتین و کبالت ، خاصیت مغناطیسی عالی دارد. آلیاژی که از 76% پلاتین و 23% کبالت تشکیل شده باشد، از نظر مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد.
  
  
• آلیاژ 10/90 پلاتین/اوسمیوم برای ساخت ضربان ساز قلب ، دریچه‌های جایگزین و سایر کاشه‌های جراحی استفاده می‌شود.
  
  
• این فلز در پوشش کلاهکهای دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و دیگر وسایلی که می‌بایست با ضریب اطمینان بالایی در حرارتهای بالا و در تناوبهای زمان طولانی کار کنند، کاربرد دارد.
  
  
• سیمهای پلاتینی ، وقتی در معرض متیل الکل قرار می‌گیرند، با رنگ قرمز تیره می‌درخشند، درست همانند کاتالیزوری که الکل را به فرمالدئید تبدیل می‌کند. این پدیده به‌صورت تجاری در ساخت فندک سیگار و دست‌گرم‌کنها استفاده می‌شود.
  
  
• Cis-platin با فرمول PtCl₂(NH₃)₂ ، دارویی است که در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها که شامل سرطان خون (Lukemia) و سرطان بیضه می‌شود، کاربرد دارد.

ایزوتوپها

پلاتین طبیعی از 5 ایزوتوپ پایدار و یک رادیوایزوتوپ Pt-190 که نیم عمر بسیار طولانی 6 میلیارد سال را دارد تشکیل شده است. ایزوتوپهای رادیواکتیوی زیاد دیگری نیز برای این عنصر وجود دارند که پایدار ترین آنها Pt-193 بوده که نیمه عمر آن 50 سال می‌باشد.

هشدارها

این فلز بدلیل طبیعت غیر واکنشی خود برای سلامتی مساله ساز نیست، با این حال تمام ترکیبات پلاتین به‌شدت سمی هستند.

کویل :

ریشه لغوی

کویل یک کلمه انگلیسی است که به صورت دست نخورده به زبان ما وارد شده است. و به همین شکل هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. معنی آن «سیم پیچ» می‌باشد و به کلافی از سیم که حالت پیچشی داشته باشد اتلاق می‌گردد.

دیدکلی

تصور کنید که یک رشته سیم را در پیرامون یک خودکار بپیچید و سپس خودکار را از میان آن خارج کنید. سیم به جا مانده حالا دیگر یک سیم پیچ شده است. یا آنکه دانش آموزان معمولا تجربه ساختن زنگ اخبار را با استفاده از یک میخ آهنی و یک سیم که بدور آن می‌پیچند را دارند. سیم استفاده شده در زنگ اخبار یک سیم پیچ است.

معنای کاربردی

اما کلمه «کویل» در زبان فارسی و گفتگوهای روزمره در معنای سیم پیچ بکار نمی‌رود. بلکه در معنای خاصی به کار می‌رود. کویل به یکی از قطعات اتومبیل گفته می‌شود. این قطعه در محفظه موتور اتومبیل‌ها جای دارد و در سیستم برقی آنها برای مشتعل کردن سوخت بکار گرفته می‌شود.

چنانکه می‌دانید خودروها با استفاده از سوخت‌های مختلفی کار می‌کنند. به عنوان مثال اتومبیل‌های سواری با سوزاندن بنزین یا گاز ، و کامیونها و ماشینهای بزرگ از طریق سوزاندن گازوئیل (که همگی از مشتقات نفت خام هستند) تولید نیرو می‌کنند. اتومبیل‌های سواری برای سوزاندن بنزین یا گاز به جریان برق نیاز دارند. در حالی که کامیونهایی که بوسیله گازوئیل کار می‌کنند، برای سوزاندن گازوئیل نیاز به الکتریسته ندارند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که کویل تنها در سیستم برقی ماشینهای بنزینی و گازی کاربرد دارد.

نحوه عمل

در موتورهایی که سوخت آنها بنزین یا گاز مایع است برای مشتعل ساختن مخلوط سوخت و اکسیژن موجود در سیلندر موتور از یک جرقه الکتریکی استفاده می‌شود. این جرقه الکتریکی که در دهانه شمع ماشین ایجاد می‌شود به مقدار زیادی انرژی الکتریکی نیازمند است که می‌بایست بوسیله منبع جریان الکتریکی ماشین یعنی باطری تامین شود.

میزان جریان الکتریکی ایجاد جرقه

در این نوع ماشینها ( که دارای موتور اشتعال جرقه‌ای هستند) برای ایجاد یک جرقه الکتریکی حدودا به 12000 ولت اختلاف پتانسیل نیاز است. در حالی که اختلاف پتانسیل خود باطری ماکزیمم 12 ولت است. برای افزایش دادن این ولتاژ (تقریبا افزایش 1000 برابری) از کویل استفاده می‌شود.

ساختمان کویل

راز این افزایش 1000 برابری ولتاژ را می‌بایست در ساختمان کویل جستجو کرد. بدین منظور ساختمان داخلی کویل را به صورت اجمالی بررسی می‌کنیم. در داخل کویل دو سری سیم پیچ وجود دارد که عبارتند از سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه. سیم پیچ اولیه همان سیم پیچی است که ولتاژ را به کویل وارد می‌کند و به باطری اتومبیل متصل است. و سیم پیچ ثانویه همان سیم پیچی است که ولتاژ را به محل ایجاد جرقه می‌برد. اما این دو سیم پیچ از یکدیگر جدا نیستند. و هر دو به دور یک هسته آهنی نرم پیچیده شده‌اند. افزایش ولتاژ ایجاد شده در کویل به دلیل ساختار این سیم پیچ‌ها است. سیم پیچ اولیه کلفت‌تر بوده و دارای تعداد دورهای معدودی می‌باشد. لیکن سیم پیچ ثانویه دارای تعداد دورهای بسیار زیاد بوده و البته نازکتر است.

نحوه ایجاد ولتاژ بسیار بالا

ولتاژ بوجود آمده در سیم پیچ ثانویه (که عامل ایجاد جرقه در دهانه شمع است) از طریق پدیده القا متقابل بوجود می‌آید. یعنی سیم پیچ اولیه که به باطری متصل است، دارای یک جریان می‌شود که این جریان برقرار شده باعث تشکیل یک میدان مغناطیسی در اطراف هر دو سیم پیچ می‌شود. (لازم به ذکر است هر سیم دارای جریان الکتریکی بدور خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند). این میدان بوجود آمده در اطراف سیم پیچ‌ها باعث القا شدن یک جریان الکتریکی در سیم پیچ ثانویه می‌گردد. جریان القا شده در سیم پیچ ثانویه بطور مستقیم متناسب است با تعداد دورهای این سیم پیچ. یعنی هرچه تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه بیشتر باشد، جریان القا شده در این سیم پیچ نیز بیشتر خواهد بود.

اما کار به اینجا ختم نمی‌شود. چرا که ولتاژ القا شده در سیم پیچ ثانویه هنوز برای ایجاد جرقه کافی نیست. تا آنکه جریان موجود در سیم پیچ اولیه به طریقی قطع شود (توسط پلاتین) به محض قطع شدن جریان گرفته شده از باطری ، میدان مغناطیسی ایجاد شده در اطراف سیم پیچ‌ها متلاشی می‌شود و به شکل جریان الکتریکی در سیم پیچ‌ها القا می‌گردد. لیکن هر کدام از سیم پیچ‌ها متناسب با تعداد دورهای خود مقداری از این القا جریان را برخود اختصاص می‌دهند و از آنجا که تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه بسیار بیشتر از سیم پیچ اولیه است. بنابراین ولتاژ القا شده در سیم پیچ ثانویه به مراتب بزرگتر از ولتاژ اولیه گرفته شده از باطری خواهد بود. که این ولتاژ افزایش یافته برای ایجاد جرقه الکتریکی در یک موتور اشتعال جرقه‌ای کفایت می‌کند.

کاربرد

بارزترین کاربرد کویل در سیستم برقی ماشین‌های اشتعال جرقه‌ای است.

لامپ ترمز دستی:

لامپ اخطار دهنده ترمزدستی به جهت جلوگیری از حرکت خودرو با ترمز دستی در جلو داشبورت کنار دیگر نشان دهنده ها قرار گرفته شده است. این چراغ هنگام استفاده از ترمز دستی روشن شده وراننده را از فعال بودن سیستم ترمز دستی آگاه می سازد. این چراغ به خاطر اهمیت غیر فعال بودن ترمز دستی در هنگام رانندگی طراحی گردیده است گاهی اوقات برای همه ما پیش آمده است که در هنگام فعال بودن ترمز دستی به حرکت با خودرو پرداخته ایم خصوصا وقتی که ترمز دستی مدتی مدید کار کرده ودیگر حساسیت لازم را ندارد و نیروی مقاوم محسوسی در برابر حرکت خودرو به وجود نمی آورد در چنین موقعی (حرکت با ترمز دستی) باعث به وجود آمد حرارت زیاد در سیستم ترمز میشود که باعث خراب شدن

۱- لاستیک های سیستم ترمز

2- روغن ریزی از سیستم وهمچنین به علت بالا رفتن حرارت در اغلب اوقات لنتها اصطکاک اولیه خود را از دست میدهند یا به قول معروف لنتها شیشه میکنند.

 در همه این موارد رفع عیب مستلزم هزینه زیاد وتلف شدن وقت مصرف کننده میشود به همین علت این چراغ در جلو داشبورد طراحی ونصب گردیده که همه ما هشدار آن را در بعد از کشیدن ترمز دستی شاهد هستیم و خیلی وقتها ما را سر حواس میاورد تا ترمز دستی را غیر فعال کنیم (بخوابانیم) وسپس شروع به حرکت کنیم . حال که با این لامپ ولزوم وجود آن آشنا شدیم میتوانیم به نحوه کار کرد آن بپردازیم .اجزای این مداروهمچنین ترتیب عبور جریان به ترتیب زیر است.

1- باطری 2- اتومات استارت 3- آمپر متر 4- سوییچ 5- جعبه فیوز 6- لامپ جلو داشبورت 7- کلید ترمز دستی.

نحوه قرار گرفتن اجزا هم در مدار درست مطابق ترتیب بالا میباشد.

این لامپ در جلو آمپر قرار داده شده است و دو سر سیم آن در پشت آمپر عایق شده یک سیم آن به ترمینال ignition استارت متصل میگردد و سر دیگر سیم به کلید فشاری متصل میگردد (لازم به ذکر است که این کلید طوری اهرم بندی شده است که با کشیدن ترمز دستی قسمت فشاری آن رها میگردد و ترمینال خود را بدنه میکند) این چراغ هشدار دهنده جریان مثبت خود را بعد از قرار گرفتن سویچ در حالت ignition از پشت سوییچ تامین میکند حال اگر ترمز دستی فعال باشد اهرم فشاری کلید قطع و وصل به کار رفته در سیستم آزاد است وچراغ خود را از طریق کلید بدنه میکند در نتیجه روشن میشود این چراغ مادامی که ترمز دستی فعال است ودر عین حال سوییچ هم باز است روشن میماند تا این که یکی از آن دو (کلید فشاری یا سوییچ موتور) قطع گردد قابل ذکر است برخی از خودرو ها علاوه بر این چراغ از آلارم هم استفاده میکنند که در هنگام فعال بودن ترمز دستی آلارم خاص خود را پخش میکند .

دلكو:

وظايف دلكو در دستگاه جرقه زني عبارتست از:

1- تقسيم ولتاژ قوي كويل بين شمعهاي موتور بر حسب ترتيب احتراق.  

2- قطع و وصل مدار اوليه جرقه براي ايجاد جرياني متغير.

3- تنظيم پيش جرقه مناسب (آوانس) بر حسب دوران موتور بطور خودكار.

 تشريح وظايف دلكو

تشريح عمل توزيع ولتاژ قوي در دلكو: ولتاژ قوي كويل به ترمينال وسط دلكو رسيده كه با بوش فلزي به فنر و ذغال منتقل شده و به فلز چكش برق مي رسد در اثر چرخش ميل دلكو و چكش برق ولتاژ تقويت شده از سر چكش برق و از سر فاصله 5/0 ميلي متري به ترمينالهاي داخلي در دلكو پرش نموده از طريق واير به شمع ها مي رسد.

 

 

 - تشريح عمل قطع و وصل مدار اوليه جرقه: 

 براي ايجاد حوزه مغناطيس متغير در ترانسفورموتور تقويت ولتاژ (كويل) و ايجاد ولتاژ القايي در ثانويه كويل لازم است برق مستقيم باطري مرتبا متناسب با دور و تعداد سيلندرها قطع و وصل گردد همانطوري كه قبلا متذكر شديم زمان دقيق ايجاد جرقه موقع باز شدن پلاتين ها مي باشد كه اين فرمان را گردش ميل دلكو و رسيدن بادامك به زير پلاتين صادر مي نمايد.

ميل دلكو دو پارچه ساخته مي شود كه قطعه فوقاني آن داراي بادامك بوده كه تعداد برجستگي آن برابر تعداد سيلندر موتور است فيبر پلاتين متحرك بطور دائم با بادامك داشته و هر بار كه بادامك به زير فيبر مي رسددهانه باز شده و بعلت ريزش خطوط قواي هسته كويل درثانويه ولتاژ القاء گرديده و شمع جرقه مي زند (شكل زير)

سيم فشار ضعيف كويل در دلكو به دو انشعاب مي گردد يكي به سر پلاتين متحرك و ديگري به مثبت خازن مي رود

  

  

- تشريح عمل تنظيم پيش جرقه (آوانس) بطور خودكار:

چرا آوانس جرقه الزامي است؟ اگر احتراق گاز متراكم شده بطور كامل در موقعي معين (پايان زمان تراكم) انجام گيرد كه پيستون در حال بازگشت به طرف نقطه مرگ پايين ( ن.م.پ.يابي.دي.سي) است قدرت موتور به حداكثر مي رسد. از طرفي سوختن كامل مخلوط متراكم شده زماني حدود002/تا004/ثانيه لازم دارد اگر اين فرصت را در نظر بگيريم و جرقه را درست در پايان زمان تراكم ايجاد نماييم تا سوختن كامل مخلوط پيستون به مقدار قابل توجهي تغيير مكان داده و قدرت واقعي كاز به دلايل زير حاصل نخواهد شد.

قدرت واقعي گاز به دلايل زير حاصل نخواهد شد:

 1- فشار احتراق گاز با پايين رفتن پيستون كاهش يافته و به مقدار حداكثر نمي رسد.

 2-گرماي گاز كه عامل اصلي گسترش جبهه آتش است كاهش پيدا مي كند.  

مثال: فرض كنيم دور موتور 3000 دور در دقيقه و سوختن گاز003/ثانيه طور داشته باشد پيستون در اين مدت چه مقدار تغيير مكان مي دهد؟

 

 

بنا بر اين اگر جرقه در نقطه مرگ بالا(ن.م.ب ياتي.دي.سي) زده شود وقتي 54 درجه پيستون از نقطه مرگ بالا به طرف پايين آمده احتراق كامل شده كه به مقدار قابل توجهي از قدرت موتور كاسته مي شود.

از طرفي چون حركت پيستون يكنواخت نمي باشد و سرعت در حوالي نقطه مرگ بالا و پايين به صفر نزديك و در موقع تغيير جهت حركت سرعت صفر مي گردد لذا حركت خطي پيستون در حوالي نقطه مرگ بالا ناچيز است بهتر است مقدار آوانس 54 درجه در مثال فوق را در حوالي نقطه مرگ بالا و در طرفين آن طوري تقسيم كنيم كه مقدار كمي از آن قبل از نقطه مرگ بالا (آوانس جرقه) و مقدار بيشتري بعد از نقطه مرگ بالا تكميل گردد.

 

نتيجه:

 1- پيش جرقه براي سوختن مخلوط متراكم شده در هر شرايطي لازم و مقدار معيني است.

 2- با افزايش دور موتور بايد مقدار پيش جرقه هم افزايش يابد.

چون مقدار پيش جرقه و شروع دقيق آن با تغييرات دور موتور تغيير مي كند لذا براي ايجاد آتش در هرشرايط بايد دستگاه خودكاري وجود داشته باشد .

باطري:

باطري وسيله است كه نيروي الكتريكي را درخود ذخيره مي نماييد تا درزمان لازم جهت مصرف به وسيله نقليه تحويل دهد . تمام وسايل نقليه مصرف كننده هايي دارند كه احتياج به نيروي الكتريكي دارد واين نيرودرزمان روشن بودن وسيله نقليه توسط دينام يا در موتورسيكلت توسط آهن ربا و سيم پيچ به صورت مگنتي ايجاد مي گردد.

اما درهنگام خاموش بودن وسيله نقليه دينام توليد برق نمي كنند.وماهنگام روشن نمودن وسيله نقليه احتياج به برق داريم كه اين انرژي الكتريكي توسط باطري تامين ميگردد. باتريهای روي وسايل نقليه همگي از نظر ساختمان شبيه هم هستند و فقط ازنظرابعاد و ميزان و ولتاژ برق ظرفيت متفاوت دارند كه به دو صورت 6و12ساخته شده اند كه در موتوروبعضي ازماشينها به صورت 6ولت ودركاميون24ولت كه تركيبي از باطري 12ولت است استفاده ميشود.البته گاهي بعضي كاميون ها از يك باطري 24ولت استفاده مي كنيم.

سیستم الکترونیکی ترمز ABS

امروزه با پیشرفت زیادی که در الکترونیک وکاربرد تراشه های نیمه هادی به وجد آمده تحول بزرگی در هدایت خودرو و ترمزهای آن رخ داده که استفاده از ترمز ABS یکی از انها است همه کسانی که تجربه رانندگی ممتد با اتومبیل را داشته باشند و یا در روزهای بارانی و برفی رانندگی کرده باشند به هنگام ترمز گرفتن متوجه شدن که با قرار دادن یکباره پا بروی ترمز " هدایت ماشین با توجه به سرعت خودرو از کنترل خارج شده و شاید باعث خسارات جانی و مالی فراوان شود لذا در این مواقع رانندگان ماهر و با تجربه در مواجه با این شرایط معمولا چندین بار ترمز را گرفته و رها کرده و این عمل را باتوجه به سرعت و لغزندگی جاده متناوبا و با فاصله زمانی مختلف انجام میدهند .
متخصصین خودرو نیز از این عملکرد مناسب رانندگان ماهر استفاده کرده تا کسانی مهارت ندارند و یا تجربه کافی را کسب نکرده اند از خطای انسانی مصون باقی بمانند و این نوع از ترمز این کار گرفتن و رها کردن ترمز را انجام میدهد.لذا در هنگام رانندگی با خودروهائی که ترمز ABS دارند کافیست که پدال را به طور پیوسته و محکم فشار دهید و در این حالت ضرباتی در زیر پایتان احساس میشود .
قطعات اصلی این سیستم عبارتند از :
1- واحد ABS
2- واحد کنترل هیدرولیک
3- واحد کنترل الکترونیک
4- سنسور سرعت چرخ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
در رابطه سیستم الکترونیکی ترمز ABS ) ABS = سیستم ترمز ضد قفل شدن)

در هنگام ترمز گرفتن دو نوع اصطکاک وجود دارد
• اصطکاک جنبشی
• اصطکاک لغزشی
زمانی که نیروی اصطکاک جنبشی در اثر سر خوردن به اصطکاک لغزشی تبدیل می شود نیروی نگه دارنده هم کاهش می یابد (اصطکاک جنبشی > اصطکاک لغزشی ) در نتیجه مدت زمان بیشتری برای ایستادن ماشین نیاز است . این اولین موضوع . موضوع بعد این است که اگر اتومبیلی به ترمز ABS مجهز باشد در هنگام ترمز کردن نیروی گشتاوری که باعث منحرف شدن ماشین می شود به وجود نمی آید فکرش را بکنید که برای یک تریلی 18 چرخ چقدر می تواند ضروری باشد .( مثل کامیون Volvo vh12 )

سیستم الکترونیکی :

یک سنسور هال افکت ( سنسور های حساس به مغناطیس ) روی هر چرخ قرار دارد دقیقا مثل چیزی که درون موس های قدیمی وجود داشت یک صفحه ی پره پره که یک سنسور مادون قرمز در کنار آن قرار دارد و چرخیدن صفحه باعث می شود امواج (IR = مادون قرمز ) موجود در بین پره ها قطع و وصل شود و این قطع و صصل شدن وارد یک پردازنده شده و میزان و جهت چرخش مشخص می شود . فقط در سیستم های هال افکت جای امواج IR از مغتاطیس استفاده می شود و جای یک صفحه ی پره پره یک صفحه ی ای با زایده های توپی فلزی وجود دارد عبور این زایده های نوپی از کنار سنسور هال افکت باعث قطع شدن خطوط میدان های مغتاطیسی می شود و در نتیجه می توان میزان چرخش و جهت آن را برآورد کرد .

یک سیستم پردازنده ی مرکزی سرهت چرخش تمام چرخ ها را اندازه گیری می کند به محض ترمز گرفتن باید سرعت چرخش تمام چرخ ها یکی باشد اگر سرعت یکی از آنها هماهنگ نبود یعنی آن چرخ در حال سر خوردن است و این سر خوردن هم باعث اصطکاک جنبشی می شود و هم باعث انحراف ماشین از خط اصلی می شود در این حالت سیستم فشار روغن یا فشار باد
( فشار باد = نیوماتیک و فشار روغن = هیدرولیک ) آن ترمز را تا جایی کم می کند که سرعت آن هماهنگ با سرعت سایر چرخ ها شود .

سیستم پردازنده این گونه ترمز ها نباید هیچ گونه تاخیری در پردازش داشته باشد از این رو به آنها ( بدون تاخیر) Real Time می گویند و عملیات پردازشی آنها توسط کنترل کننده هایی به نام DSP انجام می شود . ( DSP = پردازنده ی دیجیتال سیگنال ها )

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

اگر شما هم رانندگی در روزهای برفی و بارانی را تجربه کرده ايد ، حتما" به خوبی می دانيد هدايت خودرو در جاده های لغزنده بخصوص زمان توقفهای ناگهانی ، تا چه حد مشکل و دردسر ساز و البته در بسياری از موارد ؛ غير ممکن است . در چنين مواقعی به دليل قفل شدن چرخها ، خودرو بر سطح لغزنده خيابان همچنان به حرکت ادامه می دهد ، به طوريکه علاوه بر افزايش زمان توقف ، کنترل ان نيز بسيار مشکل خواهد شد.آمار هم نشان می دهد بخش عمده ای از تصادفات جاده ای مربوط به همين نقص فنی در سيستم ترمزهاست. تلاش متخصصان برای رفع اين نقيصه ، منجر به پديد امدن ترمزهای ضد قفل يا همان سيستم معروف ABS شده است ، ترمزهايی که به دليل عملکرد منحصر به فرد و کارايی بالای خود ، به سرعت جايگزين سيستم های رايج امروزی می شوند و پيش بينی می شود تا چند سال آينده شاهد به کارگيری انها در بيشتر وسايل نقليه باشيم .ترمزهاي ABS از 4 قسمت عمده زير تشکيل می شوند :

1- سنسورهای سرعت که زمان قفل شدن چرخها را نمايش می دهند و با قرار گرفتن در هر چرخ و یا دیفرانسیل اين اطلاعات را ارسال می کند.

2- سوپاپها که معمولا" در 3 موقعيت عمل میکنند:

در وضعيت اول کاملا" باز هستند و فشار سيلندر اصلی را به داخل ترمز می فرستند ، در حالت دوم دريچه سوپاپها بسته می شوند و ترمز از سيلندر اصلی جدا می شود . اين کار ، از افزايش بيش از حد فشار داخل ترمز که راننده را به اعمال نيروی بيشتری روی پدال وادار می کند ، جلوگيری می نمايد. در موقعيت سوم ، سوپاپها مقداری از فشار را از طريق ترمز خارج می کنند.
3- از ان جا که سوپاپها مقداری از فشار خود را از طريق ترمز گيری از دست می دهند . نقصان فشار ، با استفاده از پمپ جبران می شود .

4- چهارمين بخش سيستم ، يک دستگاه کنترل کننده است که به عنوان رايانه کوچکی در خودرو عمل می کند و سنسورهای سرعت و سوپاپها را تنظيم می کند.

نحوه عملکرد سيستم های ABS با وجود الگوريتم های متفاوتی که برای انها تعريف شده ، بسيار ساده و ابتدايی است . چناچه شما خودروی خود را که از سيستم ABS استفاده نمیکند ، به جای توقف ناگهانی ، با فشار چندين بار پا روی پدال ترمز متوقف کنيد ، همان کار ترمز های ضد قفل را انجام داده ايد ، با اين تفاوت که در يک سيستم ABS ، تمامی اين کارها خودکار صورت می گيرد . در معمولترين شکل ، اين کار دستگاه کنترل کننده سنسورهای سرعت را در همه حال تحت نظارت خود قرار می دهد و هر کاهش سرعت ناگهانی و خارج از قاعده را ثبت میکند همانطور که میدانيد ، هر چرخ خودرو ، دقيقا" پيش از قفل شدن با يک کاهش سرعت ناگهانی مواجه می شود . اگر اين کاهش سرعتها کنترل نشوند ، چرخ خيلی سريعتر از آنکه بتواند متوقف شود ، قفل می شود .

اگر خودروی شما با استفاده از سيستم ABS کار می کند ، حتما" تکانهای بسيار کوچک پدال ترمز را زير پای خود احساس کرده ايد ، اين تپشها به دليل باز و بسته شدن سريع سوپاپاهاست .

به طوری که در برخی از اين سيستم ها ، اين چرخه تا 15 بار در هر ثانيه تکرار می شود.


درجه بندی ترمزهای ضد قفل هم مانند شيوه عمل انها با استفاده از روشهای متعددی صورت می گيرد ، اما به طور معمول ، طبقه بندی بر اساس تعداد مجرا ها ، سوپاپاهای مجزا برای هر چرخ و نيز تعداد سنسورهای سرعت ، يکی از رايج ترين اين روشهاست.

بر اين اساس، سيستمهای ABS را به 3 دسته :

- سيستمهای با 4 مجرا و 4 سنسور و سيستم های با 3 مجرا و 3 سنسور و سيستمهای با يک مجرا و يک سنسور تقسيم می کنند .،

در نوع اول : ( که بهترين شکل ترمزهای ABS است ، هر کدام از چرخها به طور مجزا با يک سنسور و يک سوپاپ کنترل می شوند.)

در نوع دوم : ( 2 چرخ جلويی به طور مجزا کنترل می شود ، اما برای چرخهای عقبی تنها يک سوپاپ و سنسور سرعتی در محور عقبی خودرو قرار می گيرد. )

در نوع سوم : ( کنترل چرخهای فقط از طريق محور چرخهای پشتی و از طريق يک سنسور و سوپاپ انجام می پذيرد.)

مزيت گروه اول ، نسبت به 2 گروه بعدی ، در اين است که هر 4 چرخ ، به طور مجزا کنترل می شود و بدين ترتيب ، علاوه بر استفاده از حداکثر نيروی ترمز برای هر چرخ ، از قفل شدن انها پيش از توقف کامل جلوگيری می شود ، در حالی که در 2 نوع بعدی ممکن است برخی چرخها پيش از رسيدن به توقف کامل قفل شوند.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

امروزه تقريبا تمامي خودروهايي كه روانه بازار مصرف مي شوند از ترمز ABS به عنوان يك استاندارد يا انتخاب برخوردارند. يك سيستم ABS نمونه شامل قسمت هايي چون سنسور سرعت، چرخ، بخش كنترل هيدروليك و بخش كنترل الكترونيكي مي شود. هنگامي كه پدال ترمز را فشار مي دهيد بخش كنترل الكترونيكي سيگنال هاي ارسال شده از سنسور سرعت چرخ را كنترل و مقايسه مي كند چنانچه بخش كنترل الكترونيكي حس كند كه در يكي از چرخ ها كاهش سرعت با نرخ سريعي انجام مي شود (آستانه قفل شدن) به بخش كنترل هيدروليكي فرمان مي دهد تا فشار هيدروليك به آن چرخ را كاهش دهد. اين نوع محدوديت فشار مشابه فشردن پدال ترمز تنها با سرعت بيشتر است. در برخي از وانت هاي پيكاپ و كاميون هاي سربسته براي كنترل نيازهاي متفاوت ترمز تحت شرايط بارگذاري متفاوت، تنها در چرخ هاي عقب از ترمز ABS استفاده شده است. اين نوع از سيستم ABS تنها چرخ هاي عقب را كنترل و زماني كه هر يك از آنها در آستانه قفل شدن باشند، فشار را در هر دوي آنها محدود مي كند، هدف از طراحي اين سيستم كمك به خط مسير مستقيم حركت خودرو به هنگام ترمزهاي ناگهاني و شرايط نامطلوب جاده است. با حفظ كنترل اتومبيل شانس بيشتري براي جلوگيري از تصادف وجود دارد. ABS به طور خاص در جاده هاي مرطوب و لغزنده بسيار مفيد است. به خاطر داشته باشيد كه در اتومبيلي مجهز به ABS هرگز نبايد پس از آنكه خود سيستم به طور خودكار به ترمزها فشار وارد مي كند، پدال ترمز را بفشاريد درواقع تمام كاري كه بايد انجام دهيد فراهم كردن فشار قاطعانه و پيوسته روي پدال ترمز براي فعال كردن عمليات سيستم ABS است، زماني كه سيستم ABS فعال مي شود ممكن است از پدال ترمز خود احساس ارتعاش كنيد اما جاي نگراني نيست. زماني كه ديگر به عملكرد ABS نيازي نباشد سيستم ترمز بدون دخالت ABS به عملكرد هيدروليكي عادي خود برمي گردد.
هنگامي كه از يك سيستم ترمز ضد قفل (ABS) به درستي استفاده شود، سيستمي ايمن و موثر خواهد بود. ABS به راننده امكان مي دهد تا پايداري حركت مستقيم خودرو و كنترل بر فرمان را حفظ و همچنين در برخي موقعيت ها به خصوص در سطح جاده هاي مرطوب و لغزنده موجب كاهش مسافت توقف اتومبيل مي شود. براي كسب اين امتياز ايمني رانندگان بايد ياد بگيرند چگونه به درستي از سيستم ABS خود استفاده كنند.
سيستم ترمز ضد قفل با ترمزهاي بادي يا نصب شده در خودروها كار مي كند. ABS حقيقتاً از قفل شدن ترمزهاي اساسي تان جلوگيري مي كند. در اتومبيل هايي كه به ABS مجهز نيستند، راننده مي تواند با فشار دادن مكرر ترمزها به طور دستي از قفل شدن چرخ ها جلوگيري كند. اما در اتومبيل هاي مجهز به ABS پاي راننده به طور مداوم روي پدال ترمز باقي مي ماند تا اجازه دهد اين سيستم به طور خودكار ترمزها را تحت فشار قرار دهد. زماني كه ترمزهاي شما در جاده هاي مرطوب و لغزنده يا در خلال يك توقف اضطراري قفل شدند، كنترل فرمان را از دست خواهيد داد و اتومبيل ممكن است به دور خود بچرخد. ABS چرخ عقب مانع قفل شدن و در نتيجه باعث ماندن اتومبيل در مسير مستقيم مي شود. چنانچه اتومبيل تان از سيستم كنترل ABS روي هر چهار چرخ خود سود مي برد مي توانيد علاوه بر حفظ حركت بر مسير مستقيم كنترل فرمان را نيز در دست داشته باشيد. با در دست داشتن كنترل فرمان هنگامي كه زمان كافي براي يك توقف كامل ميسر نباشد مي توانيد با مانور كردن در اطراف خطرات از بروز حادثه جلوگيري كنيد.


چگونه متوجه وجود سيستم ABS در اتومبيل خود شويم
همانطور كه گفته شد بيشتر اتومبيل هاي امروزي چه به طور استاندارد و چه انتخابي از اين سيستم برخوردارند. در اينجا چند روش متفاوت براي درك اين موضوع كه آيا اتومبيل شان مجهز به سيستم ترمز ضدقفل است يا نه معرفي مي كنيم: در بسياري از اتومبيل هاي مجهز به اين سيستم، راننده احتمالاً ارتعاشات سريعي از پدال ترمز را تجربه مي كند. در واقع به نظر مي رسد كه ترمزها فشار را به شما برمي گردانند. گاهي اوقات ممكن است پدال به طور ناگهاني بيفتد. همچنين ممكن است دريچه هاي موجود در كنترل كننده ABS صدايي مشابه ساييدن يا وزوز كردن توليد كند. در برخي اتومبيل ها ممكن است ارتعاشات خفيفي احساس شود كه نشان دهنده فعال بودن ABS است. به خاطر داشته باشيد اين مسئله بسيار مهم است. زماني كه صدايي شنيديد يا احساس ضربان هايي در پدال كرديد پاي خود را از پدال ترمز برنداريد و به فشار مداوم ادامه دهيد. در واقع چنانچه اتومبيل شما به ترمز ABS مجهز است نبايد فشارهاي مكرر به پدال ترمز وارد كنيد. تنها كافي است پاي خود را به طور دائم روي پدال قرار دهيد و به خاطر داشته باشيد كه هنوز مي توانيد اتومبيل را هدايت كنيد. آنچه كه سيستم ABS انجام مي دهد مشابه فشار مكرري است كه از سوي راننده به پدال ترمز وارد مي شود. اين سيستم به طور خودكار فشار موجود در خطوط سيستم ترمز را براي حفظ بيشينه عملكرد ترمز تا آستانه قفل شدن چرخ ها تغيير مي دهد. در واقع ABS به كمك تجهيزات الكترونيكي با سرعت بسيار زيادي اين كار را انجام مي دهد. آيا اتومبيل هاي مجهز به ABS سريع تر از اتومبيل هاي عادي متوقف مي شود سيستم ABS براي كمك به راننده در حفظ كنترل اتومبيل به هنگام ترمزهاي ناگهاني طراحي شده است. براي توقف سريع تر اتومبيل ABS مي تواند مسافت توقف در جاده هاي مرطوب و لغزنده را كاهش دهد. همچنين بسياري از سيستم ها موجب كاهش مسافت توقف خواهند شد. در سطح هاي بسيار نرم مثل ماسه هاي نرم و برف هاي نكوبيده، يك سيستم ABS حقيقتاً مي تواند موجب افزايش مسافت توقف شود.
در شرايط مرطوب و لغزنده با وجود برخورداري از ABS هنوز بايد با دقت رانندگي كنيد، هميشه در فاصله مطمئني از اتومبيل جلويي خود قرار گيريد و سرعت سازگار با شرايط جاده را حفظ كنيد. آيا تمامي سيستم هاي ضدقفل يكي هستند در واقع تمامي آنها در چگونگي كنترل فشار ترمز بسيار شبيه هم هستند اما برخي از سيستم ها تنها براي جلوگيري از قفل شدن چرخ هاي عقب طراحي شده اند. همان طور كه گفته شد اين گونه سيستم ها در وانت هاي پيكاپ و اتومبيل هاي اسپورتي چندمنظوره نصب مي شود. ABS چرخ عقب اتومبيل تان را از چرخيدن به دور خود حفظ مي كند اما اگر به ABS چرخ جلو مجهز نباشيد همچنان در هنگام قفل شدن چرخ هاي جلو كنترل فرمان از دست شما خارج است. ساير سيستم هاي ABS كه در ميني ون ها و اتومبيل هاي سواري به كار مي رود براي حفظ هر چهار چرخ از قفل شدن طراحي شده است. چگونه مي توان به ABS عادت كرد
براي جزئيات بيشتر درباره عملكرد كامل و مزاياي ABS به كتابچه راهنماي اتومبيل خود مراجعه كنيد. سيستم ترمز ضدقفل به سرعت حساس است. بنابراين در سرعت هاي پايين فعال نخواهد شد. يك روش براي عادت كردن با عملكرد ABS اين است كه در يك پاركينگ خلوت با سرعتي بيشتر از آنچه كه سيستم ABS را فعال مي كند (معمولاً بيشتر از ۲۰ كيلومتر بر ساعت) حركت كنيد و سپس پدال ترمز را به شدت فشار دهيد.
البته فعال كردن ABS در سطح جاده هاي مرطوب و لغزنده به مراتب ساده تر است. سيستم ضدقفل بايد مانع از سر خوردن چرخ ها شود. با وجود اينكه احتمال احساس ضربه در پدال ترمز و شنيدن صداي تيك وجود دارد از فشار مكرر به پدال ترمز خودداري كنيد. نكاتي براي تعمير و نگهداري
زماني كه سوئيچ اتومبيل را در وضعيت روشن قرار مي دهيد بايد يكي از علامت هاي BRAKE ANTILOCK يا ABS به رنگ كهربايي و گذرا در صفحه ادوات پشت فرمان روشن شود. سپس سوئيچ را در وضعيت خاموش قرار دهيد. اگر علامت روشن ماند يا شروع به چشمك زدن كرد يا اينكه در هنگام رانندگي روشن شد، نشان دهنده اين است كه نقصي در سيستم ABS رخ داده است. به سرعت توسط يك تكنسين حرفه اي اتومبيل خود را مورد بازرسي قرار دهيد تا منبع مشكل شناسايي شود. احتمالاً در كتابچه راهنماي خريداري شده درباره پر و خالي كردن دوره اي سيستم هيدروليك ترمز مطالبي ذكر شده است كه نبايد از آن چشم پوشي كرد. در واقع با توجه به اينكه بسياري از اتومبيل هاي مجهز به ABS رويه هواگيري ترمز به خصوصي دارند، اين راهنما بهترين كمك براي تكنسين هاي حرفه اي به شمار مي رود. همچنين سيستم هاي ترمز مجهز به ABS فشار هيدروليك فوق العاده بالايي توليد مي كنند كه مي تواند خطرناك باشد. پس چنان چه سيستم هيدروليك يا ABS اتومبيل تان نياز به تعمير دارد با يك تكنسين حرفه اي مشورت نمائید .

شاتون:

مقدمه

در موتورهای پیستونی ، خواه دوزمانه باشند، خواه چهارزمانه ، پیستون تنها در پیستون به حرکت رو به بالای خود سوپاپ دود هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا باز می‌ماند. پس از آن سیکل جدیدی آغاز می‌شود.

سیستم راه انداز سوپاپ

برای راه اندازی و باز بسته کردن سوپاپ‌ها در موتورهای مختلف و وابسته به نوع و ساختار آن موتورها قطعات متفاوتی وجود دارد اما بطور کلی قطعات مورد نیاز برای باز و بسته شدن صحیح سوپاپ‌ها عبارتند از میل بادامک ، بالابر ، میله فشارنده ، اسبک سوپاپ ، انگشتی سوپاپ و فنرهای سوپاپ البته محل و ترتیب سوپاپ‌ها در وجود یا عدم وجود این قطعات موثر است.

سیستم سوپاپ :

ریشه لغوی

سوپاپ یک کلمه فرانسوی (Soupape) است که در زبان ما به همان شکل اصلی استعمال می‌گردد. معنی دقیق آن دریچه است. لیکن معنی رایج آن عبارت است از یکی از قطعات موتور که روی سیلندر موتور قرار می‌گیرد و ورود هوا و خروج دود را کنترل می‌کند. البته در مواردی به دریچه‌های موجود در تلمبه‌های آب نیز اطلاق می‌گردد.

دید کلی

هنگامی که فردی قصد ورود به فروشگاه یا خروج از آنجا را داشته باشد باز می‌شود و در زمانهای دیگر بسته می‌ماند. لازم به ذکر است که سوپاپ برای باز و بسته شدن نظم خاصی پیروی می‌کنند (در مثال مذکور عامل نظم دهنده ورود و خروخ افراد می‌باشد). همانگونه که می‌دانید موتوهای احتراقی جهت تولید قدرت می‌بایست بتوانند مواد سوختنی را بسوزانند و این کار را در سیلندر موتور انجام می‌دهند. و بدیهی است که برای انجام عمل سوختن به سه چیز نیاز است. ماده سوختنی ، حرارت و اکسیژن.

بنابراین می‌بایست هر موتور (سیلندرهای موتور) با هوای بیرون در ارتباط باشد تا بتواند اکسیژن هوا را دریافت کند و پس از احتراق گازهای حاصل از احتراق را (که عمدتا آب و دی‌اکسید کربن است) به هوا برگرداند. از طرف دیگر چون تولید قدرت در موتور بدین شکل است که ابتدا می‌بایست گاز وارد شده متراکم سازند و پس از تراکم آن در مرحله انفجار حرکت مولکولهای گاز محترق شده را به حرکت جنبشی پیستون تبدیل نمایند لازم است که محیط انجام این فعالیت (سیلندر) کاملا بسته بود. و با محیط بیرون هیچ ارتباطی نداشته باشد بنابراین از سوپاپ‌ها استفاده می‌شود تا در زمانهای مناسب ارتباط میان سیلندر و محیط بیرون را قطع یا وصل نمایند.

انواع سوپاپ‌ها

• سوپاپ هوا : از لحاظ اندازه مقداری بزرگتر از سوپاپ دور است و در دمای پایین‌تری کار می‌کند.
  
• سوپاپ دود : به علت تماس مداوم با احتراق یا گازها داغ ناشی از احتراق دمای بالاتری دارد. و البته از لحاظ اندازه هم کوچکتر است.

ساختمان سوپاپ

سوپاپ‌های متداول امروزی معمولا از نوع سوپاپ قارچی شکل یا پایه‌دار می‌باشند. این سوپاپ‌ها شامل یک ساقه (که به مشابه ساقه قارچ است) و یک سه تخت و پهن (که مشابه کلاهک قارچ) می‌باشند. همچنین سه سوپاپ دارای یک لبه مورب است که وجه نامیده می‌شود. همچنین محل قراررگیری سوپاپ که در سرسیلندر و یا خود سیلندر قرار دارد نیز دارای یک لبه به نام نشیمنگاه است.

در انتهای دیگر سوپاپ یعنی بر روی ساقه آن یک یا گاهاً دو فنر قوی قرار دارد که بوسیله یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شده‌اند. فنر سوپاپ موجب می‌گردد تا وجه سوپاپ بر روی نشیمنگاه سوپاپ محکم نگهداشته شده و بدین ترتیب از هر گونه نشتی در زمانهای تراکم و قدرت جلوگیری شود. زاویه رایج برای وجه و نشیمنگاه سوپاپ 45 درجه است. اما برای سوپاپ‌های هوا گاهی از زاویه 30 درجه نیز استفاده می‌شود.

مواد ساختمانی و ترکیبات سوپاپ

از آنجایی که سوپاپ‌ها در مقابل حرارات زیادی قرار گرفته و با سرعت زیادی کار می‌کنند در معرض فشار و فرسودگی قابل ملاحظه‌ای قرار دارند، بدیهی است که سوپاپ تخلیه گازهای ناشی از احتراق ، داغتر از سوپاپ تنفس می‌شود، زیرا تقریبا در معرض یک شعله مداوم قرار دارد. در حقیقت در شرایطی که موتور زیر بار قرار می‌گیرد، حرارت آن ممکن است آنقدر بالا رود که سوپاپ به رنگ قرمز کدر درآید.

به منظور ایجاد مقاومت در مقابل شکستگی ، زنگ زدگی ، تاب برداشتن و فرسودگی سریع ، سوپاپ‌های تخلیه از آلیاژ فولاد مخصوصی ساخته می‌شوند که دارای مقادیر نسبتا زیادی از کروم ، نیکل ، سیلیس و مقدار کمتری از سایر فلزات می‌‌باشد. سوپاپ‌های تنفس بسیار خنک‌تر از سوپاپ‌های دود ، کار می‌کند. بنابراین کمتر در معرض سوختن ، زنگ زدن و فرسودگی قرار دارند.

گاید یا راهنمای سوپاپ

ساقه سوپاپ در داخل یک بوش (آستری قابل تعویض) که به آن گاید یا راهنمای سوپاپ گفته می‌شود حرکت می‌کند در تعداد معدودی از موتورهای گاید ، سوپاپ وجود ندارد جز یک سوراخ که در بدنه سیلندر یا سرسیلندر تعبیه شده است. اما در اکثر موتور خودروهای گاید قابل تعویض می‌باشد.

ساقه سوپاپ می بایستی در داخل راهنمای خود (گاید) به راحتی حرکت کند. اما تماس و جفت شدن آن دقیق آن با دیواره‌های گاید برای کنترل روغنکاری و جلوگیری از به هدر رفتن روغن و نیز به هدر رفتن گازها در مرحله متراکم ، بسیار مهم می‌باشد. بعضی از موتورها به درزگیر‌های راهنمای سوپاپ مجهز می‌شوند تا اینکه به کنترل این موارد کمک نمایند.

لقی ساق سوپاپ

در فاصله میان ساقه سوپاپ‌ها و گایدهای آنها می‌بایست یک لقی مناسب وجود داشته باشد همانگونه که ذکر شد لقی بیش از اندازه به روغن اجازه می‌دهد که به طرف پایین ساق سوپاپ ، و به درون مجاری ورودی هوا و خروجی دود جریان یابد و سبب افزایش مصرف روغن گردد.

هرچند که این لقی می‌بایست به اندازه‌ای باشد که اجازه ورود مقداری روغن را جهت روانسازی به هادی سوپاپ بدهد، لقی مذکور به علت اختلاف اندازه میان قطر ساق سوپاپ و قطر داخلی هادی سوپاپ‌ها بوجود می‌آید. قطر این قطعات و در نتیجه میزان لقی قابل قبول ساقه سوپاپ‌ها در دفترچه راهنمای سازنده مشخص شده است.

نشیمنگاه سوپاپ

وقتی که فنر سوپاپ ، لبه سوپاپ را در مقابل نشیمنگاه سوپاپ بطور محکم فشار دهد، آب بندی صورت می‌گیرد. ماشین کاری نشیمنگاه ممکن است. مستقیما روی سه سیاندر و یا روی حلقه نشیمنگاهی مقاومی که در درون سه سیلندر قرار می‌گیرد و از جنس فولاد مقاوم ساخته می‌شود انجام پذیرد. گاهی برای کاهش فرسودگی در نشیمنگاهها از بوش‌ها استفاده می‌کنند.

مزیت دیگر بوش‌های نشیمنگاه (علاوه بر کاهش فرسودگی) اینست که به آسانی قابل تعویض بوده و نیاز به ماشین کار را از بین می‌برند لازم به ذکر است که در صورت پدیدار شدن فرسودگی در لبه سوپاپ‌ها و یا در نشیمنگاه ، هر دوی آنها را می‌توان با عملیات سنگ زنی تغییر کرد، سطح تماس بین لبه سوپاپ و نشیمنگاه آن باید آنقدر پهن باشد تا اجازه انتقال گره را بدهد و آنقدر باریک باشد تا به از بین بردن رسوبات کمک کند. لازم به ذکر است که شکل هندسی صحیح لبه‌های سوپاپ‌ها و نشیمنگاهها توسط سازنده ذکر است.

طرز کار سوپاپ

همانگونه که ذکر شد سوپاپ‌ها وظیفه دارند تا در زمانهای مناسب ابتدا هوا را وارد سیلندر سازند. پس از آن در مراحل متراکم و قدرت (احتراق سوخت) بسته بمانند و سپس در مرحله تخلیه گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کند. اما مکانیسم عمل سوپاپ چگونه است و این تنظیم زمانی و نیز نیروی محرکه سوپاپ‌ها از کجا می‌آید؟

زمانبندی کار سوپاپ‌ها

محل زمانبندی و تنظیم زمانهای باز شدن یا بسته ماندن سوپاپ‌ها را قطعه‌ای به نام میل بادامک انجام می‌هد. این میله با توجه به ساختار و شکل برجستگیهای روی آن (بادامک‌ها) تعیین می‌کند که سوپاپ‌ها می‌بایست در چه زمانی باز شده و پس از آن بسته شوند. همچنین تعیین می‌کند که بسته ماندن سوپاپ‌ها می‌بایست تاکی ادامه پیدا کند. همانگونه که ذکر شد حرکات و باز و بسته شدن سوپاپ‌ها می‌بایست کاملا هماهنگ باشد با حرکات بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر. برای تامین کردن این هماهنگی در ساختمان موتورها میل بادامک‌ها را در ارتباط ثابت و همیشگی با میل سنگ نگه می‌دارند.

از آنجا که میل لنگ تحت تاثیر حرکات بالا و پایین پیستون می‌چرخد از اینرو حرکت میل بادامک به خودی خود با حرکت پیستون هماهنگ می‌شود. این هماهنگی باعث می‌شود تا در لحظه پایین آمدن در ابتدای کورس خود ، به منظور مکش هوا به داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوا را باز کند. اینکار تا زمانی ادامه می‌یابد که پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی سازد در این زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو بسته شده‌اند. بسته بودن سوپاپ تا پایان مرحله قدرت ادامه پیدا می‌کند در این لحظه با شروع پیستون به حرکت رو به بالای خود سوپاپ دود هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا باز می‌ماند. پس از آن سیکل جدیدی آغاز می‌شود.

سیستم راه انداز سوپاپ

برای راه اندازی و باز بسته کردن سوپاپ‌ها در موتورهای مختلف و وابسته به نوع و ساختار آن موتورها قطعات متفاوتی وجود دارد اما بطور کلی قطعات مورد نیاز برای باز و بسته شدن صحیح سوپاپ‌ها عبارتند از میل بادامک ، بالابر ، میله فشارنده ، اسبک سوپاپ ، انگشتی سوپاپ و فنرهای سوپاپ البته محل و ترتیب سوپاپ‌ها در وجود یا عدم وجود این قطعات موثر است.

سیلندر :

ریشه لغوی

کلمه سیلندر (Cylinder) یک کلمه انگلیسی است که به شکل دست نخورده در زبان فارسی استعمال می‌شود. معنای اصلی سیلندر «استوانه» می‌باشد.

دید کلی

سیلندر موتور به قسمت استوانه‌ای شکل موتور گفته می‌شود که قطعات دیگر نظیر پیستون درون آن قرار گرفته و بالا و پایین می‌روند. شکل کلی سلندرها یک استوانه‌ای است که از هر دو طرف باز است. به عنوان مثال اگر قسمت تحتانی یک لیوان را از جایی ببریم که قطر آن با قطر دهانه لیوان یکسان باشد یک سیلندر ساخته‌ایم. سیلندر موتور در تمامی موتورهای احتراق داخلی (خواه چهارزمانه باشد خواه دوزمانه) وجود دارد.

لیکن شکل آن متناسب با نوع موتور متفاوت است. همچنین ابعاد سیلندر نیز متناسب با توان اسمی موتور و تعداد سیلندرهای آن متفاوت است. در معنای کاربردی کلمه سیلندر نه تنها به یک استوانه توخالی بلکه به بدنه اصلی موتور گفته می‌شود که شامل سیلندرها و نیز پوسته پوشاننده اطراف آنها مجاور عبور آب برای خنک کاری سیلندر و نیز مجاری روغن گفته می‌شود. سیلندر قسمت اصلی یک موتور است و سایر قسمت‌های موتور به آن وصل می‌شوند.

تاریخچه

اصولا هر موتور احتراقی برای تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی حداقل به یک سیلندر نیاز دارد (اعم از موتورهای احتراق داخلی یا موتورهای احتراق خارجی) حتی قبل از سال 1700 میلادی موتورهایی ساخته شده بودند که دارای سیلندر بودند. لیکن اولین کاربرد واقعی و عملی سیلندر با اختراع اولین موتور بخار توسط جیمز وات در سال 1769 اتفاق افتاد. وی یک موتور بخار ساخته بود که از یک سیلندر و یک پیستون و یک چرخ طیار تشکیل شده بود. از آن تاریخ تا به امروز هر موتور احتراقی که ساخته شده است. در ساختمان خود قسمت سیلندر را داشته است. لیکن شکل ، اندازه ، نحوه قرارگیری و آرایش سیلندرها و تعداد آنها در بلوک سیلندر با توجه به قدرت مورد نیاز و اندازه موتور متفاوت بوده است.

تقسیمات و انواع سیلندر

همانطور که ذکر شد سیلندر‌ها دارای طیف وسیعی از اندازه و تعداد می‌باشند. لیکن تقسیم‌بندی سیلندرها را می‌توان بر اساس نحوه ساخت و ریخت داخلی آنها انجام داد. چرا که هر گروه از سیلندرها در ابعاد و تعداد مختلف ساخته می‌شوند. بدنه موتورها یا همان بلوک سیلندر معمولا به شکل ریخته‌گری و از جنس چدن یا آلیاژ آلومینیم می‌سازند. در حین ساخت این قطعه ریخته‌گری مجاری عبور آب را نیز در درون آن تعبیه می‌کنند. پس از تولید بدنه مجاری عبور روغن از طریق سوراخکاری در بدنه بلوک سیلندر ایجاد می‌شوند. البته ممکن است این مجاری نیز در مرحله ریخته‌گری تعبیه شوند. برای سیلندرهایی که پیستون درون آنها حرکت می‌کند می‌توان یکی از ساختارهای زیر را بکار برد.

• بلوک یکجا :
  در موتور اکثر وسایل نقلیه از آرایش بلوک یکجا استفاده می‌شود. که در آن سیلندرها مستقیما در بدنه بلوک سیلندر ریخته‌گری می‌شوند.
  
  

بلوک سیلندر :
به مجموعه سیلندرهای کنار یکدیگر و مجاری آب و روغن اطراف آنها اتلاق می‌گردد.

• بوش خشک :
  در این بلوک سیلندر دیواره داخلی سیلندر را از یک استوانه قابل تعویض می‌سازند که اصطلاحا به این استوانه قابل تعویض بوش می‌گویند. کلمه خشک را نیز به این دلیل به کار می‌برند که آب خننک کننده موتور مستقیما با دیواره این بوش در تماس نیست.
  
  
• بوش تر :
  در این بلوک سیلندر دیواره داخلی سیلندر را یک بوش تشکیل می‌دهد لیکن این بوش بصورت مستقیم با آب سیستم خنک کاری موتور در تماس است و با آن از طریق مستقیم تبادل حرارتی انجام می‌دهد.

ساختار

سیلندرها استوانه‌های توخالی هستند که محل بالا و پایین رفتن پیستون می‌باشند. لیکن چگونگی و کیفیت سطح داخلی سیلندرها که در تماس با پیستون است بسیار مهم است. دیواره‌های چدنی یا آلو مینیمی سیلندرها به منظور فراهم آوردن یک سطح صاف برای حرکت پیستون‌ها باید صیقل زده شود. صیقلی بودن سطح داخلی سیلندرها به خاطر کم کردن اصطکاک میان پیستون و جداره سیلندر است. البته بدیهی است که اصطکاک باعث تولید حرارت اضافی و هدر رفتن انرژی می‌شود که می‌بایست تا حدامکان از آن جلوگیری کرد.

برای این منظور از روغن نیز استفاده می‌شود. سیلندرها و بوش‌ها دارای سطح پرداخت شده‌ای (صیقل خورده) می‌باشند که دارای هاشورهای (شیارهای) بسیار کوچکی است که به شکل متقاطع و در حین حرکت بالا و پایین سنگ سمباده در درون سیلندر ایجاد شده است. این هاشورهای متقاطع از گیر کردن رینگ‌های پیستون جلوگیری کرده و در ضمن سطحی را برای نگهداری روغن روان‌ساز فراهم می‌آورند.

کاربردها

همانگونه که گفته شد، سیلندر موتور جزیره لاینفک موتورهای احتراقی می‌باشد. چنانچه ساختار سیلندر به شکل امروزی مورد استفاده ، وجود نداشت. استفاده از موتورهای احتراقی تولید کننده توان ، عملا غیر ممکن بود.

سرسیلندر:

ریشه لغوی

این ترکیب دو کلمه‌ای برای بیان یک قطعه از موتور بکار می‌رود. لیکن از دو کلمه «سر» و «سیلندر» تشکیل شده است و به معنای قطعه‌ای است که بر قسمت فوقانی سیلندر موتور نصب می‌گردد.

دید کلی

چنانچه بلوک سیلندر یک موتور را به تنهایی دیده‌ باشید. متوجه شده‌اید که قسمت فوقانی آن باز بوده و پیستونها در درون سیلندرها قابل دیدن می‌باشند. در ضمن سوراخهایی در بدنه موتور وجود دارد (بدنه موتورهای بلوک سیلندر است) که انتهای آنها باز است. برای تکمیل شدن ساختار بلوک سیلندر به سرسیلندر نیاز است.

ساختمان سرسیلندر

سرسیلندر یک قطعه ریخته‌گری شده است که معمولا از جنس چدن یا آلیاژهای آهن ، مس یا آلومینیم ساخته می‌شود. شکل کلی سرسیلندر متانسب است با شکل سیلندر موتور به نحوی که می‌بایست تمام قسمت‌های آنها بر یکدیگر منطبق باشند. (لازم به ذکر است که موتورهای دوزمانه فاقد سرسیلندر می‌باشند) سرسیلندر می‌بایست با قسمت فوقانی سیلندر و سرسیلندر تطابق کامل داشته باشد تا بتواند از نشست گازهای محبوس در سیلندر یا گاز محترق در اتاقک انفجار جلوگیری کند.

در ضمن می‌بایست سرسیلندر دارای مجاری در امتداد مجاری سیلندر داشته باشد تا جریان آب و روغن از پوسته موتور به سرسیلندر رفته و پس از انجام وظایف روغن کاری و خنک کاری دوباره به سیلندر برگردد. البته برای انجام آب بندی کامل میان سیلندر و سرسیلندر از یک واشر استفاده می‌شود. جنس این واشر از مس و پنبه نسوز است که باعث می‌شود تا از محل اتصال سیلندر و سرسیلندر هیچگونه عبور گاز یا مایعی اتفاق نیافتد. (آب بندی : جلوگیری از نشست یک سیال).

در ضمن سرسیلندر به وسیله پیچ کاملا به بدنه موتور چسبانیده می‌شود. سرسیلندر می‌بایست دارای یک سطح بسیار صاف و پرداخت شده در قسمت تحتانی باشد. البته این حالت برای سطح فوقانی سیلندر نیز الزامی است. تاب برداشتگی یا وجود خراش‌های عمیق در قسمت بالای بدنه موتور و یا قسمت تحتانی سرسیلندر می‌تواند مانع آب بندی کامل گردد. که در صورت جزئی بودن این نقایص می‌توان با صفحه تراشی آنها را رفع نمود.

قطعات سرسیلندر

سرسیلندر دارای مجاری متعددی می‌باشد. برخی از آنها جهت آب و روغن تعبیه شده اند. گروهی دیگر از این مجاری جهت ورود هوا به داخل اتاقک احتراق تعبیه شده‌اند، که به آنها مانیفولد هوا می‌گویند. گروه سوم جهت خارج کردن گازهای ناشی از احتراق از اتاقک احتراق در نظر گرفته شده‌اند که به آنها مانیفولد دود می‌گویند.


سیستم دیگری که بر روی سرسیلندر موتورها نصب می‌شود ، سیستم سوپاپ‌ها است. که شامل سوپاپ ، میل سوپاپ ، اسبک‌ها ، فنرها و دیگر تجهیزات مربوطه می‌باشد. البته محل قرار گیری سوپاپ‌ها در سرسیلندر نیز به شکل متناسب با سوپاپ‌ها از قبل تعبیه شده است و برای آب بندی آنها ، عملیات ماشین کاری بر روی آنها انجام شده است.

اتاقک احتراق

که عمل تراکم مخلوط هوا و سوخت و نیز عمل انفجار این مخلوط در آنجا صورت می‌گیرد، نیز در بدنه سرسیلندر تعبیه شده‌ است که از لحاظ شکل و ابعاد دارای گونه‌های فراوانی است. ناگفته نماند که سرسیلندر در زیر یک درپوش محفوظ است.

طرز کار

قطعات عمده سرسیلندر که تحرک دارند همان سوپاپ‌های سرسیلندر می‌باشد که می‌بایست بصورت بسیار دقیق و متناسب با حرکات پیستون باز و بسته شوند. عمل باز و بسته شدن این سوپاپ‌ها و نیز زمان بندی آن (تعیین مدت زمان بسته بودن یا باز بودن سوپاپ‌ها) بوسیله میل بادامک انجام می‌پذیرد. قسمت‌های دیگر سرسیلندر که فاقد تحرک هستند کافیست که در برابر حرارت‌های بالای ایجاد شده در اثر احتراق و نیز در برابر شوک‌های بوجود آمده در اثر انفجار سوخت پایداری داشته باشند. و البته باز بودن مجاری عبور آب و روغن نیز ضروری است.

کاربرد

سرسیلندرها تنها در موتورهای احتراق داخلی چهارزمانه وجود دارند و علت استفاده از آنها این است که اگر به علت خرابی نیاز باشد که سیلندرها یا پیستونها دستکاری شوند، یا برداشته شوند، با باز کردن سرسیلندر دسترسی به آنها بسیار ساده‌تر خواهد بود.

رینگ پیستون:

ریشه لغوی

رینگ یک کلمه انگلیسی (Ringe) است که به همان شکل اصلی در زبان ما رایج شده است و معنای آن حلقه می‌باشد و در اصطلاح به حلقه‌های فلزی گفته می‌شود که در روی پیستون قرار می‌گیرند.

رینگ پیستون چیست؟

برای آنکه تصور درستی از رینگ و پیستون داشته باشید به مثال ساده زیر توجه کنید. در نظر بگیرید که یک قوطی کنسرو ماهی را به سطح صافی مثل یک تکه فلز ، شیشه آینه‌ای و... تکیه دهید حال از کنار به محل تماس قوطی و سطح نگاه کنید مشاهده خواهید نمود که قوطی کنسرو از لبه‌های فوقانی و تحتانی که مقداری برجسته‌تر است به سطح مذکور چسبیده است و مابقی ته قوطی با کمی فاصله نسبت به سطح صاف قرار دارد. در واقع رینگ‌های پیستون همان برجستگیها می‌باشند و بدنه قوطی هم به مشابه بدنه پیستون.

وظیفه رینگ‌های پیستون

در استفاده از رینگ‌ها در ساختمان پیستونها یک سری اهداف دنبال می‌شود که اهم آنها عبارتند از:

• کاهش سطح تماس میان پیستون و جداره سیلندر تا حداقل ممکن
  
• نگهداری و حفظ تراکم در قسمت فوقانی پیستون
  
• جلوگیری از اصطکاک و ممانعت از فرسودگی بیش از حد
  
• کنترل روغن و روغنکاری در فاصله بین دیواره سیلندر و پیستون
  
• انتقال حرارت از پیستون به دیواره سیلندر

ساختار رینگ‌های پیستون

رینگ‌های پیستون از جنس چدن خاکستری ساخته می‌شوند، زیرا فلزی است مقاوم که در برابر گرما حساسیت کمی از خود نشان می‌دهد و در ضمن دارای قابلیت ارتجاعی خوبی می‌باشد. تعدا رینگ‌ها در هر پیستون بسته به نوع موتور و تراکم مورد نظر از سه تا پنج و گاهی تا هفت رینگ متغیر می‌باشد. موتورهای بنزینی معمولی بندرت دارای بیش از سه تا چهار رینگ هستند اما موتورهای دیزلی معمولا دارای 5 تا 7 رینگ در هر پیستون می‌باشند

انوع رینگ‌ها

رینگ‌ها برحسب کار مخصوصی که انجام می‌دهند و نیز برحسب محل قرارگیری شان بر روی پیستون طبقه‌بندی می‌گردند. بر این اساس رینگ‌ها به دو گروه رینگ‌های روغن تقسیم می‌شوند.

طرز کار رینگهای مختلف

رینگ‌های متراکم

این رینگ‌ها از نشست یا فرار گاز از کنار پیستون در زمان تراکم و نیز در زمان قدرت جلوگیری می‌کند و در موقع پایین آمدن در زمان تنس عمل پاک کردن روغن را انجام می دهد. رینگ مذکور توسط رینگ روغن بر روی سطح داخلی سیلندر قرار داده شده است. رینگ‌های متراکم با انبساط خود به طرف خارج به دیواره سیلندر چسبیده و گازبندی خوبی را بوجود می‌آورند.

رینگ‌های متراکم توسط نیروهای حاصله از انبساط خود و همچنین توسط فشار احتراق که در زمان محترق شدن سوخت در پشت آنها بوجود می‌آید منبسط شده و به دیواره داخلی سیلندر می چسبند. رینگ‌های متراکم یک تکه ساخته شده و همیشه در شیارهای نزدیک به سر پیستون قرار می‌گیرند (شیارهای بالاتر از رینگ‌های روغن).

رینگ‌های روغن

یکی از انواع رینگ‌های شیاردار ، سوراخ‌دار یا چاک‌دار می‌باشند و معمولا در پایین‌ترین شیار در بالای انگشتی پیستون یا در یک شیار نزدیک به انتهای بدنه پیستون قرار می‌گیرند. کار رینگ‌های روغن این است که پخش روغن روی جدار سیلندر را کنترل کرده و از مصرف غیر ضروری و اضافی روغن جلوگیری نمایند.

کاربرد ویژه رینگ‌های پیستون

برای کنترل بهتر روغن ، اغلب از منبسط کننده‌های فنری در پشت رینگ‌های روغن استفاده می‌شود. در بعضی از موتورهای رینگ‌های روغن هم از بالا و هم در پایین انگشتی پیستون مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ضمن هر رینگ دارای یک دهانه است که با باز و بسته کردن آن می‌توان قطر رینگ‌ها را در موقع نصب کردن روی پیستون یا قرار دادن پیستون داخل سیلندر ، کم و زیاد کرد.

پیستون :

ریشه لغوی

پیستون شکل دست نخورده کلمه (Piston) است که از زبان انگلیسی به زبان ما وارد شده است و به یکی از قطعات موتور اطلاق می‌شود.

ساختمان پیستون

پیستونها به شکل یک استوانه توخالی هستند که یک سر آنها بسته و سر دیگرشان باز است که از طریق این سر و بوسیله شاتون به میل لنگ متصل می‌شود البته معمولا قطر پیستون در سر باز آن بیشتر است. به عنوان یک مثال اگر یک استکان را برگردانید تقریبا شکل کلی یک پیستون را خواهید دید.

طول پیستونها معمولا کمی بیشتر از قطرشان است و تا حد امکان سبک ساخته می‌شوند. پیستونها می‌بایست دارای استحکام لازم بوده و کیفیت بالایی داشته باشند در ضمن می‌بایست بتوانند به خوبی حرارت را هدایت کنند. هدایت حرارت در پیستون بسیار حیاتی است زیرا در غیر اینصورت پیستون بسیار داغ شده و خطر چسبیدن آن بر اثر انبساط به جداره سیلندر پیش می‌آید.

مواد ساختمانی

موادی که برای ساختن پیستونها بکار می‌روند عبارتند از چدن خاکستری ، فولاد ریخته گری ، و آلیاژ آلومینیوم. از چدن یا فولاد معمولا در ساختار پیستونهای موتورهای سنگین که به سرعت زیاد و شتاب آنی نیاز ندارند استفاده می‌شود. در اغلب موتورهای اتومبیلها از پیستونهایی استفاده می‌شود که با آلیاژ آلومینیوم ساخته شده‌اند. دلیل این تفاوت اینست که مواد بکار رفته در پیستونهای اتومبیل‌ها با وزن سبکتر خود اجازه کار در سرعت‌های بیشتر و انعطاف پذیری در سرعت‌های مختلف را به پیستونها می‌دهند.

از طرف دیگر در بعضی از موتورهای سنگین از پیستونهای آلیاژ آلومینیومی به لحاظ داشتن خواص رسانش گرمایی مناسب این ماده استفاده می‌شود بدین ترتیب که استفاده از آن ، کنترل بهتر حرارت محفظه احتراق را فراهم آورده و بنابراین باعث کنترل بهتر احتراق می‌گردد. پیستونهای چدنی در مقابل فرسودگی مقاومت بیشتری داشته شی کمتری در داخل سیلندر نسبت به پیستونهای آلومینیومی نیاز دارند (اصطلاح لقی پیستون به فاصله میان پیستون و جداره سیلندر گفته می شود). پیستونها چدنی گاهی اوقات با قلع یا یک فلز مخصوص روکش داده می‌شوند تا جلای صاف‌تر و مقاومت بهتری در مقابل فرسودگی بوجود آورند.

عیب پیستونهای آلومینیومی

عیب مهم پیستونهای آلیاژ آلومینیومی اینست که دارای ضریب انبساط بالایی می‌باشند. این بدان معناست که لقی در این پیستون می‌بایست اندکی بیشتر از لقی در پیستونهای چدنی باشد، معمولا برای جلوگیری از انبساط پیستونها از روشهای مخصوصی استفاده می‌شود که در ذیل چهار روش رایج آنها را به اختصار می‌کنیم.

روش اول

در این روش مقطع بدنه پیستون را به جای آنکه به شکل دایره بسازند. به شکل بیضی عمود بر محور انگشتی پیستون و قطر کوچک آن در جهت انگشتی پیستون باشد.

روش دوم

در این روش برای کنترل کردن انبساط پیستون بر اثر حرارت یک سری شکافهای عمودی و افقی و یا فرو رفتگیهایی در بدنه پیستون ایجاد می‌گردد.

روش سوم

در این روش برای کنترل انبساط حرارتی پیستون از روش تقویت کردن یا دو فلزی نمودن قسمتی از پیستون که در معرض حرارت بیشتری قرار دارد، استفاده می‌گردد. بدین ترتیب که در داخل پیستون نواری از فولاد یا یک فلز مخصوص (که فلز غیر قابل تغییر نامیده می‌شود) قرار می‌دهند و روی آنها را با ماده اصلی یا آلیاژ‌های آلومینیوم پوشش می‌دهند. در بعضی از پیستونها مواد فولادی بصورت حلقه‌ای در موقع ریخته گری داخل پیستون قرار می‌گیرند.

روش چهارم

در این روش برای جلوگیری از انتقال حرارت سر پیستون (که در مجاورت احتراق سوخت است) به بدنه پیستون ، یک سر حرارتی شامل شیاری است که در نزدیکی سر پیستون و به موازات شیارهای رینگ ایجاد می‌شود با این عمل تا اندازه‌ای راهی که حرارت را از سر پیستون به بدنه آن منتقل می‌سازد کمتر می‌کنند. بنابراین بدنه زیاد گرم نمی‌شود و انبساط زیادی پیدا نمی‌کند.

قسمت‌های اصلی پیستون

قسمت‌های اصلی پیستون عبارتند از سر یا تاج ، شیارهای رینگ ، سطوح پیستون ، بدنه یا دامن و سوراخ انگشتی.

سر یا تاج پیستون

این قسمت سطح بالایی پیستون است معمولا دایره‌ای شکل است و نیروی تولید شده توسط سوخت مستقیما روی آن وارد می‌شود سر بعضی از پیستونها خصوصا پیستونهای موتورهای دوزمانه و موتورهای دیزلی فرمدار ساخته می‌شود.

شیارهای رینگ

شیارهای محل قرار گرفتن رینگ‌ها در قسمت بالای پیستون می‌باشند در هر پیستون معمولا 3تا 5 شیار رینگ وجود دارد. پایین‌ترین شیارها متعلق به رینگ‌های روغن می‌باشد و همین دلیل در ته این شیار منافذی برای ورود روغن به داخل پیستون تعبیه شده است.

سطوح پیستون‌ها

تکیه گاهها یا سطوح عبارتست از لبه‌هایی که بین شیارهای رینگ قرار گرفته‌اند بگونه‌ای که رینگها را در شیارهای خود نگه داشته و حمایت می‌کنند.

بدنه یا دامن پیستون

بدنه پیستون به قسمت خارجی آن گفته می‌شود که در زیر شیارهای رینگ قرار دارد. پیستون توسط بدنه در حالت راست قرار می‌گیرد.

سوراخ انگشتی

سوراخ انگشتی محلی است که شاتون بوسیله انگشتی به پیستون متصل می‌گردد. اطراف دو سوراخ انگشتی پیستون (در داخل پیستون) ضخیم‌تر ساخته شده است تا استقامت این سوراخها افزایش یابد. هر یک از این قسمت‌ها ، برجستگی انگشتی پیستون نامیده می‌شود.

طرز کار پیستون

همانگونه که ذکر شد پیستون اولین قطعه متحرک موتور است که باعث می‌شود تا انرژی آزاد شده از احتراق سوخت در دسترس قرار بگیرد. بدین منظور پیستون با حرکات خود ابتدا باعث ورود هوا و یا مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر می‌شود (در هنگام حرکت به سمت پایین) ، سپس باعث فشرده شدن مخلوط مذکور می‌گردد و در ضمن به نحو رضایت بخشی از نشت کردن گازها جلوگیری می‌کند (در هنگام حرکت رو به بالا) ، پس از عمل احتراق انرژی آزاد شده توسط پیستون جذب شده و با کمک شاتون به میل لنگ منتقل می‌گردد. و در نهایت پیستون باعث بیرون راندن گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر می‌گردد.

کاربرد ویژه

از پیستون در ساختمان موتورهای احتراق خارجی و موتورهای رفت و برگشتی استفاده می‌شود.

شمع چیست؟

دیدکلی

شمع در سیستم جرقه وظیفه دارد امکان جهش جرقه برای احتراق مخلوط سوخت و هوا را در سیلندر از فاصله الکترودهای خود فراهم نماید. برای این منظور باید در مقابل ولتاژ زیاد تولید شده در کوئل کاملا عایق بندی شده باشد. شمعها باید از نظر اختلاف سطح زیاد ، خوب عایق بوده و دارای مقاومت مکانیکی (فشار کار سیلندر) و مقاومت در حرارت (حرارت درسیلندر) ، که حرارت احتراق تقریبا حدود 2000 درجه سانتیگراد و فشار آن حدود 40 اتمسفر است، باشند. یک موتورچهار زمانه که 4200 دور در دقیقه بزند، 35 بار در هر ثانیه یک شمع جرقه می‌زند. به علت این بار شدید الکترودهای شمع که در محوطه احتراق واقع شده‌اند، تحت تاثیر این فشار و حرارت واقع می‌شوند و باید بتوانند تمامی عوامل ناشی از احتراق سیلندر را بخوبی تحمل نمایند.

ساختمان شمع

پایه شمع

قسمتی که در داخل سر سیلندر پیچ می‌شود، پایه نامیده می‌شود. در قسمت داخلی انتهای آن یک یا دو زائده فلزی تعبیه شده است، که الکترود منفی نامیده می‌‌شود. امروزه در اکثر موراد موتورهای سیستم اینچی نیز از شمعهایی با پیچ میلیمتری دنده ریز از نوع M14x1025 (قطر خارجی پیچ 14 میلی متر و گام دنده 1.25 استفاده می‌کنند) و در موتورهای دوزمانه برای بعضی موارد خاص ، شمعهایی با نوع 105×18 M نیز بکار می‌رود. در موارد نادر نیز استعمال شمعهایی با پیچ M12X1.25 و SAE 7/8 به چشم می‌خورد.

میله مرکزی و الکترودها

میله مرکزی در وسط شمع قرار گرفته است که قسمت ابتدایی آن به وایریکه از دلکو می‌آید، بسته می‌شود و قسمت انتهایی آن تشکیل الکترود مثبت را می‌دهد. این الکترود نسبت به جداره‌ها عایق الکتریکی گردیده و جنس آن از آلیاز بسیار پر مقاومت در برابر حرارت درست شده است که آلیاژی از نیکل ، منگنز و یا آلیاژ آهن کروم می‌باشد. در عین حال قابلیت انتقال حرارت خوب دارند و الکترود منفی که روی پایه تعبیه شده ، کار اتصال را انجام می‌دهد. فاصله الکترود شمع ، تأثیر مستقیم در کیفیت جرقه دارد. بدین معنی که هر قدر فاصله الکترودها بیشتر باشد، زمان اثر جرقه بیشتر و ولتاژ تولید شده در کوئل نیز زیادتر است.

در نتیجه احتراق بهتر و کاملتر صورت می‌گیرد. ولی باید توجه نمود که ولتاژ تولید شده در کوئل ممکن است به شدت به کوئل صدمه بزند و حتی آن را بسوزاند. همچنین فاصله کم الکترود شمع ، ولتاژ لازم برای جرقه را در کوئل تقلیل می‌دهد و د رنتیجه احتراق کامل و مطلوب در سیلندر انجام نمی‌شود. فاصله الکترودهای شمع در سیستم جرقه باطری دار معمولا 0.7 تا 0.9 میلی متر و در بعضی موارد حتی تا 1 میلی متر و در سیستم جرقه ماکنتی مانند موتورسیکلت 0.4 تا 0.5 میلی متر است که باید هر چند وقت یکبار این فاصله به کمک فیلتر تنظیم گردد.

عایق شمع

قسمت عایقی که در بین بدنه و میله مرکزی شمع قرار می‌گیرد، قسمت حساس و اصلی شمع را تشکیل می‌دهد. عایقهایی که در شمع بکار می‌رود، معمولا از چینی یا سرامیک یا از جنس اکسیدهای مختلف آلومینیوم (پیرانیت – کروندیت) بتونه شده می‌باشد. این عایقها می‌توانند از 7 تا 800 درجه سانتیگراد در مقابل حرارت عبور جریان مقاومت کنند، در حالیکه در حرارت 1000 درجه سانتیگراد کم کم مقاومت خود را از دست می‌دهند. در بعضی از شمعها قسمت چینی آن طوری ساخته شده است که می‌توان با باز نمودن یک مهره ضامن از روی پایه فلزی آن را بیرون آورد. این نوع شمعها به نام شمعهای دوتکه معروف هستند.

شمع موتورهای دو زمانه

معمولا شمع در موتورهای دو زمانه تحت تاثیر بار بیشتری نسبت به موتورهای چهار زمانه واقع می‌شود. زیرا اولا تعداد جرقه‌های موتور دو زمانه مخلوط بنزین و روغن است و از طرفی شمع فرصت کافی برای خنک شدن ندارد، در نتیجه احتمال کثیف شدن و دوده گرفتن و سوختن الکترودهای آن بیشتر است. بنابراین شمع موتورهای دو زمانه باید دارای مقاومت بیشتر در مقابل عوامل مختلف در محوطه احتراق باشد. بدین جهت برای موتورهای دو زمانه شمعهای مخصوصی تهیه شده که خواص شمعهای همه کاره را دارند.

شمعهای همه کاره

شمعهای همه کاره ارزش حرارتی خیلی زیاد ، مثلا از 175 تا 240 دارند. به این علت حالات مختلف حرکت را بهتر تحمل می‌کنند. این شمعها با ساختمان خاصی که دارند، در حرکت آرام هم به حرارت کافی برای خود پاک کنی می‌رسند و در بار زیاد هم حرارت را با اطمینان منتقل می‌کنند و از خودسوزی جلوگیری می‌نمایند.

عمر شمع

در ایران بعضی از مکانیسین‌های اتومبیل ، به عمر شمع توجه کافی ندارند و تا زمانی که عیب ظاهری در کار موتور ایجاد نشود، تعویض آن را توصیه نمی‌نمایند. در حالیکه گاهی یک شمع کار کرده ، علاوه بر اینکه بطور ناگهانی ممکن است از کار بیفتد، به مقدار زیادی از قدرت موتور می‌کاهد. معمولا این کاهش بدون توجه کافی محسوس نیست. به علاوه یک شمع ضعیف می‌تواند به مقدار زیاد در طرز روشن شدن موتور ، مصرف سوخت ، میزان گرم کردن و کنش موتور و بالاخره در استهلاک و دوام موتور مؤثر باشد. بنابراین این شمع را باید به موقع تعویض کرد. معمولا کارخانجات سازنده شمع تعویض هر شمع را برای 15000 کیلومتر کار موتور توصیه می‌نمایند. در موقع سرویس اتومبیل و موتور ، شمعها هم باید بازدید شوند.

عوامل موثر در طول عمر شمع

• در اثر سوختن شمع ، فاصله الکترودها تغییر پیدا می‌کند. فاصله الکترودها را با یک فیلتر آزمایش می‌نمایند و با یک اسباب کج کردن ، مانند دم باریک کوچک باید آن را به اندازه درست تنظیم کرد. معمولا برای تنظیم کردن الکترودها نباید با چکش روی الکترود زد، چون باعث شکستن آن می‌شود.
  
  
• شمعها کثیف را باید پاک کرد. می‌توان با یک برس آلوده به بنزین آن را برس زد و گودیهای آن را با یک چوب نازک پاک نمود. ولی بهتر است از دستگاه شن پاش برای پاک کردن شمع استفاده شود.
  
  
• آزمایش شمع باید تحت شرایط عادی باشد. این کار با دستگاه آزمایش شمع ، برای درست کار کردن آن انجام می‌گیرد و یا اینکه موقع کار کردن موتور در روی آن آزمایش می‌کنند. هنگامی که موتور به صورت در جا و دور آرام کار می‌کند، سر شمعها را یکایک با آچار پیچ گوشتی به بدنه موتور وصل می‌کنیم. در موقع وصل کردن سر شمع به بدنه موتور ، اگر دور موتور و صدای موتور تغییر نکرد، همان شمع کار نمی‌کند یا اینکه وایرها را از روی شمع بر می‌داریم که باز هم اگر دور و صدای موتور تغییر نکرد، همان شمع که وایرش را در آورده‌ایم، خراب است. اگر دور و صدای موتور تغییر کرد، یا موتور خواست خاموش شود، شمع سالم است و خوب کار می‌کند.

شمع ماشين چه كاری را انجام می دهد
اولين عمل موثر شمع ماشين ، آتش زدن مخلوط هوا و سوخت در احتراق داخلی موتور است. شمع ماشين بايد پالس الکتریکی با ولتاژ بالا را همراه با ٢٥٠٠٠ ولت بصورت مكرر به داخل محفظه احتراق موتور انتقال دهد. الكترودهای با دوام را از بين آنهايي كه جريان الکتریکی را می توانند قوس داده يا جرقه بزنند تا مخلوط هوا و سوخت در سيلندر را محترق ، پيش بيني و تهيه كنند. تحت شرايط فشار و حرارت شديد آماده اند تا ميليونها بار جرقه بزنند. ميزان عملكرد شمع ماشين همزمان با افزايش توان خروجی خودرو ، سخت تر و شديد تر می شود.

ساختار شمع :
شمع‌ها بطور كلی از چندین بخش تشكيل شده‌اند: بخش فلزی، عايق چينی، الكترودها ، واشرها، مهره سرشمع و پودرهوا بند
- بخش فلزی يا بدنه:
هر شمع دارای يك بخش فلزی است. بالای اين قسمت فلزی به شكل شش گوش است تا شمع به طور محكم در جا خود نصب شود. قسمت پايين اين بخش رزوه شده به روی سر سيلندر پيچيده می‌شود. يك الكترود منفی از قسمت پايينی بخش بيرون آمده است. يك واشر نسوز در زير رزوه‌ها قرار دارد كه در مقابل لبه بيرون آمده جای گرفته است. در محل قرار گرفتن شمع در سر سيلندر موتور واشر مسی با تركيبی از مس و آزبست با مقطع يو شكل (U) قرار گرفته تا از نشت گاز در اتاقك احتراق به خارج جلوگيری شود. در ضمن محل نصب بعضی از شمع‌ها به شكل اوريب بوده و به خوبی آب بندی می‌شود. بیشتر شمهای امروزی دارای پیچی به قطر ١٤ میلیمتر می باشد. هر چند بعضی از شمع ها دارای ١٨ میلیمتر قطر و بعضی دیگر قطرشان ١٠ میلیمتر است. معمولاً رزوه ها با گام ٢\١ یا ٥ \١ میلیمتری می باشند که طبق مشخصات پیچ پایه شمع ها عبارتست از ٢٥\١ گاهی هم پیچ های قطورتر از ١٤ برای موتورهای دو زمانه و قطر کمتر برای موتور سیکلتها ساخته می شود . پایه شمع وقتی در سر سیلندر قرار گرفت باید با اطاق احتراق تراز باشد. چنانچه کوتاه تر انتخاب شود موجب جرم گیری شده و اگر بلندتر باشد قشمت بیرون زده داغ می ماند و در هر دو صورت ایجاد خودسوزی می کند.
- عايق شمع :
عايق شمع از جنس نوعی سراميك است كه در حرارت، فشار و ولتاژ بالا بسيار مقاوم است. اين عايق طوری قرار داده شده كه از پوسته صدفی بيرونی به وسيله يك واشر نسوز داخلی و تركيبات اب بندی كننده كاملا جدا است. اين عايق علاوه بر اين كه الكترود مركزی را نگه می‌دارد به منزله يك محافظ برای الكترود نيز هست و جريان الكتريسيته مجبور است فقط از داخل الكترود بگذرد. عايق بايد در مقابل حرارت زياد، خنك شدن و لرزش مقاومت داشته باشد قسمت بالايی عايق كه در معرض گرد و خاك است بايد هميشه تميز نگه داشته شود تا از هدر رفتن الكتريسته جلوگيری شود. در بعضی از انواع شمع‌ها، عايق‌های پشته‌ای وجود دارند كه گاه گاه می‌توان از طريق اين پشته گثافت‌هاي جمع شده را دور انداخت.
- الكترودها :
شمع دارای دو الكترود مياني (مثبت) و كناری (منفی) است كه به بدنه آن متصل هستند الكترود ميانی در وسط عايق سراميكی قرار گرفته و در مقابل فشار زياد تا ٤٠ اتمسفر و حرارت بالا تا ٢٠٠٠ درجه سانتيگراد مقاوم است. الكترود كناری به پوسته فلزی چسبيده و با الكترود ميانی فاصله هوائی دارد كه فاصله دهانه شمع ناميده می‌شود. فاصله بين دهانه دو الكترود شمع، نخستين عامل جرقه زنی است. اين فاصله بايد مطابق خصوصيات موتور باشد. اگر فاصله دو الكترود خيلی كم باشد، جرقه ضعيف شده و موجب بد كار كردن و روشن نشدن موتور می‌شود.

اگر فاصله دو الكترود خيلی زياد باشد، موتور در دورهای كم خوب كار خواهد اما در دورهای زياد يا داشتن بار، به كوئل فشار زيادی می‌آيد و موجب روشن نشدن و يا بد كاركردن موتور مي‌شود. سطح الكترودها در قسمتی كه روبروی هم قرار می‌گيرند بايد كاملا موازی و به شكل چهار گوش باشند، به اين طريق جهش جرقه از دهانة شمع راحت تر صورت می‌گيرد.

الكترود ميانی شمع‌های جديد دو تكه بوده و واير شمع به قسمت بالای آن وصل شده و قسمت پايينی تا داخل اتاقك احتراق ادامه پيدا می‌كند. در بعضی از مقاومت ١٠٠٠ اهم قرار داده شده است. اين مقاومت پارازيت‌های راديو و تلويزيون را گرفته و همچنين عمر شمع را افزایش می‌دهد. جنس الكتروها از فلز ديرگدازی مانند آلياژ نيكل د و يا آلياژ آهن و كروم است كه هم هادی جريان الكتريسيته خوبی بوده و نيز در مقابل حرارت زياد مقاومت می‌كند.

عملكرد شمع :
شمع‌ها دارای دو قسمت هادی يا الكترود می‌باشند. يك الكترود به سيم درب دلكو و ديگری به بدنه سر ديگر هريك از الكترودها در شمع و به فاصله كمی از يكديگر قرار دارند. موجی از ولتاژ قوی سبب القای اتصال دارد. جريان الكتريكی از كوئل به داخل درب دلكو گرديده و از آنجا از طريق وايرها به يكی از الكترودهای شمع می‌رسد. سپس اين جريان از شكاف و فاصله بين دو الكترود انتهای شمع جستن كرده و به طرف الكترود ديگر و بدنه می‌رود و به اين ترتيب ضمن جهش جريان برق از شكاف و فاصلة بين الكترودهای شمع، مدار كامل شده و عبور جريان برق همچنان ادامه می‌يابد.
كامل كردن مدار برق يكی از كارهای مهم سيم پيچ ثانويه است. حقيقت مهم ديگر آنست كه وقتی كه جريان الكتريسيته از شكاف و فاصلة بين دو الكترود انتهای شمع ‌ميگذرد، يك جرقه ايجاد می‌شود و اين آخرين كاری است كه مدار جرقه زنی انجام می‌دهد.

 

اجزاي اتومبيل

رادياتور:

رادياتور محفظه اي است به صورت شبکه هاي جدا از هم، که آب را در خود نگه مي دارد و هنگامي که ماشين روشن است آب در شبکه هاي آن به چرخش درآمده و به قسمت هاي مختلف موتور ارسال مي شود و در انواع دو لول و سه لول و چهار لول مي باشد.

ترموستات:

ترموستات مانند يک سوپاپ خودکار مي باشد که از درجه ي حرارت آب موتور فرمان مي گيرد و در هنگام سرد بودن آب موتور راه خروجي را مي بندد و در هنگام گرم شدن، راه آب خروجي را باز مي کند و با اين عمل درجه حرارت آب موتور را ثابت نگه مي دارد و در دو نوع مي باشد:1- فانوسي 2- بيمتالي

درب رادياتور:

درب رادياتور در دو نوع مي باشد: ساده و سوپاپ دار. در رادياتور هاي امروزي به طور کلي از درب هاي سوپاپ دار استفاده مي شود که اين درب ها فشار آب داخلي رادياتور را افزايش داده و چون با افزايش فشار آب، نقطه ي جوش آب افزايش پيدا مي کند آب رادياتور ديرتر گرم مي شود.

پروانه:

پروانه در دو نوع شش پر و هشت پر مي باشد و در پشت رادياتور قرار مي گيرد و باعث خنک کردن آب در رادياتور مي شود و به وسيله شمع پروانه به دينام و چرخ دنده ميل لنگ مرتبط است.

واتر پمپ:

واتر پمپ به معناي پمپ آب مي باشد و در قسمت جلوي موتور به پروانه متصل است. واتر پمپ از نوع پمپ گريز از مرکز مي باشد و ورودي آن از مرکز محور مي باشد و به طور شعاعي به خارج از مرکز پرتاب مي کند و داراي دو فنر ( مکش و فشاري ) مي باشد.

کويل:

کويل ترانسفورماتور فشار قوي است که وظيفه دارد ولتاژ ضعيف باطري را بين 5 هزار تا 25 هزار ولت افزايش دهد و اين دو عدد در شرايط مختلف کاري موتور مي باشند.

دلکو:

دستگاهي است که وظيفه آن تقسيم ولتاژ قوي بين شمع هاي موتور، به کمک چرخش چکش برقي و قطع و وصل مدار اوليه ي جرقه به وسيله ي باز و بسته شدن دهانه ي پلاتين و تنظيم جرقه ي مناسب مي باشد.

واير شمع:

وظيفه واير شمع انتقال جريان الکتريسيته از دلکو به سر شمع مي باشد و در دو نوع وجود دارد که نوع اول سيمي و نوع ديگر ابريشمي است و در هنگام استفاده همگي بايد از يک نوع واير شمع باشند.

شمع:

شمع به عنوان مهم ترين قسمت مدار جرقه زني محسوب مي شود که ولتاژ تقويت شده کويل را به صورت قوس الکتريکي ( جرقه ) در اتاق احتراق مصرف مي کند.

دينام:

در اثر جرقه زدن، باطري ضعيف مي شود. پس براي تقويت برق باطري از ژنراتور يادينام استفاده مي شود و نيز انرژي مکانيکي را به الکتريکي تبديل مي کند.

استارت :

دستگاهي است که انرژي الکتريکي را به مکانيکي تبديل کرده و باعث مي شود که چرخ طيار (فلايويل) و ميل لنگ را به حرکت درآورد و باعث روشن شدن موتور شود.

اتوماتيک استارت:

اتوماتيک در واقع يک کليد داراي دو سيم پيچ مي باشد و قادر است جرياني حدود 200 الي 300 آمپر را از خود عبور دهد و باعث فعال شدن استارت مي شود و با استارت همراه است.

باطري:

دستگاهي است که مي تواند جرياني از برق مستقيم توليد کرده و در خود ذخيره کند و داراي دو قطب مثبت (+) و منفي (–) مي باشد.

اگزوز:

سيستم اگزوز وظيفه دارد گازهاي خروجي موتور را ضمن بي صدا کردن آن، به عقب وسيله نقليه انتقال دهد و در بعضي از دستگاه هاي اگزوز تجهيزات مخصوص به کار مي رود که دود اگزوز را تصفيه و بي خطر مي کند. ( گازهاي اگزوز سمي، کشنده و خطرناک هستند.)

منيفولد دود:

منيفولدهاي دود با اشکال مختلف ساخته مي شوند. در يک موتور رديفي، منيفولد در کنار موتور قرار مي گيرد و در يک موتور V شکل به هر يک از بلوک سيلندر يک منيفولد دود نصب مي شود. وظيفه ديگر منيفولد دود، گرم کردن منيفولد گاز در موقع سرد بودن مي باشد که با اين وسيله سوخت به صورت بخار درآمده و از مايع شدن آن جلوگيري مي کند.

منيفولد گاز:

منيفولد گاز تقريبا مشابه منيفولد دود مي باشد که با اشکال مختلف ساخته مي شود و در کنار موتور بين کاربراتور و سر سيلندر قرار مي گيرد. وظيفه آن رساندن سوخت و هوايي که کاربراتور مخلوط مي کند به وسيله اين رابط (منيفولد گاز ) به شکل گازي به محفظه احتراق در سر سيلندر مي باشد.

باک:

منبعي است که سوخت لازم را در خود نگهداري مي کند. باک از چند قسمت عمده تشکيل شده که عبارتند از: 1- سيستم تشکيل دهنده که براي مشخص نمودن مقدار بنزين در باک تعبيه مي شود و 2- ورقه هاي موج گير که باعث مي شود بنزين موجود در باک حالت يکنواخت داشته باشد.

پمپ بنزين:

دستگاهي است که بين باک و کاربراتور و در يک طرف بلوکه سيلندر قرار مي گيرد. وظيفه آن مکش بنزين از باک به کاربراتور مي باشد که به وسيله لوله هاي بنزين مرتبطند و پمپ بنزين در دو نوع پمپ بنزين مکانيکي و پمپ بنزين هاي الکتريکي وجود دارد و اکثر پمپ بنزين ها در سمت چپ قرار مي گيرند

( سمت راننده )

کاربراتور:

کاربراتور مهم ترين قطعه در سيستم سوخت رساني مي باشد و وظيفه اصلي آن تهيه مخلوط مناسبي از هوا و سوخت (بنزين) براي شرايط مختلف کار موتور مي باشد. ( ميزان سوخت و هوا به ميزان معين )

اويل پمپ:

اويل پمپ يا پمپ روغني به منزله درب موتور مي باشد و به طور کلي در دو نوع دنده اي و روتوري مي باشد و نيروي خود را به وسيله چرخ دنده از سوپاپ مي گيرد و وظيفه آن مکش روغن از کارتر و فرستادن آن به مدار روغن کاري است.

فيلتر:

فيلتر براي تصفيه روغن استفاده مي شود و در دو نوع پارچه اي و کاغذي استفاده مي شود. فيلتر پارچه اي را از کتان مي سازند و در بين دو لايه پارچه معمولاً از براده چوب استفاده مي کنند و همچنين فيلتر روغني داراي سوپاپ فرعي مي باشد که در قسمت بالاي آن قرار دارد و در موقع بسته شدن فيلتر سوپاپ باز شده و روغن تصفيه نشده از اين مدار عبور مي کند.

سوپاپ فشار:

در مدار روغن کاري يک سوپاپ فشار به کار رفته است که در طرف جلوي پايه فيلتر بسته مي شود و وظيفه اين سوپاپ ثابت نگه داشتن فشار روغن در مدار روغن کاري است که فشار روغن در مدار در حالتي که موتور گرم است بين 9/2 تا 2/3 اتمسفر است (يا 41 تا 45 psi )

گيژ روغن:

ميزان روغن در کارتر را نشان مي دهد.

سر سيلندر:

قسمت بالاي هر موتور را تشکيل مي دهد و براي باز کردن آن بايد به نکات مهمي توجه کرد و در دو نوع چدني و آلومينيومي مي باشد.

سوپاپ:

سوپاپ ها درحقيقت به عنوان دريچه هايي براي ورود و خروج سوخت مي باشد که يک سوپاپ تشکيل شده از: ساق سوپاپ - گايد سوپاپ - سيت سوپاپ - سر سوپاپ

واشر سر سيلندر:

واشر سر سيلندر براي آب بندي کردن بين سر سيلندر و بلوکه سيلندر و همچنين آب بندي کردن محفظه احتراق نسبت به بيرون و مجاري آب استفاده مي شود و جنس آن از: 1- آز بست فولادي 2- آز بست با حلقه هاي فلزي 3- مسي آز بستي 4- آلومينيوم تنها مي باشد.

پيستون:

قطعه اي استوانه اي شکل مي باشد که شکل ايده آل و مقطع آن بايد به صورت دايره باشد اما در حقيقت پيستون را به شکل بيضي مي سازند. قطر پيستون در خلاف محور گژن پين بيشترين اندازه دارد و در جهت محور گژن پين کمترين اندازه دارد و جنس آن نيز از چدن و آلومينيوم مي باشد.

رينگ ها:

جنس رينگ معمولاً از چدن مي باشد و قطر آنها کمي بيشتر از قطر پيستون در نظر گرفته مي شود. تا در هنگام قرار گرفتن در سيلندر به علت خاصيت فنري که دارد به جداره سيلندر فشار وارد کرده و آب بندي لازم را ايجاد نمايد.در موتورهاي چهار زمانه معمولا دو رينگ کمپرسي و يک رينگ روغني وجود دارد.

گژن پين:

ميله اي است توخالي که شاتون را به پيستون متصل مي کند و براي اينکه حالت خمش وجود داشته باشد بر روي آن و پس از تهيه آن از فولاد و ستون خارجي آن را سفت مي کنند و براي اتصال آن از سه روش 1- شناور 2- نيم شناور 3- روش پرسي و براي باز کردن آن از آب جوش و روغن داغ استفاده مي شود.

شاتون:

ميله ايست رابط بين پيستون و ميل لنگ که حرکت خطي پيستون را به حرکت دوار ميل لنگ تبديل مي کند.

فلايويل يا چرخ طيار:

وظيفه فلايويل يا چرخ طيار منظم کردن حرکات ناموزون ميل لنگ و همچنين درگير شدن با دنده استارت مي باشد.

البته این توضیحات فقط جهت آشنایی موقت ارسال شده و توضیحات کامل تر هم خواهیم داد.

مايع خنك كننده (ضد جوش):

هدف استفاده از سيستم خنك كننده در خودروها، خارج ساختن حرارت اضافي ايجاد شده در اثر فعاليت موتور است تا دماي بدنه فلزي موتور در محدوده مطلوبي، كنترل شود . مايعي كه عموماً در اين سيستم استفاده مي شود، آب است . اما برخي محدوديت ها موجب مي شود كه آب، به تنهايي قادر به ايفاي كامل وظايف يك سيال خنك كننده نباشد . به طور مثال وجود آلياژهاي آلومينيومي در مناطقي نظير سرسيلندر و بدنه موتور كه حرارت زيادي ايجاد مي كنند، باعث خوردگي حرارتي مي شود . بنابراين وجود مواد شيميايي بازدارنده خوردگي در سيال خنك كننده الزامي است .
از طرف ديگر تغييرات دمايي در فصول مختلف سال، سبب مي شود آب در دماهاي پايين تر از 5 درجه سانتي گراد و بالاي 80 درجه سانتي گراد كاربرد نداشته باشد . به همين علت لزوم افزودن يك ماده كمكي به سيال خنك كننده احساس مي شود . شركت نفت پارس توليد كننده ضد جوش نيز مي باشد كه اين محصول تحت عنوان «پارس سهند»، به بازار عرضه مي شود . «پارس سهند» با كاهش نقطه انجماد آب در فصل زمستان و افزايش نقطه جوش آن در فصل تابستان به عنوان ضد يخ ضد جوش در سيستم خنك كننده موتور به كار گرفته مي شود . از خواص بارز اين محصول مقاومت در برابر خوردگي، زنگ زدگي و سازگاري با تمامي قطعات پلاستيكي موجود در مسير سيال خنك كننده است .
مهم ترين مشخصه مايع ضد يخ- ضد جوش، كاهش نقطه انجماد و افزايش نقطه جوش آب است، ولي در عين حال خواص زير را نيز دارا مي باشد :
- محافظت قطعات در برابر خوردگي و زنگ زدگي
- ظرفيت بالاي انتقال حرارت
- محلول در آب و غير قابل اشتعال
- خاصيت ضد كف به ميزان بسيار زياد
پس از انتخاب سيال خنك كننده مناسب، دقت در رعايت نكات ذيل، موجب افزايش كارآيي سيستم خنك كننده خودرو مي شود .
سيال ضد يخ ضد جوش، طبق جدول توصيه شده از سوي سازنده خودرو معمولاً با نسبت يك، يك يا 50 درصد با آب مخلوط مي شود . ثابت شده است كه اين نسبت، بهترين بازده و كارآيي را دارا مي باشد . زمان تعويض سيال خنك كننده، حداكثر پس از 2 سال كاركرد تعيين شده است .

گريس یا والوالین:

گريس محصولي نيمه مايع تا جامد است كه از اختلاط يك عامل تغليظ كننده در مايعي روان كننده حاصل مي شود . اين تعريف نشانگر آن است كه گريس، روانكاري است كه به مقدار مشخصي سفت شده باشد و داراي خواص ويژه اي است كه روغن روانكار به تنهايي آن خواص را دارا نيست .
در مواردي كه نياز است تا ماده روان كننده دريك مكانيزم در وضعيت اوليه اش باقي بماند (مثلاً ياتاقان چرخ ها)، خصوصاً در جاهايي كه امكان روانكاري مجدد، محدود بوده ويا از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نباشد، روانكاري با گريس برتري دارد . هم چنين در مواردي كه نياز به آب بندي در سيستم وجود دارد، بايد بجاي روغن، از گريس استفاده كرد .
به دليل ماهيت ساختاري، گريس مانند روغن وظايف خنك كنندگي و پاك كنندگي را در سيستم به عهده ندارد . اما انتظار مي رود به غير از اين دو مورد، گريس ها ديگر خواص روغن هاي روانكار، نظير كاهش اصطكاك، ايجاد لايه روانكاري، جلوگيري از ساييدگي، محافظت قطعات در برابر خوردگي، سازگاري با مواد موجود در قسمت هاي روانكاري را به طور كامل داشته باشند. متداول ترين تغليظ كننده ها، صابون هاي فلزي عناصري نظير ليتيم، كلسيم، آلومينيوم، باريوم، مس و سرب هستند و مايع روان كننده نيز غالباً داراي پايه معدني مي باشد . به منظور بالا بردن خواص گريس و بهبود كارآيي آن، مواد افزودني مختلفي نظير دي سولفيد موليبدن (به منظور كاهش سايش و اصطكاك) به آن اضافه مي شود .
بخش هاي مختلف اتومبيل كه نياز به گريس دارند عبارتند از : جلوبندي يا سيستم تعليق، سيبك ها، ياتاقان هاي چرخ، محورها و چهار شاخ گاردان .
براي بهره مندي هر چه بيشتر و بهتر از گريس، رعايت نكات زير ضروري به نظر مي رسد :
- گريس را بايد به توصيه كارشناسان مربوطه و طبق كتابچه راهنماي اتومبيل، انتخاب و مصرف كرد.
- از اختلاط دو يا چند نوع گريس مختلف بايد خودداري شود .
معمولاً براي سيستم جلوبندي از گريس هاي با پايه ليتيوم يا كلسيم، در سيبك ها از گريس هاي پايه ليتيومي، در ياتاقان هاي چرخ، گريس هاي با پايه سديمي و در محورها و چهار شاخ گاردان نيز از گريس هاي پايه ليتيومي استفاده شود . شركت نفت پارس، انواع گريس هاي مختلف با پايه هاي صابوني متنوع از جمله كلسيم، ليتيوم و سديم را توليد مي كند كه در همه قطعات وسايط نقليه كه نياز به گريس كاري دارند، كاربرد دارد .

روغن هاي دنده یا گرایل (140):

سيستم انتقال قدرت در خودروها، توان ايجاد شده توسط موتور رابه چرخ ها منتقل مي كند،تا اتومبيل به حركت در آيد . انتقال دهنده هاي اتوماتيك و مكانيكي دو نوع متداول مورد استفاده در خودرو ها مي باشند . همانند ساير قسمت هايي كه در آنها تماس فلز با فلز وجود دارد، اين بخش ازاتومبيل نيز، نياز به روانكاري مخصوص به خود را دارد.
روغن هاي دنده كه با عنوان هاي رايجِ واسكازين شناخته شده اند بايد به اندازه كافي سيال بوده تابه راحتي در سيستم ـ حتي زماني كه هوا سرد است ـ توانايي گردش داشته باشد . در روغن هاي دنده نيز مانند روغن هاي موتوري، چند درجه اي بودن روانكار دامنه وسيعي از درجه حرارت عملياتي را پوشش مي دهد. ازطرف ديگر روغن دنده بايد سازگاري مناسب با فلزات در تماس نظير فولاد، برنز و يا ديگر آلياژ هاي مس را دارا بوده، مقاومت شيميايي بالايي در برابر اكسيداسيون و سفت شدن از خود نشان دهد و نيز بر روي قطعات، لايه روانكاري پايدار ايجاد كند .
يكي از مهم ترين خصوصيات عملكرد يك روان كننده دنده، ظرفيت تحمل بار آنها و يا به عبارت ديگر توانايي آن جهت جلوگيري كردن و يا به حد اقل رساندن سائيدگي دندانه دنده ها است . اين ظرفيت تحمل بار بيشتر با استفاده از مواد افزودني در روانكار تامين مي شود . به اين نوع روان كننده ها، روانكارهاي فشار پذير (EP) گفته مي شود .
به منظور تفكيك بين روغن هاي دنده خودرو با سطوح مختلف از خواص فشار پذيري (EP) ، انجمن نفت امريكا (API) ، پنج سري روانكار براي سيستم هاي انتقال دهنده قدرت غير اتوماتيك تهيه كرده است كه نامگذاري آنها به ترتيب خصوصيت فشار پذيري عبارتند از APIGL-1،2،3،4،5 . در مورد روانكارهاي مختلفي كه در سيستم انتقال دهنده مكانيكي خودرو وجود دارد ، روان كننده بايد داراي سطوح كيفي حداقل API GL - 1 باشد . اتومبيل هاي مدرن سطوح كيفي بالاتر نظير API GL 4، GL 5 را نياز دارند . سطوح كيفي مذكور، بر روي ظروف روغن هاي دنده توليد شده توسط سازندگان معتبر، درج مي شود .
در صورتي كه سيستم انتقال قدرت از نوع اتوماتيك باشد، حتماً بايد از سيال انتقال قدرت اتوماتيك يا A.T.F استفاده كرد . از روغن هاي دنده براي قسمت هايي نظير جعبه فرمان و ديفرانسيل نيز مي توان استفاده كرد، كه در اين موارد بايد به توصيه سازنده خودرو توجه داشته باشيم .

روغن ترمز:

به جرات مي توان گفت، مهم ترين قسمت هر وسيله نقيله موتوري، سيستم ترمز آن است . كليه مواد و قطعاتي كه با اين سيستم مرتبط هستند، بايد با حداكثر دقت، توليد و به دور از هر گونه ملاحظات اقتصادي مصرف شوند . مايع ترمز، مهم ترين نقش را در سيستم ترمز اتومبيل ها ايفا مي كند . اين ماده كه به نام روغن ترمز مصطلح شده، تركيبي سنتزي (مصنوعي) است كه قسمت اعظم آن را تركيبات پلي گليكول اتري تشكيل مي دهد . مواد افزودني مختلفي نيز به منظور بالا بردن خواص و كاركرد مايع ترمز به آن اضافه مي شود .
مايع ترمز هاي توليدي شركت نفت پارس، نوعي از سيالات هيدروليكي با كارآيي بالا هستند كه در سيستم هاي ترمز و كلاچ انواع خودرو ها استفاده مي شوند . از آنجايي كه اين محصولات به شدت جاذب رطوبت هستند، بايد از تماس آنها با آب و محيط هاي مرطوب جلوگيري كرد . اين مايعات در سيستم هاي ترمز ديسك يا كاسه ايي و كلاچ و سيستم هاي هيدروليك خودرو كه در آن استفاده از مايع ترمز توصيه شده، قابل كاربرد مي باشند . مايع ترمزهاي توليدي شركت نفت پارس، بر اساس سطوح كارآيي مورد نياز و پيشنهادي از طرف شركت سازنده خودرو در دو سطح كارآيي DOT3 و DOT4 توليد مي شوند .
مايع ترمز مرغوب، حداكثر داراي دو سال كاركرد مفيد است كه پس از سپري شدن اين مدت به طور حتم بايد تعويض شود . مايع ترمز مناسب و مرغوب خواص زير را دارا مي باشد :
داشتن گرانروي مناسب در دماي پايين، امكان تبخير بسيار كم، عدم ايجاد حباب، سازگاري با فلزات و قطعات لاستيكي مختلفي كه با آنها در تماس است و سازگاري با كاسه نمدها .
هنگام استفاده از مايع ترمز، رعايت نكات زير در ارتباط با اين محصول، ضريب ايمني را افزايش مي دهد :
هرگز براي صرفه جويي در مصرف سوخت، موتور اتومبيل را در سرازيري ها خاموش نكنيد زيرا بر اثر خاموش بودن موتور، در بوستر ترمز خلاء حاصل نمي شود و در نتيجه خودرو در اين لحظه بدون ترمز خواهد شد.
- مخزن اصلي مايع ترمز بايد تا بالاترين سطح، پر نگه داشته شود . اگر سطح مايع پايين باشد، باعث هوا گرفتن سيستم خواهد شد .
- از مخلوط كردن مايع ترمز هاي مختلف جداً اجتناب شود .
- استفاده مجدد از مايع ترمز كاركرده، به هيچ وجه توصيه نمي شود .
- براي تعيين زمان دقيق تعويض مايع ترمز، ضمن مراجعه به دفترچه راهنماي خودرو، شرايط محيطي كاركرد را نيز بايد مدنظر قرار داد .

روغن موتور :

روغن موتور به عنوان يك تركيب چند منظوره، نقش بسيار مهم و اساسي در كاركرد مطمئن موتور خودرو ايفا مي كند . اهميت وجود روغن موتور به حدي است كه جزء ملزومات هر خودرويي محسوب مي شود و بدون روغن، عملاً امكان حركت از اتومبيل سلب مي شود . با توجه به تغييرات در طراحي هاي موتور و متناسب با آن، تغييراتي نيز بر روي روغن و در جهت هماهنگي با موتور به منظور افزايش كارآيي و حداكثر اطمينان از كاركرد بهينه آن، اعمال شده است .
به طور كلي، هر روغن موتوري حاصل تركيب مواد اصلي شامل روغن پايه و مواد افزوني مي باشد .
روغن پايه كه بر حسب نوع، بين 80 تا 95 درصد روغن موتور را تشكيل مي دهد، غالباً از منابع معدني يا نفت خام تهيه مي شود . البته فرآيند توليد روغن پايه از نفت خام، پيچيده بوده و در ايران تنها سه شركت عمده از جمله پالايشگاه نفت پارس قادر به توليد روغن پايه هستند. در سال هاي اخير، روغن هاي پايه سنتزي نيز، حضور پررنگ تري يافته و برخي از توليد كنندگان روانساز، از تركيبات سينتتيك به جاي روغن پايه معدني استفاده مي كنند. در حال حاضر به علت نوع و ساختار تركيبات سنتزي، امكان توليد آنها در داخل كشور وجود ندارد .
نقش روغن موتور
روانكاري و كاهش اصطكاك، اصلي ترين و مهم ترين وظيفه روغن است كه باعث بهبود راندمان موتور مي شود . تشكيل فيلم روغن با ضخامت مناسب، موجب كاهش سائيدگي قطعات مختلف تا حد ممكن مي گردد .
روغن موتور هم چنين منتقل كننده حرارت است و به سيستم خنك كننده در خارج ساختن بخشي از حرارت ايجاد شده در اثر كار موتور كمك مي كند .
جلوگيري از زنگ زدگي و خوردگي، حفاظت از سطوح قطعات فلزي درمقابل زنگ زدن و خورده شدن به علت فعل و انفعالات شيميايي، پاك كنندگي و معلق سازي ذرات حاصل از سايش قطعات و تركيبات ناشي از احتراق سوخت و تجزيه روغن و پاك كردن سطوحِ در تماس، كمك به عمل آب بندي كردن با قرار گرفتن در فضاي بين رينگ، پيستون و سيلندر كه موجب افزايش كارآيي موتور خواهد شد و كاهش اثرات منفي ضربه هاي قطعات متحرك در حين كار، از وظايفي است كه روغن موتور انجام مي دهد .
علاوه بر اين، استفاده از روغن با ويسكوزيته كم و در حد مناسب، فاصله بين استارت و رسيدن موتور به درجه حرارت عادي را كاهش مي دهد كه اين امر در پايين آوردن ميزان مصرف سوخت تاثير به سزايي دارد .
استفاده از روغن مناسب و مواد افزودني متناسب تشكيل دهنده يك روغن مرغوب است . مواد افزودني كه به روغن موتور اضافه مي شوند عبارتند از : ماده بالا برنده شاخص گرانروي، پاك كننده ها و معلق كننده ها، تركيبات ضد اكسيداسيون، بازدارنده هاي خوردگي و زنگ زدگي، مواد پايين آورنده اصطكاك و مواد ضد سايش، تركيبات پايين آورنده نقطه ريزش و ضد كف.
ويسكوزيته يا گرانروي مقاومت سيال در مقابل جاري شدن است كه اصطلاح غلط آن يعني “ غلظت” رايج تر مي باشد . اين خاصيت، با اهميت ترين و مهم ترين مشخصه هر روغن است كه آزمايش ها، معمولاً در دماهاي 40 و 100 درجه سانتي گراد اندازه گيري مي شود .
شاخص گرانروي (VI) ، معيار سنجش تغييرات گرانروي با تغييرات دما مي باشد كه هر چه رقم آن بزرگتر باشد تغيير گرانروي روغن نسبت به دما كمتر خواهد بود .
نقطه ريزش، پايين ترين دمايي است كه در آن، روغن كما كان توانايي جاري شدن دارد و خاصيت سيال بودن خود را حفظ مي كند . هم چنين نقطه اشتعال، حداقل درجه حرارتي است كه بخار هاي روغن با هوا، در اثر تماس شعله آتش، اشتعال لحظه اي بوجود مي آورد .
علاوه بر مشخصات ذكر شده،دانسيته يا چگالي، نقطه احتراق، نقطه ابري شدن و عدد TBN نيز از جمله خصوصيات روغن موتور محسوب مي شود كه بعضاً توسط برخي توليد كنندگان ذكر مي شود .

انتخاب روغن موتور
براي انتخاب يك روغن موتورخوب، عوامل و پارامترهاي گوناگوني بايد مدنظر قرار گيرد . يك روغن موتور مرغوب داراي گرانروي مناسب و ضريب اصطكاك بسيار پايين بوده و توانايي روانكاري بخش هاي مختلف موتور را داراست . هم چنين دوده و تركيبات حاصل از تجزيه روغن و نيز سايش و به طور كلي رسوبات بين قطعات بايد توسط روغن پاك شود. ضمناً روغن علاوه بر سازگاري با تركيبات پليمري موجود بايد داراي اثرات بازدارندگي خوبي در مقابل زنگ زدگي، خوردگي، اكسيداسيون و سايش باشد .
طبيعي است همه موارد ياد شده از طريق آزمايش هاي گوناگون و پيچيده، مشخص مي شود و آن چيزي كه براي مصرف كننده نهايي اهميت دارد، بايستي به صورت ملموس بيان شود؛ به گونه اي كه در عين جامعيت، با زبان بسيار ساده به انتخاب روغن موتور توسط مصرف كننده، عينيت پيدا كند . به اين منظور سازندگان روغن موتور، دو پارامتر اساسي را با اصطلاحات نام و نام خانوادگي مطرح ساخته و تاكيد مي كنند كه اين دو لازم و ملزوم يك ديگرند و هر انتخا بي ، بايد با لحا ظ داشتن اين عوا مل انجام گيرد. اين دو اصطلاح گرانروي و سطح كارآيي مي باشند.
اهميت گرانروي در روغن موتور به قدري است كه انجمن مهندسين خودرو (SAE) اساس طبقه بندي ويژه يي را بنا نهاده و يكي از دو معيار گزينش روغن موتور را گريد SAE مي داند . از لحاظ گرانروي، روغن ها به دو بخش تقسيم مي شوند، تك درجه اي (Monograde) و چند درجه اي يا چهار فصل (Multi grade) .
روغن هاي تك درجه اي مانند 20، 30 يا 40 در موتورهاي جديد منسوخ شده است و روغن هاي مالتي گريد، امروزه كاربردي غالب دارند . روغن هاي چند درجه اي كه با حرف W (نشانه زمستان) و دو عدد واقع در چپ و راست مشخص مي شوند، مانند 15W40 ، 20W50 از لحاظ كاري مناسب تمام فصول هستند.
عدد سمت چپW ، معياري از ويسكوزيته روغن در دماي پايين و عدد سمت راست، گرانروي در درجه حرارت بالا را نشان مي دهند . ثابت شده است كه مهم ترين و با اهميت ترين خاصيت روغن، حضور آن از لحظه استارت تا خاموش كردن موتور به صورت بي وقفه است كه با تمامي قطعات متحرك و ثابت در تماس است . براي نيل به اين هدف، گرانروي پايين روغن در لحظه استارت، اهميت بالايي دارد . به همين علت استفاده از روغن هاي چند درجه اي كه در سرما، ويسكوزيته پايين دارند و با روانكاري به موقع قطعات، تا حد زيادي از سايش جلوگيري مي كنند، توصيه اول توليد كنندگان روغن است.
انجمن نفت آمريكا (API) روغن هاي موتور را برحسب كيفيت به دو گروه تقسيم كرده است . خودروهاي بنزيني در گروه Station Service)Sيا محل تعويض روغن) و خودروهاي ديزلي در گروه Commercial) C يا خودروهاي) تجاري طبقه بندي مي شوند. حروف انگليسي كه پس از هر يك از اين دو حرف قرار مي گيرند، نشان دهنده سطح كيفيت روغن خواهد بود . به اين مفهوم كه حرف A پايين ترين سطح كارآيي را نشان مي دهد و با بالا رفتن حروف، سطح كارآيي نيز افزايش خواهد يافت.
سطوح كارآيي بالاتر، نشان از ميزان ادتيوهاي بيشتر در روغن است و در آزمايش ها و تست هاي آزمايشگاهي و موتوري، شرايط حادتري را تحمل مي كنند . براي انتخاب يك روغن موتور مناسب، رجوع به راهنماي خودرو، سطح كارآيي و ويسكوزيته روغن موتور را مشخص مي كند و مصرف كننده كافيست با مراجعه به محل هاي تعويض روغن و گزينش روغن موتوري با سطح كيفي و گرانروي مشابه كه در ظروف و بسته بندي استاندارد ارائه مي شود، حداكثر اطمينان از بابت كاركرد بهينه روغن در موتور را حاصل كند . در اين رابطه، “ راهنماي روانكاري خودرو” شركت نفت پارس نوع روغن موتور براي خودروهاي مختلف را مشخص كرده است .

خطوط انتقال در خودروهاي ديفرانسيل عقب:

در خودروهاي ديفرانسيل عقب و موتور جلو، خط انتقال، شفت عقب گيربکس را به اکسل عقب متصل مي کند. اکسل عقب شامل دنده هاي کرانويل، ديفرانسيل و ميل پلوسهايي است که چرخهاي عقب را به حرکت در مي آورند.

موتور و جعبه دنده به بدنه و شاسي متصلند اما پوسته اکسل عقب همراه با چرخهاي عقب بالا و پايين مي رود، بنابراين خطوط انتقال را بايد بنحوي طراحي نمود که طول و زاويه آن در حين کار خودرو تغيير يابد. خط انتقال از مجموعه اي از يک يا چند ميل گاردان، قفل گاردان و کشويي گاردان تشکيل مي شود

ميل گاردان:

بسياري از ميل گاردانها را از ميله فولادي مي سازند. بعضي ديگر آلومينيومي اند يا از ماده مرکب ترکيب شده از آلومينيم و الياف کربن ساخته مي شوند. اين ميل گاردانها از انواع فولادي سبکتر و کم صداترند، لرزش کمتري دارند و اصلاً زنگ نمي زنند. خودروهاي موتور جلو و ديفرانسيل عقب ميل گاردان طويلي دارند که از جعبه دنده تا اکسل عقب ادامه دارد. (شکل3-1) در بعضي خطوط انتقال طويل از ميل گاردانهاي دو تکه استفاده مي شود. در اين نوع گاردانها يک قفل گاردان ديگر هم بين دو تکه ميل گاردان نصب مي شود.قسمت جلويي به محور خروجي جعبه دنده متصل است. قسمت عقبي نيز يک کشويي و يک قفل گاردان در جلو دارد که ميل گاردان عقبي به کمک همين دو قطعه مي تواند طول و زاويه انتقال را تغيير دهد.

قفل گاردان :

با استفاده از قفل گاردان مي توان گشتاور را بين دو محور که با هم زاويه اي مي سازند انتقال داد. قفل گاردان، مفصلي با دو لولاست که از دو نعلبکي به شکل Y و قطعه اي به شکل صليب به نام چهار شاخه گاردان تشکيل مي شود. يکي از اين نعلبکيها روي محور محرک و ديگري روي محور متحرک نصب مي شود. چهار بازوي چهار شاخه گاردان نيز درون چهار سوراخ چهار شاخه گاردان قرار مي گيرند. اين نحوه اتصال universal joint يا hooke's joint نام دارد. (شکل3-2) محور محرک و نعلبکي، چهار شاخه را وادار به حرکت مي کنند. در نتيجه دو بازوي ديگر چهار شاخه سبب چرخش نعلبکي متحرک مي شوند.

شکل3-2 قفل گاردان که شامل اتصال هوک مي باشد. 

قفل گارداني که در بالا شرح داده شد از نوع سرعت ثابت نيست. اگر دو محور با هم زاويه اي تشکيل دهند، در هر دور چرخش دو بار افزايش و کاهش سرعت مي دهد. هر چه زاويه دو محور بيشتر باشد با سرعت بيشتر تغيير مي کند. در نتيجه نوعي بارگذاري ضربه اي انجام مي شود که باعث کاهش عمر قطعات مي شوند. (شکل3-3)

شکل3-3 نمودار اختلاف در سرعت شفت خروجي در اتصال هوک هنگام استفاده از فقط يک اتصال

  با  استفاده از قفل گاردان سرعت ثابت اين تغيير سرعت نامطلوب از بين مي رود. قفل گاردان دوبل يکي از آنهاست که اساساً از دو قفل ساده تشکيل مي شود که روي هم سوار شده اند. (شکل3-4) با استفاده از آن ديگر اثري از تغيير سرعت باقي نمي ماند، زيرا دو قفل با زاويه برابر کار مي کنند و شتاب يک قفل را شتاب منفي قفل ديگر خنثي مي کند.

شکل3-4 قفل گاردان دوبل

کشويي گاردان:

کشويي در واقع بصورت هزار خاري روي محور گاردان است. اين هزار خار سبب مي شود که محورها با هم بچرخند و در عين حال بتوانند عقب و جلو بروند. در نتيجه اين عمل طول ميل گاردان تغيير خواهد کرد. (شکل3-5)

شکل3-5 اجزاي مجزا شده کشويي و قفل گاردان

پينيون و کرانويل:

ديفرانسيل در واقع دستگاه يا مجموعه چرخدنده اي است که بين دو محور قرار مي گيرد و به آنها امکان مي دهد در صورت لزوم با سرعتهاي متفاوت بچرخند و در عين حال گشتاور هم منتقل کنند.

فرض کنيد ديفرانسيلي در کار نباشد و هر دو  چرخ عقب به دو سر يک ميله صلب متصل هستند. در اين حالت چرخها همواره با هم و با سرعت برابر مي چرخند و سعي مي کنند همواره مسافتي برابر هم را طي کنند. در چنين شرايطي اگر خودرو قصد عبور از پيچي را داشته باشد، لاستيک داخلي مسافت کمتري را طي خواهد کرد و در نتيجه به سرعت ساييده خواهد شد؛ در اين حالت کنترل خودرو نيز دشوار است.

وجود ديفرانسيل از بروز چنين مشکلاتي جلوگيري مي کند و به چرخ بيروني اين امکان را مي دهد که سريعتر بچرخد و در حين عبور از پيچ، نسبت به چرخ داخلي مسافت بيشتري را طي کند.

ديفرانسيل شامل دو دنده مرتبط به پلوس مي باشد که بنام دنده پلوس ناميده مي شود و نيز دو دنده پينيون که بر روي دنده پلوس مي گردند. (شکل3-10) پينيونها نيز توسط يک محور به هم متصل هستند. وقتي اتومبيل در جاده مستقيم حرکت مي کند، دنده پينيونها حول محور خود نمي چرخند بلکه کلاً بصورت يکپارچه حول دنده پلوسها مي گردند و آنها به حرکت در مي آورند. اما هنگاميکه اتومبيل وارد پيچ مي شود، چرخ داخلي مسافت کوتاهتر و چرخ بيروني مسافت بيشتري را طي مي کند. دنده ها پينيونهاي ديفرانسيل به هر دو دنده پلوس گشتاور مساوي وارد مي کنند. اما نامساوي بودن بارهايي که چرخها وارد مي کنند سبب مي شود که دنده پينيونها چرخش حول محور خود را آغاز کنند. آنها در پيرامون دنده پلوس مرتبط با چرخ داخلي که آهسته تر مي چرخد حرکت مي کنند. در نتيجه سرعت دنده پلوس مرتبط با چرخ بيروني به همان اندازه افزايش مي يابد.

شکل3-10 اساس کار ديفرانسيل

2 / ( تعداد دور دنده پلوس اول+ تعداد دور دنده پلوس دوم )  = تعداد دور کرانويل

 با توجه به رابطه فوق اگر يک چرخ شروع به لغزش و بکسواد کند، چرخي که کشش خوبي دارد از سرعت خود کم مي کند و متوقف مي شود؛ در نتيجه ممکن است خودرو متوقف شود و نتوان آن را به حرکت در آورد. براي جلوگيري از اين امر در برخي از اين ديفرانسيلها از سيستم خاصي استفاده       مي کنند؛ بدين صورت که از کلاچهاي چند صفحه اي در پشت دنده پلوسها استفاده مي شود که توسط هزار خار به دنده پلوسها متصلند. (شکل3-11) اين سيستم باعث مي شود که چنانچه يک چرخ بکسواد کند، چرخ ديگر حرکت خود را از دست ندهد. در واقع در موارد ويژه اي ديفرانسيل عمل خود را انجام نمي دهد.

شکل3-11

مديريت:علی بنی سعید | موضوع: دیفرانسیل و مباحث | وبلاگ مکانيک | سوالات و نظرات

پينيون و کرانويل: 

خوش آمديد

عمل اين قسمت در واقع فراهم ساختن يک نسبت دائمي کاهش سرعت است و همچنين چرخش 90 درجه اي مسير گشتاور انتقالي. نسبت کاهش سرعت در اين قسمت در حدود 4:1 براي خودروهاي معمولي تا 10:1 براي خودروهاي سنگين متغير است. اين عمل در يک يا دو مرحله انجام مي شود. براي کاهش کمتر از حدود 7:1 اين عمل يک مرحله اي و براي کاهش بيشتر اين کار در دو مرحله صورت مي گيرد. کاهش دور توسط يکدست چرخدنده صورت مي گيرد که گشتاور دريافتي از محور خروجي جعبه دنده را به ديفرانسيل انتقال مي دهند. اين چرخدنده ها از دو چرخدنده که يکي کوچکتر بنام پينيون ( pinion ) و ديگري بزرگتر بنام کرانويل ( crown wheel ) تشکيل مي شود. البته گاهي اوقات و در برخي موارد از جمله در خودروهاي سنگين بجاي پينيون و کرانويل از حلزون ( worm ) و چرخ حلزون ( worm wheel ) استفاده مي شود که بعلت اصطکاک بيشتر راندمان مکانيکي کمتري نسبت به چرخ دنده ها دارند، اما نيروي فشارنده آنها بيشتر است و استفاده از آنها در جاهاييکه کاهش سرعت بيشتري مورد نياز مي باشد، مناسبتر است. (شکل3-6)

شکل3-6 حلزون و چرخ حلزون که در خودروهاي سنگين استفاده مي شود.

در زير به سه نمونه از دنده هايي که بعنوان پينيون-کرانويل در خودروها مورد استفاده قرار مي گيرند اشاره شده است :

1)  straight bevel gears

  در اين حالت پينيون و کرانويل، چرخدنده هاي ساده هستند. اين پينيون و کرانويل در واقع ساده ترين و ارزانترين نوع آنهاست. مشکل اصلي آنها اين است که در اين حالت دنده ها به طور پيوسته با هم درگير نيستند و حالت درگيري وخلاصي پشت سرهم دارند و باعث ايجاد ضربه و ايجاد صدا مي شوند.

 

 

شکل3-7 straight bevel gears

2) spiral bevel gears

  اين نمونه نيز همانند حالت قبلي است با اين تفاوت که از چرخدنده هاي مارپيچي بجاي چرخدنده هاي ساده استفاده شده است که باعث کارکرد نرمتر سيستم در اين حالت مي شود، ضمن اينکه بعلت تماس پيوسه دنده ها با هم از ميزان سروصدا در اين حالت کاسته مي شود.

 

 

 شکل3-8 spiral bevel gears

3) hypoid gears

 اين چرخدنده ها نيز دنده هاي مارپيچي دارند و تنها تفاوت آن با حالت قبل در اين است که در اينجا پينيون زير خط مرکزي کرانويل قرار مي گيرد؛ در نتيجه ميل گاردان پايين تر مي آيد و مي توان کف اتاق و مجراي عبور ميل گاردان را پايين تر در نظر گرفت. همچنين از ديگر مزاياي اين حالت، اين است که تعداد دنده هاي درگير براي حمل بار در اين سيستم بيشتر است.

 

 

شکل3-9 hypoid gears

اکسل عقب (Rear Axle)

تصوير نشان داده شده در شکل3-12 نمونه اي ساده از اکسل عقب يک خودرو مي باشد که قسمتهاي مختلف آن قابل مشاهده است. جهت وضوح بيشتر شکل، ديفرانسيل نشان داده نشده است. در عمل شفت نشان داده شده بصورت دو تکه است و وظيفه انتقال گشتاور از ديفرانسيل به چرخها را  بر عهده دارد.

شکل3-12 شماتيک کلي اکسل عقب

 نيروها و گشتاورهاي مختلفي بر اکسل عقب خودرو وارد مي شوند که عبارتند از :

1 ) وزن خودرو : اکسل را مي توان به عنوان تيري در نظر گرفت که وزن ناشي از خودرو را تحمل مي کند. اين نيرو توسط پوسته اکسل يا پلوس تحمل مي شود. اين نيروهاي وارده سبب نيروهاي برشي و خمشي مي گردند.

2 ) نيروي پيشران : گشتاور رانشي ايجاد شده در موتور خودرو، نيروي پيشران در چرخها را باعث مي شود که اين نيرو بايد از طريق اکسل به شاسي و بدنه خودرو منتقل شود. اين نيروها و کلاً نيروهايي که از اکسل به شاسي منتقل مي شوند، توسطPanhard Rod  و Radius Rod منتقل مي شوند. Radius Rod اکسل را به شاسي متصل کرده و نيروي وزن را تحمل مي کند. Panhard Rod  نيز نيروهاي جانبي را به شاسي منتقل مي کند. (شکل3-13)

شکل3-13 Panhard Rod  و Radius Rod

3 ) عکس العمل گشتاور : براي تصور اين نيرو، اينگونه فرض کنيد که اگر از چرخش آزادانه چرخها بوسيله چرخيدن ميل گاردان جلوگيري شود، بنظر مي رسد که دنده پينيون تمايل به گردش حول کرانويل را دارد. اين تمايل همچنين هنگام حرکت خودرو نيز وجود دارد و پينيون همواره تمايل به بالا رفتن از دنده هاي کرانويل را دارد،  بنابراين هميشه نيرويي بر روي پوسته اکسل وجود دارد که پينيون را نگه مي دارد. اين نيرو بعنوان عکس العمل گشتاور خوانده مي شود.

4 ) نيروهاي جانبي : اين نيروها که در جهت عرضي بر خوروها وارد مي شوند ممکن است شامل وزش باد از بغل به خودرو يا اينرسي خود وسيله نقليه در سر پيچها باشدکه در هر حال اين نيرو مستقيماً به اکسل وارد مي شود و اکسل نيز توسط Panhard Rod  آن را به شاسي منتقل مي کند.

خطوط انتقال در خودروهاي ديفرانسيل جلو :

 در خودروهاي ديفرانسيل جلو به ميل گاردانهاي طويل نيازي نيست. همانطور که در شکل 3-20 نيز مشاهده مي شود، توان از بخش ديفرانسيل چسبيده به جعبه دنده و از طريق ميل پلوسهاي کوتاه به چرخها منتقل مي شود.

شکل3-20 نمونه اي از خطوط انتقال در خودروهاي ديفرانسيل جلو

اين ميل پلوسها ممکن است توپر يا توخالي باشند و حتي طولهاي آنها نابرابر باشند، اما معمولاً با قرار دادن يک ميله واسط سعي مي کنند طول آنها را برابر کنند.از انواع مختلفي ازاتصالات سرعت ثابت در دو سر ميل پلوسها استفاده مي شود که در زير به آنها اشاره مي کنيم : 

سه شاخه پلوس ( Rzeppa joint ) : نوعي مفصل سرعت ثابت است که با استفاده از آن فقط زاويه انتقال مي تواند تغيير کند. توسط اين نوع مفصل مي توان محور متحرک را تحت زاويه اي تا 40 درجه به چرخش درآورد. اين نوع اتصال شش ساچمه فولادي دارد که در شيارهاي دايره اي بين يک پوسته داخلي و يک پوسته خارجي حرکت مي کنند. گشتاور از پوسته داخلي و از طريق ساچمه ها به پوسته خارجي منتقل مي شود.

 سه شاخه پلوس ( Rzeppa joint )

آینده سیستم های تعلیق:

در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.

 

 

 چگونه کار می کند؟ سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.

متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال 2009 میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند

جهت نیرو در دیفرانسیل خورشیدی

با ثابت شدن دنده خورشیدی جهت نیرو به شرح زیر است :

پینیون > کرانویل > رینگی > قفسه > محفظه هرزگرد ها > محور هرزگرد > دنده هرزگرد ها > دنده سر پولوس > پولوس

ID=ZK/ZP×ZC/ZP=ZK/ZP×ZS+ZR/ZR                      

دنده خورشیدی با نیروی پوستر حرکت به راست نموده و با نگهدارنده ثابت در گیر شده و می شود .

4- دیفرانسیل های بدون لغزش

یکی از معایب دیفرانسیل های معمولی آن است که وقتی یکی از چرخ ها در جاده ای لغزنده و کم اصطکاک قرار بگیرد ،این چرخ با سرعت زیاد چرخش نموده و همه نیروی میل گاردان از طریق همین چرخ مصرف شده و چرخ دیگر هیچگونه نیروئی را انتقال نمی دهد .

خاصیت دیفرانسیل آن است که گشتاور یکسانی را به هر دو محور محرک انتقال دهد . حال اگر یکی از چرخ ها در سطح لغزنده ای سریعاً بچرخد ، چرخ دیگر هیچ گونه نیروی را انتقال نخواهد داد .

در این گونه موارد معمولاً خودرو ، بی حرکت مانده و برای انتقال قدرت ، باید حرکت چرخی که سریع می گرد به نحوی کندتر شود تا نیرو به چرخ دیگر نیز منتقل شود .

ایجاد اصطکاک زیاد تر بین چرخ لغزان و زمین لغزنده عمل نسبتاً دشواری است ، و لذا در خودرو ها پر قدرت و پیشرفته از دیفرانسیل های بدون لغزش استفاده می کنند .

دیفرانسیل های بدون لغزش به دو صورت قفل شونده خودکار و یا نوع اصطکاکی ساخته می شود در نوع کلاج مخروطی بین چرخ دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل قار می گیرد ، بین کلاج مخروطی و دنده ها ، فنر های قرار دارد که سطوح مخروطی را به هم می فشارد . به این ترتیب نیروی اصطکاکی بین دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل بوجود می آید ، این نیرو با هر گونه اختلاف دورانی که بین پولوس ها به وجود آید مقابله می کند . البته این نیرو آنقدر زیاد می باشد که در سر پیچ ها مانع تقلیل دو چرخ داخل پیچ و یا افزایش دور چرخ خارج قوس گردد . در روی سطوح اصطکاکی و مارپیچ دنده درشتی برای عبور روغن می باشد در نوع دیگر از صفحه کلاج استفاده شده است . در این طرح صفحات دیسک در روی شیار های بدنه دیفرانسیل و صفحه کلاج ها در روی شیار های قطعه ای که متصل به پولوس هست قرار دارند .

آخرین صفحه دیسکی که بین دنده و صفحات قرار دارد ، صفحه فنری است ( فنر موج دار ) که در موقع سوار کردن مجموع صفحات ، با پیش فشار معینی جمع شده و نیروی محوری به صفحات وارد می کند . با این طرح صفحه کلاج ها بین رینگ های جانبی ( که به طور هزار خاری با پولوس درگیر هستند ) و بدنه دیفرانسیل به حالت فشرده قرارگرفته و پولوس ها با بدنه دیفرانسیل عملاً یک پارچه می شود در این طرح هم ، نیروی فنر طوری محاسبه شده که در پیچ ها مزاحمتی برای کاستن از دور داخل پیچ ، و یا افزایش دور چرخ خارج پیچ فراهم نمی شود . ممکن است از فنر لوله ای هم در نوع کلاج دار استفاده شود

انواع دیفرانسیل در خودرو ها:

1- دیفرانسیل ساده 2- دیفرانسیل چهار چرخ محرک 3- دیفرانسیل کمک دار 4- دیفرانسیل بدون لغزش

1- دیفرانسیل ساده :

اغلب خودرو ها مجهز به دیفرانسیل از نوع ساده هستند . در بعضی از خودرو ها دیفرانسیل در روی محور محرک جلو و در بیشتر موارد روی محور محرک عقب قرار دارد .

 

2- سیستم چهار چرخ محرک :

اغلب خودرو های سبک دارای دو چرخ محرک هستند ، ممکن است دو چرخ عقب محرک باشد و یا دو چرخ جلو محرک باشد . وقتی جاده پوشیده از برف ، یخ و گل است ، سطح جاده لغزنده می شود در این وضعیت چرخ های متحرک اصطکاک لازم ( چسبندگی ) با سطح جاده را ایجاد نکرده و یکی از دو چرخ متحرک و یا هر دو آنها لغزش می کنند لغزش چرخ های متحرک روی چرخ های محرک و دیفرانسیل نیز تاثیر گذارده و در محفظه هرزگرد ها نیز تغییر دور به وجود می آید .

هر گاه همه چرخهای خودرو محرک باشند ، چرخ ها چسبندگی بهتری با سطح جاده به وجود آورده و عمل کنترل خودرو و شرایط رانندگی در جاده ساده تر خواهد بود . دلیل اینکار توزیع بار خودرو روی چهار چرخ و استفاده از آن در نیروی کشش همه چرخ هاست.

خودرو های چهار چرخ محرک هم روی سواریها( لندروور، رنجرور ،لندکروز و غیره) وهم در روی خودرو های نظامی ( جیب و....) و در بعضی ماشین های باری( بنز 911 ، ایفا ،..) کاربرد دارد.

معمولاً از محرکه چهار چرخ در شرایط اضطراری و لغزنده بودن جاده استفاده می شود و برای رانندگی طولانی نباید از این حالت استفاده نمود . در حال استفاده از محرک چهار چرخ باید جعبه دنده در دنده سنگین باشد برای درگیر نمودن چرخ های آزاد جلو یا سیستم انتقال قدرت ،اهرم تعویض دنده دیگری وجود دارد که در صورت لزوم میل گاردان جلو را با جعبه دنده کم کم در گیر می نماید .

3- دیفرانسیل کمک دار

دیفرانسیل کمک دار در سیستم انتقال قدرت خودرو های سنگین حمل و نقل و راهسازی و غیره کاربرد دارند . دیفرانسیل های کمک دار به صورت دوبل ،تریبل و خورشیدی وجود دارد .

در دیفرانسیل دوبل دو پنیون و دو کرانویل وجود داشته و تقلیل دور در دو مرحله انجام می شود . این دو به طور ثابت و بدون تغییر است . در دیفرانسیل دوبل تقلیل دور یکبار به صورت کم و بار دیگر به صورت زیاد تر انتقال می یابد . در نوع تریبل ( سه گانه ) دیفرانسیل مجهز به سیستم تعویض دنده است و در موقعی که نیروی کششی کافی نباشد ، راننده با فشردن دکمه ای ، بطور الکتریکی یا بوستری ، ماهکی را حرکت داده و حالت دوم و سوم در آن ایجاد می شود .

دیفرانسیل های خورشیدی هم مانند دوبل عمل می کنند ، با این تفاوت که مرحله دوم آن به طور اختیاری، وسیله راننده به وجود می آید .

در این نوع دیفرانسیل یک مجموعه خورشیدی وجود دارد که دنده کرانویل به دنده رینگی پیچ شده و قفسه ؛محفظه دنده هرزگرد ها متصل می شود . در صورت به کار انداختن سیستم خورشیدی ، دنده خورشیدی ثابت شده و در کرانویل از دنده رینگی به قفسه و از آن به پولوس ها منتقل می شود .

وقتی دیفرانسیل در حال تقلیل دور یا افزایش گشتاور است ، دنده خورشیدی ثابت ،دنده رینگی محرک و قفسه متحرک بوده و با نسبت ID=ZC/ZR=ZR+ZS/ZR گشتاور خروجی افزایش و دور خروجی کاهش می یابد .

دیفرانسیل

اگر اتومبیل همیشه بر روی خط راست حرکت می کرد و احتیاجی به پیچیدن نبود لزومی نداشت از دیفرانسیل استفاده کنیم و انتقال نیرو می توانست به شکل های مختلف انجام گیرد .

در سر پیچ ها و جاده های ناهموار (یا وقتی که چرخ ها در گِل یا برف گیر می کند ) چرخ های سمت چپ و سمت راست اتومبیل مسافت های متفاوتی را طی می کند . اگر این چنین نبود یعنی چرخ ها دوران مساوی داشتند یکی از چرخ ها ( چرخی که مسافت کمتری را طی می کند ) در روی جاده سر می خورد تا هماهنگی لازم در چرخ ها ایجاد شود که در این حالت خطرات و خسارت های زیاد به اتومبیل وارد می شد مانند سائیدگی لاستیک ها افزایش می یابد و در سرعت های زیاد خطر انحراف اتومبیل زیاد است . برای رهایی از دست چنین مشکلاتی نیاز به مکانیزم است که بتواند دوران چرخ ها متناسب با مسیری را که طی می کند تنظیم کند این مکانیزم دیفرانسیل خواهد بود .

قسمت های یک دیفرانسیل ساده :دنده پنیون ،دنده کرانویل ، هوزینگ ، دنده های هرز گرد ، دنده های پولوس

 وظایف دیفرانسیل :

1- تقلیل سرعت 2- تغییر جهت نیرو ( جزء در خودرو های که موتور شان به صورت عرضی قرار دارد ) 3- تقسیم نیرو بر چرخ ها  4- تنظیم دور در سر پیچ ها ( دور زدن در سر پیچ ها )

1- تقلیل سرعت : برای ازدیاد کشش اتومبیل ، دیفرانسیل بایستی گشتاور زیادی را به چرخ ها انتقال نماید مثلاً دور موتور های بنزینی در حدود 6000  RPM و دور موتور های مسابقه در حدود 750RPM چنین دور قبل از انتقال به چرخ ها باید به اندازه ای لازم تقلیل یابد . تقلیل موجود در دیفرانسیل به وسیله پینیون و کرانویل صورت می گیرد ، چنانچه اگر تعداد دنده های پنیون و کرانویل را مساوی انتخاب کنیم هیچ تغییر کوپلی در این قسمت نخواهیم داشت . ولی شرایط ایجاد می کند توان منتقله به چرخ ها دارای سرعت کم و نیروی زیاد باشد به نسبتی که بخواهیم سرعت در دیفرانسیل کم شود بایستی تعداد دندانه های کرانویل نسبت به پنیون را بزرگتر انتخاب نماییم برا ی مثال : دیفرانسیل فولکس واگن 1200 را در نظر می گیریم که تعداد دندانه های چرخ دنده های پنیون و کرانویل به ترتیب 8 و 35 می باشد .

2- تغییر جهت نیرو :

تغییر اساسی که دیفرانسیل در خط نیرو انجام می دهد تغییر و تبدیل نیرو است که به وسیله پنیون و کرانویل ( مکانیزم انتقال و تبدیل نیرو صورت می گیرد ) چون خط محرک و محور خروجی گیربکس در امتداد طول اتومبیل قرار گرفته اند و محور های محرک چرخ های عقب ( میل پولوس ها ) در امتداد عرضی اتومبیل واقع شده اند لازم است از مکانیزم استفاده شود که نیرو را تحت زاویه 90 درجه بر چرخ های محرک اتومبیل منتقل نماید که این بوسیله درگیری پنیون و کرانویل صورت می گیرد .

3- تقسیم نیرو بر چرخ ها :

زمانیکه اتومبیل در خط مستقیم و در جاده مسطح حرکت می کند هر دو چرخ محرک دوران مساوی داشته و در این شرایط نیروی از پنیون به کرانویل منتقل می شود از طریق بدنه دیفرانسیل به دنده های هرز گرد و از آنجا به دنده های سر پولوس و در نتیجه به چرخ ها میرسد ( در این حالت برای سادگی مطلب می توان فرض کرد که دنده های هرز گرد به دنده های سر پولوس جوش خورده اند بنابراین دور چرخ ها مساوی بوده و هر کدام دورانی به اندازه کرانویل خواهند داشت

4- تنظیم دور ( دور زدن در سر پیچ ها ) :

حرکت اتومبیل در سر پیچ ها باعث دوران دنده های هرز گرد نسبت به محور شان می شود و در نتیجه سرعت دورانی پولوس ها مساوی نخواهند بود . مثلاً هنگام گردش چرخ داخلی پیچ تحت قوه ثقل و سنگینی اتومبیل و فشاری که در اثر این عوامل به آن وارد می شود می خواهد کمتر حرکت کند ولی چرخ خارجی که آزادی بیشتری دارد شروع به حرکتی بیش از چرخ داخلی می کند موقعی که فشار به چرخ داخل وارد شد چون ارتباط هوزینگ به وسیله هرز گرد با دنده های پولوس مربوط شده اند دنده هرز گرد که سعی می کند با نیروی وارده چرخ سمت داخل را بچرخاند موفق نشده و در نتیجه شروع به چرخش به دور خود می کند بدون این که نیرو را به چرخ داخل پیچ منتقل نماید و به همین نسبت سرعت چرخ داخل پیچ کمتر از چرخ خارج پیچ می شود این عمل تا زمانی ادامه دارد که عکس العمل قوه ثقل روی چرخ داخل پیچ فشار می آورد و به مجرد این که اتومبیل در مسیر مستقیم قرار گرفت نیروی ثقل از چرخ داخل برداشته شد ، هرز گرد متوقف می شود و دوباره پولوس تابع چرخش کرانویل خواهد شد.

برای دیدن تعدادی عکس از دیفرانسیل به ادامه مطلب رجوع کنید

گریس مورد استفاده در چرخهای جلوی خودرو:

گریس مخلوطی ژلاتینی است از یک سیال روانکار (روغن) و یک ماده غلیظ کننده و مواد افزودنی خاص.

ماده غلیظ کننده مهمترین عامل پایداری در شرایط دمایی بالا و حفظ کیفیت در مدت زمان مصرف و در هنگام نگهداری گریس  می باشد.

درجه حرارت اثر قابل ملاحظه ای بر استحکام گریس دارد،اگر درجه حرارت زیاد باشد،گریس ابتدا نرم شده و سپس تبدیل به مایع می شود که در این حالت گریس خاصیت روانسازی خود را از دست می دهد. هر گریس  محدوده ی دمایی بهره برداری معینی دارد لذا نباید هیچگاه گریس را در دمایی بالاتر از این محدوده ی مجاز به کار برد.

همه ی گریس ها به غیر از گریس های کلسیم و آلومینیوم در برابر دماهایی تا حدود 145 درجه سانتیگراد پایداری قابل توجهی دارند که البته این پایداری برای گریس های کمپلکس صابونی تا 250 درجه سانتیگراد است.

گریس های کمپلکس صابونی با پایه ی غلیظ کننده ای از کمپلکس صابون که شامل صابون ساده به اضافه نمکی از یک اسید با وزن مولکولی پایین است تولید می شود و در نتیجه ترکیب صابون و نمک الیافی در ساختار گریس شکل می گیرد که حواص ویژه ای در آن تولید می کند.

البته امروزه گریس هایی وجود دارند که قابلیت تحمل تا 1100 درجه سانتیگراد را دارند،در این گریس ها از الیاف فلزی به عنوان مواد افزودنی استفاده می شود،از این نوع گریس ها می توان گریس Molykote  را نام برد که در ساختار آن از فلزات روی و مس استفاده شده است.

دنده عقب

برای دنده عقب، یک چرخ دنده کوچک اضافه شده است. این چرخ دنده نقش خاصی ندارد و فقط جهت حرکت را عوض می کند. این چرخ دنده را "چرخ دلاله" می نامند. دنده عقب که در شکل کناری با رنگ آبی نشان داده شده است، همیشه در جهت مخالف تمام چرخ دنده های آبی رنگ دیگر می چرخد. بنابراین وقتی ماشین در حال حرکت رو به جلو است، نمی توانید ناگهان با دنده عقب حرکت کنید؛ چون برآمدگی های روی حلقه با سوراخ های روی چرخ دنده، درگیر نمی شوند.

همگام ساز، قطعه ای کوچک با کارایی بالا
در دنده بسیاری از ماشین های مدرن، قطعه ای بنام همگام ساز (Synchronizer) وجود دارد. دنده ای که در شکل نشان داده شده بود، فاقد همگام ساز بود. اگر بخواهید از این دنده در یک ماشین واقعی استفاده کنید، برای دنده عوض کردن باید دو بار کلاچ بگیرید. تمام ماشین های قدیمی همین طور بودند. هنوز هم تعدادی از ماشین های مسابقه ای با این سیستم کار می کنند.

 فکر می کنید چرا باید دوبار کلاچ بگیرید؟
بار اول که کلاچ می گیرید، ارتباط موتور با جعبه دنده قطع می شود. پس فشار از روی برآمدگی های روی حلقه برداشته می شود تا شما بتوانید حلقه را به حالت خلاص منتقل کنید. بعد کلاچ را رها می کنید و موتور را به سرعت مناسب می رسانید. منظور از سرعت مناسب، دور موتوری است که با دنده بعدی تناسب دارد. یعنی کاری می کنید که برآمدگی های روی حلقه و چرخ دنده ای که مربوط به دنده بعدی است با سرعت یکسانی بچرخند تا برآمدگی های روی حلقه بتواند در چرخ دنده جفت شود. حالا مجبورید یک بار دیگر کلاچ را فشار دهید تا حلقه و دنده جدید با هم درگیر شوند.

همگام ساز این امکان را ایجاد می کند که حلقه و دنده، قبل از جفت شدن برآمدگی های روی حلقه، با هم تماس برقرار کنند. بنابراین حلقه و دنده می توانند قبل از اینکه چرخ دنده با برآمدگی های روی حلقه درگیر شود، سرعتشان را با هم وفق دهند. به شکل روبرو دقت کنید.

مخروطِ روی چرخ دنده آبی رنگ، در حفره مخروطی حلقه قرار می گیرد و اصطکاک آن با حلقه باعث همگام شدن حرکت حلقه و دنده می شود. سپس بخش بیرونی حلقه طوری می لغزد که برآمدگی های روی حلقه بتواند با دنده درگیر شود.

هر کمپانی شیوه و ایده های خاص خود را برای ساختن دنده به کار می برد، اما اساس کار تمام آنها همان چیزی است که خواندید. حالا چند نکته به شما می گوییم که به احتمال زیاد جواب سوال هایی است که پیش از خواندن این مطلب در ذهن شما وجود داشت:

• وقتی در تعویض دنده اشتباه می کنید، سر و صدای عجیبی که می شنوید صدای خرد شدن چرخ دنده های جعبه دنده نیست. همانطور که در تمام شکل های قبلی دیدید، تمام چرخ دنده های جعبه دنده همیشه در حال چرخش اند. صدا مربوط به برآمدگی های روی حلقه است که می خواهند درون سوراخ های یکی از دنده ها قرار گیرند، اما به دلیل بی دقتی شما نمی توانند این کار را انجام دهند.

• حالا می توانید بفهمید که چطور یک حرکت خطی کوچک دسته دنده باعث تعویض دنده می شود. دسته دنده، میله ای را جابجا می کند که به اهرم متصل است. اهرم نیز حلقه روی محور زرد رنگ را جابجا می کند تا آن را به یکی از دو چرخ دنده بچسباند

دنده چه کار می کند؟

ماشین ها دنده می خواهند چون دور موتور آنها نباید از حد معینی بالاتر رود. اگر دقت کرده باشید در کنار سرعت سنج ماشین ها عقربه دیگری وجود دارد که دور موتور را نشان می دهد. در قسمت انتهایی این عقربه ناحیه ای وجود دارد که با رنگ قرمز مشخص شده است. اگر موتور ماشین مدتی در این محدوده کار کند، از کار می افتد. اگر سرعت کار موتور از حد معینی تجاوز کند حتی ممکن است باعث انفجار آن شود.

علاوه بر این، بیشترین توان و گشتاور موتور در یک محدوده خاص از دور موتور به دست می آید و هرچه از این محدوده دور شویم، توان موتور افت می کند. کاری که دنده می کند اینست که بدون تغییر دور موتور، امکان رسیدن به سرعت های مختلف را فراهم می نماید. با دنده عوض کردن موتور را در بهترین وضعیت خود حفظ می کنید، اما در عین حال می توانید در سرعت های مختلف برانید.

دنده از یک طرف توسط کلاچ به موتور وصل می شود و از طرف دیگر با یک محور به دیفرانسیل متصل است. حرکت از موتور می آید، سرعت و قدرت آن در دنده تنظیم میشود و توسط محور و دیفرانسیل به چرخ ها منتقل می شود. در یک ماشین پنج دنده معمولی، پنج جفت چرخ دنده با نسبت های مختلف وجود دارد که پنج سرعت مختلف را در خروجی ایجاد می کنند. در جدول زیر تعدادی از این نسبت ها به عنوان مثال آورده شده است.
 

دنده نسبت چرخ دنده ها سرعت چرخش محور خروجی از جعبه دنده(دور در دقیقه)

سرعت چرخش محور خروجی از جعبه دنده(دور در دقیقه)	نسبت چرخ دنده ها	دنده
۱۲۹۵	315:1/2	۱
۱۹۱۳	568:1/1	۲
۲۵۱۰	195:1/1	۳
۳۰۰۰	000:1/1	۴
۳۲۷۸	915:1/0	۵

 

در جدول بالا فرض شده است که دور موتور در 3000 دور در دقیقه ثابت باقی بماند

دنده ماشین چگونه کار می کند؟

تا به حال پشت فرمان ماشین نشسته اید؟ پیش دست راننده چطور؟ همیشه اولین سوالی که برای بچه ها در این موقعیت پیش می آید این است که چرا راننده مجبور است مدام دنده عوض کند؟ چرا نمی شود فقط با بیشتر گاز دادن، تندتر رفت؟

اگر کمی درباره دنده بدانید، سوال هایتان هم کمی پیشرفته تر می شود. ممکن است از خودتان بپرسید وقتی در دنده عوض کردن اشتباه می کنید، آیا دنده ها خرد می شوند یا اینکه وقتی کلاچ را زود رها می کنید یا دیر کلاچ می گیرید، سر و صدایی که می شنوید از کجا می آید. آیا ممکن است در اثر رانندگی اشتباه، دنده ها خراب شوند؟
می توانید پاسخ همه این سوال ها را خودتان پیدا کنید. فقط کافی است کمی همت و حوصله به خرج دهید.

انواع کلاچ

در یک تقسیم بندی کلی کلاچ‌ها را می‌توان به دو دسته کلی کلاچ‌های تر و کلاچ‌های خشک تقسیم کرد. اصول کار هر دو نوع کلاچ یکسان است. آنها همگی اصطکاکی می‌باشند. یعنی اصول کار آنها مانند مثال مذکور است که می‌بایست مابین سطوح تماس برقرار شود

__کلاچ تر : کلاچ‌های تر دارای صفحاتی هستند که معمولا از جنس فولاد یا برنج ساخته می‌شوند و در یک محفظه پر از روغن قرار می‌گیرند. البته خود این کلاچ‌ها هم با توجه به میزان توان انتقالی اندازه‌های متفاوتی دارند. انواع کلاچ‌های تر نسبت به کلاچ‌های خشک کاربرد محدودتری دارند
__کلاچ خشک : کلاچ‌‌های خشک آنچنان که از نامشان پیداست در محفظه‌های خشک کار می‌کنند. کلاچ‌های خشک خود دارای انواع زیادی می‌باشند. در زیر لیست می‌شود
کلاچ یک صفحه‌ای
کلاچ دو صفحه ای
کلاچ چند صفحه‌ای
کلاچ تسمه‌ای
کلاچ مغناطیسی
کلاچ مخروطی
کلاچ یک طرفه
کلاچ ایمنی

کاربرد و نحوه عمل کلاچ

آنچه بیان شد، ساختار ساده و اساس کار یک کلاچ صفحه‌ای است. که در بیشتر اتومبیل‌ها و خودروها بکار گرفته می‌شود. که یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می‌کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می‌یابد. لیکن گاهی لازم می‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشین بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت ماشین تغییر کند.

برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان را از چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده قطع کرد. در این زمان است که کلاچ بکار گرفته می‌شود. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می‌شود. این کار برای راننده اتومبیل می‌تواند به‌راحتی فشاردادن یک پدال به کمک پای خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد.textهمانطوری که در مثال ذکر شده توضیح داده شد، بوجود آمدن فاصله ، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه می‌دارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در آن دنده مطلوب قرار می‌دهد و سپس پدال کلاچ را رها می‌کند. در این حالت انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.

ساخت یک کلاچ ساده

برای درک بهتر نحوه کار کردن کلاچ به مثال زیر توجه کنید. دو عدد صفحه مدور را در نظر بگیرید که هر کدام بر روی یک محور قرار گرفته‌اند. حال این صفحات مدور را به یکدیگر بچسبانید بطوری که محورهای آنها به دو طرف مقابل یکدیگر امتداد یابد. حال این صفحات را کمی از یکدیگر دور کنید بطوری که ما بین آنها فاصله‌ای بوجود آید. سپس یکی از صفحات را بچرخانید. خواهید دید که تا زمانی که میان صفحات مدور فاصله وجود دارد ، می‌توانید با هر سرعتی که بخواهید یکی از صفحات را بچرخانید در حالی که صفحه دوم بی‌حرکت باقی مانده است. حال آرام آرام صفحات را به یکدیگر نزدیک کنید (در حالیکه صفحه اول هنوز می چرخد).

مشاهده خواهد شد که پس از ایجاد و برقراری تماس میان صفحات مدور ، صفحه ثابت (صفحه دوم) نیز در همان جهت چرخش صفحه متحرک شروع به چرخیدن خواهد کرد. و پس از آنکه صفحات با یکدیگر جفت شدند، مشاهده خواهد شد که هر دو صفحه به شکل یکسانی و در یک جهت و با یک سرعت شروع به چرخش می‌کند. این بدان معناست که انرژی جنبشی موجود در صفحه چرخان به صفحه ثابت نیز منتقل می‌شود. اگر میان این صفحات فاصله وجود داشته‌ باشد این انتقال انرژی وجود نخواهد نداشت. بنابراین شما یک کلاچ ساده ساخته‌اید

توربواستريمر و افزايش بازده موتور خودرو

بخش بزرگي از انرژي حاصل از احتراق درون موتور به صورت انرژي حرارتي از اگزوز خودرو خارج مي شود. اگر بتوان اين انرژي را به گونه اي بازيافت نموده و مجدداً مورد استفاده قرار داد، مي توان تا حدود هشتاد درصد اتلاف انرژي در اگزوز را کاهش داد. تلاش محققين شرکت بي-ام-و در اين زمينه، پيدايش فناوري جديدي با نام توربواستريمر را سبب شده است که نسل جديدي از خودروهاي هيبريدي را به وجود خواهد آورد.

فناوري فوق، انرژي موجود در گازهاي خروجي از موتور براي به راه انداختن يک موتور بخار استفاده مي شود و موتور بخار نيز بخشي از انرژي مورد نياز سيستم محرکه ي خودرو را تأمين مي کند. به اين ترتيب بازده سيستم محرکه ي خودور حدود پانزده درصد افزايش مي يابد. نکته ي جالب اين است که اين فناوري به نحوي طراحي شده است که قابل نصب بر روي خودروهاي کنوني شرکت بي-ام-و نيز مي باشد. ترکيب طرح فوق با سيستم محرکه ي قبلي يک خودروي چهار سيلندر باعث توليد ده کيلووات توان و نيز بيست نيوتن متر گشتاور اضافي مي شود. توربواستريمر بر همان اصل موتور بخار استوار مي باشد. به اين صورت که به يک مايع گرما داده مي شود تا به بخار تبديل شود و سپس از بخار توليدي در موتور بخار استفاده مي شود. انرژي حرارتي عمدتاً توسط مبدل هاي حرارتي که از گازهاي خروجي به عنوان منبع حرارتي استفاده مي کند، تأمين مي شود. بدين ترتيب، بيش از هشتاد درصد انرژي حرارتي موجود در گازهاي خروجي اگزوز مجدداً بازيافت مي شود. سپس بخار به درون يک محفظه ي انبساط که مستقيماً به ميل لنگ وصل شده است منتقل شده و در آن جا منبسط شده و باقيمانده انرژي حرارتي رابه سيستم خنک کننده ي موتور مي دهد. اجزاي سيستم توربواستريمر به نحوي طراحي شده اند که بر روي مدل هاي کنوني خودروهاي بي-ام-و نظير سري سه قابل نصب باشند. هدف بعدي محققين کوچک تر کردن اجزاي اين سيستم و رساندن آن به توليد انبوه مي باشد.

دسته بندی قسمتهای خودرو

هر خودرو دارای تعداد زیادی قطعه ( بین 10 تا 20 هزار قطعه) میباشد .برای سهولت آشنایی با اجزاء خودروها معمولا قطعاتی که برای رسیدن به یک هدف مشترک ( مثلا تولید نیروی لازم برای حرکت)لازم است در کنار هم کار کنند را در یک  دسته قرار میدهند .معمولا خودروها را بصورت زیر دسته بندی میکنند

موتور( مولد قدرت) ، انتقال قدرت ، تعلیق ، شاسی و بدنه ، فرمان و چرخها ، تجهیزات برقی .

دسته مولد قدرت فقط موتور خودرو را شامل میگردد

دسته انتقال قدرت شامل : کلاچ ، جعبه دنده ( گیر بکس – gear box ) است

دسته تعلیق : فنربندی های خودرو جرء این دسته میباشند

شاسی و بدنه : معمولا مجموعه سیستم ها ی خودر روی شاسی نصب میشوند و بدنه مکانیست برای جابجایی مسافر یا حمل بار

فرمان و چرخها :شامل جعبه فرمان و اهرمهای فرمان بندی و چرخها

تجهیزات برقی: شامل مجموعه باتری ، سیستم راه اندازی ، سیستم شارژ ، جرقه .....

فن آوری خودرو های آینده

مقدمه:

آلايندگي و مصرف سوخت خودروها بدليل محدوديتهاي زيست محيطي، ظرف 10 سال آينده بايستي به ميزان قابل توجهي بهبود يابد. فن آوريهاي جديد در زمينه موتورهاي بنزيني، نظیر كوچك سازي موتورها به لحاظ اندازه (Downsizing) با استفاده از تقويت بالای آنها (High Boosted)، موتورهاي با تزريق مستقيم (GDI) و سيستم سوپاپهاي كاملاً متغير (Fully Variable Valve Train) هم اکنون در حال توسعه می باشند. در مورد موتورهاي ديزل نيز بخشهايی که انتظار می رورد توسعه يابند، شامل انژكتورهاي پيزو الكتريك، فيلترهاي ذرات معلق و سيستم كاتاليستهاي DeNOx می باشند.

در اين يادداشت ابتدا به بررسی الزامات استانداردهای آلايندگی پرداخته و پس از آن تمهيداتی که جهت دستيابی به اين استانداردها در موتورهای بنزينی و ديزل بکار گرفته شده است را معرفی می نماييم. در بخش اول موتورهای بنزينی را مورد بحث و بررسی قرار خواهيم داد. الزامات استانداردهای آلايندگی در آينده:قوانين اروپايي روي آلاينده هاي خطرناك اگزوز كه در سال 2000 نسبتاً سختگيرانه به اجرا در آمد بار ديگر در سال 2005 سختگيرانه تر خواهد شد. محدوديتهاي استاندارد آلايندگي EURO IV براي آلاينده هاي HC و NOX و ذرات معلق حدود 50% سطح كنوني اين گازهاي مضر مي‌باشد (استاندارد آلایندگی اروپا در سال 2004 مطابق با استاندارد EURO III است). مرحله بعد در استانداردهاي اروپايي كهEURO V  ناميده ميشود احتمالاً با تمركز روي ذرات معلق، به بهينه سازي بيشتري نياز دارد. 

از سوی دیگر در استاندارد آمريكايي TIER 2 كاهش مرحله به مرحله NMOG (گازهاي اورگانيك غير متان) و کاهش متوسط NOX ناشی از ناوگان اتوبوسرانی از سال 2004 تا 2007 مد نظر است . از سال 2003 به بعد در كاليفرنيا ميبايستي حداقل 10% فروش هر سازنده اتومبيل، خودروهایي با آلايندگي صفر يا معادل آن باشد. نگراني در مورد اثر گازهای گلخانه ای، خودروسازان اروپايي را وادار كرده است كه تا سال 2008 خودروهايی توليد نمايند كه متوسط CO2 منتشره از آنها زير 140 gr/Km باشد. يعني كاهش مصرف سوخت بايستي به ميزان بيش از 25% در مقايسه با سطح تعيين شده در سال 1995 باشد. همچنین كاهش بيشتر به سطح 120 gr/Km تا سال 2012 نيز در سال 2003 تحت بحث و بررسي قرار گرفت.

از طرفی همزمان با طرح مباحث آلایندگی، مشتريان نيازمند ايمني و آسايش بيشتري نسبت به سابق خواهند بود كه این مساله تنها با افزایش وزن خودرو ميسر خواهد شد و واضح است که اين موضوع با مصرف كمتر انرژي منافات دارد. همچنين ضمن حفظ حداقل عملكرد خودرو، در عین حال نباید هزينه مالكيت خودرو افزايش يابد. فن آوري آينده در موتورهاي بنزيني:هدف اصلي در توسعه موتورهاي اشتعال جرقه اي، بهبود مصرف سوخت و در نتـيجه كاهش انتشار گاز CO2 ميباشد. از ديدگاه ترموديناميكي، دستيابي به راندمان بيشتر، با عملكرد موتور در بارهاي زياد و كاهش در افت تبادل گاز و حرارت در بارهاي جزيي ممكن ميباشد. راه حلهاي فني براي اين منظور عبارتند از :كوچك سازي سايز موتورها و استفاده از سوپر شارژ، فن آوري سوپاپهاي كاملاً متغير و پاشش مستقيم.كوچك سازي(DOWNSIZING )يك استراتژي براي بهبود قابل توجه در مصرف سوخت، كاهش حجم جابجايي موتور با حفظ شكل منحني گشتاور ميباشد.با افزايش فشار تغذيه تا 2.5 بار و كاهش نسبت تراكم در بارهاي زياد مي توان به اين هدف دست يافت. در شكل شماره يك، منحني هاي گشتاور و مصرف سوخت دو موتور يكي موتور 3 ليتري با تنفس طبيعي و ديگري موتور 1.5 ليتري با سوپر شارژ بالا، با يكديگر مقايسه شده است. همانگونه كه شكل نشان مي دهد، مصرف سوخت ويژه در بارهاي جزيي در حدود 2.5% بهبود يافته است. فن آوري جديد مورد نياز براي اين منظور در سمت راست شكل نشان داده شده است.

 

سوپر شارژهاي مكانيكي با راندمان بالا دستيابي به گشتاورهاي لحظه اي و بالا را فراهم مي نمايد.  استفاده از سوپرشارژ منجر به پديده ناك یا ضربه در بارهاي زياد مي گردد. براي احتراز از اين موضوع يك سيستم نسبت تراكم متغير ابداع شده است (پايين سمت راست شكل) تا با كاهش نسبت تراكم،  دستيابي به فرايند احتراق بدون ناك را در بارهاي زياد ممكن سازد؛ در حاليكه قادر است در بارهاي جزيي، تراكم بهينه را حفظ نمايد.

 

سيستم سوپاپ بندي كاملاً متغير:

 

با سيستم سوپاپ بندي كاملاً متغير مي توان روشهاي مديريت سيلندر و سوپاپها را معرفي نمود. همانطور كه در شكل دو نشان داده شده است، در حال حاضر سوپاپهایي ساخته شده اند كه قادرند با استفاده از نيروي الكترومغناطيسي و يك بازو مابين فنرهاي مكانيكي، هرگونه پروفيل باز و بسته شدني را براي سوپاپها ايجاد نمايند. با كنترل جريان الكتريكي، بازو ميتواند در موقعيت انتهايي خود نگه داشته شود بنابراين سوپاپ مطابق با نياز ميتواند باز يا بسته نگه داشته شود. از آنجائيكه زمانبندي سوپاپها ميتواند بصورت آزادانه تنظيم شود، جرم هواي ورودي و گازهاي باقيمانده را ميتوان با سوپاپها تعيين نمود.

 بدين وسيله ميتوان از افت دريچه گاز اجتناب كرد و ميزان تشكيل NOX را در بارهاي جزئي كاهش داد.  از انجاييكه در اين روش زمان بندي هر سوپاپ براي هر سيلندر را مي توان بصورت جداگانه تنظيم نمود، بنابراين فعال يا غير فعال كردن هر سيلندر با اين روش ميسر ميگردد(Cylinder Cut Off) . مكانهايي كه در آنها سيلندرها غير فعال ميگردد يا سوپاپهاي آنها باز ميگردد در منحني عملكردي موتور در شكل دو نشان داده شده است. اندازه گیری مصرف سوخت نمونه هاي ساخته شده بر اساس این تکنیک، كاهش مصرف سوخت تا 15% و در صورت بكارگيري فرايند غير فعال سازي سيلندرها تا 20% را نشان مي دهد.

 

پاشش مستقيم:

ابداع سيستمهاي جديد تزريق با فشار بالا و پيشرفت در سيستم كاتاليستهاي DeNOx منجر به اولين توليد انبوه موتورهاي پاشش مستقيم بنزيني با شارژطبقه اي (stratified charge direct injection gasoline engine) شده كه کاهش مصرف سوخت بين 10% تا 15% را به ارمغان آورده است. همانطور كه شكل سه نشان ميدهد،براي دستيابي به بهترين مصرف سوخت، اين موتورها در بارهای جزئي و مخلوط هوا و سوخت بسيار رقيق با نسبتي تا 3 كار ميكنند.

 در بارهاي زياد يا بار كامل به منظور تامين ماكزيمم قدرت خروجي، مخلوط هوا و سوخت بصورت همگن وارد محفظه احتراق می گردد. جهت پايداري فرايند احتراق و اجتناب از تشكيل SOOT (دوده) در بار های جزئي، حالت مخلوط هوا و سوخت با حركت كنترل شده هواي ورودي تامين می گردد. با طراحي نشان داده شده در سمت راست بالاي شكل سه، مخلوط با حركت پيچشي رو به جلو (Forward Air Tumble) در  فاصله هوايی شمع پايدار ميگردد. شايان ذکر است که پايداری فرآيند احتراق در موتورهای GDI، بدليل نسبت هوا به سوخت بالا(رقيق سوز بودن)، از چالشهای اساسی اين نوع موتورها می باشد. در اين حالت از يك انژكتور نوع چرخشي(Swirl-Type) استفاده مي شود. نسل بعدي سيستمهاي پاشش مستقيم که در شكل پائين سمت راست نمايش داده شده است، عملکردی  شبيه به فرآيند احتراق درموتورهاي ديزل خواهند داشت؛ یعنی پاشش توام با فرايند احتراق.از آنجائيكه كاتاليستهاي سه راهه تنها در شرايط استوكيومتريك عمل مي كنند، يك سيستم  کاتاليستی DeNOx بايستي به مجموعه افزوده گردد تا كاهش آلاينده ها را در فرآيند شارژ طبقه ای، مطمئن سازد. به همين دليل سوخت مورد استفاده نيز بايد عاري از گوگرد باشد.   

 

هیدرو فرمینگ

هیدروفرمینگ یا شکل دهی به کمک فشار آب تکنیکی جدید در ساخت و شکل دهی قطعاتی است که قبلا" به صورت پرسی ساخته میشدند.
در طریقه سنتی برای شکل دهی ورقهای فلزی ورق را درون قالب مربوطه قرار داده و به کمک فشار دستگاههای پرس سنگین ورق شکل قالب را به خود میگیرد.در این روش به سبب اعمال فشار مکانیکی و در اثر کشش ورق گوشه های ورق موقع شکل دهی ضخامتی کمتر از قسمت مرکزی آن پیدا میکند.به همین دلیل طراحان ورق را با ضخامتی بیشتر از ضخامت اصلی مورد نیاز در نظر میگیرند که جبران کاهش ضخامت در موقع کشش بوسیله پرس را در نظر گرفته باشند.همچنین در این روش شکل دهی ورقها به سبب خاصیت ارتجاعی فولاد باید با زوایائی تیزتر از زاویه مورد نیاز پرس شوند تا خاصیت ارتجاعی ورق هم لحاظ شده باشد.ضمنا" در روش سنتی پرس احتمال پارگی ورق.خستگی در اثر کشش و ایجاد ترکهای موئی و ظریف در هنگام پرس وجود دارد.
در مورد تکنیک هیدروفرمینگ طریقه شکل گیری به صورت کلی متفاوت است.در این روش به جای استفاده از ورق فلزی معمولی ماده اولیه لوله های باریک فلزی میباشد.لوله فلزی مورد نظر که قرار است تبدیل به یک قطعه فرم دهی شده شود درون قالب مخصوص قطعه که فرم قطعه مورد نظر را دارد قرار میگیرد و سپس آب با فشار بسیار زیاد درون این لوله پمپ میشود و فشار بالای آب موجب پهن شدن و گسترش لوله فلزی درون قالب میشود تا شکل درون قالب را به خود بگیرد!
به سبب اینکه فشار آب درون لوله در همه جای آن یکنواخت است ضخامت ورق حاصل از این کار نیز در همه جای آن یکنواخت خواهد بود.همچنین مشکل پارگی یا خستگی ورق در اثر شکل دهی و همچنین ترکهای موئی درون ورق نیز از بین رفته و ضمنا" فرم قطعه پس از خروج از درون قالب دقیقا" به شکل قالب میباشد و حالت فنری نیز ندارد.
به این ترتیب طراحان میتوانند از نازکترین ورق ممکن جهت کاهش وزن و حداکثر استحکام بهره بگیرند.
اما ورقهای ساندویچی نوعی خاص از ورق میباشند که از یک لایه ترموپلاستیکی ( معمولا پلی پروپیلن) به عنوان هسته یا بیس ورق و دولایه بسیار نازک فلزی در دوطرف لایه پلاستیکی هسته به عنوان محافظ و پوسته استفاده میکنند.
این ترکیب از نظر وزن در برابر مقاومت ثابت نسبت به هم نوع تمام فلزی خود 50% سبک تر بوده بدون اینکه از نظر عملکردی تفاوتی با گونه تمام فلزی داشته باشد.
به سبب استحکام عالی این نوع ورق از آن در قسمتهائی که نیاز به سختی بالا و مقاومت زیاد میباشد استفاده میشود.
این نوع از ورق به سبب نیاز به چسب کاری در محل اتصال به جای جوشکاری باعث محدودیت در استفاده میشود و در تمامی قسمتهای بدنه نمیتوان از این نوع ورق استفاده کرد.
جوشکاری لیزری هم موجب اتصال قطعات فلزی به صورت کاملا" مستحکم و یکپارچه بدون سوختگی لبه های کار یا اتصالات ضعیف نظیر طریقه نقطه جوش یا جوش با نورد میشود.

در مقایسه با شاسی مونوکوک ابتدائی مهندسین پورشه اظهار میکنند که شاسی Ulsab از نظر وزنی 36% سبکتر و 50% مقاومت تر خصوصا" از نظر استحکام پیچشی میباشد.

با توجه به اینکه استفاده تجاری از این نوع شاسی در سال 1998 شروع شده امروزه در کمتر از 8 سال تقریبا" استفاده از آن فراگیر شده و اکثر خودروهای تولید انبوه آلمانی سایز کوچک و متوسط و همچنین تعداد زیادی از خودروهای جنرال موتورز امروزه از این تکنیک در تمام یا قسمتهای زیادی از شاسی خودروهای خود استفاده میکنند.
به نظر میرسد که در آینده ای نه چندان دور این نوع شاسی به صورت کامل جایگزین شاسی مونوکوک اولیه شود.
مزایای این نوع از شاسی شامل استحکام بالا و وزن پائینتر نسبت به گونه مونوکوک بدون افزایش قیمت در تولید میباشد اما هنوز برای استفاده در یک خودروی اسپرت تمام عیار این نوع از شاسی هم از نظر وزن و هم از نظر مقاومت ضعف های اساسی داشته و جهت یک خودروی اسپرت قدرتمند مناسب نیست.

به عبارت دیگر:

این شکل دهی نوعی فرایند تولید است كه در آن فشار سيال براي اعمال نيرو بر ورق يا لوله فلزي و تبديل آن به شكل قالب استفاده مي‌شود. دو نوع فرايند شكل‌دهي هيدروليكي وجود دارد: يكي شكلدهي هيدروليكي ورق و ديگري هيدروفرمينگ لوله.

در فرايند شكل‌دهي هيدروليكي لوله، هنگامي كه لوله در قالب قرار مي‌گيرد، انتهاي لوله بسته است و لوله با سيال پر مي‌شود تا با اعمال فشار كافي و ايجاد نيروي لازم، لوله به شكل قالب در بيايد.

در هيدروفرمينگ ورق، دو روش وجود دارد: يكي كشش عميق هيدرومكانيكي و ديگري كشش عميق هيدروليكي. كشش عميق هيدرومكانيكي هنگامي است كه ورق در قالب قرار گرفته و يك سنبه به داخل ورق فرو رفته و آن را به اطراف هل مي‌دهد در حالي كه فشار سيال،‌ از طرف ديگر اعمال مي‌شود.كشش عميق هيدروليكي نيز هنگامي است كه ورق در داخل قالب قرار گرفته و فشار آب ورق را به داخل قالب هل مي‌دهد تا شكل قالب را به خود بگيرد. (در اين حالت قالب ثابت است)

فرايند هيدروفرمينگ از فرايندهايي است كه به طور گسترده در صنعت خودروهاي اسپرتي به كار مي‌رود. در اين صنعت آلومينيم به صورت لوله، درون قالبي كه درون آن داراي شكل خاصي است قرار مي‌گيرد و توسط فرايند فوق به شكل نرده قاب خودرو در مي‌آيد.