تحقیق احتراق در موتورهای اشتعال جرقه ای

توضیحات :

تحقیق احتراق در موتورهای اشتعال جرقه ای در 60 صفحه در قالب Word قابل ویرایش.

بخشی از متن :

احتراق در موتورهای اشتعال – جرقه ای

موتورهای اشتعال ( احتراق ) جرقه ای یا اتو

اصول كاركرد

این سیستم ، یك موتور احتراقی می باشد كه با استفاده از اشتعال بیرونی ، انرژی موجود در سوخت ( بنزین ) را به انرژی جنبشی ( سینتیك ) تبدیل می كند .

این نوع موتورها برای كاركرد خود از یك مخلوط سوخت – هوا ( بر پایه بنزین یا گاز ) استفاده می كنند .

هنگامی كه پیستون در داخل سیلندر به سمت پایین حركت می كند مخلوط سوخت هوا به داخل سیلندر كشیده شده و هنگامی كه پیستون به سمت بالا حركت می كند این مخلوط به صورت متراكم در می آید.

این مخلوط ، سپس در فواصل زمانی معین و توسط شمع ها ، جهت احتراق آماده می شود . گرمایی كه در طی مرحله احتراق حاصل می شود باعث بالا رفتن فشار سیلندر گردیده و سپس پیستون باعث به حركت درآمدن میل لنگ شده و در نتیجه این فعل و انفعال ، انرژی مكانیكی ( قدرت ) حاصل می گردد .

پس از هر مرحله احتراق كامل ، گازهای موجود از سیلندر خارج شده و مخلوط تازه ای از سوخت – هوا به داخل سیلندر كشیده ( وارد )می شود . در موتوراتومبیلها تبدیل گازها ( جابه جایی گازهای موجود ) بر اساس اصول چهار مرحله آغاز احتراق ( چهار حالت موتور ) و نیز حركت میل لنگ كه برای هر احتراق كاملی مورد نیاز می باشد ، صورت می گیرد . ( شكل 1 )

اصول كاركرد موتورهای چهار زمانه ای

موتورهای احتراقی چهار زمانه ای از سوپاپهایی جهت كنترل جریان گاز بهره می گیرند .

چهار حالت موتور عبارتند از :

-حالت تنفس

سوپاپ هوا ( ورودی ) : باز

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حركت پیستون : به سمت پایین

احتراق : وجود ندارد .

حركت رو به پایین پیستون باعث افزایش حجم مفید داخل سیلندر شده و بدین طریق مخلوط سوخت – هوای تازه از داخل سوپاپ ورودی ، وارد سیلندر می شود .

• حالت تراكم و جرقه

سوپاپ هوا( ورودی ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حركت پیستون : به سمت بالا

احتراق : فاز اشتعال اولیه

هنگامی كه پیستون به سمت بالا حركت می كند باعث كاهش حجم مفید سیلندر شده و مخلوط سوخت – هوا را متراكم می كند .

درست چند لحظه قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا شمع بالای سیلندر جرقه زده و باعث احتراق مخلوط سوخت – هوا می شود .

نسبت تراكم توسط مقدار حجم سیلندر و حجم تراكم مطابق ذیل محاسبه می شود:

ε=( V n + Vc ) Vc

نسبت تراكم در خودروهای مختلف بستگی به طراحی موتور دارد .

افزایش نسبت تراكم در موتورهای احتراق داخلی ، باعث افزایش بازده گرمایی و مصرف سوخت می گردد .

به طور مثال افزایش نسبت تراكم از 6:1 به 8:1 باعث زیاد شدن بازده گرمایی به مقدار 12 درصد می گردد .

آزادی عمل در افزایش نسبت تراكم ، توسط عامل به نام « ضربه » ( یا پیش اشتعال ) محدود می شود . « ضربه » بر اثر فشار ناخواسته و احتراق كنترل نشده به وجود می آید . این عامل باعث به وجود آمدن خساراتی به موتور می شود .

سوختهای نامناسب و نیز شكل نامناسب محفظه احتراق باعث بوجود آمدن این پدیده در نسبت تراكم های بالاتر می شود .

-مرحله قدرت

سوپاپ هوا ( ورودی ) : بسته

سوپاپ دود ( خروجی ) : بسته

حركت پیستون : به سمت بالا

احتراق : به صورت كامل انجام گرفته است .

هنگامی كه شمع ، جهت احتراق مخلوط سوخت - هوا جرقه می زند ، مخلوط گاز منفجر شده و در نتیجه دما افزایش پیدا می كند . در اثر این فعل و انفعال سطح فشار نیز در داخل سیلندر افزایش پیدا كرده و پیستون را به سمت حركت می دهد .

نیروی حاصله از حركت پیستون از طریق شاتون به میل لنگ و به شكل انرژی مكانیكی انتقال می یابد . این مرحله منبع اصلی قدرت موتور می باشد.

توان خروجی با افزایش سرعت موتور و گشتاور بیشتر و مطابق معادله ذیل افزایش می یابد :

و...