مقاله روند رشد فن آوري در موتورهاي ديزلي و بنزيني و موضوع گاز سوز

 nx دارای 40 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : چكیده:محدودیت های اعمال شده از طرف سازمانهای زیست محیطی، تدوین قوانین و استانداردهای جدید در كنترل میزان آلاینده های خروجی از موتورهای بنزینی و دیزلی موجب شده فن آوری موتورهای دیزلی و بنزینی به سوی سیستم های تغذیه و احتراق پیشرفته پاشیدن سوخت و احتراق با كنترل ECU گرایش یابد. این حركت علاوه بر دستاوردهای چشم گیر زیست محیطی موجب رضایت دارندگان اتومبیل و دستیابی به شتاب و قدرت برتر و بهره برداری اقتصادی تر از نظر مصرف سوخت شده است. طبق آخرین گزارشهای دریافتی از مراكز تحقیقاتی و كارخانه های سازنده خودروها، برنامه زمان بندی برای دستیابی به آلودگی در حدود صفر تا سال 2010 به طور جدی پیگیری شده و هم اكنون موتورهای بنزینی و دیزلی مرحله استاندارد EURO II را پشت سرگذاشته و تولیدات را به سطح استاندارد EURO III رسانده اند. موضوع به كارگیری سوختهای همگام با رشد فن آوری طراحی و تولید موتورهای پیشرفته همچنان پیگیری، و تطبیق فن آوری سوختهای گازی همگام، به طوری كه باز هم از نظر سطح آلاینده های برتری های چشم گیر خود را نسبت به حالت گازوئیل و بنزنی سوز حفظ كرده اند. خصوصا با تاكید دانشمندان به اثر مخرب CO2 تولیدی از احتراق موتورهای بر لایه اوزون سوختهای گازی LPG و به ویژه CNG با، تعداد كم كربن در ساختمان مولكولی و در نتیجه تولید CO2 كمتر و همراه نداشتن ناخالصی ها به عنوان سوختهای پاك مطرح هستند. روند رشد فن آوری موتورها در دو دهه گذشته از سرعت چشمگیری برخوردار بوده و رقابت سازنده ای با هدف تولید خودرو دیزلی و بنزینی و گازسوز با آلودگی كمتر در سطح كشورهای صنعتی وجود دارد. در این دو دهه صنعت خودرو كشور ما در این رقابت حضور نداشته و لذا مترادف با سطح فن آوری مورتوهای دیزلی و بنزینی در مورد گاز سوز نیز از قدیمی ترین سیستم تبدیل و تجهیزات مربوطه استفاده نموده است.متاسفانه گزارشهای دریافتی نمایانگر این واقعیت تلخ است كه به دلیل عدم رضایت مبانی طراحی و تبدیل خودروهای سبك به سوخت گازی با روش مهندسی اهداف نیست محیطی طرح بهره گیری از سوختهای گازی نیز یا كمرنگ و یا نا موفق بوده است و تولید این مجموعه های كیت های گاز سوز قدیمی و ناموفق همچنان ادامه دارد. عطف به حركت جدید صنایع خودروسازی به سوی تولید خودروهای به روز در سطح جهانی و ساخت خودروهای مشترك با كمپانی های صاحب نام، ارائه دهنده مقاله روند رشد فن آوری موتور و خودروها را در زمینه گاز سوز منطبق یا برتر از حالت گازوئیلی و بنزینی به بحث و تحلیل علمی می گذارد وبه ترتیب شش نسل تكاملی تجهیزات گازسوز بر روی خودروها را از سال 1980 الی 2000 به شرح ذیل پژوهش عمل و فن می‎كند:1 سیستم گازسوز موتورها به روش كاربراسیون با ونتوری ثابت كه هم اكنون دركشورها متداول است.2 سیستم گازسوز موتورها به روش كاربراسیون، مخلوط كن متغیر.3 سیستم گازسوز موتورها به روش كاربراسیون با شیر متغیر و كنترل الكترونیكی و كاتالیست دو راهه نوع رقیق سوز.4 سیستم گاز سوز با روش كاربراسیون و شیر كنترل به روش ECU با كاتالیست سه راهه مدار بسته.5 سیستم گازسوز با پاشیدن متمركز با كنترل ECU و مدار بسته و كاتالیست سه راهه TBI.6. سیستم گازسوز با پاشیدن چند نقطه ای و كنترل میكرو پروسسوری MPFI و كاتالیست سه راهه مدار بسته.امید اینكه صنایع خودروكشور در زمینه فن آوری گازسوز نیز مترادف با برنامه های تولیدات جدید همگام شوند. مقدمه:بهره گیری از سوختهای جایگزین در دهه اخیر مورد توجه مراكز پژوهشی و صنایع موتور در سطح جهانی قرار گرفته است، زیرا با كاهش ذخایر نفت، موتورهای صنعتی در حال گردش، و در برنامه تولید كه از نظر اصول طراحی و فن آوری به سوختهای هیدروكربوری وابسته اند، راهی جز استفاده از سوختهای گازی ندارند متخصصان امر پیش بینی می كنند كه با تقلیل تولید نفت خام، بخش رو به رشد سوخت مورد نیاز خودروها باید پس از سال 2000 با روندی رو به رشد از گاز مایع و پس از گاز طبیعی تأمین شود. وابستگی اصول طراحی موتورها به مشخصات فیزیكی و شیمیایی و در نتیجه سازگاری سوخت با طراحی موتور روند رشد خودروهای گاز سوز را تا سه دهه آینده به طرف LPG و سیكل اتور و پس با كاهش تولید نفت خام و در نتیجه كاهش تولید LPG به طرف CNG و LNG با سیكل اتوسوق خواهد داد. هر دو سوخت LPG و CNG در تبدیل خودروهای سواری مجهز به موتورهای SI و سیكل ترمودینامیكی OTTO می توند به ترتیب با حفظ مشخصات طراحی و با تغییراتی بسیار جزئی با توجیه فنی و اقتصادی مورد بهره برداری قرار گیرد. موضوع توسعه رو به افزایش وسایط نقلیه عمومی در سطح شهرها از طرفی و از طرف دیگر محدودیت های رو به تاكید حد آلاینده های اگزوز این وسایل كه عموما از نوع دیزلی هستند بهره گیری از سوختهای گاز بر روی دیزلها را تضمین می‎كند.هر چند كار بر روی موتورهای دیزلی با سوخت گازوئیل با آلودگی های كمتری از نظر گازهای اگزوز صدای موتور شدیدا توسط كمپانی های صاحب نام دنبال می‎شود و به موفقیت هایی نیز دست یافته‎اند ولی باید با صراحت اعلام داشت كه پس از كاهش تولید نفت خام و توسعه بازار سوختهای گاز احتمال قوی وجود دارد كه دیزل سازها نیز الزاما به طرف سیكل اتو OTTO سوق پیدا نماید. زیرا سیكل به دلیل مشخصات ویژه خودرو و طراحی موتور آن در آینده توجیه فنی و اقتصادی و زیست محیطی برتری دارد. محدودیت های اعمال شده برای گازهای اگزوز بهره گیری از كاتالیست های سه منظوره را الزامی ساخته و در نتیجه روش صد در صد گاز سوز و سیكل اتور از ارجحیت برخوردار خواهد بود. مراكز پژوهشی وابسته به صنایع كه كار هماهنگی بین صنعت و سازمانهای محیط زیست را كرده اند كه جواب گوی محدودیت های رو به رشد در تدوین استانداردهای كنترل آلودگی اگزوز وسایل نقلیه بهره گیری از سوختهای به روش صد در صد و استفاده از سیكل اتو هستند. دیدگاههای جهانی در مورد آلاینده سوختهای فسیلیافزایش تولید نفت خام برای جوابگویی به عطش رشد فزاینده فن آوری در چند دهه اخیر بشریت را با خطر فقر و گرسنگی ناشی از اتمام منابع سوخت فسیلی در قرن آینده مواجه ساخته است. به طوری كه دهكده جهانی از هم اكنون به فكر چاره جویی در یافتن منابع ناشناخته انرژی در زمین وخارج جو افتاده است. واقعیت تلخ ناموفق بودن انرژی های جایگزین برای جواب گویی است زیرا تا این تاریخ هیچ منبع انرژی از نظر توجیه مسائل اقتصادی و فنی نتوانسته با سوختهای فسیلی رقابت نماید. دیاگرام نمایشگر نیاز امروز و آینده سوختهای فسیلی در قرن آینده است همان گونه كه ملاحظه می‎شود نیاز كل انرژی به شكل خطی رو به افزایش و نقش انرژی مصرفی در حمل و نقل به شكل چشم گیری به موازات آن رشد می نماید. از طرفی از اوایل قرن آینده ذخایر نفت با سرعت زیاد رو به كاهش خواهد نهاد. دیاگرام میزان درخواست و تولید سوختهای فسیلی تا سال 2100 میلادیسوخت گاز مایع مشتق از نفت خام به تولید آن وابسته بوده و د رصورت بهره گیری از LPG در ترانسپورت می‎توان امیدوار بود كه عمر منابع نفت خام تا سه الی چهار دهه افزایش یابد ولی در نهایت پایان پذیر خواهد بود. در نهایت كل انرژی فسیلی موجود در كره زمین می‎تواند حداكثر جواب گوی نیاز یك قرن آینده باشد پس تعیین راهبرد مشخص در جهت دادن به صنایع كشور جهت تدوین فن آوری در تولید پخش و مصرف سوختهای گاز به شكل مرحله ای از سوخت LPG و CNG از اهمیت حیاتی برخوردار است. تدوین استانداردهای جدید در محدود كردن میزان گازهای آلاینده اگزوزتوسعه وسایز نقلیه خصوصی و عمومی با اشتیاق بشریت به زندگی همراه با آسایش و رفاه در چند دهه اخیر عامل اصلی افزایش خطر آفرین آلودگی هوا و محیط زیست را موجب شده به طوری كه بشر قرن بیست و یكم انسانی خواهد بود كه با مهمترین دوست خود یعنی طبیعت خصمانه رفتار می‎كند و از مواهب آن خود و نسلهای آتی را محروم می سازد، لذا سازمانهای بین المللی زیست محیطی با اختیارات بشتر به مقابله با غول آلودگی می پردازند. تدوین استانداردهای آلودگی اگزوز خودروها در دو دهه اخیر نمایانگر این واقعیت است كه باید برای حل مساله حمل و نقل به طرف سوختهای پاك رفت. آنچه مسلم است در اوایل قرن آینده میزان هیدروكربورهای آزاد اگزوز باید زیر 01 gr/mile و میزان منواكسید كربن زیر 10 gr/mile و میزان NOX زیر 1gr/mile و میزان ذرات آزاد باید زیر حد 01 gr/mile برسد. میزان مواد زاینده اسید مثل اكسیدهای گوگرد الزاما باید در حد صفر باشند و با مراجعه به آرام و ارقام یقینا بهره گیری از سوختهای فسیلی گازی تنها راه حل محسوب می‎شود. از طرفی رسیدن به این محدودیتهای آلاینده در اگزوز با سوخت دیزلی به هیچ وجه با سوخت بنزین هم بسیار مشكل است لذا با تغییر ساختار سوخت فسیلی از سوختهای كلاسیك به سوختهای گازی مسلماً راهی جز سیكل اتو و بهره گیری از كاتالیست باقی نمی گذارد. عملا استانداردهای تدوین شده در سال 1970 نتوانست اهداف زیست محیطی را جواب گو باشد. زیرا توسعه تعداد خودروها این اثر را خنثی می نمود. از سال 1980 استانداردهای شدیدترین بر حسب توان فن آوری و با توجیه فنی اقتصادی اعمال و عملا طول عمر عوامل مؤثر در كاهش آلاینده ها نصب شده بر روی خودروها جواب گوی اهداف محیط زیستی تا سال 2000 است. پس از سال 2000 باز هم روند رشد خودروها در گردش موجب می‎شود به شكل مرحله ای هر 10 سال یك بار قوانین جدید در مورد تولید خودروها با آلودگی كم تجدید و در نهایت خودروهای با آلودگی صفر هدف نهایی سال 2050 میلادی خواهد بود. روند توسعه فن آوری در سیستم های تغذیه و احتراق موتورهای سیكل اتو (OTTO)تمركز بر روی طراحی سیستم های تغذیه و احتراق پیشرفته از سالهای 1976 با كاهش عرضه نفت نسبت به رشد تقاضا و سیر صعودی قیمت نفت و فرآورده های سوختی مثل گازوئیل و بنزین در كشورهای صنعتی به طور جدی مطرح شد. طراحی سیستم های تغذیه كاربراتوری و سیستم های احتراق الكترونیكی با هدف كاهش مصرف سوخت در مقابل افزایش دور و توان بر حجم موتورهای بنزینی فزونی گرفت. از سال 1984 جامعه صنعتی علاوه بر كاهش مصرف سوخت دست به ابلاغ استانداردهای میزان آلاینده های اگزوز و بخارهای خروجی از موتور و خودرو زد و عملا طراحان و سازندگان موتور و خودرو با زمانهای محدود مهلت های ابلاغ شده جهت پاسخ گویی به استانداردهای ابلاغی شدند كه در اروپا به ECE معروف هستند. با ابلاغ استاندارد ECE 15-03 تحول اساسی در طراحی كاربراتورهای مجهز به چند مدار كنترل پارامترهای فیزیكی مخلوط و احتراق الكترونیكی و كاتالیست های دو راهه گردیدن (1984). استانداردهای ECE15-04 مقدمه ای جدی برای حذف كامل سیستم های تغذیه كاربراتوری و یا حفظ آن مشروط به تجهیز مدارها به سیستم های كنترل الكتریكی همراه با سیستم احتراق الكترونیكی و كاتالیست دو راهه در یك مدار بسته شدند (1990). سیستم های انژكتوری در كاربراتور به نام TBI مجهز به سیستم كنترل طراحی شد. استانداردهای EURO I به شكل كامل حذب سیستم كاربراتور و اعمال سیستم های انژكتوری متمركز و چند نقطه ای با كاتالسیت های سه راهه مجهز به سنسور را موجب شدند كه به سیستم های L- jetronic و KE-Ke-jetronic و Ke K-jetronic معروف گردیدند كه از روش MPFI بهره گرفتند. استانداردهای EURO II گام بلندی در جهت توسعه سیستم motronic مجهز به سیستم MPFI و احتراق كامل الكترونیكی مستقل از مكانیزم موتور و با كنترل كامپیوتری و كاتالیست سه راهه سرامیكی گردید. تحلیل منحنی های مرجع شامل تغییرات میزان آلاینده های اگزوز CO و HC و NOX و مصرف ویژه سوخت b همراه با تغییرات گشتاور موتور نسبت به سوخت به هوا و یا ضریب نمایانگر این واقعیت است كه اصولاً دست یابی به میزان آلاینده های كم در مقابل دریافت توان و گشتاور كافی و عملكرد اقتصادی موتور در محدوده 1 امكان پذیر است و این یك اصل كاملاً اثبات شده و اجتناب ناپذیر در كلیه موتورهای سیكل اتو (OTTO) می‎باشد. مسلماً پس از حفظ محدوده 1 در سیستم تغذیه همراه با تشكیل كانون شعله قوی در زمان مناسب آلاینده های خروجی از موتور به حد متعادلی رسیده و انجام هر گونه عملیاتی بر روی اگزوز در جهت رسیدن به استانداردها ابلاغی را امكان پذیر می كنند. نگهداری نسبت هوا به سوخت در محدوده ضریب اضافه هوا برای كلیه دورها و بارهایی كه موتور در آن واقع می‎شود مسلماً به روش كاربراسیون امكان پذیر نبوده و لذا گامهای تكنولوژیك در توسعه سیستم های سوخت پاشی كه قبلا نام برده شده الزامی و اجتناب ناپذیر بوده است. (دیاگرام شماره 1) در محدوده 096-12 میزان CO به كمترین حد ممكن می رسد و این امر كمك شایان توجهی به كاهش عملیات و هزینه ها در عملیات كاتالیست كنوتور برای اكسیداسیون این گاز سمی می نماید. میزان HC هیدروكربورهای سوخته شده در محدوده ضریب اضافه هوایی یاد شده در حد پائینی قرار دارد كه باز هم عملیات اكسیداسیون هیدروكربورهای سوخته نشده را در درون كاتالیست كوتاه و ساده می نماید. در حقیقت نگه داشتن نسبت سوخت به هوا در محدوده ضریب اضافه های 1، روشی است موفق در كاهش میزان اكسیژن مصرفی برای اكسیداسیون دو عامل اصلی آلودگی یعنی CO و HC. نكته جالب توجه بالا بودن میزان NOX در محدوده 1 مخلوط است كه خود از گازهای كمی است، ولی در كاتالیست سه راهه نیاز به عملیات احیا جهت خنثی شدن و تبدیل به ازت دارد. در حقیقت از دیدگاه عملیات پس از خروج از موتور بر روی گازهای آلاینده به صلاح است. نخست عملیات احیای NOX و تبدیل به گاز خنثی انجام و اكسیژن حاصل از احیا جهت اكسیداسیون دو ماده آلاینده دیگر كه CO و HC باشد استفاده شود. این شگرد یعنی نگه داشتن مخلوط در محدوده 1 كمك شایانی به كاهش هزینه ها و صرف انرژی برای عملیات پس از خروج از موتور را می نماید. (After treatment). تأمین رضایت مصرف كنندگان خودرو كه همواره به دنبال قدرت برتر و قابلیت مانور افزونتر خودرو هستند، مخلوط هوا و سوخت غلیظ با 1 را ایجاب می نماید، ولی محدودیتهای زیست محیطی و ارتقای فرهنگ حفاظت از محیط زیست موضوع را به مصالحه ای خردمندانه سوق می‎دهد. به طوری كه در محدوده های زمانی كوتاه مدت و حسب نیاز راننده سوارهای توان ماكزیمم و گشتاور و شتاب برتر در سیستم رایانه ای كنترل خودرو پیش بینی و در آن مقاطع سوخت سخاوتمندانه وارد موتور می‎شود. ولی این لحظات و نیازهای كوتاه مدت و گذر است. طراحان ترافیك جاده های شهری و بین شهری جهت دست یابی به اهداف ملی سیكل ترافیكی را طوری طراحی كه حتی الامكان از شتاب های لحظه ای و سبقت های مثبت و منفی جلوگیری شود اصطلاحا یك رانندگی با نرمش را برنامه ریزی می نماید (Gently). سیگنالهای ارسالی از اكسیژن سنسور قبل از كاتالیست جهت تزریق هوا و جبران كمبود اكسیژن عملیات اكسیداسیون نیز ارائه شده در مرحله قبل از كاتالیست حفظ محدوده 0/975…105 . به سه بخش اساسی مخلوط غلیظ Rich= 0/975 .1 و محدوده استوی كیومتریك stoichiometric= 1.1/025 و محدوده فقیر یا Leun= 1/025- 1/05 تقسیم شده است. در محدوده غلیظ قبل از كاتالیست میزان HC و CO بالا ولی NOX متعادل است و پس از عملیات احیاء و اكسیداسیون دركاتالیست میزان CO و HC نسبتاً متعادل و میزان NOX كاهش چشمگیری دارد. سنسور اكسیژن میزان بالای اكسیژن حاصل از احیای NOX را نشان می‎دهد. در محدوده استووكیومتریك میزان HC و CO قبل از كاتالیست متعادل و پس از كاتالیست در اثر استفاده از اكسیژن تولید در مرحله 1 میزان CO و HC شدیدا پائین می‎آید و میزان NOX در حد متعادل و رو به افزایش است و سیگنال سنسور نمایانگر مصرف اكسیژن است. در محدوده فقیر Leun استمرار عملیات دستیابی به میزان CO و HC و NOX متعادل را نشان می‎دهد. رابطه سوخت وآلاینده ها و روند توسعه فن آوریكنترل محدود اكتان كه اصلی ترین پارامتر فیزیكی و شیمیایی سوخت در سیكل اتو OTTO می باشد، در بنزین های معمولی با دو كلاس Regular و super به كمك ماده افزودنی تتراتیل سرب (C2H¬5)4 pb انجام می شود، ولی با توسعه فن آوری سیستم های MPFI و TBI و اصلاحات انجام شده در فن آوری مواد اجزای موتور در محفظه احتراق پاسخ گوی نیاز به حذف عوامل سرب در سوخت ودر نتیجه در گازهای اگزوز را موجب شد. پس در اصل نیاز به حذف عوامل سرب در سوخت و در نتیجه درگازهای اگزوز را موجب شد. پس در اصل نیاز به حذف عوامل سرب از ماده سوختی به عنوان مخرب محیط زیست و عدم امكان بهره گیری از سوخت های سرب دار در سیستم های مجهز به كاتالیست به دلیل اثر غیرفعال نمودن كاتالیست به واسطه وجود سرب در دور اگزوز تولید و توسعه و بهره گیری از سوختهای بنزین بدون سرب الزامی می سازد. بنزینهای بدون سرب كه یا به روش شكستن هیدروكربورهای با عدد اكتان پائین و تبدیل به هیدروكربورهای اكتان بالا و یا به طریق افزودن توام بنزین عملیات شده در راكتور و ماده MTBE به بازار ارایه می‎شوند عملا عوامل سرب را به همراه ندارند، ولی از دیدگاه احتراق ساختمان شیمیایی سوخت به سوی آروماتها و هیدروكربورهای مقاوم در مقابل اكسیداسیون پیش می رود. این مهم موجب می‎شود كه اولا نیاز مبرم به تشكیل كانون شعله قوی تك نقطه یا چند نقطه ای داریم تا تضمین كننده احتراق كامل باشد ثانیا مخلوط حتما باید در محدوده اقرار داشته باشد. پس ارائه دهنده مقاله صراحتا اعلام می دارد كه استفاده از بنزین بدون سرب در موتورهای قدیمی جدا از مسئله ایجاد تنش در اجزای داخلی اتاق احتراق به دلیل حذف عامل روان كاوی فلزی سرب Metalt lubricant با احتراق ناقص و افزایش چشمگیر و خطرناك هیدروكربورها و آن هم از انواع مضرترین آن و افزایش میزان CO ختم می‎شود و جدا از مسئله حذف سرب اهداف زیست محیطی را پاسخ گو نیست. پس تولید و توسعه بنزین بدون سرب باید همگام با توسعه تولید موتورهای مجهز به سیستم MPFI و TBI با كاتالیست كنوتور sensor و كنترل ECU باشد ودر غیر این صورت عوامل آلاینده شدیدا بالا خواهد رفت. ادامه خواندن مقاله روند رشد فن آوري در موتورهاي ديزلي و بنزيني و موضوع گاز سوز

نوشته مقاله روند رشد فن آوري در موتورهاي ديزلي و بنزيني و موضوع گاز سوز اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.