بخشی از مقاله
خلاصه :
در این مقاله ابتدا به بررسی و تحلیل عملکرد انواع سیستم های پرخورانی می پردازیم سپس شیوه طراحی سیستم توربو فن گردبادی مورد نظر از لحاظ سیستم های مکاترونیکی و تاثیر عملکرد آن بر روی موتور خودرو از طریق آزمون عملی می پردازیم و پس ار آن عملکرد این سیستم را نسبت به سیستم های فعلی بررسی می کنیم. هدف کلی این سیستم تامین کمبود تنفس موتور خودرو با کمترین اتلاف انرژی و جلوگیری از آسیب رساندن به موتور خودرو نسبت به سیستم های مشابه می باشد.
.1 مقدمه :
زمانیکه دور موتور خودرو بالا می رود زمان تنفس موتور - ترکیب سوخت و هوا - پایین می آید، لذا از این سیستم برای تامین هوای ورودی، در دورهای بالا استفاده می کنیم.در قبل چنین سیستم هایی وجود داشته اند اما دارای ایراداتی از قبیل آسیب رساندن به موتور در زمان های طولانی و بالا بردن استهلاک موتور بدلیل عدم کنترل مناسب می شوند که هدف سیستم مورد نظر،تامین کمبود تنفس موتور خودرو با کمترین اتلاف انرژی و جلوگیری از آسیب رساندن به موتور خودرو نسبت به سیستم های مشابه می باشد.
.2 روش عملکرد و بررسی مدل های متداول پرخوران ها:
الف - توربو شارژ:
باتوجه به آنکه کارکرد اصلی توربو شارژها از خروجی موتور - مانیفولد دود - می باشد باعث بازگشت دودها به سیلندر می شود و این موضوع همچنین باعث عدم تخلیه کامل دود ها از موتور شده در نتیجه باعث گرفتن حجم اضافی درون سیلندر ×و کاهش عمر موتور می شود.
شکل:1نمایی از یک توربو شارژ خودرو{1}
ب - سوپر شارژ:
با توجه به آنکه کارکرد سوپر شارژ از طریق حرکت خود موتور احتراقی - حرکت تسمه ای موتور - می باشد اتلاف انرژی آن ×بالاست و مصرف سوخت تا حد زیادی بالا میرودو این مورد ایراد بزرگ سوپر شارژ ها می باشد.
شکل:2نمایی از یک سوپر شارژ خودرو{1} ×ج - کپسول های مکملی - اکسیژن ، نیتروس اکساید - :
برخی موارد برای حل مشکل خام سوزی یه صورت لحظه ای از کپسول های مکمل استفاده می کنند.
- ایراد های وارده بر این سیستم:
الف - بالا رفتن استهلاک موتور:به دلیل آنکه احتراق بصورت ناگهانی در موتور با این کپسول ها کامل می شودباعث ضربه لحظه ای به موتور و همچنین آسیب رساندن به قطعاتی نظیر سوپاپ ها و پیستون می شود.{
ب - محدود بودن ذخیره سازی درون کپسول ها:
با توجه به آنکه ذخیره اکسیژن و یا نیترو اکساید درون سیلندر ها محدود است به صورت مداوم نمیتوان از آنها برای موتور خودرو ها استفاده نمود و پس از هر بار تخلیه مجددا باید شارژ شود که باعث افزایش هزینه و تعمیرات می شود
شکل :3نمایی از کپسول های مکملی خودرو{3}
.3 طراحی سیستم توربوفن گردبادی خودرو:
سه ویژگی اصلی را در طراحی این سیستم مدنظر قرار داده ایم:
الف - گرفتن انرژی از سیستم برقی خودرو:
مزیت اصلی این مورد عدم وابستگی به رفتار موتور است و اینکه انرژی خود را به صورت مستقیم از موتور نمی گیرد، این حالت باعث افزایش راندمان موتور می شود.
ب - هوشمند سازی سیستم برای تنظیم ورود هوا به موتور:
با توجه به اینکه رفتار موتور در سیکل کار خود تابع چندین شرایط - فشار.دما.دورو... - می باشد باید سیستم هوا دهی موتور را با شرایط عملکرد آن به صورت هوشمند بررسی کرده و میزان هوا دهی را تنظیم کند که باعث افزایش راندمان و کارکرد کم استهلاک و بهینه می باشد.
ج - حالت دادن ورود هوا به صورت گردبادی:
این نوع حالت دهی در جهت حرکت هوا به موتور باعث اختلاط هر چه بهتر هوا با سوخت می شود که باعث کامل تر شدن احتراق موتور می شود.
شکل:4نقشه کلی از ساختمان سیستم توربو فن برقی مخروطی
