فهرست:
میل لنگ
مقدمه
ساختمان میل لنگ
انواع میل لنگ
سایر متعلقات
شاتون
ساختمان یاتاقان
اجزای شاتون
بررسی نقش میل لنگ ها در موتورهای دیزلی چند زمانه
طرز کار موتورها
زمان تنفس
زمان تراکم
زمان قدرت
زمان تخلیه
برررسی مشکلات قلبسازان میل لنگ در ایران
بازسازی انواع میل ینگ خودروهای سبک و سنگین و محورهای صنعتی با تکنولوژی پیشرفته
فلایول های آلومینیومی میل لنگ های سبک شده
گشتاوری میل لنگ
تاثیر روانکاری بر میل لنگ ها
موتورهای شعاعی و میل لنگها
کاربرد میل لنگ در اتومبیل ها
طرح ابتکاری مخترع جوان ایرانی برای افزایش سرعت و قدرت موتورها
پرسهای میل لنگ
خودرو جدید دیزلى با سوخت گیاهى وارد بازار اروپا شد
منبع
میل لنگ
ریشه لغوی
میل لنگ یک کلمه فارسی است و بیانگر میله ای است که از حالت ضخیم خارج شده است. معنای کاربردی میل لنگ عبارتست از یکی از قطعات موتور که باعث می شود قدرت چرخشی تولید شود.
مقدمه
برای آنکه تصوری از شکل فضایی میل لنگ داشته باشید. یک فیلتر دستی را تصور کنید. که قسمت دستگیره آن همان لنگ و طرفین آن (که در یک راستا قرار داند) تکیه گاههای میل لنگ می باشند. تعداد لنگ های میل لنگ متناسب با تعداد سیلندرهای یک موتور است. بدین شکل که پیستون قرار گرفته در داخل هر سیلندر به یکی از لنگهای میل لنگ متصل می گردد. البته این حالت در موتورهای پیستونی که سیلندرهای آنها به شکل ردیفی قرار گرفته اند صادق است. <br><br>در موتورهای پیستونی V شکل (موتورهای خورجینی) تعداد لنگ های میل لنگ معمولا 2/1 تعداد سیلندرهای موتور است. و به هر لنگ دو پیستون متصل می گردد. هدف از استفاده از میل لنگ در موتور اینست که حرکت دورانی تولید گردد. برای مثال همان فیلتر دستی را در نظر بگیرید. در حالیکه که دستگیره فیلتر با استفاده از دست چرخانده می شود. در این حالت دستگیره یک مسیر دایره ای شکل طی می کند. در حالیکه نوک متر در سر جایش در محل ایجاد سوراخ باقی مانده است و تنها در آنجا چرخش می کند (دستگیره بر روی محیط دایره سیر می کند و نوک متر در مرکز دایره قرار دارد.). <br><br>در موتورهای پیستونی می توان نیروی پیستون را به نیروی دست تشبیه کرد که باعث به حرکت در آوردن قسمت لنگ می شود (البته اینکار به کمک شاتون انجام می پذیرد). هر چند که حرکت پیستون به شکل رفت و برگشتی است، لیکن به علت چرخش قسمت لنگ در میان سر بزرگ شاتون این حرکت به شکل چرخشی در می آید و در نهایت ما چرخش مطلوب خوبی را از سر میل لنگ می گیریم که می توان آنرا به نوک فیلتر تشبیه کرد.
ساختمان میل لنگ
اغلب میل لنگ ها از جنس فولاد با کربن متوسط یا آلیاژ فولاد در ترکیب با فلزات کروم و نیکل و به رویش آهنگری ساخته می شود. البته در تعداد معدودی از موتورهای چند سیلندره که با دورهای بالا کار می کند میل لنگ را با استفاده از روش ریخته گری می سازند که در مواد آن نسبتا مقادیر زیادی از کربن و مس را بکار می برند. اجزای میل لنگ از محورهای اصلی ، لنگ ها یا محورهای اصلی لنگ ، بازوهای لنگ ، و وزنه های تعادل تشکیل شده است.
لنگ ها
لنگ ها قسمت هایی از میل لنگ می باشند که بر روی خط محور اصلی میل لنگ قرار نگرفته اند (مثل دستگیره چتر) و انتهای بزگ شاتون به آنها متصل می گردد. تعداد لنگ ها در موتورهای ردیفی برابر با تعداد سیلندرهای و در موتورهای V شکل نصف تعداد سیلندرها است.
محورهای اصلی
محورهایی از میل لنگ می باشد که با خط محوری اصلی میل لنگ هم مرکز می باشند این محورها در محفظه میل لنگ درون یا تاقانون های ثابت قرار گرفته و با اتکا به آنها می چرخند هر یاتاقان ثابت از دو نیمه یا تاقان تشکیل شده است. که نیمه بالایی آن که نیمه ثابت نامیده می شود. با بدنه موتور و در محفظه میل لنگ بصورت یکپارچه ریخته گری شده است و نیمه پایینی بوسیله دو عدد پیچ و مهره در نیمه بالایی متصل می گردد. غالبا تعداد محورهای اصلی میل لنگ در موتورهای مختلف (حتی با تعداد سیلندرهای برابر) فرق می کند.
بازوهای لنگ
قسمت هایی از میل لنگ می باشند که محورهای اصلی میل لنگ را به لنگ ها وصل می کنند البته بازوهای لنگ با وزنه های تعادل (که در پی خواهد آمد) بصورت یکپارچه هستند.
وزنه های تعادل
در وزنه های تعادل به منظور ایجاد تعادل در برابر نیروهای پیستون و شاتون استفاده می شود وزنه های تعادل در مقابل لنگ ها قرار می گیرند.
انواع میل لنگ
میل لنگ ها را می توان براساس تعداد لنگهایشان یا محورهای اصلی و غیره طبقه بندی کرد اما اصولا برای میل لنگ ها طبقه بندی خاصی وجود ندارد و تفاوت های آنان و به نحوه استفاده و هدف از ساخت آنها بر می گردد آنچنانکه اندازه میل لنگ ، تعداد محورهای اصلی، تعدا لنگها و طرز قرار گرفتن لنگ ها بر روی میل لنگ همگی به نوع ، اندازه و دور موتور ، موتور مورد نظر بستگی دارد.
سایر متعلقات
به قسمت جلو میل لنگ چرخ دنده ای متصل است که معمولا چرخ دنده ، میل بادامک و یا سایر چرخ دنده های مورد لزوم را به حرکت در می آورد. در جلو این چرخ دنده یک پولی قرار می گیرد که برای به حرکت در آوردن ژنراتور (یا آلترناتور) و پمپ آب مورد استفاده قرار می گیرد. و در انتهای پشتی میل لنگ صفحه ای وجود دارد که فلایویل را بوسیله پیچ بر روی آن نصب می کنند.
شاتون
میل لنگ چیست؟
میل لنگ میله است که به تعداد سیلندر دارای لنگ میباشد که حرکت خطی به دورانی و دورانی به خطی تبدیل می کند
در موتور خودروها یا در پمپ های پیستونی به میله ای که پیستون را به میل لنگ متصل می کند شاتون می گویند.
میان شاتون و میل لنگ یک یاتاقان قرار دارد تا حرکت عمودی پیستون را به حرکت دورانی میل لنگ تبدیل کند.
در بیشتر خودروهای درونسوز شاتون را از جنس فولاد می سازند.
ساختمان یاتاقان
شاتون قطعه ای است که پیستون را به میل لنگ متصل می کند. این قطعه تا حد امکان سبک ساخته می شود. ولی در عین حال به اندازه لازم سخت و محکم می باشد. برای تامین شرایط فوق معمولا شاتون را از جنس فولاد می سازند این استحکام برای شاتون ضروری است چرا که می بایست ضربات ناشی از احتراق را تحمل کند (نیرویی که در زمان قدرت روی پیستون وارد می شود،) بوسیله شاتون به میل لنگ منتقل می گردد.
اجزای شاتون
شاتون دارای دو سر و یک ساقه می باشد. چنانچه مقطع عرضی ساقه شاتون را در نظر بگیریم به شکل حرف (I) در زبان انگلیسی می باشد. یعنی در میان فرو رفته و در کناره ها برجسته می باشد (اگر از روبرو به یک تیر آهن که به حالت افقی قرار گرفته است نگاه کنید، می توانید بصورت تقریبی سطح مقطع ساقه شاتون را ببینید.).
سرهای شاتون با یکدیگر اختلاف اندازه دارند، بدین شکل که شاتون دارای یک سر کوچک در بالا (جایی که به پیستون متصل می شود) و یک سر بزرگ در پایین (محل اتصال شاتون به میل سنگ) می باشد. سر کوچک شاتون به صورت یکپارچه است. لیکن سر بزرگ آن بصورت دو تکه ساخته می شود که با کمک پیچ و مهره به هم متصل می شوند.
سر کوچک شاتون تشکیل یک یاتاقان را می دهد که انگشتی پیستون از داخل آن می گذرد در داخل این یاتاقان معمولا یک (بوش به آستریهای قابل تعویض گفته می شود که در سطوح داخلی در معرض سایش نصب می شوند) از جنس مس یا برنج قرار می دهند که در تماس با پین پیستون می باشد.
سر بزرگ شاتون به شکل یک یاتاقان دو تکه است که متحرک نیز می باشد (یعنی لنگ میل لنگ در داخل این یاتاقان دارای چرخش می باشد) و لنگ میل لنگ را در بر می گیرد. نیمه بالایی این یاتاقان با ساقه شاتون به شکل یکپارچه ریخته گری می شود. و نیمه پایینی آن که کپه یاتاقان خوانده می شود بوسیله دو عدد پیچ و مهره به نیمه بالایی متصل می گردد.
در داخل سر بزرگ شاتون نیز می بایست بوش قرار داده می شود لیکن چون خود یاتاقان شاتون دو تکه است این بوش نیز به صورت دو عدد نیم بوش در داخل نیمه بالایی و نیمه پایینی سر بزرگ شاتون جاگذاری می شوند. این بوش بین لنگ میل لنگ و انتهای بزرگ شاتون قرار می گیرد. و هدف از استفاده از آن کاهش سایش و فرسودگی بر اثر اصطکاک است.
بررسی نقش میل لنگ ها در موتورهای دیزلی چند زمانه
محاسبه تنش مکانیکی اجزاء شاهین در پاتیل حمل مذاب مس، به کمک روش اجزای محدود
طرزکار
همانگونه که اشاره شد موتورهای دیزل بر اساس نحوه کارکردن به دو دسته موتورهای 4 زمانه و 2 زمانه تقسیم می شوند. لیکن در هر دوی این موتورها چهار عمل اصلی انجام می گردد که عبارتند از مکش یا تنفس – تراکم – انفجار و تخلیه اما بر حسب نوع موتورها ممکن است این مراحل مجزا و یا بصورت توام انجام گیرند.
سیکل موتورهای دیزل چهارزمانه
زمان تنفس :
پیستون از بالاترین مکان خود (نقطه مرگ بالا) به طرف پایین ترین مکان خود در سیلندر (نقطه مرگ پایین) حرکت می کند در این زمان سوپاپ تخلیه بسته است و سوپاپ هوا باز است. با پایین آمدن پیستون یک خلا نسبی در سیلندر ایجاد می شود و هوای خالص از طریق مجرای سوپاپ هوا وارد سیلندر می گردد. در انتهای این زمان سوپاپ هوا بسته شده و هوای خالص در سیلندر حبس می گردد.
زمان تراکم :
پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف بالا (تا نقطه مرگ بالا) حرکت می کند و در حالیکه هر سوپاپ بسته اند (سوپاپ هوا و سوپاپ تخلیه) هوای داخل سیلندر متراکم می گردد و نسبت تراکم به 15 تا 20 برابر می رسد. فشار داخل سیلندر تا حدود 40 اتمسفر بالا می رود و بر اثر این تراکم زیاد حرارت هوا داخل سیلندر به شدت افزایش یافته و به حدود 600 درجه سانتیگراد می رسد.
زمان قدرت :
در انتهای زمان تراکم در حالیکه هر دو سوپاپ همچنان بسته اند و پیستون به نقطه مرگ بالا می رسد مقداری سوخت روغنی (گازوئیل) به درون هوا فشرده و داغ موجود در محفظه احتراق پاشیده می شود و ذرات سوخت در اثر این درجه حرارت زیاد محترق می گردند. پس از خاتمه تزریق سوخت عمل سوختن تا حدود 3/2 از زمان قدرت ادامه پیدا می کند.
فشار زیاد گازهای منبسط شده (به علت احتراق) پیستون را به طرف پایین و تا نقطه مرگ پایین می راند. حرکت پیستون از طریق شاتون به میل لنگ منتقل می شود و موجب گردش میل لنگ می گردد. در این مرحله حرارت گازهای مشتعل شده به 2000 درجه سانتیگراد می رسد و فشار داخل سیلندر تا حدود 80 اتمسفر افزایش می یابد.
زمان تخلیه :
با رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین در مرحله قدرت ، سوپاپ تخلیه باز می شود و به گازهای سوخته تحت فشار اولیه اجازه می دهد سیلندر را ترک کند. پس پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف بالا حرکت می کند و تمام گازهای سوخته را بیرون از سیلندر می راند. در پایان پیستون یکبار دیگر به طرف پایین حرکت می کند و با شروع زمان تنفس سیکل جدیدی آغاز می گردد.
مشکلات صنعت قالبسازی میل لنگ در ایران
صنعت قالبسازی میل لنگ در ایران در هر سه زمینه کیفیت، زمان تحویل و قیمت قالب دچار مشکل و نابسامانی است.
علت نابسامانی های فوق را به صورت زیر می توان دسته بندی کرد:
1- عدم وجود نقدینگی کافی
2- پایین بودن سطح تخصص و تجربه
3- پایین بودن آموزشهای حرفه ای
4- مشکلات کار تیمی
5- ماشین آلات فرسوده و مستهلک
6- پایین بودن انگیزه کاری
7- خطاها و دوباره کاری ها
8- بوروکراسی های طولانی و بی مورد
9- ساخت انواع قالب های کوچک ، متوسط، بزرگ، ساده، پیچیده و … در یک واحد قالبسازی یا بیان دیگر تخصصی نبودن کار قالبسازی در یک زمینه خاص
10- مدیریت قالبسازی
11- تعداد و تردید در تصمیم گیری های مهم
12- پایین بودن بهره وری
13- واسطه ها
14- پایین بودن راندمان کاری
15- رقابت ناسالم میان قالبسازان
بازسازی انواع میل ینگ خودروهای سبک و سنگین و محورهای صنعتی با تکنولوژی پیشرفته
1- تمیز کردن و معاینه
ابتدا میل لنگ با مواد شیمیایی با درجه حرارت کنترل شده، روغن زدایی و تمیز می شود و به طور دقیق و کامل با استفاده از V-blocks کلیه عیوب و خوردگی مورد معاینه و اندازه گیری قرار می گیرد و نتیجه جهت گزارش ثبت می شود.
2- ترک یابی
در این مرحله میل لنگ توسط دستگاه ترک یاب مجهز به نور ماوراء بنفش ترک یابی می شود برای این منظور ابتدا روی میل لنگ اسپری مخصوص که نسبت به نور ماوراء بنفش حساس است پاشیده شده سپس به میل لنگ شوک الکتریکی داده می شود و پس از تابش اشعه ریزترین مویه ها در صورت وجود قابل رویت می گردد.
3- آماده سازی میل لنگ قبل از مال اسپری
جهت پاکسازی و رفع کلیه ترکها و عیوب و هر گونه خوردگی، سطح خانه مورد نظر سنگ زده شده تا قابل بازسازی گردد.
4- مرحله متال اسپری
در این مرحله عملیات بازسازی میل لنگ توسط دستگاه تمام اتوماتیک Metal-Spray شروع می شود. (بازسازی توسط پرسنل آموزش دیده از طریق راهنماییهای تکنیکی آمریکایی که توسط سازنده ماشین تهیه شده است صورت می پذیرد) متال اسپری توسط کنترلهای پنوماتیک همراه با تنظیم های الکترونیک و کامپیوتری بوسیله پودر مخصوص انجام می گیرد و سختی میل لنگ قبل و بعد از بازسازی به صورت استاندارد Rokwell ثابت نگه داشته می شود.
5- مرحله کوره و تنش زدایی
قبل از بازسازی، میل لنگ در داخل کوره ای با درجه حرارت کنترل شده به مدت 4 ساعت نگهداری می شود. این مرحله باعث می شود اثرات منفی هیدروژن حذف گردد.
6- مرحله تابگیری
در این مرحله میل لنگ توسط دستگاه تابگیری کامپیوتری، تابگیری شده و جهت سنگ زنی آمده می شود.
7- پس از مرحله تابگیری میل لنگ در داخل دستگاه سنگ زنی قرار گرفته و به Center دستگاه انتقال می یابد. کلیه سطوح ثابت و متحرک مطابق استاندارد شرکت سازنده سنگ زنی شده و جهت نصب یاتاقانها آماده می شود.
8- پالیش
کلیه سطوح ثابت و متحرک میل لنگ پالیش شده و مجددا توسط دستگاه ترکیبات مورد بررسی قرار می گیرد.
9- بالانس و تابگیری نهایی
در این مرحله میل لنگ مجددا توسط دستگاه تابگیری کامپیوتری، تابگیری و بالانس می شود.
10- بازرسی نهایی
پس از انجام مراحل بازسازی، میل لنگ به طور کامل از نظر تاب، مویه و ابعاد مورد بررسی قرار گرفته، گزارش آن ثبت و در سیستم بایگانی شرکت نگهداری می شوند.
11- حمل و نقل
بنا به درخواست مراجعه کنندگان محترم میل لنگ یا محور بازسازی شده با پوششی از موم در جعبه مخصوص بسته بندی و به آدرس متقاضی در اقصی نقاط ایران ارسال می گردد.
12- گارانتی
کلیه میل لنگ های بازسازی شده به مدت 6 ماه توسط شرکتهای معتبر بیمه در سطح کشور گارانتی میگردد.
فلایول های آلومینیومی میل لنگ های سبک شده
وزن زیاد باعث ایجاد اینرسی در مواد می شود ( اینرسی عبارت است از میل اجسام برای حفظ قبلی خود). حال اگر از وزن یک جسم بکاهیم اینرسی آن نیز کاهش پیدا خواهد کرد.
فلایول و میل لنگ موتور به هم متصل هستند بنابراین با گشتاور واحدی می چرخند. میل لنگ و فلاویل سنگین دارای اینرسی زیادی هستند و گشتاور بیشتری را صرف حرکت خود می کنند. این امر مخصوصاً در زمان شتابگیری مشهود است .
اگر میل لنگ و فلایویل را سبک کنیم، با گشتاور کمتری خواهند چرخید بنابراین نیرویی که قبلاً باید برای چرخاندن میل لنگ و فلایویل تلف می شد، صرف به حرکت در آوردن اتومبیل خواهد شد.
یکی از راه های سبک کردن فلایویل ساخت آن از آلیاژهای سبک همانند آلومینیوم T6 است. برای این منظور شمش های آلومینیوم به مدت یک روز درون کوره قرار داده می شوند سپس به مدت سه روز در دمای محیط خنک می شوند. حالا عملیات حرارتی و سخت کاری بر روی آلومینیوم انجام شده است . قسمتی از فلایویل که صفحه کلاچ با آن در تماس است باید از چدن ساخته شود بنابراین چدن خاکستری پس از ریخته گری و خنک شدن با دقت بالا تراشیده شده و پس از سوراخ کاری به قسمت آلومینیومی پیچ می شود.
فلایویل های آلومینیومی بسته به نوع اتومبیل، 45 تا 50 درصد سبک تر از فلایویل های چدنی هستند مثلاً اگر فلایویل چدنی پژو 206 با موتور 1600 سی سی 5/5 کیلو وزن داشته باشد، نمونه آلومینیومی آن 5/3 کیلو خواهد بود . فلایویل سبک تر باعث کاهش بار میل لنگ، کاهش استهلاک یاتاقان ها، افزایش توان و کشش موتور و بهبود شتاب اتومبیل می شود.
یکی دیگر از راه های سبک سازی میل لنگ تراشیدن لنگرهای آن است. لنگرهای میل لنگ اگر چنانچه به شکل لبه های چاقو تراشیده شوند باعث کاهش وزن میل لنگ به میزان 6/0 الی 2 کیلو گرم خواهند شد. علاوه بر آن لنگرهایی که همانند لبه چاقو تیز شده اند در هنگام عبور از روغن کارتل، مقاومت کمتری نشان داده و باعث کار کرد نرم و بی سر و صدای موتور و جلوگیری از کف کردن روغن می شوند .
از راه های دیگر سبک کردن آلات متحرک موتور می توان به سبک کردن پولی ها مخصوصاً پولی میل لنگ و شاتون ها اشاره کرد. شاتون های تیتانیومی علاوه بر داشتن استحکام و مقاومت فوق العاده دارای یک سوم وزن شاتون های فولادی بوده و نیروی موتور را کمتر به خود اختصاص می دهد.
گشتاوری میل لنگ
گشتاوری که یک موتور احتراقی پیستونی ایجاد می کند یکنواخت نیست در زمان کار مقدار گشتاور روی میل لنگ به حد اکثر میرسد ، در زمان مکش و خروج دود این مقدار صفر و در زمان تراکم منفی است به عبارت دیگر برای زمان تراکم از میل لنگ نیرو گرفته می شود . در این حال باید از سیلندر های دیگر به میل لنگ نیرو برود تا در آن نوسان به وجود نیاید . لذا بجز از روش ازدیاد سیلندر از وجود چرخ طیار استفاده می کنند .
چرخ لنگر یک وزنه دوار فلکه شکل نسبتا سنگین میباشد که به انتهای میل لنگ به وسیله تعدادی پیچ و مهره ببسته می شود و در زمانی که نیرو به وسیله پیستون به میل لنگ نمی رسد ( مکش – تراکم – تخلیه ) اینرسی ناشی از وزن چرخ لنگر میل لنگ را می چرخاند .
هر چه تعداد سیلندر ها کمتر باشد این عمل محسوس تر میشود . بنابراین چرخ لنگر دور میل لنگ را تنظیم نموده و از لرزش و نوسانات میل لنگ جلو گیری می کند و حرکت آن را یکنواخت میکند .
در اطراف فلایویل نوار دنده ای وجود دارد که وظیفه آن درگیری با دنده استارت در موقع روشن کردن موتور است .
در بعضی از فلایویل ها علامتی جهت تنظیم و تایم گیری دلکو وجود دارد . فلایویل به عنوان آخرین عضو موتور است که مستقیما به میل لنگ اتصال دارد و علاوه بر ایجاد تعادل وظیفه ذخیره سازی قدرت را هم به عهده دارد هرچه فلایویل سنگین تر باشد این توانایی در آن بالاتر است .
وزن زیاد باعث ایجاد اینرسی در مواد می شود ( اینرسی عبارت است از میل اجسام برای حفظ قبلی خود). حال اگر از وزن یک جسم بکاهیم اینرسی آن نیز کاهش پیدا خواهد کرد.
فلایول و میل لنگ موتور به هم متصل هستند بنابراین با گشتاور واحدی می چرخند. میل لنگ و فلاویل سنگین دارای اینرسی زیادی هستند و گشتاور بیشتری را صرف حرکت خود می کنند. این امر مخصوصاً در زمان شتابگیری مشهود است .
اگر میل لنگ و فلایویل را سبک کنیم، با گشتاور کمتری خواهند چرخید بنابراین نیرویی که قبلاً باید برای چرخاندن میل لنگ و فلایویل تلف می شد، صرف به حرکت در آوردن اتومبیل خواهد شد. یکی از راه های سبک کردن فلایویل ساخت آن از آلیاژهای سبک همانند آلومینیوم T6 است. برای این منظور شمش های آلومینیوم به مدت یک روز درون کوره قرار داده می شوند سپس به مدت سه روز در دمای محیط خنک می شوند.
حالا عملیات حرارتی و سخت کاری بر روی آلومینیوم انجام شده است . قسمتی از فلایویل که صفحه کلاچ با آن در تماس است باید از چدن ساخته شود بنابراین چدن خاکستری پس از ریخته گری و خنک شدن با دقت بالا تراشیده شده و پس از سوراخ کاری به قسمت آلومینیومی پیچ می شود. فلایویل های آلومینیومی بسته به نوع اتومبیل، 45 تا 50 درصد سبک تر از فلایویل های چدنی هستند مثلاً اگر فلایویل چدنی پژو 206 با موتور 1600 سی سی 5/5 کیلو وزن داشته باشد، نمونه آلومینیومی آن 5/3 کیلو خواهد بود .
فلایویل سبک تر باعث کاهش بار میل لنگ، کاهش استهلاک یاتاقان ها، افزایش توان و کشش موتور و بهبود شتاب اتومبیل می شود.
یکی دیگر از راه های سبک سازی میل لنگ تراشیدن لنگرهای آن است. لنگرهای میل لنگ اگر چنانچه به شکل لبه های چاقو تراشیده شوند باعث کاهش وزن میل لنگ به میزان 6/0 الی 2 کیلو گرم خواهند شد. علاوه بر آن لنگرهایی که همانند لبه چاقو تیز شده اند در هنگام عبور از روغن کارتل، مقاومت کمتری نشان داده و باعث کار کرد نرم و بی سر و صدای موتور و جلوگیری از کف کردن روغن می شوند .
از راه های دیگر سبک کردن آلات متحرک موتور می توان به سبک کردن پولی ها مخصوصاً پولی میل لنگ و شاتون ها اشاره کرد. شاتون های تیتانیومی علاوه بر داشتن استحکام و مقاومت فوق العاده دارای یک سوم وزن شاتون های فولادی بوده و نیروی موتور را کمتر به خود اختصاص می دهد.
تاثیر روانکاری بر میل لنگ ها
در موتور یک خودرو ، با توجه به وجود انواع مختلف نیروها ، نیاز به سیستم های مختلف روانکاری است. در حالت کلی می توان نیروهای مکانیکی بین قطعات را به دو دسته اصلی نیروهای دورانی ـ فشاری و نیروهای مالشی تقسیم کرد. نیروی دورانی ـ فشاری در قطعاتی مانند میل لنگ و میل سوپاپ به وجود آمده و نیروی مالشی در مناطقی مانند سیلندر ـ پیستون و یا سوپاپ وجود خواهد داشت . مجموعه سیلندر و پیستون به دو طریق روانکاری می شوند . در حالت اول روغن ازطریق مجرای تعبیه شده روی شاتون ، به جداره سیلندر رسیده و در حالت دیگر با پاشیده شدن روغن توسط محورهای میل لنگ این کار انجام می شود . در نهایت روانکار با ایجاد لایه ای مناسب بین رینگ، پیستون و جداره سیلندر علاوه بر جلوگیری از تماس مستقیم سطوح ، از فرار گازهای متراکم درون محفظه احتراق جلوگیری کرده و سپس توسط رینگ روغن جارو شده و به کارتر می ریزد . ازطرف دیگر ، سیستم روانکاری در قطعاتی مانند میل لنگ و میل سوپاپ با روش مذکور متفاوت بوده و با توجه به نوع محورها و یاتاقان ها ( ازنظر تحرک ) روانکاری انجام می گیرد. یاتاقان های ثابت میل لنگ روی محور اصلی آن قرارگرفته و توسط مدار اصلی روغن تغذیه می شوند. در حالی که یاتاقان های متحرک ( محور لنگ ) ازطریق کانال هایی که از محورهای ثابت به آنها می رسد ، روانکاری می شوند. نکته بسیار مهمی که در ارتباط با روانکاری یاتاقان و میل لنگ وجود دارد ، سرعت چرخش (دور) میل لنگ درون یاتاقان است. در ابتدای استارت هنگامی که دور موتور صفر است ، میل لنگ روی یاتاقان تکیه کرده و به تدریج با افزایش سرعت گردش میل لنگ ( با توجه به لقی بین یاتاقان و میل لنگ ) روغن به زیر محور میل لنگ کشیده شده و آن را بلند می کند . بنابراین هرگز نباید اجازه داد که دور موتور از حد معینی ( بخصوص تحت بار زیاد ) کمتر شود که با انتخاب دنده مناسب و سنگین می توان این مسئله را حل کرد . از نکات دیگر در ارتباط با روانکاری میل لنگ ، نشت روغن از انتهای میل لنگ و ورود آن به قسمت فلایویل و صفحه کلاچ است که برای جلوگیری از این امر از کاسه نمد استفاده می شود. به همین دلیل بازرسی و تعویض کاسه نمدها درصورت لزوم ، از عوامل موثر در عملکرد صحیح صفحه کلاچ و فلایویل است
موتورهای شعاعی و میل لنگها
اگر در مورد طرز کار موتور های ماشین خوانده باشید با مفهوم موتور های چهار زمانه آشنا می شوید . پیستون ها در موتور ماشین ها در سه طرح نمونه زیر نشانه داده شده چیده می شوند .
خطی – سیلندر ها در یک ردیف مستقیم در طول یک خط چیده می شوند .
تخت – سیلندر ها مرتب شده اند در دو ردیف متقابل
هر شکل متفاوت مزایایی متفاوتی هم دارد ، هزینه ساخت و مشخصات یک وسیله نقلیه بخصوص را ، شکل می دهد و مناسبتر می سازد .
ما در قسمت بعدی یک ساختار دیگری را برای پیستون های خواهیم دید که موتور شعاعی نامیده می شوند .
داخل یک موتور شعاعى
طرح موتور های شعاعی خیلی ساده است . پیستون ها در اطراف میل لنگ دایره ای دوار قرار گرفته اند و مرتب شده اند ، که در شکل زیر نشان داده شده :
شما می توانید در تصویر یک موتور پنج سیلندره را ببینید . موتور های شعاعی در نوع سه و نه پیستونی وجود دارند . موتور شعاعی همانند هر نوع موتور چهار زمانه پیستونی ، پیستون ها ، سوپاپ ها و شمع دارد . تفاوت بزرگ آن در میل لنگ است . در عوض استفاده از یک شفت بلند در ماشین های چند سیلندره در آن توپی وجود دارد که همه شاتون های پیستون ها به توپی وصل شده اند . یکی از شاتون ها ثابت است که به آن شاتون اصلی (master rod) گفته می شود و بقیه شاتون ها به انتهای چند ضلعی شاتون اصلی وصل می شوند که به آنها شاتون های اتصال (articulating rods ) گفته می شود که باعث چرخش میل لنگ و حرکت پیستونها می شود .
کاربرد میل لنگ در اتومبیل ها
اتومبیل مجموعه پیچیده ای از ماشین ها است که برای حرکت نیاز به بنزینی دارد. موتور انرژی مورد نیاز برای چرخیدن چرخها و حرکت اتومبیل راتامین می کند. موتور از طریق میل لنگ به گیربکس و گیربکس از طریق یک محور به دیفرانسیل متصل شده و نیرو را به چرخ ها منتقل می کند.
بنزین از باک پمپ شده و از طریق خطوط انتقال سوخت به کاربراتور می ریزد. از ای نقطه به بعد فشار و شتاب سوخت تحت کنترل قرار می گیرد. به وسیله کاربراتور بنزینی به بخار تبدیل می شود. سپس این بخار وارد محفظه سیلندرها شده و در آنجا تحت فشار قرار گرفته، مشتعل و منفجر می شود. در هر لحظه یک انفجار روی می دهد. که با بالا و پائین حرکت کردن پیستون ها در داخل سیلندر، میل لنگ شروع به چرخیدن می نماید. به همین ترتیب این حرکت انتقال یافته و از طریق میل لنگ به جعبه دنده و سپس به دیفرانسیل و نهایتاً به چرخ ها می رسد.
نیروی تولید شده توسط موتور به قسمت های مختلف اتومبیل منتقل می شود که برای این کار به وسایلی از قبیل کاربراتورها، پیستونها، میل لنگ، بنزین، شاتون و بسیاری از اجزای دیگر نیاز است. ماشین مثال خوبی از تجمع تمام نیروهای فیزیکی با یکدیگر به منظور انجام یک هدف (حرکت) می باشد.
طرح ابتکاری مخترع جوان ایرانی برای افزایش سرعت و قدرت موتورها
ک مخترع جوان ایرانی مدعی است در طرحی ابتکاری با افزودن یک اهرم و مستقیم کردن حرکت شاتون زمینه افزایش سرعت و قدرت موتورها را فراهم کرده است. مهدی اسلامی شاهد، دانش آموز دوره پیش دانشگاهی که اختراع خود را در اداره ثبت شرکت ها و مالکیت صنعتی به ثبت رسانده به ایسنا گفت: در سیستم های رایج موتور خودرو شاتون طوری در داخل پیستون قرار گرفته که به دلیل گردش میل لنگ، حرکت مستقیم نداشته و در حین حرکت حداکثر فشار به بدنه سیلندر وارد می شود به طوری که 75 درصد انرژی به بدنه سیلندر و تنها 25 درصد از انرژی به شاتون منتقل می شود در صورتی که با حرکت مستقیم شاتون هیچ گونه انرژی به هدر نمی رود. وی افزود: فشار وارد آمده به سیلندر همچنین سبب ساییدگی آن و هدر رفتن انرژی شده و سمت چپ سیلندر حداقل فشار را دارد که این ناهماهنگی در تقسیم انرژی در موتور، علاوه بر کاهش طول عمر موتور، اصطکاک زیادی را ایجاد می کند. اسلامی شاهد در تشریح عملکرد این سیستم گفت: در این سیستم میل لنگ به کمک زنجیر متصل به میله چرخدنده، به حالت دورانی حرکت کرده و این میله ثابت که در مقابل شاتون قرار داد، با بالا آمدن شاتون به پایین حرکت کرده و این حالت برعکس منجر به حرکت میل لنگ می شود.
وی در پایان با بیان اینکه این طرح در تمامی موتورهای پیستون دار از قبیل خودرو، موتوسیکلت و حتی وسایل پرنده قابل اجراست، اظهار داشت: با توجه به متغییر بودن تکیه گاه محور اهرم در صورت افزایش طول اهرم به سمت شاتون، افزایش سرعت و در صورت افزایش طول اهرم به سمت میل لنگ، افزایش قدرت صورت می گیرد.
پرسهای میل لنگ
در پرسهای لنگ یک کاره، محور محرکه توسط موتور و از طریق یک چرخ کلاچ و تجهیزات ترمز بحرکت در می آورد. روی سمت لنگ این محور، یک بوش لنگ وجود دارد که از طریق یک رینگ پنجه ای بمحور متصل است. اگر رینگ پنجه ای آزاد شود میتوان بوش لنگ برخلاف قسمت لنگ محور چرخاند. به این وسیله کورس سینه پرس تغییر داده میشود. مقدار کورس پرس لنگ از یک مقدار حداقل تا یک مقدار حداکثر به صورت غیر پله ای قابل تنظیم است.
جابه جایی کورس و از طریق کلگی دسته شالتون با یک میل پیچ تنظیم به سینه پرس منتقل میشود. این میل پیچ تنظیم میتواند چرخانده شود و به این ترتیب در کلگی شاتون وارد و خارج شود. بخش بالایی قالب توسط این تنظیم کورس و ارتفاع، در موقعیت کاری درست خود نسبت به بخش پایینی قالب قرار میگیرد.
در پرسهای لنگی حرکت سینه پرس توسط یک محرکه میل لنگی تامین میشود. این حرکت از میل لنگ دوار از طریق یک دسته شاتون قوی به سینه پرس منتقل میشود. مقدار کورس قابل تنظیم نیست اما سینه پرس را میتوان توسط یک میل پیچ ساچمه ای تنظیم کرد. بدین ترتیب قسمت بالایی قالب میتواند در وضعیت ارتفاع خود نسبت به قسمت پائینی دقیقاً تنظیم شود.
حرکت سریع سینه پرس یک تعادل وزنه ای را لازم دارد. وزنه های تعادل در بالای شاتون، نیروهای ناشی از حرکت پرس و نواسانات را متعادل میکند. تعادل وزنه ای، بصورت نیوماتیکی نیز میتواند عمل کند. در اینصورت سینه پرس ضمن حرکت در برابر یک ضربه گیر هوایی داخل یک سیلندر بزرگ قرار میگیرد.
حرکت دورانی میل لنگ در پرسهای زانویی از طریق یک میله کششی یا فشاری به زانویی منتقل میشود. دو نوع سیستم محرکه زانویی کششی و فشاری وجود دارد. موقع حرکت بازوی زانویی؛ سینه پرس بسمت پائین حرکت کرده و در نقطه مرگ پائین نیروی خیلی بزرگی ایجاد میشود.
با تغییر نقطه دوران بازوی زانویی توسط یک پیچ تنظیم، ارتفاع سینه پرس و در نتیجه ارتفاع بخش بالایی قالب نسبت به بخش پائینی دقیقاً تنظیم میشود. اختلاف زیاد بین میز پرس و پائین ترین نقطه با چند زیرسری جبران میشود.
پرسهای زانویی برای کارهای ضرب و ظریف مناسبند، زیرا نیروی پرس بطور آهسته تا مقدار حداکثر افزایش می یابد.
خودرو جدید دیزلى با سوخت گیاهى وارد بازار اروپا شد
خودرو دیزلى جدیدى که سوخت آن بیو فیول یا بیو دیزل (سوخت حاصل از گیاه) است، وارد بازار اروپا شد. به گزارش ایسنا، شرکت رنو مدل جدید خودرو ترافیک را وارد بازار کرده که از موتورهاى جدید ۲ و ۲/۵ لیترى DCI بهره مى برد که سوخت آن مى تواند دیزل کنونى و یا بیو دیزل باشد. این خودرو قادر به کار کردن با دیزل معمولى نیز هست.پیش بینى مى شود تا سال ۲۰۰۹ حدود ۳۰ درصد از خودروهاى دیزلى اروپا قابلیت کارکرد با این سوخت جدید را داشته باشند.خودرو ترافیک با موتور دیزلى جدید بین ۹۰ تا ۱۱۵ اسب بخار و با موتور ۲/۵ لیترى ۱۱۰ تا ۱۲۰ اسب بخار قدرت دارد.در موتور جدید به منظور ترکیب بیشتر هوا و سوخت، چهار سوپاپ در هر سیلندر تعبیه شده است. مجراهاى ورودى و خروجى در کنار هم و در بالاى سیلندر قرار دارند و هر میل بادامک، سوپاپ هاى ورودى و خروجى را به حرکت در مى آورد. چنین پیکربندى و آرایشى، روند پر شدن سیلندر و تخلیه گاز را بهبود مى بخشد و استحکام موتور در این حالت نیز افزایش چشمگیرى مى یابد.موتور ۲ DCI با سیستم سوخت پاش تحت کنترل مغز هوشمند بوش آلمان هدایت مى شود.تکنولوژى پیزو الکتریک، کنترل بسیار سریع تر و دقیق ترى بر روى تزریق سوخت داشته و آن را تسهیل مى کند، به گونه اى که واکنش تا چهار برابر سریع تر از سیستم سونولوئیدى است و به مهندسان این امکان را داده که چرخه تزریق سوخت را با پنج فواره پاشش ارتقا دهند. در این حال دو فواره پاشش (جلو)، یک فواره پاشش اصلى در وسط و دو فواره پاشش در عقب وظیفه پاشش سوخت در سیلندر را بر عهده دارند. دو فواره پاشش، صداى موتور را با به حداقل رسانده و صداى دیزل را نیز بهبود مى دهند.فواره پاشش هاى عقب، سوخت پاششى احتراق اصلى را حفظ مى کنند تا دوده بسوزد و بنابراین انتشار آلاینده ها را پیش از این که گازهاى خروجى از اتاق احتراق خارج شوند، کاهش مى دهد.یک راه دیگر براى کاهش هر چه سریع تر انتشار آلاینده ها، هدایت مستقیم مقدارى از گازهاى خروجى از اتاق احتراق به ورودى است، به طورى که میزان این گاز توسط یک سوپاپ کنترل مى شود. با این روش افزایش دماى کنترل شده اى در اتاق احتراق ایجاد مى شود که مى تواند سطح انتشار آلاینده ها (اکسید ازت) را کاهش دهد و بنابراین محبوبیت این موتور را به دلیل آلایندگى کم آن افزایش مى دهد. کم صدا بودن نیز یکى دیگر از اولویت هاى مهندسى موتور جدید ۲ DCI است. قسمت زیرین موتور که از آلومینیوم ساخته شده، به گونه اى طراحى شده که بازده بالایى داشته باشد و لرزش موتور را کاهش دهد. در این موتور دو محور بالانس کننده در جهت عکس میل لنگ مى چرخند تا لرزش دورانى میل لنگ را خنثى کنند.
منابع:
www.millangtarashan.com
www.magazin.com
23