گزارش کاراموزی موتورهای دیزل و پمپ های هیدرولیک



موضوع کار آموزی :
موتورهای دیزل
و
پمپ های هیدرولیک

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : معرفی موتور دیزل

موتور دیزل 1
ریشه لغوی 1
دید کلی 1
تاریخچه 2
تقسیمات 3
ساختمان 4
طرزکار 4
سیکل موتورهای دیزل چهارزمانه 9
زمان تنفس : 9
زمان تراکم : 10
زمان قدرت : 10
زمان تخلیه : 11
سیکل موتور دوزمانه دیزل 11
موتورهای دیزل دو زمانه چگونه کار می کند؟ 11
نحوه ی کار چرخه 12
موتورهایGeneral Motors EMD 15
مزایای موتورهای دیزل 23
کارآیی بهتر از نظر مصرف سوخت : 23
توان بیشتر : 23
دوام بیشتر : 24
کاهش انتشار آلاینده ها : 25
معرفی موتورهای گاز سوز 25
1- انواع موتورهای احتراق داخلی سیلندر پیستونی 25
2- موتورهای گازی 29
3- کاربردها 32
4- مشخصه های طراحی 33
گاز طبیعی و موتورهای دیزل 35
• طرح ساختاری مبدل های کاتالیستی 37
• مواد افزودنی سوخت 39
فصل دوم : تعمیر و نگهداری
تعمیر و نگهداری 42
نگهداری و تعمیرات پیشگویانه ( Predictive Maintenance ) 42
فعالیتهای نت پیشگویانه (PdM) : 42
مزایای آشکار و پنهان در اجرای نت پیشگویانه 45
رمز موفقیت در برنامه های نت پیشگویانه (PdM) 46
چگونگی تعیین تناوب انجام بازرسی ها 47
نگهداری و تعمیرات واکنشی ( Reactive Maintenance ) 49
آنالیز روغن 50
مقدمه : 50
دسته بندی آزمایشها و نتایج : 52
نگاهی به مبحث آنالیز روغن ( Oil Analysis ) 54
آنالیز روغن چیست ؟ 55
آنالیز عناصر فرسایشی 56
افزودنی های روغن 58
ویسکوزیته Viscosity 58
دوده سوخت 59
رقیق شدن روغن در اثر اختلاط با سوخت 60
آلودگی با آب یا ضدیخ 60
اکسیداسیون 61
نیتراسیون 62
نمونه گیری از روغن 63
نه گام جهت اجرای موفق آنالیز روغن 64
فصل سوم : پمپ های هیدرولیک
پمپ های هیدرولیکی 68
پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان : 70
پمپ های دنده ای Gear Pump 71
3- پمپ های گوشواره ای Lobe Pumps 73
4- پمپ های پیچی Screw Pumps 74
5- پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps 75
پمپ های پره ای : 75
پمپ های پیستونی 77
پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps) 80
پمپ های پلانچر (Plunger pumps) 81
راندمان پمپ ها (Pump performance): 82

موتور دیزل
ریشه لغوی
کلمه دیزل نام یک مخترع آلمانی به نام دکتر رودلف دیزل است که در سال 1892 نوع خاصی از موتورهای احتراق داخلی را به ثبت رساند، به احترام این مخترع اینگونه موتورها را موتورهای دیزل می نامند.
دید کلی
موتورهای دیزل ، به انوع گسترده ای از موتورها گفته می شود که بدون نیاز به یک جرقه الکتریکی می توانند ماده سوختنی را شعله ور سازند. در این موتورها برای شعله ور ساختن سوخت از حرارت های بالا استفاده می شود. به این شکل که ابتدا دمای اتاقک احتراق را بسیار بالا می برند و پس از اینکه دما به اندازه کافی بالا رفت ماده سوختنی را با هوا مخلوط می کنند.
همانگونه که می دانید برای سوزاندن یک ماده سوختی به دو عامل حرارت و اکسیژن نیاز است. اکسیژن از طریق مجاری ورودی موتور وارد محفظه سیلندر می شود و سپس بوسیله پیستون فشرده می گردد. این فشردگی آنچنان زیاد است که باعث ایجاد حرارت بسیار بالا می گردد. سپس عامل سوم یعنی ماده سوختنی به گرما و اکسیژن افزوده می شود که در نتیجه آن سوخت شعله ور می شود.
تاریخچه
در سال 1890 میلادی آکروید استوارت حق امتیاز ساخت موتوری را دریافت کرد که در آن هوای خالص در سیلندر موتور متراکم می گردید و سپس (به منظور جلوگیری از اشتعال پیش رس) سوخت به داخل هوای متراکم شده تزریق می شد، این موتورهای با فشار پایین بودند. و برای مشتعل ساختن سوخت تزریق شده از یک لامپ الکتریکی و یا روشهای دیگر در خارج از سیلندر استفاده می شد.
در سال 1892 دکتر رودلف دیزل آلمانی حق امتیاز موتور طراحی شده ای را به ثبت رساند که در آن اشتعال ماده سوختنی ، بلافاصله بعد از تزریق سوخت به داخل سیلندر انجام می گرفت. این اشتعال عامل حرارت زیادی بود که در اثر تراکم زیاد هوا بوجود می آمد. وی ابتدا دوست داشت که موتور وی پودر زغال سنگ را بسوزاند ولی به سرعت به نفت روی آورد و نتایج قابل توجهی گرفت.
طی سالهای متمادی پس از اختراع موتور دیزل ، از این نوع موتور عمدتا و منحصرا در کارهای درجا و سنگین از قبیل تولید برق ، تلمبه کردن آب ، راندن قایق های مسافری و باری و همچنین برای تولید قدرت جهت رفع بعضی از نیازهای کارخانجات استفاده می شد. این موتورها سنگین ، کم سرعت ، دارای یک یا چند سیلندر و از نوع دوزمانه یا چهارزمانه بودند.
پیشرفت بیشتر موتورهای دیزل ، تا توسعه سیستم های پیشرفته تزریق سوخت در دهه 1930 طول کشید. در این سالها رابرت بوش تولید انبوه پمپ های سوخت پاش خود را آغاز کرد. توسعه پمپ های سوخت پاش (پمپ های انرژکتور) با توسعه موتورهای کوچکی که برای استفاده در موتورها مناسب بودند متعادل شد.
موتورهای دیزل سبکتری که سرعتشان نیز بالا بود در سال 1925 به بازار عرضه شدند. با آنکه پیشرفت در ساخت این موتورها کند بود. اما در سال 1930 موتورهای دیزل قابل اطمینان که به خوبی طراحی شده بودند و چند سیلندر و سریع نیز بودند به بازار عرضه شد. این پیشرفت تا پایان جنگ جهانی دوم برای مدتی کند بود. لیکن از آن تاریخ تا کنون طراحی و تولید این موتورها به طریقی پیشرفت نموده است که امروزه استفاده گسترده و فراگیر از موتورهای دیزل را شاهد هستیم.
تقسیمات
موتورهای دیزل نیز مانند سایر موتورهای احتراق داخلی بر مبناهای مختلفی قابل طبقه بندی هستند. مثلا می توان موتورهای دیزل را بر حسب مقدار دفعات احتراق در هر دور گردش میل لنگ به موتورهای دیزل دوزمانه و یا موتورهای دیزل چهارزمانه تقسیم بندی نموده و یا بر حسب قدرت تولیدی که به شکل اسب بخار بیان می گردد. یا بر حسب تعداد سیلندر و یا شکل قرارگیری سیلندرها که بر این اساس به دو نوع موتورهای خطی و موتورهای V یا خورجینی تقسیم بندی می کردند و …
ساختمان
ساختار موتورهای دیزل نه تنها در سیستم تغذیه و تنظیم سوخت با موتورهای اشتعال جرقه ای تفاوت می کند. بنابراین ساختارهای بسیار مشابهی میان این موتورها وجود دارد و تنها تفاوت ساختمانی آنها قطعات زیر است که در موتورهای دیزل وجود دارد و در سایر موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد.
_پمپ انژکتور :__ وظیفه تنظیم میزان سوخت و تامین فشار لازم جهت پاشش سوخت را به عهده دارد.
انژکتورها : باعث پودر شدن سوخت و گازبندی اتاقک احتراق می شوند.
فیلترهای سوخت : باعث جداسازی مواد اضافی و خارجی از سوخت می شوند.
لوله های انتقال سوخت : می بایست غیرقابل اشباع بوده و در برابر فشار پایداری نمایند.
توربوشارژر : باعث افزایش هوای ورودی به سیلندر می شوند.
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.
موتورهای دیزلی
موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی ارزانتر و مقرون به صرفه تر هستند. موتور دیزلی فقط هوا را دریافت داشته، آنرا فشرده کرده و بعد سوخت را درون هوای فشرده تزریق می نماید. گرمای هوای فشرده فورآً سوخت را روشن می سازد. موتور بنزینی در نسبت 8:1 تا 12:1 فشرده شده در حالیکه موتور دیزلی در نسبت 14:1 تا حداکثر 25:1 فشرده می گردد. نسبت بالای فشردگی موتور دیزلی سبب کارآیی بهتر آن می شود. موتور دیزلی فقط از تزریق سوخت مستقیم استفاده می نماید. سوخت دیزلی مستقیماً وارد سیلندر می گردد. موتور دیزلی شمع نداشته فقط گرمای هوای فشرده است که سوخت را در آن روشن می سازد. یکی از تفاوتهای بزرگ موتور بنزینی و دیزلی تزریق سوخت آن می باشد. بیشتر موتورهای ماشین از سوپاپ تزریق یا کاربراتور استفاده می کنند. بنابراین تمام سوخت در سیلندر بارگذاری شده سپس فشرده می گردد. فشردگی ترکیب سوخت / هوا نسبت فشردگی موتور را محدود می سازد. اگر فشردگی هوا خیلی زیاد باشد ترکیب سوخت / هوا فوراً مشتعل گشته و صدای تق تق را بوجود می آورد. دیزل فقط هوا را فشرده ساخته طوریکه نسبت فشردگی می تواند زیاد شود. نسبت فشردگی زیاد، نیروی زیادی را ایجاد خواهد نمود. سوخت دیزلی سنگینتر بوده بتدریج تبخیر می گردد، نقطه جوش آن بیشتر از نقطه جوش آب است، دارای اتمهای کربن زیادی است ….
Diesel engines are more efficient and cheaper to run than gasoline engines. Learn what makes diesel engines different!
One of the most popular HowStuffWorks articles is How Car Engines Work, which explains the basic principles behind internal combustion, discusses the four-stroke cycle and talks about all of the subsystems that help your car's engine to do its job. One of the most common questions asked (and one of the most frequent suggestions made in the suggestion box) is, "What is the difference between a gasoline and a diesel engine?"
If you haven't already done so, you'll probably want to read How Car Engines Work first, to get a feel for the basics of internal combustion. But hurry back! In this edition of HowStuffWorks, we're going to unlock the secrets of the diesel!
The Diesel Cycle
Rudolf Diesel developed the idea for the diesel engine and obtained the German patent for it in 1892. His goal was to create an engine with high efficiency. Gasoline engines had been invented 1876 and, especially at that time, were not very efficient.
The main differences between the gasoline engine and the diesel engine are:
A gasoline engine intakes a mixture of gas and air, compresses it and ignites the mixture with a spark. A diesel engine takes in just air, compresses it and then injects fuel into the compressed air. The heat of the compressed air lights the fuel spontaneously.
A gasoline engine compresses at a ratio of 8:1 to 12:1, while a diesel engine compresses at a ratio of 14:1 to as high as 25:1. The higher compression ratio of the diesel engine leads to better efficiency.
Gasoline engines generally use either carburetion, in which the air and fuel is mixed long before the air enters the cylinder, or port fuel injection, in which the fuel is injected just prior to the intake stroke (outside the cylinder). Diesel engines use direct fuel injection — the diesel fuel is injected directly into the cylinder.
Note that the diesel engine has no spark plug, that it intakes air and compresses it, and that it then injects the fuel directly into the combustion chamber (direct injection). It is the heat of the compressed air that lights the fuel in a diesel engine.
In the simplified animation above, the green device attached to the left side of the cylinder is a fuel injector. However, the injector on a diesel engine is its most complex component and has been the subject of a great deal of experimentation — in any particular engine it may be located in a variety of places. The injector has to be able to withstand the temperature and pressure inside the cylinder and still deliver the fuel in a fine mist. Getting the mist circulated in the cylinder so that it is evenly distributed is also a problem, so some diesel engines employ special induction valves, pre-combustion chambers or other devices to swirl the air in the combustion chamber or otherwise improve the ignition and combustion process.
One big difference between a diesel engine and a gas engine is in the injection process. Most car engines use port injection or a carburetor rather than direct injection. In a car engine, therefore, all of the fuel is loaded into the cylinder during the intake stroke and then compressed. The compression of the fuel/air mixture limits the compression ratio of the engine — if it compresses the air too much, the fuel/air mixture spontaneously ignites and causes knocking. A diesel compresses only air, so the compression ratio can be much higher. The higher the compression ratio, the more power is generated.
Some diesel engines contain a glow plug of some sort (not shown in this figure). When a diesel engine is cold, the compression process may not raise the air to a high enough temperature to ignite the fuel. The glow plug is an electrically heated wire (think of the hot wires you see in a toaster) that helps ignite the fuel when the engine is cold so that the engine can start. According to Cley Brotherton, a Journeyman heavy equipment technician:
All functions in a modern engine are controlled by the ECM communicating with an elaborate set of sensors measuring everything from R.P.M. to engine coolant and oil temperatures and even engine position (i.e. T.D.C.). Glow plugs are rarely used today on larger engines. The ECM senses ambient air temperature and retards the timing of the engine in cold weather so the injector sprays the fuel at a later time. The air in the cylinder is compressed more, creating more heat, which aids in starting.

Smaller engines and engines that do not have such advanced computer control use glow plugs to solve the cold-starting problem.
Diesel Fuel
If you have ever compared diesel fuel and gasoline, you know that they are different. They certainly smell different. Diesel fuel is heavier and oilier. Diesel fuel evaporates much more slowly than gasoline — its boiling point is actually higher than the boiling point of water. You will often hear diesel fuel referred to as "diesel oil" because it is so oily.
Diesel fuel evaporates more slowly because it is heavier. It contains more carbon atoms in longer chains than gasoline does (gasoline is typically C9H20, while diesel fuel is typically C14H30). It takes less refining to create diesel fuel, which is why it is generally cheaper than gasoline.
Diesel fuel has a higher energy density than gasoline. On average, 1 gallon (3.8 L) of diesel fuel contains approximately 155×106 joules (147,000 BTU), while 1 gallon of gasoline contains 132×106 joules (125,000 BTU). This, combined with the improved efficiency of diesel engines, explains why diesel engines get better mileage than equivalent gasoline engines.

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.
سیکل موتور دوزمانه دیزل
در این نوع موتورهای دوزمانه سوپاپ تنفس هوای تازه ، نظیر آنچه در موتورهای
چهارزمانه ذکر شد وجود ندارد. و به جای آن در فاصله معینی از سه سیلندر ، مجراهایی در بدنه سیلندر تعبیه شده است. که پیستون در قسمتی از مسیر خود جلوی آنها را می بندد، اصول کار این موتورها در دوزمان است، که در واقع در هر دور چرخش میل لنگ اتفاق می افتد.
موتورهای دیزل دو زمانه چگونه کار می کند؟
مقاله ی موتورهای دیزل چگونه کار می کند توضیحی در مورد موتور های چهار زمانه است که عموما در موتورها و ماشین های باربری یافت می شود.مقاله موتور های دیزل دو زمانه چگونه کار می کند ،توضیحی در مورد موتور های کوچک دو زمانه است که در چیزهایی شبیه اره موتوری،موتور سیکلت های کوچک وجت اسکی ها یافت می شود.ترکیب تکنولوژی موتور دیزل با موتور دیزل دو زمانه غالبا نتیجه ی مطلوبی را در موتورهای دیزل بزرگ جثه که در لوکوموتیو،کشتی های بزرگ و مولدهای برق یافت می شود بوجود آورده است.
نحوه ی کار چرخه
اگر شما مقاله ی موتورهای دوزمانه چگونه کار می کنند را خوانده باشید ، فرا می گیرید که یک تفاوت بزرگ بین موتورهای دوزمانه و چهارزمانه در مقدار قدرتی است که موتور می تواند تولید کند.شمع درموتور دو زمانه دوبارجرقه می زند،هر کدام در هرچرخش میل لنگ،اما در موتور چهار زمانه یکبارجرقه در هر دو چرخش میل لنگ زده می شود.این بدین معنی است که موتور دوزمانه پتانسیل تولید قدرت دوبرابرازموتورچهارزمانه ی هم اندازه ی خود را داراست.
مقاله ی موتور دوزمانه ،چرخه ی موتورگازوئیلی را نیز توضیح می دهد،که گاز و هوا مخلوط و با هم فشرده می شوند،که واقعا به طور کامل با نحوه ی کار موتور دوزمانه در تطابق نیست.مسئله این است که مقداری از سوخت سوزانده نشده که هر بار از سیلندر خارج می شود دوباره برای مخلوط هوا-سوخت مورد استفاده قرار گیرد.
به نظر می رسد که رویه دیزل ، که در آن هوا به تنهایی فشرده می شود و سپس سوخت را مستقیما درون هوای فشرده تزریق می کنند، خیلی بهتر با چرخه دو زمانه سازگاری داشته باشد.از این رو بسیاری از تولید کنندگان موتورهای دیزل بزرگ از این رویه برای تولید موتورهایی با قدرت بالا استفاده می کنند.
شکل زیر طرح بندی نوعی از یک موتور دیزل دو زمانه را نشان می دهد:

در بالای سیلندر،نوعا دو یا چهار دریچه ی خروج وجود دارد که هم زمان با هم باز می شوند.همچنین تزریق کننده ی سوخت دیزل نیز وجود دارد ( در بالا با رنگ زرد مشخص شده است). پیستون کشیده (دراز) در نظر گرفته شده، مانند موتور دو زمانه ی بنزینی، بنابراین می تواند به عنوان دریچه ی مکش هوا عمل کند.در حرکت به سمت پایین پیستون،پیستون ورودی مکش هوا را باز می نماید.هوای ورودی توسط یک توربو شارژر یا یک سوپرشارژر تنظیم فشار می شود (آبی روشن). محفظه کارتل آب بندی شده و حاوی روغن می باشد همچون یک موتور چهار زمانه.
چرخه موتور دوزمانه ی دیزل بدین صورت است:
١- وقتی پیستون در حرکت به سمت بالا می باشد،سیلندر شامل یک هوای بسیار فشرده می باشد.سوخت دیزل توسط تزریق کننده به درون سیلندر اسپری می شود و به دلیل گرما و فشار درون سیلندر به سرعت مشتعل می شود.این همان رویه ای است که در موتور های دیزل چگونه کار می کنند؟ توضیح داده شده است.
۲- فشار تولید شده توسط احتراق سوخت، پیستون را به سمت پایین می راند.این مرحله ی قدرت می باشد.
٣- زمانی که پیستون به نزدیکی پایین حرکتش می رسد تمامی دریچه های خروج باز می شوند، گازهای سوخته شده (دود) از سیلندر خارج می شوند وفشار کاهش می یابد.
٤- زمانی که پیستون به پایین ترین نقطه ی حرکتش می رسد، ورودی ها ی مکش هوا را باز می نماید وهوای فشرده سیلندر را پر می کند و گازهای سوخته شده ی (دود) باقی مانده را خارج می کند.
۵- دریچه های سوخت بسته می شوند و پیستون به سمت بالا برگردد و ورودی های مکش هوای فشرده را می بندد.این مرحله ی تراکم می باشد.
۶- زمانی که پیستون به بالای سیلندر نزدیک می شود ، چرخه دوباره از مرحله ی اول تکرار می شود.
با این توضیح ,شما می توانید تفاوت بزرگ بین یک موتور دو زمانه دیزل و یک موتور دو زمانه ی بنزینی را درک کنید.در موتوردیزل فقط هوا وارد سیلندر می شود، به جای اینکه مخلوط هوا و سوخت وارد شود.این بدین معنی است که موتور دیزل دو زمانه هیچ کدام از مشکلات محیطی که موتور دو زمانه ی بنزینی باعث آن می شود را ایجاد نمی کند.در مقابل یک موتور دوزمانه ی دیزلی باید یک توربو شارژر یا یک سوپرشارژر داشته باشد و این بدین معنی است که شما هرگز یک موتور دیزل دو زمانه را روی یک اره موتوری نخواهید یافت.چون در این صورت بسیار گران تمام می شود.
موتورهایGeneral Motors EMD
موتورهای General Motors EMD نوعی از موتورهای دوزمانه دیزلی هستند.این موتورها در دهه ی ١٩٣۰مطرح شدند و قدرت تعداد زیادی از لوکوموتیو ها در ایالات متحده را تامین می کردند.سه سری موفقیت آمیز در رشته یEMD وجود داشته : سری ۵۶۷ , سری ۶۵٤ و سری۷١۰. شماره ها مربوط به حجم بر حسب اینچ مکعب هر سیلندر می باشد. برای یک نوع موتور که ١۶ سیلندر دارد (با یک جا به جایی کلی به بزرگی 10,000 اینچ مکعب یا ١۶٤ لیتر). یک موتور۵ لیتری (٣۰۵اینچ مکعب) به عنوان یک موتور خیلی بزرگ برای یک موتور مطرح است ، و شما متوجه می شوید که یک موتورEMD چقدر سنگین و حجیم است.
در اینجا تعدادی از مشخصات برای موتور EMD 645E3 آورده شده است:
قطر سیلندر : ۵/٩ اینچ ( ۲٤ سانتی متر)
حرکت پیستون : ١۰اینچ ( ۲۵ سانتی متر)
جابجایی هر سیلندر: ۶۵٤ اینچ مکعب ( حدود ١١ لیتر)
تعداد سیلندر : ١۶ یا ۲۰
ضریب تراکم : ١: ۵/١٤
دریچه های خروج درهر سیلندر: ٤
وزن موتور:
١۶ سیلندر :٣٤۵۲۶ پوند / ١۵۶۶١ کیلو گرم
۲۰سیلندر : ٤۰١٤٤ پوند / ١۸۲۰٩ کیلوگرم (وزن کارتل به تنهایی به بیش از یک تن می رسد!)
دور موتور در حالت بدون بار: ٣١۵ دور در دقیقه
بیشینه دور موتور: ٩۰۰ دور در دقیقه
قدرت بر حسب اسب بخار برای نوعی از این موتورها ٤٣۰۰ hp می باشد.
زمان اول :
پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف بالا و تا نقطه مرگ بالا حرکت می کند. در این زمان پیستون پس از عبور از جلو مجاری تنفس هوای تازه را تاحد معینی متراکم می سازد. در طول این زمان سوپاپ تخلیه که در قسمت فوقانی سیلندر و در داخل سه سیلندر قرار دارد کماکان بسته مانده است.
زمان دوم :
در انتهای زمان اول مقداری سوخت روغنی (گازوئیل) به صورت پودرشده به درون هوای متراکم شده و داغ موجود در محفظه احتراق پاشیده می شود و ذرات سوخت محترق می گردد. فشار زیاد گازهای محترق شده پیستون را به طرف پایین می راند. پیستون در مسیر حرکت روبه پایین خود جلو مجاری تنفس هوای تازه را باز می کند. در این موقع هوای تازه به شدت وارد سیلندر می گردد. در همین حال سوپاپ تخلیه نیز باز می گردد و گازهای حاصل از احتراق بوسیله هوای تازه از سیلندر خارج می گردند. پس از رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین سیکل جدیدی آغاز می شود.
موتورهای دو زمانه
بدین دلیل به آنها موتورهای دو زمانه گویند که قبل از احتراق یک ضربه همفشردگی هوا و سوخت و یک ضربه اشتغال در آن وجود دارد. در چنین موتورهایی پیستون در واقع سه عمل مختلف را انجام می دهد: 1- در یک طرف پیستون، محفظه احتراق وجود دارد. پیستون ترکیب هوا / سوخت را فشرده ساخته و توسط اشتعال سوخت، انرژی آزاد شده را دریافت می دارد. در طرف دیگر پیستون، میل لنگ دیده می شود، جائی که پیستون خلائی را ایجاد می کند تا از کاربراتور با استفاده از دریچه دهانگیز، هوا / سوخت را مکیده سپس میل لنگ را فشرده می سازد. موتور دو زمانه سبک و ساده تر بوده طوریکه نیروی زیادی را ایجاد می نماید. اجزاء آن زود فرسوده می گردد و روغن آن گران و حدود چهار اونس از آن در هر گالن مورد نیاز است. موتورهای دوزمانه کاملاً سوخت را استفاده نکرده طوریکه آلودگی زیادی را ایجاد می نمایند.

Discover the differences between the engine in your car and the engine in your chain saw!
If you have read the HSW article on car engines and the diesel engine page, then you are familiar with the two types of engines found in nearly every car and truck on the road today. Both gasoline and diesel automotive engines are classified as four-stroke reciprocating internal combustion engines.
There is a third class of engines, known as two-stroke engines, that are commonly found in lower-power applications. You will typically find two-stroke engines in things like:
Lawn and garden equipment like chain saws, leaf blowers, trimmers, etc.
Smaller motorcycle engines used on dirt bikes
Mopeds
Jet skis
Small outboard motors
Radio-controlled model planes
You find two-stroke engines used in these applications because two-stroke engines have two important advantages over four-stroke engines:
Two-stroke engines do not have valves, which simplifies their construction.
Two-stroke engines fire once every revolution while four-stroke engines fire one every other revolution, giving two-stroke engines a significant power boost.
These two advantages make two-stroke engines lighter, simpler and less expensive to manufacture. They also have the potential to pack about twice the power into the same space because there are twice as many power strokes per revolution. The combination gives two-stroke engines a great power-to-weight ratio.
You don't see two-stroke engines in cars, however. That's because two-stroke engines have a couple of significant disadvantages that will make more sense once we look at the operation of a two stroke engine.

The Two-Stroke Cycle

The following animation shows a two-stroke engine in action. You can compare this animation to the animations on the car engine and the diesel engine pages to see the differences. The big difference to notice when comparing figures is the fact that the spark-plug fires once every revolution in a two-stroke engine.
This figure shows a typical cross flow design. In this figure you can see that two-stroke engines are ingenious little devices that overlap operations in order to reduce the part count to a minimum.
You can understand a two-stroke engine by watching each part of the cycle. Start with the point where the spark plug fires. Fuel and air in the cylinder have been compressed and when the spark plug fires the mixture ignites. The resulting explosion drives the piston to the right. Note that as the piston moves to the right, it is compressing the air/fuel mixture in the crankcase. As the piston approaches the bottom of its stroke, the exhaust port is uncovered. The pressure in the cylinder drives most of the exhaust gases out of cylinder, as shown here:
As the piston finally bottoms out, the intake port is uncovered. The piston's movement has pressurized the mixture in the crankcase, so it rushes into the cylinder, displacing the remaining exhaust gases and filling the cylinder with a fresh charge of fuel, as shown here:

Note that in many two-stroke engines that use a cross-flow design, the piston is shaped so that the incoming fuel mixture doesn't simply flow right over the top of the piston and out the exhaust port.
Now the momentum in the crankshaft starts driving the piston back toward the spark plug for the compression stroke. As the air/fuel mixture in the piston is compressed, notice that a vacuum is created in the crankcase. This vacuum opens the reed valve and sucks air/fuel/oil in from the carburetor.
Once the piston makes it to the end of the compression stroke, the spark plug fires again to repeat the cycle. It's called a two-stoke engine because there is a compression stroke and then a combustion stroke. In a four-stroke engine there are separate intake, compression, combustion and exhaust strokes.
You can see that the piston is really doing three different things in a two-stroke engine:
On one side of the piston is the combustion chamber. The piston is compressing the air/fuel mixture and capturing the energy released by ignition of the fuel.
On the other side of the piston is the crankcase, where the piston is creating a vacuum to suck in air/fuel from the carburetor through the reed valve and then pressurizing the crankcase so that air/fuel is forced into the combustion chamber.
Meantime, the sides of the piston are acting like the valves, covering and uncovering the intake and exhaust ports drilled into the side of the cylinder wall.
It's really pretty neat to see the piston doing so many different things! That's what makes two-stroke engines so simple and lightweight.
If you have ever used a two-stroke engine, you know that you have to mix special two-stroke oil in with the gasoline. Now that you understand the two-stroke cycle you can see why. In a four-stroke engine, the crankcase is completely separate from the combustion chamber. In a four-stroke engine, therefore, you can fill the crankcase with heavy oil to lubricate the crankshaft bearings, the bearings on either end of the piston's connecting rod and the cylinder wall. In a two-stroke engine, on the other hand, the crankcase is serving as a pressurization chamber to force air/fuel into the cylinder. Therefore the crankcase cannot hold a thick oil. Instead, the oil you mix in with the gas is how the crankshaft, connecting rod and cylinder walls are lubricated. If you forget to mix in the oil, the engine isn't going to last very long!

Disadvantages of the Two-Stroke Engine

You can now see that two-stroke engines have two important advantages over four-stroke engines: they are simpler and lighter, and they produce about twice as much power. So why do all cars and trucks use four-stroke engines? There are four reasons:
Two stroke engines don't last nearly as long as four-stroke engines. The lack of a dedicated lubrication system means that two-stroke engine parts wear a lot faster.
Two-stroke oil is expensive and you need about 4 ounces of it per gallon of gas. You would burn about a gallon of oil every thousand miles if you used a two-stroke engine in a car.
Two stroke engines do not use fuel efficiently, so you would get lower MPG numbers.
Two-stroke engines produce a lot of pollution. So much, in fact, that it is likely that you won't see them around too much longer. The pollution comes from two sources. The first is the combustion of the oil. The oil makes all two-stroke engines smoky to some extent, and a badly worn two-stroke engine can emit huge clouds of oily smoke. The second reason is less obvious but can be seen in the following figure:

Each time a new charge of air/fuel is loaded into the combustion chamber, part of it leaks out through the exhaust port. That's why you see a sheen of oil around any two-stroke boat motor. The leaking hydrocarbons from the fresh fuel combined with the leaking oil is a real mess for the environment.
These disadvantages mean that two-stroke engines are used only in applications where the motor is not used very often and the fantastic power-to-weight ratio of the two-stroke engine is important.
Meantime, manufacturers have been working to miniaturize and lighten four-stroke engines, and you can see that research coming to market in a variety of new marine and lawn-care products.
مزایای موتورهای دیزل
موتورهای دیزل از یک مزیت ذاتی نسبت به موتورهای بنزینی برخوردار هستند که عبارت است از عملکرد بالادر راندمان سوخت ، دوام بیشتر ، و آلایندگی کمتر .
مزیتهایی که موتورهای دیزل داشته است باعث شده است تا سالها به عنوان موتوری مناسب برای نصب در وسائل نقلیه سنگین و کامیونها مورد استفاده قرار بگیرد و در سراسر دنیا و از جمله در امریکا کاربرد گسترده ای داشته باشد . هم اکنون با پیشرفتهایی که در زمینه موتور دیزل صورت گرفته است همان مزیت ها را برای استفاده در موتورها سبک و سواری که در اروپا تولید می شوند نیز بکار گرفته اند .
کارآیی بهتر از نظر مصرف سوخت :
دیزل های مورد استفاده در موتورها ی سبک نسبت به موتورهای بنزینی مشابه و با توجه به نوع رانندگی و نوع موتور بین 20تا 25% سوخت کمتری مصرف می کنند . تاکسی های دیزلی لندن که مدل آنها مربوط با سالهای 2002/2003 بوده است در شهربه ازای هر 25تا 27 مایل یک گالن گازوئیل مصرف کرده اند که این رقم برای سفر های بیرون از شهر 32تا 34 مایل به ازای هر یک گالن گازوئیل بوده است .
توان بیشتر :
موتورهای دیزلی در مقایسه با موتورهای بنزینی ، نیروی رانشی ( گشتا ور ) بیشتری را در
دور پائین تری از موتور ایجاد می کنند . این مزیت گشتارو بالاتر باعث می شود که
فرآیند احتراق که بنام احتراق تراکمی نامیده می شود در این موتورها بهتر صورت بگیرد .
دوام بیشتر :
موتورهای دیزل نسبت به موتورهای جرقه ای و بنزینی از دوام بیشتری برخوردار هستند . موتورهای دیزل مورد استفاده در موتورها سبک هر گاه بخوبی تحت تعمیر و نگهداری قرار بگیرند معمولا بیش از 500 هزار مایل می توانند کار کنند . فواصل تعمیر و نگهداری آنها نیز طولانی تر است . مثلا سازندگان موتور دیزلی مدل : فورد 4/2 لیتری توربو توصیه می کنند که هر 9000 مایل یک باربازدید و سرویس معمول موتور انجام گیرد در صورتیکه این رقم برای موتورهای بنزینی هر 3000 مایل یکبار باید انجام گیرد .
حتی در این عصر جهانی سازی که ما در آن رندگی میکنیم بازارهای موتورهای سبک دیزلی در اروپا و ایالات متحده از یکدیگر جدا مانده است . در حالیکه رانندگان تاکسی در اروپا به اهمیت استفاده از موتورهای سبک دیزلی پی برده اند و با تکنولوژی جدید دیزل وضعیت عملکرد موتورهای خود را بهبود بخشیده اند و از ان بعنوان یک جایگزنی قدرتمند برای موتورهای بنزیتنی قدیمی استفاده می کنند در آمریکا این گستردگی هنوز بوجود نیامده است و همچنان شاهد بالا بودن مصرف سوخت و واردات مواد نفتی و افزایش آلاینده های محیط زیستی هستیم .

کاهش انتشار آلاینده ها :
فنآوری جدید موتورهای دیزل باعث شده است که به میزان بسیار وسیعی از انتشار آلاینده های : اکسید نیتروژن NOx و PM کاسته شود . درحال حاضر با راه پیدا کردن بازارهای آمریکای شمالی به اروپا رانندگان تاکسی در لندن از موتورهای فورد دیزلی 4/2 لیتری که بصورت تزریق مستقیم سوخت و با استفاده از توربوشارژر، اینترکولر کار می کند. استفاده می کنند تعداد زیادی از تاکسی ها و ماشینهای حمل زباله از مزایای زیست محیطی و صرفه اقتصادی که اینگونه دیزل های دارند بهره می گیرند .
معرفی موتورهای گاز سوز
1- انواع موتورهای احتراق داخلی سیلندر پیستونی
موتورهای پیستونی، همان موتورهای احتراق داخلی می باشند که از اصول مربوط به موتورهای دیزلی و بنزینی پیروی می کنند. اگر چه موتورهای پیستونی اختلاف خیلی کم با توربین های گازی دارند ولی این اختلاف بسیار مهم است . موتورهای رفت و برگشتی راندمان الکتریکی بالاتری دارند اما استفاده از انرژی حرارتی تولید شده توسط آنها دشواتر است . همچنین دارای دمای پایین تری می باشد زیرا این دما در سیستم خنک کاری موتور و گازها ی خروجی پراکنده می شود.
بر اساس روش اشتعال موتورهای احتراق داخلی آنها را به دو دسته طبقه بندی نموده اند :
· موتورهای احتراق تراکمی (CI)
· موتورهای احتراق جرقه ای (SI)
در یک موتور اتو ، مخلوطی از هوا و سوخت در هر سیلندر فشرده و توسط جرقه مشتعل میشود ولی در یک موتور دیزل فقط هوا فشرده شده و سوختی که در انتهای مرحله تراکم در سیلندر پاشیده میشود، توسط دمای بالای هوای مشتعل می گردد که به احتراق تراکمی معروف است.
موتورهای اتو قابیلت سازگاری با انواع سوختها نظیر بنزین، گاز طبیعی، پروپان، گازهای فاضلاب (sewage gas) و land fill را دارا بوده که این موتورها اغلب به gas engines معروف می باشند، (حتی اگر سوختهای بنزینی مصرف کنند). موتورهای دیزل در درجات بالاتری از فشار و دما کار می کنند و به همین دلیل به سوختهای سنگین تری مانند:
Residual fuel oil, fuel oil ,Diesel oil (در موتورهای بزرگ دو زمانه) نیاز دارند.
طبقه بندی دیگر موتورهای احتراق داخلی بر اساس اندازه و سایز موتور میباشد :
کوچک : موتورهای گازی ( 15-1000 کیلوات)، موتورهای دیزل (75-1000 کیلووات)
متوسط : موتورهای گازی و دیزل (1-6 مگاوات)
بزرگ : موتورهای دیزل ( بزرگتر از 6 مگاوات)
انواع موتورهای گازی قابل دسترس به شرح زیر می باشند:
الف) موتورهای بنزینی خودرو که به موتور گازی تبدیل شده اند
معمولاً دارای خروجی کم (15-30 کیووات)، سبک و نسبت قدرت به وزن بالا دارند. این تبدیل تاثیرات بسیار کمی بر راندمان موتور خواهد گذاشت اما قدرت خروجی را حدود 18% کم می کند. تولید انبوه (خط تولید) قیمت موتور را کاهش داده، اما عمر موتور معمولا به (10000-30000) ساعت میرسد.
ب) موتورهای گازوئیلی خوردو تبدیل شده به موتور گازی
قدرت این نوع موتورها تا حدود200 کیووات می باشد. تغییرات و تبدیلات انجام شده بر روی پیستون ها، سرسلیندرها و مکانیزم سوپاپها ضروری می باشد زیراکه اشتعال نه تنها تحت تاثیر تراکم، بلکه تحت تاثیر جرقه نیز خواهد بود، این تبدیلات قدرت موتور را کم نخواهد کرد زیرا امکان تنظیم مقدار هوای اضافی در این موتورها وجود خواهد داشت.
ج) موتورهای ایستگاهی که طراحی آنها بر پایه موتور گازسوز بنا نهاده شده است
(original designed) این موتورها وظیفه سنگینی در صنایع یا کاربردهای دریایی دارند.
قدرت خروجی آنها تا حدود 3000 کیلووات می رسد. قیمت اولیه آنها بر اساس نیرومندی این نوع موتورها بالا می باشد اما هزینه های نگهداری آنها پایین است. عمر این موتورها بالای (15-20) سال بوده و قابلیت کار پیوسته تحت بارهای زیاد High load را دارا هستند.
د) موتورهای دو گانه سوز ایستگاهی
(Dual fuel engines) : در حقیقیت همان موتورهای دیزل با توان خروجی بالا تا حدود 6000 کیلوات می باشند. سوخت اصلی گاز طبیعی بوده که نه بوسیله جرقه بلکه با پاشش گازوئیل در انتهای مرحله تراکم، مشتعل می شود. به عنوان نمونه، حدود90% انرژی سوختی از طریق گاز طبیعی و حدود10% بوسیله گازوئیل تامین میشود. همچنین قابلیت کارکرد با گازوئیل به تنهایی یا سوخت دوگانه مذکور را دارد، اما هزینه نگهداری آنها بالا میباشد.
2- موتورهای گازی
موتورهای گاز سوز با سوخت گاز طبیعی جهت احتراق مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر، همانند موتورهای بنزینی از سیستم جرقه که از طریق شمع بوسیله ایجاد یک جرقه قوی در فاصله زمانی معین می باشد، عمل میکنند. انواع سوختهای گازی و مایعی فرار در محدوده لندفیل تا پروپان و تا بنزین می باشند که در یک سیستم صحیح سوخت رسانی و با نسبت تراکم مناسب، کار کنند.
موتورهای گاز طبیعی سوز که برای تولید الکتریسیته طراحی و ساخته میشوند به موتورهای ایستگاهی معروفند که 4 زمانه هستند و تا 5 مگاوات در دسترس می باشند.
بر اساس توان خروجی، احتراق موتورها بر 2 روش و تکنیک به شرح زیر استوار است:
· محفظه باز : در این سیستم نوک شمع درست در محل محفظه احتراق قرار دارد و مستقیما مخلوط فشرده سوخت و هوا را مشتعل میکند. این روش بیشتر برای موتورهایی استفاده میشود که احتراق در آنها در محدوده نقطه استوکیومتری تا مخلوط رقیق هوا / سوخت قرار دارد.
· محفظه پیش احتراق : در اصل یک فرایند احتراق مرحله ای پیش می آید که در آن شمع در بالای سرسیلندر نصب میشود. در این موتورها مخلوط غنی سوخت و هوا که رابطه مستقیم با سرعت انتقال شعله به محفظه احتراق اصلی را دارد، وارد سرسیلندر میگردد. این تکنیک جهت شعله ور کردن مطلوب مخلوط هوا با سوختهای سبک و رقیق در موتورهای که قطر سیلندر بزرگی دارند بکار گرفته میشوند.
ساده ترین موتورهای گازی بر اساس تنفس طبیعی هوا و سوخت از طریق کاربراتور و یا میکسر به داخل سرسیلندر کار میکنند. موتورهای پیشرفته از نظر عملکرد مجهز به توربوشارژ برای ورود مقدار هوای بیشتر به سرسیلندر می باشند. همانند بنزینی ها نسبت تراکم موتورهای گاز طبیعی سوز نسبت به دیزل ها کم و در حدود 9:1 تا 12:1 می باشد که این محدوده خود تابع شرایطی چون ابعاد و تجهیزات جانبی چون توربوشارژ است. این نسبت تراکم خود دلیلی بر راندمان پایینتر گازسوز نسبت به دیزل است.
یکی از دلایل نسبت احتراق پایین جلوگیری از اشتعال خود بخود و پدیده ضربه می باشد که میتواند صدماتی به بدنه بلوک موتور وارد آورد.
استفاده از تکنولوژی جرقه قدرتمند و مخلوط رقیق سوخت و هوا در موتورهای گاز طبیعی سوز عاملیست در کاهش دمای بالای اشتعال در سرسیلندر و نیز کاهش ذرات آلاینده همچون Nox .
3- کاربردها
امروزه موتورهای پیستونی تجهیزات مناسبی جهت تولید توان الکتریکی پراکنده در مراکز صنعتی، تجاری و کاربریهای آموزشی در کشورهای اروپایی و آمریکا می باشند. موتورهای پیستونی سریع روشن می شوند، سریع باردهی میگردند و در کنار قابلیت اعتماد بالا راندمان خروجی خوبی دارند. در بیشتر شرایط و موقعیتها، مجموعه ای از موتورها در کنار هم باردهی و قابلیت دسترسی را بالا میبرند. موتورهای احتراق داخلی نسبت به توربینهای گازی در ابعاد برابر از نقطه نظر توان خروجی، راندمان الکتریکی بالاتری دارند و بنابراین مصرف سوخت کمتر و عملکرد مناسبتری دارند. همچنین در محدوده توان 3 مگاوات الی 5 مگاوات، هزینه اولیه موتورهای پیستونی از توربینهای گازی کمتر است. در مورد تعمیر و نگهداری، توربینهای گازی نسبت به موتورهای رفت و برگشتی، هزینه کمتری دارند. اما توجه به این نکته لازم و ضروری است که همواره متخصصان بومی در هر مکانی جهت تعمیرات و نگهداری انواع موتور های رفت و برگشتی حضور دارند.
پتانسیلهای استفاده از موتور های پیستونی در تولید انرژی الکتریکی پراکنده و غیر متمرکز به جهت دوری از تلفات افت انتقال و توزیع که در شبکه سراسری برق کشور وجود دارد شامل موارد اضطراری، پیک زایی، پشتیبانی از شبکه برق سراسری و کاربرد در تکنولوژی سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت جهت تولید آب گرم، بخار کم فشار برای کاربرد در گرمایش زمستانی و سرمایش تابستانی در سیستمهای چیلرهای جذبی میباشد. این موتورها امکان استفاده به عنوان نیروی محرک انواع پمپهای آب، انواع کمپرسورهای هوا و گاز مبرد سیستمهای تهویه مطبوع و سردخانه را دارا می باشند.
4- مشخصه های طراحی
مجموعه عواملی که موتورهای گازسوز را در صدر جدول محرکها اولیه جهت تولید الکتریسیته به شکل پراکنده و غیرمتمرکز قرار میدهد به شرح زیر است:
* محدوده توان الکتریکی : 10 -5 مگاوات در دسترس میباشد.
* انرژی حرارتی خروجی ( تلفات قابل استحصال ) : آب داغ و بخار کم فشار.
* استارت سریع : قابلیت استارت سریع موتورهای رفت و برگشتی در شرایط اضطراری و پیک.
* قابلیتهای نحوه استارت : موتورها جهت استارت تنها به یک باتری نیازمندند.
* عملکرد در بار جزیی : راندمان بالا و اقتصادی در بارهای جزیی.
* قابلیت اعتماد و عمر : اثبات شده است که موتورها از نظر تعمیر و نگهداری در رده مطلوبی قرار دارند.
* نشر آلاینده ها : موتورهای گازسوز، یعنی انرژی سبز.

گاز طبیعی و موتورهای دیزل
کاربرد گازطبیعی در موتورهای دیزل دارای ابعاد مکانیکی است، با این حال، کارکردن بر روی آلاینده های سیستم گازطبیعی در حیطه تخصص مهندسی شیمی قرار می گیرد.مقاله زیر خلاصه ی رساله دکترای ناصر سلامی است که در یک پروژه بین المللی با مشارکت دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه کالگری کانادا، دانشگاه آلبرتای کانادا و چند شرکت صنعتی دیگر کانادایی نگاشته شده است. در این مقاله به فعالیت های علمی در زمینه مبدل های کاتالیستی سیستم گازطبیعی و همچنین مواد افزودنی سوخت توسط مولف انجام گردیده، اشاره شده است
در تیم تحقیقاتی این پروژه، گروهی مسئولیت موتور و سیستم گازسوز و گروهی دیگر مسئولیت مطالعه و فعالیت روی مبدل کاتالیستی را برعهده داشتند. مبدل کاتالیستی برای بیش از سه دهه در دنیا روی خودروهای بنزینی مورد استفاده قرار گرفته است. به خصوص تجربه های زیادی در این مقوله برای خودروهای بنزینی وجود دارد. گرچه مرزهای دانش دائما در حال توسعه است و تجربه های جدیدی در زمینه های گوناگون مرتبط با مبدل های کاتالیستی طرح می شود و به کار می روند، ولی مبدل کاتالیستی سیستم گازطبیعی دارای ساختار ویژه ای می باشد. در خروجی موتورهای گازسوز، اعم از سیستم سوخت دو گانه ای (Dual Fuel) و سیستم اختصاصی (Dedicated)، متان به عنوان عمده ترین هیدروکربن نسوخته خروجی وجود دارد. در خانواده هیدروکربن ها، مقاوم ترین هیدروکربن در مقابل اکسیداسیون متان است اگر چه در حال حاضر، در برخی از استانداردهای زیست محیطی، متان به عنوان عامل آلاینده محسوب نمی شود،این دیدگاه همه گیر نیست و مطالعاتی روی تبدیل بهینه متان در خروجی موتورها انجام می گیرد. ما اولین گروهی بودیم که در این زمینه در مقوله سوخت دوگانه کار کردیم و بخشی از فناوری هایی را که پیش از این در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته بود، برای اولین بار در این زمینه مورد ارزیابی قرار دادیم. از جمله بهره گیری از ایجاد شرایط گذرای برنامه ریزی شده برای افزایش عملکرد رآکتورها در برخی از موارد به اثبات رسیده است.
مشکل اساسی در سیستم سوخت دوگانه این است که دمای خروجی موتور برای تبدیل متان در اغلب مبدل های کاتالیستی کافی نیست. شاید از منظر تئوری و با آزمایش روی متان خالص در آزمایشگاه این تبدیل دشوار نباشد، ولی ماهیت خروجی موتور سوخت دوگانه با حضور سایر ترکیبات پیچیده ناشی از احتراق از جمله انواع رادیکال های آزاد و مولکول های گوناگون، مانع تبدیل مناسب متان می شود. از طرفی معمولا عمر مبدل های کاتالیستی که در این زمینه مورد استفاده قرار می گیرند، چندان طولانی نیست. طی آزمایش های متعدد روی این سیستم تلاش کردیم تا به کمک ایجاد شرایط ناپایدار، دمای خروجی موتور سوخت دوگانه را به صورت کنترل شده و بدون تغییر در موتور، در ساختار مبدل کاتالیستی افزایش دهیم. این تجربه جدید بعدها به صورت پتنت در آمد.باتوجه با دانسیته پایین گازطبیعی، حتی در فشارهای بالا، نیاز به حجم ذخیره سازی بیشتری وجود دارد. به عنوان مثال، ارزش حرارتی حجمی گازوئیل پنج برابر بیش از گازطبیعی در فشار 200 بار است. به همین دلیل، حجم مورد نیاز برای موتور گازسوز برای مسافت معادل پیمایش حدود پنج برابر خواهد بود.در حال حاضر شرکت های متعددی در این زمینه در ایران و جهان مشغول فعالیت هستند.
• طرح ساختاری مبدل های کاتالیستی
مبدل کاتالیستی سیستم گازطبیعی از نظر اصولی تفاوتی با سایر مبدل های موجود در بازار ندارد.به عبارت دیگر، معمولا از قالب های متفاوت و متداول سرامیکی و فلزی بدین منظور استفاده می شود. نوع اجزای فعال که در ساختار سیستم کاتالیستی این مبدل تعبیه شده ویژه اجزایی است که در خروجی موتورهای گازسوز یافت می شود. برمبنای نوع موتور مورد نظر، ویژگی هایی به طور اجتناب ناپذیر تحمیل خواهد شد.از جمله حدود دمای اگزوز، میزان دبی خروجی از اگزوز (که معمولا روی زمان اقامت اجزا در مبدل کاتالیستی اثر خواهد گذاشت)، نوع اجزای موجود در این سیستم و غلظت این اجزا از جمله پارامترهایی هستند که تابع نوع و مشخصات موتور است.در مقوله موتورهای گازسوز، بسیاری از کلیات اساسی مشترک هستند.ولی اگر قرار باشد مبدل کاتالیستی برای یک موتور خاص طراحی شود، لازم است پس از شناسایی دقیق موتور، مبدل کاتالیستی مناسب برای آن طراحی شود. از جمله حجم مبدل کاتالیستی به صورت بسیار قابل توجهی به موتور و میزان خروجی موتور بستگی دارد.مثلا موتوری با حجم دو تا سه لیتر با موتوری که چند برا بر آن حجم دارد از نظر میزان و غلظت گازهای خروجی و مشخصات مبدل کاتالیستی با هم تفاوت دارند.مهم ترین بخش در هر مبدل کاتالیستی، اجزای فعال کاتالیستی آن است که باید بتواند در زمان اقامت محدود اجزای آلاینده در مبدل ، تبدیلات مطلوب را انجام دهد.از سوی دیگر ثبات عملکرد مبدل کاتالیستی در فواصلی مثل 80 هزار کیلومتر یا بیشتر (برای یک وسیله سواری شخصی) یا 150 هزار کیلومتر(برای یک کامیون حمل و نقل بین شهری)، از جمله ضروریات غیرقابل انکار محسوب می شوند که در استانداردهای جهانی کم و بیش مورد توافق است.
در کشور ما سیستم گاز طبیعی اختصاصی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. به این مفهوم که گازطبیعی به عنوان تنها سوخت در چرخه اتو (Otto Cycle) و طی احتراق به کمک شمع تولید توان خروجی موتور را میسر می سازد.بدین ترتیب موتور را می توان از ابتدا بر مبنای استفاده از گازطبیعی طراحی کرد یا نظیر آنچه در ناوگان اتوبوسرانی شرکت واحد ملاحظه می شود، با نصب شمع و اعمال تغییرات لازم از جمله تبدیل مکانیزم احتراق از چرخه دیزل به سیکل اتو موتور آماده مصرف گاز طبیعی می شود. در این نوع طراحی ، موتور به مصرف گازطبیعی وابسته خواهد شد. در طرح های جدید در کشور، برای خودروهای سواری هم از همین سیستم اختصاصی، البته با حفظ قابلیت مصرف بنزین استفاده می شود.از جمله دلائلی که برای توسعه نیافتن سیستم سوخت دوگانه در ایران ذکر می شود، کیفیت نامناسب گازوئیل، به ویژه از جهت میزان گوگرد است.مزیت ویژه موتور سوخت دوگانه امکان عملکرد با سوخت گازوئیل تنها در مناطق دور از ایستگاه های گاز، عملیات بر مبنای چرخه کارآمد دیزل وعملکرد مناسب در بارگذاری کامل و هزینه به مراتب پایین تر موتورهای مستعمل دیزل است. متاسفانه، توجه سزاواری به این روش در کشور ما نشده است.
• مواد افزودنی سوخت
از جمله دیگر فعالیت ها، مشارکت در یکی از پروژه هایی است که در سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور تعریف شده و در حال اجرا است. در این پروژه ، تلاش به منظور کاهش میزان مصرف سوخت بر مبنای حداقل تغییرات، یعنی استفاده از مواد افزودنی در ساختار سوخت می باشد. درصورت موفقیت، به عنوان روش حل کوتاه مدت یا میان مدت می توان با صرف هزینه ناچیز میزان مصرف سوخت ناوگان کل کشور را در حد سه تا پنج درصد کاهش داد. با درنظر گرفتن میزان چشمگیر مصرف روزانه سوخت در کشور که بالغ بر چند ده میلیون لیتر است، این میزان صرفه جویی به عدد قابل ملاحظه ای تبدیل خواهد شد. از طرفی، تغییرات اساسی در ناوگان خودروهای کشور مستلزم صرف هزینه سنگین و وقت فراوان است. شاید در شرایط کنونی، به کارگیری این افزودنی ها یکی از انتخاب های قابل تامل باشد . لازم به ذکر است که به طور معمول دو تلقی از لفظ مواد افزودنی وجود دارد.یکی افزودنی (Additive) که در مقادیر بسیار ناچیز در حدود p.p.m مورد استفاده قرار می گیرد و دیگر عامل اختلاط (Blending Agent) که در حد چند درصد به سوخت افزوده می شود. در این پروژه گروه اول از مواد افزودنی موردنظر است، حال آنکه از گروه دوم می توان به MTBE اشاره کرد که به عنوان جایگزین تترا اتیل سرب برای بهبود عدد اکتان مورد استفاده قرار می گیرد. ماهیت عملکرد این مواد افزودنی بهبود عملکرد احتراق به صورت مستقیم یعنی با دخالت در واکنش های احتراقی یا با ایجاد تغییرات در عواملی است که قادرند از طریق تغییر در خواص فیزیکی منجر به افزایش راندمان احتراق شوند. در این مرحله، شناسایی کارآیی مواد افزودنی گوناگونی موردنظر است که در سطوح ملی و جهانی و از طریق فراخوان شناسایی شده اند. چون پیش از این انگیزه ای در سطح ملی برای سرمایه گذاری در این زمینه وجود نداشته است، توقع گرفتن پاسخ از داخل کشور کمتر است و عمده پیشنهادها از طریق شرکت های توانمند بین المللی دریافت شده اند.بی تردید درصورت رسیدن به نتایج مثبت، امکان برنامه ریزی برای تولید داخلی در آینده وجود دارد.برنامه بر اساس اجرای آزمایش های کنترلی تدوین شده است که بتوان ضمن کاهش مصرف ، از عملکرد صحیح موتور با سوخت حاوی ماده افزودنی از جهات مختلف، از جمله توان خروجی، جنبه های زیست محیطی،عدم تاثیر سوء در دراز مدت و موارد مشابه اطمینان حاصل نمود.
لزوم مشارکت بخش های گوناگون صنعت با دانشگاه برای رسیدن به موفقیت است. صنعت و دانشگاه نمی توانند به صورت منفرد داعیه موفقیت داشته باشند. وظیفه دانشگاه نه تنها مشارکت در توسعه علمی و صنعتی است، بلکه تربیت نیروهای کارآمدی است که بتوانند در عرصه صنعت کوشا باشند. این مهم تنها با حضور فعال دانشجویان مستعد در پروژه های واقعی صنعتی مقدور است، تجربه ای که دنیای صنعتی به خوبی طعم شیرین ثمرات آن را چشیده است. نکته دیگر آنکه سپردن بودجه های صنعتی به دست سازمان ها و شرکت هایی که فاقد انگیزه لازم برای صرف مناسب آن هستند به تضییع این بودجه ها خواهد انجامید و بالاخره باید توجه داشت که صرف همکاری دانشگاه با صنعت، بدون حضور مستمر متخصصان صنعت در بطن پروژه های پژوهشی ثمری نخواهد داشت. مشارکت کارشناسان زبده صنعت،منجر به هدایت پروژه ها در مرحله اجرا به سوی نیازهای اساسی صنعت خواهد گردید .

تعمیر و نگهداری
نگهداری و تعمیرات پیشگویانه ( Predictive Maintenance )
(Maintain based upon known condition)
"نت پیشگویانه به مجموعه فعالیتهایی اطلاق میگرددکه جهت تعیین شرایط فنی کارکرد اجزاء ماشین ( اندازه گیری میزان فرسایش اجزاء) در حین بهره برداری انجام گردیده و براساس نتایج حاصله از آن ، زمان و نوع فعالیت نت مورد نیاز تعیین میگردد. " نت پیشگویانه براساس شرایط کارکرد اجزاء ماشین برنامه ریزی و اجرا گردیده و به همین دلیل عبارت Condition Based Maintenance نیز به این دسته از فعالیتها اطلاق میگردد 0
فعالیتهای نت پیشگویانه (PdM) :
بازرسی فنی توسط حواس انسانی : انجام بازرسی فنی توسط پرسنل ماهر نت با استفاده از حواس انسانی (همچون بازرسی سروصدای غیرعادی ، گرم شدن بیش از حداجزاء و … )
اندازه گیری فرسایش با استفاده از ابزار توسط انسان : بازرسی فنی اجزاء ماشین و اندازه گیری فرسایش با استفاده از ابزارهایی همچون ارتعاش سنج ، حرارت سنج ، آنالایزر روغن و … 0 در این روش بازرس PM در فواصل زمانی مشخص و درحین کارکرد ماشین با استفاده از ابزار نسبت به اندازه گیری میزان فرسایش اجزاء اقدام و نتایج بدست آمده را با محدوده کارکرد مجاز اجزاء مقایسه مینماید 0 تصمیم جهت ادامه کار ماشین و یا توقف آن جهت انجام فعالیتهای نت براساس نتایج حاصله از این تحلیل خواهد بود 0 در این روش هیچ فعالیت اضافی نت انجام نمی گیرد و برهمین اساس عبارت " نت اقتصادی " نیز به این گروه از فعالیتهای نت اطلاق میگردد 0
بازرسی و اندازه گیری پیوسته توسط ابزار : امروزه استفاده از روش کنترل پیوسته توسط طراحان ماشینهای صنعتی بعنوان روشی جهت جلوگیری از خطاهای برنامه ریزی نت مورد توجه قرار گرفته است 0 فیلترهای هوا مجهز به سنسور هایی جهت تعیین زمان دقیق تعویض فیلتر شده اند 0 برای یاتاقانها سنسورهای حرارتی طراحی گردیده تا زمان دقیق روانسازی آنها مشخص و به اپراتورها اعلام گردد و …
نگهداری و تعمیرات دوره ای ( PERIODIC SHUTDOWN MAINTENANCE )
پیاده سازی قطعات بحرانی (critical piece ) ماشین آلات در تناوبهای ششماهه و یکساله در بسیاری صنایع مرسوم میباشد 0
گواینکه انجام این کار در جهت کاهش توقفات اضطراری موثربوده و معمولا برای اجزاء بحرانی ماشین آلات توصیه میگردد اما معایبی نیز داشته که به شرح زیر میباشد :
این گونه فعالیتها معمولا نیاز به هزینه و زمان توقف زیادی دارند0
دمونتاژ ماشینها ( وقتی که نیازی به این کار نمیباشد ) ممکنست باعث بروز مشکلاتی در هنگام مونتاژ مجدد قطعات گردد 0 واشر ها و کاسه نمدها ممکنست بخوبی نصب نگردند ، مهره ها و تسمه ها بطور کامل محکم نشوند و مشکلاتی نیز در تنظیم ماشینها بروز نماید
توصیه :
" استفاده از روشهای CBM بویژه روش ارتعاش سنجی اجزاء (درحین کار ماشین ) جهت تعیین زمان مناسب دمونتاژ علاوه برکاهش هزینه و زمان مورد نیاز جهت نت ، عوارض حاصله از دمونتاژ اجزاء ماشین را کاهش میدهد 0 "
بعنوان مثال :
شرکت فیلمهای عکاسی فوجی در آشی گارا دارای هزار دستگاه دمنده بوده که بصورت 24ساعته مشغول بکار بودند 0 خرابی اضطراری دمنده های مذکور باعث توقف تولید گردیده و تعمیرات آنها تا شش ساعت بطول می انجامید 0جهت کاهش توقفات ، دمنده ها هر دوسال یکبار مورد تعمیر پیشگیرانه قرار گرفتند که با اینکار توقفات اضطراری دمنده ها بسیار کاهش یافت اما اشکالات زیادی عملا بعلت انجام تعمیرات اساسی روی دمنده ها بوجود می آمد 0
پس از توجه به این امر که آیا لازمست فواصل زمانی تعمیرات را اضافه نمائیم ، تیم پروژه در شرکت مزبور تصمیم گرفت که میزان فرسایش دمنده ها را بااستفاده از تجهیزات اندازه گیری میزان لرزش ارزیابی نموده و به این وسیله معین نماید که اصولا تعمیرات اساسی در چه تاریخی لازم خواهند شد 0
مزایای آشکار و پنهان در اجرای نت پیشگویانه
تجربه چهل سال تحقیق متخصصین نگهداری و تعمیرات در زمینه الگوهای خرابی قطعات حاکی از آنست که 89 درصد از قطعات در دوره زمانی عمر مفید خود دچار خرابی میشوند. بعبارت دیگر خرابی قبل از به پایان رسیدن عمر مفید قطعات رخ میدهد.
در اینجا دو سئوال مطرح میگردد :
1- چه کار کنیم که عمر مفید قطعات حفظ شده و از خرابی زودهنگام آنها جلوگیری بعمل آید؟
2- اینگونه خرابیها را چگونه در اولین زمان ممکن ردیابی نمائیم ؟
در ارتباط با سئوال اول راهکارهای بسیار جالبی توسط مهندسین نت ارائه گردیده که ان شاء ا… در اولین فرصت به بیان آنها خواهم پرداخت .
اما در زمینه سئوال دوم ، روش نگهداری و تعمیرات پیشگویانه (PdM) بعنوان روشی مناسب جهت ردیابی زودهنگام خرابیها پیشنهاد گردیده است .
آقای Keith Mobley در کتاب Plant Engineer's Handbook موارد مشروحه زیر را بعنوان مزایای آشکار در اجرای نت پیشگویانه ( PdM ) نام می برد :
– کاهش 50 درصدی هزینه های نت
– کاهش میزان خرابیهای اضطراری تا 55 درصد
– کاهش 30 درصدی زمان تعمیر و اورهال
– افزایش شاخص MTBF تا 30 درصد
اما مزایای پنهانی نیز در اجرای PdM وجود دارد . همچون :
– کاهش استرس کاری و آرامش فکر به دلیل برنامه ریزی شده بودن فعالیتها
– کار آسانتر به دلیل انجام فعالیتهای اصلاحی در زمانهای اولیه پیشرفت خرابی
– زمان آزاد بیشتر برای تعمیر کاران
رمز موفقیت در برنامه های نت پیشگویانه (PdM)
بسیاری از همکاران در صنایع انتظار دارند که بعد از اجرای برنامه های PdM (هموچون آنالیز روغن و آنالیز ارتعاش) ، قابلیت اطمینان ماشین آلات بصورت معجزه آسایی افزایش یابد . این عقیده ، جذاب و البته اشتباه است .
در نظر داشته باشید که تکنولوژیهای PdM ، تنها ابزاری جهت شناسایی مشکلات تجهیزات میباشد. نکته مهم در اینجا برنامه ریزی و زمانبندی مناسب و تخصیص نیروی انسانی برای انجام فعالیتهای اصلاحی مورد نیاز میباشد. بعبارت دیگر برنامه نت پیشگویانه موفق ، یک سیستم سفارش کار دقیق میباشد. زیرا سرانجام ، فرایند سفارش کار شماست که به شما اجازه میدهد تا به PdM قدرت ببخشید.
بیاد داشته باشیم ، بازگشت سرمایه گذاری در PdM از کاهش اتلاف و ضایعات بدست می آید نه شناسایی آنها .
بنابراین شما باید قادر به برنامه ریزی ، زمانبندی و اجرای کار اصلاحی که براساس بازرسیهای PdM مشخص گردیده ، باشید . در غیر اینصورت میزان اثربخشی اجرای CM بسیار ناچیز خواهد بود.
چگونگی تعیین تناوب انجام بازرسی ها
یکی از دغدغه های کاری برنامه ریزان نت در کارخانجات ، تعیین تناوب اجرای برنامه های بازرسی(بویژه در برنامه های CM) میباشد. مهندسین نت در کارخانجات جهت تعیین تناوب بازرسی ماشینها ، یکی از فاکتورهای زیر را مدنظر قرار میدهند :
1- بحرانی بودن ماشین
2- میزان عمر ماشین
قبل از اینکه بی ارتباط بودن فاکتورهای فوق الذکر را با تناوب بازرسی ها توضیح دهیم ، لازمست یادآوری نمائیم که ماشینها دچار خرابی نمیشوند بلکه اجزاء آنها معیوب میگردند.
1- بحرانی بودن ماشین :
اگر بحرانی بودن ماشین بعنوان مبنای تصمیم گیری جهت تعیین تناوب بازرسی قرار گیرد ، آنگاه بعنوان مثال ، ما بازرسی فونداسیون توربین را با تناوبی شبیه به بازرسی بیرینگهای توربین انجام خواهیم داد.
در بازرسی روزانه فونداسیون علائم جدیدی بدست نمی آوریم زیرا پیشرفت خرابی در فونداسیون طی 24ساعت بوقوع نخواهد پیوست اما توسعه خرابی در یک بیرینگ با سرعت و میزان بارگذاری بالا طی چند ساعت ممکن است اتفاق بیفتد.
2- عمر ماشین :
عمر ماشین نیز در تعیین تناوب بازرسی موثر نمیباشد. اگر میانگین عمر موتور در کارخانه شما 12 سال باشد ، شما بازرسی موتورها را با چه تناوبی انجام خواهید داد؟ 12 سال عمر ، اطلاعات صحیح و مفیدی را جهت تعیین تناوب بازرسی در اختیار ما قرار نمی دهد.
تناوب بازرسیها باید بر پایه مدت توسعه خرابی (Failure Developing Period) (FDP) اجزاء تعیین گردد. برای مثال ، یک موتور خاص با توان 125اسب بخار و 1800 دور در دقیقه در 60درصد بار با تغییرات سرعت کم در محیط کاری ویژه ممکن است مدت توسعه خرابی بیرینگ آن از زمانی که خرابی آغاز گردیده تا لحظه وقوع توقف به میزان 6هفته تخمین زده شود .
پیشنهاد ما جهت تعیین تناوب بازرسی ، FDP/2 میباشد. بنابراین در این مثال تناوب بازرسی بیرینگ ، 3 هفته خواهد بود .
تناوب بازرسی ها باید براساس تخمین FDP تعیین گردد. هیچ یک از ما ممکن است در ابتدا از میزان FDP برای اجزاء مختلف ماشین آلات آگاه نباشیم اما بوسیله بررسی نتایج بازرسیهای انجام شده و سوابق خرابی اجزاء ، قادر به تعیین تناوب صحیح خواهیم بود. مهمترین نکته آنست که شما با استدلال درست کار را آغاز نمائید.
نگهداری و تعمیرات واکنشی ( Reactive Maintenance )
در این روش بعد از وقوع خرابی نسبت به تعمیر ماشین و برگشت وضعیت به حالت اولیه اقدام میگردد 0
در استاندارد TPMاز این روش با عنوان BM (( Break down Maintenance یاد شده ودر ایران نیز عنوان EM (Emergency Maintenance ) برای این روش مورد استفاده قرار میگردد 0
معایب این روش عبارتند از :
1- کاهش ایمنی کار با ماشین آلات
2- عدم برنامه ریزی دقیق تولید بعلت بروز مشکلات کمی و کیفی
3- نیاز به گروه تعمیراتی قوی و آماده به کار
4- افزایش زمان تعمیرات بعلت مشاهده خرابیهای فرعی
5- نیاز به ذخیره و انبار کردن وسیع قطعات

آنالیز روغن
مقدمه :
در دنیای شکسته شدن هر روزه قیمت ها، رقابت جهانی در بازار همواره سخت تر و فشرده تر میگردد . در این میان شاید هیچ واحدی نقشی حساس تر از بخش نگهداری و تعمیرات در افزایش و یا کاهش سودآوری یک موسسه تولیدی نداشته باشد. یک شرکت، به جای کاهش مطلق هزینه ها می بایست که بر روی نتایج بلند مدت و پایدار تکیه کند. پیشرفت همزمان حجم تولید و کیفیت در کنار برقراری موازنه ای بین انواع روش های نگهداری، هزینه های تولید را به میزان قابل ملاحظه ای تقلیل خواهد داد. به همین دلیل اصلِ "نگرش کوتاه مدت متضمن منافع بلند مدت نیست" سرلوحه فعالیت بسیاری از موسسه ها و شرکت های بزرگ و موفق جهانی قرار دارد.
" آنالیز روغن" از خانواده برنامه های PdM یک برنامه اجرایی نگهداری و تعمیرات بر پایه مراقبت وضعیت شرایط روانکار است که با تمرکز بر وضعیت روانکار و انجام آزمایش های گوناگون در محل کار, تجهیزات و آزمایشگاه های معتبر, آسیب ها و خسارت های وارده به ماشین آلات را به حداقل رسانده , موجب کاهش هزینه ها شده و به افزایش بهره وری و کیفیت فرآورده های تولید منجر خواهد شد.

آزمایش خون – آنالیز روغن :
یک پزشک حاذق با آزمایش خون بیمار خود اطلاعات گرانبهایی درباره نحوه عملکرد اعضاء و جوارح بدست آورده , درمی یابد که وضعیت قلب , کلیه ها , ششها و کبد بیمار چگونه بوده و با تجویز داروها و ارائه دستورات لازم اقدام به درمان و پیشگیری از بیماریهای خطرناک می نماید.
روانکار در یک دستگاه همانند خون در بدن انسان است و با همان پیچیدگیهایی که عملکرد خون در رساندن مواد مورد نیاز به قسمتهای مختلف بدن و جمع آوری مواد زائد میکند , روانکار نیز بسیاری از آلودگیها را از محیط عملکرد قطعات دور نموده و مواد مورد نیاز آنها را از قبیل مواد جلوگیری کننده از سایش , مواد مقاوم در برار فشارهای بالا , EP , مواد محافظت کننده در برابر خوردگی و غیره را در اختیار قطعات قرار می دهد.
از آنجائیکه تماس روغن با قطعات در حال کار در حد تماس مولکولی میباشد , انجام یک سری تستهای بخصوص بر روی روانکار مصرفی میتواند علاوه بر وضعیت کیفی خود روغن , اطلاعات ذیقیمتی در مورد سایر قطعات در تماس با روغن ارائه دهد و یک متخصص علم روانکاری با استفاده از این اطلاعات می تواند برنامه نگهداری و تعمیر مناسب را ارائه دهد.

آنالیز روغن – شکوفایی صنایع فولاد ژاپن :
برنامه های آنالیز روغن موجب شکوفایی صنایع فولاد ژاپن شده است. در اوایل دهه 80، شرکت فولاد ژاپن با اجرای برنامه آنالیز روغن بر روی 170 سیستم هیدرولیک، پس از پنج سال به نتایج شگفت انگیزی، مانند 90 درصد کاهش خرابی پمپ، 75 درصد کاهش آلودگی در سیستم و 600 درصد افزایش عمر مفید پمپ ها دست یافت. این نتایج موجب ترغیب سایر شرکت ها در ژاپن شد، به طوری که شرکت فولاد ناگویا به دنبال موفقیت اولیه در اجرای برنامه آنالیز روغن ، این برنامه را در تمام کارخانه های خود و بر روی 9 هزار گیربکس، 102 هزار یاتاقان و 900 سیستم هیدرولیک اجرا کرد و موفق به کاهش 50 درصدی خرید یاتاقان، 90 درصد تقلیل آسیب های ناشی از روانکاری، 83 درصد مصرف کمتر روغن و 15 درصد کاهش در مصرف گریس شد.
دسته بندی آزمایشها و نتایج :
انواع آزمایشات انجام شده بر روی روغنها را میتوان در پنج گروه کلی تقسیم بندی نمود :
مقدار و نوع فلزات موجود در روغن آزمایش شده : مقدار و نوع فلزات موجود در روغن آزمایش شده , نشان دهنده میزان سایش قطعات مختلف مانند یاتاقانها میباشد و با تکرار آزمایش در فواصل زمانی معین میتوان زمان مناسب جهت تعویض یاتاقان را مشخص نموده و قبل از بروز خسارت برنامه تعمیر آنها را تدوین نمود. اندازه گیری تعداد ذرات جامد بر اساس استاندارد ISO 4406 و بر حسب تعداد در میلی لیتر حجم روانکار انجام می شود. بسته به اصول طراحی و کارکرد، تجهیزات گوناگونی برای شمارش ذرات وجود دارد. آماده سازی نمونه و روش نمونه برداری از شروط اصلی صحت و دقت برنامه آنالیز روغن است.
میزان اکسیداسیون روغن : میزان اکسیداسیون روغن نشانه ای از میزان حرارت منتقل شده به قطعات مکانیکی و از آنجا به روغن می باشد و با رسم نمودار اکسیداسیون میتوان مقاطعی را که حرارت بیش از حد اعمال شده را مشخص و عیب یابی نمود.
مقدار آب موجود در روغن : مقدار آب موجود در روغن نشانی از وضعیت عملکرد آببندها و سیلها میباشد.
میزان وجود ناخالصیهای محیطی در روغن : میزان وجود ناخالصیهای محیطی نحوه عملکرد فیلترها و هواکشها را نشان می دهد.
آزمایشات کیفی خود روغن : نتایج آزمایشات کیفی خود روغن نیز وضعیت طول عمر روغن را نشان داده و میتوان با دقت زیاد زمان تعویض روغن را اعلام و برنامه نت را با آن تنظیم نمود . از مهمترین آزمایشات کیفی روغن میتوان به آزمایش RULER که به معنای "تخمین عمر مفید باقیمانده روغن" است اشاره نمود ، در این آزمایش با اندازه گیری مقدار ترکیبات ضد اکسیداسیون و عدد اسیدی روغن، زمان تقریبی پایان یافتن عمر مفید روانکار را تعیین می گردد ، به این مفهوم که با افزایش عدد اسیدی یا TAN روغن، مسلماً از مقدار و کارآیی مواد افزودنی با خاصیت ضداکسیداسیون کاسته می شود و زمانی فرا می رسد که میزان ادتیوهای یاد شده به قدری کاهش یافته است که روغن کاملاً اسیدی و خورنده شده و ادامه فعالیت آن موجب آسیب های شدید به دستگاه خواهد شد. آزمایش ویسکوزیته یا گرانروی نیز از آزمایشات رایج در برنامه آنالیز روغن میباشد , در صورت کاهش ویسکوزیته، امکان تشکیل فیلم پایدار روانکار به حداقل می رسد و بر اثر تماس فلز با فلز، سایش شدیدی ایجاد گردیده که نتیجه مستقیم آن، عمر کمتر دستگاه خواهد بود.
نگاهی به مبحث آنالیز روغن ( Oil Analysis )
روش مونیتورینگ روغن در تشخیص مشکلات سیستم های مکانیکی که اجزای آن با روغن در تماس هستند، کارکرد بالایی داشته و امکان بهینه سازی سیستم ها وکنترل های مختلف مانند بررسی روند استهلاک، کیفیت قطعات و مواد مصرفی و کیفیت تعمیرات را فراهم می سازد. مواردی که از طریق آنالیز روغن می توان به وجود آنها پی برد به طور خلاصه عبارتند از :
§ سوخت وارد شده به روغن موتور
§ ضد یخ موجود در روغن موتور
§ سایش یاتاقانها و عدم کارایی روغنکاری
از این طریق می توان عیوب مختلف دستگاه مانند خوردگی، مشکلات یاتاقانها، فرسایش غیرعادی رینگ و پیستون موتورها، فرسایش غیرعادی شافتها و دنده های گیربکس و پمپهای هیدرولیک را مورد شناسایی قرار داد و نسبت به رفع عوامل آنها اقدام نمود.
آنالیز روغن چیست ؟
روش آنالیز روغن، نمونه را بررسی کرده، خصوصیات و مواد مختلف حاصل از سایش و غیره را در روغن موتور، جعبه دنده و یا سیستم هیدرولیک نشان می دهد. همچنین این روش نمونه برداری و تجزیه و تحلیل بر پایه سایش های مجاز صورت گرفته و سایشها و محتویات غیرمجاز موجود در روغن را نشان می دهد. اساس کار آنالیز روغن عبارتست از: انعکاس وضعیت دقیق ماشین برای یک دوره زمانی معین از طریق نشان دادن وضعیت دستگاههای مکانیکی در حال کار.
روغنی که با موتور یا اجزای مکانیکی دیگر در تماس است، ذرات و براده های فلزی ساییده شده را می گیرد. این ذرات به قدری کوچکند که به صورت معلق در روغن باقی می مانند. همچنین مواد خارجی دیگری نیز وارد روغن می شوند. با تشخیص و اندازه گیری این ناخالصی ها، اطلاعاتی از نرخ سایش و مواد خارجی دیگر دریافت می شود که دریافت این اطلاعات می تواند در تبیین راههای کاهش سایش و مواد خارجی تاثیر گذار باشد.
به طور کلی می توان مواد خارجی موجود در داخل روغن را میتوان به سه دسته تقسیم بندی نمود که عبارتند از:
1- موادی که در اثر تغییرات فیزیکی و شیمیایی روغن- از قبیل اکسیداسیون در روغن – به وجود می آیند.
2- مواد خارجی از قبیل ضدیخ و سوخت و آب که وارد روغن می شوند.
3- مواد حاصل از سایش قطعات ماشین که وارد روغن می شوند.
در آزمایش های آنالیز روغن مقدار مواد حاصل از سایش محلهای مختلف و منشا مواد خارجی و آلودگی ها مشخص میگردد.
برخی سایشها مجاز و قابل پیش بینی هستند، اما وجود سایش های غیرمجاز می تواند نشان دهنده مسئله ای باشد که عامل خرابی یکی از اجزای اصلی دستگاه شود. پیش بینی خرابی و اقدام تعمیراتی در جهت رفع آن می تواند در کاهش هزینه های تعمیر، آسیب ها و خرابی ها، افزایش عمر ماشین و کاهش زمان صرف شده برای تعمیرات نقش تعیین کننده ای ایفا میکند.
آنالیز عناصر فرسایشی
در هنگام کار اجزای موتور، مقادیر میکروسکوپی فلزات سایشی به روغن اضافه می شود. در شرایط طبیعی موتور، سایش به آهستگی صورت گرفته و مقدار عناصر سایشی در روغن به طور پیوسته و آرام زیاد می شود. نمونه گیری های منظم و متوالی و ارزیابی مقدار عناصر فرسایشی این نمونه ها، تغییرات غیر متعادل را مشخص خواهد کرد و از این طریق میتوان به علل احتمالی آن پی برد.
مشخص کردن محل سایش فلز کار مشکلی است، ولی با تعیین موارد غیرطبیعی می توان تا حدی آن راحدس زد. در بسیاری از موارد می توان سایش را کنترل یا پیشگیری کرد. عناصر فلزی سایشی، عناصر افزودنی و عناصر آلاینده ممکن است از اجزای مختلفی به وجود آیند که مهمترین آنها به شرح زیر هستند: آهن (Fe) : سیلندرها، واشرها، میل لنگ، چرخ دنده ها، میل بادامک، مکانیزم سوپاپ- مس (Cu) : بوشها، یاتاقانها، بوشهای بادامک، خنک کننده های روغن، بوشهای مکانیزم سوپاپ، واشرهای پیشرانه ای، یاتاقانها یا بوشهای میل بادامک – آلومینیوم (Al) : پیستونها، یاتاقانها، سیلندرها (در برخی از انواع)، بوشها، محفظه پمپ روغن، دمنده ها، یاتاقانهای پیشرانه ای، یاتاقانها، یا بوشهای میل بادامک – کروم (Cr) : رینگها، یاتاقانهای غلتکی یا مخروطی (در برخی از انواع)، واشرها، سوپاپ اگزوز – سرب (Pb) : یاتاقانها – سیلیکان (Si) : افزودنی ضد کف، گردوخاک – سدیم (Na) : افزودنی های روغن (در برخی از موارد)، ضدیخ، گردوخاک – نیکل (Ni) : انواع خاصی از یاتاقانها، سوپاپها و گایدهای سوپاپ – نقره (Ag) : انواع خاصی از یاتاقانها، لحیم برخی از خنک کننده ای روغن – مولیبدن (Mo) : رینگها، انواع خاصی از یاتاقانها – منیزیم (Mg) : پوسته یا بدنه انواع خاصی از موتورها

افزودنی های روغن
علاوه بر فلزات سایشی، تعداد افزودنی های فلزی وجود دارند که در بیشتر روغنکاری های مدرن از آنها استفاده می شود. این عناصر عبارتند از: بر (B) : واسطه های ضد سایش، ضد اکسیدها، اجزای روغن های بدون بو – کلسیم (Ca) : پاک کننده ها، انتشار دهنده ها، خنثی کننده های اسید – باریم (Ba) : مواد بازدانده خوردگی، پاک کننده ها، مواد بازدارنده زنگ زدگی – روی (Zn) : ضد اکسیدها، مواد بازدارنده خوردگی، افزودنی های ضد سایش، پاک کننده ها، افزودنی های فشار بحرانی – فسفر (P) : واسطه های ضد زنگ، شمع جرقه و کاهنده حجم محفظه احتراق
ویسکوزیته Viscosity
ویسکوزیته مهمترین مشخصه روغنهای روانکار است. آزمایش ویسکوزیته، مقاومت داخلی روانکار را نسبت به جاری شدن نشان می دهد. آزمون ویسکوزیته به طور معمول در درجه حرارت100 و40 درجه سانتیگراد انجام می شود.نتایج آزمایش ویسکوزیته معمولاً به سه صورت ثبت می شود: نرمال، زیاد، کم.
در حالت ویسکوزیته زیاد یا کم باید برای عملیات نگهداری، علت مورد نظر را جستجو و نسبت به رفع آن اقدام کرد. تغییرات ویسکوزیته متاثر از عواملی مانند میزان کارکرد روغن، محتویات روغن، آلودگی، ترکیب با مواد و ناهنجاری های دیگر بوده که بر ساعات سرویس روغن تاثیر می گذارد. علل ناهنجاری های ویسکوزیته: عبارتند از : ترکیب با سوخت، مقدار زیاد دوده، آلودگی آب، آلودگی ضد یخ، کمپرس، اکسیداسیون روغن، استفاده از روغن با درجه نامناسب، طولانی شدن زمان سرویس روغن.
دوده سوخت
اندازه گیری مقدار دوده سوخت در روغن موتورهای دیزل یک روش بسیار خوب برای تعیین بازدهی احتراق در موتور است. آزمایش دوده سوخت در مشخص کردن نسبت صحیح سوخت به هوا و یا ناهنجاری های دیگر موتور کمک می کند. مقدار غیر مجاز دوده سوخت در روغن باعث ایجاد مشکلات زیادی در عملیات نگهداری می شود که بایستی در اسرع وقت نسبت به رفع این مشکل اقدام کرد. نسبت نامناسب سوخت به هوا، عملرد نامناسب تجهیزات، کیفیت پایین سوخت، فرسودگی رینگهای کمپرس، اشکالات گاید سوپاپ دود و مکش، ضریب تراکم پایین، بدون بار کار کردن بیش از حد، تنظیم ناصحیح انژکتور، مسدود شدن فیلترهای هوا، فرسودگی رینگهای روغن، ساییدگی بیضوی شکل سیلندرها، معیوب بودن کولر روغن و طولانی شدن زمان سرویس روغن ازجمله دلایل ایجاد دوده سوخت است. بروز این پدیده منجر به افزایش ویسکوزیته، افزایش دمای موتور و اکسیداسیون، کاهش توان تولیدی، بالا رفتن هزینه های نگهداری، محدود کردن جریان روغن، مسدون کردن فیلترها، دود خروجی بیش از حد، کوتاه کردن عمر موتور، کاهش بازدهی موتور و کوتاه کردن زمان سرویس روغن می شود.
رقیق شدن روغن در اثر اختلاط با سوخت
زمانی که روغن در اثر اختلاط با سوخت رقیق می شود، کیفیت روانکاری کاهش یافته و باعث افزایش ساییدگی قطعات و بالا رفتن دمای کار موتور می شود. روغن، سطوح فلزی موتور را از هم جدا کرده، آب بندی بین محفظه احتراق و محفظه میل لنگ را فراهم آورده و وظیفه انتقال حرارت در موتور را نیز بر عهده دارد که در صورت رقیق شدن، این وظایف را به خوبی انجام نداده و باعث ایجاد عیوب دیگری در موتور می شود. این پدیده به دلیل نشتی یا معیوب بودن انژکتورها، در جا کار کردن بیش از حد، تراکم ناقص، رینگها یا واشرهای فرسوده، تایمینگ نامناسب (تنظیم نبودن زمانی سوپاپهای موتور)، اپراتور یا راننده های کم تجربه، شرایط محیطی کار، نشتی از پمپ سوخت واشر آن، نسبت نامناسب هوا به سوخت کیفیت پایین سوخت، استفاده از موتور به جز مواردی که موتور به آن منظور طراحی شده است، به وجود می آید.
آلودگی با آب یا ضدیخ
بسیاری از مشکلات موتورها به سبب آلودگی روغن با آب یا ضدیخ بروز می کند. آزمایش آنالیز روغن هرگز مقدار آب موجود در روغن موتور را نشان نمی دهد، زیرا روغن موتور به قدری داغ است که آب موجود در آن بخار می شود؛ بنابراین آنالیز آب فقط در سیستم های هیدرولیک، گیربکس ها و … استفاده می شود. اما آنالیز روغن می تواند عناصر شیمیایی ضد یخ موجود در روغن را برحسب جزء در میلیون (ppm) سدیم (Na) ، بُر(B) و پتاسیم (K) نشان دهد. زمانی که مقادیر سدیم، بر و یا پتاسیم در روغن محفظه میل لنگ مشاهده شد، مشخص می شود که آلودگی ضد یخ اتفاق افتاده است. برخی از روانکارها خود شامل این عناصر هستند که در حین ارزیابی نتیجه آزمایش بایستی مقدار اولیه این عناصر را در نظر گرفت. دمای کار پایین موتور، وجود سوراخ یا حفره در واشرها، آلودگی در حین سرویس، ماشین کار نامناسب سطوح سیلندر و سر سیلندر، آب بندی نامناسب، آلودگی روغن نو، انبار کردن نامناسب روغن نو، محصولات محفظه احتراق، آببندی نامناسب خنک کننده روغن، آچار کشی نامناسب سرسیلندر، آلودگی نمونه در حین نمونه برداری ازجمله دلایل بروز چنین پدیده هایی است. این آلودگی منجر به خرابی موتور، روغنکاری غیرموثر، دمای کار بالا، اتلاف انرژی، سایش فلزی، از بین رفتن اثر افزودنی های روغن، به وجود آمدن ترکیبات اسیدی، افزایش مقدار فلزات ساییده شده، افزایش ویسکوزیته و اتلاف مایع خنک کننده می شود.
اکسیداسیون
روغن موتور، تحت شرایط معینی ممکن است تغییر شیمیایی داده و اکسید شود. این فرایند می تواند باعث پایین آوردن قابلیت روغنکاری روانکار و ایجاد معایبی از طریق مواد تولید شده از اکسیداسیون روغن شود.
مشکلات معمولی که از اکسیداسیون بیش از حد روغن و مواد تولید شده از اکسیداسیون آن پیش می آید عبارتند از: تشکیل رسوبات لاکی (Varnish) ، خوردگی فلزی ویسکوزیته بالا. با استفاده از روش مونیتورینگ روغن، می توان یک نمونه روغن مصرف شده و یک نمونه روغن نو را مقایسه کرده و مقدار اکسیداسیون روغن را مشخص کرد. اکسیداسیون روغن یکی از مهمترین مسایلی است که در برنامه سرویس روغن تاثیر می گذارد. دمای کار بالا، استفاده از روغن نامناسب در زمان سرویس، نشت گازهای محفظه احتراق به محفظه میل لنگ، تغییرات روغن در اثر انبساط، طولانی شدن زمان سرویس روغن از معمول ترین عوامل افزایش اکسیداسیون روغن است.
اکسیداسیون بیش از حد روغن موجب افزایش ویسکوزیته روغن، گرفتگی فیلتر، کاهش بازدهی موتور، ایجاد ترکیبات لاکی، خوردگی عناصر فلزی، افزایش سایش ته نشین رسوبی، داغ کردن موتور، تولید اسیدهای آلی (در صورت حرارت خیلی بالا ایجاد رسوبات کربنی ) می شود.
نیتراسیون
مواد نیتروژنی به شدت اسیدی بوده و می توانند باعث افزایش آثار اکسیداسیون شوند.
این مواد زمانی که ترکیب سوخت با روغن موتور در محفظه احتراق پیش آمد، در حین فرایند احتراق سوخت به وجود می آید. روش استاندارد اندازه گیری مقدار نیتراسیون، از طریق آزمایش مادون قرمز صورت می گیرد. افزایش بیش از حد نیتراسیون ممکن است باعث افزایش عدد کلی اسید( TAN یا مقدار کل اسید در روغن) نیز شود.
زمانی که مقدار نیتراسیون بالا رود، سرویس روغن موثر خواهد بود. ترکیبات نیتروژن در سوخت به ویژه در سوخت با مقدار سولفور بالا یافت می شود. عیوب توربوشارژ، عیوب محفظه احتراق، تخلیه نامناسب دود، آب بندی غیر موثر، اشکالات پمپ تخلیه دود، اشکالات سوخت، دمای کار پایین، نسبت نادرست هوا به سوخت و رینگ های نامناسب از جمله عوامل بروز نیتراسیون است. این پدیده موجب افزایش مقدار اسید، اکسیداسیون سریع، چسبیدن رینگ، کربن ته نشین شده، افزایش هزینه های نگهداری، خوردگی فلزات سایشی، افزایش سایش، افزایش اکسیداسیون روغن، افت توان و آلودگی محیط از طریق اکسیدهای نیتروژن می شود.
نمونه گیری از روغن
نمونه روغن گرفته شده از نظر این که آن روغن باید نمونه ای از کل روغن ماشین باشد، برایمان مهم است؛ زیرا نتایج آنالیز روغن تنها براساس آنالیز نمونه گرفته شده بیان می شود. همیشه قبل از نمونه برداری بایستی روغن گرم باشد.
نمونه گیری بایستی به گونه ای انجام شود تا میزان و درصد ذرات فرسایشی موجود در نمونه برداشته شده مشابه کل روغن موجود در سیستم باشد. بدین منظور بایستی نمونه گیری پیوسته، یکسان باشد. بهترین زمان برای نمونه گیری، درست پس از توقف دستگاه است. نمونه نباید از کف یا سطح روغن کارتل یا مخزن روغن برداشته شود بلکه باید طول شلنگ نمونه گیری طوری انتخاب شود تا از وسط عمق روغن نمونه کشیده شود. ذرات موجود در سطح فوقانی روغن همواره کمتر و در سطح تحتانی آن بیشتر از مقدار واقعی است. زیرا در اثر ته نشین شدن، ذرات در قسمت کف کارتل تجمع می کنند و در نتیجه نمونه برداشته شده از قسمت میانی واقعی ترین شرایط را خواهد داشت. ظرف نمونه باید به اندازه یک سوم خالی باشد تا بتوان قبل از آزمایش آن را کاملاً مخلوط کرد. فاصله زمانی نمونه گیری به عوامل مختلفی مانند شرایط کاری دستگاه، نوع و وضعیت سلامت آن، کیفیت مواد مصرفی نظیر فیلتر و روغن و غیره بستگی دارد.
نه گام جهت اجرای موفق آنالیز روغن
آنچه مسلم است صنایع ، روش آنالیز روغن (Oil Analysis) را با اهدافی چون کاهش میزان مصرف روغنها ، تعیین زمان انجام تعمیرات پیشگیرانه جهت کاهش توقفات و هزینه های نت مورد استفاده قرار میدهند . با اجرای آنالیز روغن ، نمونه ها بصورت تناوبی به آزمایشگاه ارسال شده و نتایج آنالیز دریافت میگردد اما بهبودی در وضعیت نگهداری و تعمیرات حاصل نمیگردد. چرا ؟
دلایلی مختلفی ممکنست باعث بروز شکست در برنامه آنالیز روغن گردد و جهت ردیابی آنها نیز لازمست تا از مراحل اصولی استفاده از این روش در برنامه های نت آگاه گردیدم .

مقاله " Nine Steps to Oil Analysis Success " نوشته آقای " Robert Scott " راهنمای بسیاری خوبی در این زمینه بوده که در این قسمت به بیان خلاصه ای از مراحل عنوان شده می پردازم .
گام اول : تعهد در برابر برنامه
شخص یا گروه خاصی را جهت پیگیری اجرای برنامه آنالیز روغن مشخص نموده و بودجه مورد نیاز را نیز تخصیص دهید.
گام دوم : ثبت وضعیت فعلی
جهت تعیین میزان اثربخشی اجرای برنامه ها ، وضعیت کارکرد فعلی ماشین آلات شامل نسبت خرابیها و هزینه های نت را قبل از اجرای برنامه محاسبه نمائید.
گام سوم : انتخاب آزمایشگاه مناسب
آزمایشگاههای ارائه کننده خدمات آنالیز روغن را براساس معیارهایی چون دارا بودن پرسنل مجرب ، تجهیزات مناسب ، استاندارد بودن آزمایشگاه ، ارائه سریع نتیجه آزمایشات و هزینه های انجام آنالیز روغن ، مورد ارزیابی قرار داده و آزمایشگاه مناسب را انتخاب نمائید.
گام چهارم : انتخاب ماشین جهت آنالیز

لیست ماشین آلاتی که نیازمند اجرای آنالیز روغن میباشند را تهیه نمائید . از لیست مذکور بحرانی ترین ماشین را که با یک یا دو بار آزمایش نتایج مثبتی نشان خواهد داد را انتخاب نمائید تا مدیریت ارشد سازمان از اثربخش بودن برنامه ها اطمینان حاصل نماید.
گام پنجم : انتخاب آزمایشات مورد نیاز
اهداف مورد انتظار خود را در زمینه انجام آنالیز روغن بر روی ماشین یا ماشینهای مورد نظر را به اطلاع آزمایشگاه برسانید تا براساس آن آزمایشات مورد نیاز تعیین گردد .
گام ششم : نمونه گیری از روغن
برای هر آزمایشی که روی روغن صورت گیرد احتیاج به نمونه ایست که نماینده واقعی کل سیستم باشد. نمونه­گیری ساده­ترین مرحله اجرای برنامه آنالیز روغن می­باشد ولی اهمیت بسیار زیادی دارد و در صورت صحیح نبودن نمونه­گیری نتایج آزمایشات روغن فاقد اعتبار خواهد بود. چهار مورد اصلی در باب نمونه گیری روغن عبارتند از : انتخاب ابزار نمونه گیری روغن – تعیین تناوب نمونه گیری برای اجزاء مختلف ماشین – مشخص نمودن محلهای نمونه گیری روغن در اجزاء مختلف – نحوه نمونه گیری از روغن . لازم به ذکر است که ارائه اطلاعات فوق الذکر از تعهدات آمایشگاه طرف قرارداد میباشد.
گام هفتم : انجام آنالیز بر روی نمونه روغن :
آزمایشگاه باید آزمایشات مورد درخواست را بر روی نمونه دریافتی انجام داده و نتایج را حداکثر ظرف 48 ساعت برای شرکت ارسال نماید.
گام هشتم : تفسیر نتایج
برخی از سازمانها به دلیل عدم تبحر در امر تحلیل نتایج آنالیز مسئولیت اینکار را نیز برعهده آزمایشگاه میگذارند. آنچه مسلم است تفسیر نتایج و توصیه های اعلام شده از طرف آزمایشگاه اشتباه نمیباشد اما آنچه اعلام میگردد به معنای تمام راه حل نیست و لازم است که تفسیرنهایی توسط پرسنل مختصص بخش CM وباکمک تعمیرکاران و نفرات آشنا به ماشین انجام گردد.
گام نهم : پیگیری میزان کارائی برنامه آنالیز روغن
لازم است میزان کارائی و اثربخشی برنامه آنالیز روغن مورد محاسبه قرار گیرد. شاخص میزان صرفه جویی در هزینه نت بعنوان شاخص بسیار مهم در این ارتباط میتواند مورد استفاده قرار گیرد. میزان کاهش توقفات اضطراری ماشین آلات از ناحیه سیستمهایی که مورد آنالیز روغن قرار گرفته اند نیز از دیگر شاخصهای قابل استفاده در تعیین میزان اثربخشی اجرای برنامه آنالیز روغن میباشد.

پمپ های هیدرولیکی
توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و … تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.
فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.
حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.
نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از 10 متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از 10 متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.
پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
1- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)
2- پمپ های با جابه جایی مثبت
پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250psi تا3000si محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.

پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi)
پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :
1- پمپ های دنده ای
2 – پمپ های پره ای
3- پمپ های پیستونی
پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر میزان جابه جایی :
1- پمپ ها با جا به جایی ثابت
2- پمپ های با جابه جایی متغییر
در یک پمپ با جابه جایی ثابت (Fixed Displacement) میزان سیال پمپ شده به ازای هر یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپ های با جابه جایی متغیر (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد کردن است. به این پمپ ها ، پمپ ها ی دبی متغیر نیز می گویند.
باید بدانیم که پمپ ها ایجاد فشار نمی کنند بلکه تولید جریان می نمایند. در واقع در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت در مقابل خروجی پمپ است اگر خروجی در فشار یک اتمسفر باشد به هیچ وجه فشار خروجی پمپ بیش از یک اتمسفر نخواهد شد .همچنین اگر خروجی در فشار 100 اتمسفر باشد برای به جریان افتادن سیال فشاری معادل 100 اتمسفر در سیال بوجود می آید.
پمپ های دنده ای Gear Pump
این پمپ ها به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.
پمپ ها ی دنده ای :
1- دنده خارجی External Gear Pumps
2- دنده داخلی Internal Gear Pumps
3- گوشواره ای Lobe Pumps
4- پیچی Screw Pumps
5- ژیروتور Gerotor Pumps
1- دنده خارجی External Gear Pumps
در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.
لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm می باشد.

افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.
با توجه به دور های بالای پمپ که تا rpm 2700 می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از 750 rpm تا 1750 rpm متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (کیلوگرم بر سانتی متر مربع200 ) 3000 psi طراحی شده اند که البته اندازه متداول آن 1000 psi است.

2- دنده داخلی Internal Gear Pumps
این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از 1000 psi استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود 4000 psi نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

3- پمپ های گوشواره ای Lobe Pumps
این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.

4- پمپ های پیچی Screw Pumps
پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت کا با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنکاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.
5- پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps
عملکرد این پمپها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور
توسط محرک خارجی به حرکت در می آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای
درگیر با خود می شود.
در نتیجه این مکانیزم درگیری ، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو ژیروتور دارای یک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.
حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک ، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید.

پمپ های پره ای :
به طور کلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm نیز میرسد. بازده حجمی این پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده کلی آنها به دلیل نشت های موجود در اطراف روتور پایین است ( حدود 75% تا 80% ). عمدتا این پمپها آرام و بی سر و صدا کار می کنند ، از مزایای جالب این پمپ ها این است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله های ورودی و خروجی قابل تعمیر است.
فضای بین روتور و رینگ بادامکی در در نیم دور اول چرخش محور ، افزیش یافته و انبساط حجمی حاصله باعث کاهش فشار و ایجاد مکش می گردد، در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم با کم شدن فضای بین پره ها سیال که در این فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجی رانده می شود. همانطور که در شکل می بینید جریان بوجود آمده به میزان خروج از مرکز(فاصله دو مرکز) محور نسبت به روتور پمپ بستگی دارد و اگر این فاصله به صفر برسد دیگر در خروجی جریانی نخواهیم داشت.

پمپ های پره ای که قابلیت تنظیم خروج از مرکز را دارند می توانند دبی های حجمی متفاوتی را به سیستم تزریق کنند به این پمپ ها ، جابه جایی متغییر می گویند. به خاطر وجود خروج از مرکز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبی وارد بر یاتاقان ها افزایش می یابد و در فشار های بالا ایجاد مشکل می کند.
برای رفع این مشکل از پمپ های پره ای متقارن (بالانس) استفاده می کنند. شکل بیضوی پوسته در این پمپ ها باعث می شود که مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر رو به روی هم قرار گیرند و تعادل هیدرولیکی برقرار گردد. با این ترفند بار جانبی وارد بر یاتاقان ها کاهش یافته اما عدم قابلیت تغییر در جابه جایی از معایب این پمپ ها به شمار می آید .( چون خروج از مرکز وجود نخواهد داشت)

حداکثر فشار قابل دستیابی در پمپ های پره ای حدود 3000 psi است.
پمپ های پیستونی
پمپ های پیستونی با دارا بودن بیشترین نسبت توان به وزن، از گرانترین پمپ ها هستند و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها می تواند بالا ترین بازدهی را داشته باشند. معمولا جریان در این پمپ ها بدون ضربان بوده و به دلیل عدم وارد آمدن بار جانبی به پیستونها دارای عمر طولانی می باشند، اما به خاطر ساختار پیچیده تعمیر آن مشکل است.
از نظر طراحی پمپ های پیستونی به دو دسته شعاعی و محوری تقسیم می شوند.
پمپ های پیستونی محوری با محور خمیده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :
در این پمپ ها خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در موقعیت زاویه ای مشخصی قرار دارد میله پیستون توسط اتصالات کروی (Ball & socket joints)به فلنج محور محرک متصل هستند به طوری که تغییر فاصله بین فلنج محرک و بلوک سیلندر باعث حرکت رفت و برگشت پیستون ها در سیلندر می شود. یک اتصال یونیورسال ( Universal link) بلوک سیلندر را به محور محرک متصل می کند.

میزان خروجی پمپ با تغییر زاویه بین دو محور پمپ قابل تغییر است.در زاویه صفر خروجی وجود ندارد و بیشینه خروجی در زاویه 30 درجه بدست خواهد آمد.
پمپ های پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر (Axial piston pumps(Swash plate)) :
در این نوع پمپ ها محوربلوک سیلندر و محور محرک در یک راستا قرار می گیرند و در حین حرکت دورانی به خاطر پیروی از وضعیت صفحه زاویه گیر پیستون ها حرکت رفت و برگشتی انجام خواهند داد ، با این حرکت سیال را از ورودی مکیده و در خروجی پمپ می کنند. این پمپ ها را می توان با خاصیت جابه جایی متغیر نیز طراحی نمود . در پمپ های با جابه جایی متغییر وضعیت صفحه زاویه گیر توسط مکانیزم های دستی ، سرو کنترل و یا از طریق سیستم جبران کننده تنظیم می شود. حداکثر زاویه صفحه زاویه گیر حدود 17.5 درجه می باشد.

پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps)
در این نوع پمپ ها ، پیستون ها در امتداد شعاع قرار میگیرند.پیستون ها در نتیجه نیروی گریز از مرکز و فشار سیال پشت آنها همواره با سطح رینگ عکس العمل در تماسند.
برای پمپ نمودن سیال رینگ عکس العمل باید نسبت به محور محرک خروج از مرکز داشته باشد ( مانند شکل ) در ناحیه ای که پیستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبی بوجود آمده در نتیجه مکش انجام میگیرد ، در ادامه دوران روتور، پیستون ها به محور نزدیک شده و سیال موجود در روتور را به خروجی پمپ می کند. در انواع جابه جایی متغییر این پمپ ها با تغییر میزان خروج از مرکز رینگ عکس العمل نسبت به محور محرک می توان مقدار خروجی سیستم را تغییر داد.

پمپ های پلانچر (Plunger pumps)
پمپ های پلانچر یا پمپ های پیستونی رفت و برگشتی با ظرفیت بالا در هیدرولیک صنعتی کاربرد دارند. ظرفیت برخی از این پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقیقه می رسد.
پیستون ها در فضای بالای یک محور بادامکی (شامل تعدادی رولر برینگ خارج از مرکز) در آرایش خطی قرار گرفته اند. ورود و خروج سیال به سیلندر ها از طریق سوپاپ ها(شیر های یک ترفه) انجام می گیرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):
بازده یک پمپ بطور کلی به میزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت ، وضعیت مکانیکی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه می شود:
1- بازده حجمی که مشخص کننده میزان نشتی در پمپ است و از رابطه زیر بدست می آید
( دبی تئوری که پمپ باید تولید کند /میزان دبی حقیقی پمپ )=بازده حجمی
2- بازده مکانیکی که مشخص کننده میزان اتلاف انرژی در اثر عواملی مانند اصطکاک در یاتاقان ها و اجزای درگیر و همچنین اغتشاش در سیال می باشد.
= بازده مکانیکی
(قدرت حقیقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نیاز جهت کار پمپ )
3- بازده کلی که مشخص کننده کل اتلاف انرژی در یک پمپ بوده و برابر حاصضرب بازده مکانیکی در بازده حجمی می باشد.