کار گاه اتومکانیک آموزشکده فنی رستم اباد

طراحي مکانيکي و ساختماني موتور شش زمانه، همانند موتورهاي درون­سوز است با اين تفاوت که چرخه ترموديناميکي تغيير کرده است. تعبيه دو اتاقک جديد در سر سيلندر اين موتور را متمايز مي­کند. اتاقک احتراق و اتاقک تراکم (گرمکن هوا) که هر دو از سيلندر موتور جدا هستند. با توجه به اينکه احتراق اصلي درون سيلندر رخ نمي­دهد، رخداد انفجار در محفظه احتراق کمکي، مستقيماً روي پيستون اثر نمي­گذارد و در نتيجه از 180درجه چرخش ميل­لنگ در چرخه قدرت، مستقل است.

محفظه احتراق، کاملاً توسط محفظه گرمکن احاطه شده است. ديواره­هاي محفظه احتراق با تبادل گرما با محفظه گرمکن، باعث مي­شوند که فشار هوا درون محفظه گرمکن افزايش يابد و قدرت اضافي توليد شود.

به طور خلاصه، مزاياي موتورهاي شش زمانه عبارتند از:

• افزايش بازده حرارتي
• کاهش مصرف سوخت
• کاهش آلاينده هاي شيميايي
• کاهش آلودگي صوتي
• افزايش کورس مفيد کار
• مصرف بهينه و پاشش مستقيم سوخت در هر دور موتور
• امکان استفاده از چند سوخت مختلف

عملکرد موتورهاي شش زمانه

در طول چرخه کاري موتور شش زمانه، محفظه هاي کمکي اجازه مي­دهند برخي فرايند هاي ذيل همزمان عمل کنند. بنابراين، فرايند توليد قدرت براي هريک از چرخه­هاي درون­سوز و برونسوز به وجود مي­آيد. شکل (1) نمودار پيوستگي هشت فرايند را نشان مي­دهد.

شکل 1: فرايند هاي موتور شش­زمانه

 

 

مراحل چرخه برون­سوزي (شکل 2) عبارتند از:

فرايند 1: مکش هواي خالص درون سيلندر (فرايند ديناميکي)

فرايند 2: تراکم هواي خالص در محفظه گرمکن (فرايند ديناميکي)

فرايند 3: هواي خالص فشرده شده در محفظه بسته گرمکن با تبادل گرما با ديواره­هاي محفظه احتراق، افزايش دما پيدا مي­کند (فرايندي استاتيکي است چون مستقيماً روي ميل لنگ اثر نمي­گذارد)

فرايند 4: انبساط هواي داغ درون سيلندر و توليد قدرت (فرايند ديناميک)

شکل 2: فرايند برون­سوزي

طي اين چهار فرايند، هواي خالص هرگز در تماس مستقيم با سوخت و شمع نخواهد بود.

دومين چرخه مربوط به درون­سوزي است.

فرايند 5: تراکم مجدد هواي خالص و گرم درون محفظه احتراق (فرايند ديناميک)

فرايند 6: تزريق سوخت، بدون تاثير بر ميل­لنگ و احتراق در محفظه احتراق (فرايند استاتيک)

فرايند 7: گازهاي احتراق منبسط مي­شوند و کار انجام مي­شود (فرايند ديناميک)

فرايند 8: تخليه محصولات احتراق (فرايند ديناميک)

 

 

شکل 3: فرايند درون­سوزي

طي اين چهار فرايند، هوا مستقيماً با سوخت تماس دارد (شکل 3).

طراحي سرسيلندر

در سر سيلندر موتورهاي شش­زمانه، دو محفظه و چهار سوپاپ به ازاي هر سيلندر وجود دارد. اين در حالي است که وجود دو سوپاپ براي مکش و تخليه، امري متداول است. دو سوپاپ ديگر، از مواد مقاوم در برابر حرارت بالا ساخته شده­اند. فشار بالا در محفظه سوپاپ­ها طي مراحل احتراق و گرم کردن هوا ممکن است سوپاپ­ها را باز کند. براي پيشگيري از اين پديده، روي هر دو سوپاپ يک پيستون نصب شده که فشار روي سوپاپ­ها را خنثي مي­کند. نکته ديگر اينکه در چرخه شش زمانه، سرعت دوراني ميل بادامک يک سوم ميل­لنگ است (شکل 4).

ديواره هاي محفظه احتراق، هنگامي که موتور روشن است، در واقع سوزان هستند. محفظه گرمکن هوا، محفظه احتراق را احاطه کرده است. ضخامت کم­ديواره، امکان تبادل حرارت مابين دو محفظه را به وجود مي­آورد. محفظه گرمکن هوا براي کاهش تلفات حرارتي از سر سيلندر، عايق شده است (براي معرفي ساده­تر موتور، جزئيات محفظه احتراق در اين مقاله تشريح نشده است).

انتقال حرارت از محفظه احتراق به محفظه گرمکن، طي دو مرحله انجام مي­شود که نتيجه آن فشار کمتر بر روي پيستون و نرمي بهتر موتور است. از آنجا که محفظه احتراق توسط سوپاپ­ها از سيلندر جدا شده است، قطعات محرک به ويژه پيستون، نسبت به تنش هاي ناشي از دما و فشار بسيار بالا، در خطر نيستند. به کمک اين سوپاپ­ها، از خودسوزي يا احتراق پيش­رس مخلوط سوخت و هوا، جلوگيري مي­شود.

نسبت تراکم محفظه احتراق و گرمکن، متفاوت است. به نظر منطقي مي­رسد که نسبت تراکم محفظه گرم­کن بيشتر از نسبت تراکم محفظه احتراق باشد تا مرحله برون­سوزي بخوبي صورت پذيرد. متناظراً نسبت تراکم کمتر در محفظه احتراق، بر چرخه درون­سوزي عمل مي­کند. در اين صورت،احتراق تمامي سوخت پاشيده شده در محفظه احتراق، تضمين مي­شود زيرا به دليل گرم شدن هواي درون محفظه احتراق، تمامي سوخت پاشيده شده، مي­سوزد. علاوه بر اين، ديواره­هاي سوزان محفظه نيز مشابه چندين شمع عمل مي­کنند. همچنين، براي آسان روشن­شدن موتور در هواي سرد، درون محفظه احتراق يک شمع گرمکن کار گذاشته شده است.

1. سوپاپ ورودي هوا

2. سوپاپ محفظه گرمکن

3. سوپاپ محفظه احتراق

4. سوپاپ خروج هوا

5. سيلندر

6. محفظه احتراق

7. محفظه گرمکن

8. جداره محفظه احتراق

9. سوخت پايين انژکتور

10.                    شمع گرمکن

 

شکل 4: سر سيلندر موتور شش­زمانه

در مقايسه با موتور ديزل که به بدنه­اي سنگين نياز دارد، اين موتور چندگانه­سوز مي­تواند از سوخت ديزل نيز استفاده کند. بنابراين، امکان ساختن مدل بسيار سبکتر در مقايسه با موتور بنزيني، وجود دارد.

پاشش و احتراق سوخت طي 360 درجه از دوران ميل لنگ در محفظه احتراق بسته، اتفاق مي­افتد. اين خصوصيت باعث مي­شود که زمان ايده­ال سوختن سوخت، افزايش يابد به­طوري که عمده انرژي پتانسيل شيميايي سوخت، آزاد شود. به همين خاطر، اولين عامل آلودگي محيط زيست يا همان خام­سوزي، از بين مي­رود. با استفاده از انژکتور معروف به SNDF، امکان پاشش دو سوخت از يک نازل وجود دارد.

ديواره‌هاي سوزان محفظه احتراق، باقيمانده سوختي را كه طي پاشش ته‌نشين شده است، مي‌سوزاند. در نتيجه، دومين عامل كاهش آلايندگي يا همان هيدروكربن‌هاي نسوخته (HC) تحقق مي‌يابد.

در مراحل تخليه و مکش، سوپاپ­هاي محفظه احتراق و گرمکن، زمان استراحت بيشتري براي تعديل دارند که باعث کاهش سرو صدا و بهبود بازده موتور مي­شود. با توجه به روند تغيير طراحي در موتور شش­زمانه، جزئيات بيشتر در خصوص طراحي اين موتور، در مقاله­هاي آتي همين ماهنامه ارائه خواهد شد.

شکل 5: شش مرحله عملکرد موتورهاي شش­زمانه

عوامل موثر در افزايش بازده حرارتي و کاهش مصرف سوخت و آلايندگي

1. با احاطه کردن محفظه احتراق توسط محفظه گرمکن، گرماي هدر رفته از سر سيلندر طي خنک­کاري موتورهاي متداول، بازيافت مي­شود.

2. بعد از مکش، انرژي جنبشي هوا در محفظه گرمکن افزايش مي­يابد و طي 720 درجه دوران ميل­لنگ، متراکم مي­شود. اين در حالي است که محفظه در طول 360 درجه گردش ميل­لنگ بسته است (برون­سوزي).

3. تبادل گرماي ديواره­هاي بسيار نازک محفظه احتراق با محفظه گرمکن، دما و فشار گازهاي منبسط شده و تخليه شده از محفظه احتراق را متاثر مي­سازد.

4. احتراق و انبساط بهتر گازها طي 540 درجه گردش ميل­لنگ در مرحله قدرت رخ مي­دهد. در طول 360 درجه، محفظه احتراق بسته است و در طول 180 درجه، انبساط گازها صورت مي­گيرد.

5. ديواره­هاي سوزان محفظه احتراق اجازه مي­دهند تا هر نوع سوخت و باقيمانده ته­نشين شده آن به بهترين شکل ممکن بسوزد.

6. کورس کار، شامل دو انبساط طي شش کورس کاري است. در نتيجه، قدرت موتور شش­زمانه حدود 8 درصد نسبت به موتورهاي چهار زمانه بيشتر است.

7. سيلندر در کورس مکش، به علت دماي پايين ديواره سيلندر و سر سيلندر، بهتر پر مي­شود.

8. برخلاف موتورهاي چهار­زمانه که در مدتي کوتاه، تخليه و مکش را توام انجام مي­دهد (وضعيت قيچي قيچي سوپاپ­ها)، در موتور شش­زمانه، مکش در کورس اول و تخليه در کورس چهارم رخ مي­دهد که سبب حذف تلاقي گازهاي خروجي با مخلوط احتراق مي­شود.

9. تلفات قدرت در سيستم خنک­کاري کاهش مي­يابد، به طوري که امکان دارد نياز به خنک­کاري با آب نباشد و يا با پمپاژ آب و دمش فن رادياتور کاهش يابد.

10.                    سبک­بودن قطعات محرک، سبب اينرسي کمتر خواهد شد.

11.                    با احتراق در محفظه بسته، حتي در هواي سرد فشار کمتري به روغن مي­آيد و رقيق شدن روغن اتفاق نمي­افتد.

از آنجا که موتورهاي شش­زمانه، يک­سوم موتورهاي چهار­زمانه تخليه و مکش دارند، افت فشار روي پيستون در مکش و فشار منفي گازهاي اگزوز در تخليه به نسبت يک­سوم کاهش پيدا مي­کند. تلفات اصطکاک با تقسيم بهتر فشار روي قطعات متحرک، تعديل­شده و به همين دليل قدرت طي دو مرحله، توليد شده و احتراق مستقيم نيز حذف مي­شود.

مزاياي موتورهاي شش زمانه نسبت به موتورهاي چهارزمانه

1. حداقل 40 درصد کاهش مصرف سوخت

بازده کاري موتور شش­زمانه، تقريباً 50درصد است. بنابراين، در مقايسه با بازده 30 درصدي موتورهاي بنزيني مصرف سوخت به شکلي ويژه کاهش مي­يابد.

به رغم افزوده شدن قطعات در سر سيلندر به دليل افزايش بازده حرارتي و داشتن دو مرحله قدرت در طول شش مرحله کاري موتور، توان ويژه اين نوع موتور از موتور بنزيني چهار زمانه، کمتر نيست.

از آنجا که کورس کار در دو مرحله رخ مي­دهد (360 درجه از 1080 درجه) گشتاور 8 درصد نسبت به موتور چهارزمانه (180 درجه از 720 درجه) بيشتر است. اين امر باعث مي­شود تا در سرعت پايين، موتور بدون تاثير چشمگير بر مصرف سوخت، به نرمي کار کند. در واقع، احتراق تحت تاثير سرعت خودرو نخواهد بود. اين مزيت بهبود عملکرد خودرو را در ترافيک به همراه دارد.

2. چندگانه سوز بودن موتور

چندگانه­سوز بودن، برتري مهم ديگري است. موتور شش­زمانه، مي­تواند با سوخت­هاي مختلف کار کند يعني از سوخت هاي فسيلي و گياهي گرفته تا LPG و روغن حيواني. اختلاف در ميزان اشتعال­پذيري يا ضد کوبشي سوخت، هيچ نقشي در احتراق ندارد.

ساختمان استاندارد يک موتور بنزيني و نسبت اندک تراکم محفظه احتراق موتورهاي شش­زمانه، مانع استفاده از سوخت ديزل نمي­شود. همچنين سوخت گازول (در ايران متداول نيست) يا مخلوط بنزين و الکل (متانول) قابل استفاده است.

3. کاهش چشمگير آلاينده هاي خروجي از اگزوز

به ازاي مصرف مخصوص سوخت کمتر، آلودگي صوتي، حرارتي و شيميايي کاهش مي­يابند و پر واضح است که اين نوع موتورها، آلاينده هاي هيدروکربن، مونوکسيد کربن و نيترات کمتري توليد مي­کنند. از اين گذشته قابليت کار کرد اين موتورها با سوخت­هاي گياهي و گازهاي کم­آلاينده، باعث مي­شود تا سخت­ترين استانداردهاي آلودگي نيز قابل دستيابي باشند.

4. استفاده از سوخت مايع يا LPG

قيمت ارزان، آلايندگي کمتر LPG نسبت به بنزين و کاهش مصرف سوخت ويژه، استفاده از سيستم LPG را به صورت تکسوز، توجيه‌پذير مي­کند. بنابراين، به کمک يک موتور شش زمانه LPG سوز روي خودرو با مخزني معادل مخزن يک خودروي معمولي بنزين­سوز، مي توان مسافت بيشتري را طي کرد.

5. قيمت قابل مقايسه اين موتور نسبت به موتور چهارزمانه

موتور شش­زمانه، به هيچ تغيير اساسي نياز ندارد. تکنولوژي و تجربه تخصصي و صنعتي کنوني کفايت مي­کند. قيمت ساخت سر سيلندر (محفظه احتراق و محفظه گرمکن) با ساده­سازي چندين قطعه، تعديل مي شود. با سبک سازي قطعات متحرک، کاهش سيستم خنک کاري، کاهش اندازه مخزن و ساده­سازي پاشش مستقيم سوخت بدون استفاده از شمع (نظير ديزل) و غيره... قيمت موتور کاهش قابل ملاحظه­اي مي­يابد.

 

نتيجه­گيري

تاکنون راه­حلي قاطع براي جايگزيني موتورهاي درون­سوز ارائه نشده است، مگر اينکه با ظهور تکنولوژي­هاي نوين و رو­به رشد در زماني معقول و با رعايت ملاحظات مالي تحويل عظيم در طراحي موتور، اتفاق بيفتد. موتور شش­زمانه و پذيرش آنها در صنعت خودروسازي جهان، مي­تواند تاثيري عظيم بر محيط زيست و اقتصاد جهاني بگذارد، زيرا موتوري است که 40درصد صرفه­جويي در مصرف سوخت و 60 تا 90 درصد (بستگي به نوع سوخت دارد) کاهش آلايندگي دارد.

·         پيش­بيني مي­شود که مصرف سوخت براي خودروهاي متوسط بين 4 تا 5 ليتر در 100 کيلومتر و براي خودروهاي کوچک 3 تا 4 ليتر در 100 کيلومتر باشد.

·         خودروهاي داراي موتور شش­زمانه را مي­توان تا 3 يا 5 سال ديگر به صورت انبوه عرضه کرد.

·         قايق موتوري­ها (موتورهاي درون و بيرون کشتي) مي­توانند پيشنهاد بازار فروش بزرگي براي اين موتورها باشند زيرا خواسته­هاي آنها کاملا با مزاياي اقتصادي، ايمني، ساده­سازي و کاهش آلودگي صوتي و شيميايي اين موتورها، مطابق است. از اين گذشته، استفاده از سوخت­هاي ديگر غير بنزين مي­تواند، قوياً مد­نظر قرار گيرد.

·         استفاده از سوخت­هاي گياهي (غير فسيلي)، گازهاي طبيعي و ديگر سوخت­ها به همراه کارکردن موتور با کمترين تنظيم و آلايندگي، مي­تواند بهره­گيري از آنها را در انژکتورها، پمپ­هاي کشاورزي، موتورهاي خودرو و قايق ميسر سازد.

طرز کار موتورهای دوزمانه

اگر شما مقاله طرز کار موتورماشین و طرز کار موتورهای دیزل را خوانده باشید ،شما  با دو نوع از موتور که امروزه تقریبا در هر خودرو و کامیونی در جاده پیدا می شود آشنا می شوید . هر موتور خودرو دیزلی و بنزینی به عنوان یک موتور چهار زمانه رفت و برگشتی احتراق داخلی طبقه بندی می شود .

این سومین نمونه از موتور های رفت و برگشتی است که آنرا به عنوان موتور دو زمانه می شناسید، که معمولا در کاربردهای که به قدرت پایین نیاز باشد متداول است . بعضی از دستگاههای که ممکن است موتور دوزمانه داشته باشند :

تجهیزات باغبانی و چمنزنی( اره زنجیری، دستگاه های برش)

موتور گازی ها

جت اسکی ها

هواپیما ها با دستگاه کنترلی بی سیم ( هواپیما های بدون سرنشین)

موتور قایق های کوچک

در این جا ، شما در مورد موتورهای دو زمانه یاد خواهید گرفت : آنها چطور کار می کنند ، چرا ممکن است آنها مورد استفاده قرار بگیرند و چه چیز آنها را از موتور خودروهای معمولی و دیزلی متفاوت می سازد .

اصول موتور های دوزمانه

این چیزی شبیه به یک موتور دو زمانه است :

شما می توانید یک موتور دو زمانه را در هر وسیله ای مانند اره های زنجیری و جت اسکی ها ببینید زیرا موتور های دو زمانه سه مزیت مهم نسبت به موتورهای چهار زمانه دارند :

موتور های دو زمانه سوپاپ ندارند ، که همین امر ساختمان آنها را ساده تر و وزنشان را کمتر کرده است .

در موتور های دوزمانه به ازای هر دور چرخش میل لنگ  یک حرکت انبساط داریم در حالیکه در موتور های چهار زمانه به ازای دو دور چرخش میل لنگ یک حرکت انبساط داریم که این به موتور های دوزمانه قدرت فزآینده قابل توجهی می دهد .

موتور های دوزمانه در هر جهتی می توانند کار کنند که آن می تواند در بعضی دستگاه ها مانند اره های زنجیری مهم باشد .

یک موتور استاندارد چهار زمانه ممکن است مشکلاتی با ریزش روغن داشته باشد مگر آن که به طور عمودی قرار داشته باشد و حل این مشکل می تواند به پیچیدگی ها یک موتور بیافزاید .

بعضی از مزایای یک موتور دو زمانه عبارتند : سبکتر، ساده تر و برای تولید کننده کم هزینه تراند. موتورهای دوزمانه همچنین این پتانسیل را دارند که حدود دو برابر قدرت را در همان فضا انباشته کنند .

ترکیب سبک وزن بودن و قدرت دو برابر داشتن، یک نسبت قدرت به وزن بزرگی در مقایسه با بسیاری از موتور های چهار زمانه به موتورهای دوزمانه در طراحی می دهد .

با این حال شما معمولا موتورهای دوزمانه را در خودروها نمی بینید . زیرا در یک نگاه اجمالی به طرز کار آن یک جفت معایب قابل توجهی می بینیم .

این شکل نشان دهنده یک نمونه بارز از طراحی جریان متقابل(cross flow) است.  شما متوانید ببینید که موتور های دو زمانه دستگاه های کمی هوشمندانه ایند که از همپوشانی عملیات برای کاهش قطعات استفاده شده است .

پرش جرقه

شما می توانید با نگاه کردن به هر قسمت از سیکل، موتور های دو زمانه را بفهمید . برای این کار از نقطه ای که شمع جرقه می زند شروع کنید .مخلوط سوخت و هوا در سیلند متراکم می شود و وقتی که شمع جرقه می زند مخلوط مشتعل می شود و نتیجه این انبساط راندن پیستون به سمت پایین است . توجه کنید از آنجاییکه پیستون به سمت پایین حرکت می کند آن ، مخلوط هوا و سوخت را در کارتر متراکم می کند .

وقتی که پیستون به انتهای کورس می رسد دریچه تخلیه باز می شود و فشار داخلی سیلندر بیشتر گازهای خروجی را به بیرون سیلندر می راند . همانطور که در شکل می بینید :

مکش سوخت

سرانجام که پیستون به ته می رسد ، دریچه مکش باز می شود . با حرکت پیستون مخلوط در داخل کارتر فشرده می شود ، بنابراین آن (مخلوط سوخت و هوا) به سرعت وارد سیلندر شده ، و گازهای باقیمانده را خارج کرده و سیلندر با شارژ جدیدی از سوخت پر می شود ، همانطور که در شکل زیر می بینید :

کورس تراکم

در این مرحله با شروع حرکت میل لنگ، پیستون به سمت شمع بر می گردد . موقعی که مخلوط هوا و سوخت توسط پیستون فشرده می شود خلائی در کارتر ایجاد می شود . این خلاء باعث باز شدن سوپاپ ماسوره ای (reed valve ) ومکش مخلوط هوا ،روغن و سوخت از کاربراتور می شود.

وقتی که پیستون به سمت بالا می آید مرحله تراک پایان می یابد و شمع دوباره جرقه می زند تا این چرخه تکرار شود . دلیل نامگذاری موتور های دوزمانه این است که یک مرحله تراکم و سپس یک مرحله احتراق داریم . اما در موتور های چهار زمانه مراحل مکش، تراکم، احتراق و تخلیه جدا از هم انجام می شود .

شما می توانید ببینید که پیستون دو چیز مختلف رار در موتورهای دوزمانه انجام می دهد.

در یک سوی پیستون که محفظه احتراق قرار دارد ، جایی است که پیستون مخلوط هوا و سوخت را متراکم می کند و انرژی آزاد شده از احتراق سوخت را ذخیره می کند.

در سوی دیگر پیستون کارتر قرار دارد یعنی جاییکه در آن خلاء ایجاد می شود تا مخلوط سوخت و هوا را، از کاربراتور توسط سوپاپ ماسوره ای بکشد .  و سپس در داخل کارتر متراکم تا اینکه مخلوط سوخت و هوا در داخل محفظه احتراق متراکم شود .

ضمنا دو سمت پیستون شبیه به سوپاپ عمل می کند ، یعنی دریچه های مکش و تخلیه را باز و بسته می کنند .

بسیار جالب است که می بینیم پیستون کارهای مختلفی را انجام می دهد ! اینست که چرا موتورهای دو زمانه ساده و سبکتر هستند .

اگر شما از موتور های دو زمانه استفاده کرده باشید شما می دانید که باید روغن موتور های دو زمانه را با بنزین مخلوط کنید . محفظه احتراق در یک موتور چهار زمانه ، به طور کاملا جداگانه  از کارتر است . بنابراین شما می توانید کارتر را با روغن غلیظ برای روان کاری یاتاقان میل لنگ، یاتاقان انتهای دیگر شاتون (پیستون) و دیواره سیلندر پرکنید . در یک موتور دوزمانه ، در سمت دیگر، کارتر قرار دارد که به عنوان محفظه ای تحت فشار برای متراکم کردن مخلوط هوا و سوخت در داخل سیلندر، نصب شده است، بنابراین نمی توان از روغن غلیظ استفاده کرد . در عوض شما می توانید از مخلوط روغن و بنزین برای روانکاری میل لنگ، شاتون و دیواره سیلندر استفاده کنید . بنابراین اگر شما مخلوط کردن روغن را فراموش کنید موتور نمی تواند عمر زیادی داشته باشد .

معایب موتور های دو زمانه

شما می توانید دو مزایای مهم موتورهای دو زمانه را نسبت به موتور های چهار زمانه ببینید: آنها ساده تر و سبکتر و حدود دو برار بیشتر قدرت تولید می کنند. بنابراین چرا خودرو ها و کامیونها از موتور های چهار زمانه استفاده می کنند؟ به چهار دلیل مهم زیر :

موتور های دو زمانه تقریبا به اندازه موتورهای چهار زمانه عمر نمی کنند. (فقدان سیستم روغن کاری اختصاصی دلیل سایش بیشتر قسمتهای موتور های دو زمانه می باشد .)

روغن موتورهای دو زمانه گران است، و شما به 4 انس روغن در هر گالن بنزین نیاز دارید. اگر شما از یک موتور دو زمانه در یک خودرو استفاده کنید آن یک گالن روغن در هر 1000 مایل می سوازند .

موتور های دو زمانه به طور پر بازده از سوخت استفاده نمی کنند، بنابراین برای پیمودن هر چند مایل یک گالن سوخت نیاز است .

موتور های دو زمانه به اندازه ای آلودگی ایجاد می کنند که در فواصل دور نمی توان آنها را دید .

آلودگی که در موتور های دو زمانه تولید می شود از دو منبع است که اولی از احتراق روغن است.احتراق روغن باعث می شود که همه موتور های دوزمانه به اندازه قابل ملاحظه ای دود تولید کنند و متاسفانه موتور های دو زمانه به دلیل سایش قطعات توده های عظیمی از دوده های روغنی در هوا تولید می کنند. دلیل دوم کمتر آشکار است اما در شکل زیر می توانیم ببینیم :

هر بار که شارژ جدیدی از مخلوط بنزین و هوا وارد محفظه احتراق می شود، قسمتی از آن از دریچه تخلیه به بیرون نشت می کند . این است دلیل این که در اطراف موتور دو زمانه قایق ها، درخشش روغن را می بینیم . نشت هیدروکربن از سوخت تازه و ترکیب آن با روغن نشتی، حقیقتا یک آلودگی برای محیط زیست می باشد.

این معایب باعث شده است که موتور های دو زمانه تنها در جاهایی استفاده شوند که موتور به طور دائم کار نکند . و نسبت قدرت به وزن بزرگ مهم باشد .

·         ضمنا بیشتر کارخانه ها روی ساخت موتورهای چهار زمانه ، سبک و کم حجم کار می کنند و شما می توانید این تحقیقات را در انواع موتورهای چمن زنی و ناوگان های دریایی جدید که در بازار وجود دارد ببینید

موتورهای جت

موتور جت نوعی موتور است که از شتاب دادن و تخلیه شاره برای ایجاد پیش‌رانش برپایه قانون سوم نیوتن استفاده می‌کند.

با این تعریف گسترده موتورهائی مانند توربوجت و توربوفن و رام‌جت و موتور موشک، گونه‌ای موتور جت به‌شمار می‌روند. ولی معمولاً منظور از موتور جت توربینی است که با بیرون‌دادن گاز داغ برای پیشرانش به‌کار می‌رود.

اصول پایهٔ کارکرد این نوع موتورها تقریباً ساده است، هوا از طریق یک مجرای ورودی به بخش کمپرسور وارد شده و متراکم می‌شود، سپس هوای متراکم وارد محفظهٔ احتراق شده و با اضافه شدن سوخت مشتعل می‌شود . گرمای ناشی از احتراق مخلوط هوا و سوخت باعث منبسط شدن و جریان یافتن آن به سمت انتهای موتور می‌گردد، این جریان منبسط شونده از میان یک سری پره‌های توربین عبور می‌کند که از طریق یک شفت به کمپرسور متصل شده‌اند . هوای منبسط شده توربین را به گردش در می‌آورد که در نتیجه باعث به حرکت در آمدن کمپرسور نیز می‌شوند.

زمانی که هوای منبسط شونده بخش توربین را نیز پشت سر گذاشت با سرعتی بسیار بیشتر از زمانی که وارد موتور شده از آن خارج می‌شود که این تفاوت سرعت بین هوای ورودی و خروجی رانش مورد نیاز را ایجاد می‌کند.در واقع موتورهای توربو جت شتاب بسیار زیادی به حجم کمی از هوا می‌دهند.

انواع موتورجت

 

موتورهای جت دارای چند دسته اساسی می باشند:

توربوفن Turbo Fan

توربوجت Turbo Jet

توربوپراپ Turbo Prop

پالس جت Pulse Jet

توربو رمبو جت turbo rambo jet رم جت Ram Jet

سکرام جت Scram Jet

 

موتورهای توربوفن TURBO FAN

 

 

 

 

 

 

 

موتور توربوفن GE90 محصول شرکت جنرال الکتریک امریکا

موتورهای توربوفن در حقیقت چیزی میان موتورهای توربوجت و توربو پراپ هستند. بازده موتورهای توربوفن بسیار زیاد است، و به همین علت هم در بسیاری از هواپیماهای مسافربری و ترابری در سرعت های ساب سونیک Sub Sonic از آن ها استفاده می شود. در موتورهای توربوفن، ابتدا هوا کمپرس شده سپس وارد اتاقک احتراق می شود و بعد از احتراق از طریق شیپوره یا نازل خروجی خارج شده و در طی این فرآیند، نیروی تراست لازم را جهت رانش هواپیما به جلو تامین می نماید. البته در موتورهای توربوفن، مقادیر دیگری از هوا از طریق کنارگذر نیز عبور داده می شود که در نهایت به گازهای خروجی داغ پیوسته و نیروی تراست را افزایش می دهد. تفاوت موتورهای توربوفن با توربوپراپ در این است که موتورهای توربوپراپ، فن یا ملخ ایجاد کننده تراستشان در خارج از پوسته موتور قرار گرفته اما در موتورهای توربوفن، ملخ یا فن تولید کننده تراست کاملاً در درون پوسته موتور قرار گرفته است.

 

موتورهای توربوجت Turbo Jet

 

 

موتورهای توربو جت، بیشتر بر نیروی تولیدی از گازهای خروجی اتکا دارند. در موتورهای توربوجت، ابتدا، هوا وارد کمپرسور شده و متراکم می گردد. اما چون این هوا با سرعت نسبتاً زیادی وارد موتور گردیده برای احتراق مناسب نمی باشد و بیشتر سوخت مصرف شده، بدون اشتعال هدر می رود. به همین دلیل هوا به قسمت دیفیوزر یا همان کاهنده سرعت فرستاده می شود تا از سرعت آن کاسته شود. در دیفیوزر، ابتدا از سرعت هوا کاسته و بر دما و فشار آن افزوده می شود. سپس این هوای آماده برای احتراق، به اتاقک احتراق فرستاده می شود. در اتاقک احتراق یا Combaustion Chamber، هوا ابتدا وارد لوله احتراق گشته، با سوخت مخلوط شده سپس محترق می گردد. قسمتی از نیروی حاصله از این احتراق صرف گرداندن توربین شده و مابقی برای تولید نیروی رانش به کار می رود. گاهی در هواپیماهای توربوجت، بعد از شیپوره خروجی یا نازل، قسمتی به نام پس سوز یا After Burner قرار می دهند که بر نیروی تراست می افزاید.

پس سوز After Burner

یک هواپیمای FA18 بر روی ناو هواپیما بر در حال استفاده از سیستم پس سوز

هنگامی که گازهای خروجی از موتور خارج می شوند، دارای حرارت بسیار بالایی میباشند که از طریق نازل های سوخت پاش به آن سوخت تزریق میشود که در قسمت پس سوز، با مشتعل ساختن دوباره گازهای خروجی به طور قابل توجهی بر نیروی تراست می افزایند. البته استفاده از پس سوز فقط در شرایط اضطراری و شرایط جنگی مجاز است در غیر این صورت به علت مصرف بسیار بالای سوخت از آن استفاده نمیگردد. تنها هواپیمای مسافربری با سیستم پس سوز، هواپیمای کنکورد Concord ساخت مشترک آلمان، انگلیس و فرانسه بود که به علت ایجاد آلودگی صوتی زیاد و مصرف سوخت بالا، از کار برکنار شد.

موتورهای توربوپراپ Turbo Prop

موتورهای توربو پراپ، در حقیقت از نیروی ملخ برای تولید تراست استفاده می کنند و تنها وجه جت بودن آنها، تولید نیروی لازم برای این چرخش توسط موتور جت است. طرز کار موتورهای توربوپراپ عیناً مانند موتورهای جت توربینی دیگر است و تنها وجه تمایز آنها این است که نیروی تولید توسط توربین بیشتر صرف چرخاندن ملخ می شود تا کمپرسور، به همین دلیل برای تولید نیروی بیشتر، تغییراتی هم در توربین موتورهای توربوپراپ داده می شود.در این موتورها حدود 90 درصد از تراست توسط ملخ فراهم میشود.

 

موتورهای پالس جت Pulse Jet

موتورهای پالس جت دارای توربین، کمپرسور، یا شفت نمی باشند و تنها قطعه متحرک البته در نوع دریچه دار، دریچه آن می باشد. در این گونه موتورها، ابتدا توده بزرگی از احتراق در داخل موتور صورت می پذیرد که سبب بسته ماندن دریچه می شود. چون تنها راه فرار هوا از موتور قسمت انتهای آن می باشد هوا به طرف آنجا هجوم می آورد.در نتیجه تر ک هوا، خلا یا حالت مکشی به وجود آمده که باعث باز شدن دریچه و ورود هوای تازه می شود. در این حالت، مقداری هوای محترق شده از خروج بازمانده و صرف تراکم و احتراق گاز تازه وارد می گردد و سیکل به همین ترتیب ادامه پیدا می کند.البته این نوع از موتور جت کاربرد زیادی ندارند اما در بعضی از هلیکوپتر ها جهت افزایش سرغت خطی آنها استفاده میگردد.

موتورهای رم جت Ram jet

موتورهای رم جت، هیچ قطعه ی متحرکی ندارند و در نگاه اول، مانند یک لوله توخالی به نظر می رسند که بیشتر در سرعت های مافوق صوت به کار می روند. موتورهای رم جت نیز مانند پالس جت، دارای توربین، کمپرسور یا ... نمی باشند استفاده از آنها به عنوان موتور دوم معمول است که بیشتر در موشکها به کار می روند. در این گونه موتورها، برای روشن شدن موتور ابتدا باید سرعت هوا به مقدار لازم برسد در صورت رخداد چنین حالتی، موتور جت به طور خودکار خود را روشن می کند. در موتور رم جت، هوا با سرعت زیاد وارد موتور شده و به علت سرعت بیش از حد، در قسمت دیفیوزر به خوبی کمپرس و متراکم شده و دما و فشار آن بسیار بالا می رود. در این حالت مخلوط هوا و سوخت محترق گشته و با خروج از موتور، نیروی تراست بسیار زیادی را آزاد می کنند. این موتورها قدرت بسیار زیادی را دارا می باشند اما برای شروع پرواز و برخاست مناسب نمی باشند.

موتور های توربو رمبو جت

این موتور, موتور بسیتر جالبیستت.به طوریکه از دو جزء ساخته میشود:1-موتور رم جت 2- توربو فن در این نوع موتور ها ابتدا برای شروع پرواز خلبان موتور توربوفن را روشن میکند تا انرژی لازم برای برخواست بوجود آید.سپس بعد از این که موتور وهواپیما به سرعتت 1 ماخ یا نزدیک به ان رسید خود به خود موتور توربوفن خاموش شده و دریچه ی آن بسته میشود.سپس باد موجود وارد همان موتور گشته ولی بجای ورود به داخل تتوربو فن, از کنار آن عبور و به داخل موتور رم جت میرود و همام حال است که با فشار موجود در هوا, موتور روشن شده و در عرض 15 ثانیه هواپیما از یک ماخ به 3.5 الی 7 ماخ میرسد.گفتنی است که این موتور فقط در 2 هواپیما ساخته شده است.1-SR-71 و2-RQ-170 یا همان هواپیمای ساقط شده ی آمریکا در داخل خاک ایران

 

موتورهای اسکرم جت Scram jet

نام این موتورها از دو واژه Super Sonic و Combustion گرفته شده که به معنای احتراق در سرعت مافوق صوت است. این گونه موتور ها در سرعت های هایپر سونیک HyperSonic به کار می روند و طرز کار آنها بسیار مشابه موتورهای رم جت با تغییراتی می باشد. این نکته قابل توجه است که مشتعل ساختن مولکول های هوا در حالی که هوا با سرعت بالای 4 ماخ وارد موتور می گردد، مانند روشن کردن کبریت در گردباداست! اولین هواپیمای دارای موتور سکرم جت، هواپیمای X-43 است که سرعت آن بالای 7 ماخ می باشد.

موتورهای توربوشفت Turbo shaft

این نوع از موتور توربینی در هم صنعت هوایی هم در زمینه نیروگاهی و تولید انرژی کاربرد دارند. کاربرد هوایی این موترها استفاده در هلیکوپتر هاست .اجزای این موتور ها با سایر موتورهای توربینی تفاوتی ندارد اما در مکانیسم آنها تراست ایجاد نمیگردد بلکه توربو شفت ها برای ما ایجاد گشتاور و Torque مینمایند که منجر به چرخاندن ملخ هلیکوپتر میگردد.

اجزای موتورهای جت توربینی

کمپرسور

کمپرسورها وظیفه متراکم کردن هوای ورودی را بر عهده دارند. کمپرسورها بر دو نوع هستند: 1- کمپرسورهای محوری(اکسیال) 2- کمپرسورهای شعاعی یا گریز از مرکز(سنتریفیوگال). کمپرسورهای محوری که در اکثر موتورهای جت امروزی استفاده می شود، از چند ردیف فن یا پنکه به تعداد مشخص (دو یا بیشتر) تشکیل شده است و همچنین توسط همین تیغه ها یا پره ها، به سیال جهت حرکت داده شده و با کاهش زاویه پره ها، به فشار سیال یا هوا افزوده و از سرعتش کم شده و در نتیجه متراکم می گردد. اما در کمپرسورهای شعاعی یا گریز از مرکز، که بیشتر در موتورهای گازی ساده یا قدیمی کاربرد داشته است، در اصل هوا به یک مانع برخورد کرده و سپس توسط پره های آن به قسمت دیفیوزر یا کاهنده سرعت منحرف می شود که این فرآیند با ازدیاد فشار همراه است، در نتیجه هوا متراکم می گردد.

سیستم احتراق

سیستم احتراق، شامل سوخت پاش یا FUEL NOZZLE، جرقه زن یا IGNITERو اتاقک و لوله احتراق یا COMBUSTION CHAMBER می باشد. فرآیند احتراق در درون لوله های احتراق صورت می پذیرد که این عمل با وارد شدن هوا به اتاقک و مخلوط شدن آن با سوخت سپس احتراق آن به وسیله شمع جرقه زن انجام می شود. محفظه های احتراق در موتورهای توربینی انواع گوناگونی دارند که هر کدام محاسن و معایب خود را دارند. از انواع آنها میتوان CANTYPE ,ANNULAR TYPE و ترکیبی از این دو را نام برد .

سیستم توربین

در اینجا، ابتدا گازهای پرحرارت ناشی از احتراق به پره های توربین برخورد کرده و نیروی لازم جهت گرداندن کمپرسور و مکش هوا برای سیکل بعدی تولید می شود که این نیرو به وسیله میله (شفت)ی به کمپرسور انتقال داده شده و باعث حرکت آن می شود.استاتور توربین که به آن NOZZLE GUIDE VANE نیز میگویند و برای تنظیم جهت حرکت سیال (هوا) برای ادامه حرکت به کار می رود. توربین ها نیز به دو دسته محوری و شعاعی تقسیم می شوند که نوع محوری پر کاربرد است. چون دمای کارکرد توربین بسیار بالا می باشد، در ساخت آن از آلیاژهای مخصوصی استفاده می شود.

سیستم خروج گازهای داغ

این سیستم، در حقیقت تولید تراست واقعی را برای رانش هواپیما به جلو می کند ایجاد میکند. در مدل های متحرک، زاویه پره های شیپوره انتهایی موتور برای میزان کردن فشار قابل تنظیم است. گفتنی است سیستم پس سوز یا After Burner بعد از این بخش نصب می شود. به این قسمت، نازل Nozzle هم گفته می شود.

 

 

 

 

 

 

 

موتورهاي هيدروژني

خصوصيات احتراقي هيدروژن

•         محدوده وسيع قابليت احتراق

•         انرژي مشتعل شدن كم

•         ضخامت كم لايه خاموش شدن(quench )

•         دماي خودسوزي بالا (اكتان زياد )

•         سرعت سوختن زياد در نسبت استوكيو متريك

•         ضريب پخش زياد

•         چگالي خيلي كم

محدوده وسيع قابليت اشتعال

هيدروژن در مقايسه با ديگر سوخت ها محدوده وسيعي در قابليت اشتعال دارد . يعني موتور ميتواند در نسبت هاي مختلفي از مخلوطهاي هوا به سوخت كار كند. يك مزيت مهم آن اين است كه هيدرژن مي تواند در يك مخلوط رقيق هم روشن باشد. اين همان علت آن ست كه موتور هيدروژني واقعا به آساني روشن مي شود.هيدروژن از نسبت 34:1 تا 180:1 مي تواند كار كند.

انرژي مشتعل شدن كم

هيدروژن انرژي مشتعل شدن كمي دارد. ميزان انرژي مورد احتياج براي مشتعل شدن هيدروژن حدودا يك مرتبه بزرگي كمتر از بنزين است. اين موتور هيدروژني را توانا مي كند تا در مخلوطهاي رقيق روشن شود و روشن شدن سريع را اطمينان دهد.

ضخامت كم لايه خاموش شدن(quench )

هيدروژن ضخامت لايه خاموش شدن كمي دارد ،كمتر از بنزين. در نتيجه ، شعله هاي هيدروژن نسبت به سوخت هاي ديگر  قبل از اينكه خاموش شوند به ديواره سيلندر نزديكتر مي شوند. بنابراين يك شعله هيدروژن سخت تر از بنزين خاموش مي شود.

دماي خودسوزي بالا (اكتان زياد )

هيدروژن دماي خود سوزي نسبتا بالايي دارد. اين وقتي مخلوط سوخت و هوا فشرده مي شود معني خيلي مهمي دارد . در واقع ، دماي خود سوزي يك فاكتور مهم در تعيين نسبت تراكمي كه موتور ميتواند استفاده كند است ، چون ميزان بالا رفتن دما هنگام تراكم به نسبت تراكم مربوط مي شود.

سرعت سوختن زياد در نسبت استوكيو متريك

تحت شرايط استوكيو متريك، سرعت سوختن هيدروژن تقريبا يك مرتبه بزرگي بزرگتر از بنزين است . اين به اين معني است كه موتورهاي هيدروژني به سيكل ايده آل ترموديناميكي نزديكتر هستند . در مخلوطهاي رقيق تر ، هر چند ، سرعت شعله به طور چشمگيري كم مي شود.

ضريب پخش زياد

اين توانايي پراكنده شدن در هوا به طور قابل توجهي بزرگتر از بنزين است و اين مزيت است ، به دو دليل اصلي: اولا ، آن تشكيل مخلوط يكنواخت را آسان مي كند. ثانيا، اگر نشتي هيدروژن اتفاق بيفتد ، هيدروژن به سرعت پراكنده مي شود . از اين رو ، خطر انفجار مي تواند كم يا جلوگيري شود .

چگالي خيلي كم

اين دو عيب را در موقعي كه در موتورهاي احتراق داخلي استفاده مي شود بوجود مي آيد: اولا ، حجم زيادي براي ذخيره سازي هيدروژن كافي نياز است تا به خودرو محدوده لازم حركت را بدهد. ثانيا ، چگالي انرژي مخلوط هيدروژن-هوا ، و بنابراين قدرت خروجي كم مي شود

نسبت هوا به سوخت

محاسبات نشان مي دهد كه نسبت شيميايي يا استوكيو متريك هوا به سوخت براي احتراق كامل هيدروژن در هوا از نظر جرمي حدود 34:1 است . اين خيلي بزرگتر از نسبت هوا به سوخت بنزين ( 14.7:1) است.

 

چون هيدروژن در شرايط معمولي گازي است ، از يك سوخت مايع فضاي بيشتري در اتاقك احتراق اشغال مي كند . در نتيجه فضاي كمتري از اتاقك احتراق مي تواند توسط هوا پر شود . در شرايط استوكيومتريك ، هيدروژن حدودا 30% فضاي اتاقك احتراق را مي گيرد. در مقايسه ، بنزين حدودا 1 تا 2 درصد است . شكل زير حجم هاي مختلف را براي اتاقك احتراق و انرژي را براي موتورهاي بنزيني و هيدروژني مقايسه مي كند.

 

نسبت استوكيومتريك= نسبت عملي

نسبت هوا به سوخت

 

مشكل احتراق پيش رس و راه حل آن

مشكل اوليه كه در تكميل عملكرد موتورهاي هيدروژني با آن برخورد مي شود ، احتراق پيش رس است . اين مشكل در موتورهاي هيدروژني كه احتراق جرقه اي هستند بسيار بزرگتر از موتورهاي احتراق تراكمي هيدروژني است ، به دلايل : انرژي مشتعل شدن كم و محدوده وسيعتر قابليت اشتعال و كم بودن ضخامت لايه خاموش شدن هيدروژن .

احتراق پيش رس وقتي اتفاق مي افتد كه مخلوط در اتاقك احتراق قبل از روشن شدن بوسيله شمع ، روشن شود . و روشن شدن سخت موتور را در يك بازدهي منفي منتج شود . شرايط بازگشت شعله به منيفولد ورودي ( backfire ) نيز ميتواند ايجاد شود ، اگر ، احتراق پيش رس نزديك سوپاپ ورودي اتفاق بيفتد و شعله حاصل در داخل سيستم مكش برگردد.

يك تعداد از مطالعات در جهت تعيين علت احتراق پيش رس در موتورهاي هيدروژني بودهاند. بعضي از نتايج اشاره مي كنند كه احتراق پيش رس بوسيله نقاط داغ در اتاقك احتراق ناشي مي شود ، مثل روي يك شمع يا سوپاپ خروجي يا روي رسوبات كربن . مطالعات دوباره نشان داده اند كه برگشت شعله ميتواند وقتي كه حالت قيچي كردن سوپاپ هاست ( overlap) اتفاق بيفتد.

همچنين اين باور است كه تفكافت (pyrolysis) ( تغيير شيميايي بوسيله حرارت ) روغن كه در اتاقك احتراق يا در درز هاي ، درست بالاي رينگ بالايي معلق مي شوند مي توانند به احتراق پيش رس كمك كنند. اين روغن تفكافت شده مي تواند از طريق دميدن از محفظه لنگ از طريق راهنماي وسوپاپ و يا از سيستم تهويه مثبت محفظه لنگ وارد اتاقك احتراق شود .

سيستم سوخت رساني

سيستم سوخت رساني هيدروژن مي تواند در سه نوع زير جدا شود: پاشش مركزي (كاربراتوري) ، پاشش در پشت سوپاپ ورودي و تزريق مستقيم.

سيستم هاي سوخت رساني پاشش مركزي و پشت سوپاپ در هنگام كورس مكش مخلوط هوا ، سوخت را تشكيل مي دهند. در مورد پاشش مركزي يا كاربراتوري ، پاشش سوخت در ورودي مانيفولد هوا است. در مورد پاشش پشت سوپاپ ، آن در دريچه ورودي تزريق مي شود.

قدرت خروجي در دو نوع قبل 85% موتور بنزيني است.

نوع تزريق مستقيم به سيلندر از نظر تكنولوژيكي پيچيده تر است و تشكيل مخلوط سوخت و هوا را داخل سيلندر احتراق بعد از اينكه سوپاپ ورود هوا بسته شده است انجام مي شود.

قدرت خروجي 115%موتور بنزيني است.

سيستم تزريق مستقيم

موتورهاي هيدروژني پيچيده تر از تزريق مستقيم به داخل سيلندر در هنگام كورس تراكم  استفاده مي كنند . در تزريق مستقيم ، سوپاپ ورودي وقتي كه سوخت پاشيده مي شود بسته مي شود ، كاملا از احتراق پيش رس در مدت كورس مكش جلوگيري مي شود . در نتيجه ، حالت برگشت شعله به منيفولد گاز نمي تواند انجام شود. قدرت خروجي موتور هيدروژني با سيستم سوخت رساني تزريق مستقيم به محفظه احتراق 15%بيشتر از موتور بنزيني و 42% بيشتر از موتور هيدروژني كاربراتوري است.

سيستم تزريق مستقيم

تزريق مستقيم مشكل احتراق در منيفولد ورودي را حل مي كند، آن لزوما از احتراق پيش رس در اتاقك احتراق جلوگيري نمي كند. به علاوه، به خاطر زمان كم مخلوط شدن هوا و سوخت در موتور تزريق مستقيم ، مخلوط هوا و سوخت مي تواند نا همگن باشد (غير يكنواخت) . مطالعات نشان مي دهد كه اين مساله آلاينده ها را به سمت NOx بيشتر از سيستم هاي پاشش غير مستقيم  هدايت مي كند. سيستم هاي تزريق مستقيم احتياج به فشار بالاي ريل سوخت  نسبت به سيستم هاي ديگر دارند.

نكته: شرايط احتراق پيش رس مي تواند بوسيله تكنيك هاي رقيق سازي حرارتي مثل گازهاي خروجي (EGR)و پاشش آب داخل بخار هيدروژن محدود شود.

طراحي موتور

بيشترين  تاثير بر روي احتراق پيش رس و knock را طراحي مجدد و مخصوص موتور هيدروژني دارد، مخصوصا اتاقك احتراق و سيستم خنك كاري موتور.

يك اتاقك احتراق به شكل ديسك يا استوانه اي مي تواند استفاده شود تا اغتشاش درون اتاقك را كاهش دهد. شكل ديسكي كمك مي شكند به توليد سرعت شعاعي و مماسي كم مخلوط و موقع تراكم حالت چرخشي را تقويت نمي كند.

چون هيدرو كربورهاي نسوخته يك وابستگي به موتورهاي هيدروژني نيستند مي توان از نسبت قطر به كورس بزرگي استفاده كرد. جهت اصلاح سطح وسيعتر شده شعله و سرعت آن كه روي سطوح بزرگتر اتفاق مي افتد ، دو شمع نياز است . سيستم خنك كاري بايد طوري طراحي شود تا جريان يكنواخت به همه قسمت هايي كه نياز به خنك كاري دارند فراهم آورد.

به علاوه، اقداماتي براي كاهش احتمال احتراق پيش رس عبارتنداز:

 

استفاده از دو سوپاپ خروجي كوچك به جاي يك سوپاپ بزرگ و نصب يك سيستم جارو كن محتويات سيلندر، كه يك وسيله جايگزين كردن گاز اگزوز در اتاقك احتراق با هواي تازه است.

 

 

 

سيستم هاي جرقه زني

به علت انرژي احتراقي كم هيدروژن ، مشتعل كردن هيدروژن آسان است و سيستم جرقه زني بنزيني مي توان استفاده كرد. در نسبت هاي هوا به سوخت خيلي رقيق (130 تا 180 )سرعت شعله به طور قابل ملاحظه اي كم مي شود و استفاده از يك سيستم شمع دو تايي خوب است.

سيستم هاي جرقه زني كه از جرقه زايع استفاده مي كنند نبايد براي موتورهاي هيدروژني استفاده شوند. زيرا براي موتورهاي هيدروژني ، جرقه هاي زايع يك منبع براي احتراق پيش رس هستند.

شمعي كه براي موتور هيدروژني استفاده مي شود بايد شمع خنك باشد و نوك غير پلاتيني داشته باشد. شمع گرم براي اين است كه رسوبات كربن جمع نشود و از آن جايي كه هيدروژن حاوي كربن نيست شمع گرم نيز لازم نيست. البته گرم بودن شمع خود باعث احتراق پيش رس نيز مي شود. از شمع نوك پلاتيني نيز بايد پرهيز كرد زيرا پلاتين يك كاتاليست است ، كه باعث مي شود هيدروژن با هوا اكسيد شود.

تهويه محفظه لنگ

تهويه محفظه لنگ براي موتور هيدروژني از موتور بنزيني مهمتر است .

به عنوان مثال با موتور بنزيني ، سوخت نسوخته مي تواند از رينگ هاي پيستون رسوخ كند و وارد محفظه لنگ شود. چون هيدروژن حد انرژي پايينتر از بنزين دارد ، هر هيدروژن نسوخته اي كه وارد محفظه لنگ مي شود شانس بيشتري براي احتراق دارد. از ذخيره شدن هيدروژن در محفظه لنگ بوسيله تهويه جلوگيري مي شود.

احتراق داخل محفظه لنگ مي تواند فقط يك ارتعاش باشد با آتش سوزي موتور را منتج شود. وقتي كه هيدروژن درون محفظه لنگ مشتعل شود ، ناگهان فشار بالا مي رود . براي فرو نشاندن اين فشار، يك سوپاپ فشار شكن بايد روي در(پوشش) سوپاپ نصب شود. يك نمونه سوپاپ فشار شكن نصب شده در شكل زير نشان داده مي شود.

تهويه محفظه لنگ

گازهاي اگزوز نيز مي تواند بوسيله رينگ هاي پيستون به داخل اتاقك احتراق رسوخ كند. چون خروجي هيدروژن بخار آب است ، آب مي تواند در محفظه لنگ تقطير شود، اگر يك تهويه مناسب وجود نداشته باشد ، مخلوط شدن آب در روغن محفظه لنگ توانايي روانكاري آن را كاهش مي دهد، و درجه فرسايش موتور بالا مي رود.

بازده حرارتي

همان طور كه مي دانيد بازده حرارتي سيكل اتو برابر معادله زير است:

η = 1-1/(r)^γ-1

يعني به نسبت تراكم و نسبت گرماهاي ويژه بستگي دارد.

 

يك مخلوط هيدروژن رقيق نسبت به بنزين ميتواند تراكم بالاتري را تحمل كند و نسبت گرماهاي ويژه بالاتري از بنزين معمولي دارد.

 

 

آلاينده ها

H2+O2+N2=H2O+N2+NOx

تنها آلاينده هيدروژن اكسيدهاي نيتروژن هستند.

همان طوري شكل نشان مي دهد ، NOXبراي موتور بنزيني زماني كه مخلوط غليظتر مي شود كاهش ميابد ( مثل موتور هيدروژني). هرچند در موتور بنزيني كاهش NOX همراه افزايش مونواكسيد كربن و هيدرو كربورها است .

نكته : در موتور هيدروژني نيز اثري از مونوراكسيد و دي اكسيد كربن در گاز اگزوز هست ، به خاطر روغن نفوذ كرده به محفظه احتراق.

قدرت خروجي

قدرت خروجي ماكزيمم تئوري يك موتور هيدروژني در نسبت هوابه سوخت و روش پاشش سوختي كه استفاده مي كند مربوط مي شود.

نسبت هوا به سوخت استوكيومتريك براي هيدروژن 34:1 است . در اين نسبت هوا به سوخت هيدروژن 29% حجم اتاقك احتراق را اشغال مي كند و فقط 71% براي هواباقي مي ماند . در نتيجه ،گنجايش انرژي اين مخلوط كمتر از مخلوط هوا و بنزين آن خواهد بود ( چون بنزين مايع است ، آن فقط يك حجم خيلي كوچك از اتاقك احتراق را اشغال مي كند و بنابراين اجازه مي دهد هواي بيشتري وارد شود).

چون در هر دو روش كاربراتوري و پاشش پشت سوپاپ ورودي سوخت وهوا قبل از اينكه وارد اتاقك احتراق شوند مخلوط مي شوند ، اين سيستم ها قدرت تئوري ماكزيمم قابل دستيابي را تا حدود 85% قدرت موتور بنزيني محدود مي كنند. براي سيستم هاي پاشش مستقيم ، كه در آنها سوخت با هوا بعد از بسته شدن سوپاپ ورودي مخلوط مي شود (و بنابراين 100% اتاقك احتراق هوادارد)، قدرت خروجي ماكزيمم موتور مي تواند در حدود 15% بيشتر از قدرت موتور هاي بنزيني شود.

 

 

قدرت خروجي

بنابراين ، بسته به اينكه چگونه سوخت اندازه گيري مي شود ، قدرت ماكزيمم براي موتور هيدروژني مي تواند يا 15% بيشتر يا 15% كمتر از موتور بنزيني باشد. هرچند، در يك نسبت استوكيومتريك دماي احتراق خيلي بالاست و در نتيجه آن مقدار زيادي اكسيدهاي نيتروژن تشكيل خواهد داد. از آنجايي كه يكي از دلايل استفاده از موتور هيدروژني آلودگي كمتر است، موتور هيدروژني معمولا طوري طراحي نمي شود كه در نسبت استوكيومتريك كار كند.

به طور نمونه موتورهاي هيدروژني طوري طراحي مي شوند تا حدود دو برابر ميزان هواي لازم تئوري براي احتراق كامل استفاده كنند. دراين نسبت هوا به سوخت تشكيل NOx تا صفر كم ميشود. متاسفانه اين كار قدرت خروجي را تا حدود نصف يك موتور بنزيني هم اندازه كاهش مي دهد. جهت جبران تلفات قدرت ، موتورهاي هيدروژني معمولا بزرگتر از موتورهاي بنزيني هستند و يا با توربو شارژر يا سوپر شارژر مجهز مي شوند.

تركيب هاي گاز هيدروژن

سوخت هيدروژن را مي توان با اكثر سوخت هاي ديگر در يك موتور استفاده كرد ولي به طور جدا . تنها سوختي كه مي توان آنرا با هيدروژن در يك مخزن واحد ذخيره كرد گاز طبيعي است.هيدروژن مي تواند در تركيب با سوخت هاي مايع متراكم مثل بنزين ، الكل، يا گازئيل تركيب شود طوري كه هر كدام جداگانه ذخيره شوند. در اين عمل ها مخازن سوخت مي توانند طوري شكل داده شوند تا داخل فضاي غير قابل استفاده خودرو فيت شوند. خودروهاي موجود دوگانه به اين شكل هر دو سوخت را همزمان استفاده نمي كنند. يك مزيت اين روش آن است كه اگر هيدروژن جايي وجود نداشته باشد خودرو مي تواند به عمل كردن ادامه دهد.

هيدروژن نمي تواند مستقيما در يك موتور ديزل استفاده شود چون دماي خود سوزي هيدروژن خيلي بالاست (اين در مورد گاز طبيعي نيز صادق است). ازاين رو موتورهاي ديزلي بايد يا به يك شمع مجهزشوند يا يك مقدار كمي سوخت ديزل براي سوزاندن گاز تزريق شود (به عنوان احتراق پيلوت)، اگرچه تكنيك اي جرقه پيلوت براي استفاده با گاز طبيعي پيشرفت داده شده اند، آن صحيح نيست كه با هيدروژن استفاده شود.

يك گاز تجارتي موجود كه به عنوان هيتان(Hythane) شناخته مي شود شامل 20% هيدروژن و 80% گاز طبيعي است. در اين نسبت ، هيچ تغييري در يك موتورگاز طبيعي نياز نيست، و مطالعات نشان داده است كه آلاينده ها بوسيله هيدروژن بيش از 20% كاهش مي يابد . مخلوطهايي با بيش از 20% هيدروژن با گاز طبيعي مي تواند آلاينده ها را بيشتر كاهش دهد اما بعضي موتورها لازم كه تغيير يابند.

تركيب هاي گاز هيدروژن

كار كردن در مخلوط رقيق يك فايده براي موتورهاي احتراق داخلي است به خاطر آلاينده هاي اكسيدهاي نيتروژن  و سوخت اقتصادي تر.

براي موتورهاي هيدروكربوري فوايد ديگري هم دارد و آن آلودگي كمتر مونواكسيد و هيدروكربورهاي نسوخته است. اما مخلوط رقيق هم در موتور هيدروژني و هم در موتورهاي هيدروكربوري باعث كاهش قدرت مي شوند، ولي در موتورهاي هيدروكربوري عيب ديگري نيز دارد و آن روشن شدن سخت و بعضي مواقع نيز در هنگام كار كردن موتور جرقه زايع (misfire) را نتيجه مي شود.

پيامد جرقه زايع افزايش هيدروكربورهاي نسوخته ، كاهش كار خروجي ، اتلاف سوخت و كم شدن ضريب تبديل كاتاليست كانورتور 3 راهه است.

مخلوط كردن مقداري هيدروژن با سوخت هاي هيدروكربوري ديگر همه اين عيب ها را كاهش    مي دهد. انرژي مشتعل شدن كم هيدروژن و سرعت سوختن بالاي آن باعث مي شود مخلوط هيدروژن/هيدروكربور آسانتر روشن شود ، كاهش جرقه زايع و از ان طرف بهتر شدن آلاينده ها، عملكرد و سوخت اقتصادي را همراه دارد . راجع به قدرت خروجي ، هيدروژن چگالي انرژي مخلوط را در نسبت هاي رقيق زياد مي كند بوسيله افزايش نسبت هيدروژن به كربن ، و از اين رو بهتر شدن گشتاور در شرايط تمام گاز.

هرچند، در ارتباط با ذخيره سازي مقدار كافي هيدروژن مشكلي است كه مي تواند ظرفيت خودرو را كاهش دهد.

موتور وانكل

 

موتور وانكل در سال 1964 توسط مخترع آلماني،فليكس وانكل اختراع گرديدوتا امروز در حال توسعه بوده است.
موتور وانكل يك موتور احتراق داخلي است،بنابراين انرژي شيميايي سوخت را به انرژي حرارتي وسپس به انرژي مكانيكي تبديل مي كند.
در موتور وانكل مانند موتور هاي بنزيني چهار زمانه مخلوط هوا و بنزين وارد محفظه ي بزرگي از موتور مي شود سپس با كوچك شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزين تحت فشار قرار گرفته و با ايجاد جرقه به وسيله شمع انفجار حاصل مي شود،مولكول هاي گاز دراثر احتراق منبسط مي گردند و فشار محفظه ي تراكم به شدّت بالا مي رودو نيروي حاصل از آن به رو تور اعمال شده وبه علّت اختلاف مركز دوران بين روتوروميل لنگ نيروي چرخشي درروتور ايجاد مي گردد.
 اين نيروي چرخشي به بادامك محور لنگ كه در داخل روتور قرار دارد،وارد شده و به فلايويل و سيستم انتقال قدرت مي رسد.

 

 

قطعات:

گردنده ( (rotor

روتور دارای سه صفحه ی محدب است که هر یک در حکم یک پیستون هستند.در هر یک از صفحه های rotor  فرورفتگی وجود دارد که حجم موتور را افزایش می دهد تا مخلوط بنزین و هوای بیشتری راهی موتور شود.
در انتهای هر صفحه تیغه ایی فلزی برای آب بندی بیرون و محفظه ی احتراق وجود دارد.همچنین حلقه هایی فولادی برای آب بندی کناره ی محفظه ی احتراق و بیرون کار گذاشته شده است.
Rotor دارای مجموعه ای از چرخدنده چیده شده در وسط پهلو است.دندانه های این چرخدنده با دندانه های چرخدنده ایی جفت می شود که به بدنه بسته شده است. این جفت شدگی چرخدنده ها مسیر و جهت حرکتrotor   را در محفظه تعیین می كند.

 

محفظه Housing

محفظه تقریبادارای شکلی تخم مرغی است ولی درحقیقت یک epitrochidاست.محفظه احتراق طوری طراحی شده است که سه لبه ی rotor همیشه با دیواره ی محفظه در تماس (آب بندی) باشد تا سه محفظه ی جدا برای بنزین ایجاد کند.
هر یک از سه محفظه ی ایجاد شده در موتور وانکل به یک کار خاص اختصاص داده شده است.این

محفظه housing



کار ها عبارت اند از:
- مکش intake
- تراکم compression
- احتراق  combustion
- تخلیه  exhaust
مجاری ورود بنزین و خروج دود روی محفظه قرار دارد.توجه کنید که هیچ شیر یا دریچه ایی سر راه مجاری قرار ندارد و مجاری سوخت مستقیما" به گلویه ی کنترل بنزین و مجاری سوخت مستقیما" به بخش تخلیه متصل هستند, و این در حالی است که در موتورهای پیستونی مجاری توسط سوپاپ کنترل می شود.

 

 

 

 

 

میله ی خروجی یا میل لنگ Output Shaft

میله ی خروجی دارای برآمدگی های گردی است که  روی میله سوار شده است. و نسبت به مرکز میله جابجا شده است.هر rotor بر روی یکی از برآمدگی ها نصب می شود. برآمدگی ها در میله ی خروجی در حکم میل لنگ در موتور پیستونی است.زمانی که rotor در محفظه حرکت می کنند به برآمدگی ها (lobes)  فشار وارد می کند و این فشار وارده  بر برآمدگی ها
 تولید گشتاور در میله می کند که در نهایت چرخش به وجود می آید.

        


مونتاژ موتور وانكل :

موتور های دوار (وانکل) بصورت لایه ای مونتاژ می شوند.یک موتور وانکل 2 گردندهایی(two rotor) که ما در نظر گرفتیم از 5 لایه اصلی که بوسیله ی یک طوقه ی بزرگ در کنار هم چفت شده اند.ماده ی خنک کننده از میان مجاریی که همه ی اجزا را احاطه کرده است عبور می کند.
دو لایه آخری شامل درزگیر و  یاطاقان برای "میله ی خروجی" است.همچنین این قسمت ها با دو بخش محفظه که گردنده را شامل می شود, آب بندی شده است.سطح داخلی این قسمت ها بسیار صیقلی می باشد تا قطعات آب بندی کننده کار خود را بخوبی انجام دهند.و مجاری ورودی (مکش) در انتهای هر یک از این قسمت ها قرار دارد.


لایه ی بعدی از بیرون محفظه ی تخم مرغی rotor است که شامل دهانه و مجرای تخلیه می باشد. این بخشی از محفظه ی موتور است که گردنده (rotor) را در برمی گیرد.

قسمت مرکزی شامل دو مجرای مکش, هر یک برای هر گردنده است.همچنین این دو گردنده (rotor) سوا می شوند بنابراین سطح خارجی باید بسیار صیقلی باشد تا موتور آب بندی شود.
در مرکز هر rotor یک چرخدنده ی بزرگ سوار بر چرخدنده ی کوچکی که به محفظه متصل است،
وجود دارد.این بخش برای هدایت چرخش rotor است.همچنین گردنده (rotor) بر روی برآمدگی های دایره ای بزرگ میله (شفت) سوار می شود.


موتور های وانکل همانند موتور های پیستونی از چرخه ی 4 کورسی احتراق  استفاده می کند.ولی در موتور های وانکل بطور کامل به صورت دیگر است.
قلب موتور وانکل "گردنده" (rotor) است.گردنده تقریبا" معادل پیستون در موتورهای پیستونی است.گردنده روی برآمدگی های بزرگ دایره ای  شفت سوار شده است.این برآمدگی ها که از مرکز شفت جابجا شده اند همانند د سته میل لنگ عمل می کند و این امکان را به rotor  می دهند که میله ی خروجی را بگرداند.زمانی که rotor در داخل محفظه می گردد بر برآمدگی های شفت در گرداگرد یک دایره ی تنگ فشار وارد می کند (می چرخاند), سه بار چرخیدن شفت بازای هر گردش rotor  به وجود می آورد.
 
زمانی که  rotor در میان محفظه می گردد, سه محفظه ی ایجاد شده بوسیله ی  rotor تغییر اندازه می دهند.این تغییرات اندازه عمل مکش (pumping) را ایجاد می کند.اینک به بررسی 4 کورس در موتور وانکل برای یک rotor می پردازیم :
  
مکش(intake stroke)
فاز مکش در چرخه زمانی شروع می شود که یک لبه ی rotor  از مجرای مکش عبور کند.در  لحظه ایی که   مجرای مکش  در برابر  محفظه (یکی از سه قسمت)   قرار دارد, حجم آن بخش محفظه به حالت مینیمم خود نزدیک می شود و زمانی که گردنده (rotor) از مجرای مکش عبور می کند حجم محفظه ی مربوط منبسط می شود و مخلوط سوخت و هوا وارد محفظه می شود.
زمانی که نوک rotor از مجرای مکش عبور کرد تراکم انجام می شود.

تراکم:(compression)
همچنانکه روتور به حرکت خود ادامه می دهد، حجم هوا کاهش می یابد و مخلوط هوا و سوخت متراکم می شود.زمانی که وجه روتور به مقابل شمع ها می رسد،حجم این قسمت به حداقل مقدار خود نزدیک می شود. در این هنگام عملیات احتراق آغاز می شود

-احتراقfiring stroke)):
اکثر موتور های دورانی دو شمع دارند.زیرا اگر تنها یک شمع وجود داشت به خاطر اینکه اتاقک احتراق نسبتا دراز است،جرقه نمی توانست به خوبی و با سرعت مناسب گسترش پیدا کند.
وقتی شمع ها جرقه می زنند،مخلوط هوا و سوخت آتش می گیرد و افزایش فشار روتور را به حرکت در می آورد.فشار حاصل از احتراق باعث می شود که روتور در جهتی حرکت کند که حجم افزایش یابد.گازهای احتراق منبسط می شوند و با حرکت دادن روتور نیروی محرکه تولید می کنند تا هنگامی که نوک روتور به دریچه تخلیه برسد

 

تخلیه(exhaust stroke):
هنگامی که نوک روتور از دریچه ی تخلیه عبور می کند،گازهای احتراق که فشار بالایی دارند از اگزوز خارج می شوند.همچنانکه روتور به حرکت خود ادامه می دهد،اتاقک منقبض می شود و گازهای باقی مانده را به بیرون هدایت می کند.زمانی که حجم به حداقل مقدار خود نزدیک می شود، نوک روتور از کنار دریچه ی مکش عبور می کند و چرخه دوباره تکرار می شود.

روغن كاري موتور وانكل
از آن جا كه روغن موتور درموتور وانكل به طور مستقيم در معرض دود و گاز قرار ندارد لذا به ندرت آلوده شده و تعويض مرتّب آن چندان ضروري نمي باشد.
روغنكاري ياتاقان هاي موتور عينا مانند موتور هاي پيستوني بوده و با روغن تحت فشار اويل پمپ،انجام مي شود.ولي روغن كاري در رينگ ها به طور اختلاطي با بنزين ميباشد.
(همانند موتورهاي دو زمانه ي بنزيني).
روش ديگري براي روغن كاري رينگ ها وجود دارد،در اين روش روغن از وسط محور اصلي به قسمت خالي روتور رسيده و در اثر نيروي گريز از مركز و حركت پر تابي، رينگ ها را روغن كاري مي كند.
در روش سوّم روغن كاري رينگها تزريقي بوده وروغن از دريچه ي ورودي گاز به موتور تزريق مي شود.(مانند نوع اختلاطي).در اين روش روغن تنظيم شده اي به محفظه عمليّاتي تزريق مي گردد.

خنك كاري موتور وانكل
خنك  كاري موتور وانكل همانند موتور هاي پيستوني در دو نوع هوا خنك و آب خنك مي باشد.(روش آب خنك رايج تر است.)
مزاياي موتور وانكل

قطعات متحرک کمتر:
یک موتور وانکل دارای قطعات متحرک بسیار کمتری نسبت به نمونه ی قابل مقایسه ی 4 زمانه ی پیستونی است. یک موتور دوار (وانکل) دو گردنده ایی (two-rotor rotary engine) دارای 3 قسمت متحرک اصلی می باشد: 2 عدد گردنده (rotor) و میله ی خروجی (output shaft).در حالی که یک موتور ساده ی 4 سیلندری حداقل دارای 40 قسمت متحرک می باشد, شامل پیستون, دسته پیستون, میل لنگ, سوپاپ, فنر سوپاپ, اسبک سوپاپ, چرخدنده ی سوپاپ و ...
این کاهش قطعات متحرک می تواند اعتماد بیشتری را نسبت موتورهای دوار (وانکل) فراهم کند.به همین علت است که بعضی از تولیدکنندگان هواپیما ( همچون سازنده ی  skycar)  موتورهای دوار (وانکل) را به موتورهای پیستونی ترجیح می دهند.

کارکرد روان و آهسته :
همه ی قسمت ها در موتور وانکل مستمرا" در یک جهت می چرخند, نسبت به تغییرات شدید جهت مثلا یک پیستون که در موتورهای پيستوني مرسوم انجام می دهد.موتورهای وانکل از درون با وزنه های تعادل بالانس می شود بطوری که همه ی لرزه های موتور را خنثی می کند.
قدرت خروجی در موتورهای وانکل نیز بیشتر و روان تر است.زیرا هر عمل احتراق گردنده ها (rotor) را بیش از 90 درجه می چرخاند, و output shaft بازای هر گردش rotor 3 بار به چرخش در می آید, که به ازای هر عمل احتراق (جرقه زنی) output shaft بیش از 270 درجه به چرخش در می آید.این بدین معنی است که یک موتور دوار تک گردنده ایی  توان خروجی آن برای سه چهارم گردش output shaft بازای هر گردش گردنده می باشد.این را با یک موتور تک سیلندر پیستونی مقایسه کنید, که در مدت هر  عمل احتراق بازای 2 دور گردش پیستون, میل لنگ 180 درجه می چرخد یا به عبارتی يك چهارم گردش میل لنگ به ازای هر سیکل پیستون.

از آنجایی که rotor با  یک سوم سرعت چرخش output shaft می چرخد, قطعات متحرک اصلی موتور دوار (وانکل) آهسته تر از قطعات موتور پیستونی حرکت می کنند.این امر به اعتماد کردن بیشتر به موتورکمک می کند.(پایداری و عمر موتور افزایش پیدا می کنند.)

راندمان حرارتي بالاتر:

راندمان حرارتي موتور با نسبت تراكم آن رابطه ي مستقيم دارد در موتور وانكل افزايش دادن نسبت تراكم به بنزين با اكتان بالا نياز ندارد،بنابر اين مي توان نسبت تراكم را بالا برد تا راندمان حرارتي آن افزايش يابد.
عامل ديگري كه روي راندمان حرارتي تا ثير دارد سرعت موتور مي باشد.از آن جا كه اينرسي مقاومتي موتور وانكل به علّت حذف قطعات متحرّك كه قبلا گفته شد كم تر مي باشد
لذا سرعت موتور وانكل بيشتر مي باشد در نتيجه راندمان حرارتي موتور بالا مي رود.
عامل ديگر زمان تنفّس وتخليه و بزرگ بودن مجاري ورود و خروج گاز و دود مي باشد. و معدّل زمان هر مرحله در موتور وانكل270 درجه مي باشد.(حاصل ضرب تعداد دور محور اصلي در 360 درجه ، تقسيم بر زمان{4 زمانه يا 2 زمانه}.) در صورتي كه درموتور هاي پيستوني معدّل زمان هر مر حله 180 درجه مي باشد.
هم چنين دريچه هاي ورود گاز و خروج دود بزرگتر از نوع پيستوني مي باشد در نتيجه راندمان حرارتي نسبت به موتور پيستوني با لا تر است.

هزينه ي توليد با لا:
- چرا كه توليد اين موتور ها همانند موتور هاي پيستوني بالا نيست.
-  مصرف سوخت بیشتر نسبت به موتورهای پیستونی,زیرا بازده ی ترمودینامیکی موتور بخاطر مخزن بزرگ احتراق کاهش یافته است.
- دشواري در ساخت :
به عنوان مثال از نظر طرّاحان هر يك از محفظه هاي موتور كه عملي جدااز محفظه ي ديگر انجام مي دهد بايد نسبت به هم كاملا جدا سازي و گاز بندي شده باشند،تحقق اين خواسته مهم ترين دشواري ساخت موتور هاي وانكل محسوب مي شود.

كاربرد موتور وانكل

از موتور های وانکل در موارد بسیار زیادی از کامیون ها و حتی اتوبوس ها استفاده شده است. ولی می توان گفت که سرآمد وسایل نقلیه ا ی که از این موتور استفاده می کنند اتومبیل مزدا RX-7 و RX-8 می باشند.

شرکت مزدا در تولید و توسعه ی خودرو هایی که از موتور دورانی استفاده می کنند سابقه ی طولانی دارد. مزدا RX-7 که در 1978 به فروش رسید موفق ترین خودرو با موتور دورانی بوده است. ولی قبل از آن خودرو ها،کامیون ها و حتی اتوبوس هایی با موتور دورانی تولید شده بودند.سرآغاز آن ها نیز Cosmo sportدر 1967 بود.آخرین سالی که RX-7 در آمریکا فروخته شد سال 1995 بود.
مزدا RX-8 خودرو جدیدی از شرکت مزدا است که یک موتور دورانی جدید و برتر به نام Renesis را عرضه کرده است.این موتور که موتور بین المللی سال 2003 نامیده شد،به صورت طبیعی مکش دارد و یک موتور 2 روتوره می باشد که قدرت آن 250 اسب بخار است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع:

 

1.www.bajulazsa.com

2.en.wikipedia.org

3.www.ducati.com

4.www.sechstaktmotor.de

5. [Only Registered Users Can See Links]

6.پارسی خودرو

7.www.gomecsys.com

8. www.mce-5.fr

9. www.FEV.com

10.www.gerdavari.com