|
رودولف دیزل ایده موتور های دیزل را توسعه داد و در سال ۱۸۹۲ حق ثبت اختراع آلمان را بدست آورد . هدف او بوجود آوردن موتوری با بازده بالا بوده است . موتور های بنزینی در سال ۱۸۷۶ اختراع شد ، که خصوصاً در آن موقع بازده بالایی نداشتند .
● تفاوت موتور های دیزلی و موتور های بنزینی: نسبت تراکم موتور های بنزینی۸:۱ تا ۱۲:۱ است، در حالیکه نسبت تراکم موتور های دیزلی ۱۴:۱ به بالا مثلاً ۲۵:۱ است . نسبت تراکم بالای موتور های دیزلی منجر به بهتر شدن بازده می شود . موتور های بنزینی معمولاً از کاربراتور استفاده می کنند که هوا و سوخت را قبل از ورود به داخل سیلندر مخلوط می کند یا دریچه تزریق سوخت دارند که فقط سوخت را پیش از مرحله مکش می پاشد(بیرون سیلندر). موتور های دیزل از تزریق سوخت مستقیم استفاده می کنند یعنی سوخت را مستقیماً به داخل سیلندر می پاشند . توجه کنید که موتور های دیزل شمع ندارند . آنها هوا را می مکند ( مکش می کنند ) و آنرا متراکم می کنند و سپس سوخت را مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می کنند ( تزریق یا پاشش مستقیم) و در نتیجه گرمایی حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن سوخت در یک موتور دیزل می شود . در بخش بعدی ما مرحله تزریق سوخت دیزل را بررسی خوایم کرد. ● تزریق سوخت در موتور های دیزل: بعضی موتور های دیزل شامل یک شمع گرمکن* از انواع آن است. موقعی که یک موتور دیزل سرد است، مرحله کمپرس ممکن است دمای هوا را به اندازه کافی برای مشتعل کردن سوخت بالا نبرد . شمع گرمکن (glow plug ) یک سیم گرمکن الکتریکی است (مانند سیم های داغی که شما در یک برشته کن می بیننید) که محفظه احتراق را گرم می کند و دمای هوا را موقعی که موتور سرد کار می کند را افزایش می دهد بنابراین موتور می تواند روشن شود . همه وظایف در موتور های جدید توسط ارتباط ECM ** با مجموعه از سنسور های پیچیده ای که هر چیزی را از دور موتور تا دمای روغن و مایع خنک کننده را اندازه گیری می کنند ، حتی وضعیت موتور(i.e. T.D.C.) کنترل می شود . امروزه گرمکن ها به ندرت در موتور های بزرگ استفاده می شود . ECM دمای هوای محفظه را حس می کند و تایمینگ موتور را در هوای سرد ریتارد می کند ، بنابراین انژکتور سوخت را دیرتر تزریق می کند. هوا در داخل سیلندر بیشتر متراکم می شود در نتیجه گرمای زیادی ایجاد شده، که به روشن شدن موتور کمک می کند . موتور های کوچک و موتورهای که کنترل کامپیوتری پیشرفته ندارند از گرمکن برای حل این مشکل(روشن شدن در هوای سرد) استفاده می کنند . البته تنها تفاوت بین موتور های دیزلی و موتور های بنزینی دلایل مکانیکی نیست ،بلکه از لحاظ سوخت مصرفی شان نیز دارای تفاوت هستند . ● سوخت دیزل: شمع گرمکن(Glow plug) :گرمکن الکتریکی کوچکی که در محفظه احتراق اولیه موتور های دیزلی نصب می شود تا محفظه احتراق را پیش گرم کند و موتور در هوای سرد آسانتر روشن شود . ECM (مخفف electronic control module مدول کنترل الکترونیکی): جعبه فلزی حاوی واحد پردازنده ی مرکزی (سی پی یو) یا کامپیوتری که اطلاعات را از کلید ها و حسگر ها (ورودیها) دریافت می کند و سپس مدار اولیه را باز و بسته می کند ؛ممکن است مدول مجزایی باشد یا یکی از کارکرد های مدول کنترل موتور یا سیستم انتقال توان باشد. بنابراین اکنون می دانید که چگونه و چرا موتور خودرویتان خنک می ماند. اما چرا چرخش هوا اهمیت دارد؟ بیشتر خودرو ها به صورت نرمال تهویه می شوند ،به این معنی که جریان هوا از طریق فیلتر هوا و مستقیما ً وارد سیلندر می شود.موتور های با عملکرد بالا از توربو شارژر و سوپر شارژر استفاده می کنند.به این معنی که برای افزایش عملکرد موتور ،هوا به صورت فشرده (بنابراین مخلوط سوخت و هوای بیشتری می تواند به صورت فشرده وارد هریک از سیلندرها شود.) وارد موتور می شود که به میزان این فشار تقویت کننده می گویند.توربو شارژر از یک توربین کوچک متصل به لوله خروجی(اگزوز)برای چرخش توربین کمپرسور استفاده می کند تا توربین کمپرسور جریان هوا را وارد سیلندر کند.توربو شارژر مستقیما ً به موتور وصل شده تا کمپرسور را بچرخاند.
برای جزئیات بیشتر به طرز کار توربو شارژر مراجعه کنید. افزایش عملکرد موتور حائز اهمیت است اما در حقیقت وقتی کلید استارت را می چرخانید چه اتفاقی می افتد؟ سیستم استارت شامل یک موتور الکتریکی استارت و یک سلنوئید است.وقتی کلید استارت را می چرخانید موتور استارت، موتور را با دور پایین می چرخاند بنابراین فرایند احتراق شروع می شود.برای راه اندازی یک موتور سرد یک موتور قدرتمند نیاز است.که استارت موتور بر همه اینها غلبه می کند: · تمام اصطکاکهای داخلی ناشی از رینگ های پیستون. · فشار تراکم در هر سیلندر که در اثر کورس تراکم اتفاق می افتد. · انرژی مورد نیاز برای باز و بسته کردن سوپاپ ها توسط میل سوپاپ. · همه چیز های دیگر که مستقیما ً به موتور وصل هستند (یعنی انرژی خود را از موتور می گیرند) مانند واتر پمپ،اویل پمپ و آلترناتور و... به دلیل نیاز به انرژی زیاد و این که موتور از سیستم الکتریکی 12 ولت استفاده می کند باید صدها آمپر برق به استارتر موتور هدایت شود.سلنوئید یک سوئیچ الکتریکی بزرگ ضروری است که می تواند جریان بالا را هدایت کند.وقتی کلید استارت را می چرخانید،سلنوئید فعال شده و موتور را به کار می اندازد. در بخشهای بعدی به زیر سیستم هایی که برای نگهداری روغن وسوخت و طرز خارج ساختن گازهای خروجی و آلودگی به کار می روند بحث خواهیم کرد.
سیستم روغن کاری،سوخت رسانی،اگزوز و سیستم الکتریکی: در سیستم سوخت رسانی بنزین از باک توسط پمپ مکیده می شود و با هوا مخلوط شده و بنابراین مقدار صحیحی از مخلوط سوخت و هوا می تواند وارد سیلندرها شود.تزریق سوخت از سه طریق زیر متداول است: کاربراتور،تزریق از دریچه سوخت،تزریق مستقیم سوخت. · کاربراتور وسیله ایست که سوخت را با هوا مخلوط می کند و به داخل موتورمی فرستد. · در موتور های انژکتوری مقدار معینی از سوخت به طور جداگانه از بالای سوپاپ مکش(دریچه تزریق سوخت)یا مستقیما ً(تزریق مستقیم سوخت)به داخل سیلندر تزریق می شود. · برای جزئیات بیشتر به طرز کار تزریق سیستم سوخت مراجعه کنید. روغن همچنین نقش مهمی دارد. سیستم روغن کاری این اطمینان را می دهد که به همه قطعات روغن رسانی شود و باعث نرمی کار آنها می شود. دو قسمت اصلی که نیاز به روغن کاری دارند تا راحت بچرخند عبارتند از: پیستون ها(حرکت روان آن در داخل سیلندر)و یاتاقان های میل لنگ و میل سوپاپ. در اکثر خودرو ها روغن از محفظه روغن توسط اویل پمپ مکیده می شود و برای تصفیه از فیلتر روغن عبور می کند و با فشار زیاد به یاتاقان ها و دیواره سیلندر ها پاشیده می شود،سپس روغن به مخزن روغن می چکد و در آنجا جمع شده و دوباره این سیکل تکرار می شود. سیستم تخلیه گازهای خروجی شامل لوله خفه کن و اگزوز است. بدون صدا خفه کن صدای هزاران انفجار کوچک را از لوله اگزوز می شنوید. صدا خفه کن صدا را کنترل می کند. سیستم تخلیه همچنین شامل یک مبدل کاتالیزر است. برای جزئیات بیشتر به طرز کار کاتالیزور مراجعه کنید. سیستم کنترل آلودگی در خودرو های مدرن شامل یک مبدل کاتالیزور،مجموعه ای از سنسور ها و راه اندازها و یک کامپیوتر برای کنترل و هماهنگی تمام قسمتها است. به عنوان مثال مبدل کاتالیزور از یک کاتالیز و اکسیژن برای از بین بردن سوخت های مشتعل نشده و دیگر مواد شیمیایی موجود در اگزوز استفاده می کند. یک سنسور اکسیژن در اگزوز قرار دارد که این اطمینان را می دهد مقدار کافی اکسیژن برای عملکرد کاتالیزور و هماهنگی قسمت های دیگر در دسترس است. علاوه بر سوخت چه چیز های دیگری برای راه اندازی موتور ضروری است؟ سیستم الکتریکی شامل یک باطری و یک آلترناتور است .آلترناتور توسط یک تسمه به موتور وصل شده و جریان الکتریکی لازم برای شارژ باطری را تولید می کند. باطری خودرو می تواند جریان 12 ولتی برای تمام قسمت های خودرو که نیاز به جریان الکتریسیته دارند(سیستم جرقه زنی ، رادیو ،چراغ ها،برف پاک کن شیشه جلو،بالا بر شیشه ها ،صندلی ها و کامپیوتر و...)را ازطریق سیم ها فراهم کند. حالا که با همه زیر سیستم های اصلی موتور آشنا شدیم،اجازه دهید در مورد راه هایی که برای تقویت عملکرد موتور وجود دارد بحث کنیم. تولید قدرت بیشتر در موتور با استفاده از این اطلاعات می توان راه های زیادی برای بهبود عملکرد موتور یافت.سازندگان خودرو دائما ًبا پیروی از این موارد موتور های قدرتمندتر و پر بازده تر می سازند. افزایش حجم موتور- افزایش حجم موتور به معنی بیشتر شدن قدرت است زیرا سوخت بیشتری در هر دور چرخش میل لنگ مصرف می شود. شما می توانید افزایش حجم موتور را توسط ساخت سیلندر بزرگتر یا اضافه کردن سیلندر اضافی حاصل نمائید.بیشترین سیلندر عملی 12سیلندر بوده است. افزایش نسبت تراکم - نسبت تراکم بالا تا یک اندازه ای، قدرت بیشتری تولید می کند. افزایش بیش از حد تراکم مخلوط سوخت و هوا موجب مشتعل شدن خود به خودی سوخت می شود(قبل از جرقه زدن شمع). سوخت با اکتان بالا مانع این نوع احتراق می شود. این است دلیل اینکه چرا موتور های با عملکرد بالا معمولا ً نیازمند بنزین با اکتان بالا هستند. این موتور ها از نسبت تراکم بالایی برای افزایش قدرت موتور استفاده می کنند. افزایش مواد داخل سیلندر - اگر شما هوای بیشتری(و سوخت بیشتری)را داخل سیلندر با حجم ثابت وارد کنید،انرژی بیشتری از سیلندر(به این منظور می توان حجم سیلندر را افزایش داد)می توانید بگیرید. توربو شارژر ها و سوپر شارژر ها به منظور پر کردن بیشتر هوا در داخل سیلندر،هوای ورودی را فشرده می کنند. برای جزئیات بیشتر می توانید به طرز کار توربوشارژرها مراجعه نمایید. خنک کردن هوای ورودی- متراکم کردن هوا باعث افزایش دما می شود. به منظور احتراق خوب هوای سرد مورد نیاز است، زیرا هوای گرم به هنگام احتراق انبساط کمتری دارد. بنابراین بیشتر توربوشارژرها و سوپر شارژر خودرو ها یک اینتر کولر دارند.اینتر کولر یک رادیاتور مخصوص دارد که هوای متراکم از آن عبور می کند و قبل از ورود به سیلندر سرد می شود. برای جزئیات بیشتر به طرز کار سیستم خنک کننده موتور مراجعه کنید. سهولت ورود هوا- از آن جایی که پیستون در کورس مکش به سمت پائین حرکت می کند ،مقاومت هوا می تواند باعث تلف شدن قدرت موتورشود. مقاومت هوا می تواند با استفاده از دو سوپاپ ورودی در هر سیلندر به طور شگفت آوری کاهش یابد. در بعضی خودروهای جدید با استفاده از آرایش منیفولد هوا مقاومت هوا مرتفع می شود.فیلتر هوای بزرگ نیز می تواند جریان هوا را بهبود بخشد. سهولت تخلیه گاز های خروجی- اگر مقاومت هوا، تخلیه گازهای خروجی از سیلندر رامشکل کند،قدرت موتور تلف می شود. مقاومت هوا می تواند با افزودن سوپاپ خروجی ثانویه در هر سیلندر کاهش یابد(یک خودرو با دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی دارای 4 سوپاپ در هر سیلندر است که می تواند عملکرد موتور را بهبود بخشد.وقتی شما می شنوید یک خودرو4سیلندر و 16 سوپاپ دارد به این معنی است که در هر سیلندر 4 سوپاپ وجود دارد.) اگر لوله اگزوز خیلی کوچک یا صدا خفه کن مقداری مقاومت هوا داشته باشد می تواند فشار معکوس ایجاد کند که همان آثار را در پی دارد. سیستم تخلیه گاز های خروجی با عملکرد بالا از سر پوش، لوله اگزوز بزرگ و صدا خفه کن با جریان آزاد به منظور کاهش فشار معکوس در سیستم اگزوز استفاده می کند.وقتی شما می شنوید که خودرویی دارای دو لوله اگزوز است هدف بهبود جریان تخلیه گاز های خروجی توسط دو لوله به جای یک لوله اگزوز است. کاهش وزن قطعات- کاهش وزن قطعات به بهبود عملکرد موتور کمک می کند.هر وقت پیستون تغییر جهت می دهد (یعنی ایستادن در یک جهت و شروع به حرکت در جهت دیگر) برای این تغییر جهت مقداری انرژی مصرف می شود.در نتیجه پیستون سبک تر انرژی کمتری نیز می گیرد. تزریق سوخت- انژکتور سوخت را به قسمتهای مساوی بین سیلندرها توزیع می کند، این باعث بهبود عملکرد موتور و صرفه جویی در مصرف سوخت است. برای جزئیات بیشتر به طرز کار سیستم سوخت رسانی مراجعه کنید. پرسش و پاسخ در مورد موتور تفاوت بین موتورهای دیزلی و بنزینی چیست ؟ در موتورهای دیزل شمع وجود ندارد در عوض سوخت دیزل مستقیما به داخل سیلندر تزریق می شود و طی فشار کورس تراکم، متراکم و گرم می شود که موجب می شود سوخت مشتعل شود .سوخت های دیزل چگالی انرژی بیشتری نسبت به بنزین دارد. بنابراین یک موتور دیزل قدرت بیشتری دارد . برای اطلاعات بیشتر به طرز کار موتورهای دیزل مراجعه کنید . تفاوت بین موتورهای دوزمانه و چهار زمانه چیست ؟ بیشتر اره های زنجیری و قایق های موتوری از موتورهای دوزمانه استفاده می کنند . یک موتور دو زمانه سوپاپ متحرک ندارد و هر وقت که پیستون به نقطه مرگ بالا در سیکل میرسد ، شمع جرقه می زند. یک سوراخ در قسمت پایین بدنه سیلندر وجود دارد که اجازه ورود هوا و سوخت را می دهد .همانطور که پیستون به سمت بالا حرکت می کند مخلوط هوا و سوخت متراکم می شود و جرقه شمع باعث مشتعل شدن آن و در نتیجه موجب احتراق می شود. در موتورهای دو زمانه باید بنزین را با روغن مخلوط کنید زیرا سوراخ های موجود در بدنه سیلندر مانع استفاده از رینگ برای آب بندی محفظه احتراق می شود . به طور کلی یک موتور دو زمانه انرژی زیادی نسبت به یک موتور چهار زمانه هم اندازه خود تولید می کند زیرا در هر دور میل لنگ یک کورس انبساط داریم به هر حال یک موتور دو زمانه بنزین و روغن بیشتری می سوازند بنابراین آلودگی بیشتری نیز دارد . برای جزئیات بیشتر به طرز کار موتورهای دیزل مراجعه کنید . مزایای موتورهای بخار نسبت به موتورهای احتراق داخلی چیست ؟ مزیت اصلی موتورهای بخار این است که هر چیزی را می تواند به عنوان سوخت بسوزاند . برای مثال : یک موتور بخار می تواند از زغال سنگ ،روزنامه و چوب به عنوان سوخت استفاده کند در حالیکه موتور های احتراق داخلی نیاز به یک سوخت مایع خالص و با کیفیت بالا یا یک سوخت گازی دارد .برای جزئیات بیشتر به طرز کار موتورهای بخار مراجعه کنید . آیا سیکل دیگری علاوه بر سیکل اتو وجود دارد که در موتور خودرو استفاده شود ؟ سیکل موتورهای دوزمانه و همچنین سیکل موتورهای دیزل که در بالا بحث شد متفاوت است. موتوری که در مزدا Millenia استفاده شده یک سیکل اصلاح شده از سیکل اتو است که سیکل Millerنامیده می شود و موتورهای توربینی گازی نیز از سیکل برایتون استفاده می کند. موتورهای روتوری وانکل نیز از سیکل اتو استفاده می کنند اما راه کار های آن کاملا متفاوت با موتورهای چهار زمانه پیستونی است . چرا بعضی خودرو ها 8 سیلندر در یک موتور دارند ؟چرا آنها از یک سیلندر بزرگ با حجم مساوی به جای هشت سیلندر استفاده نمی کنند ؟ دو دلیل برای اینکه در یک موتور با حجم چهار لیتر از هشت سیلندر نیم لیتری به جای یک سیلندر بزرگ چهار لیتری استفاده می شود ،وجود دارد .دلیل اصلی نرم کار کردن آن است یک موتور هشت سیلندر خیلی نرم کار می کند زیرا هشت فضای انفجار به جای یک فضای انفجاری بزرگ دارد .دلیل دیگر شروع گشتاور است .وقتی یک موتور هشت سیلندر را استارت می زنید دو سیلندر (یک لیتر) در کورس تراکم قرار دارد اما در یک سیلندر بزرگ در یک لحظه باید چهار لیتر به جای یک لیتر متراکم شود .
خودروهای هيبريدی (Hybrid Vehicles)
امروزه با توجه به آلودگيهاي ناشي از خودروها و محدوديتهاي سوخت فسيلي، كارخانههاي خودروسازي گام مهمي در مقابله با اين امر برداشتهاند كه از جمله آنها می توان به خودروهاي هيبریدي (Hybrid Vehicle)، تکنولوژی پيل سوختي (Fuel Cell)، موتورهای با پاشش مستقيم بنزيني (GDI)، موتورهاي HCCI و خودروهاي دو گانه سوز (Bifuel) اشاره کرد. بازده بالا، آلايندگي كم، مسافت قابل پيمايش بالا، ايمني مطلوب و قيمت قابل رقابت با خودروهاي متداول از جمله ويژگيهاي حائز اهميت برای خودروهای هيبريدی است. بسياری از خودروسازان بزرگ مبادرت به توليد اين خودروها در سطحی گسترده نمودهاند. در اين قسمت به شمای كلي از نحوه عملکرد، حالتهای كاركردی، مزايا، معايب و تقسيمبندی سيستمهاي مختلف خودروي هيبريدي خواهيم پرداخت.
يك مهندس آمريكائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 يك ماشين هيبريدی ساخت كه قادر بود در طي 10 ثانيه تا 25 مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبی از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدی شناخته ميشود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتور های احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پايين بودن قیمت سوخت های فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد. در پي بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال 1990 که كار اصولی با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند. امروزه خودروهاي هيبريدی مورد توجه كمپانيهای بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله ميتوان به شركتهايی مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشی، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدی چشمگير بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپانی تويوتا به فروش رسيده است. · ویژگیها خودروهاي هيبريدی، نوع تعميم يافته خودروهاي برقی خالص ميباشند كه معايب خودروهاي برقي خالص تا حدود زيادی در آنها برطرف گرديده است و مي توان گفت معايب خودروهای احتراق داخلی نيز تا حدودی در آنها برطرف شده است. از مزايای مهم اين خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، كاركرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطة بهينه خود كار می كنند كه اين امر باعث بالا رفتن بازده موتور و كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت می گردد و ديگر اينكه به هنگام ترمزگيری و يا شتاب منفی، انرژی به صورت الكتريكی در باتری ها ذخيره می شود و همين امر باعث كاركرد كمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتيجه منجر به كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت میگردد. به عنوان مثال تويوتا پريوس (Toyota Prius) با موتور ۴سيلندر۱۵00سی سی مصرف سوختی معادل ۲/۴ ليتر در ۱۰۰ کيلومتر دارد. مزیت دیگر اين خودروها نسبت به خودروی برقی خالص، قابليت پيمودن مسيرهای طولانی در هر بار شارژ كردن باتری ميباشد. سيستمهاي ذخيره سازي انرژي : خودروهای هيبريدی از ساختارهاي مختلفی برخوردارند. اما الزاما يك خودروی هيبريدی از يك سيستم ذخير ساز انرژی، يك واحد توليد قدرت و يك سيستم انتقال قدرت تشكيل شده است. انتخابهای اوليه برای سيستم ذخيره ساز انرژی باطريها، خازنها و فلايويلها هستند. اگر چه باطريها عمدهترين انتخاب در اين زمينه ميباشند اما تحقيق بر روی زمينههای ديگر ذخيرهسازی انرژی آغاز شده است. باتری ها، بدلیل ارزان و تجاری بودن و نداشتن قسمتهای متحرک اولين وسيله ذخيره انرژی و همانطور که گفته شد متداولترين است اما بزرگترین عیب شان عمر كوتاه آنها می باشد. البته باطريها با تكنولوژی جديد بسيار گران ميباشند و امروزه تعداد زيادي از باطريهاي جديد در حال توسعه هستند.
انواع خودروهاي هيبريدي : با توجه به ساختار كنترلی و طريقه اتصال اجزاء به يكديگر، خودروهای هيبريدی به سه نوع سری، موازی و سری- موازی تقسيمبندی ميشوند. سيستم هيبريدي سري : در اين دسته از خودروها موتور احتراق داخلی يك ژنراتور را ميچرخاند و اين ژنراتور، هم باطری را شارژ می كند و هم يك موتور الكتريكي را به حركت درميآورد و بدین صورت انتقال قدرت صورت می گيرد. در اين ساختار موتور احتراقی مستقيم به سيستم انتقال قدرت وصل نمی شود. اين سيستم به خاطر اين سری ناميده می شود كه قدرت، به صورت سری به چرخها منتقل ميگردد و از آن برای رانش موتورهای با قدرت كم و با رنج كاركرد بهينه استفاده می شود.
سيستم هيبريدی موازی : در اين نوع سيستم، موتور احتراقي و موتور الكتريكی به صورت موازی چرخها را به حركت درمی آورند. در اين سيستم موتور الكتريكی توسط باطری و موتور احتراقي توسط منبع سوخت فسيلي مستقيما تغذيه می گردند. در اين حالت ژنراتور حذف شده و باطری با تغيير حالت موتور الكتريكی به ژنراتور شارژ می گردد. از آنجائيكه این سيستم فقط يك موتور دارد موتور الكتريكي نمیتواند همزمان هم باطری را شارژ كند و هم باعث رانش چرخها گردد. يك تصوير ساده از اين سيستم در ذيل نشان داده شده است.
سيستم هيبريدی سری ـ موازی: اين طرح بگونه ای است كه میتوان از آن در شرايط مختلف به صورت هيبريد سري يا موازي استفاده نمود. در اين سيستم با بهرهگيری از فنآوری پيشرفته امكان استفاده از سيستم احتراقي و سيستم الكتريكي بطور جداگانه و همزمان وجود دارد. به اين ترتيب در مواقع شهری كاملا الكتريكی و بدون آلودگی و در سرعتهای بالا و در محدوده برون شهری می تواند بطور مستقل احتراقی و يا تركيبی از دو سيستم باشد. در مواقعي چون شتابگيری سريع، هر دو سيستم با هم عمل میكنند. چنين ايدهای فقط بكمك يك فنآوری مدرن در يك خودرو سواری قابل اجراست. معمولا چنين سيستمهايی از نوع تركيبی هستند و با بهرهگيری از يك استراتژی كنترلی مناسب عملا همراه با فراهم آوردن عملكرد مناسب، سطح شارژ باطريها نيز در حد خوبی نگهداری می شود بدين ترتيب اين خودرو می تواند چه در شهر و چه در جاده به يك خودروي متداول تبديل گردد. در اين سيستم دو موتور الكتريكي وجود دارد كه بسته به شرايط ميتواند تركيبی از آنها به كار آيند و قابليت تبديل به ژنراتور را نيز دارند. اين سيستم در خودرو Prius و Estima شرکت تويوتا استفاده شده است. منبع:سایپامشخصات فنی زانتیا
مشخصات فني سوناتا
[ موتور ] [ گیربکس]
[ جلوبندي، فرمان و مكانيزم ترمز ]
[ رينگ و لاستيك ] [ سيستم حفاظتي ]
[ صندلي ها ]
[ سيستم روشنايي ] [ سيستم صوتي] ورودی USB و AUX
[ تهويه مطبوع ]
[ تجهيزات و امكانات ]
منبع:عبارت اسب بخار توسط جیمز وات(١۸١٩- ١۷٣۶) ابداع شد. بیشتر شهرت او به خاطر کارهایش برای بهبود ماشین بخار است.همچنین ما هر وقت از لامپ های ١۰۰ واتی حرف می زنیم به یاد او می افتیم.
داستان از آن جا شروع شد که وات در یک معدن زغال سنگ با اسب هایی که زغال سنگ بلند می کردند کار می کرد و راهی می خواست تا بتواند در باره ی توان هر یک از این اسب ها صحبت کند.او دریافت که به طور میانگین، یک اسب معدن می تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٣۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد.سپس او این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ٣٣۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٤۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد.این یک واحد دلخواه بود که پس از گذشت قرن ها،امروزه در خودرو ها،ماشین ها ی چمن زنی ، اره برقی ها و در بعضی جارو برقی ها به کار می رود. مفهوم اسب بخار این است: به نظر وات،یک اسب می تواند در هر دقیقه ٣٣۰۰۰ پوند-فوت کار انجام دهد.پس اسبی را در نظر بگیرید که مانند شکل بالا در حال بالا کشیدن زغال از معدن است.اسبی که یک اسب بخار توان دارد می تواند ٣٣۰ پوند(١۵۰ کیلوگرم) زغال را در مدت یک دقیقه ١۰۰ فوت(٣۰ متر) بالا بکشد.و یا ٣٣ پوند(١۵ کیلوگرم) را در یک دقیقه ١۰۰۰ فوت(٣۰۰ متر) و... شما می توانید ترکیب های متفاوتی از وزن و جابه جایی در یک دقیقه را در نظر بگیرید و تا زمانی که حاصل ضرب آنها ٣٣۰۰۰ شود،یک اسب بخار خواهید داشت. ممکن است فکر کنید نمی توان ٣٣۰۰۰ پوند(١۵ تن) زغال را در یک سطل ریخت و از اسب خواست آن را در مدت یک دقیقه،١ فوت (٣۰ سانتی متر) جا به جا کند چون اسب نمی تواند چنین بار سنگینی را تکان دهد.همچنین ممکن است فکر کنید نمی توان ١ پوند(٤۵۰ گرم) زغال را در یک سطل گذاشت و از اسب خواست در مدت یک دقیقه آن را ٣٣۰۰۰ فوت(١۰ کیلومتر) جا به جا کند،زیرا در این حالت سرعت اسب باید ٣۷۵ مایل در ساعت(۶۰٣ کیلومتر در ساعت) باشد که ممکن نیست.اگر مطلب قرقره و طناب چگونه کار می کند را خوانده باشید،می دانید که با یک مجموعه از قرقره ها می توان نسبت جا به جایی و وزن را عوض کرد.پس می توان آرایشی از قرقره ها را درست کرد به نحوی که با سرعت و بار مناسب اسب هماهنگ باشد و مهم نیست چه باری در سطل است. اسب بخار می تواند به واحد های دیگر هم تبدیل شود: ●یک اسب بخار برابر با ۷٤۶ وات است.پس اگر یک اسب را به چرخی وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می توان مولد برقی را به کار انداخت که ۷٤۶ وات توان تولید می کند. ●انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر ۲۵٤۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند آب به اندازه ی یک درجه ی فارنهایت است. ●یک BTU برابر ١۰۵۵ ژول،یا ۲۵۲ گرم-کالری ویا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است.یک اسب احتمالا ۶٤١ کالری غذایی را در یک ساعت می سوزاند.
اندازه گیری اسب بخار: اگر بخواهید توان یک موتور را بدانید،باید موتور را به یک توان سنج (Dynamometer) وصل کنید. توان سنج باری را روی موتور قرار می دهد و توانی را که موتور در برابر بار تولید می کند را اندازه می گیرد. ایده ی طرز کار توان سنج را می توان به این صورت درک کرد:تصور کنید موتوری را روشن کردید.و بدون آنکه باری روی آن باشد پدال گاز را فشار می دهید.در این جالت موتور آن قدر سریع می چرخد که از هم می پاشد. که این مناسب نیست بنابراین با یک توان سنج باری را بر موتور قرار می دهید و باری را که موتور در دور های مختلف می تواند تحمل کند را اندازه می گیرید.باید توان سنجی را به موتور وصل کنید،گاز دهید و با توان سنج بار روی موتور را تغییر دهید تا دور موتور مثلا روی ۷۰۰۰ دور بر دقیقه ثابت بماند.و در این دور،باری را که موتور می تواند تحمل کند را ثبت می کنید. سپس بار را زیاد تر کنید تا دور موتور مثلا به ۶۵۰۰ کاهش یابد و دوباره بار متناظر با این دور را ثبت کنید.و به همین ترتیب ادامه دهید.همچنین می توانید همین کارها را از ۵۰۰ و ١۰۰۰ دور به بالا انجام دهید.چیزی که توان سنج اندازه می گیرد در واقع گشتاور پیچشی است و برای تبدیل آن به اسب بخار باید گشتاور را در دور موتور ضرب کنید. رسم نمودار توان: اگر نمودار توان یک موتور( بر حسب اسب بخار) در برابر دور موتور را رسم کنید ،چیزی که در نهایت به دست می آید منحنی توان موتور است.یک نمونه منحنی توان یک موتور با عملکرد بالا شبیه نمودار زیر است.(این منحنی مربوط به موتور ٣۰۰ اسب بخاری میتسوبیشی دو توربوشارژره است)
چنین نموداری نشان می دهد که هر موتوری یک توان بیشینه دارد.(دور موتوری که در آن توان خروجی موتور بیشینه است).همچنین یک موتوردر یک دور خاص،گشتاور بیشینه ای دارد.شما معمولا چنین چیزی را در مجلات و نشریات می بینید: rpm ۶۵۰۰ hp@٣۲۰ ، rpm۵۰۰۰lb-ft@ ۲٩۰ (مربوط به 1999 Shelby Series 1) وقتی می گویند موتوری گشتاورآخر پایینی دارد یعنی بیشینه ی گشتاور در دور موتورهای نسبتا پایین(مثلا ۲۰۰۰ یا ٣۰۰۰ دور) رخ می دهد. چیز دیگری که در منحنی توان یک خودرو دیده می شود جایی است که توان بیشینه رخ می دهد.وقتی سعی می کنید به سرعت شتاب بگیرید می خواهید موتور را نزدیک توان بیشینه نگه دارید و به همین خاطر دنده را کم می کنید تا دور موتور زیاد شود و به توان بیشینه نزدیک شوید.وقتی می خواهید از پشت چراغ قرمز شروع به حرکت کنید گاز می دهید تا دور موتور بالا رود و به توان بیشینه نزدیک شوید آنگاه کلاچ را رها می کنید تا توان زیادی به چرخ ها منتقل شود. توان در خودرو هایی با عملکرد بالا: خودرویی با عملکرد بالا نامیده می شود که نسبت به وزنش توان زیادی داشته باشد.هرچه وزن بیشتر باشد توان بیشتری برای شتاب دادن به خودرو لازم است.برای توان مشخصی باید وزن را کاهش داد تا شتاب زیاد تر شود. جدول زیر توان و وزن چند خودرو با عملکرد بالا (و یک خودرو با عملکرد پایین)را نشان می دهد.در این جدول می توانید توان بیشینه،وزن،نسبت توان به وزن،زمان لازم برای رسیدن سرعت از صفر به ۶۰ مایل در ساعت(٩۷ کیلومتر در ساعت) و قیمت خودرو را ببینید.
می توانید رابطه ی واضحی بین نسبت توان به وزن و زمان صفر تا ۶۰ خودرو ببینید.معمولا نسبت بیشتر نشان دهنده ی خودرو ی سریع تر است.جالب است که رابطه ی کمتری بین سرعت و قیمت خودرو وجود دارد.به نظر می رسد دوج وایپردر این جدول قیمت خوبی دارد! اگر خودروی سریع تری می خواهید در واقع نسبت توان به وزن بیشتری می خواهید پس اولین کار خالی کردن صندوق عقب است.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||












