میل کنگ

مقدمه

برای آنکه تصوری از شکل فضایی میل لنگ داشته باشید. یک فیلتر دستی را تصور کنید. که قسمت دستگیره آن همان لنگ و طرفین آن (که در یک راستا قرار داند) تکیه گاههای میل لنگ می‌باشند. تعداد لنگ‌های میل لنگ متناسب با تعداد سیلندرهای یک موتور است. بدین شکل که پیستون قرار گرفته در داخل هر سیلندر به یکی از لنگهای میل لنگ متصل می‌گردد. البته این حالت در موتورهای پیستونی که سیلندرهای آنها به شکل ردیفی قرار گرفته‌اند صادق است. <br><br>در موتورهای پیستونی V شکل (موتورهای خورجینی) تعداد لنگ‌های میل لنگ معمولا 2/1 تعداد سیلندرهای موتور است. و به هر لنگ دو پیستون متصل می‌گردد. هدف از استفاده از میل لنگ در موتور اینست که حرکت دورانی تولید گردد. برای مثال همان فیلتر دستی را در نظر بگیرید. در حالیکه که دستگیره فیلتر با استفاده از دست چرخانده می‌شود. در این حالت دستگیره یک مسیر دایره‌ای شکل طی می‌کند. در حالیکه نوک‌ متر در سر جایش در محل ایجاد سوراخ باقی مانده است و تنها در آنجا چرخش می‌کند (دستگیره بر روی محیط دایره سیر می‌کند و نوک متر در مرکز دایره قرار دارد.). <br><br>در موتورهای پیستونی می‌توان نیروی پیستون را به نیروی دست تشبیه کرد که باعث به حرکت در آوردن قسمت لنگ می‌شود (البته اینکار به کمک شاتون انجام می‌پذیرد). هر چند که حرکت پیستون به شکل رفت و برگشتی است، لیکن به علت چرخش قسمت لنگ در میان سر بزرگ شاتون این حرکت به شکل چرخشی در می‌آید و در نهایت ما چرخش مطلوب خوبی را از سر میل لنگ می‌گیریم که می‌توان آنرا به نوک فیلتر تشبیه کرد.

ساختمان میل لنگ

اغلب میل لنگ‌ها از جنس فولاد با کربن متوسط یا آلیاژ فولاد در ترکیب با فلزات کروم و نیکل و به رویش آهنگری ساخته می‌شود. البته در تعداد معدودی از موتورهای چند سیلندره که با دورهای بالا کار می‌کند میل لنگ را با استفاده از روش ریخته گری می‌سازند که در مواد آن نسبتا مقادیر زیادی از کربن و مس را بکار می‌برند. اجزای میل لنگ از محورهای اصلی ، لنگ‌ها یا محورهای اصلی لنگ ، بازوهای لنگ ، و وزنه‌های تعادل تشکیل شده است.

لنگ‌ها

لنگ‌ها قسمت‌هایی از میل لنگ می‌باشند که بر روی خط محور اصلی میل لنگ قرار نگرفته‌اند (مثل دستگیره چتر) و انتهای بزگ شاتون به آنها متصل می‌گردد. تعداد لنگ‌ها در موتورهای ردیفی برابر با تعداد سیلندرهای و در موتورهای V شکل نصف تعداد سیلندرها است.

محورهای اصلی

محورهایی از میل لنگ می‌باشد که با خط محوری اصلی میل لنگ هم مرکز می‌باشند این محورها در محفظه میل لنگ درون یا تاقانون‌های ثابت قرار گرفته و با اتکا به آنها می‌چرخند هر یاتاقان ثابت از دو نیمه یا تاقان تشکیل شده است. که نیمه بالایی آن که نیمه ثابت نامیده می‌شود. با بدنه موتور و در محفظه میل لنگ بصورت یکپارچه ریخته گری شده است و نیمه پایینی بوسیله دو عدد پیچ و مهره در نیمه بالایی متصل می‌گردد. غالبا تعداد محورهای اصلی میل لنگ در موتورهای مختلف (حتی با تعداد سیلندرهای برابر) فرق می‌کند.

بازوهای لنگ

قسمت‌هایی از میل لنگ می‌باشند که محورهای اصلی میل لنگ را به لنگ‌ها وصل می‌کنند البته بازوهای لنگ با وزنه‌های تعادل (که در پی خواهد آمد) بصورت یکپارچه هستند.

وزنه‌های تعادل

در وزنه‌های تعادل به منظور ایجاد تعادل در برابر نیروهای پیستون و شاتون استفاده می‌شود وزنه‌های تعادل در مقابل لنگ‌ها قرار می‌گیرند.

انواع میل لنگ

میل لنگ‌ها را می‌توان براساس تعداد لنگهایشان یا محورهای اصلی و غیره طبقه بندی کرد اما اصولا برای میل لنگ‌ها طبقه بندی خاصی وجود ندارد و تفاوت‌های آنان و به نحوه استفاده و هدف از ساخت آنها بر می‌گردد آنچنانکه اندازه میل لنگ ، تعداد محورهای اصلی، تعدا لنگها و طرز قرار گرفتن لنگ‌ها بر روی میل لنگ همگی به نوع ، اندازه و دور موتور ، موتور مورد نظر بستگی دارد.

سایر متعلقات

به قسمت جلو میل لنگ چرخ دنده‌ای متصل است که معمولا چرخ دنده ، میل بادامک و یا سایر چرخ دنده‌های مورد لزوم را به حرکت در می‌آورد. در جلو این چرخ دنده یک پولی قرار می‌گیرد که برای به حرکت در آوردن ژنراتور (یا آلترناتور) و پمپ آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. و در انتهای پشتی میل لنگ صفحه‌ای وجود دارد که فلایویل را بوسیله پیچ بر روی آن نصب می‌کنند.

anti-lock braking system

مکان ترمز های ضد قفل

در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.

 بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل:

تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.

ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.

در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد:

● حسگر های سرعت

●پمپ

●سوپاپ ها

●کنترل کننده

 

پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل

حسگرهای سرعت:

سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند

سوپاپ ها:

در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:

●در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد

●در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند

●در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند

پمپ:

چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند

 کنترل کننده:

کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.

 ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن:

انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم.

کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد  قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند.

کنترل کننده  می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ  افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع  وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد.

وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که  به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند.

انواع ترمزهای ضد قفل:

ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز به کار رفته بستگی دارد.ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها(تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگر های سرعت اشاره می کنیم:

●ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت:این بهترین طراحی است که در آن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد با این روش کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود.

●سه کانال و سه حسگر:این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای  دو چرخ عقب فقط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد.حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد.

در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخ های عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل می کنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخهای عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

●یک کانال و یک حسگر:این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد

 این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل هر دو قفل می کنند.در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود.

این سیستم به سادگی قابل تشخیص است.معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصالT شکل به دو چرخ عقب وصل می شود.شما می توانید حسگر های سرعت را با مشاهده ی  اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید

کنترل موتور جت و نشان دهنده های آن

مقدمهدر این مقاله, پس از بررسی سیستم روغنکاری موتورهای جت در شماره پیشین, به معرفی سیستم کنترل موتور جت پرداخته و قسمت های مختلف آنرا بررسی خواهیم نمود. کنترل موتور جت معمولاً با استفاده از یک اهرم کنترل کننده و مشاهده و چک کردن نشان دهنده های مخصوصی که در روی صفحه نشاندهنده ها مقابل خلبان نصب شده اند، انجام می گیرد. کار این اهرم که آن را اهرم کنترل (Control Lever)، اهرم قدرت (Power Lever) و یا دسته گاز (Throttle Lever) می نامند، انتخاب جریان سوخت و دور موتور است، تا نیروی جلو برنده مناسبی توسط موتور تولید شود.
در موتور جت ملخدار این اهرم به واحد کنترل ملخ متصل بوده و علاوه بر کنترل سیستم سوخت، بر روی این واحد اثر گذارده و ملخ را نیز کنترل می کند.
سیستم سوخت مجهز به یک شیر مسدود کننده (Shut-Off Cock) است که در موقع روشن کردن موتور باید راه سوخت را باز و در زمان خاموش کردن، جریان سوخت را مسدود نماید، این شیر ممکن است دارای یک اهرم جداگانه بوده و یا متصل به دسته گاز باشد.

کارآیی یک موتور و نحوه کار کردن سیستم های موجود در آن توسط نشان دهنده هایی مشخص می شود. اگر چه بر حسب هواپیما و موتور آن سیستم ها و نشان دهنده های مربوط به آن فرق می کند، ولی معمولاً مهمترین نشان دهنده هایی که به منظور کنترل موتور جت توربین دار استفاده می شود عبارتند از :

1- نشان دهنده نیروی جلوبرنده (Thrust Meter) این نشان دهنده ممکن است اندازه گیرنده فشار گازهای خروجی از لوله اگزوز بوده و یا اینکه تعیین کننده نسبت فشار گازها در لوله اگزوز به فشار هوای ورودی موتور باشد. هنگامیکه از نشان دهنده نوع اول استفاده می شود لازم است تغییرات فشار هوای ورودی را در نظر گرفته و بر اساس آن اصلاحیه ای انجام گیرد.
نوع دوم به نشان دهنده نسبت فشار موتور (Pressure Ratio Engine) یا (E.P.R) معروف است. برای تعیین فشار گازها در لوله اگزوز و همچنین فشار هوای ورودی به کمپرسور، از لوله های پیتو (Pitot Tubes) استفاده می شود. این لوله ها فشار موجود در این نقاط را حس کرده و مستقیماً به نشان دهنده منتقل می کنند و یا اینکه توسط انتقال دهنده فشار، بصورت یک جریان الکتریکی به نشان دهنده می فرستند. هرگاه نشان دهنده از نوع اول، یعنی تعیین کننده فشار گازها در لوله اگزوز باشد، می توان گفت که یک فشارسنج بوده و صفحه مدرج آن بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) یا اینچ جیوه درجه بندی شده است.

2- ترکمتر (Torque meter)این نشان دهنده قدرت موتورهای جت ملخ دار را تعیین می کند. نیروی پیچشی موتور (Engine Torque) که در موقع چرخش ملخ تولید می شود، متناسب است با قدرت تولیدی موتور که توسط محور آن، ملخ می چرخد. این نیروی پیچشی که توسط دنده های کاهنده دور (Reduction Gear) حس می شود، به این نشان دهنده منتقل شده و بدین ترتیب قدرت موتور مشخص می شود. سیستم ترکمتر علاوه بر نشان دادن قدرت موتور، در صورتی که اشکالی برای موتور پیش آید، می تواند بطور اتوماتیک سیستم فدرکن ملخ (Feathering System) را بکار اندازد. در بعضی موارد این سیستم به طور اتوماتیک با سیستم تزریق آب (Water Injection System) همکاری می کند، به طوری که برحسب قدرت موتور مقدار مایع خنک کننده را تعیین می نماید.

3- نشان دهنده دور موتور(Engine Speed Indicator)
برای نشان دادن دور موتور، از یک ژنراتور کوچک استفاده می شود که با موتور درگیر بوده و با آن می چرخد. در اثر چرخش محور این ژنراتور، جریان برقی تولید می شود (متناسب با دور) که با انتقال به یک نشان دهنده می توان دور موتور را تعیین نمود. این نشان دهنده، دور حقیقی موتور در دقیقه (RPM) یا درصد ماکزیمم دور را مشخص می کند.

4- نشان دهنده درجه حرارت گازهای توربین (T.G.T Gage)
در موقع کار کردن یک موتور، دانستن درجه حرارت گازهای خروجی از توربین ضروری می باشد. بعلت بیش از حد داغ بودن گازهای ورودی به توربین و متفاوت بودن نحوه افت درجه حرارت گازها در حین عبور از آن، معمولاً درجه حرارت گازهای خروجی توربین را اندازه می گیرند.
این نشان دهنده که به طور اختصار(T.G.T Gage) نامیده می شود، ممکن است با اسامی دیگری از قبیل نشان دهنده درجه حرارت گازهای اگزوز (E.G.T) و نشان دهنده حرارت لوله اگزوز (J.P.T) یا ( Jet Pipe Temperature) نیز معرفی شود. برای نشان دادن درجه حرارت گازها از تعدادی ترموکوپل استفاده می شود، که در مسیر جریان گازها قرار می دهند. میله(probe) هر ترموکوپل شامل دو وایر از جنس های متفاوت بوده که معمولاً از آلیاژ نیکل- کرم و نیکل- آلومینیوم است. این میله و وایرهای داخل آن تحت تأثیر حرارت قرار گرفته و به صورت یک جریان الکتریکی به نشان دهنده منتقل می گردد. این نشان دهنده بر حسب درجه سانتیگراد حرارت را نشان می دهد.

چون در شرایط مختلف پروازی درجه حرارت هوای ورودی تغییر می کند، لذا علاوه بر قراردادن این ترموکوپل ها در محل عبور گازها در لوله اگزوز، درجه حرارت هوای ورودی نیز توسط ترموکوپل اندازه گیری می شود تا ضمن در نظر گرفتن هوای ورودی، حرارت گازها توسط نشان دهنده تعیین شود.

5- نشان دهنده حرارت و فشار روغندرجه حرارت و فشار روغن به صورت الکتریکی به سوی نشان دهنده های مربوطه فرستاده می شود. نشان دهنده درجه حرارت روغن، مشخص کننده میزان خنکی روغن در موقع استفاده از آن در موتور بوده و بر حسب درجه سانتیگراد درجه-بندی شده است. نشان دهنده فشار روغن گویای مقدار روغن و فشار آن در سیستم روغن کاری می باشد که بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) درجه بندی شده است. در بعضی از نشان دهنده های فشار روغن، از رنگهای مختلف استفاده می شده وتوسط آنها فشار زیاد، نرمال و کم روغن مشخص می شود.

6- نشان دهنده های حرارت و فشار سوختاین نشان دهنده ها مانند نشان دهنده های حرارت و فشار روغن به وسیله سیگنال های الکتریکی کار می کنند. نشان دهنده فشار سوخت، تعیین کننده فشار سوختی است که در سیستم سوخت فشار کم تولید می شود. نشان دهنده حرارت سوخت، با مشخص کردن درجه حرارت سوخت در سیستم فشار کم گویای مناسب یا نامناسب بودن حرارت آن جهت سوختن در محفظه های احتراق است. این نشان دهنده نیز مانند نشان دهنده های حرارت و فشار روغن، حرارت را بر حسب سانتیگراد و فشار را بر حسب پوند بر اینچ مربع نشان می دهد.

7- نشان دهنده جریان و مصرف سوخت(Fuel Flow Meter)
گرچه ممکن است میزان مصرف سوخت برای یک پرواز معین در بین موتورهای مشابه به مقدار خیلی جزئی با هم تفاوت داشته باشد، جریان سوخت می تواند گویای طرز کار موتور و مقدار مصرف سوخت در پرواز باشد. معمولاً هر سیستم سوخت در قسمت فشار کم دارای انتقال دهنده جریان و مصرف سوخت و یک نشان دهنده است که میزان مصرف سوخت را برحسب گالن، پوند یا کیلوگرم در ساعت نشان می دهد.

8- لرزه نگار(Vibration Indicator)موتور توربوجت معمولاً دارای لرزش خیلی کمی است، به طوری که هر تغییر لرزش به خاطر بد کارکردن موتور بدون استفاده از یک نشان دهنده محسوس نیست. بنابراین خیلی از موتورها مجهز به لرزه نگار هستند که به طور دائم میزان لرزندگی موتور را کنترل کرده و مشخص می کند. لرزه نگار یک نشان دهنده الکتریکی است که توسط یک انتقال دهنده لرزش، که در روی موتور نصب شده است و یک آمپلی فایر، سیگنال ها را دریافت کرده و نشان می دهد.

9- سیستم های اعلام خطر (Warning Systems)علاوه بر سیستم اعلام خطر آتش، موتورهای جت مجهز به سیستم های دیگری هستند که به صورت سمعی یا بصری اعلام خطر می کنند. این سیستم ها ممکن است به خاطر کم شدن فشار روغن و فشار سوخت، کم شدن درجه حرارت، لرزش یا بیش از حد داغ شدن قطعات موتور اعلام خطر کنند.
این کار توسط به کار افتادن زنگ، بوق و چراغ خطر انجام می شود و به خلبان هشدار می دهد که به نشان دهنده های وسط صفحه نشان دهنده ها توجه کند.

روشن کردن موتور جت(Jet Engine Starting)قبل از بکار انداختن یک موتور جت رعایت نکات ایمنی زیر الزامیست :
مجرای ورودی هوا در موتورهای جت، حجم بسیار زیادی از هوا را به داخل خود می کشد، در اثر این کار جریانی با سرعت زیاد نزدیک دهانه ورودی ایجاد شده و در فاصله معینی از جلوی موتور، این جریان هوا سبب از جاکندن و مکش مواد خارجی، قطعات، وسایل و یا حتی بدن انسان به داخل موتور می گردد. برای جلوگیری از این حوادث باید تا شعاع معینی در جلوی هواپیما از قرار دادن مواد و قطعاتی که به جایی متصل نیستند خودداری گردد.
قبل از روشن کردن موتور برای اطمینان از عدم وجود مواد و اشیای خارجی، داخل مجرای ورودی موتور باید بازدید شود. در موقع کار کردن موتور چون درجه حرارت گازهای خروجی از آن خیلی زیاد است تا فاصله معینی در عقب هواپیما این گازها قادر به سوزاندن و یا حتی ذوب کردن اشیائی است که در آن فاصله به صورت اتفاقی قرار دارند. بنابراین بایستی منطقه عقب هواپیما را از وجود هر چیزی که در اثر این حرارت آسیب می بیند پاک نگه داشت. موتورهای جت تولید صدای زیادی می-کنند که قادر به ایجاد کری موقت یا حتی دائم می شود. افرادی که با این موتورها کار می کنند باید از گوشی های مخصوص محافظ گوش استفاده کنند. موتورهای جت مجهز به سیستم های احتراق با توان الکتریکی بالا هستند، بنابراین تماس با این سیستم-ها و شمع های موتور جت سبب برق گرفتگی می شود. پس از خاموش کردن موتور درصورتی که تا آن زمان سیستم احتراق در حال کارکردن بوده باشد، قبل از تماس، باید از تخلیه خازن های موجود اطمینان داشت.
روشن کردن موتور جت احتیاج به یک سری کارهای معین دارد که به شرح زیر است:
ابتدا موتور باید با دور مشخصی بچرخد به طوری که کمپرسور آن بتواند هوای کافی مکیده و به داخل آن انتقال دهد. قبل از ورود سوخت به محفظه احتراق، باید سیستم احتراق به کار افتد. سوخت توسط اهرم قدرت کنترل می گردد. بالاخره، استارتر بایستی با موتور درگیر باشد تا زمانیکه موتور به دور خودکفایی برسد.
در اینجا به طور نمونه ترتیب روشن کردن یک موتور توربوجت بیان می گردد :
1- اهرم کنترل قدرت (دسته گاز) در وضعیت ((off یا بسته باشد.
2- سوئیچ اصلی باز یا در وضعیت (on) باشد.
3- شیر کنترل سوخت در وضعیت (on) یا(Normal) باشد.
4- سوئیچ پمپ کمکی سوخت (Fuel Booster Pump) در وضعیت (on) باشد.
5- سوئیچ استارتر در وضعیت(on)، در این حالت باید دور موتور و فشار روغن بالا رود که با مشاهده نشان دهنده دور و نشان دهنده فشار روغن اطمینان کسب می کنیم که این کار انجام می شود.
6- ما بین 10 تا 15 درصد دور، دسته گاز را تا وضعیت هرزگردی موتور جلو می بریم.
7- با مشاهده نشان دهنده های فشار یا جریان سوخت و درجه حرارت گازهای لوله اگزوز دقت کنیم که از حدود در نظر گرفته شده برای آنها تجاوز نکنیم.

خاموش کردن موتور (Engine Shutdown)در موتورهای جت توربین دار که قطعه معکوس کننده نیروی جلوبرنده هستند عقب کشیدن دسته گاز تا نقطه (off) جریان سوخت به موتور قطع شده و موتور خاموش می گردد. در موتورهایی که مجهز به این قطعه هستند علاوه بر عقب کشیدن دسته گاز (تا وضعیت هرزگردی) به منظور قطع جریان سوخت به موتور، از اهرم مسدودکننده جریان سوخت (Fuel Shutoff Lever) استفاده شده و موتور خاموش می گردد. قبل از خاموش کردن، حتی الامکان بهتر است که موتور خنک باشد. پس از قرار دادن دسته گاز و یا اهرم مسدود کننده سوخت در وضعیت (off)، پمپ کمکی سوخت هواپیما نیز باید در وضعیت (off) قرار گیرد.

منابع:

- JET AIRCRAFT POWER SYSTEM, JACK CASAMASSA & BENT

- THE JET ENGINE, ROLLS ROYCE, 1996

اولین اتومبیل ها

ماشین های بخار : اولین اتومبیل ها

(چاپ شده در مجله ی موتور

مقدمه
موتور بخار یک موتور احتراق خارجی است که از انرژی گرمایی موجود در بخار آب استفاده کرده و آن را به کار مکانیکی تبدیل می کند. موتور بخار به عنوان موتور اصلی پمپ ها و لکوموتیو ها, کشتی های بخار و تراکتور استفاده می شد و دلیل اصلی انقلاب صنعتی بود. توربین های بخار گونه ای از همان موتور بخار, همچنان به صورت گسترده به عنوان ژنراتور الکتریسیته مورد استفاده دارند اما مدل های قدیمی تر تقریباً به طور کامل با موتورهای درون سوز و موتورهای الکتریکی جایگزین شده اند. یک موتور بخار به قسمت جوشش نیازمند است تا آب را به جوش آورده و تولید بخار کند. گسترش بخار آب باعث اعمال نیرو به پیستون یا پره ی توربین می شود که حرکت آن موجب چرخیدن چرخ ها یا حرکت سایر اجزاء می گردد. یکی از محسنات موتور بخار این است که هر نوع منبع حرارتی می تواند در قسمت جوشش برای تولید بخار استفاده شود ولی مورد بسیار معمول, آتشی است که توسط چوب, ذغال یا سوخت و گرمای تولیدی در رآکتور هسته ای است.
اولین اتومبیل ها؛ ماشین های بخار:
در سال 1769 کاپیتان نیکولاس جوزف کاگنات که یک افسر فرانسوی بود اولین اتومبیل را ساخت که البته برای حمل و نقل اجزای توپخانه بود. اتومبیل بخار کاگنات یک سه چرخه بود که می توانست چهار اسلحه حمل کند. بیشترین سرعتش به 3.2 کیلومتر بر ساعت میرسید و باید هر 20 دقیقه توقف می کرد تا بخار جدید تولید کند. در 1825 سر گولد زوری گورنی اولین گاری بدون اسب را که به واسطه نیروی بخار کار می کرد, اختراع کرد.
این موفقیت بزرگی نبود اما گام بزرگی برای درک نحوه ی استفاده از بخار به عنوان نیروی مستقل بود. ماشین گورنی بیشتر به کالسکه شبیه بود که شش چرخ داشت که چهار چرخ آن وزن ماشین را تحمل میکردند و دو چرخ جلو به جای اسب استفاده می شدند و برای چرخیدن کالسکه بخار مورد استفاده قرار می گرفت.

سر گورنی بعدها موتور خود را طراحی دوباره کرد که تغییر مسیرش توسط موتور بود و به عنوان پسای گورنی نامیده می شد. در 1829 این اتومبیل از لندن تا بث را طی کرد گرچه در این اولین سفر اتومبیل, با درشکه ی پست بریستول تصادف کرد و بعدها مورد حمله ی راه زنان قرار گرفت و مجبور بود تحت حفاظت طی طریق کند. میانگین سرعت در سفرهای بین شهری 15 متر در ساعت بود و به عنوان اولین سفر طولانی انجام شده توسط یک ماشین مکانیکی دانسته شد. در سال 1806 موتور بخار گورنی در سیستم راکت جورج و رابرت استفاده شد که به سرعت 30 متر در ساعت نیز رسید که در آن زمان رکورد خوبی به حساب میآمد, در همان سال استفنسون که از کار گورنی خبر نداشت لکوموتیو بخار را ساخت که قبلاً توسط گورنی طراحی شده بود ولی در آن زمان به نام استفنسون ثبت اختراع شد و تلاش های گورنی برای ثابت کردن ادعای خود بی نتیجه بود. دلیل اصلی شهرت گورنی بیشتر بابت "نور آهک "وی بود, او سیستمی از هیدروژن و اکسیژن طراحی کرد که در آن حرارت بالا به یکباره توسط سوختن این دو عنصر تولید می شد. او این عملیات را روی ماده های متفاوت امتحان کرد و دریافت که نور خیره کننده ایجاد شده توسط آهک از همه بیشتر است. این نور, به نور آهک معروف شد و از فاصله 95 مایلی نیز قابل مشاهده بود. نور آهک مصارف زیادی در تئاتر پیدا کرد ولی شهرت گورنی مدیون استفاده از نور آهک در فانوس های دریایی بود.

در زیر متنی است از قول گورنی در مورد طراحی اش:
"تلاش من در زمینه موتورهای لکوموتیو و ابزار مرتبط با آن شامل یک ترتیب مرکزی و شناسایی قسمت های مهم لکوموتیوهای فشار بالا موتور بخار بود که این قسمت ها را به هم مربوط می ساخت و برای درشکه ها و کالسکه های مسافرتی مناسب می کرد, به همین دلیل برای سوق دادن آن به سوی حرکت در جاده های معمولی و بدون استفاده از اسب با سرعت مناسب که برای مسافران نیز مناسب باشد, آزمایش های زیادی انجام داده ام که در انتها به ترکیب موتور لکوموتیو با اتاق درشکه منجر شد که قابلیت تطابق خود با مسیرهای طولانی در جاده های موجود با حمل بار و مسافر را دارا بود. با این توصیف رقابت برای ساخت و توسعه موتورهای لکوموتیو ممکن است به ساخت مدل های کارآمدتر برای مسافران و مناسب تر برای جاده ها منتهی شود. تلاش قبلی افراد برای دستیابی به این مهم بی نتیجه مانده است ولی من موفق شدم به اصل تولید و چگونگی رسیدن به هدف مورد نظر دست یابم. "
نیکو لاس جوزف کاگنات (25 سپتامبر 1725-2 اکتبر 1804) مخترع فرانسوی بود که به عنوان اولین سازنده ی اتومبیل شناخته شده است.کاگنات متولد وید لورین بود, او به عنوان مهندس ارتش فعالیت خود را آغاز کرد و تجربه های خود را از کار کردن با مدل های موتور بخار در ماشین های ارتشی به دست آورد که برای حمل و نقل توپ های نظامی به کار برده می شد.کاگنات اولین کسی بود که استفاده از نیروی بخار برای جلو عقب بردن پیستون را پیشنهاد داد, که در سال 1769 بر روی واگن بخار مورد استفاده قرار گرفت.

سال بعد وی مدل پیشرفته تری از آن را عرضه کرد, گفته می شود ماشین وی قابلیت کشش 4 تن و حرکت با سرعت 4 کیلومتر در ساعت را داشت, این ماشین سنگین دارای دو چرخ در قسمت عقبی و یکی در جلو بود که به موتور بخار وصل و قابل کنترل بود, در سال 1771 اتومبیل وی با دیوار تصادف کرد که این تصادف اولین تصادف یک ماشین شناخته شد. بعدها در سال 1772 پادشاه لوئیس برای کاگنات مبلغی در حدود 600 فرانس در سال برای اختراعاتش در نظر گرفت. در انقلاب فرانسه کاگنات مجبور به ترک فرانسه و زندگی فقیرانه در بروکسل شد, گرچه بعدها دوباره به دعوت ناپلئون بنا پارت به فرانسه باز گشت و همان جا دار فانی را وداع گفت.

اتومبیلی که ما می شناسیم در یک روز و توسط یک نفر ساخته نشد این تاریخ از اتومبیل ها نشان دهنده ی انقلابی است که در صنعت و مکانیک روی داد :
• اتومبیل کاگنات توسط یک مهندس فرانسوی پیشرفته تر شد, onesipher pecqueur, که برای موتورش تعویض دنده تعریف کرد.
• در 1789 ثبت اختراع امریکا برای وسیله نقلیه ی زمینی با قدرت بخار به نام الیور ایوانز صورت گرفت.
• در 1801 ریچارد ترویسیک اولین اتومبیل بخار را در انگلستان ساخت.
• 1820 تا 1840 اوج استفاده از وسیله نقلیه های بخار در انگلستان بود.
• ساخت تراکتور های بخار توسط چارلز دیتز مسافران را بین پاریس و بوردکس انتقال می داد.
• بین سالهای 1860 تا 1880 شمار بسیاری از اتومبیل های بخار توسط مخترعین گوناگون از جمله هریسون دایر, جوزف دیکسون, رافوس پورتر و ویلیام تی جیمز ساخته شد.
• امدئی بولی اتومبیل پیشرفته ای با موتور بخار در سالهای 1873 تا 1883 ساخت که در آن از سیستمهای جلو بندی موتور, محور مرکزی, چرخش چرخ ها در حالت عمودی محور استفاده کرد و قسمت جوشش را در سمت عقب, پشت قسمت مسافران قرار داد.
• در 1871 دکتر جی دبلیو کارهارت پروفسور فیزیک در دانشگاه وینکونسین و کمپانی جی آی کیس با هم اتومبیل بخاری ساختند که مسابقه 200 مایلی را برد.

معرفی توربوشارژر و کاربردهای آن

مقدمه
در این مقاله به معرفی توربوشارژر و بررسی اصول عملکرد آن در موتورهای دیزلی و هواپیما پرداخته خواهد شد. درک صحیح عملکرد توربوشارژرها مستلزم شناخت طرز کار موتورهای چهار زمانه می باشد. لذا ابتدا بطور خلاصه عملکرد موتورهای دیزلی را ارائه کرده و کاربرد توربوشارژر را بررسی می نماییم.

معرفی توربوشارژرها و نحوه عملکرد آنهااستفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های افزایش بازده در موتورهای توربین گازی می باشد. به منظور درک صحیح از نحوه عملکرد توربوشارژرها می بایستی ابتدا طرز کار موتور اتومبیل های مدرن را بررسی کنیم. این موتورها با نام مرسوم چهار زمانه شناخته شده و در هر چرخه کاری، پیستون چهار مرحله را طی می کند. زمانی که پیستون پائین می آید، در یک لحظه هوا از طریق دریچه ای به داخل سیلندر وارد می شوند و وقتی که پیستون برمی گردد، دریچه ها (سوپاپ) بسته شده و هوای درون محفظه احتراق با بالا آمدن پیستون متراکم می گردد. زمانی که پیستون به بالای سیلندر می رسد، با جرقه ی شمع، مخلوط هوا و سوخت مشتعل می شود.

در صورتی که دبی ورودی به داخل سیلندر افزایش یابد و هوای فشرده تری وارد آن شود، احتراق و انفجار قوی تر و نیرومندتر خواهد بود. برای این منظور توربوشارژرها وارد سیکل کاری می شوند.

توربوشارژرها بین سالهای 1909 تا 1911 توسط آلفرد.ج.بوچی توسعه یافتند. در طول جنگ جهانی اول برای نخستین بار از توربوشارژرها در هواپیما استفاده شد که موتور آنها طبق اصول موتورهای اتومبیل کار می کرد. مشکل اصلی در هواپیما زمانی بود که هواپیما در ارتفاع زیاد با هوای رقیق تر برخورد می کرد و دبی هوای ورودی به موتور کاهش می یافت، با نصب توربوشارژرها این مشکل حل شد. توربوشارژرها جهت مکش هوا به داخل موتور از کمپرسور استفاده می کنند و کمپرسور شرایط مناسبی را جهت انجام فرایند احتراق فراهم می کند. معمولاً گازهای خروجی از موتور به اتمسفر رانده می شود، اما موتورهایی که از توربوشارژر استفاده می کنند، گازهای خروجی به طرف توربین هدایت شده و باعث گردش توربین می شود. توربین بوسیله شفت به کمپرسور متصل است و گردش آن باعث گردش کمپرسور می گردد.

در شرایط معمولی فشار هوا در سطح دریا Psi ۱۴/۷ می باشد و توربوشارژری که هوا را با فشار Psi 8 پمپ می کند باعث افزایش 54 درصدی هوای ورودی می شود.
طراحی و ساخت توربوشارژرها روندی پیچیده دارد. برای مثال، می دانیم که فشار مستقیماً با درجه حرارت عمل می کند. به طوری که هر چه فشار بیشتر شود حرارت نیز بیشتر خواهد شد. هوا توسط یک خنک کننده داخلی Intercooler چگالیده تر می شود. به این معنی که درصد مولکول های بیشتری در همان حجم از هوا وجود خواهد داشت. از آنجائی که توربوشارژر فشار هوا را تقریباً دو برابر می کند موجب دو برابر شدن درجه حرارت می شود. یکی از راه حل ها استفاده از خنک کننده داخلی می باشد که اساساً یک رادیاتور است. هوای متراکم شده که از توربوشارژر خارج می شود از میان لوله ای که توسط هوای مکیده شده موتور خنک شده، عبور می کند.
مشکل دیگری که توربوشارژرها با آن مواجه اند، واماندگی می باشد. این مشکل زمان کار توربوشارژر و هنگامی که دسته گاز فشرده شود اتفاق می افتد. توربین دارای وزن است و لذا در مقابل تغییر در حرکت از خود مقاومت نشان می دهد. پره کوچکتر توربین با اینرسی کمتر شاید مشکل را حل کند ولی مساحت کوچک پره توربین باعث می شود توربین در سرعت های پایین نچرخد. اگر چه پره های توربین بزرگتر تمایلی به توقف یک مرتبه ندارند اما در آنها مشکل وزن و اینرسی همچنان وجود دارد.
در اغلب موارد به منظور جلوگیری از پدیده واماندگی از توربوشارژرهای دو زنجیره ای استفاده می شود، که یک توربوشارژر کوچکتر جلوی توربوشارژر بزرگتر کار می کند. توربوشارژر کوچک، سرعتهای کمتر را پوشش می دهد و توربوشارژر بزرگ سرعت های بیشتر را.
راه دیگر غلبه بر این مشکل استفاده از توربین های با پره سرامیکی است که وزن کمتری دارند. لذا می توان توربین های بزرگتری را به کار گرفت طوری که در سرعت های بالا مقاوم باشند و در سرعتهای پایین مشکل واماندگی نداشته باشند.

اصطکاک از دیگر مشکلات توربوشارژر است. شفت رابط قسمتهای دوار بایستی روغنکاری شوند و روغنکاری نیز مشکلات خاص خودش را از قبیل نوع روغن، حجم و زمان روغن کاری و درجه حرارت قابل قبول دارا است. می توان به جای روغن از بلبرینگ (Ball bearing) استفاده کرد. آنها طوری ساخته می شوند که در برابر درجه حرارتهای بالا مشکلی نداشته باشند. این یاتاقان ها آزادانه می چرخند و اصطکاک روی شفت را از بین می برند. اما هزینه آنها زیاد است و در سیستمهای با راندمان بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
موضوع مهم دیگر در توربوشارژرها مسئله تراکم است و اگر تراکم در هنگام ورود هوا به داخل محفظه احتراق از حد مطلوب بیشتر باشد باعث بالا رفتن فشار شده و ممکن است موتور از کار بیفتد.

استفاده از توربوشارژر در موتورهای توربین گازی
استفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های راه اندازی توربین های گازی آزمایشگاهی می باشد. از آنجا که طراحی پره های توربین و کمپرسور و نحوه ساخت آنها فرایندی بسیار پیچیده و پرهزینه است، لذا تعداد بسیار محدودی از کشورهای صنعتی دنیا قادر به ساخت آنها می باشند. به همین خاطر مناسبترین گزینه ای که بتوان آنرا جایگزین کمپرسور و توربین در موتورهای توربین گازی نمود، توربوشارژرها می باشند. توربین گاز ساخته شده با توربوشارژر، همه مشخصه های معمولی توربین گاز را نشان می دهد و بستر مناسبی جهت انجام آزمایش و کسب تجربه در عملکرد موتورهای توربین گاز و توربوجت میباشد. توربین گازهای اولیه که با استفاده از توربوشارژر ساخته شدند، عملکرد مناسبی نداشتند ولی امروزه با بهبود روند طراحی قسمت های مختلف سیکل کاری آنها، عملکردی قابل قبول و مشابه توربین گازهای معمولی دارند. توربوشارژر از یک کمپرسور با صفحه ای آلومنیومی تشکیل می شود که با یک توربین ستاره ای (رادیال ) کوپل می شود. بخش های دوار توربوشارژر جهت جلوگیری از ارتعاشات و قرار گرفتن در فرکانس تشدید ( رزونانس ) بایستی کاملاً در تعادل دینامیکی باشند.