علت افت توان موتور و بررسی سه عامل مهم

راندمان حجمی در علت افت توان موتور:

 برابر است با توانایی موتور در مکش بیشترین میزان حجم هوای ورودی در حالت تنفس عادی به یک مثال در این مورد توجه کنید: فرض میکیم شما یک موتور چهارسیلندر 2 لیتری در اختیار دارید خوب به صورت تئوریک این موتور باید توانائی مکش 2000 سی سی هوا را در هر دو دور گردش کامل خود را داشته باشد.

اما در عمل وضعیت به گونه ای دیگر است .مقاومت فیلتر هوا در برابر عبور جریان هوا.مقاومت مانیفولد ورودی در برابر عبور هوا به سبب سطوح داخلی مانیفولد یا پیچ و خم های آن یا قطر مانیفولد.مقاومت سوپاپهای ورودی در برابر عبور جریان گاز و همچنین خاصیت واماندگی گازها در برابر جابجائی از یک حجم به حجم دیگر همگی موجب میشوند که موتور مذکور در هر 2 دور گردش خود حجم هوائی کمتر از میزان حجم واقعی موتور ( یعنی 2000 سی سی ) را به داخل بکشد.به نسبت هوای مکیده شده به داخل موتور به صورت واقعی نسبت به میزان تئوریک آن راندمان حجمی موتور گفته میشود که این نسبت در دورها متفاوت موتور تغییر پیدا میکند ولی به صورت معمول برای موتورهای معمولی این نسبت چیزیبین 65 تا 85 در صد می باشد..                       

راندمان ترمودینامیکی در افت راندمان موتور:

برابر است با توانائی یک موتور در تبدیل گرما به کار مکانیکی.به صورت کلی میتوان گفت توانائی تبدیل انرژی پتانسیل موجود در سوخت را به کار مکانیکی راندمان ترمودینامیکی میگویند.همانگونه که میدانید در یک موتور درونسوز پس از احتراق سوخت انرژی پتانسیل موجود در سوخت تبدیل به گرما میشود.حال با توجه به نوع موتور درصدی از گرمای ایجاد شده به کار مکانیکی تبدیل و بقیه انرژی گرمائی تولیدی به صورت گرما از موتور خارج میشود. تمامی این موارد به شرطی است که موتور به صورت استاندارد و کامل کارکرده و توانائی تبدیل کامل سوخت به انرژی گرمائی را داشته باشد و به عنوان مثال دچار خام سوزی و تنیجتا” هدر دادن سوخت به صورت نسوخته یا نیم سوخته نباشد.

راندمان ترمودینامیکی یک موتور به موارد متعددی بستگی داشته که مهمترین آنها :

نقش ضریب تراکم در افت توان موتور:

ضریب تراکم موتور یا همان توانائی موتور در فشرده تر کارکردن و ایجاد فشار بالاتر در اتاق احتراق و تبدیل بیشتر گرما به کار.

دمای کاری موتور و جنس و نوع اتاق احتراق آن ;

 راندمان ترمودینامیکی موتورهای بنزینی معمولا” حدود 25% و برای یک موتور دیزل بین 36% تا 42% می باشد. به راندمان بالاتر موتور های دیزلی توجه کنید.دلیل این افزایش راندمان ترمودینامیکی ضریب تراکم بالاتر موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی میباشد

راندمان مکانیکی و علت افت توان موتور:

به صورت کلی نسبت تبدیل کارمکانیکی تولید شده در موتور به کار موثر در خروجی موتور راندمان مکانیکی میگویند.قبلا” گفته می شود. که در یک موتور مقدار مشخصی هوا به درون موتور کشیده میشد . میزان آن به راندمان حجمی موتور بستگی داشت و هرچه این میزان بیشتر بود قابلیت موتور با لاتر می رفت سپس سوخت و هوا مخلوط و محترق می شد.حاصل این فرایند تولید میزان مشخصی گرما بود که مقداری از این گرما بعدا” تبدیل به کار مکانیکی می شد. میزان این تبدیل بستگی به راندمان ترمودینامیکی موتور داشت که هرچه بیشتر بود بهترمی شد. کلیه این موارد باعث میشوند که کار مکانیکی خروجی موتور نسبت به کار مکانیکی تولید شده در اتاق احتراق کمتر باشد که به این نسبت راندمان مکانیکی گفته میشود.و مسلما” هرچه اصطکاک قطعات داخلی موتور کمتر بوده و همچنین نیروی مورد نیاز جهت حرکت وسائل جانبی موتور کمتر باشد میزان راندمان مکانیکی بالاتر .خواهد بود به صورت کلی راندمان کل یک موتوردرونسوز پیستونی بسته به بنزینی یا دیزل بودن آن عددی بین کمتر از 20% تا ماکزیمم 40% و برای موتورهای دیزل با کمپرس بالا و اصطکاک پائین خواهد بود که در مقام مقایسه با بسیاری از موتورهای الکتریکی که راندمانهای بالای 90% هم در آنها چیز غیر معمولی .نیست موتورهای درونسوز یک فاجعه از نظر راندمان محسوب میشوند. خوب برای تقویت یا تغییر نیروی تولیدی در یک موتور درونسوز ایجادتغییرات در هریک یا تمامی عوامل تاثیر گذار در مورد هریک از راندم انهای سه گانه فوق مستقیما” باعث تغییر راندمان کلی موتور و تغییر در نیرو و گشتاور خروجی از موتور یا تغییر در میزان مصرف ویژه سوخت در آن موتور خواهد شد.

روش های کنترل افت توان موتور

افزایش ضریب تراکم:

افزایش ضریب تراکم یا همان کمپرس در موتور موجب افزایش بازدهی موتور و گشتاور و نیروی تولیدی موتور و همچنین کاهش مصرف سوخت می گرددجهت انجام این کار میتوان از سه طریق اقدام کرد:

تغییر در سطح سر سیلندر:

نخست میتوان با تراشکاری کردن و کاهش مقداری از سطح سرسیلندر (به منظور کنترل علت افت توان موتور) در حقیقت اتاقک احتراق را کوچکتر و ضریب تراکم موتور را بالا برد.شایان ذکر است که میزان این تراش باید به صورت کاملا” فنی و با انجام محاسبات دقیق صورت گیرد تا موجب ایجاد تنش بیش از حد و ناخواسته برروی سر سیلند و یا افزایش بیش از حد ضریب تراکم نتیجتا” تخریب موتور نشود.این راه کم هزینه ترین و ساده ترین راه تغییر ضریب تراکم بدون نیاز به وسائل جانبی خاص میباشد ولی دارای محدودیت فنی است. به صورت معمول ضریب تراکم را بسته به نوع موتور و ساختار آن و همچنین قابلیت سرسیلندر میتوان تا حدود 10 به یک یا اندکی بشتر بالا برد

تعویض میل لنگ:

تعویض میل لنگ یا تعویض شاتونها (برای کنترل علت افت توان موتور)با انواعی است که از کورس بالاتری برخوردارند کورس بالاتر به معنای حجم مکش بیشتر و همچنین ضریب تراکم بالاتر و البته گشتاور بیشتر به سبب کورس سیلندر بیشتر میباشد.این راه سوم که معمولا” به صورت ترکیبی با طریق قبلی مورد استفاده قرار میگیرد یکی از قویترین و فنی ترین و البته پرهزینه ترین راههای تقویت یک موتور به صورت اصولی میباشد. همچنین میل لنگ و شاتونهای جدید توانائی تحمل گشتاور بالاتر را خواهند .داشت و کمتر تحت تنشهای ناخواسته قرار میگیرند.

عامل محدود کننده در افزایش ضریب تراکم احتراق خودبخود یا همان خودسوزی مخلوط سوخت و هواست که پس از افزایش ضریب تراکم یک موتور حتما” نوع سوخت موتور باید به انواع سوپر با شاخص اکتان بالاتر تغییر کند تا توانائی کارکرد .با ضریب تراکم بالاتر را داشته باشد.

تغییر پیستون ها:

تغییر پیستونها (جهت کنترل افت توان موتور)از نوع مقعر به انواع صاف یا محدب میباشد.با تغییر در حجم فرورفتگی تاج پیستون حجم اتاقک احتراق تغییر کرده و موجب تغییر ضریب تراکم موتور میشود.معمولا” اینگونه پیستونها را سبکتر ومقاومتر از گونه استاندارد میسازند تا توانائی تحمل فشار بیشتر احتراق و دمای بالاتر را دارا باشند.این طریق افزایش ضریب تراکم از طریق قبلی پیچیده تر پر هزینه تر و البته فنی تر است و توانائی دستیابی به ضرایب تراکم بالاتر را نیز دارا میباشد.

افزایش راندمان مکانیکی:

کاهش اصطکاک قطعات داخلی موتور (برای کنترل افت توان موتور)یا افزایش راندمان مکانیکی به سادگی امکان پذیر نیست و این امر منوط به اعمال تغییرات در بسیاری از قطعات اصلی موتور نظیر میل سوپاپ.میل لنگ.پیستونها و ….. بوده و به صورت معمول این تغییرات هنگامی اعمال میشود که به عنوان مثال جهت افزایش راندمان ترمودینامیکی تصمیم بر تعویض یک قطعه با گونه ای متفاوت گرفته میشود و برای جایگزینی قطعه جدید با اصطکاک کمتر انتخاب میشود چون تعویض قطعات صرفا” به منظور کاهش اصطکاک داخلی توجیه اقتصادی نداشته و نتایج حاصل از این تغییرات نیز چندان محسوس نمیباشد. جهت کاهش اصطکاک قطعات داخلی و همچنین صرفه جوئی در نیروئی که جهت کارکرد این قطعات مورد نیاز است معمولا” از این تکنیکها استفاده میشود.

-1تعویض پیستونها با انواع سبک وزن و اصطکاک پائین
2-تعویض بوشهای سیلندر با انواع صیقلی
3-تعویض میل لنگ و میل سوپاپ با انواع سبک وزن
4-تعویض سوپاپها با انواع سبک یا سدیمی
5-تعویض پمپ روغن با انواع فشار بالا و با دبی پائین تر
6-استفاده از روغنهای صنعتی و مکمل های روانساز نظیر فلویتین