سفارش تبلیغ
صبا ویژن
مهندسی مکانیک سکاندار علوم مهندسی
به کشتی مهندسی خوش آمدید-----مهندسی مکانیک سفر خوشی را در دنیای مهندسی برای شما آرزومند است

معنی عدد "اکتان" چیست ؟

اگر شما "موتور خودرو چگونه کار مى کند" را خوانده باشید می دانید که تقریبا اکثر خودروها از موتورهاى  4 زمانه بنزینی استفاده مى کنند . یکی از این 4 مرحله همان مرحله تراکم است. یعنی زمانی که سیلندر پر از هوا و سوخت را توسط پیستون تحت فشار قرار داده و حجم آن کاهش مى یابد قبل از اینکه سیستم جرقه زنی اقدام جرقه زدن توسط شمع نماید. مقدار این تراکم "نسبت تراکم" خوانده مى شود. موتور ها ممکن است نسبت تراکمی بین 8 تا 10 داشته باشند.

دسته بندى (رتبه بندى ) اکتان بنزین به ما مى گوید که سوخت مورد نظر چه مقدار مى تواند متراکم شود قبل از اینکه خود به خود منفجر شود. زمانی که مخلوط سوخت و هما قبل از جرقه زنى شمع به علت تراکم منفجر مى شود . در این حالت اصطلاحا مى گویند که حالت "ضربه " پیش آمده و مخلوط سوخت و هوا قبل از جرقه زنی منفجر شده . که این ضربه مى تواند صدماتی به موتور بزند ( از جمله به گژنپین , پیستون , شاتون و.. ) .بنابراین چیزی نیست که دوست داشته باشید رخ بدهد.سوخت های  با اکتان پایین  (مانند بنزین معمولی با اکتان 87) مى توانند کمترین  مقدار تراکم قبل از انفجار خود به خودی  را داشته باشند .

نسبت تراکم موتور شما توسط درجه بندی اکتان سوختی  که شما بایستی به خودرو خود بزنید مشخص    می شود. یکی از راه های افزایش    "اسب بخار " موتور , افزایش نسبت تراکم است . بنابراین "موتور با کارایی بالا "  یک نسبت تراکم بالا دارد و نیز نیاز به سوخت با اکتان بالا نیز دارد . از مزیت های نسبت تراکم بالا این این است که اسب بخار بیشترى  بدست مى دهد بدون اینکه اندازه موتور تغییری کند یا وزنش  زیاد شود . و از معایب آن نیز این است که استفاده از سوخت با اکتان بالا هزینه بالایی نیز دارد .

  اسم "اکتان"  از حقیقت زیر ناشی مى شود : وقتی شما نفت خام را در پالایشگاه (تصفیه خانه) می شکنید. د ر حقیقت شما زنجیرهای کربنی با طول های متفاوت بدست مى آورید. این طول های زنجیری متفاوت می توانند  از همدیگر جدا شوند و یا در سوخت های دیگر مخلوط شوند . برای مثال شما ممکن است  نام " متان " و "پروپان" و "بوتان" را شنیده باشید. هر سه اینها از هیدرو کربن ها هستند . متان فقط یک اتم کربن دارد . پروپان نیز سه اتم زنجیری  کربن دارد و بوتان 4 اتم و پنتان 5 اتم و هگزان 6 اتم و هپتان 7 اتم و سرانجام اکتان 8 اتم کربن دارد.

 هپتان از نظر نسبت تراکم ضعیف است و فقط به مقدار کمی متراکم مى شود و بعد از آن  نیز خود به خود منفجر مى شود . ولی اکتان از این نظر بسیار خوب است . شما می توانید . شما می توانید آن را بسیار متراکم کنید  و اتفاقی  نمی افتد.بنزین با اکتان 87 بنزینی است که 87 درصد اکتان و 13 درصد هپتان دارد. اکتان  نیز در یک سطح  از نسبت تراکم  خود به خود  منفجر می شود  و فقط بایستى در موتورهایی به کار رود که نسبت تراکم آنها از این سطح بالاتر نباشد .

در طول جنگ اول جهانی  کشف شده بود که مى توان  یک ماده شیمیایی به نام تترا اتیل سرب به بنزین اضافه کرد  و رتبه اکتان آن را به صورت قابل توجهی افزایش داد.و این باعث افزایش استفاده از سرب در بنزین مى شود . متاسفانه  تبعات افزودن سرب به بنزین به قرار زیر است:

• سرب مانعی در مقابل مبدل کاتالیست ایجاد می کند و آن را ظرف چند دقیق خراب می کند .

• زمین پوشیده از لایه های نازک سرب  مى شود  و سرب نیز یک ماده شیمیایی بسیار سمی است  که برای انسانها خطرناک است.

زمانی که استفاده از سرب در بنزین ممنوع شد. بنزین گرانتر شد چون  پالایشگاه دیگر نمی توانست با افزودن سرب درجه اکتان  آن را بالا ببرد.

هواپیماها اما هنوز اجازه دارند که بنزین با سرب بزنند که این نوع از بنزین به  Avgas معروف است  و عدد اکتان 100 یا بالاتر  عموما در موتورهای با عملکرد  بالای هواپیما استفاده مى شود . در مورد Avgas 100 رتبه کارایی بنزین است و نه درصدی از عدد اکتان آن . در حقیقت افزودن تترا اتیل سرب سطح تراکم بنزین را بال می برد و نه عدد اکتان را.

مهندسان هم اکنون در تلاشند  تا موتورهای هواپیما را بهبود بخشند تا  بتواند ز  بنزین بدون سرب  استفاده کند .موتورهای  جت هم اکنون  نفت سفید مى سوزانند.

منبع: ایران کار




موضوع مطلب :

سه شنبه 91 خرداد 9 :: 11:36 عصر

 

ترمزهای پیشرفته در خودروها
قسمت اول
تاریخچه ترمز
روشهای گوناگونی برای انتقال نیروی راننده به ترمزها وجود دارد که در زیر به آنها اشاره می کنیم :

میله بندی مکانیکی (Solid bar connection operated )
در این نوع عملگرها بین پدال ترمز و کفشک ترمز یک اهرم بندی مکانیکی قرار می گیرد که عامل انتقال نیرو از پا یا دست راننده به ترمز می باشد. این نوع میله بندیها، معمولاً با بکار بردن اهرمهایی نیروی وارده توسط راننده را چند برابر می کنند.
سیمی:(Cable operation)

در برخی از موارد که از سیستمهای مکانیکی بعنوان عملگر استفاده می کنند، بجای سیستم میله بندی اهرمی از سیم استفاده می کنند. از این سیستمهای انتقال نیرو در خودروها کمتر استفاده می شود و بیشتر در ترمز چرخهای عقب موتور سیکلتها استفاده می شود.
اساس کار ترمز
اساس کار ترمز بر مبنای اصطکاک بین دو سطح است. مقدار اصطحکاک بسته به نیروی اعمال شده بین دو سطح، زبری و جنس سطوح تغییر می کند. وقتی راننده پدال ترمز را فشار می دهد و ترمزها به کار می افتند، سیالی از داخل لوله های روغن عبور می کند و به مکانیسمهای ترمزگیری در چرخها می رسد. این مکانیسمهای ترمزگیری به قطعات چرخان نیرو وارد می کنند تا حرکت چرخها کند شود یا چرخها از حرکت باز ایستند.            
اگر راننده خیلی محکم ترمز بگیرد، بطوریکه چرخها قفل شوند، اصطکاک بین لاستیکها و سطح جاده از نوع جنبشی خواهد بود. اگر ترمز خیلی محکم گرفته نشود، چرخها به چرخیدن ادامه خواهند داد، در این حالت با اصطکاک ایستائی سروکار داریم؛ یعنی اصطکاک در آستانه حرکت که مقدار آن نیز از اصطکاک جنبشی بیشتر است. در صورتیکه چرخها قفل نشوند، خودرو پیش از توقف مسافت کمتری را می پیماید و زودتر متوقف می شود. اما ترمز را همواره باید چنان گرفت که چرخها در آستانه قفل شدن باشند.
اجزای ترمز سیستم ترمز پائی شامل دو بخش اصلی است.

این بخشها عبارتند از:

1- سیلندر اصلی یا پمپ زیر پا       

         
پمپ زیر پا یک پمپ پیستونی رفت و برگشتی است. وقتی راننده پدال را فشار می دهد، این فشار به سیستم هیدرولیکی منتقل می شود، روغن ترمز از پمپ زیر پا وارد لوله های روغن می شود و به مکانیسمهای ترمز می رسد. با افزایش فشار هیدرولیکی کفشکها یا لنت ترمزها به کاسه ها یا دیسکهای چرخان فشرده می شوند، در نتیجه نیروی مکانیکی پدال ترمز به نیروی هیدرولیکی وارد بر مکانیسمهای ترمز چرخ تبدیل می شود.

 2- مکانیزم های ترمز: الف ) ترمز دیسکی در ترمز دیسکی، فشار روغن لنتهای ترمز را به دیسکی چرخان می فشارد. اصطکاک بین کفشها یا لنت ترمزهای ساکن با کاسه یا دیسک چرخان منشا عمل ترمزگیری است که سبب کند شدن حرکت یا توقف چرخها می شود.


ب)ترمزکاسه ای در ترمز کاسه ای فشار روغن، کفشکهای ترمز لنت کوبی شده را به یک کاسه چرخان یا کاسه چرخ می فشارد.


 3:لوله های رابط برای انتقال مایع روغن ترمز از سیلندر اصلی به چرخ ها از یک سری لوله های فولادی مستحکم و یا لوله های پلاستیکی استفاده می شود .

در اکثر خودروها، ترمزهای چرخها دو به دو با هم عمل می کنند. بدین صورت که معمولاً در خودروهای دیفرانسیل عقب دو چرخ عقب از یک لوله روغن و چرخهای جلو از یک لوله روغن مجزا استفاده می کنند. در بسیاری از خودروهای دیفرانسیل جلو نیز چرخها بصورت ضربدری هرکدام به یک لوله متصلند.  

          
مجزا کردن سیستم هیدرولیکی به دو بخش ، ایمنی خودرو را افزایش می دهد. اگر یکی از بخشها نشتی روغن داشته باشد و کار نکند، بخش دیگر به کار خود ادامه می دهد و خودرو را متوقف می کند. به ندرت ممکن است هر دو بخش همزمان از کار بیفتند. در سیستمهای قدیمی، سیلندر اصلی یا پمپ زیر پا فقط یک پیستون داشت. در این سیستمها وقتی در نقطه ای از سیستم هیدرولیکی عیبی بروز می کرد، خودرو دیگر ترمز نمی گرفت.
ترمز بوستری            
اکثر خودروها به سیستم ترمز بوستری مجهزند. در این نوع سیستم وارد کردن نیروی نسبتاً کمی بر پدال ترمز برای کاهش سرعت یا متوقف کردن خودرو کافی است. در صورتی که موتور خاموش باشد یا بوستر خراب شده باشد، ترمز عمل می کند، اما راننده باید نیروی بیشتری به پدال ترمز وارد کند. بوستر ترمز خلئی، سیلندری دارد که در آن پیستون یا دیافراگمی تعبیه شده است. وقتی پدال ترمز رها می شود، پیستون در نتیجه خلا معلق می ماند چرا که خلا در دو طرف آن برابر است. این خلا مورد نیاز بوسیله لوله ای از منیفولد بنزین یا یک پمپ خلا تامین می شود. با فشار دادن پدال ترمز، فشار در یک طرف پیستون به فشار جو می رسد، بنابراین پیستون به طرف دیگر کشیده می شود و نیروی کمی که راننده به پدال وارد می کند به کمک فشار جو افزایش می یابد.    
         با فشار دادن پدال ترمز، میله پشت پدال ترمز شیر هوا را از شیر تنظیم متحرک دور می کند. هوا با فشار جو از شیرها می گذرد و وارد فضای بین پیستون و پوسته عقب می شود. در نتیجه دیافراگم و میله پشت پمپ زیر پا به طرف پمپ زیر پا حرکت می کنند. وقتی پیستونها در داخل پمپ زیر پا عمل کنند، ترمز عمل می کند. با رها کردن پدال ترمز شیر هوا دوباره با شیر تنظیم متحرک تماس پیدا می کند.در نتیجه محفظه پشت پیستون نسبت به ورود هوا درز بندی می شود.

رفع عیب از ترمزهای هیدرولیکی
ترمزهای هیدرولیک از سیستم‌های مطمئن‌ ترمز محسوب می‌شود. اما این سیستم در ابتدا دارای عیب‌های بزرگی بود. اگر هر گاه به دلیلی، شکستگی جزئی در یکی از لوله‌های ترمزها به وجود می‌آمد در اثر نشت مایع ترمز یا وارد شدن هوا در سیستم، تمام سیستم ترمز از حالت فعالیت خود بیرون آمده و خطرآفرین می‌شد.    
         برای از میان برداشتن این عیب، خودروسازان و شرکت‌های تولید‌کننده سیستم‌های ترمز مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز از طریق فشار هیدرولیک به دو بخش شدند. یکی از این بخش‌ها به چرخ‌های جلو و دیگری به بخش‌های عقب فشار وارد می‌آورد طراحی و تولید این سیستم جدید بسیار مثبت بود، ولی به نظر می‌رسید آنچنان از خطرات احتمالی آن نمی‌کاست، چرا که در این صورت ایجاد شکستگی در لوله‌های ترمز جلو و قفل یا بلوکه‌کردن چرخ‌های عقب، خودرو به شدت به دور خود چرخیده و از کنترل خارج می‌شد. اما سوئدی‌ها راه‌حل این مشکل را پیدا کردند. کمپانی (ساب) Saab ترمزهای هیدرولیک دو کاناله به صورت ضربدری را طراحی و تولید کرد به این صورت که چرخ سمت راست جلو به همراه چرخ‌سمت چپ عقب از یک کانال و چرخ سمت چپ جلو به همراه چرخ سمت راست عقب از کانال دیگر تغذیه می‌شدند. ولی کمپانی‌‌های خودروسازی ولوو و بی‌ام‌و بر روی طرح نسبتا بهتری کار کردند به این ترتیب که با هر دو چرخ جلو هر کدام از یک کانال تغذیه می‌شدند چرخ‌های عقب نیز از کانال مستقلی بهره می‌بردند. در این صورت در اثر بروز اشکال یا شکستگی در یکی از لوله‌های هیدرولیک چرخ‌ها تنها همان چرخ بود که قابلیت ترمزگیری را از دست می‌داد و در کنترل خودرو اشکال عمده‌‌ای پیش نمی‌آمد اما سیستم ترمز در خودروها نیز در دنیا به سرعت دیگر بخش‌ها رشد داشت و خوشبختانه در حال حاضر ترمزهای سه و چهارکاناله ضد بلوکه Abs در بیشتر خودروها به صورت استاندارد وجود دارد. ترمز ABS           
  گاهی یک ترمز کوتاه و موثر می تواند جان انسان ها را نجات دهد ولی همیشه ترمز کردن با شرایط جاده هماهنگ نیست و نمی تواند موثر باشد از این رو سبب فاجعه می گردد . لغزندگی، یخ و یا هر دلیلی که باعث قفل (بلوکه) شدن ترمزها گردد، عامل از دست دادن کنترل کنترل خودرو است برای اطمینان از بلوکه نشدن ترمزها, از سیستمی به نام ABS کمک گرفته می شود ABS= Anti Blocker System           
  ترمزهای Abs در بیان ساده دستگاهی الکترونیکی هستند که در هنگام ترمزگیری باکنترل فشار (قطع و وصل کردن فشار) هیدرولیک در کسری از ثانیه ارتباط لنت را با دیسک یا کاسه برقرار و قطع می‌کنند و تکرار سریع و مداوم این عمل باعث از میان رفتن حالت بلوکه کردن یا قفل کردن ترمزها می‌شود.        
     اهمیت این گونه ترمزها نیز بیشتر در سطوح خیس و لغزنده یا ترمزگیری در سرعت‌های بالا بیشتر نمایان می‌شود. در این گونه موارد راننده از کنترل کامل بر روی وسائل نقلیه خود برخوردار است و اما شاید بتوان گفت تنها نکته منفی در مورد ترمزهای Abs صدای نسبتا شدید آنها در هنگام ترمزگیری بر روی سطوح بسیار لغزنده است.          
   این صدای لرزان که به درون کابین نفوذ می‌کند و زیر پدال ترمز حس و شنیده می‌شود راننده‌ای را که تجربه ترمزگیری در این شرایط ندارد به اشتباه می‌اندازد که احتمالا قسمتی از سیستم ترمز خودرواش در حال خرد شدن است و به همین دلیل راننده ممکن است به اشتباه از فشار پای خود بر روی پدال ترمز بکاهد.       
      به تازگی استفاده از سیستم‌های کمکی و تقویت کننده الکترونیکی و مکانیکی نیز برای هر چه بهتر کردن فعالیت ترمزها بر روی انواع خودروهای جدید به کار گرفته می‌شود این سیستم‌ها با وارد آوردن اندک فشاری به پدال ترمز فعال شده و بهترین نتیجه را در اختیار راننده قرار می‌دهد.        
     وقتی سرعت لاستیکها، با آهنگی تندتر از سرعت خودرو کاهش یابد، لاستیکها روی سطح جاده سر می خورند. یکی از راههای جلوگیری از سر خوردن لاستیک، جلوگیری از قفل شدن ترمزهاست. این همان کاری است که سیستم ترمز ABS انجام می دهد. در حین ترمزگیری عادی، سیستم ترمزABS هیچ اثری بر ترمز پایی ندارد. اما وقتی راننده به شدت ترمز می گیرد، این سیستم مانع قفل شدن چرخها می شود. این سیستم به ترمزها اجازه می دهد تا آستانه سر خوردن لاستیکها عمل کنند. در این هنگام سیستم ABS فشار روغن ترمز هر چرخ را تغییر می دهد. بدین ترتیب پمپ کردن سریع سبب می شود که آهنگ کاهش سرعت چرخ، از آهنگی که سبب قفل شدن چرخها می شود کمتر بماند.

 منبع:فنی و حرفه ای




موضوع مطلب : خودرو

چهارشنبه 91 خرداد 3 :: 10:34 عصر

مقدمه:

دیفرانسیل روی تمام اتومبیل‌ها و کامیون‌های جدید یافت می‌شود . همچنین روی بسیاری از اتومبیل‌هایی که قدرت به چهار چرخ منتقل می‌شود. در اتومبیل‌هایی که نیرو بطور مداوم به چهار چرخ منتقل می‌شود، بین هر دو چرخ به یک دیفرانسیل نیاز است و همچنین باید یک دیفرانسیل بین چرخهای عقب و جلو وجود داشته باشد. چرا که چرخهای جلو ضمن پیچیدن اتومبیل مسیر متفاوتی را نسبت به چرخهای عقب طی می‌کنند.

دیفرانسیل

دیفرانسیل در اکثر خودروها آخرین وسیله یا قطعه ای است که قدرت تولید شده توسط موتور، قبل از چرخاندن چرخها از آن عبور می کند.

دیفرانسیل سه کار را انجام می‌دهد:

1- فرستادن قدرت موتور به چرخها
2- عملکرد به عنوان آخرین مرحله کاهش دنده در خودرو
3- انتقال قدرت به چرخها در حالیکه چرخها با سرعتهای متفاوت گردش می‌کنند
.(اسم دیفرانسیل برگرفته از این وظیفه آن است)

در ادامه خواهیم گفت که چرا ماشین شما به دیفرانسیل نیاز دارد، دیفرانسیل آن چگونه کار می‌کند و نواقص آن چیست. همچنین به انواع positractions که به عنوان دیفرانسیل‌های لغزش محدود شناخته می‌شوند، نگاهی خواهیم داشت.



دیفرانسیلچرا اتومبیل به دیفرانسیل نیاز دارد؟

چرخهای اتومبیل با سرعت‌های متفاوت می‌چرخند، به ویژه هنگام پیچیدن اتومبیل در سر پیچ ها.
می‌توانید دریابید که هنگام پیچیدن اتومبیل چرخها فواصل متفاوتی را طی می‌کنند. چرخ داخلی نسبت به چرخ خارجی مسافت کمتری را طی می‌کند. از آنجایی که سرعت برابر است با جابجایی تقسیم بر زمان جابجایی، چرخی که مسافت کمتری را طی می‌کند سرعتش هم کمتر است. توجه کنید که چرخهای جلو هم نسبت به چرخهای عقب مسیر متفاوتی را طی می‌کنند.
برای چرخهایی که پیشران نیستند و نیروی موتور به آنها منتقل نمی‌شود مشکلی پیش نمی‌آید.مانند چرخهای جلو در یک اتومبیل که چرخهای عقب پیشران هستند و یا چرخهای عقب در اتومبیلی که چرخهای جلو پیشران هستند. اما چرخهای پیشران به هم متصل‌اند بطوریکه یک موتور واحد و یک سیستم انتقال قدرت واحد آنها را به گردش درمی‌آورد. اگر ماشین شما دیفرانسیل نداشته باشد، چرخها به همدیگر قفل خواهند شد پس می‌بایست همیشه با سرعت‌های برابر گردش کنند. با این شرایط پیچیدن اتومبیل با مشکل مواجه می‌شود و یکی از چرخها باید روی زمین بلغزد. با وجود چرخهای مدرن امروزی و خیابان‌های بتنی، نیروی زیادی برای لغزاندن یک چرخ لازم است و این نیرو باید از طریق محور چرخها از یک چرخ به چرخ دیگر منتقل شود که این کار کشش زیادی را بر محور چرخها وارد خواهد کرد.

دیفرانسیل چیست؟

دیفرانسیل وسیله‌ای است که گشتاور انتقالی از موتور را دو قسمت می‌کند تا هر قسمت جداگانه چرخی را به گردش درآورد.
دیفرانسیل روی تمام اتومبیل‌ها و کامیون‌های جدید یافت می‌شود . همچنین روی بسیاری از اتومبیل‌هایی که قدرت به چهار چرخ منتقل می‌شود. در اتومبیل‌هایی که نیرو بطور مداوم به چهار چرخ منتقل می‌شود، بین هر دو چرخ به یک دیفرانسیل نیاز است و همچنین باید یک دیفرانسیل بین چرخهای عقب و جلو وجود داشته باشد. چرا که چرخهای جلو ضمن پیچیدن اتومبیل مسیر متفاوتی را نسبت به چرخهای عقب طی می‌کنند.

در اتومبیل‌هایی که می‌توان نیرو را به یکی از محورها به دلخواه منتقل و یا قطع کرد به دیفرانسیل بین چرخهای عقب و جلو نیازی نیست. در عوض هنگام استفاده از هر دو محور برای انتقال قدرت چرخهای عقب و جلو به هم قفل می‌شوند. بنابراین چرخهای عقب و جلو باید با سرعت‌های متوسط برابر طی مسیر کنند.

دیفرانسیل باز ( open differential )

مطلب را با ساده‌ترین نوع دیفرانسیل یعنی دیفرانسیل باز آغاز می‌کنیم. در آغاز لازم است بعضی از لغات و اصطلاحات مربوطه را توضیح دهیم.

وقتی که اتومبیل روی جاده در خط مستقیم حرکت می‌کند، چرخها با سرعت‌های برابر می‌چرخند. پینین ورودی چرخدنده حلقه‌ای و محفظه جدا کننده را می‌چرخاند. در این شرایط هیچ کدام از چرخدنده‌های داخل محفظه نمی‌چرخند و دو چرخدنده پهلویی به محفظه قفل شده‌اند.

توجه داشته باشید که پینین ورودی نسبت به چرخدنده حلقه‌ای کوچکتر است. این آخرین مرحله کاهش دنده در اتومبیل است. اصطلاحات "نسبت محور عقب" یا "آخرین نسبت رانندگی" را شنیده‌اید این اصطلاحات به نسبت کاهش دنده در دیفرانسیل اشاره دارند.اگر نسبت محور عقب4.10 باشد نسبت تعداد دندانه های چرخدنده حلقه ای به پینیون ورودی 4.10 خواهد بود. برای اطلاعات بیشتر در مورد نسبت دنده‌ها مقاله "چرخدنده‌ها چگونه کار می‌کنند" را مطالعه کنید.

وقتی که اتومبیل می‌پیچد چرخها باید با سرعت‌های متفاوت بچرخند:
چرخدنده‌های داخل محفظه همزمان با شروع به پیچیدن اتومبیل شروع به گردش می‌کنند با این کار این امکان برای چرخها فراهم می‌شود که با سرعت‌های متفاوت بچرخند. چرخ داخلی نسبت به محفظه با سرعت کمتری می‌چرخد در حالی که چرخ بیرونی نسبت به محفظه سریعتر می‌چرخد.

دیفرانسیل‌ها و اصطکاک:

دیفرانسیل باز همواره گشتاورهای برابری را به هرکدام از چرخها منتقل می‌کند. دو عامل تعیین کننده بر مقدار گشتاور اعمالی به چرخها وجود دارد: تجهیزات و اصطکاک. در محیط های خشک که به مقدار کافی اصطکاک وجود دارد، مقدار گشتاور اعمالی به چرخها به وسیله موتور و چرخدنده‌ها محدود می‌شود. در محیط‌هایی که اصطکاک کم است مانند رانندگی برروی یخ گشتاور اعمالی به بیشترین مقدار گشتاوری که از لغزیدن چرخ در این شرایط جلوگیری کند محدود است. بنابراین اگرچه موتور ماشین قابلیت تولید توان بیشتری را دارد اما باید اصطکاک کافی برای انتقال آن به زمین موجود باشد. اگر بعد از اینکه چرخها شروع به لغزیدن کردند بیشتر گاز بدهید فقط چرخها با سرعت بیشتری می‌چرخند.

حرکت روی سطوح لغزنده
اگر تا به حال برروی یخ رانندگی کرده باشید، شاید حقه‌ای را که به وسیله آن شتاب گیری آسان‌تر است فهمیده باشید. اگر به جای دنده یک با دنده دو و یا حتی دنده سه شروع به حرکت کنید به دلیل عملکرد چرخدنده‌ها در سیستم انتقال قدرت گشتاور کمتری به چرخها منتقل می‌شود و این امر امکان حرکت و شتاب گیری بدون لغزش چرخها را فراهم می‌آورد.

حال اگر یکی از چرخها به اندازه کافی اصطکاک داشته باشد اما چرخ دیگر روی یخ باشد چه روی خواهد داد؟ این جایی است که مشکل دیفرانسیل باز، خود نمایی می‌کند.

به خاطر بیاورید که دیفرانسیل باز گشتاور برابری را به هرکدام از چرخها منتقل می‌کند و حداکثر مقدار گشتاور محدود به بیشترین مقداری است که چرخها نلغزند. گشتاور بالایی برای لغزیدن چرخ روی یخ لازم نیست؛ با این شرایط چرخ با اصطکاک مناسب همان مقدار گشتاور کم را که به چرخ دیگر منتقل می‌شود دریافت خواهد کرد که برای به حرکت درآمدن آن کافی نیست پس ماشین شما حرکت نخواهد کرد. 

فاصله گرفتن چرخها از زمین
یکی دیگر از مشکلات دیفرانسیل باز زمانی بروز می‌کند که چرخهای اتومبیل از جاده جدا شوند. اگر شما یک کامیون که قدرت به چهار چرخ اعمال می‌شود یا یک داشته باشید که هم محور عقب و هم محور جلو دیفرانسیل باز داشته باشند. به یاد بیاورید همانطور که قبال گفته شد، دیفرانسیل آزاد همواره گشتاورهای برابری را به چرخها منتقل می‌کند. اگر یکی از چرخهای عقب و یکی از چرخهای جلو از زمین جداشوند، این چرخها فقط در هوا به دور خود می‌چرخند، پس قادر به حرکت نخواهید بود.

راه حل این مشکل دیفرانسیل لغزش محدود است که به آن پزیترکشن (positraction) نیز می‌گویند. دیفرانسیل لغزش محدود از مکانیزم‌های گوناگونی برای انجام عمل دیفرانسیل هنگام پیچیدن اتومبیل استفاده می‌کند. وقتی که یکی از چرخها لیز می‌خورد این دیفرانسیل این امکان را فراهم می‌کند که گشتاور بیشتری به چرخی که نمی‌لغزد منتقل شود.

در قسمتهای بعدی بعضی از انواع دیفرانسیل لغزش محدود را تشریح خواهیم کرد. که شامل نوع کلاچی LSD ، کوپلینگ چسبناک، دیفرانسیل قفل شدنی و تورسن (torsen) است.
دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی:
شاید معمولترین نوع دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی LSD باشد.

این نوع دیفرانسیل همه اجزای دیفرانسیل آزاد را دارد. اما مازاد بر آنها یک دسته فنر و یک سری کلاچ را دارا می‌باشد. بعضی از آنها یک کلاچ مخروطی را هم دارند درست مانند هماهنگ کننده در سیستم انتقال قدرت دستی.

فنر چرخدنده های کناری را که به محفظه متصلند به کلاچ ها می فشارد، وقتی که چرخها با سرعتهای برابر حرکت می کنند هر دو چرخدنده کناری همراه با محفظه می چرخند و به کلاچها نیازی نیست. تنها وقتی که عاملی باعث شود که یکی از چرخها نسبت به دیگری با سرعت بیشتر بچرخد به کلاچها نیاز است و آنها وارد عمل می شوند. مانند زمانی که اتومبیل می پیچد کلاچها چرخها را وادار می کنند که با سرعت های برابر بچرخند. اگر یکی از چرخها بخواهد که سریعتر بچرخد باید ابتدا بر کلاچها غلبه کند. سختی فنرهایی که با اصطکاک کلاچها همراهند تعیین کننده مقدار گشتاوری است که برای غلبه بر کلاچها لازم است.

اگر به موقعیتی که یکی از چرخها روی یخ است و دیگری اصطکاک کافی برای حرکت دارد برگردیم: با دیفرانسیل لغزش محدود ، گرچه چرخی که روی یخ است قادر نیست که گشتاور زیادی را به زمین منتقل کند، چرخ دیگر همجنان گشتاور مورد نیاز برای حرکت را دریافت خواهد کرد. گشتاور انتقالی به آن برابر با مقدار گشتاور مورد نیاز برای غلبه بر کلاچها است. نتیجه آن است که شما قادر به حرکت خواهید بود، هرچند که از تمام قدرت اتومبیلتان استفاده نمی کنید.

کوپلینگ چسبناک:
کوپلینگ چسبناک غالباً در خودروهایی که قدرت به تمام چرخها منتقل می‌شود به کار می‌رود و معمولا در قسمت میانی بین محور عقب و محور جلو به کار می‌رود تا اگر چرخهای عقب و یا جلو شروع به لغزش کرد گشتاور را به چرخهای دیگر منتقل کند.

همانطور که در تصویر زیر دیده می‌شود این نوع دیفرانسیل شامل دو دسته صفحه است که درون محفظه‌ای که پر از مایع غلیظی است محکم قرار گرفته‌اند. هر دسته از صفحات به یکی از شفت‌های خروجی متصل است. در شرایط عادی هر دو دسته صفحه و مایع غلیظ با سرعت‌های برابر می‌چرخند، اما زمانی که یک دسته از چرخها ( جلو یا عقب) با سرعت بیشتری چرخید (شاید به خاطر لیز خوردن آن) دسته صفحه متصل به آن هم نسبت به دسته صفحه دیگر با سرعت بیشتری می‌چرخد، مایع غلیز که بین صفحات گیر کرده است می‌خواهد که با سرعت صفحاتی که سرعتشان بیشتر است بچرخد و صفحه‌هایی را که با سرعت کمتری می‌چرخند با خود می‌چرخاند. با این شرایط گشتاور بیشتری به چرخهایی که نمی‌لغزند و آرامتر می‌چرخند منتقل می‌شود.

وقتی که اتومبیلی می‌پیچد اختلاف سرعت بین چرخها به اندازه زمانی نیست که یکی از چرخها لیز بخورد. با چرخش سریعتر صفحات نسبت به همدیگر گشتاور بیشتری هم از طریق مایع غلیظ منتقل می‌شود. از آنجایی که گشتاوری که هنگام پیچیدن اتومبیل باید منتقل شود بسیار کوچک است این دیفرانسیل مؤثر نخواهد بود. این مطلب یکی از معایب این نوع دیفرانسیل را نشان می‌دهد که : درست هنگام شروع به لغزش یک چرخ هیچ گشتاوری منتقل نمی‌شود.
برای درک هرچه بهتر رفتار کوپلینگ چسبناک از یک آزمایش ساده با یک تخم مرغ کمک می‌گیریم. اگر تخم مرغ را روی میز آشپزخانه قرار دهید، هم پوسته و هم زرده تخم مرغ ثابتند. اگر به طور ناگهانی تخم مرغ را بچرخانید ، برای مدت کمی پوسته نسبت به زرده با سرعت بیشتری حرکت خواهد کرد، اما زرده خیلی زود با پوسته هم سرعت خواهد شد. برای اثبات اینکه آیا زرده هم می‌چرخد، بعد از اینکه تخم مرغ به چرخش درآمد به سرعت آن را متوقف کرده و سپس آن را رها کنید. خواهید دید که تخم مرغ دوباره شروع به حرکت خواهد کرد (البته تخم مرغ باید نپخته باشد). در این آزمایش ما از نیروی اصطکاک بین پوسته و زرده برای به حرکت درآوردن و سرعت گرفتن زرده استفاده کردیم. وقتی که تخم مرغ را متوقف کردیم اصطکاک _ بین پوسته و زرده که هنوز می‌چرخد _ به پوسته نیرو وارد می‌کند و آن را وادار به حرکت می‌کند. در یک کوپلینگ چسبناک نیرو بین صفحات نیرو بین صفحات و مایع غلیظ درست مانند پوسته و زرده تخم مرغ منتقل می‌شود.

دیفرانسیل قفل شدنی و تورسن(torsen):
دیفرانسیل قفل شدنی برای خودروها در مسیرهای جاده خاکی مناسب است. این نوع دیفرانسیل اجزایی درست مانند دیفرانسیل باز دارد. به علاوه یک مکانیزم پنوماتیکی یا هیدرولیکی الکتریکی به منظور قفل شدن دو جرخدنده خروجی به همدیگر.

معمولا این مکانیزم به وسیله یک سویچ فعال می‌شود، هنگامیکه فعال شد، هر دو چرخ با سرعت‌های برابری خواهند چرخید. اگر یکی از چرخها از زمین جدا شد، به حال چرخ دیگر فرقی نخواهد کرد. درست همانند زمانی که دو چرخ روی زمین هستند با سرعت‌های برابر خواهند چرخید.

دیفرانسیل تورسن یک وسیله کاملا مکانیکی است و از هیچ گونه سیستم الکترونیکی یا کلاچی و یا مایع غلیظ استفاده نمی‌کند.

کلمه تورسن (torsen) برگرفته از Torque Sensing ( حساسیت به گشتاور) است. زمانی که گشتاورهای انتقالی به هر دو چرخ برابرند درست مانند دیفرانسیل باز کار می‌کند. به محض اینکه اصطکاک یکی از چرخها کم شد، اختلاف در گشتاور باعث می‌شود که در دیفرانسیل تورسن چرخدنده‌ها به همدیگر مقید شوند. در این نوع دیفرانسیل طراحی چرخدنده‌ها نسبت تغییر گشتاور را تعیین می‌کند. به عنوان مثال، اگر یک دیفرانسیل تورسن با نسبت 5:1 طراحی شده باشد، این دیفرانسیل قادر خواهد بود که گشتاور تا پنج برابر را به چرخی که اصطکاک کافی دارد منتقل کند.

این وسیله معمولا در خودروهای کلاس بالایی که قدرت به تمام چرخها منتقل می‌شود. مانند سیستم کوپلینگ چسبناک، بیشتر برای انتقال قدرت بین چرخهای عقب و جلو به کار می‌رود. در این کاربرد، سیستم تورسن بر سیستم کوپلینگ چسبناک برتری دارد. زیرا این سیستم به چرخهای ثابتی که شروع به لغزش می‌کند گشتاور وارد می‌کند.

اگر یکی از چرخها کاملا از زمین جدا شود، دیفرانسیل تورسن قادر نخواهد بود هیچ گشتاوری را به چرخ دیگر منتقل کند. نسبت تمایل به تغیر گشتاور مقدار گشتاور انتقالی را تعیین خواهد کرد، و پنج برابر صفر همان صفر خواهد بود.

دیفرانسیل

منبع: تهران الف




موضوع مطلب : خودرو

یکشنبه 91 اردیبهشت 24 :: 8:16 عصر

 

 پیش گفتار

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مبانی فیبر نوری
فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مزایای فیبر نوری
فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :
· ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .
· نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .
· ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .
· تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .
· سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .
· مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.
· سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .
· غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .
· سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری به مراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.
· انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.
با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نمایند

بخش های مختلف فیبر نوری


یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :
هسته (Core)
هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.
روکش Cladding  بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.
بافر رویه Buffer Coating  
روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .

انواع فیبر نوری
صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند. فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:

فیبرهای تک حالته (Single-Mode)
 بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود نظیر : تلفن

فیبرهای چندحالته Multi-Mode
بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)
فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" 9 میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" 5 / 62 میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED می باشند

ارسال نور در فیبر نوری
فرض کنید ، قصد داشته باشیم با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمائیم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسیر مسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهیم کرد؟
در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص) از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.

تکنولوژی ( فن آوری ) فیبر نورینور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده ) حرکت می کند.( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول 850 نانومتر بین 60 تا 75 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1300 نانومتر بین 50 تا 60 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1550 نانومتر بیش از 50 درصد در هر کیلومتر
 
سیستم رله فیبر نوری
بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. یکی از ناوها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نماید. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید.
یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم ، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نماید. در ادامه ملوان فوق کدهای فوق را به یک زبان خاص ( مثلا" انگلیسی ) تبدیل و آنها را برای کاپیتان ناو ارسال می دارد. فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بین آنها از یک سیتستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.
سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :
فرستنده . مسئول تولید و رمزنگاری سیگنال های نوری است .
فیبر نوری مدیریت سیکنال های نوری در یک مسافت را برعهده می گیرد.
بازیاب نوری . بمنظور تقویت سیگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.
· دریافت کننده نوری . سیگنا ل های نوری را دریافت و رمزگشائی می نماید.
در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .

فرستنده
وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است . فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است .

بازیاب ( تقویت کننده ) نوری
همانگونه که قبلا" اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین " تقویت کننده نوری " استفاده می گردد. تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری(

دریافت کننده نوری

وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک "فتوسل" و یا "فتودیود" استفاده می کند.

منبع: TT




موضوع مطلب : علم و فناوری

جمعه 91 اردیبهشت 22 :: 12:40 عصر


در ادامه مقالات فرمول یک نوبت به یکی از مهم ترین مباحث یعنی نیروی مولد قدرت و انتقال قدرت رسید. دو مقاله ای که در کنار یکدیگر و با همکاری هم به اتومبیل های فرمول یک بال می دهند و هیجان این مسابقات را چندین برابر می کنند. شرکت های سازنده بر روی این قسمت خیلی تاکید دارند و ایده های بدیعی را تا به حال از خود بروز داده اند  .
موتور و سیستم انتقال نیروی یک اتومبیل فرمول یک جدید، از سخت کارترین قطعات و ماشین آلاتی هستند که تحت تنش های بسیار شدیدی قرار دارند و رقابت سازندگان برای تولید نیروی محرکه پرقدرت تر همچنان فشرده است  .
تولید و ساخت موتورهای مسابقه به طور سنتی تابع حکم مهندس بزرگ صنایع خودروسازی، فردیناند پورشه می باشد که معتقد است یک اتومبیل مسابقه بی نقص، در مقام اول از خط پایان عبور می کند و سپس اوراق می شود. هر چند که این امر دیگر قطعیت ندارد – بر طبق قوانین عمر موتورها باید بیش از یک آخر هفته مسابقه باشد – طراحی و ساخت موتورهای فرمول یک جدید کماکان بر مبنای ایجاد موازنه میان قدرت قابل استخراج از یک موتور و نیاز به دوام و استقامت کافی آن می باشد  .

F1

نیروی خروجی موتور اتومبیل های مسابقه فرمول یک همچنین بینش افسون کننده ای از پیشرفت های این ورزش می دهد. اتومبیل های فرمول یک در سال های 1950 تنها توان ثابتی در حدود 100 اسب بخار / لیتر تولید می کردند (تقریباً معادل توان تولیدی اتومبیل های کارآمد امروزی). این کارآیی به طور یکنواختی در حال افزایش بود تا "دوره توربو" و حضور موتورهای 1.5 لیتر توربو رسید، که برخی از این موتورها توانی تا 750 اسب بخار / لیتر تولید می کردند. اما با بازگشت قوانین این ورزش به سیستم تنفس عادی در سال 1989، این اعداد رو به کاهش گذاردند و پس از آن به طور مداوم بهبود یافتند. "مبازره قدرت" در چند سال اخیر شاهد افزایش مجدد توان تولیدی موتورها تا مرز 1000 اسب بخار بوده است، و برخی از تیم ها در سال 2005 که آخرین سال موتورهای 3 لیتری V10 بوده است، موفق به تولید توانی بیش از 300 اسب بخار / لیتر شدند. از سال 2006 و بر اساس قوانین جدید، موتورهای 2.4 لیتری V8 مورد تصویب قرار گرفتند و توان خروجی نیز حدود 20 درصد کاهش یافت.

F1

یک موتور فرمول یک جدید که تا 18.000 دور در دقیقه سرعت می گیرد، در هر ثانیه نیاز شگفت انگیزی به 650 لیتر هوا دارد، و مصرف سوخت مسابقه این موتورها نیز حدود 75 لیتر در یکصد کیلومتر می باشد (4 مایل به ازای هر گالن). افزایش سرعت به چنین دور بالایی یعنی وارد شدن نیروی شتابی نزدیک به 9000 برابر شتاب ثقل بر روی پیستون ها. به همین دلیل نیز نقص ها و نارسایی های مربوط به موتور، یکی از شایع ترین دلایل خروج اتومبیل ها از مسابقه می باشد.

F1

شباهت موتورهای فرمول یک جدید با موتور اتومبیل های عادی تنها در اصول طراحی سیلندرها، پیستون ها و سوپاپ ها می باشد. این موتور یک قطعه تنیده شده در داخل اتومبیل می باشد که به بستر فیبر کربن پیچ شده و سیستم انتقال نیرو و تعلیق عقب نیز به نوبه خود به آن پیچ شده اند. به همین دلیل این موتور باید بسیار مستحکم باشد. الزام متناقض دیگر این موتور این است که باید وزن کمی داشته باشد، جمع و جور باشد و پوسته آن در پایین ترین موقعیت ممکن قرار داشته باشد تا مرکز ثقل اتومبیل را تا حد امکان پایین آورده و ارتفاع بدنه را در بخش عقب اتومبیل تا حد امکان کاهش دهد.

F1

گیربکس های اتومبیل های فرمول یک جدید نیز در حد بالایی خودکار عمل می کنند و راننده با کمک دستگیره های تعویض دنده که در پشت فرمان اتومبیل نصب شده، دنده مورد نظر خود را انتخاب می کند. گیربکس های "ترتیبی" که مورد استفاده قرار می گیرند، از اصولی شبیه به گیربکس های موتورسیکلت پیروی می کنند که تعویض آن بسیار سریعتر از سیستم تعویض H سنتی می باشد و انتخاب کننده گیربکس از عملکرد برقی برخوردار است. با وجود این فن آوری بسیار پیشرفته، استفاده از سیستم های انتقال تمام اتوماتیک، و سیستم های جادویی مربوط به گیربکس همچون سیستم کنترل آغاز حرکت، غیر قانونی می باشد – به بهانه پایین نگاه داشتن هزینه ها و تأکید بیشتر بر روی مهارت راننده. سیستم های انتقال نیرو – که بیشتر تیم ها از گیربکس هفت دنده استفاده می کنند – مستقیماً بر روی بخش عقب موتور پیچ می شوند.

F1

فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی با در نظر داشتن هزینه های سنگین این نیروی محرکه بسیار پیشرفته، در سال 2005 قوانین جدیدی را به تصویب رساند که بر اساس آن هر اتومبیل به ازای هر دو آخر هفته برگزاری مسابقات گراندپری، تنها حق استفاده از یک موتور را دارد، و زیر پا گذاشتن این قانون، جریمه ای برابر از دست دادن ده مکان در رده بندی را به همراه دارد. از سال 2008 چنین سیاستی در مورد گیربکس ها نیز به اجرا گذاشته شد و هر گیربکس برای چهار آخر هفته مسابقه مورد استفاده قرار می گیرد. در سال 2009 قوانین مربوط به موتور باز هم سخت تر شدند و هر راننده تنها حق استفاده از هشت موتور را برای هر فصل دارا می باشد. و ورای همه این راه حل ها، در پایان سال 2006 قانون توقف توسعه و ساخت موتور به اجرا گذارده شد که تیم ها را از دگرگون سازی اصول طراحی و ساخت موتورها بر حذر می دارد.

منبع: تهران الف






موضوع مطلب : خودرو

چهارشنبه 91 اردیبهشت 20 :: 10:54 عصر

 

بسیاری از ما دوست داریم به هنگام آغاز حرکت، با بیشترین شتاب ممکن خودروی خود را به حرکت درآوریم. برخی فکر می کنند با گاز دادن زیاد و افزایش شدید دور موتور، می توان در ابتدای حرکت شتاب زیادی داشت. اما این کار اشتباه است، زیرا بالا بودن دور موتور در حالت سکون و رها کردن ناگهانی کلاچ می تواند باعث بکسوات چرخ ها شده و بخشی از گشتاور موتور را هدر بدهد.

در واقع استفاده از بیشترین شتاب خودرو در آغاز حرکت به تجربه زیادی نیاز دارد. شما باید بتوانید در بهینه ترین حالت دور موتور و بکسوات چرخ ها را کنترل کنید.

اگر در این حالت دور موتور خیلی پایین باشد، اصطکاک سطح آسفالت بر گشتاور اعمالی به چرخ ها غلبه کرده و باعث خاموش شدن اتومبیل می شود. از سوی دیگر اگر شما تمام گشتاور تولیدی موتور را به چرخ ها منتقل کنید (با توجه به ای که در دنده اول گشتاور موتور در دورهای پایین تر به حداکثر خود می رسد)، این بار اصطکاک جاده در برابر چرخ های شما کم آورده و موجب.چرخش تایرها بدون حرکت خودرو می گردد.

F1

تأکید می کنیم که با توجه به نوع آسفالت، جاده و سطوحی که بر روی آن قرار داریم، هیچ گاه نمی توان تمام گشتاور تولیدی موتور را در حالت سکون به چرخ ها منتقل کنیم. شما باید با شناخت اتومبیل و جاده، گشتاور و اصطکاک را در بهترین حالت قرار داده و به این ترتیب بدون بکسوات (یا حداکثر مقدار کمی بکسوات) با بیشترین شتاب اولیه اتومبیل را به حرکت درآورید. برای این کار با فشردن پدال گاز دور موتور را افزایش دهید و فشار پایتان را روی کلاچ کم کنید تا کمی بالا بیاید.

در این حالت اتومبیل در آستانه حرکت قرار می گیرد اما هنوز حرکت نکرده اید. حالا اگر کمی دیگر دور موتور را بیشتر کنید، ماشین بدون بکسوات و با رها شدن کامل کلاچ (از حالت نیم کلاچ) با تمام قدرت شروع به حرکت می نماید.

البته اینجا یک مشکل مهم وجود دارد و آن اینست که در صورت تکرار این عمل، صفحه کلاچ خود را خیلی زود از بین می برید. بنابراین توصیه می کنیم به جای نگه داشتن کلاچ در حالت نیم کلاچ، دور موتور را به آرامی افزایش داده و همزمان با آن کلاچ را کم کم رها کنیم. هرچند این کار نسبت به روش قبلی شتاب کمتری به خودرو می دهد اما حداقل آسیب زیادی به صفحه کلاچ شما نمی زند.

منبع:مجله ماشین





موضوع مطلب : خودرو

یکشنبه 91 اردیبهشت 17 :: 10:24 عصر

  برخی از تولید کنندگان سرشناس ایتالیایی از جمله برمبو، پیرلی و اورلیکن گرازیانو نقش مهمی در تولید اتومبیل سوپراسپرت آستون مارتین  One-77  بر عهده داشته اند. این ابر اتومبیل انگلیسی با موتوری به قدرت 750 اسب بخار به یک گیربکس نیمه اتوماتیک و بسیار قدرتمند ساخت اورلیکن گرازیانو مجهز شده که منحصراٌ برای این مدل ساخته شده است.

One-77

با توجه به این جعبه دنده دیفرانسیل سر خود، توزیع وزن روی دو محور جلو و عقب اتومبیل به ترتیب معادل 48 و 52 درصد بوده که این مسئله تأثیر قابل ملاحظه ای بر بهبود هندلینگ اتومبیل داشته است. ضمن اینکه پوسته آلومنیومی گیربکس، علاوه بر کاهش وزن از سختی بسیار بالایی برخوردار است. دنده های استوانه ای گیربکس با روش ابداعی کمپانی گرازیانو معروف به Balinite c روکش شده اند تا میزان اصطکاک در آن ها به حداقل برسد. کاربرد این روش علاوه بر کاهش ساییدگی سطح دنده ها، این امکان را به وجود آورده تا گیربکس اتومبیل در سخت ترین شرایط ممکن از نظر روانکاری یا در حالت کاملاً خشک نیز به کار خود ادامه دهد. دنده برنجی ها مخروطی دوتایی و سه تایی هم تعویض سریع دنده ها را میسر ساخته اند.

برمبو نیز وظیفه تجهیز مدل One-77 به مجموعه دیسک های کامپوزیتی و کالیپرهای ترمز موسوم به CCM را برعهده داشته است. این دیسک ها از ترکیب اشباع شده الیاف کربن با سیلیکون ساخته شده اند که مخلوط آن ها در داخل یک قالب و در دمای 1700 درجه سانتی گراد پخته می شود. به گفته برمبو این دیسک های کربنی بسیار سخت تر از دیسک های چئنی معمولی هستند و بسیار سریع تر از آن ها می توانند گرما را پراکنده کنند، در نتیجه از قدرت توقف بالاتری هم برخوردارند. شایان توجه است که دیسک های CCM حدود 5/12 کیلوگرم سبک تر از انواع معمولی بوده و نقش تأثیر گذاری در کاهش وزن کل اتومبیل داشته اند. البته شرکت انگلیسی TIAUTOMOTIVE نیز به عنوان مسئول تأمین لوله های ترمز و لوله های مکش پمپ ترمز کمکی آستون مارتین     انتخاب شده است.

One-77

در نهایت نوبت به پیرلی و قدرت چسبندگی لاستیک های ساخت این کمپانی پرآوازه می رسد که از سال 2010 به عنوان تنها تأمین کننده لاستیک اتومبیل های فرمول یک برگزیده شده است. متخصصین پیرلی از لاستیک های سری پی زیر و کورسا به ابعاد       در محور جلو      در محور عقب آستون مارتین One-77 استفاده کرده اند تا سرنشینان این سوپراسپرت در نهایت آرامش و با اطمینان کامل از رانندگی با آن لذت ببرند.

جهت یادآوری باید گفت که در مجموع تنها 77 دستگاه از مدل One-77 با قیمت پایه 4/1 میلیون دلار در کارخانه آستون مارتین واقع در گایدون انگلستان ساخته شده است.

سایر مشخصات آستون مارتین

پیشرانه:       12 سیلندر V شکل، 48 سوپاپه، به حجم 7312 سی سی

نسبت تراکم:   یک به 10/9

قدرت موتور:   750 اسب بخار

حداکثر گشتاور:   750 نیوتون متر

شتاب از صفر تا صد کیلومتر ساعت 3/7 ثانیه

حداکثر گشتاور:   354 کیلومتر در ساعت

وزن:   1630 کیلوگرم

میزان تولید دی اکسید کربن:   572 گرم در هر کیلومتر

 منبع:مجله ماشین





موضوع مطلب : خودرو

یکشنبه 91 اردیبهشت 17 :: 10:12 عصر
<   <<   6   7   8   9   10   >>   >   
درباره سایت


طول ناحیه در قالب بزرگتر از حد مجاز
آمار وبلاگ
  • بازدید امروز: 65
  • بازدید دیروز: 140
  • کل بازدیدها: 16879748
فرم تماس
نام و نام خانوادگی
آدرس ایمیل
امکانات دیگر


کلیه حقوق این وبلاگ برای مهندسی مکانیک سکاندار علوم مهندسی محفوظ است