چه دانی که شب قدر چیست؟
| چه دانی که شب قدر چیست؟ | ||
|
| چه دانی که شب قدر چیست؟ | ||
|
سيستم سوخت رساني براي خودرو به مانند دستگاه گوارش و دستگاه تنفسي براي بدن انسان ضروري و بسيار حساس است که بايستي انرژي لازم براي استفاده و کار خودرو را فراهم سازد. اما اين سيستم هاي سوخت رساني چگونه چنين کاري را انجام ميدهند؟ بر چند نوع هستند؟ مزايا و معايب اين نوع سيستم ها چيست؟ چه نوع سيستمي براي خودرو اقتصادي تر و مناسب تر است؟ و... ده ها سئوال ديگر که ممکن است براي همه ي کساني که به نوعي با خودرو سر و کار دارند پيش ايد. از سال 1383 ساخت خودرو هاي سواري کاربراتوري تقريبا به حالت تعليق در آمده است و شرکت ها تنها مجازند از سيستم هاي انژکتوري براي محصولات خود استفاده کنند. حال آنکه تعدادي از رانندگان قديمي خودرو همچنان بر استفاده از خودروهاي کاربراتوري اصرار مي ورزند. اصلا کاربراتور و انژکتور چه تفاوتي با هم دارند ؟ چه کاري انجام مي دهند ؟ و کداميک بر ديگري ارجحيت دارد ؟ و... سئوالات مشابه ديگر. در اين نوشتار سعي داريم به صورت اختصار با هر دو نوع سيستم سوخت رساني آشنا شويم و در نهايت با مزايا و معايب هر دو آشنايي پيدا کرده تا بتوانيم به درستي در خصوص استفاده از اين سيستم ها در خودرو تصميم گيري نماييم.
◄ کاربراتور چيست:
کاربراتور مهمترين قطعه در سيستم هاي سوخت رساني کاربراتوري است. وظيفه ي اصلي کاربراتور تهيه مخلوط مناسبي از هوا و سوخت براي شرايط مختلف کار موتور مي باشد. يک کاربراتور بايستي خواسته هاي زير را برآورده سازد :
1. تهيه مخلوط صحيح هوا و سوخت براي شرايط مختلف کار موتور در زماني بسيارکوتاه
2. مصرف کم سوخت در وضعيت کار عادي موتور
3. امکان تامين حداکثر قدرت در حالت بار کامل
4. روشن شدن موتور در هر درجه حرارت و کارکرد منظم آن در حالت دور آرام
5. پايداري تنظيم هاي انجام يافته بر روي کاربراتور براي يک مدت طولاني و امکان تنظيم ها با توجه به شرايط کاري موتور
6. سادگي ، قابليت اطمينان و دوام
7. سهولت تعمير و نگهداري
◄ کاربراتور چگونه کار مي کند:
عامل اصلي کار کاربراتور ايجاد مکش ( خلاء ) در روي مجراي خروج سوخت ( ژيگلور ) مي باشد.اين کار توسط قسمتي از بدنه کاربراتور به نام ونتوري يا گلوگاه انجام مي گيرد. ونتوري در حقيقت مقطع کاهش بدنه کاربراتور مي باشد. با باز شدن صفحه گاز هوا توسط سيلندر موتور مکيده شده و به داخل کاربراتور جريان مي يابد. در هنگام عبور از ونتوري به علت کاهش مقطع عبور ، سرعت هوا افزايش يافته و فشار محفظه ونتوري کاهش مي يابد و مکشي ايجاد مي نمايد که به مراتب از ساير مقاطع کاربراتور بيشتر است. بنابراين چنانچه مجراي سوخت به اين قيمت متصل شود ، سوخت مکيده شده و پس از مخلوط شدن با هوا به داخل سيلندر وارد مي شود.
◄ انواع کاربراتور:
کاربراتور ها از نظر جريان هوا به سه دسته تقسيم مي شوند :
1. کاربراتور با جريان هوا از بالا به پايين : در اين کاربراتور نيروي جاذبه به جريان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک مي کند و در نتيجه تغذيه موتور بهتر انجام ميشود. علاوه بر آن دسترسي به کاربراتور از نظر فضاي تعميراتي نيز بهتر مي باشد. به همين دليل اين نوع کاربراتور برروي اکثر خودروها به کار مي رود که مي توانند شامل کاربراتورهاي يک مرحله اي يا دو مرحله اي باشند. کاربراتور خودروهاي نيسان ، پرايد ، پژو از اين نوع مي باشند.
2. کاربراتور با جريان هوا از پايين به بالا : اين نوع کاربراتور بيشتر در گذشته به کار گرفته مي شده است و علت آن جلوگيري از ورود سوخت به صورت مايع به موتور بود. در حال حاضر با توجه به اينکه اين کاربراتور از نظر فضاي تعميراتي از قابليت دسترسي خوبي برخوردار نيست و علاوه برآن روشن شدن موتور در هواي سرد نيز به خوبي انجام نمي شود ، کاربردي ندارد. کاربراتور خودروهاي قديمي دهه ي 60 19 معمولا از اين نوع مي باشد.
3. کاربراتور با جريان هواي افقي : مزيت اصلي اين نوع کاربراتور ارتفاع کمي است که درزير درپوش موتوراشغال مي کند. اين نوع کاربراتور مي تواند داراي ونتوري ثابت يا متغير باشد. کاربراتور خودرو پيکان از نوع کاربراتور با جريان هواي افقي و با ونتوري متغير مي باشد.
کاربراتورها عموما از قسمت هاي زير تشکيل شده اند :
محفظه ي گاز – محفظه ي ساسات – بدنه – محفظه راه انداز – پمپ شتابدهنده که ونتوري در کاربراتورهاي يک مرحله اي يا ونتوري ها در انواع دو مرحله اي در بدنه اصلي جاي مي گيرند. صفحه گاز در محفظه ي گاز و صفحه ي ساسات در محفظه ي ساسات قرار دارند. محفظه ي راه انداز و پمپ شتابدهنده نيز در کاربراتورهاي پيشرفته براي جبران بعضي کاستي هاي کاربراتور هاي اوليه طراحي و استفاده مي شوند.
تا دهه 1960 کاربراتور در بسياري از سيستم هاي سوخت رساني استاندارد مورد استفاده قرار مي گرفت. در دهه 1970 در طي تحقيقات و نوآوري هايي سيستم EFI که در آن سوخت توسط انژکتورها با کنترل الکترونيکي به مجراي مکش تزريق مي گرديد به جاي کاربراتور در نظر گرفته شد.
بايد بدانيم که وجود چه معايبي از سيستم هاي کاربراتوري موجب شده تا با کنار گذاشتن آن سيستم انژکتوري را جايگزين آن نماييم. دو جزء اساسي سيستم هاي کاربراتوري کاربراتور و دلکو مي باشند.
◄ کاربراتور ها دو وظيفه اصلي به عهده دارند:
1. مخلوط کردن سوخت و هوا به نسبت ترکيبي مشخص که در هر کاربراتور به عنوان يک پارامتر اساسي تعيين مي شود.
2. توزيع سوخت پودر شده به ميزان برابر بين سيلندرها.
دلکو نيز دو وظيفه اصلي به عهده دارد:
1. توليد برق مبتني بر مکانيزم کارکرد پلاتين و فيوز ( خازن ) دلکو.
2. توزيع برق در روي سر شمع ها در زمان لازم.
◄ معايب عمده و ذاتي کاربراتور:
با دقت در انجام کار کاربراتور مي توان ديد علي رغم تمام محاسني که کاربراتور براي خودرو دارد چند عيب ذاتي بزرگ دارد که چشم پوشي از آنها امکان پذير نيست از جمله:
1. عدم تناسب ميزان مخلوط شدن هوا و سوخت : اين ميزان ثابت نبوده و به دليل چگالي نامتناسب اين دو ماده که يکي گازي و ديگري مايع است تنها در يک زاويه خاص از دريچه کاربراتور اين نسبت رعايت شده و در بقيه موارد اين تناسب به هم مي خورد.
2. کاربراتور شديدا وابسته به شرايط محيط است : وابستگي شديد کاربراتور به شرايط محيط به خصوص دما و فشار باعث مي شود که به جرات بتوان گفت هيچ خودرو کاربراتوري در حالت تنظيم کامل کار نمي کند.زماني که يک خودرو کاربراتوري را تنظيم مي کنيد نا خودآگاه اين تنظيم را بگونه اي انجام خواهيد داد که فقط و فقط خودرو در همان ساعت و همان مکان تنظيم باشد و به محض تغيير محل يا تغيير ساعت ، خودرو از تنظيم خارج مي شود. احتمالا شما در هنگام رانندگي از شهري مانند تهران به شهري ديگر مانند رشت اين تغيير رفتار محسوس کاربراتور و بد روشن شدن و تنظيم نبودن خودرو را يا به طور کلي بد روشن شدن خودروهاي کاربراتوري در هنگام زمستان و يا صبح زود تجربه کرده ايد.
3. عدم توزيع يکسان سوخت به سيلندرها : از آنجايي که کاربراتور وظيفه انتقال يک سيال را به سيلندرها به عهده دارد و اين انتقال بدون هيچ دخالتي انجام مي شود طبيعي است که به سيلندرهايي که به کاربراتور نزديکترند سوخت بيشتري منتقل شده و بازده آنها بيش از سيلندرهاي دورتر به کاربراتور مي باشد. اين موضوع باعث ايجاد يک نوع عدم بالانسينگ موتور مي شود که در صورت استفاده از کاربراتور اجتناب ناپذير است.
4. خفه کردن کاربراتور : اين مشکل در کليه کاربراتورهايي که واحد پمپ شتابدهنده دارند ديده مي شود که در زمان خاموشي موتور با چند بار فشردن پدال مقداري سوخت وارد سيلندر مي شود و کاربراتور فلوت مي کند. در حالي که اين موضوع در خودروهاي انژکتوري اصلا مصداق ندارد.
5. پديده قفل گازي : اين پديده پس از خاموش کردن موتور رخ مي دهد. وقتي که موتور و متعاقب آن پمپ بنزين خاموش مي شود بنزيني که در لوله ها و کاربراتور موجود است بر اثر از دست دادن حرکت خود و نيز همنشيني با گرماي موتور بخار شده و باعث دير روشن شدن خودروهاي کاربراتوري پس از چند لحظه خاموش شدن مي شوند.اين پديده در خودروهاي انژکتوري نيز اتفاق مي افتد اما بلافاصله پس از باز کردن سوئيچ با کارکرد پمپ بنزين قبل از روشن شدن موتور اين موضوع منتفي مي شود.
6. وابسته بودن به نوع بنزين : اصولا يکي از پارامترهاي کيفي بنزين عدد اکتان است. اين عدد بدون واحد در واقع معياري است که به نوعي مي تواند به ما نشان دهد که تا چه حد مي توانيم بنزين را تحت فشار قرار دهيم بدون آنکه بنزين دچار خودسوزي و انفجار شود.هر چه عدد مزبور به عدد 100 نزديکتر باشد کيفيت بنزين مصرفي به اصطلاح بهتر خواهد بود.طبيعتا در لحظه تنظيم موتور اين کار با استفاده از بنزين مشخصي صورت مي گيرد. حال اگر نوع بنزين و در نتيجه عدد اکتان آن تغيير کند نيازمند تنظيم جديدي خواهيم بود.اکثر کساني که از بنزين معمولي در خودرو کاربراتوري خود استفاده مي کنند پس از استفاده از بنزين سوپر شاهد اين تفاوت کارکرد موتور مي شوند.
7. تنظيمات زياد و پيچيدگي زياد مکانيکي : موجب مي شود که تعمير کاران اغلب به دليل عدم آگاهي از تنظيمات دقيق و يا عدم استفاده از ابزار مخصوص هاي لازم نسبت به تنظيم همه جانبه آن غفلت ورزيده و اين خود مزيد بر علت مي شود علاوه بر اين باعث خرابي هاي زودرس نيز خواهد بود.
◄ معايب عمده و ذاتي دلکو:
1. شدت جرقه به دور موتور وابسته است : توليد برق در خودرو به دليل مکانيزم خاص عملکردي پلاتين و خازن دلکوست. در يک کويل ساده در زماني که پلاتين بسته است جريان از مسير کويل اوليه و پلاتين عبور کرده و به بدنه مي رسد. اين عمل موجب شارژ شدن جرياني سيم پيچ اوليه مي شود. اصولا سيم پيچ ها داراي خاصيت مشابهي با خازن ها هستند با اين تفاوت که خازن ها با تغييرات ولتاژ مخالفت کرده و در زمان افت ولتاژ شبکه با دادن ولتاژخود باعث ثابت ماندن آن در سيتم شده اما سيم پيچ ها داراي اين ويژگي هستند که سعي دارند با دادن جريان اضافي مقدار جريان عبوري از خود را ثابت نگه دارند.
تا زماني که پلاتين بسته است هيچ اتفاقي نمي افتد. به محض باز شدن پلاتين سيم پيچ که سعي دارد جريان خود را ثابت نگه دارد به اجبار جريان خود را به خازن هدايت مي کند. خازن وقتي در اين حالت قرار مي گيرد ولتاژ روي آن به شدت افزايش يافته و حتي به بالاي 300 ولت نيز ميرسد. اين شدت موجب مي شود که جريان تغيير مسير داده و به سيم پيچ برگردد. اين تغيير جريان تا شارژ مجدد سيم پيچ ادامه داشته و دوباره جهت جريان بين سيم پيچ و خازن تغيير مي کند. تا زماني که پلاتين باز است اين نوسان بارها انجام شده که نتيجه آن تغيير شار مغناطيسي و تحريک سيم پيچ ثانويه و ايجاد جرقه برروي شمع ها است. در هر بار باز شدن پلاتين اين عمل تکرار مي شود.در اين حالت موتور در دور آرام هيچ مشکلي عملکردي ندارد اما با افزايش دور موتور زمان بسته شدن پلاتين ناخودآگاه کوتاه شده و عمل شارژ و دشارژ کويل خارج از بازه زماني باز و بسته شدن پلاتين قرار مي گيرد. اينجاست که عيب بزرگ سيستم جرقه زني دلکو ظاهر مي شود. کويل به دنبال پلاتين چون زمان کافي براي شارژ و دشارژ سيم پيچ اوليه ندارد نمي تواند شار لازم براي تحريک کامل سيم پيچ ثانويه را به دست آورد و لذا شدت جرقه در دورهاي بالاتر به طور محسوسي کاهش يافته و خودرو در دور بالا دچار لرزش زياد کاهش راندمان موتور و افزايش مصرف بنزين به صورت تصاعدي مي شود.
2. شدت توزيع جرقه بر روي سر شمع ها يکسان نيست : مسئله وجود واير شمع ها و مشکلات آن هميشه يک معضل بوده است. اما مشکل عمده آن مسئله نا هماهنگ بودن طول وايرهاست که موجب نا موزوني شدت جرقه در سر شمع ها مي شود.
3. عدم تناسب آوانس هاي ديناميکي و استاتيکي :
الف ) آوانس استاتيکي که با حرکت دادن موضعي دلکو ايجاد شده و توسط فرد تنظيم مي شود.
ب ) آوانس ديناميکي که شامل آوانس هاي خلائي و وزنه اي هستند که به طور اتوماتيک توسط دلکو تنظيم مي شوند. آوانس استاتيکي با توجه به دخالت دست هميشه دقيق تنظيم نمي شود و از طرفي به آوانس خلايي نيز نمي توان اطمينان داشت زيرا با هر بار فشردن و يا رها کردن گاز خلاء منيفولد کم و زياد شده و آوانس خودرو به هم ميريزد و از جانب ديگر آوانس وزنه اي نيز با توجه به اتکا بر نيروي گريز از مر کز و خاصيت غير خطي فنر وزنه ها معمولا مقدار مناسبي را به دست نمي دهد. تمامي اين عوامل دست به دست هم مي دهند تا آوانس دلکو هرگز تنظيم قابل قبولي ارائه ندهد.
4. تنظيمات زياد و پيچيدگي زياد مکانيکي : موجب مي شود که تعمير کاران اغلب به دليل عدم آگاهي از تنظيمات دقيق و يا عدم داشتن ابزار مخصوص هاي لازم نسبت به تنظيم هاي همه جانبه آن غفلت ورزيده و اين خود مزيد بر علت مي شود علاوه بر اين باعث خرابي هاي زودرس نيز خواهد بود.
◄ سيستم تزريق سوخت الکترونيکي EFI چيست:
اتومبيل ها يکي از دو سيستم کاربراتوري يا انژکتوري را براي تحويل مخلوط سوخت و هوا با نسبت صحيح به سيلندرها در تمام دامنه هاي سرعت دوراني موتور مورد استفاده قرار مي دهند. هر يک از اين دو سيستم حجم هواي مکش را اندازه گيري مي کند. حجم هواي مکش بر اساس زاويه دريچه گاز و سرعت موتور تغيير مي کند و هر دو سيستم نسبت سوخت و هواي صحيح را براي تمام سيلندرها بر اساس حجم هواي مکش تامين مي کنند.
به دليل اينکه ساخت کاربراتور نسبتا ساده است ونيازي به قطعات با تکنولوژي بالا ندارد در سطح وسيعي از موتورهاي بنزيني مورد استفاده قرار گرفته است. در پاسخ به نياز هاي فعلي براي کاهش آلودگي دود خروجي از اگزوز ، مصرف سوخت اقتصادي ، سوخت رساني بهينه و ساير موارد ديگر ، کاربراتورهاي امروزي بايد به وسيله جبران سازهاي مختلف مجهز گردند که باعث به وجود آمدن کاربراتور با سيستم پيچيده تر مي گردد. براي اطمينان از نسبت سوخت و هواي صحيح در موتور سيستم EFI بر اساس شرايط رانندگي مختلف به جاي کاربراتور مورد استفاده قرار گرفت.
سيستم کنترل EFI در دو نوع آنالوگ و ديجيتال براي سوخت رساني به کار مي رود. در سيستم کنترل از نوع آنالوگ حجم سوخت تزريق شده بر اساس زمان مورد نياز براي شارژ و دشارژ کردن خازن کنترل مي شود و ليکن در سيستم کامپيوتري حجم سوخت تزريق شده بر اساس داده هاي ذخيره شده در حافظه مشخص مي گردد علاوه بر کنترل زمان مقدار سوخت تزريق شده آوانس جرقه کنترل سرعت هرزگرد موتور کارکرد نادرست موتور و ساير موارد نيز مي تواند بوسيله ي سيستم کامپيوتري کنترل گردد.
◄ تفاوت عمده سيستم هاي انژکتوري در موتورهاي بنزيني و گازوئيلي:
در سيستم هاي انژکتوري موتورهاي گازوئيل سوز از سيستم جرقه زني و شمع خبري نيست و در حقيقت احتراق درون محفظه ي سيلندر به روش احتراق خود به خودي يا Self Ignition انجام مي شود بدين صورت که ابتدا هوا در مرحله تنفس وارد محفظه ي سيلندر شده و در مرحله تراکم تا ميزان حتي 1 به 25 متراکم مي شود در اين حالت دماي هوا تا حدود 700 درجه سانتي گراد افزايش مي يابد. سپس در بالاترين نقطه و در زمان مناسب گازوئيل توسط انژکتورها به درون سيلندر پاشش مي شود که در حضور هواي داغ باعث انفجار مي گردد و منجر به حرکت در آوردن پيستون و در نهايت حرکت موتور مي شود.
اما در موتورهاي بنزين سوز در مرحله تنفس مخلوط سوخت و هوا وارد سيلندر مي شود و همچنان انفجار سوخت در محفظه ي احتراق به کمک جرقه حاصل از فرمان رسيده به شمع ها صورت مي گيرد و اين نسبت تراکم تا حداکثر حدود 1 به 11 امکان پذير مي باشد و در صورت انفجار بي موقع سوخت درون سيلندر پديده Knocking يا Detonation روي داده و باعث وارد آمدن آسيب جدي به موتور خودرو مي شود. که اين امر توسط ECU کنترل مي گردد.
وظيفه اي را که کاربراتور در سيستم سوخت رساني کاربراتوري به عهده دارد در سيستم هاي انژکتوري به عهده 2 سيستم سوخت رساني و سيستم هوارساني گذاشته شده است که بوسيله واحد کنترل الکترونيکي Electronic Control Unit هدايت مي شوند.
سيستم سوخت رساني شامل : باک بنزين –Fuel Tank پمپ بنزين Fuel Pump – لوله اي انتقال سوخت Fuel Pipe – فيلتر بنزين Fuel Filter – رگولاتور فشار Pressure Regulator – ريل توزيع کننده سوخت Delivery Pipe Fuel Rail - انژکتورهاي مستقر بروي ريل سوخت Injectors و تعديل کننده جريان ( دامپر ) Damper مي باشد.
سيستم هوارساني نيز شامل : فيلتر هوا Air Filter – اندازه گير جريان هوا Air Flow Meter – دريچه هوا Throttle Body – سيلندر Cylan. – منيفولد هوا I.Manifold – مخزن آرامش Surge Tank مي باشد.
در حقيقت سيستم سوخت رساني وظيفه اي تهيه سوخت مورد نياز در زمان مشخص و مقدار مناسب براي محفظه احتراق ( سيلندر ) و سيستم هوارساني نيز وظيفه اي تهيه هواي مورد نياز در زمان مشخص و مقدار و دماي مناسب براي محفظه احتراق ( سيلندر ) را به عهده دارند که به کمک سنسور هاي مختلف موجود در مسير شرايط لحظه به لحظه کارکرد موتور خودرو را اندازه گيري کرده و پس از انتقال به ECU فرمان مناسب را گرفته و به کمک فرمانبر هاي مختلف بهينه ترين سوخت را براي کارکرد موتور تدارک مي بينند. فرمان زمان جرقه زني شمع ها نيز توسط ECU صادر مي شود.
اگر سيستم سوخت رساني را به بدن انسان تشبيه کنيم ECU يه عنوان مغز سيستم ، Sensorsسنسورها به عنوان حواس انسان ( بينايي و... ) و Actuators يا عملگرها مانند دست و پاي انسان عمل مي کنند.
بعضي از سنسورهاي اصلي سيستم هاي EFI عبارتند از :
سنسور اندازه گيري دبي هوا AFM ( ميزان دبي هوا از نظر جرمي و ميزان دبي هوا از نظر حجمي ) - سنسور اندازه گيري ميزان خلاء ورودي MAP - سنسور اندازه گيري ميزان دماي هوا ATS - سنسور اندازه گيري دماي آب موتور CTS - سنسور اندازه گيري دور موتور RPM يا Crankshaft Sen. – سنسور موقعيت دريچه گاز TPS - سنسور l - سنسور اندازه گيري دماي سوخت FTS – سنسور اندازه گيري فشار سوخت FPS – سنسور کنترل وضعيت احتراق درون سيلندرها Knock Sen. – سنسور وضعيت سيلندرها Camshaft Sen. - سنسور اندازه گيري CO و HC CO-Potentiometer Sen.
عملگرها Actuators عمده سيستم نيز شامل شير موتوري Stepper Motor – انژکتورها Injectors - گرمکن هوا PTC - شمع ها و... مي باشند.
سيستم هاي انژکتوري در طول زمان تغييرات متنوعي کرده اند که در ابتداي دهه 1970 ميلادي ابداع شده از سيستم هاي مکانيکي انژکتوري آغاز و سپس سيستم هاي الکترونيکي طراحي شدند. نيز از سيستم هاي تک انژکتوري شروع شده و هم اينک از سيستم هاي پاشش سوخت مستقيم استفاده مي شود.
انواع سيستم هاي سوخت رساني انژکتوري به ترتيب ابداع :
1. K - JETRONIC ابزار الکترونيکي وارد کار شد.
2. KE - JETRONIC واحد کنترل الکترونيکي اضافه شد.
3. L - JETRONIC
4. LH - JETRONIC
5. MONO JETRONIC - SPFI
6. MULTI JETORONIC - MPFI
7. GDI
در اينجا سه مورد آخر که معمولترين سيستم هاي سوخت رساني انژکتوري را شامل مي شوند معرفي مي کنيم:
◄ سيستم هاي پاشش سوخت تکي يا Single Point Fuel Injection :
در اين سيستم ها از يک انژکتور براي تغذيه چهار سيلندر استفاده مي شود که اين انژکتور سوخت مورد نياز را در ابتداي منيفولد سوخت مي پاشد.از نظر انتقال سوخت نظير سيستم هاي کاربراتوري مي باشد اما به کمک واحد کنترل الکترونيکي شرايط مناسب تري و مطلوب تري را براي محفظه ي احتراق فراهم ميکند.
◄ سيستم هاي پاشش سوخت چند گانه يا Multi Point Fuel Injection :
که به تعداد سيلندر هاي خودرو از انژکتور استفاده مي شود که اين انژکتورها برروي ريل سوخت نصب شده و سوخت مورد نياز را مستقيم در پشت سوپاپ هاي سوخت تزريق مي کنند.نسبت به سيستم هايSPFI ميزان تغييرات سوخت در آنها پس از پاشش تا زمان احتراق بسيار کمتر است در نتيجه سوخت با شرايط بهتري وارد سيلندر مي شود و معمولترين نوع اين سيستم ها در حال حاضر به شمار مي روند.
◄ سيستم هاي پاشش مستقيم سوخت يا Gasoline Direct Injection :
در اين روش براي اينکه حداقل تغيير در شرايط سوخت ورودي به سيلندر روي دهد انژکتورها سوخت مورد نياز براي احتراق را مستقيم درون محفظه سيلندر تزريق مي کنند. که به جز تعدادي خودرو ساز هم اکنون آنچنان مورد استفاده عمومي قرار نگرفته است.
سيستم مورد استفاده در خودروهاي داخلي عمدتا از نوعMPFI مي باشد که شامل منيفولد ؛ ريل سوخت و انژکتورها و رگولاتور فشار نصب شده بروي آن ؛ دريچه هوا و قطعات نصب شده بروي آن ؛ سيستم الکتريکي تعيين زمان احتراق و غيره... و واحد کنترل الکترونيکي ECU مي باشد.که از اين ميان تنها انژکتورها ؛ رگولاتور فشار ؛ تعدادي از قطعات دريچه هوا ، ECU ، سنسورها و قطعات بسيار حساس به دليل استفاده از تکنولوژي هاي ويژه از اقلام وارداتي بوده و بصورت انحصاري تنها توسط چند شرکت در جهان طراحي و توليد مي شوند و تقريبا بقيه قطعات در داخل کشور ساخته مي شوند.
◄ آشنايي با سيستم هاي CLOSE LOOP و OPEN LOOP :
اصولا در هر سيستمي تعدادي ورودي و خروجي وجود دارد. موتور خودرو نيز سيستمي است که بنزين و هوا و... ورودي هاي آن و دود اگزوز و... خروجي آن مي باشد. اگر با اين ديد به يک خودرو کاربراتوري نگاه کنيم موتور خودرو داراي يک سيستم باز است يعني يک سري ورودي به خودرو داده شده و سيستم نيز بدون هيچ گونه بازنگري از طرف ما يک خروجي ارايه مي دهد. اين سيستم ها را مدار – باز يا OPEN LOOP مي گويند.
اما در بعضي از خودرو هاي جديد از خروجي موتور خودرو ( دود اگزوز ) نمونه ( فيد بک منفي ) گرفته شده و با کار موتور مقايسه مي شود. اگر موتور در استفاده از ورودي هاي اطلاعاتي خود که همان سنسورها هستند دچار خطايي شده باشد ( خواه از طرف ECU خواه از طرف سنسورها و خواه خطاي ناشي از عملکرد نادرست فرمانبر ها به هر دليل باشد ) سعي مي کند تا با تصحيح عملکرد خود بهترين بازده را در خروجي خود به دست دهد. به اين سيستم ها مدار – بسته يا CLOSE LOOP مي گويند.فايده عمده سيستم هاي مدار – بسته در اين است که علاوه بر تنظيمي که ECU به صورت دائم بر کارکرد موتور خودرو دارد در هر لحظه اين تنظيم نيز تحت نظارت دوباره بوده و اگر خطاي کوچکي نيز اتفاق بيفتد بلافاصله تصحيح مي شود.
در موتورهايي که از بنزين سرب دار استفاده مي شود سيستم سوخت رساني از نوع مدار باز يا OPEN LOOP استفاده مي شود و در موتورهايي که از بنزين بدون سرب استفاده مي شود عموما سيستم سوخت رساني از نوع مدار بسته يا CLOSE LOOP مي باشد.
◄ مزاياي استفاده از سيستم هاي انژکتوري نسبت به سيستم هاي کاربراتوري:
1. افزايش راندمان حجمي و حرارتي موتور بدليل يکنواختي و ترکيب صحيح نسبت هوا و سوخت در حالتهاي مختلف کاري موتور
2. افزايش راندمان حجمي باعث افزايش گشتاور و توان خروجي موتور تا 15 درصد مي شود.
3. نسبت هوا ي ورودي به هر سيلندر بدليل استفاده تمام سيلندرها از يک حجم ثابت تقريبا برابر است.
4. بدليل استفاده از سيتم هاي اندازه گيري دقيق الکترونيکي براي اندازه گيري دبي هواي ورودي سوخت متناسب با آن تامين شده و در نتيجه مصرف سوخت کاهش مي يابد.
5. در اين سيستم ها به علت حذف کاربراتور و پياله بنزين بخارات حاصل از تيخير سوخت در پياله از بين مي رود.
6. کنترل موتور در شرايط مختلف کاري کارکرد موتور مناسب تر و بهتر شده و موتور در هواي سرد سريعتر روشن شده و نيازي بوجود ساسات نمي باشد.
7. بدليل يکنواختي ترکيب سوخت و هوا احتراق مناسب تر صورت گرفته و بدليل افزايش راندمان احتراق موتور نرم تر و بي صدا ترکار مي کند.
8. بدليل امتزاج مناسب سوخت و هوا راندمان احتراق افزايش يافته و در نتيجه مي توان ضريب تراکم حجمي موتور را افزايش داد.
9. در سيستم هاي انژکتوري بدليل اينکه نيازي به گرم کردن منيفولد ورودي نمي باشد در نتيجه دانسيته هواي ورودي بيشتر شده و راندمان حجمي را افزايش مي دهد و در نهايتا قدرت خروجي موتور افزايش مي يابد.
10. با افزايش راندمان احتراق و کنترل پديده Knock يا Detonation باعث افزايش عمر موتور خودرو مي شود.
11. مهمترين علت ساخت سيستمهاي انژکتوري و مزيت اصلي آن نسبت به موتورهاي کاربراتوري کاهش آلودگي ناشي از موتور خودرو مي باشد تا قابليت پوشش دادن استانداردهاي عدم آلايندگي را داشته باشند.
◄ معايب سيستم هاي سوخت رساني انژکتوري نسبت به کاربراتوري :
1. گران بودن موتور بدليل گران بودن قطعات سيستم هاي انژکتوري
2. احتياج بيشتر به تعمير و نگهداري و خدمات پس از فروش
3. نياز به صافي بنزين دقيق تر و بنزين با کيفيت بالاتر
مطابق آنچه در اين نوشتار به صورت ساده و مختصر بيان شد مي توان گفت. که هر چه سيستم سوخت رساني دقيق تر ميزان ورودي ها و خروجي هاي خود را اندازه گيري نمايد و در نتيجه بهتر توانايي کارکرد و تطبيق پذيري با شرايط گوناگون را داشته باشد منجر به بهبود عملکرد و کارايي خودرو مي شود. که اين موارد در سيستم هاي تزريق سوخت الکترونيکي بيشتر و بهتر مشهود مي باشد.و در ديگراينکه رسيدن به هواي پاک و کاهش آلودگي که امروزه از دغدغه هاي عمده ي پيش رو در کلان شهر ها است و نيز کاهش مصرف سوخت و در حقيقت استفاده بهينه از منابع محدود انرژي بدون استفاده از اين سيستم هاي جديد سوخت رساني ( EFI ) تقريبا غير ممکن است.
|
موارد ايمني در كشورهاي توسعهيافته جهان از اهميت فوقالعادهاي برخوردار است به طوري كه كوچكترين خبري در خصوص ضعف ايمني خودرويي بر فروش آن تاثير فراواني دارد.
اما به نظر ميرسد با وجود اينكه آمار تصادفات، ايران را در رتبه دوم جدول جهاني قرار ميدهد خودروسازان و خريداران خودرو به اين موارد آشنايي يا توجه كمتري دارند. سيستمهاي نوين ترمز مانند ABS، ESP و EBD با افزايش پايداري و فرمانپذيري و... در زمان حادثه تا 40درصد از بروز تصادفات جلوگيري ميكند. ولي متاسفانه بسياري از خودروهايي كه در كشورهاي ديگر تجهيزات ايمني مثل ABS و ايربگ توليد ميشوند از جمله ريو، در ايران براي كاهش هزينههاي توليد حذف و فقط در صورت سفارش مشتري بر روي خودرو قرار ميگيرند. ويژگي مهم خودروهاي مجهز به سيستم ترمز ضد قفل يا ضد لغزش معروف به ABS اين است كه از قفل شدن چرخها حتي هنگامي كه راننده پدال ترمز را تا انتها فشار ميدهد، جلوگيري ميكند و مانع از انحراف خودرو ميشود. به اين ترتيب ميتوان هنگام ترمزگيري خودرو را كنترل كرده و از موانع با اطمينان عبور كرد. پيشرفت اين تكنولوژي به حدي رسيده است كه در هر لحظه با استفاده از تناسب سرعت لاستيكها و كنترل آن، تعادل خودرو حفظ ميشود. سيستم ترمزهاي هيدروليك و ABS ترمزهاي هيدروليك از سيستمهاي مطمئن ترمز محسوب ميشود. اما اين سيستم در ابتدا داراي عيبهاي بزرگي بود. اگر هر گاه به دليلي، شكستگي جزئي در يكي از لولههاي ترمزها به وجود ميآمد در اثر نشت مايع ترمز يا وارد شدن هوا در سيستم، تمام سيستم ترمز از حالت فعاليت خود بيرون آمده و خطرآفرين ميشد. براي از ميان برداشتن اين عيب، خودروسازان و شركتهاي توليدكننده سيستمهاي ترمز مجبور به تقسيم كردن نيروي ترمز از طريق فشار هيدروليك به دو بخش شدند. يكي از اين بخشها به چرخهاي جلو و ديگري به بخشهاي عقب فشار وارد ميآورد طراحي و توليد اين سيستم جديد بسيار مثبت بود، ولي به نظر ميرسيد آنچنان از خطرات احتمالي آن نميكاست، چرا كه در اين صورت ايجاد شكستگي در لولههاي ترمز جلو و قفل يا بلوكهكردن چرخهاي عقب، خودرو به شدت به دور خود چرخيده و از كنترل خارج ميشد. اما سوئديها راهحل اين مشكل را پيدا كردند. كمپاني (ساب) SAAB ترمزهاي هيدروليك دو كاناله به صورت ضربدري را طراحي و توليد كرد به اين صورت كه چرخ سمت راست جلو به همراه چرخسمت چپ عقب از يك كانال و چرخ سمت چپ جلو به همراه چرخ سمت راست عقب از كانال ديگر تغذيه ميشدند. ولي كمپانيهاي خودروسازي ولوو و بيامو بر روي طرح نسبتا بهتري كار كردند به اين ترتيب كه با هر دو چرخ جلو هر كدام از يك كانال تغذيه ميشدند چرخهاي عقب نيز از كانال مستقلي بهره ميبردند. در اين صورت در اثر بروز اشكال يا شكستگي در يكي از لولههاي هيدروليك چرخها تنها همان چرخ بود كه قابليت ترمزگيري را از دست ميداد و در كنترل خودرو اشكال عمدهاي پيش نميآمد اما سيستم ترمز در خودروها نيز در دنيا به سرعت ديگر بخشها رشد داشت و خوشبختانه در حال حاضر ترمزهاي سه و چهاركاناله ضد بلوكه ABS در بيشتر خودروها به صورت استاندارد وجود دارد. طرز كار ترمز ABS ترمزهاي ABS در بيان ساده دستگاهي الكترونيكي هستند كه در هنگام ترمزگيري باكنترل فشار (قطع و وصل كردن فشار) هيدروليك در كسري از ثانيه ارتباط لنت را با ديسك يا كاسه برقرار و قطع ميكنند و تكرار سريع و مداوم اين عمل باعث از ميان رفتن حالت بلوكه كردن يا قفل كردن ترمزها ميشود. اهميت اين گونه ترمزها نيز بيشتر در سطوح خيس و لغزنده يا ترمزگيري در سرعتهاي بالا بيشتر نمايان ميشود. در اين گونه موارد راننده از كنترل كامل بر روي وسائل نقليه خود برخوردار است و اما شايد بتوان گفت تنها نكته منفي در مورد ترمزهاي ABS صداي نسبتا شديد آنها در هنگام ترمزگيري بر روي سطوح بسيار لغزنده است. اين صداي لرزان كه به درون كابين نفوذ ميكند و زير پدال ترمز حس و شنيده ميشود رانندهاي را كه تجربه ترمزگيري در اين شرايط ندارد به اشتباه مياندازد كه احتمالا قسمتي از سيستم ترمز خودرواش در حال خرد شدن است و به همين دليل راننده ممكن است به اشتباه از فشار پاي خود بر روي پدال ترمز بكاهد. به تازگي استفاده از سيستمهاي كمكي و تقويت كننده الكترونيكي و مكانيكي نيز براي هر چه بهتر كردن فعاليت ترمزها بر روي انواع خودروهاي جديد به كار گرفته ميشود اين سيستمها با وارد آوردن اندك فشاري به پدال ترمز فعال شده و بهترين نتيجه را در اختيار راننده قرار ميدهد. ترمزگيري صحيح با ABS در شرايط بحراني (مواجه شدن با موانع) فورا پدال كلاچ را گرفته و با تمام نيرو به طور مداوم روي پدال ترمز فشار دهيد. در اين زمان ABS شروع به كار كرده و شما قادر خواهيد بود خودروي خود را در مسير دلخواه هدايت كرده و از برخورد با موانع جلوگيري كنيد. دو قانون مهم هنگام ترمزگيري با سيستم ABS 1 -فورا كلاچ را بگيريد و با تمام نيرو روي پدال ترمز به طور مداوم فشار دهيد. 2 -با وجود ترمزگيري كامل، خودرو را در مسير دلخواه هدايت كنيد. لامپ هشدار دهنده ABS از ويژگيهاي اصلي سيستم ABS اين است كه دايما خود را به صورت الكترونيكي كنترل ميكند. روي صفحه نمايش دهندهها مقابل راننده يك لامپ هشدار دهنده وجود دارد كه روي آن كلمه ANTI-LOCK نوشته شده است. هر گاه اشكالي در عملكرد سيستم ABS ايجاد شود اين لامپ روشن خواهد شد. هنگام روشن شدن خودرو اين لامپ حدود چهار ثانيه روشن خواهد شد كه در اين زمان سيستم مشغول كنترل كردن خود است. در صورت خاموش شدن لامپ سيستم عملكرد صحيح خود را داشته و در غير اين صورت روشن ماندن لامپ هشدار دهنده چه قبل از حركت و چه هنگام حركت خودرو راننده را از بروز اشكال آگاه خواهد كرد. مزاياي سيستم ABS سيستم ترمز مجهز به ABS قادر است وضعيت ايمنتري را براي خودرو ايجاد كند. كاهش خط قرمز افزايش پايداري خودرو در جادههاي لغزنده افزايش كنترل فرمان كاهش اثر شرايط متفاوت جاده بر روي لاستيكها، كاهش مقدار لرزش لاستيك و سيستم تعليق در ترمز و پايداري خودرو در جادههاي ناهمگن به هنگام ترمز شديد از فوايد اين سيستم است. نكات ايمني با اين كه سيستم ABS داراي ايمني بالايي است، ولي وجود آن در خودرو نبايد باعث سرپيچي راننده از رعايت مقررات رانندگي به خصوص سرعتهاي غيرمجاز، رعايت نكردن فاصله ايمني و سرعت مناسب در پيچها شود. به عبارت ديگر بهرهمندي از سيستمهاي ايمني به معناي ناديده گرفتن ايمني نيست. انجام تغييرات شخصي در خودرو (مثلا ترمز، بدنهها و يا چرخها) ميتواند بر عملكرد سيستم ABS تاثير منفي بگذارد. با وجود اين در حال حاضر سيستم ترمز ABS مطمئنترين ترمزي است كه تكنولوژي آن در صنعت خودروي ما وارد شده است و شايد روزي شاهد باشيم كه با بالا رفتن تقاضاي عمومي براي خودروهاي مجهز به ترمز ABS اعمال فشار از سوي راهنمايي و رانندگي ديگر خودرويي بدون ترمز ABS توليد و عرضه نشود. منبع: دنياي اقتصاد __________________ قال رسول الله :علی منی بمنزله راسی من بدنی.رسول خدا :نسبت علی بامن مانند نسبت سرمن با بدن من استالریاض النضره ص163 | |
نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.

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.
امروزه در بسياري از فرآيندهاي صنعتي ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزينه و با دقت زياد مورد نظر است در همين راستا بکارگيري سيال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه هاي صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سيال به دو شاخه مهم هيدروليک و نيوماتيک ( که جديدتر است ) تقسيم ميشود .
از نيوماتيک در مواردي که نيروهاي نسبتا پايين (حدود يک تن) و سرعت هاي حرکتي بالا مورد نياز باشد (مانند سيستمهايي که در قسمتهاي محرک رباتها بکار مي روند) استفاده ميکنند در صورتيکه کاربردهاي سيستمهاي هيدروليک عمدتا در مواردي است که قدرتهاي بالا و سرعت هاي کنترل شده دقيق مورد نظر باشد(مانند جک هاي هيدروليک ، ترمز و فرمان هيدروليک و...).
حال اين سوال پيش ميايد که مزاياي يک سيستم هيدروليک يا نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي يا الکتريکي چيست؟در جواب مي توان به موارد زير اشاره کرد:
1.طراحي ساده 2.قابليت افزايش نيرو 3. سادگي و دقت کنترل
4. انعطاف پذيري 5. راندمان بالا 6.اطمينان
در سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي قطعات محرک کمتري وجود دارد و ميتوان در هر نقطه به حرکتهاي خطي يا دوراني با قدرت بالا و کنترل مناسب دست يافت ، چون انتقال قدرت توسط جريان سيال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شيلنگ ها) صورت ميگيرد ولي در سيستمهاي مکانيکي ديگر براي انتقال قدرت از اجزايي مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده ميکنند.
در اين سيستمها ميتوان با اعمال نيروي کم به نيروي بالا و دقيق دست يافت همچنين ميتوان نيرو هاي بزرگ خروجي را با اعمال نيروي کمي (مانند بازو بسته کردن شيرها و ...) کنترل نمود.
استفاده از شيلنگ هاي انعطاف پذير ، سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک را به سيستمهاي انعطاف پذيري تبديل ميکند که در آنها از محدوديتهاي مکاني که براي نصب سيستمهاي ديگر به چشم مي خورد خبري نيست. سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک به خاطر اصطکاک کم و هزينه پايين از راندمان بالايي برخوردار هستند همچنين با استفاده از شيرهاي اطمينان و سوئيچهاي فشاري و حرارتي ميتوان سيستمي مقاوم در برابر بارهاي ناگهاني ، حرارت يا فشار بيش از حد ساخت که نشان از اطمينان بالاي اين سيستمها دارد.
اکنون که به مزاياي سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک پي برديم به توضيح ساده اي در مورد طرز کار اين سيستمها خواهيم پرداخت.
براي انتقال قدرت به يک سيال تحت فشار (تراکم پذير يا تراکم ناپذير) احتياج داريم که توسط پمپ هاي هيدروليک ميتوان نيروي مکانيکي را تبديل به قدرت سيال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نيرو به نقطه دلخواه است که اين وظيفه را لوله ها، شيلنگ ها و بست ها به عهده ميگيرند .
بعد از کنترل فشار و تعيين جهت جريان توسط شيرها سيال تحت فشار به سمت عملگرها (سيلندرها يا موتور هاي هيدروليک ) هدايت ميشوند تا قدرت سيال به نيروي مکانيکي مورد نياز(به صورت خطي يا دوراني ) تبديل شود.
اساس کار تمام سيستم هاي هيدروليکي و نيوماتيکي بر قانون پاسکال استوار است.
قانون پاسکال:
1. فشار سرتاسر سيال در حال سکون يکسان است .(با صرف نظر از وزن سيال)
2. در هر لحظه فشار استاتيکي در تمام جهات يکسان است.
3. فشار سيال در تماس با سطوح بصورت عمودي وارد ميگردد.
همانطور که در شکل 1 مي بينيد يک نيروي ورودي
نيوتني ميتواند نيروي مورد نياز چهار سيلندر ديگر را تامين کند.
شکل (1).jpg)
يا در شکل 2 داريم :
شکل (2) 
کار سيستمهاي نيوماتيک مشابه سيستم هاي هيدروليک است فقط در آن به جاي سيال تراکم ناپذير مانند روغن از سيال تراکم پذير مانند هوا استفاده مي کنند . در سيستمهاي نيوماتيک براي دست يافتن به يک سيال پرفشار ، هوا را توسط يک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در يک مخزن ذخيره مي کنند، البته دماي هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا ميرود که مي تواند به قطعات سيستم آسيب برساند لذا هواي فشرده قبل از هدايت به خطوط انتقال قدرت بايد خنک شود. به دليل وجود بخار آب در هواي فشرده و پديده ميعان در فرايند خنک سازي بايد از يک واحد بهينه سازي براي خشک کردن هواي پر فشار استفاده کرد.
اکنون بعد از آشنايي مختصر با طرز کار سيستمهاي هيدروليکي و نيوماتيکي به معرفي اجزاي يک سيستم هيدروليکي و نيوماتيکي مي پردازيم.
اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي هيدروليکي:
1- مخزن : جهت نگهداري سيال
2- پمپ : جهت به جريان انداختن سيال در سيستم که توسط الکترو موتور يا 3- موتور هاي احتراق داخلي به کار انداخته مي شوند.
4- شيرها : براي کنترل فشار ، جريان و جهت حرکت سيال
5- عملگرها : جهت تبديل انرژي سيال تحت فشار به نيروي مکانيکي مولد کار(سيلندرهاي هيدروليک براي ايجاد حرکت خطي و موتور هاي هيدروليک براي ايجاد حرکت دوراني).
شکل 3 يک سيستم هيدروليکي را نشان ميدهد.
.jpg)
شکل(3)
اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي نيوماتيکي:
1- کمپرسور
2- خنک کننده و خشک کننده هواي تحت فشار
3- مخزن ذخيره هواي تحت فشار
4- شيرهاي کنترل
5- عملگرها
شکل 4 يک سيستم نيوماتيکي را نشان ميدهد.
.jpg)
شکل (4)
يک مقايسه کلي بين سيستمهاي هيدروليک و نيوماتيک:
1- در سيستمهاي نيوماتيک از سيال تراکم پذير مثل هوا و در سيستمهاي هيدروليک از سيال تراکم ناپذير مثل روغن استفاده مي کنند.
2- در سيستمهاي هيدروليک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظيفه روغن کاري قطعات داخلي سيستم را نيز بر عهده دارد ولي در نيوماتيک علاوه بر روغن کاري قطعات، بايد رطوبت موجود در هوا را نيز از بين برد ولي در هر دو سيستم سيال بايد عاري از هر گونه گرد و غبار و نا خالصي باشد
3- فشار در سيستمهاي هيدروليکي بمراتب بيشتر از فشار در سيستمهاي نيوماتيکي مي باشد ، حتي در مواقع خاص به 1000 مگا پاسکال هم ميرسد ، در نتيجه قطعات سيستمهاي هيدروليکي بايد از مقاومت بيشتري برخوردار باشند.
4- در سرعت هاي پايين دقت محرک هاي نيوماتيکي بسيار نامطلوب است در صورتي که دقت محرک هاي هيدروليکي در هر سرعتي رضايت بخش است .
5- در سيستمهاي نيوماتيکي با سيال هوا نياز به لوله هاي بازگشتي و مخزن نگهداري هوا نمي باشد.
6- سيستمهاي نيوماتيک از بازده کمتري نسبت به سيستمهاي هيدروليکي برخوردارند.
- سنسور دماي هوا (ATS)
اين سنسور در مسير دستگاه هواي هواكش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دماي هوا و مقدار هواي ورودي را به موتور را به واحد كنترل الكترونيكي ارسال ميدارد .
واحد كنترل اين اطلاعات را به جهت تنظيم مقدار پاشش سوخت در مانيفولد ورودي به كار ميبرد . اين سنسور در واقع يك سنسور حرارتي ميباشد كه نوعي مقاومت است كه آن با دماي هواي ورودي تغيير ميكند بر اساس ولتاژ خروجي ، كامپيوتر موتور دماي هواي ورودي را تعين كرده و مطابق با آن ميزان سوخت تزريقي را تنظيم ميكند .
2- سنسور دماي آب (CTS )
اين سنسور بر روي سر سيلندر و بر روي منيفولد هوا قرار گرفته است . اين سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنك كننده را توسط يك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجي سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخيص داده و در نتيجه مخلوط مناسبي از هوا و بنزين را در هنگامي كه موتور سرد است فراهم ميكند .
3- سنسور فشار هواي منيفولد ( MAP)
اي سنسور توسط يك شيلنگ ميزان خلأ داخل منيفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU ارسال ميدارد اين سنسور بر روي بدنه خودرو در كنار ECU و شير برقي EGR و كنيستر قرار دارد . ECU توسط اين اطلاعات نيازمنديهاي سوخت دستگاه را تعين كرده و به انژكتورها دستور پاشش سوخت را ارسال ميدارد اين سنسور داراي ولتاژ 5 ولت ميباشد فشار مطلق برابر است با فشار بارمتريك منهاي خلايي كه توسط پيستونها ايجاد ميشود . به طور مثال اگر فشار بارومتريك در سطح دريا برابرHg 30 و خلا مانيفولد برابر Hg20 در اين صورت فشار مطلق برابر Hg 10 ميباشد . تمامي سنسورهاي MAP به اين طريق عمل ميكنند .
4- سنسور اكسيژن
اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود ميباشند اندازه گرفته و ولتاژي مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط ميباشد به واحد ECU ارسال ميكند ولتاز كم نشانه زياد بودن اكسيژن و ولتاژ زياد نشانه مك بودن اكسيژن است .كنترل سوخت در اين سيستم به روش حلقه بسته انجام ميگيرد بنا بر اين سنسور اكسيژنزماني فعال مي گردد كه دماي موتور به حد نرمال رسيده باشد . (300درجه سانتيگراد )
اين سنسور به سنسور تك سيم ( Unheated ) معروف است و تمامي اطلاعات از اين طريق به ECU منتقل ميگردد و اين واحد نيز تزريق سوخت را بر حسب نياز تغيير مي دهد .
اين سنسور در مسير جريان گازهاي خروجي نصب ميشود . با دانستن مقدار اكسيژن در گازهاي خروجي ECU مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد واحد ECU از سيگنالهاي ارسال شده از سنسور O2 استفاده ميكند ( به عنوان يكي از پارامترهايي كه زمان پاشش را محاسبه ميكند .
روش استفاده از حلقه بسته به اين جهت به كار مي رود تا موتور را تا حد امكان در يك نسبت استوكيومتريك (سوخت / هوا 1 :7/14 ) نگه دارد .( در موقعيتهايي كه بار كمتري به موتور وارد ميشود ) .
5- سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS ) اين سنسور از يك مقاومت متغير دوراني تشكيل شده است و با گردش محور دريچه گاز مقدار مقاومت تغيير كرده و باعث تغيير در ولتاژ خروجي سنسور موقعيت دريچه گاز ميگردد . اين تغيير ولتاژ بهECU ارسال شده ، تا از ميزان باز و بسته بوده دريچه گاز مطلع سازد .
واحد ECU متناسب با درجه باز شدن دريچه گاز و يا به عبارتي ولتاژ خروجي اين سنسور ميزان شتاب را تعين ميكند و مطابق با آن بهترين تزريق سوخت را انجام ميدهد . اتصال لغزنده اين سنسور با محور دريچه گاز هم محور بوده و با كوچكترين حركت درچه گاز ميزان بازبودن آن را حس كرده و در اثر بار و بسته شدن دريچه گاز ولتاژ خروجي از سنسور تغيير ميكند و بر اثر اين تغيير ولتاژ اطلاعات ECU ارسال شده و واحد كنترل موتور نيز مخلوط سوخت مورد نياز را محاسبه مينمايد . اين سنسور بر روي دريچه گاز نصب ميگردد .
6- سنسور دور موتور و موقعيت زاويه ميل لنگ
اين سنسور از يك ديسك فلزي تشكيل شده است كه بر روي آن شكافهايي در دور رديف شعايي با زاويه معلوم نسبت به يكديگر ايجاد شده است و ديسك را به چهار ناحيه با زاويه 90 درجه تقسيم ميكند .
دو عدد ديود نوري (LED) و فتوديود در مقابل اين شكافها قرار داده شده است و در اثر گردش ديسك هنگامي كه يك شكاف در مقابل ديود مربوطه قرار ميگيرد با ولتاژ پنج ولت در خروجي سنسور ظاهر ميگردد . بدين ترتيب دور موتور و وقعيت زاويهاي را به واحد (ECU ) هدايت ميكند . محل نصب اين سنسور بر روس=ي دلكو ميباشد . ECU زمان جرقه را انتخاب كرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلكو كنترل ميشود . وقتي موتور به كار افتاد زمان جرقه به واحد كنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعين ميشود . هدف زمانبندي در اين است كه با تنظيم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اكثر قدرت در موتور بدست آيد . آوانس كلي جرقه از روي محاسبه اطلاعات دريافت شده از سنسورهاي موتور كه روي زمانبندي جرقه تاثير ميگذارد محاسبه ميگردد . واحد كترل موتور اين اطلاعات را از سنسورهاي MAP و و دور موتور حس كرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به ميزان هواي ورودي محاسبه ميگردد .
عملگرها ( ACTUATORS ) اطلاعاتي كه واحد كنترل موتور از سنسورها دريافت ميكند ، توسط عملگرها فعال ميشود تا يك سوخت مناسب را جهت احتراق كامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زير ميباشند :
1- انژكتور
انژكتور يك سولونوئيد الكتريكي است كه به صورت ديجيتالي عمل ميكند ودستكاه ECU انژكتورها را در شرايط مختلف و با ارسال پالسهاي الكتريكي كنترل ميكند . هنگاميكه جريان الكتريكي به انژكتورها ميرسد سولونوئيد دريچه پاشش را باز كرده و در اثر اختلاف فشار مابين لوله سوخت رساني در منيفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشيده ميشود . طول زمان تزريق توسط ECU تعين ميگردد . انژكتور از يك سوپاپ سوزني و يك سولونوئيد تشكيل شده است با اعمال ولتاژ به انژكتور سولونوئيد درگير شده و انژكتور را جهت تحويل سوخت باز ميكند . هنگامي كه به هر كدام از انژكتورها ولتاژ ميرسد سوزن انژكتور آهنربا شده و سمت بالا حركت ميكند و بدين ترتيب مسير بنزين ورودي به سيلندر را باز ميكنند . با قطع جريان سوزن انژكتور توسط نيروي فنر به جاي خود بر ميگردد و نازل بسته ميشود .
2- شير برقي ( EGR )
يك نوع سولونوئيد است كه به فرمان ECU باز و بسته ميشود يكي از گازهاي آلاينده خروجي از موتور اكسيد ازت ميباشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتلق احتراق تشكيل مي شود . بدين ترتيب كه پيوند N2 و O2 شكسته شده و با يكديگر تركيبات NOX را ميسازند كه مضر جهت محيط زيست ميباشند . براي كاهش تشكيل مقدار اكسيد ازت بايستي درجه حرارت حاصل از حرارت را كاهش داد . بدين منظور سيستم EGR طراحي شده است كه به طريق زير عمل ميكند . تمامي اين سيستمها به اين طريق عمل ميكنند كه كازهاي خروجي را به منيفولد هدايت كرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائين نگه دارند در نهايت آلودگي خروجي كمتر گردد . شير برقي EGR در حالت عادي باز است يعني هنگامي كه موتور روشن ميشود شير برقي با ولتاژ 12 ولت مستقيم فعال شده وسوپاپ آن به وسيله آهن رباي ايجاد شده در سولونوئيد باز ميشود و كانال شير را به هواي آزاد وصل ميكند بنا بر اين شير مكانيكي EGR كه به وسيله خلا تانك آرامش كار ميكند بسته است زماني كه دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط ميرسد جريان الكتريسيته در در شير برقي قطع شده و شيلنگ خلا به به شيلنگ شير مكانيكي EGR وطل ميشود در نتيجه مقداري از گاز خروجي از اگزوز به اتاق احتراق جهت كاهش حرارت حاصل از احتراق هدايت ميشود بدين ترتيب از تشكيل NOX كاسته ميشود با رسال فرمان از ECU به شير برقي EGR سولونوئيد آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل ميكند .
شير برقي EGR در موارد زير عمل نخواهد كرد :
1 – در حالت كار كرد سرد موتور
2- در حالت دور آرام
3- در بار سنگين موتور
3- شير برقي دور آرام ISC
اين سولونوئيد تامين كننده هواي مورد نياز در مراحل مختلف دور آرام ميباشد تا موتور در مراحل مختلف دورهاي موتور بهترين مخلوط سوخت و هوا را داشته باشد . هنگامي كه دريچه اصلي گاز بسته ميشود يا پا از روي پدال برداشته ميشود سنسور دريچه گاز وضعيت را از طريق ارسال سيگنالي به ECU اطلاع مي دهد . در اين صورت شير برقي دور آرام با فرمان ECU باز ميشود .
4- شير برقي كنيستر ( استكاني ضد تبخير )
اين سولونوئيد به وسيله دستكاه ECU كنترل مي شود .
پالسهاي الكتريكي دريافت شده از ECU يك حوزه مغناطيسي را در سيم پيچ سولونوئيد ايجاد كرده و در نتيجه هسته آن تحريك شده آن به سمت بالا كشيده ميشود و كانال ورودي را به كانال خروجي متصل مينمايد .
بدين ترتيب در هنگام استارت زدن سولونوئيد را تحريك ميكند تا بخار بنزين انباشته شده در مخزن كنيستر را به وسيله كانالي كه روي مخزن آرامش قرار دارد به منيفولد ورودي هدايت كند .
5 – كوئل
دستگاه كوئل اين سيستم ( خشك ) پرس الكتريكي ساخته شده است
هنگامي كه سوئيچ باز ميشود واحد كنترل موتور بر اساس اطلاعات دريافت شده از سنسور دور موتور توسط پالس ارسالي ، جريان سيمپيچ اوليه كوئل را قطع و وصل ميكنند و بين دو الكترود شمع ايجاد جرقه مينمايد و بدين ترتيب زمان دقيق جرقه را كنترل ميكند
6 – رله اصلي
رله اصلي داراي يك كنتاكت است كه در پايين هسته قرار دارد و مقناطيس ايجاد شده توسط سيمپيچ بر روي هسته ، عمل كنتاكت را كنترل ميكند .
زماني كه سوئيچ باز ميشود ولتاژ باتري از سوئيچ به رله اصلي ارسال مي گردد و اين رله وظيفه دارد ولتاژ باتري را به عملگرها منتقل كند . در نتيجه پمپ سوخت و انژكتورها و سيستم جرقه براي راهاندازي موتور فعال ميشوند . رله وظيفه دارد
كه جريان الكتريكي را به سيستم موتور رسانده و جريان مطمئني را جهت جلوگيري از جريان سوخت در هنگامي كه موتور در حال حركت نميباشد ، توليد كند .
رله ها با يك جريان كم عبور جريان زيادي را امكان پذير ميسازد .
7- پمپ سوخت
از نوع پروانهاي با موتور DC ، زماني كه سوئيچ باز ميشود رله اصلي به وسيله ولتاژ باتري فعال ميشود و پمپ سوخت رساني را فعال ميسازد .
در نهايت سوخت به وسيله پمپ در فضايي اطراف موتور پمپ و مدار سيستم سوخت رساني جريان مييابد و فشار در حدودbar 5/5 ، سيستم سوخت رساني را تغذيه ميكند .
بنزين توسط پرهها به سمت بالا كشيده ميشود . پمپ بنزين در داخل باك نصب شده و هميشه در بنزين شناور است . اين امر سر وصدايناشياز كار پمپ را جذب كرده و هم مانع ايجاد حباب هوا ميشود هنگامي كه موتور خاموش است سوپاپ يكطرفه عمل كرده و اين سوپاپ با حفظ كردن فشار بنزين ، امكان روشن كردن موتور داده و مانع از تشكيل بخار در لوله بنزين در دماي بالا ميگردد .
ECU( واحد كنترل الكترونيكي موتور ) :
واحد كنترل موتور ، مدت زمان پاشش سوخت را بر اساس سيگنال حجم هواي ورودي و سيگنال دور موتور محاسبه ميكند و سپس بر اساس آن مدت زمان واقعي پاشش سوخت را كه مورد احتياج موتور ميباشد با تنظيم مدت پاشش مبنا بر اساس سيگنالهاي دريافتي از سنسورهاي مختلف و شرايط كار كرد موتور معين ميسازد . در عين حال ECU زاويه آوانس جرقه مبنا بر اساس سرعت موتور و حجم هواي ورودي را محاسبه كرده كه بر پايه اطلاعات دريافتي از سنسورهاي مختلف خودرو ميباشد . واحد كنترل موتور سيگنالهاي مناسبي را بر اساس اطلاعات دريافتي از سنسورها به دستگاه جرقه زن ارسال مينمايد .
رگلاتور فشار:
اين رگلاتور فشار بنزين در داخل ريل سوخت و پشت انژكتورها را در حدود bar=kg/cm 3 نگه می دارد . اين قطعه روي لوله تزريق كننده سوخت در پايين دستگاه جريان نصب ميگردد .
محفظه اي كه فنر رگلاتور در آن قرار دارد ، توسط يك لوله مكش به كانال هواي ورودي در مخزن آرامش وصل شده است و در اثر خلا منيفولد نيروي فشار فنر كاهش مييابد و در نتيجه اگر نيروي فشار دهنده فنر كمتر از فشار بنزين داخل رگلاتور باشد ديافراگم به سمت بالا هل داده ميشود و ضمن اينكه بنزين اضافي از راه سوپاپ يكطرفه بهن باك بر ميگردد و فشار اضافي نيز با اين عمل كاهش مييابد و مجددا فشار داخل ريل سوخت ثابت نگه داشته ميشود .

پریود زمانی حرکت (T) بازه زمانی است که سیکل ارتعاشی خود راتکرار می کند. فرکانس ارتعاشات در واقع عکس پریود زمانی است.

واحدهای اندازه گیری فرکانس:
Hertz = 1 / s
cpm= Cycle per minute
cps = Cycle per second
که داریم:
1Hz = 1 cps = 60 cpm
فاز، همیشه نسبت به یک مرجع سنجیده می شود و توالی حرکت را نسبت به آن نشان می دهد.
واحد اندازه گیری فاز:
درجه °))
به طور کلی دو نوع نیروی استاتیکی و دینامیکی در ماشین آلات وجود دارد. نیروهای ارتعاش زا از نوع نیروهای دینامیکی هستند که بر اثر وجود کاستی هایی در ماشین ایجاد می شوند. برخی از زمینه های بروز کاستی (اختلاف از حالت ایده آل) عبارتند از:
از آنجاییکه رسیدن به حالت ایده آل امکان پذیر نیست، همیشه تا حدی ارتعاش در ماشین آلات وجود دارد که مجاز شمرده می شود. اما با گذشت زمان و بر اثر بروز اشکالات بعدی، بعضاً ارتعاشات نسبت به حد مجاز افزایش می یابد که با آنالیز و انجام اقدام اصلاحی مناسب، می توان وضعیت را به حالت قبل برگرداند.
نیروهای ارتعاش زا در داخل ماشین و معمولاً در سیستم روتور (یعنی بخش در حال دوران) تولید می شوند. امپدانس از مشخصات هر سیستم مکانیکی و از جمله ماشین آلات دوار است و مسیر انتقال ارتعاش را توصیف می کند.
ارتعاشاتی که معمولاً از روی بخش ساکن (استاتور) ماشین آلات و به ویژه از روی هوزینگ بیرینگ اندازه گیری می شود، تحت تأثیر دو پارامتر فوق است.
اکنون دو پارامتر فوق (یعنی نیروهای ارتعاش زا و امپدانس) را جداگانه بررسی می کنیم.
امپدانس و یا مقاومت مکانیکی در برابر حرکت، از خصوصیات هر سیستم مکانیکی است که سه مؤلفه دارد:
1- جرم 2- سفتی 3- میرایی (دمپینگ)
ارتعاشات هر تجهیز دوار (چه از نظر مقدار و چه از نظر سایر مشخصات ارتعاشات) ارتباط مستقیمی با وضعیت آن دارد و هرگونه تغییر هر چند جزئی در وضعیت تجهیز (از هر نظر) با تغییر در وضعیت ارتعاشات آن همراه خواهد بود.
لذا اندازه گیری و آنالیز ارتعاشات یکی از تکنیکهای اصلی برای مانیتورینگ تجهیزات و ماشین آلات دوار به شمار می رود.
نکته مهم و کلیدی در عیب یابی از طریق آنالیز ارتعاشات این است که:
هر عیبی در تجهیزات دوار، ارتعاشاتی با مشخصات خاص خود (از لحاظ دامنه، فرکانس، فاز و ...) ایجاد می نماید
تصویر زیر انواع مختلفی از سنسورهای ارتعاش سنجی را نشان می دهد:

انواع تجهیزات داده برداری (برای مثال یک دیتا کالکتور)
تصویر زیر یک دیتا کالکتور (ساخت شرکت DLI) را نشان می دهد:
معمولاً به همراه دستگاه های ارتعاش سنجی که برای برنامه CM طراحی و ساخته می شوند، نرم افزارهای تخصصی نیز برای برقراری ارتباط دستگاه با کامپیوتر ارائه می گردد. این نرم افزارها برای مدیریت اطلاعات (ذخیره سازی، پردازش و ...) استفاده می شوند. در زیر نمایی از نرم افزار XMS تولید شرکت B&K را مشاهده می کنید:
سنسور ارتعاش سنجی اولین وسیله مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی AC متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند.
با تبدیل ارتعاشات به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیره سازی، انجام پردازشهای بعدی و نیز مشاهده سیگنال از طریق دستگاه های الکترونیکی (تجهیزات داده برداری) فراهم می شود.
- نوع سنسور
- انتخاب صحیح سنسور، با توجه به مشخصات سنسور (حساسیت، پاسخ فرکانسی، رنج دینامیکی، رنج اندازه گیری، ابعاد، وزن، دمای کاری، نوع کانکتور، جهت اندازه گیری، نوع تغذیه سنسور، ...)
- نصب صحیح سنسور
- وضعیت مناسب اتصالات سنسور و کابل آن
به طور کلی با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، سنسورهای ارتعاش سنجی در 3 گروه دسته بندی می شوند:
- جابجایی سنج
همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید، شتاب سنجها در انواع مختلف و اندازه های گوناگون ساخته می شوند
شتاب سنجهای پیزوالکتریک رایج تر هستند و از نظر نحوه تأثیر پذیری از ارتعاش و تولید سیگنال الکتریکی، در 2 نوع دسته بندی می شوند: نوع فشاری (Compression type) و نوع برشی (Shear Type). المان اصلی این نوع از شتاب سنجها از مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز و یا انواع خاصی از سرامیک ساخته می شود. این مواد بر اثر تحریک شدن، سیگنال الکتریکی تولید می کنند. شماتیک ساختمان این نوع از سنسورها را در شکل زیر می بینید:
همانطور که در شکل پیداست، اجزاء اصلی عبارتند از: یک وزنه، ماده کریستال (پیزوالکتریک)، یک فنر برای پیش بارگذاری، تقویت کننده و پایه. این نوع پیکربندی به گونه ای است که نیروی وارد بر ماده پیزوالکتریک و در نتیجه سیگنال الکتریکی تولید شده توسط آن، متناسب با شتابی است که بر پایه (base) وارد می شود. از آنجاییکه سیگنال ایجاد شده معمولاً ضعیف است، از یک مدار داخلی برای تقویت سیگنال استفاده می شود. نهایتاً خروجی سنسور از طریق کابلهای مناسب به ابزارهای پردازش سیگنال هدایت می شود.