کلاچ

کلاچ وسیله ایست برای انتقال حرکت چرخشی از یک شفت به شفت دیگر. کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم‌های انتقال نیرو بکار می‌رود. اصولاً در سیستم‌های انتقال نیرو، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابجایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد. ساده‌ترین راه استفاده از یک کلاچ است تا هر زمان که نیاز به توقف انتقال نیرو باشد، این عمل انجام پذیرد.

کلاچ یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می‌کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می‌یابد. لیکن گاهی لازم می‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشین بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت ماشین تغییر کند. برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان را از چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده قطع کرد. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می‌شود. این کار برای راننده اتومبیل می‌تواند به‌راحتی فشاردادن یک پدال به کمک پای خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد. بوجود آمدن فاصله، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه می‌دارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در آن دنده مطلوب قرار می‌دهد و سپس پدال کلاچ را رها می‌کند. در این حالت انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.

ویژگیهای لحاظ شده در طراحی بهینه کلاچ

جهت طراحی بهینه کلاچ باید موارد گوناگونی را در نظر گرفت که در زیر به آنها اشاره می کنیم:

- انتقال ماکزیمم گشتاور : طراحی کلاچ باید بگونه ای باشد که بتواند 125 تا 150 درصد ماکزیمم گشتاور تولیدی موتور را منتقل کند.

- درگیری و خلاصی تدریجی : کلاچ و سیستمهای عملگر آن باید بگونه ای طراحی شوند که حین خلاصی و درگیری صفحات کمترین تکان را به خودرو منتقل کند.

- پخش سریع حرارت تولید شده : حین درگیری کلاچ بعلت وجود لغزش در ابتدای امر، گرمای زیادی تولید می شود که باید به طرقی دفع شود.

- بالانس دینامیکی : چون کلاچ عضو دوار متحرک است، بنابراین در سرعتهای زیاد جهت جلوگیری از بوجود آمدن نیروهای جانبی باید از لحاظ دینامیکی بالانس باشد.

- استهلاک نوسانات : طراحی کلاچ باید به گونه ای باشد که سبب از بین رفتن نوسانات انتقالی از موتور به سیستم انتقال قدرت و نوسانات انتقالی از چرخها به موتور شود.

- ابعاد کلاچ : از لحاظ ابعادی، کلاچ باید کمترین فضای ممکن را اشغال کند.

- اینرسی : قطعات متحرک کلاچ باید کمترین اینرسی ممکن را داشته باشند.

- سادگی در تعویض و تعمیر : تعویض قطعات و تعمیر آنها باید به سادگی صورت گیرد.

- سهولت در عملکرد کلاچ نزد راننده : عمل کلاچ گیری و تعویض دنده نباید برای راننده حالت خسته کننده و طاقت فرسایی داشته باشد.

انواع کلاچ

بدون لغزش : این نوع کلاچها دو حالت دارند؛ حالت خلاصی و حالتی که کلاچ کاملاً درگیر است. بنابراین در این حالت لغزش یا سایش در کلاچ به هیچ عنوان مشاهده نمی شود. (شکل1-1)

یکطرفه : این کلاچها در گردش از یک طرف همانند کلاچ بدون لغزش عمل می کند، اما اگر چرخش در جهت مخالف صورت گیرد دو صفحه کاملاً روی هم سر می خورند و هیچگونه انتقال نیرویی صورت نمی گیرد؛ بنابراین در این کلاچها گشتاور تنها از یک طرف منتقل می شود. (شکل1-1)

                        

شکل1-1 (الف)کلاچ بدون لغزش                                              (ب)کلاچ یکطرفه

اصطکاکی : اساس عملکرد این کلاچها درگیری دو صفحه دارای ضریب اصطکاک نسبتاً بالاییست که این درگیری سبب انتقال نیرو از یکی از صفحات به صفحه دیگر می شود. انواع مورد استفاده این نوع کلاچها شامل دیسکی، مخروطی، صفحه ای و تسمه ای می باشد.

هیدرولیک : در این نوع کلاچها نیرو از یکی از صفحات به سیال و سپس از سیال به صفحه متحرک مورد نظر منتقل می شود.

از میان انواع کلاچهای فوق تنها دو نوع آخر در خودروهای امروزی مورد استفاده قرار می گیرد .

کلاچ اصطکاکی

این نوع کلاچها به پنج نوع عمده زیر تقسیم می شوند :

- کلاچ مخروطی

- کلاچ تک صفحه ای

- کلاچ چند صفحه ای

- کلاچ نیمه گریز از مرکز

- کلاچ گریز از مرکز

کلاچ مخروطی Con Clutch) )

در این کلاچها همانگونه که از اسم آن پیداست سطوح اصطکاکی به شکل مخروطی هستند. هنگامی که کلاچ در گیر می شود، گشتاور از طریق فلایویل که سطح داخلی آن به شکل مخروطی است به سطح مخروطی دیگری که درون فلایویل جای می گیرد منتقل می شود. (شکل1-2) برای خلاص کردن کلاچ نیز سطح مخروط خارجی کمی از درون فلایویل بیرون کشیده می شود تا تماس دو سطح قطع شود.

شکل1-2 کلاچ مخروطی

مزایا : برای فشار یکسان وارده بر پدال، نیروی اعمالی برروی سطوح اصطکاکی در این حالت بزرگتر از نیروی محوری اعمال شده نسبت به کلاچ صفحه ای است.

معایب : اگر زاویه مخروط کوچکتر از حدود 20 درجه انتخاب شود، ممکن است حالت خود قفلی پیش بیاید و جدا کردن دو سطحی که با هم در حالت چرخش هستند مشکل شود.

کلاچ تک صفحه ای (Single Plate Clutch)

در این نوع کلاچ، صفحه اصطکاکی بین فلایویل و صفحه فشارنده نگهداشته می شود و نیروی اعمالی توسط صفحه فشارنده سطوح را به هم می چسباند. این نیروی اعمالی از طریق یک پدال که بوسیله پای راننده فشرده می شود بوجود می آید. (شکل1-3) این نیرو سبب فشرده شدن انگشتی متصل به صفحه فشارنده می شود و بدین ترتیب نیرو از پای راننده به صفحه اصطکاکی منتقل می شود. (شکل1-4)

مزایا : در این نوع کلاچ تعویض دنده نسبت به کلاچ مخروطی آسانتر است، زیرا جابجایی پدال در این حالت کمتر است و همچنین مانند کلاچ مخروطی مشکل قفل شدن در این حالت وجود ندارد.

معایب : فنرها در این نوع کلاچ نسبت به حالت مخروطی باید سختی بیشتری داشته باشند و در نتیجه نیروی فشارنده بزرگتری مورد نیاز است.

شکل1-4 (الف)اجزا یک کلاچ تک صفحه ای (ب)نمونه یک کلاچ تک صفحه ای با فنر فشاری

کلاچ تک صفحه ای با فنر دیافراگمی (Diaphragm Spring Clutch )

اساس کار این نوع کلاچها همانند کلاچ تک صفحه ای است با این تفاوت که در اینجا بجای فنرهای پیچشی از فنر دیافراگمی استفاده می شود؛ این فنرها در حالت عادی به شکل مخروط ناقص هستند، اما هنگامی که فشرده می شوند حالت تخت به خود می گیرند. (شکل1-5)

شکل1-5 فنر دیافراگمی و نمونه ای از کلاچ دیافراگمی

مزایا : به علت ذخیره انرژی در امتداد شعاعی طرح نهایی این کلاچ در امتداد محوری به مراتب کوچکتر و جمع و جورتر خواهد بود. فنر دیافراگمی در مقایسه با فنرهای تخت کمتر تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز قرار می گیرند، لذا برای استفاده در دورهای بالاتر مناسب تر می باشند. در این طرح فنر دیافراگمی هم بعنوان فنر فشارنده و هم بعنوان قطعه ناخنی عمل می کند، لذا این قطعات از سیستم حذف شده اند و باعث کاهش وزن کل و سر و صدای سیستم می شوند. در مورد فنر مارپیچی رابطه نیرو و جابجایی فنر خطی است. لذا با سایش صفحات اصطکاکی، به نسبت مقدار نیروی فشارنده آنها نیز کاهش می یابد. در حالیکه در مورد فنر دیافراگمی این رابطه غیر خطی بوده و می توان آن را به نحوی طراحی نمود که حساسیت کمتری به سایش داشته باشد. (شکل1-6)

معایب: نیروی فنر دیافراگمی نسبت فنرهای پیچشی کمتر است، بنابراین فقط در ماشینهای سبک می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

عملکرد این کلاچ همانند کلاچ تک صفحه ای است با این تفاوت که در اینجا بجای یک صفحه کلاچ، به تناسب گشتاور انتقالی مورد نظر از چندین صفحه اصطکاکی استفاده می شود. (شکل1-7) این امر باعث می شود که کلاچ بتواند گشتاور بزرگتری را منتقل کند. بنابراین این کلاچها بیشتر در خودروهای سنگین یا خودروهای مسابقه ای که به انتقال گشتاور بزرگتری نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل1-7 نمونه ای از کلاچ چند صفحه ای

کلاچ نیمه گریز از مرکز (Semi-Centrifugal Clutch )

در این نوع کلاچها، فنرها برای انتقال گشتاور در سرعتهای معمولی طراحی می شوند، در حالیکه در سرعتهای بالاتر نیروی گریز از مرکز به انتقال گشتاور کمک می کند. در این کلاچها نیروی گریز از مرکز از طریق وزنه هایی بوجود می آید که همراه سایر اجزا دوار کلاچ می گردند.

کلاچ گریز از مرکز (Centrifugal Clutch )

در این نوع از کلاچها بر خلاف کلاچهای نیمه گریز از مرکز، تنها از نیروی گریز از مرکز برای اعمال فشار بر روی صفحات و درگیر کردن کلاچ استفاده می شود. از مزایای این نوع کلاچ این است که به پدال کلاچ نیازی ندارد. کنترل کلاچ بصورت اتوماتیک و توسط دورموتور صورت می گیرد. خودروهایی که از این کلاچها استفاده می کنند، توانایی متوقف شدن با دنده درگیر را دارند، بدون اینکه خودرو خاموش شود. بنابراین در این حالت به مهارت کمتری از جانب راننده نیاز است.

نمونه ای از این کلاچها را در شکل1-10 مشاهده می کنید. طرز کار این سیستم بدینگونه است که هنگامی که سرعت خودرو افزایش می یابد، وزنه A در اثر افزایش نیروی گریز از مرکزبالا می رود، در نتیجه میله رابط B سبب اعمال نیرویی به صفحه C می شود. این نیرو توسط فنر E به صفحه D منتقل می شود. صفحه D شامل صفحه اصطکاکی است که توسط اعمال فشار با فلایویل F درگیر می شود. فنر G باعث عدم درگیری کلاچ در سرعتهای پایین و حدود rpm 500 می شود. زائده H مقدار نیروی گریز از مرکز را محدود می کند چرا که وزنه A نهایتاً در این نقطه متوقف می شود. نیروی p متناسب با نیروی گریز از مرکز در هر سرعت خاص است. در حالیکه نیروی Q اعمال شده بوسیله فنر G در همه سرعتها ثابت می باشد. نموداری از نیروی گریز از مرکز را در دورهای مختلف موتور در شکل1-11 می توان مشاهده کرد.

سیستم های جدید ذخیره سازی انرژی در چرخ طیار

سیستم های جدید ذخیره سازی انرژی در چرخ طیار

در دهه اخیر، تکنولوژی های جدیدی در زمینه ی ذخیره سازی انرژی به بازار آمده اند .این تکنولوژی ها انتقال سریع انرژی را فراهم می نمایند. این پیشرفت نسبت به باطری های الکتروشیمیایی قدیمی به قدری عجیب و جالب توجه بود که می توان آن را با پیدایش الکترومغناطیس های فوق سرد و یا موتورهای استارت سریع (که با کمک انرژی پنوماتیک یا هیدرولیک ساخته شدند) مقایسه کرد.
اخیرا صنعت شاهد پیدایش مجدد یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های ذخیره سازی انرژی یعنی فلایویل بوده است. چرخ طیار های جدید دارای اشکال متنوعی هستند. از چرخ طیار های کامپوزیتی که برای سرعت های دورانی بسیار بالا مناسب هستند گرفته تا چرخ های فولادی قدیمی که به موتور های دورانی کوپل می گردند.
در این مقاله، ما انواع مختلفی از چرخ طیارها که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند را بررسی می کنیم. علاوه بر آن به برسی باطری های فعال مکانیکی نیز می پردازیم. واحدی که یکی از جالب ترین گونه های چرخ طیارهای نوین و قدیمی می باشد. این سیستم در حالیکه فضایی در حدود ۱۱ فوت مربع را اشغال می کند قادر است توانی برابر ۵۰۰ کیلو وات را منتقل نماید.


● معرفی:
چرخ طیارها نسبت به تکنولوژی های قدیمی ذخیره انرژی دارای برتری های خاصی می باشند .یکی از این برتری ها به ساختار ساده ذخیره انرژی در آنها بر می گردد. یعنی ذخیره انرژی به صورت انرژی جنبشی در یک جرم در حال دوران.
سالها از این ایده برای نرم و یکنواخت کردن حرکت موتورها استفاده می شد. در بیست سال اخیر به تدریج یک منبع جدید انرژی در اختیار طراحان و مخترعان قرار گرفت و طراحان از این منبع جدید در وسایل نقلیه الکتریکی و تجهیزات کنترل ماهواره استفاده کردند. این منبع دارای ویژگی های زیر بود:
ایمنی بالا، حجم کم، سازگاری با محیط زیست، پایین بودن هزینه تعمیر و نگه داری و داشتن عمر مفید بالا و قابل پیشبینی.
اخیرا برای کنترل و ثابت نگه داشتن سرعت وقتی که منبع اصلی انرژی به طور متناوب قطع و وصل می شود از چرخ طیار استفاده می گردد. به دلیل نارضایتی مصرف کننده گان از باطری های الکتروشیمیایی و از طرف دیگر به علت پایین بودن هزینه تولید و عمر مفید بالای چرخ طیار اکنون در بسیاری از سیستم ها از این وسیله استفاده می شود.
پس از پیشرفت های پی در پی در زمینه ی الکترونیک قدرت اولین بار از چرخ طیار به عنوان محافظ رادار استفاده شد و امروزه یک ابزار قدرت مند و کم هزینه ،در حجم بالا به بازار تجهیزات انتقال قدرت ارائه می شود.


● چرخ طیار های قدیمی:
پیش از این، تنها کاربرد چرخ طیار، در مجموعه موتور-ژنراتور بود. که در آن چرخ های فولادی به سیستم کوپل می شدند تا در زمان قطع و وصل شدن متناوب نیرو، دوران پایدارو طولانی تری را فراهم کنند. این امر توسط افزایش اینرسی دورانی و افزایش انرژی جنبشی ذخیره شده انجام می گرفت.
افزایش موثر زمان دوران برای چنین سیستم هایی به ندرت از حد یک ثانیه در بار نامی فراتر می رفت.

این مشکل به این علت ایجاد می شد که تنها ۵ درصد انرژی ذخیره شده از چرخ طیار به موتور انتقال می یافت. انتقال بیشتر انرژی موجب کاهش سرعت دورانی و نتیجتا کاهش فرکانس الکتریکی می شد که امری نامطلوب بود.
با وجود اینکه این سیستم ها مانع ضعیف شدن و یا قطع طولانی مدت جریان برق می شدند، ولی تواناییِ تامین برق کافی برای یک فرایندre-closure کامل یا تامین انرژی لازم برای استارت یک ژنراتور را نداشتند.
با اعمال چند تغییر در طرح می توان زمان انتقال قدرت را در سیستم نشان داده شده در شکل یک افزایش داد. تحت تمامی بارها، کاهش فرکانس و ولتاژ و همچنسن کاهش سرعت دورانی ژنراتور نامطلوب می باشد.
با اضافه کردن یک یکسو کننده بعد از ژنراتور، سیستم این قابلیت را پیدا می کند تا ۷۵ درصد انرژی چرخ طیار را منتقل کند. پس از آن جریان DC باید ***** شده و مجددا به جریان AC با فرکانسی برابر با ۶۰ هرتز تبدیل شود. افزودن یک محرک چند سرعته به سیستم این امکان را به ما میدهد تا بتوانیم از سرعت های دورانی پایین، اینرسی زیادی را به دست بیاوریم و در نتیجه به موتور کوچک تری برای تامین این منبع انرژی نیاز باشد.
افزایش موثر در مدت زمان حرکت که توسط سیستم بهبود یافته چرخ طیار ایجاد می شود، حفاظت بهتری را نسبت به نوع قدیمی فراهم می آورد. اما این افزایش در مدت زمان حرکت لزوما هزینه بر هم خواهد بود. در ضمن به تجهیزات و فضای بیشتری نیز نیاز دارد.
نمونه های قدیمی چرخ طیار نیز نسبت به تنواع مدرن خود دارای مزایایی می باشند. در این چرخ طیار ها از فولاد استفاده می شد. ماده ای که به سهولت قابل دسترسی است و به راحتی می توان شرایط مکانیکی آن را پیشبینی کرد. فولاد این امکان را برای طراحان فراهم می آورد تا علاوه بر ملاحظات مالی، شرایط ایمنی را نیز به خوبی تحت کنترل داشته باشند.
به دلیل اینکه چرخ طیار های فولادی نسبت به انواع کامپوزیتی دارای وزن بیشتر و همچنین مقاومت بالاتری هستند، باید در سرعت های دورانی نسبتا پایینی کار کنند. این ویژگی باعث می شود که برای چرخ طیار های فولادی بتوان از یاتاقان های مدل قدیمی استفاده کرد.
اما یکی از معایب چرخ طیار های فولادی این است که آنها نسبت به چرخ های کامپوزیتی جدید، انرژی و قدرت پایین تری دارند. چرخ طیار های قدیمی معمولای در هوا کار می کنند. که این مسئله باعث می شود تا استهلاک بالایی داشته باشند و همچنین هنگام فعالیت صدای بیشتری تولید کنند. علاوه براین، یک سیستم چرخ طیار خارجی نیاز به چندین مجموعه یاتاقان دارد. که این مسئله خود باعث می شود که قابلیت اعتماد کل مجموعه پایین آمده و هزینه تولید آن بالا برود.



مزایا چرخ طیار های قدیمی:

▪ جنس فولادی- ایمن قابل پیشبینی

▪ سرعت های دورانی پایین که باعث ساده شدن طراحی می شود.

▪ مواد اولیه ارزان قیمت باعث کاهش هزینه تمام شده می گردد.

معایب:
▪ انرژی و قدرت پایین

▪ نیاز به چندین مجموعه یاتاقان

▪ استهلاک آیرودینامیکی و صدای بیشتر

خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند.چه چیزی در این خودرو وجود دارد که شما میتوانید 20 تا 30 مایل بر گالون بیشتر نسبت به دیگر خودروها از آن استفاده کنید.در این مقاله به شما کمک خواهیم کرد تا بفهمید که این تکنولوژی چگونه کار می کند و شما را راهنمایی می کنیم که چگونه از یک خودروی هیبریدی استفاده کنیم تا به طور موثری برای ما کار کند.

اکثر مردم احتمالا وسیله نقلیه هیبریدی دارند و یا از آن استفاده می کنند.به عنوان مثال اکثر لوکوموتیوهایی که می بینیم هیبریدهای دیزل – الکتریک می باشند.و یا شهرهای زیادی دارای اتوبوس های دیزل – الکتریک می باشند.همچنین زیردریایی ها نیز هیبریدی می باشند ،بعضی ها اتمی – الکتریکی و بعضی دیگر دیزل – الکتریک می باشند.در تعریف خودروی هیبریدی باید گفت هر وسیله نقلیه ای که از ترکیب دو یا چند منبع قدرت تشکیل شده باشد خودروی هیبریدی می باشد.اکثر خودروهای هیبریدی که در جاده ها وجود دارند هیبریدهای بنزینی – الکتریکی می باشند که ما در این مقاله بر روی این خودروها تمرکز می کنیم.

خودروی هیبریدی – الکتریکی دقیقا شبیه چیست؟

این خودرو بین خودروهای بنزینی و الکتریکی می باشد.اجازه بدهید تفاوت بین خودروهای بنزینی با نوع خاصی از خودروهای الکتریکی را به کمک دیاگرام زیر شرح دهیم.

ماشین های بنزینی دارای منبع سوخت یا همان باک بنزین می باشند که رساننده بنزین به موتور می باشند و موتور از این طریق می تواند سیستم انتقال قدرت را برای به حرکت درآوردن خودرو فعال کند.

از طرف دیگر در ماشین های الکتریکی این باتری ها هستند که به عنوان منبع سوخت می باشند و انرژی لازم برای موتور الکتریکی خودرو را فراهم می کنند.

اما در خودروهای هیبریدی وضع چگونه است؟ این خودرو به گونه ای تنظیم شده که بتواند تعداد مایل بیشتری نسبت به سایر خودروها بپیماید.در این خودرو وقتی موتور بنزینی در حال غلبه بر موتور الکتریکی باشد خروجی آن کاهش می یابد.

خودروهای هیبریدی باید بتوانند :

<!--[if !supportLists]-->· حداقل 300 مایل یا 482 کیلومتر را با یک بار سوخت گیری بپیمایند.<!--[endif]-->

<!--[if !supportLists]-->· سوخت گیری مجدد راحت و سریعی داشته باشند.<!--[endif]-->

در حقیقت ماشین های بنزینی این نیازها را برآورده می کنند اما با تولید مقادیر زیادی آلودگی.

با این وجود ماشین های الکتریکی هیچ نوع آلودگی تولید نمی کند اما فقط می تواند 50 تا 100 مایل ( 80 تا 161 کیلومتر )

را با هر بار شارژ طی کند.و مشکل دیگر آن اینجاست که شارژ ماشین های الکتریکی هم خیلی کند می باشد و هم سخت.

ساختار هیبرید بنزین – الکتریک :

اول ببینیم که ماشین های هیبرید بنزین الکتریک از چه قسمت هایی تشکیل شده اند :

<!--[if !supportLists]-->· موتور بنزینی :<!--[endif]-->

ماشین های هیریدی دارای یک موتور بنزینی می باشند تقریبا شبیه همان که در اکثر ماشین ها می باشد.

با این تفاوت که این موتور در ماشین های هیبریدی کوچکتر می باشند و از تکنولوژی پیشرفته تری برای کاهش مصرف سوخت و افزایش کارآیی استفاده می کنند.

<!--[if !supportLists]-->· مخزن سوخت :<!--[endif]-->

مخزن سوخت در خودروهای هیبریدی در حقیقت وسیله ذخیره انرژی برای موتور بنزینی می باشد.

بنزین حجم بیشتری انرژی نسبت به باتری تولید می کند.برای مثال 1000 پوند باتری معادل ا گالون یا 7 پوند از بنزین می باشد.

<!--[if !supportLists]-->· موتور الکتریکی :<!--[endif]-->

موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی بسیار پیشرفته می باشد. در این موتور سیستم های الکتریکی پیشرفته به آن اجازه می دهد که به خوبی یک ژنراتور کار کند.

به طور مثال موتور هر وقت نیاز به سرعت دادن به خودرو باشد می تواند به راحتی انرژی را از باتری ها دریافت کند.و همچنین با عمل کردن مانند یک ژنراتور می تواند ماشین را کندتر کرده و انرژی را به باتری ها برگرداند.

<!--[if !supportLists]-->· ژنراتور :<!--[endif]-->

ژنراتور شبیه یک موتور الکتریکی می باشد اما فقط برای تولید انرژی الکتریکی عمل می کند. و غالبا برای سری های هیبریدی استفاده می گردد.

<!--[if !supportLists]-->· باتری ها :<!--[endif]-->

باتری ها در ماشین های هیبریدی وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی می باشد.

بر خلاف بنزین در مخزن سوخت که فقط توانایی روشن کردن موتور بنزینی را دارد موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی می تواند انرژی را در باتری ها ذخیره کند در عین اینکه از آن انرژی دریافت می کنیم.

<!--[if !supportLists]-->· سیستم انتقال قدرت :<!--[endif]-->

انتقال قدرت در خودروهای هیبریدی عملکردی درست شبیه ماشین های مرسوم دارند. ام بعضی از خودروها هم مانند تویوتا پریوس دارای تفاوت های ریشه ای می باشند که بعدا در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

شما می توانید این دو منبع انرژی را در خودروهای هیبریدی به روش های مختلفی با هم ترکیب کنید. یک روش هیبرید موازی می باشد که در آن منبع سوخت ،بنزین را برای موتور بنزینی فراهم می کند و در همین حال باتری ها هم شروع به ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی می کنند. هر دو موتور می توانند در یک لحظه سیستم انتقال قدرت را فعال کنند و سپس این سیستم چرخ ها را به حرکت در می آورد.

البته توجه داشته باشید که در هیبرید موازی هر یک از آن ها یعنی موتور بنزینی و منبع سوخت و موتور الکتریکی و باتری ها هر یک به طور جداگانه و مستقلا به سیستم انتقال قدرت متصل شده اند.

در نتیجه در هیبرید موازی هر دو موتور نیروی محرکه را فراهم می کنند.

با نگاهی به سری های هیبرید ،موتور بنزینی ژنراتور را روشن می کند و ژنراتور هم می تواند باتری ها را شارژ کند و یا اینکه موتور الکترکی را روشن کند.تا سیستم انتقال قدرت را فعال کند.بنابراین موتور بنزینی هیچگاه مستقیما چرخها را فعال نمی کند.

با نگاه به دیاگرام سری های هیبریدی خواهیم دید که شروع کار با مخزن سوخت می باشد و سرانجام با یک خط به سیستم اتقال قدرت متصل شده اند.

عملکرد خودروهای هیبریدی :

مهمترین قسمتی که در خودروهای هیبریدی موجو دارد موتور بنزینی می باشد که بسیار کوچکتر و کارآمدتر از موتور بنزینی می باشد که در دیگر ماشین ها وجود دارد.در واقع اکثر ماشین ها نیاز به موتور بزرگی برای فراهم کردن انرژی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن خودرو دارند.در موتورهای کوچکتر متوان با استفاده از قطعات کوچکتر و سبکتر و حتی با کاهش تعداد سیلندرها بازده موتور را بالا برد و آن را به ماکزیمم کارآیی نزدیک کرد.

در این قسمت دلایلی را بیان می کنیم که چرا موتورهای کوچکتر کارآیی بیشتری نسبت به موتورهای بزرگتر دارد :

موتورهای بزرگتر ،سنگین تر از موتورهای کوچکتر می باشند بنابراین خودرو در هر زمان انرژی بیشتری برای به حرکت درآوردن ماشین استفاده می گررد.

در موتور بزرگتر پیستون ها و اجزای داخلی سنگین تر می باشند و انرژی بیشتری برای بالا و پایین رفتن پیستون نیاز است.همچنین فضای سیلندر بزرگتر است بنابراین سوخت بیشتری برای هر سیلندر نیاز است.موتور بزرگتر معمولا تعداد سیلندر بیشتری دارد و موتور سوخت زیادی را در هر بار احتراق مصرف می کند حتی اگر در حال حرکت نباشد. اگر هر دو نوع خودرو ( یکی با موتور کوچکتر و دیگری با موتور بزرگتر ) در بزرگراه با یک سرعت ثابتی در حال حرکت باشند در حالی که هر دو موتور دارای خروجی یکسانی برای راندن خودرو می باشند خودرو با موتور کوچکتر انرژی کمتری مصرف می کند.اما چگونه موتور کوچکتر انرژی مورد نیاز خودروی شما را فراهم می کند تا خودروی شما یک خودروی پرقدرت در جاده باشد؟

حال اجازه بدهید خودروی هیبریدی خود را با یک خودروی با موتور بزرگ V-8 مقایسه کنیم.

موتور بزرگتر انرژی زیادی برای کنترل خودرو در هر موقعیت رانندگی به شما می دهد.موتور در خودروهای هیبریدی به اندازه ای قدرت دارد تا خودرو شما در بزرگراه بتواند به راحتی حرکت کند اما وقتی نیاز است که ماشین را به سرعت حرکت دهد و یا از یک سطح شیب دار بالا رود به کمک نیاز دارد.این کمک از باتری ها و موتور الکتریکی می آید این سیستم انرژی لازم را فراهم می کند.

موتور بنزینی در خودروهای مرسوم برای بیشترین نیروی مورد نیاز برآورد شده اند.در واقع اکثر رانندگان می خواهند در کوتاهترین زمان ممکن از بیشترین قدرت موتور استفاده کنند.اما موتور در خودروهای هیبریدی برای متوسط انرژی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن خودرو برآورد شده اند.

بهبود بخشیدن به صرفه جویی در مصرف سوخت :

امروزه ماشین های هیبریدی در کنار موتورهای کوچک و کارآمد از روش های ویژه برای بهبود وضعیت مصرف سوخت استفاده می کنند. بعضی از این روش ها به هر نوع خودرویی کمک می کند تا بازده بهتری داشته باشند و بعضی دیگر از روش ها فقط مخصوص خودروهای هیبریدی می باشند.

برای این کار خودروهای هیبریدی می توانند :

<!--[if !supportLists]-->· انرژی را دریافت و ذخیره کنند :<!--[endif]-->

هرگاه شما پدال ترمز را فشار دهید شما از خودرو انرژی می گیرید.هرچه ماشین تندتر حرکت کند انرژی جنبشی بیشتری دارد ترمزهای ماشین این انرژی را گرفته و به صورت گرما پراکنده می کنند.خودروی هیبریدی می تواند مقداری از این انرژی را گرفته به وسیله آن باتری ها را شارژ کرده و برای استفاده های بعدی آن را ذخیره کند. این کار را با استفاده از احیا کننده ترمزی انجام می دهد.که از آن به جای ترمزها برای نگاه داشت خودرو استفاده می شود. همچنین موتور الکتریکی می تواند با آهسته شدن خودرو همانند یک ژنراتور عمل کرده و در زمانی که خودرو در حال کند شدن است باترها را شارژ کند.

<!--[if !supportLists]-->· بستن موتور :<!--[endif]-->

خودروهای هیبریدی همیشه به موتور بنزینی نیاز ندارند.چون در واقع به عنوان منبع انرژی عوض بدل با موتور الکتریکی و باتری ها می باشد.بنابراین خودرو می تواند گهگاهی موتور بنزینی را خاموش کند برای مثال زمانی که وسیله نقلیه پشت چراغ قرمز توقف کرده باشد.

<!--[if !supportLists]-->· استفاده از آیرودینامیک پیشرفته برای کاهش فشار به خودرو:<!--[endif]-->

وقتی شما در حال رانندگی در آزادراه می باشید بیشتر توان موتور صرف غلبه بر نیروی مقاومتی هوا می شود که این نیرو به فشار آیرودینامیکی شناخته می شود.این نیروی مقاوم را می توان به روش های متفاوتی کاهش داد. یکی از این روش ها کاهش ارتفاع پیشانی خودرو می باشد.بر همین اساس یک خودروی SUV نسبت به یک خودروی اسپورت بیش تر تحت تاثیر این نیرو قرار می گیرد.یکی دیگر از راههای کاهش فشار آیرودینامیک گذاشتن پوشش برای چرخ ها می باشد.و گاهی هم عوض کردن آینه ها با یک دوربین کوچک .

<!--[if !supportLists]-->· استفاده از تایرها با مقاومت غلتشی کم :<!--[endif]-->

در اکثر خودروها چرخها برای یک رانندگی روان و آسان بهینه شده اند. با کمترین صدا و فراهم کردن عکس العمل های خوب در وضعیت های جوی متفاوت.خودروهای هیبریدی از تایرهای سخت و پربادی استفاده می کنند که نتیجه آن ایجاد فشاری معادل نصف تایرهای مرسوم می باشد.

<!--[if !supportLists]-->· استفاده از مواد سبک :<!--[endif]-->

کاهش وزن کلی ماشین یکی از ساده ترین روش ها برای افزایش کارایی خودرو می باشد.خودروی سبکتر انرژی کمتری برای به حرکت درآمدن استفاده می کند . مواد کامپوزیتی شبیه فیبر کربن و یا مواد سبک وزن شبیه آلومینیوم و منیزیم می توانند برای کاهش وزن استفاده گردند.

نیروی بنزین و نیروی الکتریکی:

باروشی جدید مهندسان ایرانی موفق به عیب یابی بال هواپیما شدند

دانش آموخته دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به عیب یابی مدل ساده شده بال هواپیما با روش‌های غیر خطی به منظور بهبود حساسیت روش‌های عیب یابی به خرابی های کوچک با استفاده از مشخصه‌های غیرخطی شد.

دکتر سید علی افتخاری، مجری طرح با اشاره به اینکه در این پروژه، یک روش عیب یابی نوین با استفاده از دامنه نوسانات سیستم پیشنهاد شده است، گفت: در این روش ابتدا باید سیستم را با اعمال یک نیروی پسخور به نوسان واداشت؛ سپس دامنه نوسانات سیستم سالم در تعدادی از نقاط آن اندازه گیری و ذخیره می‌شود و دامنه نوسانات سیستم معیوب نیز اندازه گیری شده و با مقادیر مربوط به سیستم سالم مقایسه می‌شود که به تعیین موقعیت و شدت خرابی منجر می شود.

وی افزود: این روش برای عیب یابی یک سیستم دو درجه آزادی، یک پانل آئروالاستیک و یک ورق یکسر گیردار در جریان مافوق صوت به کار رفته و از نتایج حاصل برای تعلیم یک شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است.

پژوهشگر دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر اذعان داشت: با استفاده از شبکه عصبی تعلیم دیده، مکان و شدت عیب با دقت قابل قبولی قابل تشخیص است که با توجه به نتایج حاصل، این روش می تواند به عنوان روشی برای تشخیص عیوب کوچک در سیستم ها و سازه های خطی و یا غیرخطی به کار رود.

وی در بیان قابلیت‌های این طرح گفت: اگرچه روش ارائه شده بر روی مدل ساده شده بال هواپیما اعمال شده اما برای عیب یابی دیگر سیستم‌ها و سازه ها که بتوان آنها را از طریق یک نیروی پسخور تحریک کرد، نیز قابل کاربرد می باشد.

افتخاری با بیان اینکه امروزه با پیچیده تر شدن سیستم ها، هزینه تولید آنها افزایش یافته است که این موضوع نیاز به استفاده از تست های غیر مخرب را برای جلوگیری از خسارات سنگین دوچندان می کند، اظهار داشت: توسعه روش‌هایی که بتوانند خرابی های کوچک را در مراحل اولیه تشخیص دهند، اهمیت زیادی دارد که دراین تحقیق روش نوینی پیشنهاد شده است که با استفاده از مشخصه های غیرخطی می تواند خرابی های کوچک اولیه را تشخیص داده و از بروز خسارات بعدی جلوگیری کند.

وی تصریح کرد: روش‌های عیب یابی غیر خطی متنوع می باشند اما استفاده از دامنه چرخه حدی به منظور عیب یابی برای اولین بار در این تحقیق معرفی شده که این روش دارای حساسیت بالاتری نسبت به روش‌های مشابه است.

گفتنی است، این پروژه در قالب رساله دکتری مهندسی مکانیک (گرایش طراحی کاربردی) با راهنمایی دکتر فیروز بختیاری نژاد در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر ارائه و به ثبت رسیده است.

روش های تولید ماشینی کامپوزیت ها

روش های تولید ماشینی کامپوزیت ها

روش های مختلفی جهت تولید قطعات کامپوزیتی پایه پلیمری وجود دارد که به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند :

1- روش های تولید ساده لایه چینی دستی و پاششی که شامل روش های تولید با قالب باز هستند . تیراژ دراین نوع تولید ، محدود یک الی سه قطعه در روز است و کیفیت محصول به اپراتور بستگی دارد .

2- روش های تولید خاص پالتروژن ، پیچش الیاف و لایه نشانی پیوسته که جهت تولید قطعات خاص مانند لوله ، پروفیل ، ورق و غیره مورد استفاده قرار می گیرند .

3- روش تولید قطعات صنعتی SMC ، BMC ، RTM ، GMT ، LFT و ... که روش های LFT و GMT مربوط به گرما نرم ها و روش های RTM ، BMC و SMC مربوط به گرما سخت ها هستند .

بازار تولید قطعات صنعتی در اروپا در سال 1999 معادل 352 هزارتن بوده که سهم هریک از این روش ها به صورت زیر است :

SMC : 190 هزارتن معادل 54 درصد
BMC : 90 هزارتن معادل 6/25 درصد
LFT و GMT : 42 هزارتن معادل 9/11 درصد
RTM : 30 هزارتن معادل 5/8 درصد 

1   - روش تولید SMC

Sheet Moulding Compoundیا SMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه بین 60- 20 درصد است که معمولا ً از پنج ماده اصلی زیر تشکیل شده است :
- رزین پلی استر غیر اشباع ویژه SMC که دارای یک پیک گرمازا بین 290-220 درجه سانتی گراد است .

- افزودنی LS , LP

- الیاف شیشه معمولا ً از نوع رووینگ

- پر کننده کربنات کلسیم ، کائولن و هیدروکسید آلومینیوم

فرآیند تولید قطعه SMC شامل سه مرحله است :

تهیه ورق یا لایه SMC ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . تهیه ورق SMC به این شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن و با دور بالا مخلوط می شوند . پس از آن که خمیر حاصله به گرانروی مناسب رسید ، غلیظ کننده Thickener به آن اضافه می شود . خمیر حاصل به وسیله پمپ ، به دستگاه تولید ورق SMC منتقل و بر روی دو لایه فیلم پلی اتیلنی ، به عنوان فیلم حامل Carrier ، ریخته می شود . میزان خمیر به وسیله دو تیغه قابل تنظیم است . سپس الیاف شیشه به طول 25 میلی متر 50-12 میلی متر بریده شده و به صورت منظم بر روی خمیر ریخته می شود . لایه حاصل همراه با فیلم دیگر که فقط شامل خمیر است و فاقد الیاف است تشکیل یک لایه را می دهند . پس از عبور از یک سری غلتک ، الیاف به صورت کامل با خمیر آغشته می شود ، سپس ورق بسته بندی می شود . پس از حدود سه الی پنج روز محصول آماده عملیات قالب گیری است . لایه های SMC برش خورده ، درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته شده و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت قطعه درون قالب محصول تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed دردو مرحله مرحله اول mm/s 250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن به وسیله الکتریسیته یا روغن .

مزایای این روش ، تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول ، قیمت پایین محصول تمام شده و مشخصات مکانیکی یکنواخت با تلرانس 6 درصد بوده و معایب آن ، نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها است . روش SMC به طور گسترده ای در صنایع الکتریکی به کار می رود . میزان مصرف اروپا در سال 1999 معادل 82 هزار تن تابلوهای برق ، قطعات الکتریکی ، محفظه چراغ بزرگراه و اتوبان بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع الکتریکی ، نارسانایی الکتریکی ، پایداری در حرارت بالا ، عدم نیاز به رنگ آمیزی ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی ، مقاومت مکانیکی زیاد ، مقاومت شیمیایی ، پایداری ابعادی ، قابلیت بازیافت و آزادی عمل در طراحی است .

این روش در صنعت حمل و نقل نیز کاربردهای فراوانی دارد . میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 67 هزار تن شامل بدنه خودرو ، قطعات با استحکام زیاد ، بدنه قطارهای سریع السیر ، قطعات کامیون و اتوبوس بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع حمل و نقل وزن کم محصول ، پایداری ابعادی ، آزادی عمل در طراحی ، توانایی تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه کم سرمایه گذاری نسبت به تولید قطعه فلزی ، سرعت عمل در مونتاژ ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی و تولید قطعه با ضخامت های متغیر است .

روش SMC در صنعت ساختمان نیز به کار گرفته شده است . به طوری که میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 41 هزارتن شامل ساخت پانل های ساختمانی ، حمام آماده ، صندلی ، میز و سایر موارد بوده است .



2- روش تولید BMC
Bulk Moulding Compound یا BMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه است که طول الیاف در آن 6 میلی متر 12-4 میلی متر و میزان الیاف در خمیر بین ده تا حداکثر بیست درصد است . فرآیند تولید قطعه BMC شامل سه مرحله است . تهیه خمیر BMC ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . تهیه خمیر BMC بدین شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن با دور بالا مخلوط و پس از این که خمیر به دست آمده به گرانروی مناسب رسید به مخلوط کن دیگری از نوع دو باز و با تیغه Z پمپ می شود . سپس به آن غلیظ کننده Thickener و الیاف شیشه به طول 6-4 میلی متر اضافه و مخلوط می شوند . خمیر حاصل درون فیلم پلی اتیلنی بسته بندی می شود و پس از حدود سه الی پنج روز ، محصول آماده عملیات قالب گیری است . تکه های BMC آماده درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت درون قالب ، قطعه تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s 250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن بوسیله الکتریسیته یا روغن .

مزایای این روش عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول و بهای کم محصول تمام شده و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد در عملیات پیچیده بازیافت نسبت به گرمانرم ها است .

3- روش تولید GMT
Glass Mat reinforced Thermoplastic یا GMT ترکیبی از خانواده گرمانرم های معمولا ً پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه اند که در آن الیاف شیشه به صورت مت یا تک جهته استفاده می شود . فرآیند تولید قطعه GMT شامل چهار مرحله است : تهیه الیاف مت مخصوص GMT ، تهیه ورق GMT ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . در این روش یک blank GMT گرمانرم PP درون کوره قرار داده شده و جهت آماده سازی عملیات قالب گیری گرم می شود . سپس با قرار دادن آن درون قالب و بسته شدن پرس طی دو مرحله و اعمال فشار در یک مرحله ، قطعه تولید می شود .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s 500-200 ، مرحله دوم mm/s 20-10 و قابلیت اعمال فشار دریک مرحله ، قالب از جنس فولاد یا آلومینیوم با قابلیت تثبیت درجه حرارت و کوره از نوع هوای گرم یا مادون قرمز .

مزایای روش GMT عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای محصول ، قابلیت بازیافت ، تنوع در محصولات ، قیمت متوسط محصول و امکان استفاده از ربات جهت اتوماسیون کامل تولید و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عدم توانایی تولید محصول با کیفیت سطحی A و قابلیت اشتعال است .

4- روش تولید LFT
روش های مختلفی وجود دارد که اساس همگی آنها ترکیب زمینه پلی پروپیلن یا انواع دیگر گرمانرم ها با الیاف شیشه بلند درون اکسترو در طی دو مرحله و سپس آماده سازی آن و قرار دادن ورق آماده درون پرس ، بسته شدن پرس طی دو مرحله و اعمال فشار در یک مرحله است .

تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : اکسترودر ، پرس هیدرولیک و قالب از جنس فولاد یا آلومینیوم با قابلیت تثبیت درجه حرارت .

مزایای روش LFT عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای محصول ، قابلیت بازیافت ، تنوع در محصولات ، قیمت کم محصول ، امکان استفاده از ربات جهت اتوماسیون کامل تولید و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عدم توانایی تولید محصول با کیفیت سطحی A و قابلیت اشتعال است .

5- روش تولید RTM
تزریق رزین به داخل یک قالب بسته معمولا ً قالب کامپوزیتی که الیاف شیشه ویژه این روش قبلا ً درون آن قرار گرفته است .

تجهیزات مورد نیاز این روش عبارتند از : قالب بسته معمولا ً از جنس کامپوزیت ، دستگاه تزریق رزین ، دستگاه خلأ ، بالابر و لوازم مناسب برش و یا شکل دهی الیاف .

از مزایای روش RTM می توان به ساخت قطعات با ابعاد بزرگ ، نیاز به سرمایه گذاری اولیه کم قالب و تجهیزات ، قابلیت تولید قطعه با کیفیت سطحی A و مشخصات مکانیکی مناسب و از معایب آن به عدم قابلیت تولید قطعات پیچیده ، قیمت تمام شده متوسط جهت محصول ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها اشاره کرد .

آلیاژهای حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار

مقدمه :
موادی که باعث سازگاری سازه با محیط خود می شوند، مواد محرک نامیده می شوند. این مواد می توانند شکل، سفتی، مکان، فرکانس طبیعی و سایر مشخصات مکانیکی را در پاسخ به دما و یا میدان های الکترومغناطیسی تغییر دهند. امروزه پنج نوع ماده محرک به طور عمده استفاده می شود که شامل آلیاژهای حافظه دار، سرامیکهای پیزوالکتریک، مواد مغناطیسی سخت و مایعات الکترورئولوژکال و مگنتورئولوژیکال می باشند. این مواد از زمره مواد هوشمند محرک می باشند. مواد هوشمند آن دسته از موادی هستند که می توانند به تغییرات محیط به بهترین شکل ممکن پاسخ داده و رفتار خود را نسبت به تغییرات تنظیم نمایند.

معرفی آلیاژهای حافظه دار :
آلیاژهای حافظه دار عنوان گروهی از مواد محرک می باشند که خواص متمایز و برتری نسبت به سایر آلیاژها دارند. عکس العمل شدید این مواد نسبت به برخی از پارامترهای ترمودینامیکی و مکانیکی و قابلیت بازگشت به شکل اولیه در اثر اعمال پارامترهای مذکور به گونه ای است که می تواند رفتار سیستم را بهبود بخشد. وقتی یک آلیاژ معمولی تحت بار خارجی بیش از حد الاستیک قرار می گیرد؛ تغییر شکل می دهد. این نوع تغییر شکل بعد از حذف بار باقی می ماند. اما آلیاژهای حافظه دار، من جمله آلیاژهای Ni-Ti، Cu-Zn، Cu-Zn-Al، Cu-Zn-Ga، Cu-Zn-Sn، Cu-Zn-Si، Cu-Al-Ni، Cu-Au-Zn، Cu-Sn، Au-Cd، Ni-Al، Fe-Pt و... رفتار متفاوتی از خود ارائه می نمایند. در دمای پایین، یک نمونه حافظه دار می تواند تغییر شکل پلاستیک چند درصدی را تحمل کند و سپس به صورت کامل به شکل اولیه خود در دمای بالا برگردد. در فرآیند برگشت به شکل اولیه، آلیاژ می تواند نیروی زیادی تولید کند که این نیرو برای تحریک مفید می باشد. این فرآیند اولین بار در سال 1938 مشاهده شد و برای مدت زمان طولانی در حد کنجکاوی آزمایشگاهی باقی ماند. در سال 1961 اثر حافظه داری شکل در آلیاژ نیکل- تیتانیوم با درصد اتمی مساوی (50-50%) توسط بوهلر و در آزمایشگاه ناوال اوردنانس (Naval Ordanance Lab) کشف و تحت نام نیتینول (Nitinol) مشهور شد. دو حرف اول نیتینول در ارتباط با نیکل، دو حرف بعدی مربوط به عنصر تیتانیوم و سه حرف آخر در رابطه با آزمایشگاه ناول اوردانس می باشد. از اوایل سال 1980 استفاده از آلیاژهای حافظه دار در بین محققان و مهندسان مورد توجه قرار گرفت و این آلیاژ هوشمند در زمینه های وسیعی از جمله تعدیل رفتار آئروالاستیسیته آنتن ماهواره ها، کنترل ارتعاش سازه های فضایی، کنترل ارتعاش سطوح کنترلی هواپیماها و حتی در شبیه سازی های پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است و کشف مزایای اصلی و علمی آن هر روز افزایش یافته است.
مکانیزم اصلی که خواص آلیاژهای حافظه دار را کنترل می کند در رابطه با تغییر کریستالی آلیاژ است. به این معنی که ساختار مارتنزیتی در دمای پایین با افزایش دما به ساختار آستنیتی تبدیل می شود و در هنگام سرد کردن؛ فرآیند عکس رخ خواهد داد. بسیاری از مواد، استحاله مارتنزیتی دارند اما برتری که آلیاژهای حافظه دار را نسبت به آلیاژهای دیگر متمایز می نماید قابلیت دو قلو شدن این آلیاژ در فاز مارتنزیت می باشد. در حالیکه مواد دیگر به وسیله لغزش و حرکت نابجائیها تغییر شکل می یابند، آلیاژهای حافظه دار به وسیله تغییر جهت ساده ساختار کریستالهای خود و از طریق مرزهای دو قلوئی به تنشهای اعمال شده، عکس العمل نشان می دهند. اگر در این آلیاژها در دمای پائین، هنگامیکه فاز مارتنزیت حاکم است، تغییر‌فرم پلاستیکی روی ‌دهد، ساختار کریستالی دو قلو شده ای برای آلیاژ ایجاد می شود که ناشی از تغییر فرم پلاستیک می باشد. با گرم‌کردن آلیاژ تغییر فرم یافته تا دمای شروع فاز آستنیت می‌توان شکل اولیه را بازگرداند. این توانائی بعنوان اثر حافظه- شکل خوانده می‌شود و حاصل از تغییر فاز مارتنزیت در دمای پائین به فاز آستنیت در دمای بالا می‌باشد. در اثر خم کردن میله حافظه دار در دمای پایین و جایی که فاز مارتنزیت حاکم است، تغییر فرم پلاستیک در میله رخ داده و طول آن زیاد می شود. حال اگر میله خم شده، گرم شود و فاز آستنیت حاکم گردد، میله به بهینه ترین حالت به شکل اولیه خود بر می گردد. وقتی هم که میله سرد شود و به فاز مارتنزیت برگردد، نیز کرنشهای پلاستیک کاملا حذف شده اند و به حالت اولیه درخواهد آمد. در حقیقت در اثر فرآیند برگشت به شکل اولیه، تنشهایی در آلیاژ تولید میشود که این تنش باعث تحریک میشود. این تنشهای حاصل شده، تنش بازیافتی خوانده می شود و بهبود توزیع تنش و کرنش، بهبود خواصی چون مدول یانگ و تنش تسلیم و توانائی کنترل رفتار سیستم، از جمله آثار مفید تنشهای بازیافتی می‌باشد. بعنوان مثال اگر در نوعی از این آلیاژ کرنش 8 درصدی رخ دهد، با گرم کردن می توان این کرنش را کاملا از بین برد.
رفتار ترمودینامیکی آلیاژهای حافظه دار به دما، تنش و ترکیب شیمیایی و ساختار آلیاژ بستگی دارد. در فرآیند گرم کردن آلیاژ و در دمای پایین تر از دمای آغاز فاز آستنیت ماده 100% در فاز مارتنزیت می باشد و در دمای پایان فاز آستنیت ماده 100% در فاز آستنیت می باشد. و در فرآیند سرد کردن و در دمای بالاتر از دمای آغاز فاز مارتنزیت ماده 100% در فاز آستنیت می باشد در حالیکه در دمای پایین تر از دمای پایان فاز مارتنزیت ماده کاملا در فاز مارتنزیت می باشد. اما در دمای مابین و و همچنین مابین دماهای و ماده بصورت دو فازی است و بخشی از آن در فاز مارتنزیت و بخشی از آن در فاز آستنیت می باشد. حالت ماده در دماهای مختلف توسط درصد حجمی فاز مارتنزیت بیان می شود که در دمای پایینتر از در فرآیند گرم کردن و دمای پایین تر از در فرآیند سرد کردن برابر مقدار 1 می باشد و در دمای بالاتر از در فرآیند گرم کردن و بالاتر از در فرآیند سردکردن برابر مقدار صفر می باشد. اما در دمای مابین دماهای تغییر فاز بسته به نوع فرآیند سرد و گرم کردن به دما وابسته می باشد در شکل 2-3 چگونگی این ارتباط بر حسب دما نشان داده شده است.
در دمای پایین و به ازای مدول الاستیسیته آلیاژ برابر با مدول فاز مارتنزیت و در دمای بالا و به ازای مدول الاستیسیته آلیاژ برابر به مدول فاز آستنیت می باشد. اما در دمای مابین دماهای تغییر فاز، تغییرات مدول الاستیسیته تابعی بر حسب دما می باشد. همچنین تنشهای بازیافتی تولید شده نیز به دما وابستگی دارد. بایستی توجه شود که تنشهای بازیافتی به مقدار کرنش اولیه بستگی داشته و در حالتی که آلیاژ تحت هیچگونه کرنش اولیه ای نباشد، در اثر تغییر فاز، تنش بازیافتی تولید نمی شود.

افزایش توان در موتور به روش تیونینگ

طالب ارائه شده در این مقاله بیشتر برای افزایش سرعت و توان خودرو از راه تیونینگ می باشد و برخی از مطالب زیر ممکن است باعث اسیب زدن به موتور شود اما کسانی که به فکر افزایش ناگهانی سرعت می باشند اسیب زدن به موتور برای انها مهم نیست لذا مطالب زیر بیشتر برای ماشین های مسابقه ای استفاده می شود و استفاده ان توصیه نمی شود
افزایش توان در موتور توسط سیستم های ذیل امکان پذیر است
1-جرقه زنی msd
2-تزریق نیترواکسید
3- نصب هدرز
4- تزریق اب

مقدمه

کلاس بندی توان موتور
• در کشورهای سازنده موتور توان موتور به سه روش می باشد
1- DIN استاندارد اروپایی (المانی) (موتور بر روی خودرو سوار شده باشد و با تمام وسایل جانبی موتور )
2- CUNA استاندارد ایتالیایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و بدون سوار کردن بر روی خودرو اندازه گیری
می شود )
3- SAE استاندارد امریکایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و دینام و پمپ اب و فلایویل و دیسک و صفحه )
برای مثال توان موتورامریکایی بزرگ اگر 100 اسب بخار در سیستم SAEباشد در سیستم استاندارد DIN حدودا
برابر 80 تا 90 اسب بخار می باشد


افزایش توان و گشتاور موتور کار دو گروه است
1-موتورسازان بزرگ دنیا
2-شرکتها و کارگاههای تخصصی به اصطلاح تیونینگ موتور
1- در حالت اول که کار موتورسازان بزرگ دنیا می باشد قبل از تولید موتور پارامترها بررسی نموده و موتور را طراحی می نمایند مثلا افزایش قطر سیلندر و افزایش کورس پیستون وطراحی نوع سوپاپ و اتاق های احتراق مختلف و هزاران عواملی که در بهبود توان موتور تاثیر می گذارد این عوامل را بررسی نموده و موتوررا طراحی میکنند
2- حالت دوم پس از تولید موتور با ایجاد تغییراتی موجب افزایش توان موتور می شود برخی از این تغییرات برای موتور مفید می باشد و برخی از تغییرات مضر اما برای رسیدن به توان و سرعت بیشتر دست به این کار حتی اگر از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد میزنند

افزایش توان با سیستم MSD
هرچه جرقه با کیفیت و قدرت بیشتری صورت گیرید احتراق بهتری در موتور ایجاد می گردد.شرکتautotronic control اقدام به تولید سیستم هایmsd که برگرفته از کلماتmultiple spark discharge نمود
در یک سیستم جرقه زنی استاندارد در هر احتراق 1 جرقه زده می شود. اما سیستم های msd در هر احتراق تا چند جرقه در یک شمع ایجاد می کنند
فرق این سیستم با سیستم استاندارد در این است که برق به وجود امده در کویل بعد از نصب Igenation Controlقویتر و منظم تر از سیستم استاندارد میباشد،به این صورت که در سیستم استاندارد درrpmهای پایین برق به صورت منظم وارد کویل میشود و کویل استاندارد تا رنجهای پایین تر از 3000 خوب جواب می دهد ولی وقتی دور موتور بالا رفت حالت کویل از بین میرود و نامنظم می شود و قدرت اصلی خودش رو از دست می دهد

Igenation Control تصویر

تفاوت سیستم msdبا جرقه زنی عادی در نمودارهای ذیل امده است

مقایسه جرقه زنی عادی با msd(ولتاژثانویه کویل)

تخلیه جرقه

تخلیه جرقه بر حسب دور



افزایش توان با Nosیا nitrous oxide
• استفاده از گاز نیترواکسیدN20معروف به نیتروس
• نیترو اکسید N20گازی بی رنگ، بی بو و غیر قابل اشتعال است. این گاز سمی نیست اما خنده آور است.

در سال 1970 تکنولوژی ساخت گاز نیتروژن اکسید شده همگانی شد و این موضوع یکی از موارد مهم در مسابقات اتومبیل رانی شد
این سیستم معمولا با دخالت راننده و اغلب فقط موقع شتاب گیری به صورت بسیار محدود مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از این سیستم راننده در مواقع نیاز با تزریق نیترو اکسید به درون مانیفولد ورودی، میزان اکسیژن مخلوط را بالا می برد و موجب ایجاد احتراق قوی تری در اتاقک احتراق می شود که نتیجه مستقیم آن، افزایش چشمگیر اما محدود و مقطعی توان تولیدی موتور است
این گاز وقتی وارد سیلندر می شود، به دلیل گرمای زیاد داخل محفظه به اتم اکسیژن و نیتروژن تجزیه می گردد. در این تجزیه پیوند بین اتم ها شکسته می شود. این عمل با گرفتن گرما از سیلندرهمراه است در نتیجه دمای محفظه ی احتراق کم می شود. خیلی سریع اتم های فعال اکسیژن با هم ترکیب شده و مولکول 2Oرا به وجود می آورند. حال اگر ما مقداری سوخت اضافی وارد سیلندر کنیم می توانیم با گاز اکسیژن حاصله، سوخت اضافی را بسوزانیم و نیروی بیش تری تولید کنیم

• فشار داخل مخزن باید بین ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ psiباشد تا بتواند گاز را در حالت مایع نگاه دارد. گاز از طریق شلنگ تحت فشار به مجرای تفس موتور تزریق میشود. به هنگام تزریق نیترو اکسید، این گاز از حالت مایع به گاز می رود

افزایش توان با استفاده از هدرز
• تخلیه آسانتر گازهای خروجی:عامل کلیدی در افزایش راندمان موتور بهبود تخلیه گازهای خروجی ازموتور است.هدرزسبب کاهش میزان افت راندمانی میشود که توسط مانیفولد دود رخ میدهد. به عبارتی هدرز به خروج راحت تر گازهای خروجی از اگزوز کمک میکند. هدرز برای هر سیلندر یک لوله کوچک تخلیه گاز فراهم می آورد. این لوله های کوچک باعث میشوند گاز خروجی از سیلندرها هنگام خروج به عقب پس نزند. هنگامی که دیگر لازم نباشد سیلندرها برای تخلیه گاز خود از یکدیگر نیرو بگیرند، این نیرو صرف افزایش راندمان موتور خودرو میشود.

• این قطعه یا در واقع لوله با بزرگتر بودن نسبت به لوله ی فابریک و کم کردن پیچ و خمها در لوله باعث راحتتر خارج شدن دود از سیلندرها میشه که همین امر باعث میشود تا نیروی کمتری تلف شود
• هدرز ها نسبت به شکل، طراحی، و جنسهای انها باعث افزایش قدرت از ۵٪ الی ۱۵٪ در موتور می شود

نمودارتفاوت بین هدرز کوچک و بزرگ (از لحاظ طول هدرز)

تزریق اب در منیفولد ورودی
• استفاده از سیستم پاشش اب در مانیفولد ورودی:
در بسیاری از موتورهای با نسبت تراکم بالا در حالت تمام بار موتور”WOP” ) دریچه گاز کاملا باز( سیستم آبپاش وارد مدار میشود و با تزریق مقادیری آب به صورت اسپری شده در داخل مانیفولد ورودی موتور مخلوط سوخت وهوا را خنکتر می کند و در نتیجه چگالی مخلوط بالا می رود و راندمان حجمی موتور بهبود می یابد و نسبت تراکم بالاتری در موتور ایجاد خواهد شد.
کار برد تزریق آب در موتور هایست که در آنها از سیستم پر خوران استفاده شده است
تزریق آب به طور غیر مستقیم هم چگالی هوا را بالا برده و هم قدرت موتور را افزایش میدهد

تزریق اب در موتور باعث افزایش راندمان حجمی و ورود مقدار بیشتری هوا به داخل موتور می شود اما این کار هم باعث مقدار کمی الودگی و هم اسیب به موتور می شود اما این کار برای کسانی که دوست داران سرعت و شتاب هستند کاربرد دارد

دینامیک

دینامیک

دینامیک از واژه لاتین به معنی حرکت شناسی گرفته شده است و در مکانیک کلاسیک بررسی دلایل حرکت و به بیانی دقیق بررسی حرکت به کمک نیروها و قوانین مربویه می‌باشد.

دید کلی

در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی مکانیک کلاسیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و دینامیک است . در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی می‌شود. بنابراین در سینماتیک حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد.

اما در دینامیک علتهای حرکت مورد توجه قرار می‌گیرند. یعنی هر ذره یا جسم همواره در ارتباط با محیط اطراف خود و متأثر از آنها فرض می‌شود محیط اطراف حرکت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال فرض کنید، جسمی با جرم معین بر روی یک سطح افقی در حال لغزش است. در این مثال سطح افقی به عنوان یکی از محیطهای اطراف جسم با اعمال نیروی اصطکاک در مقابل حرکت جسم مقاومت می‌کند. عوامل مؤثر بر حرکت

حرکت یک ذره معین را ماهیت و آرایش اجسام دیگری که محیط ذره را تشکیل می‌دهند، مشخص می‌کند. تأثیر محیط اطراف بر حرکت ذره با اعمال نیرو صورت می‌گیرد. بنابراین مهمترین عاملی که در حرکت ذره باید مورد توجه قرار گیرد، نیروهای وارد بر ذره و قوانین حاکم بر این نیروها می‌باشد. قوانین حرکت

در قلمرو مکانیک کلاسیک ، یعنی در سرعتهای کوچکتر از سرعت نور حرکت اجسام مختلف بر اساس قوانین حرکت نیوتن بطور کامل قابل تشریح است. این قوانین عبارتند از: قانون اول

این قانون که در واقع بیانی در مورد چارچوبهای مرجع می‌باشد، به این صورت بیان می‌شود هر جسم که در حال سکون ، یا در حالت حرکت یکنواخت در امتداد خط مستقیم باشد، به همان حال باقی می‌ماند مگر آنکه در اثر نیروهای خارجی مجبور به تغییر آن حالت شود. قانون دوم

این قانون به صورتهای مختلف بیان می‌شود که یکی از آنها بر اساس تعریف اندازه حرکت خطی و دیگری برای تعریف شتاب حرکت می‌باشد. در حالت اول چنین گفته می‌شود که میزان تغییر اندازه حرکت خطی یک جسم ، با نیروی وارد بر آن متناسب و هم جهت می‌باشد. اما بر اساس تعریف شتاب گفته می‌شود که هر گاه بر جسمی نیرویی وارد شود جسم در راستای آن نیرو ، شتاب می‌گیرد که اندازه آن نیرو متناسب است.




قانون سوم

این قانون که تحت عنوان قانون عمل و عکس‌العمل معروف است، حتی در بعضی از رفتارهای اجتماعی نیز مصداق دارد. بیان قانون سوم به این صورت است که هر عملی را عکس‌العملی است که همواره با آن برابر بوده و در خلاف جهت آت قرار دارد. به عنوان مثال هنگام راه رفتن در روی زمین ، نیرویی از جانب و به طرف جلو بر ما وارد می‌شود که سبب حرکت ما به سمت جلو می‌شود، برعکس ما نیز بر زمین نیرو وارد کرده و آن را به سمت عقب می‌رانیم. ولی چون جرم زمین در مقایسه با جرم ما خیلی زیاد است، حرکت زمین به سمت عقب نامحسوس است.




قضیه کار و انرژی

در مکانیک برخلاف آنچه در بین عامه رایج است، واژۀ کار زمانی به کار می‌رود که بر روی جسمی نیرویی اعمال شده و آن را جابجا کند ، و یا موجب تغییر در حرکت آن شود. بنابراین در دینامیک حرکت کار مفهوم با ارزشی است. اما کار به دو صورت می‌تواند بر روی جسم انجام شود. فرض کنید، جسمی با سرعت معین در حال حرکت است، اگر بر روی جسم کار انجام شود، این کار یا می‌تواند سرعت حرکت جسم را افزایش دهد و یا اینکه مانع حرکت شده و سرعت جسم را کاهش دهد.

در حالت اول که سرعت جسم افزایش پیدا می‌کند، اصطلاحا گفته می‌شود که کار انجام شده ، سبب ذخیره انرژی در جسم می‌شود. اما در حالت دوم ما با صرف انرژی و انجام کار ، سرعت جسم را کاهش می‌دهیم. از اینرو انرژیی که وابسته به سرعت جسم بوده و انرژی جنبشی نام دارد، تعریف می‌شود و قضیه کار و انرژی جنبشی بیان می‌کند که کار انجام شده بر روی جسم متناسب با تغییر انرژی جنبشی آن است. مکانیک لاگرانژی و حرکت جسم صلب

حرکت ذره یک حالت تقریباً ایده آل و آرمانی از حرکت واقعی اجسام در فضای سه بعدی است. یعنی در بعضی موارد ، تقریب حرکت جسم به عنوان یک ذره نمی تواند مفید واقع باشد. بنابراین در حالت کلی جسم به صورت یک جسم صلب در فضا در نظر گرفته می‌شود و با تعریف مختصات تعمیم یافته (که متناسب با نوع حرکت بعد آن معین می شود ) و نیروهای تعمیم یافته و با استفاده از معادلات لاگرانژ حرکت جسم مورد بررسی قرار می‌گیرد. معادلات لاگرانژ و یا به بیان بهتر فرمولبندی مکانیک لاگرانژ نسبت به مکانیک نیوتنی (بر اساس قوانین نیوتن) حالت کلی‌تر و کاملتری می‌باشد.

در مکانیک لاگرانژی ابتدا کمیتی به عنوان لاگرانژی (و یا هامیلتونین که برابر با تفاضل انرژی پتانسیل از انرژی جنبشی است) که به صورت مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل جسم تعریف می‌شود، محاسبه می‌گردد. و با قرار دادن آن در معادلات لاگرانژ ، معادله حرکت جسم حاصل می‌شود.

آشنایی با کامپوزیتها

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و ....

از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست.

کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری می‌پردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود:

1.فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.
2.فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر می‌گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می‌باشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین می‌نامند.

تقسیم بندی‌های مختلفی در مورد کامپوزیتها انجام گرفته است که در اینجا یکی از آنها را آورده‌ایم:

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.

از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شوند. الیاف می‌بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می‌دهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و البته گسترش ترک را محدود می‌کند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود، کوتاهتر باشند، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده می‌شوند به دو دسته تقسیم می‌شوند:
الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی

کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.
ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند.
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.
تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع در یک صفحه شود.
بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.
در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، PEEK ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است.

از الیاف متداول در کامپوزیتها می‌توان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. در بخشهای بعدی، رزینها و الیاف و روشهای شکل دهی کامپوزیتها را مورد بحث قرار داده‌ایم.

در تصویر زیر چگونگی درگیری چرخدندهای مخروطی با دندانه های مارپیچ

 

انواع مکانیزم های سیستم تعلیق

سیستم انتقال نیرو در خودرو

خط انتقال نیرو

 گشتاور خروجی از گیربکس باید طی مکانیزمی به چرخها برسد. وظیفه خط انتقال، انتقال گشتاور خروجی از انتهای جعبه دنده به دیفرانسیل و نهایتاً از آنجا به چرخهاست. طراحی خط انتقال باید به گونه ای باشد که طول و زاویه آن در حین کار کردن اتومبیل بتواند تغییر کند، در واقع باید گشتاور را تحت زوایای مختلف و به فواصل مختلف از یک محور به محور دیگر انتقال دهد.

سپس گشتاور منتقل شده توسط میل گاردان باید بنحوی چرخش 90 درجه ای پیدا کند، چرا که میل گاردان در راستای طول اتومبیل قرار دارد در حالی که محور محرک چرخها در عرض خودرو قرار دارند. برای این کار از چرخدنده های پینیون و کرانویل استفاده می شود. پس از آن گشتاور وارد دیفرانسیل شده و با انتقال آن توسط محور های محرک یا پلوسها به چرخها می رسد.

پسورد: www.pdfbook.persianblog.ir

تحلیل محفظه احتراق دریک میکروتوربین با فلونت

 

در این قسمت تحلیل محفظه احتراق دریک میکروتوربین با فلونت را می توانید دانلود کنید.  

کتاب سیستم های کاربردی هیدرولیک

کتاب سیستم های کاربردی هیدرولیک Practical Hydraulic Systems برای مهندسین و تکنسین های جهت آشنایی با عملکرد و عیب یابی سیستم های هیدرولیکی می باشد، این کتاب دانش شما را در مفاهیم پایه ای افزایش داده، و شما را قدم به قدم در حل برنامه های تعمیر و نگهداری یاری می کند.

  دانلود مستقیم : کتاب سیستم های کاربردی هیدرولیک


  حجم فایل : 14 مگابایت

مطالبی با تولید به روش ریخته گری دایکاست

مطالبی با تولید به روش ریخته گری دایکاست

ریخته گری دایکاست یکی از اقتصادی ترین روشهای تولید در صنعت ریخته گری است به همین دلیل است که تولید قطعات دایکاست در اکثر کشورها سال به سال فزونی یافته است. در حال حاضر برای نمونه، سهم این نوع تولید در جمهوری فدرال آلمان بیش از نصف کل تولیدات ریخته گری فلزات غیر آهنی می باشد. این جهش قابل ملاحظه است. که ریخته گری دایکاست در رقابت با سایر روشهای ریخته گری و شکل دادن کسب کرده است، مدیون سرعت تولید، اقتصادی بودن و طیف کاربردی وسیع آن می باشد. کشورمان، ایران، نیز از این عرصه به دور نبوده است و مضافا این که پروسه ریخته‌گری یک پروسه با مصرف انرژی بالایی بوده و تولید قطعات ریخته گری از جمله قطعاتی است که تولید آن در ایران قابل رقابت با سایر کشورهای دیگر است. به همین دلیل رشد و توسعه و آموزش صحیح این شاخه صنعت بی دلیل به نظر نمی رسد.

۱ – مقدمه :ریخته گری دایکاست عبارتست از یک روش ریخته گری که در آن فلز مایع از طریق وارد شدن در داخل حفره قالب فلزی که به نام Die نامیده می شود، تولید گردد. حال اگر در این روش مذاب تنها از طریق سنگینی وزن خودش جریان یابد روش را دایکاست ثقلی و چنانچه مذاب تحت تاثیر یک فشار نسبتا بالا به داخل قالبهای دائم وارد شود روش را دایکاست تحت فشار (دایکاست) نامند.ریخته گری ثقلی اساس و زیر بنای ریخته گری تحت فشار است و قالب ریژه زیربنای قالبهای دایکاست تحت فشار است به همین دلیل در این جزوه سعی شده است که به اصول طراحی قالبهای ریژه بطور کاملتری پرداخته شود.

۱– ۱ -  مزایای ریخته گری دایکاست:

۱ – امکان تولید قطعات پیچیده وجود دارد.

۲ – قابلیت تولید قطعاتی با دیواره نازک به دلیل سرعت بالای پر شدن قالب وجود دارد.

۳ – نرخ تولید به خصوص در قالبهای چند حفره ای بسیار بالاست.

۴ – قطعات تولیدی پرداخت سطحی خوب داشته نیازکمی به عملیات ماشین کاری بعدی دارند.

۵ – در صورت طراحی مناسب قالب، طول عمر قالب بسیار بالاست.

۶ – قابلیت تولید مقاطع ظریف در طولهای بلند وجود دارد.

۷ – اغلب قطعات با کمترین پرداخت آماده آب فلز کاری هستند.

۸ – به دلیل انتقال حرارت بدنه قالب و انجماد سریع مذاب، قطعات ریزدانه بوده و دارای استحکام بالایی هستند.

۹ – صرفه جویی در متریال قطعه به دلیل بالا بودن استحکام که کاهش ضخامت مورد نیاز را در پی داشته و همچنین عدم نیاز به ماشین کاری زیاد.

۱۰ – دایکاست کوتاهترین راه تولید یک محصول فلزی است.

۱۱ – در صورت در نظر نگرفتن هزینه اولیه، قطعات تولیدی دایکاست، بسیار ارزان قیمت و اقتصادی اند.
۲ – ۱ – محدودیت های ریخته گری دایکاست:

۱ –وزن قطعات تولیدی محدوداست بندرت قطعاتی باوزن پیش از۲۵ کیلوگرم تولیدمیگردد.

۲ – هزینه قالب و لوازم جانبی بالا بوده و تنها برای تولید انبوه اقتصادی است.

۳ – ریخته گری فلزاتی با دمای ذوب بالا بسیار مشکل است.

۴ – بر اساس میزان پیچیدگی قطعه و سیستم تغذیه قالب، طراحی قالبی که از تولید مک و حباب هوا و نارسی مذاب در قطعه جلوگیری به عمل آورد. مشکل است.
۳ – ۱ – اقتصاد تولید :

به فرض آن که تمامی مسائل فنی و مهندسی حل شود موضوع اقتصادی بودن تولید از اهمیت بالایی برخوردار است و زمانی تولید در این روش اقتصادی خواهد بود که تعداد انبوهی از قطعه تولید شود. و برای تولید پایین و کم این روش بصرفه نمی باشد. بیشترین هزینه تولید مربوط به هزینه بالا برای تجهیزات دقیق و قالبهای گران قیمت است. بطور خلاصه  می توان گفت که سطح تولید اقتصادی را پارامترهای ذیل تعیین می نماید.

الف) خواص مکانیکی مورد نیاز برای قطعه

ب) دقت ابعادی بالای قطعه

ج) وزن قطعه و درجه پیچیدگی آن

د) بهتر بودن شکل ظاهری قطعه از نظر کاربرد دکورایتو

ه) تیراژ تولید

و) میزان عملیات پس از ریخته گری تا رسیدن به قطعه نهایی

با آرزوی موفقیت