دستگاه احتراق (فشار داخل سیلندر)
دستگاه اندازه گیری فشار داخل سیلندر در موتورهای احتراقی(بنزینی-دیزلی-گاز سوز)
در فرآیند آزمایش و توسعه موتورهای احتراق داخلی، یکی از مهمترین پارامترهایی که باید به دقت پایش شود، فشار داخل سیلندر موتور است. فشار محفظه احتراق نهتنها نشاندهنده کیفیت فرآیند احتراق و کارایی موتور است، بلکه نقش تعیینکنندهای در توان خروجی، مصرف سوخت، آلایندگی و دوام قطعات موتور دارد. به همین دلیل در تمامی آزمایشگاههای تست موتور پیشرفته، استفاده از دستگاهی به نام دستگاه احتراق (فشار داخل سیلندر) امری ضروری است.
این دستگاه به مهندسان و پژوهشگران امکان میدهد تا فشار داخل استوانه را در هر لحظه از چرخه کاری موتور اندازهگیری و تحلیل کنند. خروجی دستگاه معمولاً به شکل نمودار فشار – زاویه میللنگ (P-θ) نمایش داده میشود که یکی از مهمترین ابزارهای تحلیل عملکرد موتور محسوب میشود.
اجزای اصلی دستگاه احتراق (فشار داخل سیلندر)
یک دستگاه حرفهای برای سنجش فشار داخل استوانه موتور معمولاً از اجزای زیر تشکیل میشود:
- سنسور فشار داخل سیلندر
این سنسورها از نوع پیزوالکتریک یا نیمههادی هستند و میتوانند فشارهای لحظهای بسیار بالا (تا ۲۰۰ بار و بیشتر) را با دقت بالا ثبت کنند. محل نصب آنها روی سرسیلندر یا به جای شمع/انژکتور است. - تقویتکننده و مبدل سیگنال
خروجی سنسور فشار نیاز به تقویت و فیلتر شدن دارد تا بتواند توسط سیستم ثبت داده خوانده شود. تقویتکننده نویز را حذف کرده و سیگنال دقیق را تحویل میدهد. - سنسور موقعیت میللنگ (انکودر زاویهای)
برای ثبت دقیق نمودار فشار – زاویه، لازم است که موقعیت میللنگ با دقت بالا (تا ۰.۱ درجه) اندازهگیری شود. این انکودر همگام با سیگنال فشار عمل میکند. - سیستم ثبت و تحلیل داده
دادههای به دست آمده از سنسور فشار و موقعیت میللنگ وارد یک سیستم دیتالاگر میشوند. نرمافزار تحلیل امکان ترسیم نمودارها، محاسبه پارامترهای کلیدی مانند نرخ افزایش فشار، زمانبندی احتراق، کار خالص چرخه و راندمان حرارتی را فراهم میکند. - رابط نرمافزاری و مانیتورینگ
اپراتور آزمایشگاه از طریق یک نرمافزار گرافیکی میتواند در زمان واقعی (Real-Time) فشار داخل استوانه را مشاهده و تحلیل کند.
کاربردها و مزایای دستگاه احتراق (فشار داخل سیلندر)
- تحلیل فرآیند احتراق: با این دستگاه میتوان مشاهده کرد که مخلوط سوخت و هوا چگونه و در چه زمانی مشتعل میشود.
- بهینهسازی مصرف سوخت: اندازهگیری دقیق فشار داخل سیلندر به مهندسان کمک میکند تا زمانبندی جرقهزنی و تزریق سوخت را بهینه کنند.
- کاهش آلایندگی موتور: با بررسی فرآیند احتراق میتوان شرایطی فراهم کرد که آلایندههایی مثل NOx و HC به حداقل برسند.
- ارزیابی دوام قطعات: فشار بالای احتراق مستقیماً روی دوام پیستون، سوپاپها، شاتون و یاتاقانها تأثیر دارد.
- شبیهسازی شرایط مختلف کاری: امکان بررسی موتور در شرایط بار کامل، نیمهبار، دور آرام و تستهای شتابگیری.
- مقایسه سوختها و تکنولوژیها: این دستگاه امکان تحقیق روی سوختهای جدید مثل گاز طبیعی فشرده (CNG)، هیدروژن و سوختهای ترکیبی را فراهم میکند.
اهمیت فشار داخل سیلندر در تست موتور
فشار داخل استوانه موتور بهعنوان «امضای احتراق» شناخته میشود. تغییرات کوچک در فشار میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره عملکرد موتور ارائه دهد. برای مثال:
- افزایش بیشازحد فشار پیک: نشانه احتراق غیرعادی یا ناک (Knock).
- فشار پایینتر از حد انتظار: نشانه احتراق ناقص یا مشکلات تزریق سوخت.
- جابجایی زاویه فشار بیشینه: نشاندهنده نیاز به تغییر در زمان جرقه یا تزریق.
این موارد نشان میدهد که دستگاه احتراق تنها یک ابزار اندازهگیری نیست، بلکه یک سیستم عیبیابی و بهینهسازی موتور است.
مشخصات فنی :
- منبع تغذیه ولتاژ الکتریکی 12 ولت مستقیم با کمینه 2 آمپر
- انواع حساسه فشار با خروجی آنالوگ
- تفکیک پذیری : 16 بیت در هر کانال
- بیشینه دور موتور : تا ۶۵۰۰ دور بر دقیقه
- دقت انکودر : 1 درجه معادل 3600 پالس
- تعداد کانال : 4 ورودی سنسور فشار و 2 ورودی پالس الکتریکی انکودر
- ذخیره سازی داده : تا 500 سیکل کاری روی حافظه داخلی
- سرعت داده برداری : 0 تا 390000 نمونه بر ثانیه در هرکانال
- محدوده ولتاژ ورودی : ۱ تا 10 ولت
- ارتباط با رایانه : 100 mbps
- ابعاد : میلیمتر 250*75*200 WHD
- وزن : 1000 گرم
اقلام قابل تحویل :
- دستگاه احتراق
- نرمافزار احتراق
- فقل نرمافزار احتراق
- کابلهای ارتباطی آنالوگ
- کابل برق دستگاه
- دفترچه راهنما
جمع بندی؛
دستگاه احتراق (فشار داخل سیلندر) یک ابزار حیاتی در آزمایشگاههای تست موتور است که امکان پایش دقیق فرآیند احتراق و تحلیل رفتار موتور را فراهم میکند. این دستگاه علاوه بر بهینهسازی عملکرد موتور، نقش مهمی در کاهش مصرف سوخت و آلایندگی دارد. انتخاب دستگاهی دقیق و استاندارد مانند محصولات شرکت دیناموتور میتواند کیفیت تستها و تحقیقات را بهطور چشمگیری افزایش دهد.
