اختراعات :

اختراعات ثبت شده در اداره ثبت شرکتها و مالکیتهای صنعتی ایران – ۱۳۸۱ تا ۱۳۸۳ :

شرح طرح :

 بالا را دارا ميباشد با برنامهريزي دقيق ميتواند مورد استفاده صنايع مختلف قرار گيرد. از مهمترين مزاياي اين سيستم، توانايي ايجاد استپ موتور با صرف هزينه و استهلاك بسياركمتر ميباشد كه ميتواند درخطوط توليد صنايع مختلف مورداستفاده قرار گيرد.

اين طرح از يك سيستم مونيتورينگ بسيار قوي بهرهمند است كه قادر است جزئيات دقيقي (از قبيل دور در دقيقه يا rpm موتور، فركانس كاري سيستم، سرعت انتقال قطعه صنعتي بر روي خط كامواير بين دو نقطه با واحدهاي صنعتي و شمارش قطعات) را نشان ميدهد. كاركرد معمولي موتور به صورت حركت دوراني 360 درجه با دور موتور دلخواه است كه به صورت الكترونيكي يا مكانيكي قابل تنظيم است. حالتها گوناگون استپ موتور به شرح زير است:

۱- كاركرد دوراني به صورت 2 تا 180 درجه با 2 سرعت متفاوت و يا توقف به مدت مورد نياز در انتهاي هر 180 درجه.

۲- قابليت دوران به صورت رفت و برگشت در 180 درجه.

۳- قابليت كنترل سرعت و قدرت موتور به طور جداگانه در هر 90 درجه حركت دوراني و همچنين دوران به صورت رفت و برگشت در 90 درجه.

۴- قابليت كنترل سرعت و قدرت موتور به طور جداگانه در هر 45 درجه حركت دوراني و همچنين دوران به صورت رفت و برگشت در 45 درجه.

 

موارد استفاده طرح :

الف) در بعضي مكانهاي صنعتي مانند صنايع توليدي شيميايي و يا خطوط انتقال نفت و گاز و يا كارخانههايي كه در خط توليد آنها از مواد شيميايي خطرناك و يا مواد منفجره استفاده ميشود، استفاده از موتورهاي درونسوز نياز به مصرف انرژي زياد داشته و نتيجتاً هزينه بالايي را به همراه دارند و همچنين استفاده از الكتروموتورها به علت وجود پديده القاي الكتريكي يا الكترومغناطيسي بسيار خطرناك است و ممكن است باعث انفجار مواد شيميايي يا نفت و يا گاز شود و استفاده از سيستمهاي ايمني ضد القا نيز طبعاً هزينههاي نسبتاً بالايي را در بر دارند.

در اين ميان، طرح مذكور در صنايع فوق بعلت استفاده از گاز بياثر نيتروژن و يا هواي فشرده در عملكنندهها، بسيار مطمئن عمل نموده و همچنين بعلت وجود بدنه آلومينيومي در عملكنندهها، پديده القا نيز بوجود نيامده و حتي در صورت نياز صنعت به سيستم كنترل الكترونيكي ميتوان آنرا در فاصله دوري از عملكنندهها نصب نمود.

ب) استفاده صنعتي به عنوان موتورهاي پلهاي (step motor):

با تغيير در آرايش برنامه كاري موتورها و برنامهريزي سيستم كه كاملاً بصورت الكترونيكي (finger touch) انجام ميشود، ميتوان عملكنندهها را به موتورهاي پلهاي يا مرحلهاي تبديل نمود.

سيستم فوقالذكر در صنايعي كه خط توليد آنها مرحلهاي است ميتواند مورد استفاده قرار گيرد. به طور مثال در يك خط توليد لازم است كه يك قطعه كار حركت كند و در يك لحظه مكث كوتاهي داشته تا توسط مته در نقطهاي سوراخ شود و سپس حركت كرده تا در مرحله بعد دوباره توقف نمايد و دستگاه پرس گوشه آن را خم كند و سپس ميتواند به حركت خود ادامه داده و روي آن رنگ پاشيده شود و يا عمليات ديگري روي آن انجام شود كه با برنامهريزي سيستم كنترل (فشار يك دكمه finger touch ) اين امر به راحتي ميسر ميشود.

اهداف طرح :

۱ – كاهش مصرف سوخت در محیطهای صنعتی

۲ – كاهش تولید آلودگي

۳- افزايش طول عمر سيستم

۴- راه اندازي و نصب ساده

۵- تعمير و نگهداري ساده

۶- استفاده در مكانهايي كه استفاده از موتورهاي درونسوز يا الكتروموتورها در آنها ممكن نيست و يا داراي خطر ميباشد.

۷- استفاده از يك موتور (عملكننده)، هم به عنوان منبع توليد حركت دوراني 360 درجه و هم به عنوان موتور پلهاي (stepmotor) با كاركرد لحظهاي.

۸- كاهش استهلاك و سادگي قطعات داخلي موتور كه همچنين باعث كاهش هزينه نيز ميشود.

 

شرح طرح : 

در این طرح کلیه سر سیلندر بهمراه سوپاپها از موتور درونسوز حذف میشوند و جای خود را به یک سیستم کنترل الکترونیکی (ECU)  و یک سیستم الکترومکانیکی ساده و کوچک میدهند که با حذف سر سیلندر سوپاپها و میل بادامک باعث میشود تا مقاومت بسیار زیادی از جمله فنرهای بسیار سفت سوپاپها از بین برود که باعث سبک تر شدن موتور، استهلاک کمتر قطعات ، مصرف کمتر سوخت و بازده بیشتر میشود. در این موتورها از توربوشارژر و سیستم انژکتور (Feul injection) استفاده میشود و لوله اگزوز به  مبدل کاتالیکی مجهز می که این امکانات در کنار هم مجموعه ای را تشکیل میدهند که بسمت مصرف و تولید آلودگی کمتر سوق داده  شده اند.

کارکرد کلی موتور بصورت معمول خود بوده با این تفاوت که فقط بجای سوپاپها برای ورود سوخت و خروج گازها از یک سیستم الکترومکانیکی ساده استفاده میشود. با استارت زدن،با کنترل سیستم الکترونیکی  (ECU)سوخت از طریق عمل کننده الکترومکانیکی بداخل سیلندر وارد شدهو سپس مرحله تراکم و انفجار(کار) صورت میگیرد، و در مرحله تخلیه، گازها توسط سیستم الکترومکانیکی از موتور خارج شده و پس از گذشتن از لوله اگزوز و مبدل کاتالیکی  خارج میشوند. در وضعیت خاص موتور، توربوشارژر شروع بکار میکند که هوای متراکم بهمراه سوخت بداخل سیلندر پاشیده میشوند و در هنگام خروج توسط مکنده اگزوز کشیده میشوند که باعث احتراق کامل و بازده بهتر میشوند. برای بازدهی و نتیجه بهتر این طرح ، موتور دیزل انتخاب گردید و علت آن است که موتور های دیزل معمولا ً با دور پایین و گشتاور بالا کار میکنند که از این رو اصطلاحا ً به موتور تنبل معروفند. البته خودروهای دیزلی در ایران بعلت ارزان بودن سوخت مورد توجه قرار نگرفته اند اما در کشورهای خارجی خودروهای دیزلی حائز اهمیت هستند و با این که با دور پایین کار میکنند، از طریق گشتاور بالا جوابگوی نیاز هستند و همچنین تنها مزیت موتورهای بنزینی نسبت به موتورهای دیزل دور بالای آنهاست در صورتی که موتورهای دیزل بازده بیشتز و آلودگی کمتری دارند. دور پایین موتور دیزل باعث میشود که شیرهای الکترومغناطیسی استفاده شده به جای سوپاپ راحتتر کار کرده و عمر بیشتری نیز داشته باشند و از طرف دیگر گشتاور بالای موتور دیزل و وصل آن به گیربکس، جوابگوی نیازهای دیگر خواهد بود.

شیرهای الکترومغناطیسی :

اساس کارکرد این شیرها بر پایه جاذبه و دافعه مغناطیسی نهاده شده است که برای بالا بردن سرعت کاری شیرها از روش جدیدی بهره گیری شده ، بدین صورت که مرتبا ً قطبهای مثبت و منفی تغییر میکند و باعث تغییر اسپول در ششر میشود اما در شیرهای معمولی سیملوله فقط اسپول را به طرف خود جذب میکند. با تغییر میزان جاذبه و دافعه در میدان مغناطیسی سیملوله های شیر، قابلیت تغییر فرکانس و دبی شیر ایجاد میشود که مزایایی را در بر خواهد داشت ، از جمله:

حذف دریچه گاز (شیرتراتل) : چون دبی شیر قابل تغییر میباشد، دریچه هوا میتواند مستقیما ً به شیر و پدال گاز به یک پتانسیوٍ متر متصل شوند که به نسبت زاویه پدال گاز دبی هوا در شیر تنظیم شود.
خذف سیستم EGR  : (Exehust Gas Resircolation) که با تغییر زمان باز یا بسته بودن شیر میتوان مقداری از دود را در سیلندر نگه داشت.
امکان تنفس بهتر موتور در دورها و شرایط کاری مختلف که باعث بازده بالاتر، مصرف سوخت کمتر لذا تولید آلودگی کمتر میشود. و به طور کلی باعث حذف بعضی از قطعات موتور، کم شدن اصطکاک داخل موتور، کم شدن صدا، گرما و حتی هزینه ساخت میشود.

اهداف طرح :

۱- کاهش مصرف سوخت

۲- کاهش تولید آلودگی هوا و محیط زیست

۳- کاهش قطعات موتور و استهلاک کمتر

۴- افزایش طول عمر موتور درونسوز ( موتوردیزل)

۵- کاهش هزینه ها

۶- افزایش قدرت و بازدهی بیشتر موتور درونسوز( موتوردیزل)

الف) شرح چرخه ترمودینامیکی

الف- شرح چرخه ترمودینامیکی:

در این سیستم که بر اساس یک چرخه ترمودینامیکی طراحی شده است از احتراق استفاده نمیشود و گرمای مورد نیاز از دمای معمولی اتمسفر(30 درجه سانتیگراد) تامین میشود.

در این چرخه از نیتروژن به عنوان یک سیال برای تولید نیروی عمود بر سطح استفاده میشود که در مراحل بعدی با استفاده از این نیرو میتوان انرژی مکانیکی برای کاربردهای مختلف تولید نمود. گاز نیتروژن درمخازن مخصوص فشرده و در دمای 196-  درجه سانتیگراد مایع شده و ذخیره میگردد.سپس به داخل رادیاتور هدایت میشود تا با استفاده از دمای معمولی اتمسفر  به جوش آید وبعد از گذشتن از یک یکسو کننده در مخزن کوچک ثانویه انباشته شود  و تولید نیروی عمود بر سطح می کند که  این نیرو را میتوان به انرژی مکانیکی تبدیل نمود. از آنجا که گاز نیتروژن تشکیل دهنده درصد بسیار زیادی ازحجم هوا می باشد تهیه آن  به مراتب آسان میباشد و پس از استفاده دوباره  و بدون هیچگونه مواد مضر و اضافی به محیط باز میگردد وهمچنین این چرخه نیازی به سیستم خنک کننده نداشته ودرنتیجه باعث کاهش گرمای بیش از اندازه هوا نیز میشود.

ب) تولید انرژی مکانیکی

در مرحله قبل با استفاده از نیتروژن نیروی عمود بر سطح بوجود آمد که در اینجا به طریقه  تبدیل آن به انرژی مکانیکی میپردازیم:

برای تبدیل نیروی عمود بر سطح به انرژی مکانیکی میتوان از موتورهای توربینی یا  پیستونی برای کاربردهای مختلف استفاده نمود. موتورهای توربینی در مواردی استفاده میشوند که احتیاج به گشتاور زیادی نباشد و دور موتور بنا به نیاز تا مقدار خیلی زیاد (چهارصد هزار دور در دقیقه) نیز برسد. موتورهای پیستونی در مواردی استفاده میشوند که گشتاور زیاد مورد نیاز باشد.البته با وصل این موتورها به گیربکس میتوان در زمینه های مختلف از آن استفاده نمود. در نمونه آزمایشگاهی ساخته شده از 2 موتور توربینی استفاده شده که توانایی تولید 14 قوه اسب بخار را دارا  میباشد.

طرح کلی موتور :

در این موتور از سیستم احتراق داخلی استفاده نشده اما مانند موتورهای درونسوز از سیلندر و پیستون با مقداری تغییرات در تکنولوژی ساخت آن استفاده شده است.

انرژی مصرفی این موتور از هوای فشرده تامین میگردد که در مخزن آن ذخیره شده و دارای فشار لازم و تنظیم شده برای به حرکت در آوردن موتور است.

این موتور مانند موتورهای درونسوز نیاز چندانی به سیستم خنک کننده نداشته و به صورت جزئی بر روی موتور نصب می گردد.  همچنین موتور از قدرت مناسبی برخوردار بوده و توان لازم را برای به حرکت درآوردن لوازم دیگر را داراست.

این موتور برای شارژ مخزن از یک کمپرسور برقی استفاده مینکند تا بتواند دوباره به حرکت خود ادامه دهد. طراحی موتور به گونه ای است که فاقد آلودگیهای سوختی ناشی از موتورهای درونسوز است. انرژی مصرفی آن از هوای فشرده تامین گردیده که دوباره بدون هیچگونه مواد مضر و اضافی به محیط خود می گردد و به چرخه محیطی آسیبی وارد نمی سازد و همان هوای فشرده را  پس از آنکه انرژی آن گرفته شد را به محیط برمی گرداند.

سیستم کارکرد موتور :

هوای فشرده پس از خروج از مخزن به سیستم کنترل کننده هوا که به صورت  دو حالتی طراحی شده است هدایت شده و در ابتده وارد رگللتورهای مربوطه میشودتا فشار آن تنظیم و مقدار آن برای کار کرد موتور به صورت ثابت در می آید و در مرحله بعد عمل تایمینگ انجام میشود و به قسمت انتقال هوای فشرده فرستاده شده و به نوبت به هریک از سیلندها رفته و موتور شروع به کار میکند. ساختمان این موتور نسبت به موتورهای درونسوز ساده تر است و همچنین تعداد قطعات کمتراست و از لحاظ تکنولوژی ساخت٬ طراحی ساده تر و کم هزینه تر دارد.

عیب یابی و تعمیر آ به مراتب آسانتر است٬ گرمای بسیار کم تولید میکند و وزن آن نسبت به موتورهای درونسوز کمتر میباشد.

حسن عباس زادگان – شاهد محسنی زنوزی

 

 

 

 

 

 

 

 

Top