تاریخچه
موتورهای احتراق داخلی ، به سال 1876 باز می گردد ، که «نیکولاس اتو» (1891
– 1832 ) اوین موتور جرقه ای را ساخت . این موتور در ابتدا بنابر سیکل ویژه
ای کار می کرد و با بازدهی حداکثر برابر با 11% ، دارای وزن زیادی بود .
اتو با ارائه سیکل عملکرد 4 زمانه ، بازده را به 14% افزایش ، و در کنار
کاهش حجم موتور ، وزن آن را نیز به کمتر از یک سوم
حالت قبل کاهش داد
. در سال 1884 ، امتیاز ثبت شده یک شخص فرانسوی به نام «آلفونس بیودی
روشاس» (1893-1815) مربوط به سال 1862 منتشر شد ، که معلوم ساخت او قبل از
اتو ، اصول سیکل 4 زمانه را شرح داده است . البته چون روشاس نتوانسته بود
ایده های خود را عملی سازد ، در نتیجه امروزه اتو به عنوان مخترع موتور
شناخته می شود .
از آن پس اشخاص بسیاری در
اواخرقرن نوزدهم
دست
به
ابداع موتورهای
دیگری دست زدند ، و جملگی به این نتیجه رسیدند که «نسبت تراکم» تاثیر
مستقیمی بر روی بازده موتور دارد ، ولی به دلیل مشکل «کوبش» ، مقدار آن به
کمتر از 4 محدود شده بود . در دهه 1880 ، با توسعه کاربراتور و سیستم جرقه
، سرعت موتورها افزایش یافت ، و امکان استفاده از موتور در اتومبیلها فراهم
شد . در سال 1892 ، یک مهندس آلمانی به نام «رودلف دیزل» (1913 – 1858) ،
نوع جدیدی از موتور را به ثبت رساند . در طرح وی ، در مرحله تراکم، تنها
هوا متراکم ، و در انتهای این مرحله سوخت مایع به داخل هوای داغ پاشیده می
شد . از آنجایی که در این طرح ، هوا دچار کوبش نمی شود ، لذا وی توانست
تراکم را بالا ببرد ، و بازده موتو را دو برابر کند . یکی از دیگر طرحهای
موتور ، موتور دورانی است ، که اولین آنها توسط «فلیکس وانکل» ، در سال
1957 به نتایج رضایتبخشی رسید .
سوختها
نیز تاثیر فراوانی در توسعه موتورها داشته اند . اولین موتورها با سوختن
گار ، توان مکانیکی تولید می کردند . بنزین در اواخر قرن نوزدهم ، برای
استفاده از کاربراتورها مورد استفاده قرار گرفت . بنزینهای اولیه کاملاً
فرار بودند و در نتیجه ، امکان افزایش نسبت تراکم به بیش از 4 نبود ، ولی
در عوض راه اندازی موتور (استارت زدن) راحت بود . «ویلیام برتون» (1954 –
1865) توانست با «گراکینگ حرارتی» نفتهای سنگین ، بنزینی تولید کند تا
بتوان به تقاضاهای روز افزون بنزین پاسخ داد . البته به دلیل بالا بودن
نقطه جوش ، استارت حالت سرد موتور مشکلتر بود ، که این مشکل نیز با اخترع
«استارتر برقی» در سال 1912 حل شد . تاثیر ضد کوبش «
تترا
اتیل سرب» ، در سال
1923 ، توسط شرکت «جنرال موتورز» کشف شد و در دهه 1930، استفاده از
کاتالیزو فعال به جای کراکینگ حرارتی ، باعث تولید بنزینهای دارای کیفیت
بالا شد .
مساله آلودگی هوا در دهه
1940 در لس آنجلس بروز کرد . در سال 1952، کشف شد که مشکل «مه دود» ، از
واکنش مابین اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات هیدروکربنی در مجاورت نور خورشید
صورت می گیرد ، که موتورها از عوامل اصلی آن هستند . موتورهای دیزل نیز
منبع اصلی دوده و ذرات ریز هستند . لذا برای حفظ محیط زیست ، در کشورهای
پیشرفته ، استانداردهایی در زمینه محدود ساختن آلاینده های خروجی موتور
ارائه شد . همچنین در موتور از تجهیزاتی مانند«مبدلهای کاتالیزوری» ، و در
سوخت از مواد افزودنی برای بهبود کیفیت آن و حذف سرب ، برای این مهم
استفاده شد. از دهه 1970 ، به دلیل افزایش بهای فراورده های نفتی ، برای
کاهش مصرف موتور ، تلاش زیادی برای بالا بردن بازده صورت گرفت. البته باید
در نظر داشت که کنترل آلودگی موتور ، باعث بالا رفتن مصرف سوخت میشود .
تلاش بسیاری نیز درباره
سوختهای جایگزین بنزین و گازوییل صورت گرفته ، که از بین آنها می توان به
گاز طبیعی ، متانول و اتانول اشاره کرد . هیدروژن ، بنزین و گازوییل مصنوعی
حاصل از سنگهای نفتی و زغال سنگ ، نیز جایگزینهایی بلندمدت محسوب می شوند .
بعد از گذشت بیش از یک قرن
، ممکن است به نظر برسد که موتورها به حداکثر توسعه خود رسیده اند ، ولی در
عمل موتورها همچنان به توان و بازده بالاتر و آلودگی کمتری می رسند .
استفاده در موارد جدید باعث کاهش وزن ، قیمت و تلفات حرارتی شده است .
تزریق سوخت
یکی از ایده
های مدرن و با تکنولوژی بالا بوده و در صورتیکه بخواهیم
بیشترین بازدهی ر ا د اشته باشیم استفاده از آن یک پیش نیاز می باشد .ولی
در حقیقت تزریق سوخت چندین دهه است که مورد استفاده قرار گرفته و از قبل از
جنگ جهانی دوم روش استاندارد تحویل سوخت به موتور می باشد .
با بررسی
کوتاهی در نقش وسایل نقلیه بخصوص سیستم سوخت رسانی آنها در آلوده کردن هوا
اهمیت و سهم قابل توجه آنها در آلودگی هوا (بویژه شهرهای بزرگ) پی می بریم
.
با تحقیق
در موردآلاینده هایی که به این صورت به محیط زیست ما انسانها وارد می
شوند ضرورت اصلاح وسایل نقلیه و بطور خاص به ضرورت تصحیح سیستم سوخت رسانی
پی خواهیم برد .انژکتوری کردن سیستم های سوخت رسانی در راستای بهینه کردن
مصرف سوخت و در نتیجه کاهش گازهای آلایندهی خروجی از اگزوز میباشد .
|