پاسخ به سوالات

---

سوال : طرز عمل کرد پالس جت بدونه دریچه و پدیده ی برگشت انفجار را کامل توضیح دهید.(امید رحیمی)
پاسخ : تصویر زیر یکی از طرح های امکان پذیر موتور پالس جت بدون دریچه را نشان میدهد که دارای یک محفظه احتراق و دو دریچه ی لوله ای با طول و قطر نامساوی است. دریچه ی سمت راست که بطرف عقب خم شده است مجرای ورود و دریچه بزرگتر که تا سمت چپ کشیده شده است لوله اگزوز است که در بعضی دیگر از پالس جت های بدون دریچه بصورت U شکل خم شده است، اما نکته مهم اینستکه انتهای هر دو مجرا در جهت یکسانی هستند.

زمانی که مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق می سوزد بسیار سریع باعث تولید مقدار زیادی گاز گرم و برانگیخته میشود و این فرآیند آنقدر سریع اتفاق می افتد که به یک انفجار شباهت دارد. بلافاصله افزایش فشار درونی انفجار ابتدا گاز را در داخل فشرده و کمپرس میکند، سپس با قدرت آنرا به بیرون از محفظه احتراق می راند. دو جهش و خروج ناگهانی و قوی گازهای داغ منبسط شونده ایجاد شده اند؛ یکی بزرگ که از میان لوله اگزوز میدمد و دیگری کوچکتر که از میان مجرای ورود خارج می شود. در حین خروج از موتور، دو جریان جهنده یک پالس از تراست را اجرا می کنند و به موتور در جهت مخالف فشار وارد میکنند. همچنانکه گاز منبسط شده و محفظه احتراق خالی میشود، فشار داخل موتور افت میکند. به سبب اینرسی گاز جابجا شونده، این افت فشار برای لحظاتی حتی بعد از بازگشت فشار به مقدار اتمسفری ادامه میابد. انبساط تنها زمانی متوقف میشود که تکانه و شتاب حرکتی پالس گاز بطور کامل صرف و تمام شده باشد. در این لحظه یک خلاء نسبی در داخل موتور وجود دارد و فرآیند، خود وارونه میشود. حالا فشار اتمسفر از فشار داخل موتور بیشتر است و هوای تازه شروع به هجوم به داخل قسمت انتهایی دو مجرا میکند. در طرف مجرای ورود، هوا به سرعت از میان لوله ی کوتاه میگذرد. اما لوله ی اگزوز نسبتا درازتر است بطوریکه هوای ورودی آن قبل از اینکه موتور پر شده و فشار به اوج رسیده، زیاد نزدیک محفظه احتراق نشده است.

یکی از اصلی ترین دلایل طول اضافی و زیاد لوله اگزوز نگه داشتن مقداری کافی از گازهای داغ خروجی در داخل موتور در لحظه شروع مکش است. این گاز با انبساط بسیار رقیق شده است اما فشار بیرونی آنرا به داخل خواهد راند و چگالی آنرا مجددا افزایش خواهد داد. با بازگشت به محفظه احتراق این باقیمانده احتراق قبلی به شدت با مخلوط تازه هوا و سوخت که از طرف دیگر وارد شده است، مخلوط می شود. گرمای محفظه احتراق و قسمت های اصلی آزاد در گاز بازگشته باعث انفجار و احتراق خواهد شد و این فرآیند خود تکرار خواهد شد. شمعی که در تصویر نشان داده شده فقط برای استارت مورد نیاز است. چنانچه یکبار احتراق در موتور ایجاد شود، گاز داغ بازگشتی خود انفجاری ایجاد کرده و بعد از آن شمع غیر ضروری خواهد بود. در واقع اگر شمع روشن بماند میتواند مانع از کارکرد عادی موتور شود.
شرح بالا در مورد یک پالس کوتاه از این موتور است و این درحالی است که این سیکل بسیار کوتاه است. در یک پالس جت کوچک این پالس و ارتعاش بیش از 250 بار در یک ثانیه اتفاق می افتد. این سیکل شبیه سیکل پالس جت دریچه دار گلبرگی است با این تفاوت که در این موتورها فشار ناشی از انفجار دریچه را بسته و تنها راه لوله اگزوز برای خروج میماند. در موتورهای J شکل یا U شکل پالس جت بدون دریچه گاز از هر دو دریچه خارج می شود اما این مساله زیاد اهمیت ندارد چون دهانه هر دو دریچه به یک سمت است و اگر در یک سمت هم نباشد باز حائز اهمیت نیست، چون بعد از استارت شدن بخش اصلی خروج گازها از لوله اگزوز خواهد بود.

سوال: لطفا طریقه جوش آلومینیوم یا اصلا بهترین و با صرفه ترین جوش را برای میکروجت بگویید و اینکه چه امکاناتی لازم است؟
شما در قسمتی گفته اید روشن شدن موتور جت ممکن است تا 100 ثانیه طول بکشد، ما در این مدت چگونه عمل کنیم و شمع و استارت تا کی باید روشن باشد؟
در وبلاگ شما تصویر کامل شده یک مدار جرقه دیده می شود من مدارش را دارم فقط مشکل کویل کوچکش است شماره اش چند است؟ از کجا تهیه کنم؟ آیا میشود بجای آن چوک استفاده کنم، چوک چه رنگی است؟
اندازه محفظه احتراق را چگونه تخمین بزنیم و آیا میشود موتور جت کوچکی را با گاز شهری آزمایش کرد؟ (محمد رضایی)
پاسخ : در ساخت موتور میکروجت نوعا نیازی به استفاده از جوش آلومینیوم نیست. تنها شاید به جوش استیل و کاربید برای محفظه ی احتراق و انژکتور نیاز باشد. در اینصورت هم لازم نیست که طریقه جوش کردن را بدانید یا یاد بگیرید؛ چون اگر هدف ساختن باشد مراحل مختلف آن باید توسط صنعتکار مربوطه ساخته شود. ساختن قطعات و بخشهایی که باید بعد از ساخته شدن توسط دستگاههای ماشینکاری، با دقت و برای سرعت های بسیار زیاد بالانس شوند و غیره از مسائلی هستند که ما بجز مسائل بسیار ساده، بطور مستقیم در اجراء و عملی کردن آنها دستی نداریم و البته این تعریف برای کسی است که جزو افراد صنعتکار نمیباشد. چون افراد مذکور با در دست داشتن امکانات و مهارت کافی به سهولت میتوانند مراحل ساخت را خود پشت سر بگذارند.
روشن شدن یا همان start up موتور جت مرحله ای است که طی آن موتور پس از شروع استارت به شرحی که در قسمت استارت گفته شد، شفت دور گرفته و مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق مشتعل شده و این روند که همراه با نیروی کمکی استارت است تا آنجا ادامه پیدا میکند که موتور به خودکفایی در تولید نیرو برسد و این زمان با توجه به گوناگونی نوع و اندازه موتور و استارت، ممکن است بین 15 تا 100 ثانیه متغییر باشد. استارت زدن هم میتواند توسط ECU و هم بصورت دستی انجام شود. در استارت دستی باید ابتدا جریان موتور الکتریکی استارت وصل شده، هنگامیکه دور موتور نزدیک به RPM 1000 شد (بعد از ~ 5 ثانیه) شیر سوخت گاز باز شده و بعد از آن (گذشت ~ 3 ثانیه) شمع جرقه بزند و مدار موتور الکتریکی استارت باید تا زمانی که دور موتور به مقدار حدااقل ممکن کارکرد خود برسد (نوعا تا RPM 10) وصل باشد. مدار سوخت مایع نیز زمانیکه دمای جریان خروجی محفظه احتراق به حد مطلوب گرمایی (نوعا 650 درجه سلسیوس) رسید باید جایگزین سوخت گاز شود.

در این فایل فشرده مدار چاپی و لیست موارد مورد نیاز برای یک سیستم جرقه قرار گرفته است که استفاده از این مدار برای موتورهای میکرو توصیه می شود.
در مورد محفظه احتراق قبلا در این قسمت بحث شده و نیاز دوباره ای در این مورد احساس نمی شود. بعضی از موتورهای میکروجت و پالس جت از سوخت گاز نیرو می گیرند و نیازی به سوخت مایع ندارند. بسته به نوع موتور امکان استفاده از گاز شهری یا گاز پروپان بعنوان سوخت برای موتور وجود دارد.

سوال : اگر ممكن است روغن كاري و سيستم هاي اتوماتيك میکروجت را بيان كنيد . همچنين در مورد اينكه چگونه مي توان از ورود شعله به داخل بلبرينگ و محفظه هاي روغن جلوگيري نمود. سوخت ميكرو جت ها معمولا از چه جنسي است آيا الكل و بنزين مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد. (ایمان)
پاسخ : سیستم روغنکاری میکروجت بطور مختصر به این شرح است که در نوع متداول روغن کاری، روغن را با درصد خاصی مانند 2% با سوخت مخلوط کرده و بطور مطلوب استفاده میکنند. نقطه ی شروع مدار، مخزن سوخت است که سوخت- روغن از طریق لوله ی انتقال ابتدا از فیلتر عبور کرده و به پمپ می رسند و با پمپاژ از طریق همین لوله ها به داخل موتور انتقال میابند و در داخل موتور لوله ی واحد به دو مسیر لوله تقسیم می شود که مسیر مستقیم و اصلی مربوط به سوخت و تخصیص یافته به محفظه ی احتراق بوده و مسیر ضعیف و کم قطر به روغن کاری بلبرینگها اختصاص دارد. همین مسیر دوباره به دو مسیر دیگر تقسیم شده که یکی بلبرینگ جلویی و دیگری عقبی موتور را روغن کاری می کنند. این روغن پس از انجام کار در داخل تونل شفت تبخیر شده و در نهایت به جریان خروجی محفظه احتراق در ورودی توربین می پیوندد.
سیستم های اتوماتیک تنها زمانی در میکروجت وجود دارد که موتور دارای ECU بوده و پاره ای یا تمام کارهای مربوط به کارکرد موتور بر عهده ی ECU باشد. ECU در واقع واحد کنترل الکترونیکی موتور است که با دید کلی دارای سه بخش اصلی است؛

۱. داده های ورودی شامل داده های رسیده از گیرنده رادیوکنترل، RPM موتور، فشار جریان کمپرسور و درون موتور، دمای جریان خروجی، ولتاژ باطری، سطح سوخت باک
2. واحد محاسبه برای انجام محاسبات معین و برنامه ریزی شده و ایجاد دستورهای متناسب با وضعیت موتور
3. داده ها و درگاههای خروجی شامل سویچ استارت و مدار شمع، تنظیم دریچه سوخت مایع و گاز (تراتل)، تنظیم ولتاژ پمپ سوخت و لامپ اعلان هشدار برای فرود زودهنگام
در مورد انتقال حرارت به بلبرینگ و تونل شفت، ذکر این مسئله لازم است که طراحی و چیدمان قسمتهای مختلف درون موتور بگونه ای است که حرارت ناشی از احتراق به آنها صدمه ای وارد نمیکند یا مسیر رسیدن حرارت مخرب با جریان هوا یا روغن خنک کاری می شود. البته این توضیح درباره ی تمام موتورها صادق نیست و در موتورهایی که طراحی ناقصی دارند خسارات ناشی از حرارت کم نبوده و بیشتر نیز بصورت زمان دار است؛ مصداق این مسئله میتواند سوختن و خراب شدن بلبرینگ بعد از 10 دقیقه کار موتور باشد.
در مورد سوخت قبلا نیز بحث شده بود و مواردی که در دنباله نوشته شده نوع سوخت های مورد استفاده در میکروجت، عنوان شده در اینجا را تکمیل تر میکنند که عبارتند از : نفت سفید، گازوئیل، تینر، پارافین، پروپان و بنزین که از بین آنها پروپان بعلت ایجاد گرمای زیاد، به استثنای موتور JPX که سوختش پروپان است، بیشتر در هنگام استارت و دقایق اول کار موتور بعنوان سوخت استفاده می شود و رایج ترین و عمدتا بهترین سوخت همان نفت سفید است که هم ارزان قیمت و در دسترس بوده، هم زیاد فرار نبوده و ریسک شعله ور شدنش کمتر است. لازم است بدانید بیشتر موتورها با 2 یا 3 نوع از این سوخت ها سازگاری دارند و تاکنون استفاده از الکل بعنوان سوخت در هیچ موتور شناخته شده ای مرسوم نبوده است.

سوال : در بين موتورهاي پالس جت ، موتورهاي دريچه دار قوي تر هستند ، يا موتورهاي فاقد دريچه ، به چه دليلي ؟ (آرش)

پاسخ : این سوال خوبی است تا اختلاف و برتریهای این دو نوع پالس جت بر یکدیگر، روشن شود، اما واقعیت این است که موتورهای پالس جت بدون دریچه بر موتورهای دریچه دار برتری دارند. اولین دلیلش اینستکه دریچه های ضربه ای(موتور دریچه دار)، قابلیت اطمینان و طول عمر موتور را محدود می کنند. دریچه ها بطور میانگین تنها برای 30 دقیقه کار مداوم دوام می آورند. اگر فرض کنید که نقش آن در انتها به هر حال تخریب و انهدام خودش بود، این مشکل، نقص بزرگی نبود اما اکنون ممکن است شما یک هواپیمای پروازی داشته باشید که بهترین پرنده تان باشد یا حتی اینکه ممکن است بخواهید خودتان پرواز کنید. بنابراین محققا شما به موتوری با دوام بیشتر نیاز خواهید داشت. مسلما پیشرفت و توسعه، طراحی را در زمینه های زیادی را گسترش و ترقی داده است و عمر کاری آن را از چند دقیقه به چند ساعت کشانده و بسط داده است اما مشکل اساسی آن هنوز هم پابرجاست. در حقیقت این مشکل تقریبا حل نشدنی بنظر می رسد. در مورد بازدهی احتراق، آنها نباید زمانبندی خودشان را بر جریانات تحمیل کنند. این مسئله بسیار مهم است که چون فرایند احتراق فقط متناوب نیست لیکن گذشته از این مقداری هم نامنظم بوده و به بازخورد (جریان برگشتی)، وابستگی زیادی دارد. اگر ما بخواهیم از برهم زدن پیشرفت طبیعی نوسان پالس تا حد امکان اجتناب کنیم، دریچه ها باید تقریبا به طور آنی به تغییرات فشار واکنش نشان بدهند. برای اینکار دریچه ها باید تا حد امکان سبک و فرار باشند. در هر صورت، آنها در آن واحد مجبورند تنش و فشار مکانیکی زیادی(برای باز شدن، خم و برای بستن با شدت کوفته شدن ) را تحمل کنند و آنرا در دمای محیطی زیادی انجام بدهند. آنها باید بسیار بادوام و سخت باشند. اگر چیزی می بایست سبک باشد، اما در معرض استعمال بسیار بد و سنگینی قرار بگیرد، یا عمر کوتاهی را سپری میکند و یا دارای تکنولوژی نامتعارف و عجیبی است که اولی غیر عملی و دومی هزینه بر است.

سوال : 1- در مورد ساخت مینی اتومبیل با توربوشارژ نوشته بودید. آیا میتوان برای این کار از پیشرانش راکتی استفاده کرد؟ اگر طرحی دارید ارائه دهید.
2- اگر میشود به تفصیل درباره ساخت مینی اتومبیل با توربوشارژر، نوع سوخت، مدار الکتریکی و سیستم خنک کننده ی آن و سرعت تقریبی آن توضیح دهید.
3- چگونه میتوان یک توربوشارژ تهیه کرد؟
4- در مجموع از شما می خواستم اگر بشود یک پروژه ی ساخت مینی اتومبیل با توربوشارژر و پیشرانش راکتی در وبلاگ قرار دهید، حتی اگر به زبان انگلیسی بود. (علیرضا)

پاسخ : در موتور های راکتی سوخت جامد، کل مدت زمان کارکرد و احتراق مواد پیشران بسته به نوع مواد و مقدار آنها، در محدوده ی چند ثانیه (عموما کمتر از 3 ثانیه) است. در موتورهای سوخت مایع نیز طول زمان کارکرد از دقایق کمی تجاوز نمی کند. پس این عاقلانه نیست که از موتورهای راکتی بعنوان پیشران در یک مینی اتومبیل استفاده کرد. اما این امکان وجود دارد که از آن در مسیرهای مستقیم بعنوان بوستر و شتاب دهنده لحظه ای سرعت استفاده کرد و این کاربرد بیشتر مناسب ماشینهای مسابقه ای است.
ارائه و نحوه ی ساخت مینی اتومبیل از محدوده ی فعالیت های وبلاگ خارج است ولی ساخت آن زیاد سخت و پیچیده نبوده و برای هر شخصی این امکان وجود دارد که با کمی کسب اطلاعات از موارد قابل توجه مانند اصول شاسی، سیستم تعلیق فرمان، ترمز و کار با آنها موفق به ساخت یک مینی اتومبیل مناسب شود. انتخاب سیستم تولید و انتقال نیرو نیز در این مورد اختیاری است. نوع سوخت، مدارهای الکتریکی و سیستم خنک کننده و همچنین سرعت، وزن و تکانه وسیله، به واحد تولید قدرت یا همان موتور بستگی دارد. در مدارهای الکتریکی موتورهای پیستونی با سوخت بنزین از باطری، کویل، دلکو و دینام(در چند سیلندرها) و شمع ها استفاده می شود. در سیستم جرقه موتورهای میکروجت از یک مدار تقریبا ساده و کوچک همانند آنچه در بالا ضمیمه شده، برای تولید جرقه در سر شمع استفاده می شود. در موتورهای میکروجت که هواخنک محسوب میشوند از خود جریان موتور برای خنک کردن محفظه احتراق، NGV و توربین استفاده می شود و اینکار بطریق ساده با هدایت درصد خاصی از جریان به قسمت های قابل دسترسی انجام می شود. در موتورهایی که با توربوشارژر ساخته می شوند تراست قابل توجهی تولید نمی شود، چون اصول آن برای جذب حداکثر نیروی جریان عبوری از توربین طراحی شده و در واقع همانند سیکل یک توربوشفت می باشد و جریان خروجی توربین دارای تراست حداقل است. به همین دلیل چون از نیروی شفت استفاده نمی شود ساخت، روشن شدن و کارکرد آن بسیار راحت تر است. با توجه به موارد مذکور سرعت یک مینی اتومبیل با موتور جت توربوشارژری چندان بالا نیست. ولی متاسفانه یا خوشبختانه در ایران بر اساس قوانین، استفاده از این مینی اتومبیلها که دارای موتور هستند غیر مجاز و غیر قانونی بوده و در صورت جلب، فرد باید بهای گزافی پس بدهد.
برای تهیه توربوشارژر میتوانید به مغازه ها و گاراژهای موجود در ابتدای سه راه آذری، بطرف خیابان قزوین مراجعه کنید. آدرس دقیق را میتوانید از فروشگاههای موجود در آنجا بگیرید. قبلا در مورد خرید آن صحبت شده است. همچنانکه ذکر شد ارائه ی چنین پروژه هایی از حیطه ی فعالیت های وبلاگ خارج است. چنانچه طرح کاملی از سایر منابع در دسترس بود ارائه خواهد گردید.

سوال : آیا می توان از یک موتور جت به عنوان موتور برق برای چرخاندن مولد استفاده کرد و چون شما گفتید قدرت بیشتری دارد، پس میتواند یک دینام بزرگ را بچرخاند و برق لااقل یک خونه را بدهد؟ نظرتان را در مورد اینکار و مزیتهایش نسبت به موتورهای معمولی بگویید.

پاسخ : در بسیاری از نیروگاههای تولید برق از موتورهای توربین گازی که بطور کل توربوشفت هستند، جهت تولید برق مورد نیاز استفاده می شود. در تمامی موارد با چنین کاربردی یقینا از جعبه دنده های کاهنده سرعت- بالابرنده قدرت شفت، برای ایجاد خصوصیات مطلوب نیروی شفت مورد نیاز، استفاده می شود. در ضمن با جعبه دنده مناسب چرخاندن دینام بزرگ (تا حد پذیرش سرعت و قدرت شفت) مشکلی ندارد و میتواند برق یک منطقه را تامین کند. البته توان تولید برق برای هر موتوری محدود و معین است و به نسبت بزرگی موتور میتوان برق بیشتری تولید کرد. در زیر مشخصات دو موتور توربین گاز نیروگاه برق وجود دارد که از روی آنها هم میتوانید به میزان برق تولیدی نسبت به اندازه و هم اختلاف تولید برق بین دو موتور را ببینید. انجام اینکار گرچه تا حدی نیاز به کار مداوم دارد اما شدنیست و ایده ی خوبیست تا بتوان از یک میکروجت 1 کیلوگرمی برق مورد نیاز یک خانه را تامین نمود. مزیت اینکار در اینستکه میتوانید با هزینه ای برابر دستگاه مولد برقی بسازید که با وزن و حجم بسیار کم و صدای تقریبا کمتر و کم هنجارتر و مخصوصا عمر و تداوم کاری بالا و همچنین با سوخت ارزانتر و در دسترس، برق مورد نیازتان را تولید کند.

---

سوالات زیادی که بازدیدکنندگان پرسیده بودند محتوی این سه بند بوده که مشمول پاسخ قرار نگرفته اند :
1. سوالات تکراری و نادرست که پاسخ آنها در مطالب قبلی موجود است و با مراجعه به آنها میتوانند پاسخ را دریافت کنند؛
2. سوالاتی که مربوط به موضوع و حیطه ی فعالیت های وبلاگ نبوده و پاسخ آنها باید از سوی مراجع ذیربط صورت بگیرد؛
3. سوالات کلی که در آنها ارائه آموزش ساخت یا نقشه های مربوط به موتورهای میکروجت و پالس جت درخواست شده که البته این درخواستها بحق بوده و باید پاسخ مناسبی در این خصوص داده شود. قبلا نیز در وبلاگ در این خصوص نوشته شده بود اما اینبار تصمیم دارم تا اطلاعات خواسته شده را گرچه ناقص هستند در دسترسشان قرار دهم. نقشه های میکروجت در این فایل زیپ رمزدار با حجم ۱.۶ Mbذخیره شده اند. رمز فایل به ترتیب حروف انگلیسی بدون نقطه و فاصله: ال . وی . اس . ایچ . اِن ؛ اما از این پس درخصوص جزئیات و توربین یا کمپرسور آن تا تکمیل شدن کامل مقاله توضیحی داده نخواهد شد، واضح است که توربین یا کمپرسور این موتور مکررا سوال برانگیز است و این بدان جهت است که در این موتور توربین باید از کمپانی یا شرکت های سازنده آن خرید شود. کمپرسور آن نیز متعلق به نوعی توربوشارژر بوده که ظاهرا در ایران موجود نیست. در هر صورت متقاضی آن هستیم چنانچه کسی موفق شد کمپرسور آنرا بیابد اطلاعات و آدرس لازم را در این باره بدهد. لازم به ذکر است در مقاله میکروجت در حال تکمیل، موتور دیگری مد نظر بوده که قطعات اصلی آن قابل تهیه می باشند. از دو نوع پالس جت موجود نیز این دو نقشه با حجم ۰.۳ Mb در نظر گرفته شدند که در ساخت آنها هیچ مشکلی وجود ندارد و برای هر کسی امکان ساخت و استفاده از آنها وجود دارد. نقشه ها کاملا واضح هستند و در صورت عدم درک نقشه که بیشتر از طرف مبتدیان است، توضیح مشکلات کلی آنها به اتمام مقاله پالس جت موکول خواهد شد.