موضوع: التراسونيك - تست ، شستشو و تعمير انژكتورها

قبل از هر چيزي ميخوام يه كم در مورد التراسونيك و روش هاي توليدش توضيح بدم تا بعد به كاربردهاش برسيم

امواج به دو دسته تقسيم ميشن:

1-امواج مادي
مثل نور كه اين امواج قابليت انتشار هم در محيط هاي مادي و هم غير مادي را دارند.

2-امواج غير مادي
اين امواج داراي ماده نيستند و در اثر تغيير شكل الاستيك در محيط مادي قابليت انتشار ميابند و اين امواج فقط در محيط هاي مادي منتشر مي شوند. و چون اين امواج با سرعت صوت حركت ميكنند "موج صوتي" نام دارند و امواج التراسونيك در دسته ي امواج صوتي و امواج غير مادي قرار دارند.
به امواج صوتي كه فركانس انها بالاي 20 كيلو هرتز باشد امواج التراسونيك مي گويند و به امواجي كه فركانس انها زير 10 هرتز باشد امواج اينفراسونيك گفته ميشود كه هر دو خارج از محدوده ي شنوايي انسانها هستند.

اما ما براي ايجاد امواج و ارتعاش التراسونيك از دو روش استفاده ميكنيم:

1-استفاده از ميدان مغناطيسي و Magnetostrictive transducers
2-ستفاده از ميدانهاي الكتريكي و Electrostrictive transducers

كه به طور مختصر شرح خواهم داد اونها رو:

1-استفاده از ميدان مغناطيسي و Magnetostrictive transducers
همون طور كه ميدونيد مواد فرومغناطيسي نرم ، موادي هستند كه به صورت عادي اهنربا نيستند اما هنگامي كه تحت ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند خاصيت اهنربايي پيدا كرده و در صورتي كه ميدان مغناطيسي قطع بشه اونها هم خاصيت مغناطيسيشون رو از دست مي دهند.
در حقيقت هنگامي كه اين مواد تحت ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند اتمهاي درون كريستالهاي اونها تغيير جهت مي دهند و به طرف ميدان مغناطيسي خارجي ميچرخند.
اما نكته ي خيلي جالبي كه وجود داره اينه كه اين مواد يه خاصيت فوق العاده دارند و اون هم اينكه در اثر همون چرخش اتمهاي درون كريستالهاي اونها در اثر اعمال ميدان مغناطيسي خارجي اين مواد دچار كرنش ميشن و طول اونها به مقدار بسيار كمي تغيير خواهد كرد و دوباره زماني كه ميدان مغناطيسي خارجي قطع بشه به طول عاديشو ن بر ميگردند
خب توي ترنسديوسرهاي التراسونيك از همين خاصيت استفاده ميشه به عبارتي به دور يك هسته از جنس يه ماده ي فرومغناطيس نرم سيم پيچي بسته ميشه و هنگاميكه جريان در سيم پيچي برقرار ميشود ميدان مغناطيسي ايجاد شده و هسته تغيير طول ميدهد و وقتي كه جريان قطع شد ميدان مغناطيسي هم قطع شده و هسته به طول عادي خود بر مي گردد.
و قطع و وصل جريان هسته همون طور كه قبلا گفتم با فركانس بالا و بيشتر از 20 كيلوهرتز صورت مي گيرد . هسته نيز به يك صفحه متصل است و ان صفحه نيز به يك ابزار با شكل مورد نظر و طول مورد نظر ما متصل است و در اثر ارتعاش هسته ابزار نيز مرتعش شده و هواي زير خودش رو مرتعش كرده و امواج التراسونيك ايجاد ميشود و در طول دستگاه گره و شكم ارتعاشي ايجاد ميشود و البته ما طول ابزار رو طوري انتخاب مي كنيم كه نوك ابزار و كلگي دستگاه شكم ارتعاشي باشند و بيشترين دامنه ي نوسان را داشته باشند.
موادي كه به عنوان هسته معمولا استفاده ميشوند عبارتند از نيكل و پرمندور(الياژ 50 درصد اهن و 50 درصد نيكل)
پرمندور در اثر ميدان مغناطيسي ماكسيمم كرنشي كه پيدا ميكنه 70 ميكرون هست و نيكل 40 ميكرون البته يه تفاوت ديگه هم دارند و اونم اينكه نيكل در اثر ميدان مغناطيسي كاهش طول پيدا ميكنه ولي پرمندور افزايش طول.
خوب اما اينكه چه طور از التراسونيك ميشه براي رسيدن به ميكس ايده ال درون سيلندر استفاده كرد رو الان با يه محاسبه ي ساده نشون ميدم
ميخواهيم ببينيم نوك ابزار التراسونيك در اثر نوسانات التراسونيك چه شتابي پيدا ميكنه.
فرض كنيد كه از پرمندور استفاده كرده باشيم كه همون طور كه گفتم كرنشي معادل 70 ميكرون داره.
رابطه ي زير رو داريم:
ْX=X0× sinwt
كه در رابطه ي بالا X دامنه بر حسب زمان هست.
ْX0 ماكسيمم دامنه هست.
w سرعت زاويه اي هست بر حسب راديان بر ثانيه.

از سوي ديگه داريم:
w= 2× 3.14 × f
كه در اين رابطه f فركانس هست و فرض كنيد كه براي دستگاه فركانس رو 40000 هرتز يعني 40 كيلوهرتز تنظيم كرديم.
و همون طور كه گفتم براي پرمندور X0 برابر 70 ميكرون يعني 70 ×E -06 (متر) هست.
خوب شتاب نوك ابزار برابر خواهد بود با:
X0 × w^2
به عبارتي برابر خواهد بود با: 436800 (متر بر مجذور ثانيه) به عبارت دقيق تر شتاب نوك ابزار التراسونيك عبارت خواهد بود با 43680 جي!!
ميتونيد چنين شتاب وحشتناكي ور تصور كنيد!؟ تحت نوسان با چنين شتابي هست كه التراسونيك باعث ميكس صد در صد سوخت و هوا ميشه!

خوب حالا ميرسيم به روش دوم ايجاد امواج التراسونيك:

2-استفاده از ميدانهاي الكتريكي و Electrostrictive transducers
توي اين روش براي ايجاد ارتعاشات و در نتيجه امواج التراسونيك از مواد پيزوالكتريك استفاده ميشه. مواد پيزو الكتريك موادي هستند كه هنگاميكه تحت ميدان الكتريكي قرار ميگيرند اندازه و طول انها عوض ميشه و هنگامي هم كه تحت تغيير طول قرار مي گيرند ميدان الكتريكي ايجاد مي كنند.
قوي ترين ماده ي پيزو الكتريك كوارتز هست كه البته از نظر سنسوري خيلي قوي هست(يعني همون حالتي كه در اثر تغيير طول، ميدان الكتريكي ايجاد كنه) ولي از نظر ارتعاشي نه (يعني تحت ميدان الكتريكي تغيير طول بده) براي همين هم از كواراتز در ساخت داينو ها استفاده ميشه و توي كرنش سنجي استاتور داينوهاي ترمز ابي از كوارتز استفاده ميشه
اما براي ايجاد التراسونيك از پيزو الكتريكي استفاده ميشه به نام PZT كه براي توليد ان PbZrO3 و PbTiO3 رو به نسبت نصف به نصف در حالت پودر مخلوط كرده و تحت چند سري عمليات فورج قرار ميدهند و در انتها هم اونها تحت عمليات HIP قرار ميدن (يه نوع فورج گرم به همراه عبور جريان الكتريكي) و در انتها اون رو پلاريزه مي كنند.
و البته هر كدوم از اين صفحات در اثر ميدان الكتريكي دچار كرنشي در حد چند ميكرون ميشوند و تعدادي از اين صفحات بر روي هم قرار ميگيرند و در بين دو كلگي دستگاه قرار ميگيرند و البته تعداد صفحات پيزو الكتريك بايد زوج باشد. اگه گفتيد چرا؟
كلگي بالايي معمولا از فولاد است و كلگي پاييني از الومنيوم و از اون جايي كه فولاد دنس تر هست كلگي بالايي ارتعاشات رو جذب ميكنه و كلگي پاييني كه ابزار ما هست نوسان ميكنه.
همون طور كه گقتم اين سيستم دوم يعني استفاده از پيزو الكتريك ها داراي دامنه ي نوسان خيلي كمتري هست و به انرژي كمتري هم نياز داره و علاوه بر اون داراي ابعاد و وزن خيلي كمتري هم هست و براي همين هم از اين سيستم براي كار ميكس و وظايف ديگه اي كه بهشون اشاره كردم توي ماشين استفاده ميشه و از سيستم اولي براي كارهاي سنگين تر مثل ماشينكاري با التراسونيك بيشتر استفاده ميشه.
اما براي اينكه قدرت التراسونيك در انجام ميكس هوا و سوخت رو بيشتر حس كنيم جالبه بگم كه يكي از كاربردهاي التراسونيك ايجاد امولسيون از مواد غير حلال در همديگه هست براي مثال اگه اب و روغن رو بريزيد توي يه ظرف و بعد نوسان كننده ي التراسونيك رو وارد ظرف كنيد در عرض كمتر از چند ثانيه يك محلول كاملا پكپارچه از اب و روغن بدست خواهد اومد كه شكلي شبيه ارده داره و جالبه كه اگه به حال خودش هم رهاش كنيد تا سالها اب و روغن به همون حالت محلول شده در هم باقي خواهند موند
از التراسونيك همچنين در صنعت امروز دنيا داره به صورت گسترده براي ماشينكاري استفاده ميشه البته ماشينكاري سنتي مكانيزمش برش هست ولي ماشينكاري التراسونيك از مكانيزم شكست استفاده ميكنه و براي همين هم براي ماشينكاري جنس هاي فوق العاده سخت و شكننده و البته براي رسيدن به پرداخت فوق العاده عالي استفاده ميشه براي مثال براي ماشينكاري الياژهاي فوق العاده سخت تيتانيوم و يا تنگستن كاربايد و يا سراميك ها و براي همين هم براي ماشينكاري پره هاي توربين توربوچارجرها از التراسونيك زياد استفاده ميشه و مهم تر از همه، استفاده از التراسونيك براي ماشينكاري الماس هست چون الماس رو نميشه با روش هاي سنتي به علت سختي بالا ماشينكاري كرد و از روش هاي نوين ماشينكاري هم مثل اسپارك نميشه استفاده كرد چون اين روشها با توليد حرارت زياد همراه هستند ولي الماس به حرارت خيلي حساس هست و در دماي تقريبا 700 الي 800 درجه الماس به گرافيت تبديل ميشه و براي همين هم براي ماشينكاري الماس از التراسونيك استفاده ميشه.
التراسونيك بيش از صد مورد كاربرد صنعتي حياتي در صنعت مدرن امروز داره براي مثال استفاده از التراسونيك در:
استريل كردن اب و شير و برخي نوشيدني ها، تميز كردن لوله ها و كانال هاي اب و راكتورها ،
گرفتن گاز از مايعات ، پليمر سازي ، سخت سازي سطحي و الياژ سازي سطحي و پوشش دهي سطحي ، جوشكاري التراسونيك ، تست هاي غير مخرب ، تست نشتي ، تست ارتعاشات ، تست پيچ ها از اين نظر كه تحت چه نيروها و ارتعاشاتي امكان باز شدن اونها در حين عملكرد وجود داره ، پوليش قالب ها ، حكاكي سطحي ، ريخته گري خلاء و گاز زدايي در ريخته گري ، چاقوي التراسونيك ، كاربردهاي دريايي ، نقشه برداري از كف اقيانوس ها ، باستان شناسي و پيدا كردن عتيقه جات ، الك كردن ، پيدا كردن انسان ها در زير اوار زلزله ، تست هاي خوردگي ، برش شيشه ، چاقوي التراسونيك كه داره توي صنعت خودروسازي براي برش سازه هاي شانه عسلي درون سپرهاي خودروها و همين طور بال هواپيما ها ازش استفاده ميشه ، برش فيبر كربن و صدها كاربرد ديگه

خب حالا كه بحث التراسونيك تموم شد ميخوام يه دستگاه و تست و عمليات انجام شده با اون رو
معرفي كنم كه به نظر من يكي از مهمترين دستگاه ها و عمليات ها براي تيونينگ هست يعني دستگاه التراسونيك براي تست و تميز كردن انژكتورها.
توي شكل زير ميتونيد يكي از اين دستگاه ها رو ببينيد.







اكثر داينو شاپ ها معمولا اين دستگاه رو هم براي تست و تنظيم كردن انژكتورها دارند علاوه بر اون موسسات تيونينگ مختلفي هم هستند كه اصلا فقط كارشون همين هست.
اما قبل از اينكه در مورد تست هاي انجام شده و كاربرد اونها و مراحل كاري توضيح بدم ميخوام به چند تا نكته در مورد اهميت تست و تميز و تعمير كردن انژكتورها اشاره كنم.

امكان بررسي صحيح عملكرد و شرايط انژكتورها زماني كه بر روي موتور نصب هستند وجود ندارد و براي همين ممكن است زمان و هزينه زيادي رو صرف پيدا كردن و رفع عيوب عملكردي موتور بكنيم كه ممكن است در اثر عملكرد ضعيف انژكتورها بوجود امده باشند.

عملكرد ضعيف انژكتورها بازتاب مستقيم بر روي پرفرمنس كلي خودرو دارد و لذا سرويس كردن انژكتورها و رفع عيوب اونها ميتونه پرفرمنس از دست رفته ي ماشين رو به ما برگردونه و پرفرمنس رو افزايش بده.

پودرسازي يا ذره اي سازي صحيح سوخت يك فاكتور حياتي براي رسيدن به احتراق كامل و كاهش الايندگي موتور مي باشد و لذا با تست انژكتورها و رفع عيوب اونها ميشه الايندگي موتور رو تا حد زيادي كاهش داد.

پودر سازي نامناسب سوخت ميتونه باعث : روغن زدگي يا سوختن يا سايش سوپاپ ها بشه يا باعث از كار افتادن سنسور لاندا يا مسدود شدن يا از كار افتادن كاتاليزور و يا سايش سيلندر بشه و شما ممكنه قطعه ي معيوب رو عوض كنيد ولي چون علت بروز عيب هنوز وجود داره باز هم اين اتفاق بد تكرار ميشه و ...

انژكتورهاي سرويس شده داراي راندمان ماكسيمم خواهند بود و مصرف سوخت رو مينيمم ميكنند و لذا مصرف سوختتون كاهش پيدا ميكنه.

در حال حاضر هيچ دستگاهي وجود نداره كه به ما امكان تحليل دقيق انژكتورها رو زماني كه بر روي موتور نصب هستند بده.

امكان تشخيص صحيح و دقيق خطاها و عيوب سيستم تزريق سوخت بدون در نظر گرفتن و اگاهي از شرايط و عملكرد انژكتورها وجود نداره.

امكان تنظيم صحيح موتور در صورتي كه انژكتورها معيوب باشند يا عملكرد مناسبي نداشته باشند وجود نداره.

والو انژكتورها يكي از مهمترين اجزا براي كنترل و كاهش الايندگي موتور هستند.

كاهش اندازه ي قطره ي سوخت باعث افزايش پرفرمنس ، افزايش اقتصاد مصرف سوخت و كاهش الايندگي موتور ميشه.

انژكتورها بايد : مقداري مشخص سوخت را ، در زمان مشخص ،‌ به يك فورم مشخص و خاص ، به نقطه يا نقاط مشخص ، تحويل دهند و در اين دستگاه هر چهار پارامتر تست خواهد شد تا عيوب احتمالي مشخص شده و برطرف گردد.
خب ديگه نكته اي نيست
عيوب زير ميتونه نشونه هاي عيب در انژكتورها باشه:

1-مشكل در استارت گرفتن

2-پرفرمنس ضعيف

3-عدم فرمانگيري و قابليت رانندگي ضعيف

4-مشكل دور ارام

5-الايندگي زياد

6-مصرف سوخت زياد يا مشكل اقتصاد مصرف سوخت

7-از كار افتادن كاتاليزور

8-از كار افتادن لاندا

توي جداول زير كه تنظيم كردم اين عيوب به همراه عواملي كه ميتونن باعث ايجاد اونها بشن نشون داده شده.



http://i9.tinypic.com/2a4s57k.jpg



جاهايي كه از "..." استفاده شده يعني عوامل و پارامترهاي ديگه اي كه ذكر نشده چون اين تاپيك مربوط به انژكتورها بود ديگه خيلي وارد بقيه ي پارامترها نميشم و البته نكته ي ديگه اينكه پارامترهاي خيلي زيادي هم ميشه به اين جداول اضافه كرد كه خارج از حوصله ي اين تاپيك هست.

در زير يه چند مورد رو كه چه جوري ميشه به وجود اين نشونه ها پي برد بهشون اشاره ميكنم.

مشكل استارت گرفتن:
سخت ميشه استارت گرفت ، استارت گرفتن كلد يا هات هست يا اينكه اصلا نميشه استارت گرفت.

اقتصاد مصرف سوخت ضعيف:
ماشين پرفرمنس خوبي داره ولي مصرف سوختش خيلي بالاست.

الايندگي خيلي شديد:
از كار افتادن سنسور لاندا يا كاتاليزور اگزوز

مشكل دور ارام:
دور ارام غير يكنواخت همراه با ميس فاير يا ريپ زدن و تنظيم كردن دوباره هم مشكل رو حل نميكنه.

كم بودن پرفرمنس:
كم بودن قدرت ، پاسخ دهي ضعيف به پدال گاز يا اينكه ماشين اون طوري كه بايد باشه يا اون طوري كه قبلنا بوده نيست و افت قدرت پيدا كرده.

قابليت رانندگي ضعيف:
ماشين كند و تنبل شده ، تحت فشار زياد ريپ ميزنه ، پرفرمنس غير يكنواخت داره ، پاسخ دهي به پدال گاز غير يكنواخته

فعال شدن كد خطاي ECU
كد خطاي ECU ايراد توي لاندا يا ميكس هوا و سوخت رو داره نشون ميده ولي وقتي چك مي كنيد مي بينيد مشكلي وجود نداره.

خوب حالا ميخواهيم يه جور ديگه به قضيه نگاه كنيم يعني اينكه بررسي كنيم كه وجود اشكلات مختلف توي انژكتورها باعث بروز چه نشونه هايي ميشه.

نشتي والو هاي انژكتور باعث ايجاد موارد زير مي شود:

1-مشكل در استارت گرفتن

2-مشكل الايندگي

3-از كار افتادن كاتاليزور اگزوز

4-اشتباه در خوانده هاي سنسور لاندا و بروز كدهاي خطا

توزيع و پودر سازي نامناسب سوخت باعث ايجاد موارد زير مي گردد:

1-روغن زدگي ، سايش ، سوختن سوپاپ ها

2-مشكل دور ارام

3-كاهش قدرت

4-اقتصاد مصرف سوخت ضعيف

5-الايندگي شديد

6-سايش سيلندر

7-قابليت رانندگي ضعيف

8-نرخ تحويل سوخت غير يكنواخت

نكته اي كه هست اينه كه يكي از مهمترين عواملي كه باعث ايجاد اين حالت يعني توزيع و پودرسازي نا مناسب سوخت ميشه رسوب و تجمع مواد شيميايي حاصل از به اصطلاح پخته شده سوخت هست كه باعث مرطوب شدن ديواره ي منيفلد و اتلاف سوخت شده و باعث بروز حالت هاي ذكر شده در بالا ميشه.
جالبه بدونيد كه يه تجمع يا روسب 5 ميكروني ميتونه باعث افزايش 25 درصدي مقاومت در مقابل جريان سوخت بشه!
البته نميشه توي يه تاپيك همه ي اشكالاتي كه در اثر عيب انژكتورها ايجاد ميشه رو بررسي كرد و البته نكته ي ديگه اينكه اينا خوشبينانه ترين مشكلاتي هست كه ممكنه براتون پيش بياد وگرنه تصور كنيد كه توي يه موتور كه توربو هست با 15 psi بوست، انژكتورها نتونن سوخت لازم رو تامين كنند و اونوقت هست كه موتورشما شديدا lean شده ، دچار دتونيشن شديد شده و و در عرض كمتر از چند دقيقه دنيا براتون سياه و تار خواهد شد.
معمولا تميز كردن و تست و سرويس انژكتورها شامل 10 مرحله هست:

1-قسمت بيروني انژكتورها تميز شده و شماره گذاري مي گردند.

2-انژكتورها از نظر مقاومت ، اتصال كوتاه و افت جريان تست مي شوند.

3-تست نشتي ، ميزان جريان و نحوه ي اسپري انجام شده و نتايج ان ضبط ميگردد.

4-فيلتر و ارينگ ها و كلاهك برداشته ميشوند و بعد بدنه ي فلزي انژكتور تحت سند بلست قرار مي گيرد تا هرگونه زنگ زدگي و رنگ سست از روي ان برداشته شود.

5-انژكتورها درون اولين تانك التراسونيك تميز كننده قرار مي گيرند تا هرگونه ذارت و الودگي از انها جدا شود.

6-انژكتورها درون دومين تانك التراسونيك قرار مي گيرند و تحت سيكل هاي رفت و برگشتي شستشو قرار مي گيرند تا نيروي التراسونيك هرگونه ذرات و رسوب را كه درن انژكتور شكل گرفته از ان جدا كند.

7-بار ديگر انژكتورها درون تانك شستشوي سوم قرار مي گيرند تا شستشوي نهايي با التراسونيك بر روي انها انجام شود و البته اين بار متد شستشو كمي با دفعه هاي قبلي تفاوت دارد ولي باز هم انژكتورهاي تحت سيكل هاي رفت و برگشتي شستشويي قرار مي گيرند.

8-يك بك فلاش تحت فشار بالا بر روي انژكتورها انجام ميگيرد تا هر ذره اي كه داخل انها قرار دارد خارج شود.

9-دوباره تست نشتي ، ميزان جريان و نحوه ي اسپري بر روي انها انجام ميشود و نتايج ثبت ميگردد.

10-در صورت لزوم فيلتر ، كلاهك و ارينگ هاي جديد نصب ميشود.


توي شكل زير ميتونيد يه انژكتور قبل و بعد از انجام مراحل بالا بر روي اون رو ببينيد.(قطعه هاي نشون داده شده در سمت راست تصوير تعويض شده اند) ​