چگونه میدان مغناطیسی بر مصرف سوخت خودرو تاثیر می گذارد؟۲

 مقالات فنی خودرو،  آموزش مکانیک خودرو، راه های کاهش مصرف سوخت ،میدان مغناطیسی چیست ،مزایای مبدلهای مغناطیسی دلایل احتراق ناقص در سیلندر، احتراق ناقص چیست

مزایای مبدلهای مغناطیسی :

۱- در مبدلهای مغناطیسی مقدار مسافت طی شده با مقدار سوخت معین افزایش می یابد و راندمان موتور نیز زیاد می گردد .

۲- تاثیر مبدلهای مغناطیسی پس از شش تا هفت کیلومتر یعنی تخلیه سوخت موجود در کاربراتور یا انژکتور به سرعت نمایان می شود .

۳- مغناطیس کننده را می توان به سادگی نصب نمود و آن را باز کرده و به خودرو دیگری منتقل نماهیم .
۴- هزینه مبدلهای مغناطیسی با صرفه جویی انجام شده در دو یا سه باک تامین می گردد و این بسیار کمتر از سایر انواع مبدلهاست .

۵- دستگاه مغناطیس کننده می تواند به خوبی کار نموده و با همه انواع سوخت ها نتایج مطلوب ارهه نماید. ( بنزین سوپر، بدون سرب، گازوهیل و CNGو (LPG

اکنون لازم است بحث را طی سه بخش خلاصه نماهیم :

الف: هیدروکربنهای نسوخته HC علاوه بر CO از سیستم اگزوز به بیرون منتشر می شوند ، که این دو می توانند به عنوان سوخت اضافی در نظر گرفته شوند، زیرا اگر شرایط صحیح برقرار شود HCوCO می توانند در اتاقک احتراق به خوبی سوخته شوند و در شرایط احتراقی صحیح برقرار گردد .

ب : واکنش شیمیایی-هیدروژنی بوسیله ظرفیت آن تعیین می شود (الکترون لایه خارجی) که تحت اثر میدان مغناطیسی است. بکارگیری آهن ربای مناسب بهترین منبع کنترل موقعیت الکترون است .

ج : کاربرد میدان مغناطیسی مناسب، تغییرات مفیدی در ساختار سوخت اجرا می نماید و واکنش پذیری بطورکلی در فرایند احتراق افزایش می یابد .

با استفاده از میدانهای مغناطیسی تمام بخشهای الف، ب، و ج رعایت شده و به وقوع می پیوندد. اکنون به توضیح هر یک از بخشها می پردازیم :

الف : وقتی هیدروکربن سوختنی (مانند مولکول متانول) می سوزد ، اولین مرحله اکسیداسیون مربوط به اتمهای هیدروژن است. پس از آن اتمهای کربن می سوزند ( CH4+2O2→CO2+2H2O ) .سوخت هیدروژنی در زمان کمتر و با سرعت بیشتری در اتاقک احتراق می سوزد .
در شرایط معمول برخی از کربنها بطور جزهی اکسیداسیون می گردند در این حالت مسهولیت سوخت ناقص به عهده آنها است. توجه داشته باشید اکسیژن به سرعت با هیدروژن ترکیب می شود، اما واکنش کربن- اکسیژن انرژی کمتر دارد .
اتم اکسیژن همیشه ظرفیت ۲- دارد . ظرفیت کربن می تواند مثبت یا منفی باشد، که ناشی از چهار الکترون لایه بیرونی آن است. لایه بیرونی با ۸ الکترون کاملا پر می شود . بالاترین راندمان با استفاده از دستگاه مغناطیس کننده ایجاد می گردد که اثر آن افزایش میزان گاز CO2 است، به علاوه همچنانکه آلودگی کمتر می شود راندمان احتراق نیز افزایش می یابد. افت در انتشار HC ، CO بسادگی بوسیله دستگاه های سنجش گاز مشخص (دیاک) می گردد. تقریباً بین ۷۵% تا ۹۲%کاهش در مقدارHC ، تا ۹۹% کاهش در CO خواهیم داشت ، همچنین با کاهش مقدار HC مسافت طی شده بر لیتر مصرفی سوخت افزایش می¬یابد. این نتایج را می توان از نظر علمی بررسی نمود، زیرا قابلیت اندازه گیری کاهش خروج گاز از اگزوز را می توان با دستگاههای اندازه گیری انجام داد .

راندمان احتراق را نیز می توان تعیین نمود. با استفاده از دستگاه مغناطیس کننده مسافت طی شده بر لیتر نیز ۱۵% تا ۲۵% افزایش می یابد زیرا دستگاه مغناطیس کننده سوخت بوسیله افزایش راندمان احتراق ، سوخت را ذخیره می نماید. اصلاً بیشترین کاهش سوخت درگستره سرعت وگشتاور ماکزیموم رخ می دهد ، زمانیکه بالاترین افزایش توان حدود۱۰hp حاصل می شود .

ب : اگر چه خواص اسپینی لایه خارجی الکترون واکنش پذیری سوخت را افزایش می دهد . حالت اسپینی بالاتر مولکول هیدروژن پتانسیل الکتریکی ، بالایی را در جذب اکسیژن از خودنشان میدهد . پس بوسیله تغییر خواص اسپینی مولکول H2 می توانیم گشتاور مغناطیسی آن را زیاد نموده و واکنش پذیری سوخت کربنی را افزایش دهیم تا فرآیند مربوطه اصلاح گردد . اساسا شکل ایزمریک هیدروکربن را از حالت پارا به حلت با انرژی بالاتر اورتو تغییر میدهد . در چنین حالتی اکسیژن اضافی کاهش می یابد . حالت اورتو فرار نیز است . علاوه بر اینها ساختمان سوخت و خواصی نظیر هدایت الکتریکی ، چگالی و ویسکوزتیه تغییر می یابد و ساختار ریز یکنواخت تر مفیدی خواهیم داشت

ج : مولکولهای هیدروکربن خوشه ای شکل هستند، از نظر تکنیکی اهمیت کشف وانداروالس بخاط کاربرد میدان مغناطیسی با قدرت بالا را افزایش می دهد ، زیرا تحت چنین میدانهایی پیوندH-C سست کـرده آنهـا به حـالت چنـد خوشه ای در می آیند .
در این حالت آنها بهنجار شده و مستقل از یکدیگر و از هم نیز فاصله می گیرند . در چنین حـالتی سطح بزرگتری برای جذب اکسیژن دارند . با یک مثال مشابه سعی می کنیم تصور ذهنـی بهتر از عملیات اراهه دهیم . سوزاندن گرد زغـال و بریکت زغال را در نظر بگیرید در آنجا نیز هدف افزایش راندمان فرایند احتراق است . در آن شرایط باید مولکولها دسترسی بیشتری به اکسیژن داشته باشند . بنابراین با انرژی دار نمودن سوخت و اکسیداسیون راندمان احتراق افزایش می یابد . سوخت فعال و دینامیک شده و فرایند احتراق سریعتر و کاملتر میگردد . این مولکولهای هیدروکربنی جدید که تحت میدان مغناطیسی قرارگرفته اند مشخصات مهم دیگری نیز دارند از جمله carabon varnish را در اتاقک احتراق کاهش می دهند . همچنین این ماده را از روی سطح نازلها و شمعهای لوله اگزوز حذف می نماید . همچنین اجازه تشکیل رسوبات جدید و مضر را نمی دهند ، بعلاوه دستگاه مغناطیس کننده ( یا تقویت کننده ) راندمان کاربراتور یا انژکتور را تضمین نموده و سبب میگردد عمل استارت خودرو بهتر صورت پذیرد ، همچنین دینامیک رانش بطور قابل ملاحظه ای بهتر می گردد، قدرت گشتاور، میل لنگ نیز بهتر می گردد .
تاریخچه ی استفاده از مگنت در صنعت و سوخت

تاریخچه تحقیقات علمی در مورد اثر میدان مغناطیسی بر روی حرکت مایعات و گازهای سوختنی به سال ۱۸۳۱ بر می گردد و بر روی آزمایشاتی که توسط مایکل فارادی و جیمز ماکسول انجام داده اند متمرکز می شود. مایکل فارادی در یافته بود آبی که از نزدیکی یک ماده هادی عبور کند بار الکتریکی ضعیفی را تولید می نماید .
اولین مدرک مربوط به دستگاه بهبود دهنده مشخصه آب که از میدان های مغناطیسی به صورت آهنربا های صلب استفاده می نماید توسط دو نفر به نامهای فرانس و کابل در سال ۱۸۹۰ در آلمان ثبت شده است. در همان زمان فیزیکدان آلمانی به نام واندر والس ثابت کرد که هیدروکربنها دارای ساختمان قفسی شکل (cagelike) هستند که وقتی با کربن ترکیب می شوند تشکیل ترکیبات حلقوی می دهند. نیروهای جاذبه و دافعه متقابل که نزدیک یکدیگر باقی مانده اند. وقتی تحت اثر میدان مغناطیسی قرار گیرند decluster شده و سپس به همراه اکسیژن اضافی به یکدیگر می پیوندند، که نتیجه آن افزایش در راندمان و احتراق است، مشخص شد انقباض گازها یا بهم پیوستگی مولکول های آب ناشی از این مطلب می باشد. در سال ۱۹۱۰ واندر والس جایزه نوبل این کشف را دریافت می کند . اما مشکل ایجاد میدانهای مغناطیسی به اندازه کافی بزرگ بود، که کاربرد تجاری آن رابه تعویق انداخت . تهوری او که عبارتست از امکان شکست مولکول های هیدروکربن تحت اثر میدان مغناطیسی قوی و متمرکز تنها در سال ۱۹۸۰ مورد مشاهده قرار گرفت و تثبیت گردید، که کاربرد عملی آن را می توان امروز در دستگاه های مغناطیسی که در مسیر شارها قرار داده می شوند مشاهده نمود. تحقیقات در زمینه توسعه تقویت کننده های سوخت مربوط به زمان جنگ جهانی دوم است. در آن زمان بخشی از متخصصان راهبرد در تسحیلات جنگی از صنایع آلمان و صنایع هواهی بر ر هواپیماهای جنگی مستر اشمیت متمرکز شده بودند . این هواپیما مشکل جدی در خصوص حذف دودهای سبک مربوط به گازهای خروج اگزوز موتر داشت که از آن خارج می گردید و هواپیمای مذکور توسط دیده بانان از مسافتهای دور تشخیص داده می شد . به عنوان یک راه حل متخصصان دستگاه تقویت مغناطیسی را طراحی کردند (تقویت کننده سوخت جت). این دستگاه از سرامیکهای مقاوم در برابر حرارت با یک حفره برای عبور سوخت، از میان آن که حول آن نیز میدان مغناطیسی قرار داشت تشکیل می شد .

آهنرباها به صورت میله در اطراف مسیر عبور سوخت قرار می گرفتند. بر اساس آزمایشات بسیار زیاد ، شکل میدان مغناطیسی که مؤثر بر کاهش اثر گازهای خروجی است شناخته گردید همچنین کاهش در میزان مصرف سوخت که در همان زمان نیز مورد توجه بود مشاهده شد . اولین مرتبه استفاده های غیر نظامی در سال۱۹۴۱ در اروپا و توسطVermeiren مهندس بلژیکی انجام گرفت. در آمریکا نیز از زمانهای قدیم ناخداهای کشتی های ماهیگیری خلیج مورو در کالیفرنیا از از آهن رباهای نعلی شکل در مسیر سوخت استفاده می نموده اند .
آنها ادعا می کردند آهنربا سبب کاهش مصرف سوخت در موتورهایشان شده و روشن شده آن بهتر گردیده و راضی هستند. در آمریکا استفاده های تجاری از آهنربا برای قراردادن در مسیر سوحت از سال ۱۹۵۰ توسط Deen Moody آغاز گردید. در سال ۱۹۵۴ شکایتی توسط FTC علیه سازنده دستگاه های مغناطیسی مبنی بر عدم کارایی این وسایل صورت می پذیرد و بر اساس حکم دادگاه تولید آنها ممنوع شد. در سال ۱۹۶۱ دادگاه فدرال تصمیمی علیهFTC مبنی بر این که مشخص گردید تنها ۳ درصد از ۱۰۰۰۰ دستگاه فروخته شده مناسب کار نمی کنند و حکم ممنوعیت را لغو می نماید .
کسانی که در تاریخ معاصر ، دستگاههای تصفیه مغناطیسی مشارکت داشته اند عبارتند از : ۶۰ Subruro Miyatamoriya و Roland Carpenter و Peter Kulisah

تاریخچه تحقیقات در ایران:

طی بررسیهای به عمل آمده گر چه افرادی هر چند معروف نسبت به کار روی کاهش مصرف سوخت بوسیله ی مگنت ها، متحمل زحمت هایی شدند ولی بعلت قیمت پایین سوخت و عدم حمایت دولت، تا کنون هیچ تحقیق جامعی در خصوص بکارگیری میدانهای مغناطیسی بر روی سوختهای هیدروکربنی بعمل نیامده است و شاید بتوان اظهار نمود که شرکت مهندسی نیکارو تنها شرکتی است که تحقیقات و آزمایشاتی را در این زمینه با مشاوره و کمک اساتید دانشگاههای معتبر کشور انجام داده است و اولین نتایج قطعی را در سال ۱۳۷۹ به دست آورده است که منجر به ارایه کیت کاهش مصرف سوخت در سال ۱۳۷۹ – و اختراع پوشش های مغناطیسی فیلترهای صنعتی در سال ۱۳۸۰ (دارای تاییدیه از کاترپیلار و مدال طلایی از نمایشگاه سویس) و اختراع انواع گونیاهای مغناطیسی در سال ۱۳۸۳ و اختراع سیستم جرقه اظطراری مغناطیسی در سال ۱۳۸۴ گردیده است . اکنون نیز یکی از پروژه های اصلی این شرکت جهت کاهش سوخت صنایع سنگین فولاد سازی با استفاده از مغناطیس میباشد. در طراحی یک مبدل مغناطیسی اصول بسیاری است که باید مورد توجه قرار گیرد از جمله شدت میدان ، شکل میدان که این شرکت بخاطر نوع فعالیت خود که در زمینه سوخت خودرو و مواد مغناطیسی است توانسته در این خصوص پیشرفتهایی داشته باشد . افتخار شرکت مهندسی نیکارو تامین و ساخت و طراحی انواع آهنربا و ابزار آلات مغناطیسی و سیستم های مغناطیسی مورد نیاز صنایع مختلف کشور در بیش از یک دهه گذشته میباشد . این شرکت وظیفه تامین آهنربا ی تولید کنندگان معتبر صنعتی کشور را طی بیش از ده سال به خوبی به انجام رسانیده است
نمونه ایی از استفاده های مبدلهای مغناطیسی در اروپا :

در اروپا نیز با گذاردن مبدلهای مغناطیسی به جای مبدلهای کاتالیستی نتایج مطلوبی بدست آمده است ، آزمایشاتی بر روی خودرو اپل انجام گرفته است . در طی این آزمایشات CO از ۰.۵ به ۰.۲ وHC از ۱۰۰ به ۷۰ کاهش یافت و مصرف خودرو که به ازاء هر ۱۰۰ km ، ۱۵ لیتر بود به ۱۱ لیتر کاهش پیدا کرد . تقریبا۲۷% صرفه جویی در سوخت ایجاد گردید .
فیات لهستان نیز اصلاحات مهمی را بر روی خودروهای خود در مورد کاهش آلاینده ها انجام داده است.این به خاطر استانداردهای جاری ECE است ، که تمامی کشورها را مقید می نماید در این زمینه بطور جدی گام بردارند. بر اساس آزمایشاتی که با استفاده از دستگاه مغناطیس کننده بر روی فیات لهستان انجام گرفته نتایج مثبت وقابل قبول بدست آمده است. در این خودرو HC از ۱۶۰به ۸۰ کاهش یافته است (طبق استاندارد ECEباید HC کمتر از ۱۰۰ باشد. )
امکان استفاده از مگنت ها در رادیاتور خودرو :
نکته قابل توجه: در اینجا لازم به ذکر است که از دستگاه مغناطیس کننده می توان برای سیستم خنک کننده خودرو نیز استفاده نمود ، زیرا آنها قادرند
ضمن کاهش ویسکوزیته ، کشش سطحی مایعات را کم نماید در نتیجه خوردگی کاهش یافته و رسوبات حل می شوند و سیستم خنک کننده می تواند تا ۱۰۰% توانایی انتقال حرارت را داشته باشد. در این حالت عمر سیستم خنک کننده افزایش یافته و از سوراخ شدن آن جلو گیری بعمل می آید
نتیجه گیری :
استفاده ار یک میدان مغناطیسی در مسیر ورودی سوخت خودرو باعث اتفاقات ذیل خواهد شد :

۱- با کاهش جاذبه واندروالسی ، جاذبه بین مولکولهای هیدروکربن کم شده و مولکولها به صورت مجزا قرار می گیرند و جـهت تـماس و پیونـد بـا اکـسیـژن ، سطح تماس مضاعفی خـواهـد داشت کـه موجـب پیوند سریعتر اکسیژن با کربن وهیدروژن می گردد .

۲- میدان مغناطیسی موجب تبدیل درصد بالایی از هیدروژنهای موجود درهیدروکربن از حالت پارا به اورتو میگردد. بافعالتر شدن هیدروژن موجود تمایل آن به اکسیداسیون شرکـت در واکـنش بیشتر شده باعث افزایش سرعت احتراق می گردد .

۳- پس از اتفاقات فوق H-Oو C-O اضافه نخواهیم داشت یعنی از آنها(هیدروکربن های نسوخته وکربن نسوخته) می توان به عنوان سوخت اضافه سود برد . ۴ – احتراق کامل کربن و هیدروژن موجب کاهش موجودی اکسیژن در مخزن احتراق می گردد، کاهش حجم اکسیژن موجود باعث کاهش احتمال اکسیداسیون نیتروژن موجود گشته وبه صورت N2 ) بی ضرر ) وارد هوا خواهد شد