تحقیقات موتور
سال:1394 | دوره:11 | شماره:40 |تعداد مقالات:7

موتور خودرو از منابع مهم تولید ارتعاش در خودرو است. از این رو، تعیین مقادیر مناسب سختی، موقعیت و زاویه قرارگیری نگهدارنده های آن باعث کاهش ارتعاشات موتور و همچنین کاهش نیروی منتقل شده به شاسی و افزایش آرامش سرنشینان خودرو می گردد. در این مقاله، در نظر است که مقادیر مناسب سختی نگهدارنده های موتور ملی به منظور بهبود رفتار ارتعاشی آن تعیین گردد. به این منظور، در ابتدا سعی می گردد که با استفاده از روش جداسازی کامل حالت های ارتعاشی موتور حول محور گشتاور غلتشی، ضرایب مناسب سختی نگهدارنده ها تعیین گردند. ولی، محاسبات نشان می دهند که امکان دستیابی به جداسازی کامل حالت های ارتعاشی تنها با تغییر سختی نگهدارنده ها و با توجه به محدودیت-های طراحی وجود ندارد. از این رو، با استفاده از روش بهینه سازی به جداسازی جزئی حالت های ارتعاشی موتور حول محور گشتاور غلتشی پرداخته می شود. به این منظور، سختی نگهدارنده ها به عنوان متغیرهای بهینه سازی در نظر گرفته شده و با انجام تحلیل حساسیت، تنها متغیرهایی که بیشترین تاثیر را بر تابع هدف دارند، انتخاب می گردند. بهینه سازی به روش وراثت و با قید مناسب انجام می پذیرد. در نهایت، مقایسه نمودارهای پاسخ بسامدی حالت های معمول و بهینه نشان می دهد که با به کارگیری سختی های به دست آمده از بهینه سازی، نه تنها ارتعاشات موتور کاهش می یابد، بلکه مقدار نیروی منتقل شده به شاسی هم کاهش می یابد که به معنای افزایش آرامش سرنشینان خودرو است.

موتورسیکلت ها به عنوان یکی از منابع مهم انتشار آلاینده ها در شهر تهران شناخته می شود. بررسی عملکرد انتشار آلایندگی این وسایل نقلیه و ارائه راه حل برای کاهش انتشار آلایندگی از موتورسیکلت ها از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این پژوهش، 60 موتورسیکلت از ناوگان فعلی موتورسیکلت های تهران و 4 موتورسیکلت مجهز به سامانه افشانه ای حلقه بسته و واکنشگر سه کاره مبدل آلاینده ها آزمون سنجش آلایندگی شاسی لگام ترمز شدند. آزمون ها مطابق با استاندارد اروپا 3، به صورت روشن شدن سرد و با چرخه رانندگی استاندارد اروپا انجام گردیدند. نتایج نشان داند ضریب انتشار منوکسیدکربن موتورسیکلت های ناوگان فعلی تهران 7 برابر حد مجاز استاندارد اروپا 3 است. مشخص گردید که در موتورسیکلت های فعلی شهر تهران حدود 40 درصد از کربن سوخت به صورت ناقص می سوزد که موجب انتشار زیاد آلاینده ها می گردد. استفاده از کاربراتور در پایش مخلوط سوخت و هوا دلیل این عملکرد است. نتایج آزمون ها نشان داد که ضریب انتشار منوکسیدکربن و هیدروکربن های نسوخته موتورسیکلت های افشانه ای و واکنشگر دار به طور متوسط 87 و 75 درصد کمتر از موتورسیکلت های فعلی ناوگان تهران است. تخمین انتشار آلاینده ها از موتورسیکلت های تهران در ساعت اوج رفت و آمد صبحگاهی نشان داد که با تغییر موتورسیکلت های تهران از کاربراتوری به افشانه ای حلقه بسته و مجهز به واکنشگر، انتشار منوکسیدکربن، هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای نیتروژن از کل موتورسیکلت های تهران در ساعت اوج رفت و آمد صبحگاهی بترتیب 88، 88 و 46 درصد کاهش میابد.

هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر افزودن گاز ترکیبی به سوخت پایه بر احتراق بار همگن اشتعال تراکمی است. ابزارهای لازم برای دستیابی به هدف مذکور الگوی چند منطقه ای مناسب و دقیق برای شبیه سازی احتراق HCCI و سازوکار سینتیک شیمیایی شبه مفصل با 101 گونه و 594 واکنش است. در مطالعه حاضر گاز ترکیبی از گازهای هیدروژن و مونوکسیدکربن در نظر گرفته شده و پنچ مقدار مختلف از آن به سوخت پایه اضافه شده است. سوخت پایه ترکیبی از سوخت هپتان نرمال و ایزواکتان است. در این تحقیق از سه ترکیب مختلف به عنوان سوخت پایه استفاده شده است این ترکیب ها عبارتند از: PRF20، PRF40 و PRF80. نتایج به دست آمده نشان می دهند که افزودن گاز ترکیبی آغاز احتراق را به تاخیر می اندازد و سبب کاهش بیشینه فشار و دما در داخل محفظه احتراق می گردد. مقدار مونوکسیدکربن و هیدروکربن های نسوخته خروجی با افزایش مقدار گاز ترکیبی افزایش یافته و مقدار اکسیدهای نیتروژن خروجی کاهش می یابند.

در این تحقیق عملکرد جداساز ذرات روغن مربوط به سامانه تهویه محفظه لنگ سه موتور فورد- اکوبوست (جداساز برخوردی با سطح متغیر)، نیسان vq37de (جداساز برخوردی) و پژو- ایکس یو 7 (جداساز گردشی) در شار های یکسان به صورت آزمایشگاهی برسی شد. به دلیل پیچیدگی های هندسی و کارکردی موتورهای احتراق داخلی، چیدمانی آزمایشگاهی به منظور بررسی جداسازی ذرات بسیار ریز روغن موتور با قطر 0.1 تا 10 میکرومتر موجود در گازهای نشتی (blow-by) طراحی و ساخته شده است. در این آزمایش، برای تولید قطرات میکرونی، از قطره سازی روغن مخصوص که قطراتی مشابه با قطرت روغن موجود در گازهای نشتی ایجاد می کند، استفاده شد. آزمون ها در دو شار 16 و 24 لیتر بر دقیقه انجام گرفته است. برای اطمینان از مقدار دقت نتایج بدست آمده از چیدمان آزمایشگاهی، کلیه آزمایش ها برای هر شار، حداقل سه بار تکرار گردیده است. برای اندازه گیری بازدهی از روش وزنی استفاده شد. با توجه به نتایج آزمون ها مشاهده شد که جداساز برخوردی با سطح متغیر در مقابل روش های مشابه، بازدهی بهتری دارد، به طوری که در شار یکسان جریان دو حالتی هوا- روغن بازده آن تقریبا هشت برابر روش های مشابه است. در این مقاله همچنین افت فشار جریان به واسطه وجود جداسازهای ذکر شده به صورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. مشاهده شد که با توجه به اینکه بازده جداساز برخوردی با سطح متغیر بیشتر از بازده جداساز برخوردی نیسان است ولی افت فشار آن کمتر است.

در سال های اخیر پژوهش های مختلفی در زمینه اندازه گیری سرعت شعله آرام انجام شده است. سرعت شعله آرام یکی از خصوصیات مهم در احتراق است و مطالعه آن از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش اثرات گاز دی اکسیدکربن و گاز نیتروژن بر سرعت شعله آرام سوخت ترکیبی گاز طبیعی و بنزین بررسی شده است. لذا با استفاده از روش نوری شیلیرین، سرعت شعله آرام و طول مارک اشتاین سوخت های مختلف اندازه گیری شده است. تمامی آزمون ها در دمای 95 درجه سانتیگراد و فشار 1 بار انجام گرفت و برای اطمینان از تکرارپذیری، تمامی آزمون ها حداقل دو بار تکرار شده است. آزمون ها بر اساس سه درصد جرمی مختلف (4%، 8%، 12%) برای گاز دی اکسیدکربن و یک درصد جرمی (12%) برای گاز نیتروژن صورت گرفته است. نتایج نشان می دهند افزودن گازهای رقیق کننده دی اکسیدکربن و نیتروژن باعث کاهش سرعت شعله آرام و کاهش دمای بی در رو شعله می شود. همچنین گاز دی اکسیدکربن به علت داشتن ظرفیت حرارتی بیشتر نسبت به گاز نیتروژن باعث کاهش بیشتر دمای واکنش و به دنبال آن سرعت شعله آرام می شود. همچنین افزودن گاز دی اکسیدکربن و گاز نیتروژن تاثیر محسوسی بر پدیده سلولی شدن و پایداری شعله نسبت به حالت بدون این گازها ندارند.

احتراق اشتعال تراکمی واکنش پذیر پایشی (RCCI) راهکار احتراقی جدیدی است که در آن مخلوط سوخت داخل استوانه توسط پاشش سوختی با واکنش پذیری ضعیف در مسیر ورودی همراه با پاشش چند مرحله ای بهینه سوختی با واکنش پذیری قوی در داخل استوانه فراهم می شود. هندسه محفظه احتراق تاثیر فراوانی بر آلایندگی موتور RCCI بویژه کاهش آلاینده های هیدروکربن های نسوخته دارد. این مقاله تاثیر هندسه کاسه سمبه بر احتراق و آلایندگی موتور RCCI با سوخت گاز طبیعی/دیزل با استفاده از نرم افزار کانورج بررسی می شود. در ابتدا نتایج شبیه سازی در بار ثابت با استفاده از نتایج موجود در ادبیات فن صحه گذاری شده است. سپس سه شکل مختلف کاسه شامل سمبه اصلی، وان حمامی و استوانه ای انتخاب شد. مطالعه متغیرها در سه سرعت 800، 1300 و 1800 دور در دقیقه (د.د.د.). بر روی سه هندسه صورت گرفت. نتایج نشان دادند که بهترین هندسه از نظر عملکرد و آلایندگی برای موتور RCCI مورد مطالعه، هندسه وان حمامی است.