تحقیقات موتور
سال:1388 | دوره:5 | شماره:17 |تعداد مقالات:7

متغیرهای زیادی در اندازه گیری و تحلیل علایم (سیگنال) فشار درون سیلندر برای تشخیص صحیح کوبش تاثیرگذار می باشند. متغیرهای اندازه گیری شامل بسامد نمونه برداری، تعداد چرخه های مورد نیاز برای تشخیص صحیح کوبش، محل نصب حسگر و طریقه نصب آن است. متغیرهای تحلیل داده ها شامل خصوصیات تصفیه (فیلتراسیون)، انتخاب پنجره محاسباتی از چرخه موتور، نحوه تعریف شدت کوبش و روش استفاده از آن برای تشخیص کوبش می باشد. اثر این متغیرها در تشخیص کوبش به همراه نحوه انتخاب بهینه آنها با استفاده از تحلیل نتایج آزمونهای انجام شده با موتور پرخوران در این مقاله ارایه شده است. یادآوری این نکته ضروری است که بر خلاف بیشتر مقالات، مقادیر یا روش های بهینه ارایه شده برای شرایط کاری خاصی از موتور نبوده و تقریبا تمامی محدوده عملکرد آن را در بر می گیرد.تبدیل فوریه سریع و تصفیه رقومی از روش های مهم برای پردازش اطلاعات حسگرها می باشند که نحوه محاسبه و کاربرد آنها بررسی شده است. تبدیل فوریه سریع بسامد اصلی نوسانات علایم ورودی را مشخص و تصفیه رقومی نوسانات ایجاد شده با بسامدهای غیر دلخواه حذف می نماید.با بررسی نتایج آزمونها مشخص می شود که کوبش در بسامدهایی خاص به علت حالت (مد) های ارتعاشاتی صوتی در محفظه احتراق رخ می دهد که روش هایی برای پیش بینی و محاسبه این بسامدها ارایه شده است. یادآوری: که بسامد اصلی نوسانات ایجاد شده در اثر کوبش در این موتور حدود 8 کیلوهرتز می باشد. به طور کلی تعیین دقیق این بسامدها برای بررسی اثر تصفیه و مکان بهینه قرار گیری حسگر فشار استوانه، کاربرد زیادی دارند. 

دوره گرم شدن موتور یک دوره گذرای حرارتی است که در آن، دمای موتور و اجزای آن در اثر شار حرارتی ناشی از احتراق از دمای محیط به دمای پایای کارکرد موتور و از دیدگاه حرارتی به شرایط پایای حرارتی می رسند. چون این زمان در موتور احتراق داخلی از نظر حرارتی گذرا محسوب می گردد، لذا توسط روش های تحلیل انتقال حرارت پایا قابل تجزیه و تحلیل نیست و باید از روش های تحلیل انتقال حرارت گذرا برای این منظور بهره برد. یکی از مناسب ترین روش های تحلیل انتقال حرارت گذرا روش ظرفیت حرارتی فشرده است که در راستای دستیابی به اهداف پژوهش پیش رو استفاده شده است. البته به کارگیری روش یاد شده مستلزم برآورده شدن شرایط خاصی است که در جای خود به آن ها پرداخته خواهد شد. در این پژوهش انتقال حرارت در اجزای اصلی موتور مانند سمبه (پیستون)، بدنه موتور (بلوک سیلندر)، بستار (سرسیلندر)، روغن و خنک کننده موتور در مرحله گذرای گرم شدن موتور به کمک روش ظرفیت حرارتی فشرده بررسی و معادلات انتقال حرارت در این دوره ارایه می گردد. معادلات انتقال حرارت اجزای موتور در دوره یاد شده به صورت یک دستگاه معادلات تفاضلی (دیفرانسیل) ظاهر می شوند. به دلیل وجود جملات غیرخطی پیچیده در معادلات یاد شده، حل تحلیلی آن ها به سادگی امکان پذیر نیست و لذا برای حل آن ها از نرم افزار متلب استفاده می شود. پس از تکمیل نرم افزار یاد شده، رفتار حرارتی اجزای موتور، به ویژه خنک کننده آن که از اهمیت بسزایی برخوردار است استخراج می گردد. پس از استخراج دمای خنک کننده، نتایج یاد شده با نتایج تجربی تجربی حاصل از آزمون موتور در دوره گرم شدن آن که در مرکز تحقیقات موتور ایران خودرو (ایپکو)، صورت گرفته است، مقایسه می شود و بدین ترتیب درستی و صحت نتایج به دست آمده بررسی می شود. در نهایت نیز پس از تایید روش های اتخاذ شده، راهکارهای پیشنهادی کاهش زمان گرم شدن موتور مطرح می شود و نتایج حاصل از تاثیر روش های یاد شده بر رفتار حرارتی خنک کننده ارایه می گردد.

در این تحقیق انتقال حرارت در سمبه موتور احتراق جرقه ای محاسبه شده است. سه روش متفاوت برای شبیه سازی انتقال حرارت بکار رفته است. در روش اول برای سمبه، استوانه و بستار، یک دمای ثابت و تقریبی در نظر گرفته شده است و به وسیله الگوی دو ناحیه ای احتراق شرایط میدان گاز درون استوانه (دما، فشار و ضرایب انتقال حرارت جابجایی) محاسبه می شود. در روش دوم برای هر سه قسمت سمبه، استوانه و بستار، سه دمای مجهول در نظر گرفته شده و معادلات انتقال حرارت مربوطه با الگوی دو ناحیه ای به صورت همزمان حل می شود. در روش سوم که دقیق ترین روش است، به صورت همزمان بر اساس الگوی شبکه حرارتی مقاومت - خازن، 24 معادله انتقال حرارت با نرم افزار دو ناحیه ای، حل می شود. نتایج بدست آمده از سه روش به منظور بررسی اثر آنها بر رفتار حرارتی سمبه با هم مقایسه می شود. نشان داده شده است که استفاده از الگوی مقاومت - خازن با تعداد معادلات کمتر و درنتیجه زمان حل کمتر، روشی مناسب برای حل مسایل حرارتی موتور است. مجموعه این عملیات به وسیله نرم افزار MATLAB نوشته شده، انجام می شود و نتایج با داده های تجربی موتور EF7TC صحه گذاری شده است.

در این مقاله به مشخصه های رانندگی و میزان تاثیر آنها بر مصرف سوخت خودرو و آلاینده ها در گازهای خروجی مجرای دود پرداخته شده است. جمع آوری داده های رانندگی در شرایط شدآمد (ترافیک) واقعی جهت دستیابی به رشته زمانی سرعت خودرو انجام گرفته است. فرآیند داده برداری به کمک سامانه پیشرفته موقعیت یاب خودرو(AVL)  که بر اساس فنآوری GPS عمل می کند، انجام پذیرفته است. پس از آن 21 مشخصه رانندگی بر اساس رشته زمانی سرعت خودرو تعریف شده است. سپس به بررسی این مشخصه ها در داده های اندازه گیری شده پرداخته شده و معادله بین مشخصه های رانندگی به منظور تعیین مشخصه های مستقل بررسی شده است. همچنین تاثیر مشخصه های رانندگی بر مصرف سوخت و آلاینده های خودرو با استفاده از شبیه سازی نرم افزاری ارزیابی شده است. برای این کار از نرم افزار Advisor برای شبیه سازی دو نوع خودرو سمند معمولی و سمند دورگه با موتور ملی بنزین سوز، بهره برده شده است و نتایج شبیه سازی در چند مورد با آزمایش عملی مقایسه شده است. در انتها شاخص دهی مشخصه های رانندگی با استفاده از یک شاخص کلی صورت گرفته و مشخصه های برتر شناسایی و معرفی شده اند. مشخصه های رانندگی مهمتر را می توان در دسته بندی شرایط شدآمد، توسعه چرخه های رانندگی، دسته بندی الگوهای رانندگی و پایش هوشمند خودروهای دورگه استفاده کرد.

این مقاله روشی را برای شناسایی شیوه رانندگی و نیز نوع و میزان ترافیک مسیر بر اساس اطلاعات موجود در رایانه موتور ارایه می دهد. منحنی هایی که بدین منظور استفاده می شوند سرعت خودرو، دور موتور، میزان فشردن پایی (پدال) گاز، گشتاور، و پایی های ترمز و اتصال چنگکی (کلاچ) می باشند. شیوه رانندگی بیان کننده رفتار راننده است که بسته به میزان شدآمد و روحیه راننده می تواند متغیر باشد. در واقع یک راننده خاص ممکن است گاهی به صورت آرام و گاهی به شکل هجومی رانندگی کند. تشخیص شیوه رانندگی و یا رفتار راننده می تواند در جهت پایش خودروها به ویژه خودروهای دورگه برقی استفاده شود. پژوهش حاضر بخشی از تحقیق در زمینه شناسایی الگوی رانندگی و شدآمد در تهران برای پایش خودروهای دورگه می باشد که با همکاری مرکز تحقیقات موتور ایران خودرو (ایپکو) انجام شده است. در این مقاله روشی ارایه شده که با استفاده از منحنی های موجود در رایانه موتور (ECU) و طبقه بندی نحوه رانندگی به سه نوع آرام، عادی، و هجومی به کمک یک شبکه عصبی؛ به شکل نسبتا دقیقی شیوه رانندگی تشخیص داده می شود. در این مقاله همچنین به کمک منحنی های یاد شده نوع مسیر و میزان شدآمد تا حد قابل قبولی تشخیص داده شده است.

بیودیزل به عنوان سوخت جایگزین گازوئیل به آسانی قابل استفاده در موتور دیزل است و دوست دار محیط زیست می باشد. در این تحقیق برای پیشگویی فرآیند احتراق مخلوط سوخت بیودیزل حاصل از روغن پسماند با گازوئیل در یک موتور دیزل دور پایین (لیستر(M8.1 ، از یک الگوی تک منطقه ای وایتهوس - وی استفاده گردید. آزمایش های تجربی نیز برای مقایسه مقادیر پیشگویی شده، بر اساس تست کوتاه مدت موتور انجام پذیرفت. نتایج آزمایش های تجربی و شبیه سازی ریاضی نشان داد که مقادیر پیشگویی شده فشار داخل استوانه و آهنگ گرمای رها شده با مقادیر تجربی توافق خوبی دارند. همچنین، نتایج تجربی حاکی از این واقعیت است که با افزودن 20% بیودیزل به گازوئیل، مشخصه هایی نظیر حداکثر فشار بیشینه داخل محفظه احتراق، دمای خروجی اگزوز، مهلت اشتعال، بازده حرارتی اندیکاتوری و ترمزی برای کارایی مناسب موتور افزایش پیدا می کند و بدلیل بهبود کیفیت احتراق، انتشار آلاینده های مونوکسید و هیدروکربن نسوخته کاهش می یابد، ولی مقدار آلاینده NOx اندکی افزایش می یابد. مصرف سوخت ویژه ترمزی در این مخلوط تقریبا برابر سوخت گازوئیل می باشد که به لحاظ اقتصادی بسیار مهم است.

بستار یکی از قطعات اصلی موتور دیزل می باشد که در معرض بارگذاری های مختلف حرارتی و مکانیکی قرار دارد. یکی از اهداف در طراحی بستار، طراحی با دوام و حصول عمر بالای خستگی می باشد. مهمترین بارگذاری از دیدگاه تخمین عمر بستار، بارگذاری حرارتی می باشد که تاثیر عمده ای بر تخمین عمر بستار دارد، چرا که منجر به ایجاد تنش های حرارتی و خستگی کم چرخه در بستار می گردد. بنابرین، مطالعه تاثیر شرایط مرزی حرارتی بر توزیع دمای بستار کمک شایانی را به طراحان بستار خواهد نمود و می توان گفت امری ضروری برای طراحی بستار می باشد. در این مقاله، به بررسی اثرات تغییر شرایط مرزی حرارتی ناشی از گازهای احتراق و مجاری خنک کاری در شرایط کارکرد متفاوت موتور بر توزیع دمای بستار موتور دیزل سنگین از جنس های چدن خاکستری و چدن نشکن پرداخته شده است. همچنین، تاثیر دیگر شرایط مرزی حرارتی بر توزیع دمای بستار در نقاط بحرانی آن مطالعه شده است.