تحقیقات موتور
سال:1390 | دوره:7 | شماره:25 |تعداد مقالات:6

عملکرد برخی از تجهیزات خودرو مانند انواع روشنایی ها، سامانه تهویه مطبوع و برق مصرفی خودرو به عملکرد سامانه متعلقات موتور بویژه به عملکرد تسمه وابسته است. در این مقاله عملکرد این قسمت از موتور هنگام آزمونی شتابدار و طولانی مدت بررسی می شود. در این آزمون عملی، ابتدا سرعت های بحرانی موتور در شرایط مختلف کارکرد موتور و متعلقات به دست می آید. سرعت های بحرانی، به سرعت هایی گفته می شود که تسمه بیشترین نوسان را دارد. مطابق با سرعت های بحرانی، آزمونی با چرخه مشخص راه اندازی می شود. در هنگام آزمون متغیرهای مختلف اندازه گیری می شود. این اندازه گیری ها شامل ویژگی های تسمه مانند طول، جرم و سختی آن و متغیرهای حاصل از عملکرد تسمه مانند جریان مولد برق و فشار تنجار خنک کن می باشند. همچنین مقدار لغزش تسمه، به وسیله مقایسه سرعت دورانی چرخ تسمه ها در دو حالت نظری و واقعی انجام می شود. نتایج نشان می دهند که طول، مقدار نوسان و سختی تسمه به طور همزمان روی یکدیگر اثر متقابل دارند و افزایش هر یک، موجب افزایش دیگری می شود. در مورد عملکرد متعلقات نیز مشخص شد فشار تنجار بشدت به افزایش طول تسمه، وابسته است به طوریکه با افزایش آن، فشار تنجار بشدت کاهش می یابد. در مقابل، جریان مولد برق وابستگی کمتری به افزایش طول تسمه دارد و عملکرد یکنواخت و پایداری در هنگام آزمون دارد.

در این مقاله الگویی ترمودینامیکی برای پیش بینی عملکرد موتور با مخلوط طبقاتی ارائه شده است که شامل شبیه سازی مهلت اشتعال و فرآیند احتراق می باشد. این الگو شامل فرض پیش روی غیرکروی شعله در محیط غنی و رقیق داخل استوانه می باشد. محاسبات پله به پله همزمان برای نواحی سوخته شده و نسوخته به کار گرفته شده است. این فرایند تا اشغال کل فضای استوانه توسط شعله ادامه می یابد. در هر پله محاسباتی، کسر مولی و جرم ناحیه سوخته شده به واسطه پیش روی شعله افزایش می یابد. با در نظر گرفتن افت های حرارتی و کار اصطکاکی ویژگی های عملکردی مهمی از جمله فشار متوسط موثر، بازده حرارتی و مصرف مخصوص سوخت پیش بینی شده است. مقادیر پیش بینی شده برای سوخت گاز طبیعی با نتایج تجربی با دقت قابل قبولی صحه گذاری شده اند. سپس شبیه سازی برای سوخت های هیدروکربنی گازی شکل اتان و بوتان تعمیم داده شده اند. انعطاف پذیری الگو، امکان بهره گیری از آن را در بازه گسترده ای از توزیع هوا و سوخت درون استوانه فراهم کرده است.

در این مقاله، به کمک تحلیل روغن، عمر مفید روغن موتور در موتورهای دیزل که 70 دستگاه می باشند، تخمین زده می شود. شایان ذکر است موتورهای مشروحه فوق در خودروهای فوق سنگین نصب شده اند. روش کار به این صورت است که در زمان مراجعه خودروها برای تعویض روغن بر اساس ساعت کارکرد روغن، کیلومترشمار، نمونه روغن کارکرده اخذ شده و پس از ارسال آن به آزمایشگاه برای تحلیل و در نتیجه اخذ نتایج آن، وضعیت سایش موتور مشخص می گردد. بنابراین با مطالعه شاخص های مختلفی نظیر: عناصر سایشی، آلاینده ها، ضریب همبستگی و رابطه بین آنها، گرانروی، عدد بازی، عدد اسیدی، نوع و میزان سایش موتور در شرایط کاملا یکسان از لحاظ الگوی موتور، روغن مصرفی، شرایط محیطی و کاری، به تعیین عمر مفید روغن پرداخته شده است. شایان ذکر است هر چقدر تعداد نمونه های اخذ شده بیشتر شود، میزان خطا در نتایج کمتر خواهد بود. لذا نتایج بدست آمده صرفا بر اساس تعداد نمونه روغن اخذ شده می باشد.

یکی از اهداف اصلی در موتورهای اشتعال جرقه ای پرخوران، افزایش مقاومت نسبت به کوبش در بارهای زیاد است. به منظور جلوگیری از کوبش در موتورهای اشتعال جرقه ای از تاخیر زمان جرقه زنی استفاده می شود، که این روش سبب محدود شدن فشار و دمای بیشینه می شود. در این موتورها تعویق زمان جرقه زنی روش موثری برای جلوگیری از کوبش است؛ اما این کار سبب افزایش دمای گازهای خروجی می گردد. در این موتورها با غنی سازی سوخت دمای گازهای خروجی را کاهش می دهند که این کار سبب افزایش مصرف سوخت در موتور می گردد. برای حل این مشکل می توان از بازخورانی سرد گازهای خروجی استفاده کرد. بازخورانی سرد گازهای خروجی سبب کاهش فشار و دمای ناحیه نسوخته در حین احتراق در داخل استوانه و در نتیجه کاهش تمایل به کوبش در این موتورها می گردد. کاهش تمایل به کوبش امکان پیشی انداختن زمان جرقه را فراهم کرده و سبب کاهش دمای گازهای خروجی می شود که این کاهش دما، امکان نزدیک کردن نسبت هم ارزی هوا به سوخت را به 1 فراهم می کند. چون محل گرفتن و اتصال گازهای بازخورانی خروجی تاثیر زیادی بر روی عملکرد موتور دارد، در این مقاله، مسیرهای گازهای بازخورانی مختلف و تاثیر آن بر روی عملکرد موتور ملی پرخوران با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار جی تی پاور (GT-Power) مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

امروزه موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن، اندیشه ای نوین برای کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها هستند. از این رو بررسی های گوناگونی در این زمینه انجام شده است. مهم ترین مشکل در موتور HCCI برای تولید انبوه آن، مهار دشوار احتراق آن است. شماری از متغیرهای موتور در تنظیم زمان احتراق و کار تولیدی، تاثیر بیشتری نسبت به بقیه دارند. با بررسی تاثیر متغیرهای موثر بر عملکرد موتور، می توان زمان احتراق و اندازه کار خروجی موتور را با استفاده از الگوی حرارتی تک ناحیه ای پیش بینی و پایش کرد. در این مقاله تاثیر این متغیرها بر عملکرد و زمان آغاز احتراق با سوخت مرجع اصلی (مخلوط ایزو اکتان و هپتان نرمال) دیده شده است. این الگوی حرارتی شامل سینتیک مفصل شیمیایی احتراق PRF با در نظر گرفتن EGR است. برای صحه گذاری الگو از داده های تجربی بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهند زمان شروع احتراق تحت تاثیر دما و فشار مخلوط ورودی، عدد اکتان و غنا است. از سوی دیگر IMEP نیز بیشتر به دمای ورودی، غنا و شار سوخت بستگی دارد. در پایان معادله ای برای زمان آغاز احتراق و IMEP ارایه شده و دقت آن با داده های آزمون مقایسه شده است.

پیش بینی نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات افشانه با توجه به اینکه این فرآیند و سازوکارهای تشکیل دهنده آن هنوز ناشناخته اند کار بسیار مشکلی است و به متغیرهایی زیادی بستگی دارد. مرحله اول فرایند گردافشانی (شکست اولیه) با توجه به حرکت امواج به کمک تحلیل های پایداری قطعی و قابل تعیین است در حالی که مرحله دوم آن (شکست ثانویه) به صورت اتفاقی و تصادفی است و فرآیند اتفاقی توزیع قطر و سرعت قطرات را مورد توجه قرار می دهد. در این مرحله اصل آنتروپی بیشینه در شرایطی که معادلات بقای جرم، اندازه حرکت و انرژی ارضا می شوند، فرآیند گردافشانی و نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات را پیش بینی می کند. در این مقاله نحوه توزیع سرعت و قطر قطرات حاصل برای فواره حلقوی و افشانه جریان چرخشی به کمک روش آنتروپی بیشینه شانون الگونمایی شده و پس از مقایسه با نتایج تجربی تطابق خوبی با نتایج تجربی نشان می دهد. همچنین تاثیر برخی از متغیرهای موثر بر خصوصیات پاشش مانند عدد وبر، شاخص چشمه اندازه حرکت و انرژی بر نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات بررسی شده است.