نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 13 (زمستان 1387)

در این مقاله، رفتار صوت شناسی صداگیرهای واکنشی در حوزه بسامد، پیش بینی شده است. برای این منظور حرکت امواج در همه سامانه صداگیر با استفاده از روشی ترکیبی شبیه سازی شده است. در روش ترکیبی از روش تفاضل محدود مرتبه دوم ریچمیر برای حل جریان تک بعدی در لوله ها و از روش مشخصه ها برای شبیه سازی مرزها استفاده شده و تابع انتقال صداگیرهای واکنشی تعیین شده است. امواج به توسط منبع تحریک هارمونیک که در بالادست سامانه قرار دارد، ایجاد شده است. نتایج به دست آمده از حل عددی، مطابقت بسیار خوبی با نتایج تجربی دارد. در ادامه با توجه به چرخه استانده آزمون آلایندگی موتور، هندسه نمونه صداگیر ساده با استفاده از این روش بهینه سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کارآیی صداگیر بهینه سازی شده، بمراتب بهتر از صداگیر اولیه است.

امروزه در بیشتر کشور های جهان، قوانین سختی برای آلاینده های خروجی از موتور های دیزلی اعمال می شود. یکی از روش های مناسب و مؤثر برای پوشش دهی به این استانده ها و قوانین، استفاده از سوخت های جایگزین همچون گاز طبیعی در موتور های دیزلی است. دو گانه سوزکردن موتور یکی از روش های ممکن برای استفاده از گاز طبیعی در موتور های دیزلی است. استفاده از الگوسازی سه بعدی در این موتورها به علت تاثیر میدان جریان (مخلوط هوا و سوخت گازی) بر روی فرآیند و تشکیل آلاینده ها از اهمیت فراوانی برخوردار است. در کار حاضر نیز با استفاده از الگوی سه بعدی به بررسی میدان جریان، توزیع فواره (سوخت دیزل) و سوخت گازی، فرآیند احتراق، آلایندگی و اثرات متقابل آن ها در موتور های دیزلی و دوگانه سوز پرداخته شده است. نتایج پیشگویی شده با این الگو با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن مقایسه شده و توافق خوبی را نشان می دهد. بنابراین با این الگو می توان مفاهیم جدید و ماهیت پیچیده احتراق موتورهای دوگانه سوز را که ناشی از احتراق همزمان سوخت دیزل و سوخت گازی است، با جزییات بیشتری مطالعه کرد.

در این مقاله با استفاده از روش های طراحی آزمایش ها به بهینه سازی متغیرهای تنظیم موتور خودرو با اهداف کمینه سازی مصرف سوخت و آلاینده های محیط زیست موتورهای درون سوز پرداخته می شود. تقاضای روزافزون در مورد کاهش آلاینده های محیط زیست و مصرف سوخت و دیگر مشخصات موتور خودروها، منجر به پیچیدگی موتورها و سامانه های پایش قوای محرکه گردیده است. روش های سنتی تنظیم نیازمند زمان طولانی و هزینه های گزاف است و تنظیم موتورهای درون سوز امروزی - با متغیرهای متعدد و در حال افزایش واحد پایش موتور به روش های سنتی، با نیاز به کاهش زمان توسعه قوای محرکه در تناقض است. در این مقاله، روش شناختی کاربردی و نمونه عملی آن برای تنظیم موتور و تعیین مقادیر بهینه پایشی بر پایه الگوی رایانه ای، با استفاده از طراحی آزمایش ها و الگوسازی آماری، ارائه شده که مزایای استفاده از طراحی آزمایش ها و روش های الگو سازی آماری را در توسعه الگو های کاربردی و با هدف کاهش زمان و هزینه آزمایش ها نشان می دهد. همچنین یک قاعده بهینه سازی برای حل مساله چندمعیاره این تحقیق که مبنای آن ضرایب وزنی متغیر پویاست، ارائه شده که برای مساله موردی ذکرشده، آزمون شده و نتایج آن ذکر گردیده است.

در این مقاله روند طراحی سامانه خنک کاری خودروی برقی معرفی شده و متغیرهای طراحی تعیین می شوند. در خودروی برقی، به علت اهمیت انرژی تلف شده در انباره و سامانه وارونگر، خنک کاری به وسیله هوا مؤثر نیست و ناگزیر به کمک آب صورت می گیرد. در این تحقیق، سمند، خودروی بنزین سوز ساخت شرکت ایران خودرو به خودروی برقی تبدیل می شود. سامانه خنک کاری به روش های عددی شبیه سازی و ثابت می شود که با استفاده از سامانه مدیریتی جدید، مبدل سمند بنزین سوز که با استفاده از نتایج تجربی شبیه سازی شده، با اعمال پاره ای تغییرات، قابل استفاده برای خنک کاری سمند برقی است. به کمک الگوی عددی، متغیرهایی مانند سرعت تلمبه، سرعت پنکه مبدل، قطر لوله ها، مشخصات مبدل وارونگر، چیدمان اجزاء و... تعیین می شود. در نهایت، بهترین چیدمان مدار خنک کاری از سه حالت پیشنهادی انتخاب می شود.

در این مقاله، با توجه به این که استفاده از پرخوران در موتورهای احتراق داخلی می تواند یکی از راهبردهای موتورهای درون سوز در آینده باشد، به پیش بینی عملکرد توربین گازی جریان شعاعی دو ورودی یک پرخوران، در حالت دائمی و در شرایط ورودی کامل و جزیی پرداخته شده است. بررسی تجربی با استفاده از امکانات و تجهیزات ویژه ای برای آزمایش توربین شعاعی دو ورودی، در شرایط ورودی کامل و جزیی و برای گستره وسیعی از سرعت ها انجام گرفته است. روش تحلیل عددی بر اساس الگوسازی تک بعدی جریان و ضرایب افت تجربی اجزاء مختلف توربین است که برای شرایط ورودی جزئی توسعه داده شده است. مقایسه بین نتایج تجربی و الگوسازی، تطابق و هماهنگی بسیار خوبی را نشان می دهد. نکته جالب توجه در نتایج، وقوع بازده بیشینه توربین دو ورودی در شرایط ورودی جزئی و هنگامی است که شار جرمی سمت پوسته از سمت پایه بیشتر است.

در موتورهای اشتعال جرقه ای بنزینی جدید، سوخت از افشانه، مستقیما به درون استوانه پاشیده می شود. شکل گیری مخلوط سوخت و هوا در داخل استوانه این گونه موتورها، امکان خوبی برای کاهش مصرف ویژه سوخت و گازهای آلاینده به دست می دهد. مدت زمان کوتاه پاشش سوخت و پخش شدن آن به علاوه پیچیدگی دینامیک سیال در گستره وسیعی از سرعت و بارگذاری موتور باعث تفاوت اساسی در شکل گیری مخلوط سوخت، هوا و احتراق نسبت به حالت تزریق سوخت در چندراهه ورودی یا پس از سوخت آما می شود. در این تحقیق روشی برای الگو سازی شکل گیری مخلوط سوخت و هوا با ترکیب کردن مؤلفه های شکل گیری مخلوط نظیر فشار سوخت، زمان پاشش، سرعت پاشش و محل قرارگرفتن افشانه ارائه و بسط داده شده است. این تحلیل از لحظه پاشش سوخت شروع و تا نقطه مکث بالا در فرآیند تراکم ادامه دارد. توزیع قطرات پاشیده شده، توزیعی معلوم فرض شده و به جزییات نحوه شکل گیری قطرات پرداخته نمی شود. تشکیل مخلوط داخلی برای استوانه موتور خودرو و با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی الگو سازی می شود. برای شبیه سازی فرآیند نفوذ افشانه سوخت در داخل محفظه احتراق و در ادامه، فرآیند اختلاط آن با هوا که فرآیندی وابسته به زمان است از الگوی شبکه ای قابل تغییر و انعطاف پذیراستفاده شده است.

در این مقاله نتایج شبیه سازی موتورهای اشتعال جرقه ای و پیش بینی عامل های عملکردی موتور و آلاینده های حاصل از آن ارائه شده است. شبیه سازی فرآیندهای مکش و تخلیه به روش پر و خالی شدن و فرآیند احتراق به صورت شبه دومنطقه ای (منطقه سوخته و نسوخته) صورت گرفته است. همچنین از قانون بقای جرم، قانون اول ترمودینامیک، معادله انرژی و قانون گازهای کامل نیز برای محاسبه متغیرهای ترمودینامیکی در پایان هر گام محاسباتی استفاده شده است. در انتها، نتایج عددی الگوسازی با نتایج تجربی موتور پراید مقایسه شده اند که از توافق خوبی برخوردار است.