فهرست مطالب

تحقیقات موتور - پیاپی 19 (تابستان 1389)

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 19 (تابستان 1389)

  • بهای روی جلد: 40,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی احمدی صفحه 1
    خرابی های ناشی از اصطکاک در یاتاقان یکی از عمده ترین عوامل از کار افتادن ماشین آلات از جمله موتور می باشد. تشخیص به موقع این نوع خرابی می تواند در کاهش هزینه های تعمیرات و نیز جلوگیری از توقف پیش بینی نشده موثر واقع گردد. استفاده از روش نشر فرا آوایی به علت حساسیت بالایی که دارد، در پایش وضعیت ماشین آلات مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق با استفاده از مجموعه آزمایش، فرآیند اصطکاک شبیه سازی شده و در عین حال نشر فرا آوایی ناشی از آن مورد بررسی قرار گرفته است تا مکانیسم های اثر گذار بر تولید سیگنال نشر فرا آوایی مورد شناسایی قرار گیرند. نتایج نشان می دهد که با بروز خرابی در سطح، شکل موج سیگنال تغییر کرده و می توان شروع فرآیند تخریب را در همان مراحل ابتدایی تشخیص داد. علاوه بر این عواملی چون جنس فلز، سرعت حرکت، نیروی اصطکاک و روانکار، که بر تشکیل خرابی موثر هستند، روی سیگنال نشر نیز تاثیر می گذارند و می توان با پایش و تجزیه و تحلیل آنها وضعیت اصطکاک را مورد ارزیابی قرار داد.
    کلیدواژگان: نشر فرا آوایی، اصطکاک، یاتاقان، پایش وضعیت
  • دینا علیزاده، حجت احمدی صفحه 9
    هر مجموعه صنعتی بدون داشتن برنامه نگهداری از تجهیزات خسارتهای جبران نشدنی را متحمل می شود. هزینه های خرید قطعات یدکی و تعمیرات از یک طرف و کاهش درآمد مجموعه به واسطه متوقف شدن دستگاه برای تعمیر، از طرف دیگر مانع بزرگی برای پیشرفت و توسعه شرکتها خواهد بود. امروزه بکارگیری فنآوری مراقبت از وضعیت (CM) از طریق تحلیل روغن، به عنوان روشی مؤثر در تشخیص فرسایشهای غیر عادی یا عیوب تجهیزات و سامانه های مکانیکی شناخته می شود. در این تحقیق سعی شده است علاوه بر تبیین جایگاه مراقبت وضعیت از طریق تحلیل روغن در یک نظام نگهداری و تعمیرات، اطلاعات لازم جهت عملیاتی نمودن یک برنامه مؤثر CM تامین شود. بدین ترتیب با داشتن منابع اطلاعاتی مناسب، به بررسی رفتار فرسایشی موتورهای دیزل پرداخته شده است. موارد مورد مطالعه در تحلیل روغن عبارتند از: آهن، آلومینیوم، کروم، سرب، مس، سیلیس، گرانروی، درشتی ذرات آهنی، عدد قلیایی و آلودگی آب. داده های موتور کامیون بنز 2628 به عنوان نمونه، مورد تحلیل قرار گرفته است. یافته های این مطالعه نشان دهنده الگوی خاصی متناسب با مؤلفه های روغن می باشد که می توان با بکار گرفتن منطق فازی و ایجاد یک سلسله از قوانین فازی پی به وجود این الگو برد. سپس با بهره گرفتن از این برنامه فازی به تشخیص و پیش بینی عیوب در موتور دیزل پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: نگهداری و تعمیرات، مراقبت از وضعیت، تحلیل روغن، منطق فازی
  • بهمن نجفی، محمد خانی صفحه 19
    در این تحقیق فرآیند احتراق سوخت بیودیزل و مخلوط های آن با گازوئیل با استفاده از یک مدل ترمودینامیکی، در یک موتور دیزل پاشش مستقیم در محیط نرم افزاری Visual C، شبیه سازی گردید. برای اعتبار سنجی مدل، مخلوط های مختلف بیودیزل و گازوئیل (B00، B20،B40، B60، B80 و B100) در دور کاری موتور rpm1400 و در بار کامل (Full Load) به صورت تجربی بر روی موتور MT4-244 مورد آزمون قرار گرفت. نرخ آزادسازی حرارت توسط تابع وایب دوتایی و نرخ انتقال حرارت با مدل تجربی وشنی (Woschni) پیش بینی گردید. گرماهای ویژه ترکیبهای موجود در سوخت بیودیزل (اتیل استئارات، اتیل پالمیتات، اتیل اولئات و اتیل لینولئات) از طریق محاسبات شیمی کوانتومی و با استفاده از نرم افزارGaussian 98 و Gaussian 03 در محدوده دمایی محفظه احتراق موتور تخمین زده شد. نتایج نظری و تجربی نرخ آزادسازی حرارت و همچنین فشار داخل سیلندر با یکدیگر مقایسه و توافق خوبی بین آنها مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: بیودیزل، شبیه سازی عددی، مدل تک منطقه ای، تابع وایب دوتایی، آزادسازی حرارت
  • محمدحسن شجاعی فرد، روح الله طالبی، مائده امیرپور ملا صفحه 29
    یکی از مسایل موجود در مجموعه مکش هوای موتور ایجاد صدا در مجرای مجموعه مکش می باشد. تحلیل انرژی آماری مناسب ترین روش برای تحلیل رفتار ارتعاشاتی- صوتی سازه ها در محدوده بسامد بالا است. به کمک این روش می توان سطح فشار صوت و پاسخ های ارتعاشی را پیش بینی کرد.
    در این مقاله، ابتدا مدل کامل مجموعه مکش هوای موتور یک خودرو با استفاده از روش تحلیل انرژی آماری مدل سازی می گردد. در این مدل با ایجاد زیرمجموعه های مناسب و اعمال تحریک های مربوطه، افت انتقال صوت مجموعه مکش هوای موتور در محدوده بسامد بالا محاسبه می شود. جهت بررسی صحت مدل سازی، یک مدل ساده از مجرای هوا با استفاده از روش تحلیل انرژی آماری در نرم افزار AutoSEA تحلیل گردیده و نتایج حاصل با نتایج حل تحلیلی مقایسه می شوند. در ادامه، نتایج بدست آمده از مجموعه مکش هوای موتور با داده های تجربی مقایسه شده و در محدوده بسامد بالا صحه گذاری می گردند. سپس، به بررسی اثرات استفاده از مواد متخلخل بر روی افت انتقال صوت مجموعه پرداخته می شود. نتایج نشان می دهند که استفاده از این مواد اثرهای مطلوبی در افزایش افت انتقال صوت موتور خواهند گذاشت. در نهایت، به مطالعه و بررسی اثرهای ضخامت و جنس این نوع مواد در افزایش افت انتقال صوت پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: تحلیل انرژی آماری، مواد متخلخل، مجموعه مکش هوای موتور، افت انتقال صوت، نرم افزار AutoSEA
  • محمد علی احترام، حسن بصیرت تبریزی، مهدی احمدی، سید وحید حسینی، سید مصطفی میرسلیم صفحه 38
    این پژوهش به بررسی تجربی تاثیر افشانه روغن خنک کن سمبه در میزان قطرات روغن آلاینده در گازهای نشتی موجود در محفظه لنگ می پردازد.با توجه به اینکه گازهای موجود در محفظه لنگ به موتور باز گردانده می شود، همواره مقداری میزانی روغن نیز همراه با آن وارد موتور شده و سبب تولید آلایندگی می شود. برای انجام آزمون از موتور ملی در حالت موتور گردانی استفاده شده است. دما و فشار روغن و آب توسط تلمبه ی خارجی پایش می شود. نتایج نشان دهنده افزایش قطرات روغن در دبی ثابت افشانه خنک کن با افزایش سرعت دورانی موتور است.در عین حال با افزایش سرعت موتور قطرات ریزتر نیز می شوند. در این پژوهش میزان قطرات روغن موجود در گاز های محفظه لنگ که توسط افشانه تولید شده، در 4000ددد حداقل 0.25 گرم بر ساعت است که از لحاظ معیار های آلایندگی جدید مانند اروپا 5 مهم است و باید در طراحی موتور های جدید در نظر گرفته شود.برای اندازه گیری قطرات از صافی های از جنس الیاف شیشه با ضریب عبور مختلف و روش وزنی با دقت 0.001 گرم استفاده شده است. همچنین تاثیر ترتیب قرار گیری این صافی ها برای تخمین قطر قطرات نیز بررسی شده است.
  • سید علیرضا خباز، رحیم خوشبختی سرای صفحه 49
    موتورهای دیزل پاشش مستقیم (D.I.) بطور گسترده ای در کاربرد های خودرو و صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. با سخت تر شدن استاندارهای آلایندگی و تمایل به ساختن موتورهایی با بازده بالاتر، درک بهتر فرآیند احتراق این موتورها ضروری است تا بتوان گام بعدی را در بهینه کردن طراحی موتور برای کاهش آلایندگی و بهبود کارکرد موتور برداشت. یکی از پارامترهایی که امروزه نقش مهمی در عملکرد موتور و بهبود احتراق دارد، فشار پاشش سوخت می باشد. در سال های اخیر کدهای کامپیوتری با موفقیت جهت شبیه سازی سه بعدی احتراق در موتورهای احتراق داخلی به کار گرفته شده است. این مطالعه به بررسی تئوری اثرات فشار پاشش سوخت بر عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزل چهار سیلندر پاشش مستقیم مجهز به توربوشارژر در قالب یک شبیه سازی عددی توسط یک کد CFD، AVL-FIRE، می پردازد. به منظور ارزیابی نتایج بدست آمده، ابتدا موتور مورد بررسی در نرم افزار Fire شبیه سازی شده و با نتایج حاصل شده از آزمایشات تجربی اعتبار دهی می شود و سپس فشار پاشش تغییر داده می شود. در این تحقیق، فشار پاشش سوخت از bar 275 تا bar 1000، با ثابت نگه داشتن میزان مصرف سوخت تغییر داده می شود. در نهایت با تغییر زمان و طول پاشش نقطه بهینه از لحاظ آلایندگی مشخص می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش فشار پاشش سوخت، میزان آلاینده NOx تا حد زیادی افزایش و آلاینده PM در حدود 50% کاهش می یابد. همچنین، در ازای این تغییرات، راندمان موتور در حدود %12 افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: فشار پاشش، طول و زمان پاشش، آلاینده های موتور دیزل، عملکرد موتور دیزل
  • رامین مهدی پور، محسن نازک تبار، زهرا بنی عامریان، سیروس آقانجفی صفحه 64
    تخمین مناسب انتقال حرارت و توزیع دما در موتور به منظور بررسی تنشهای حرارتی و محاسبه عملکرد موتور امری ضروری است و مستلزم مدل سازی دقیق راهگاه خنک کاری می باشد. عبور سیال با دمای کم تر از دمای جوش در مجاورت دیواره گرم، باعث ایجاد پدیده جوشش حبابی سرد می گردد. صرف نظر نمودن از این پدیده در روند مدل سازی، باعث ایجاد خطای قابل توجهی در محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی دیواره می شود. در این مقاله تلاش شده است مدل های عددی برای مدل سازی انتقال حرارت در راهگاه خنک کاری موتور احتراقی معرفی و عملکرد آنها بررسی شوند. سپس مشخص می شود که هر مدل با چه تقریبی و مناسب برای کدامیک از مراحل طراحی موتور می باشد. در این مقاله به کمک تغییراتی در رابطه تجربی Foster–Zuber، روش ضریب جابجایی پایه مطرح می شود. ایده مطرح شده در این روش منجر به کاهش حجم محاسبات تعیین ضریب جابجایی و در نتیجه افزایش سرعت محاسبه انتقال حرارت و تنش می گردد. از نقاط قوت این مدل در نظر گرفتن اثر جوشش در ضریب جابجایی است. در نهایت نشان داده می شود که مدل ارائه شده جهت استفاده در مرحله طراحی دقیق، از دقت مناسبی برخوردار است. روش معرفی شده برای هندسه مجرای خنک کاری موتور ملی EF7 استفاده شده و ضریب جابجایی و نواحی جوشش جریان بدست آمده است.
    کلیدواژگان: جوشش، انتقال حرارت، موتور، راهگاه خنک کاری
|
  • M. Ahmadi Page 1
    Frictional damage in bearing is the leading cause of shutdown for industrial machineries including car engines. Early detection of this kind of damage may reduce maintenance costs and prevent unpredicted shutdown. Recently, researchers have been interested in using acoustic emission method, due to its high sensitivity, for condition monitoring of working machineries. In this study, the friction process is simulated by an experimental setup and its acoustic emissions have been analyzed to recognize which mechanisms affecton the acoustic emission signals. The results show that the signal waveforms varies greatly with initiation of damage in the frictional surfaces hence, damage process can be detected as early as it begins. In addition, the parameters affecting on friction, such as surface material, moving speed, frictional force, and lack of lubricant have sensible effect on the emission signals, so that, the frictional condition can be evaluated by monitoring and analyzing the signal waveforms.
  • D. Alizadeh, H. Ahmadi Page 9
    Every industrial company will confront unforeseen and high expenses if there is not a plan for machinery maintenance. In such cases, spare part expenses and outcome decrease due to machinery stop are two main obstacles which hinder a company’s progress. Today, condition monitoring technology via oil analysis has been known as an effective method in determining abnormal wear or faults in instruments and mechanical systems. In this study, condition monitoring via oil analysis as a aintenance procedure as well as a method for applying this way in an affective CM plan have been introduced. Thus, wear pattern in diesel engine has been studied. A logical relation among engine state and wear particles such as Fe, Al, Cr, Pb, Cu, Si, Vis40, PQ, TBN and water contamination in oil analysis report will be drawn. As a sample, oil analysis reports of a Benz 2628 vehicle have been analyzed. Recognizing the logical relation between oil analysis report and engine part failures can be written in the form of fuzzy rules such as an expert knowledge.Finally, diesel engine failures will be predicted by this fuzzy program.
  • B. Najafi, M. Khani Page 19
    At this study combustion process of biodiesel and diesel blending was simulated with a thermodynamic model in a direct injection diesel engine. Different mixtures of biodiesel and diesel (B00, B20, B40, B60, B80 and B100) examined at maximum torque revolution and at full load on engine. Heat release rate simulated via double wieb’s function and heat transfer rate via experimental woschni model. Specific heats of biodiesel compounds (ethyl stearate, ethyl palmitate, ethyl oleate and ethyl linoleate) are determinedat confine of temperature of combustion chamber by means of quantum chemistry calculations and using the Gaussian 98 and Gaussian 03 softwares. Theoretical and experimental results for heat release rate and heat transfer rate was compared and was observed a good agreement between its.
  • M.H. Shojaeefard, R. Talebi, M. Amirpour Molla Page 29
    There is a main problem that the noise generated in air intake system may be disgusting. Statistical energy analysis is a suitable method for acoustical - vibration analysis of structures in high frequency range. In this paper, the air intake system of an engine compartment is modeled using SEA. The transmission loss through the intake duct is calculated with importing CAD model and creating subsystems at high frequency range. In order to verify the results, a simple model of double walled cylindrical shell is modeled in Auto- SEA, and the results are compared with those of analytical ones. In addition, comparing the results of fully modeled of intake systems with experimental data available shows a good accuracy of results especially in high frequency range. Furthermore, the influence of inserting porous material is studied. Finally, the influence of some other parameters such as the thickness of the porous layers on the transmission loss of thesystem is investigated.
  • M.A. Ehteram, S.V. Hosseini, H.B. Tabrizi, S.M. Mirsalim, M. Ahmadi Page 38
    This study, investigate on the effects of piston cooling jet on the amount pollutant oil drops in engine blow-by using empirical methods. Considering that crankcase gases returned to the engine, always some oil drops are carried into the engine and increase the pollution. The tests are down using EF7 engine in motoring condition. Temperature and pressure of oil and water are controlled using external sensors and actuators. Results indicate that produced oil droplets increase with increasing engine speed. Also, the drops size decrease with increasing engine speed and oil flow rate. According to the test results, the amount of produced oil drops in the crankcase in 4000 rpm is at least 0.25 gram/Hr. This value is important according to EU5 pollutant regulation. To measure the drops glass micro fiber with different retention value are used and weigh with 0.001 gram precision. Also the best arrangement for the estimate the changing of droplet size has been investigated.
  • S. A. Khabbaz, R. Khoshbakhti Saray Page 49
    DI diesel engine is widely used in different automobile and industrial usages. With tightening of Diesel emission regulations and tending to making high efficiency engines, it is essential to understand these engines better because of the improving of engine design to reduce emissions and to improve performance of engine. One of the factors that play a significant role for engine performance obtaining treatment of combustion isinjection pressure. CFD codes programs have been used recently to simulate I.C. engines.This study investigates theoretically the effects of injection pressure on exhaust emissions and performance in a four cylinder DI diesel engine that has been equipped with turbocharger by AVL-FIRE. In order to validating the results, first, the engine is simulated and after that the results are compared with experimental results and then,injection pressure is changed. In this study, injection pressure is changed between 250bar and 1000bar while fuel consumption is kept fix. At the end, with changing duration and time injection, optimized point is recognized. The results show that by increasing the injection pressure, NOx emission is severely increased and PM emission is decreased about 50% and also the efficiency of engine is increased about 12%.
  • R. Mehdipour, Z. Baniamerian, M. Nazaktabar, C. Aghanajafi Page 64
    Heat transfer in the engine should be simulated to have a good estimation of emperature distribution in the engine and therefore control thermal stresses and the engine performance. Heat transfer simulation is obtainable through accurate modeling of cooling passages of the engine. Subcooled boiling is usually occurred in the cooling passages. Ignoring this phenomenon in the modeling procedure results in a considerableerror in estimation of heat transfer coefficient at the wall. In the present study numerical models for simulation of heat transfer in cooling passages of combustion engines are introduced and evaluated. The models, appropriate for simulation of each stage, are then explained and their precision will be calculated. In this study the method of principal convective heat transfer is introduced by exerting some modifications on the empirical correlation of Foster-Zuber. The proposed method in this study results in a significant zecrease in amount of calculations and therefore increases the rate of calculation of heat transfer and thermal stresses. One of the significance of this model is consideration of boiling effects in the heat transfer coefficient.The proposed model is employed for simulation of heat transfer in cooling passages of the “EF7”engine to calculate heat transfer coefficient and boiling zones and then proved to have a good precision.