فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 27 (تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/04/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد آزادی، غلامحسین فرهی، فرشاد زاهدی صفحه 3
    در این مقاله، یک معادله جدید پیش بینی عمر خستگی کم بسامد برای همبسته منیزیم، ارائه شده و به منظور تدوین آن، از نتایج آزمون خستگی کم بسامد روی نمونه های منیزیمی استفاده شده است. در این راستا، روش انرژی (در نظر گرفتن اثر تنش و اثر کرنش) بکار گرفته شده است. این معادله در مقایسه با دیگر نظریه های متداول موجود، از متغیرهای مادی کمتری برخوردار است و دارای دقت مناسب تری می باشد؛ چراکه در روش انرژی، از معادله عمر- انرژی کرنش پلاستیک که معادل با ضرب همزمان عددهای تنش و کرنش پلاستیک می باشد، استفاده می شود. همچنین، اثر تنش میانگین به صورت یک ضریب تصحیح در معادله پیش بینی عمر خستگی اعمال شده است. نتایج حاصل از معادله، تطابق خوبی را با نتایج آزمون نشان می دهد. در انتهای این مقاله، به یک مثال کاربردی شامل تحلیل خستگی کم بسامد بستار در یک موتور دیزل که از همبسته منیزیم ساخته شده است، پرداخته شده و سپس، بر اساس معادله ارائه شده، عمر خستگی آن پیش بینی گردیده است.
    کلیدواژگان: خستگی کم بسامد، معادله پیش بینی عمر، همبسته منیزیم، روش انرژی، بستار
  • سید محمد جعفری، حمید مهدیقلی، مهدی بهزاد صفحه 11
    هدف از این مقاله، تشخیص خرابی دریچه در اثر عیوب مختلف با استفاده از روش انتشار صدا است. در این مقاله، سه عیب لقی، ترک خوردگی و لب-پریدگی دریچه در موتور احتراق داخلی بررسی می شود. این عیوب در دریچه های مختلف دود و هوا در استوانه های مختلف بررسی خواهند شد. آزمون ها روی بستار موتوری چهار استوانه انجام می شوند. روش آزمایش ها به طور خلاصه بدین شرح است که کف بستار بسته می شود و هوای فشرده از راه شمع به داخل محفظه احتراق فرستاده می شود. علامت های انتشار صدا به سبب نشتی و خرابی دریچه، به توسط چهار حسگر انتشار صدا دریافت می شوند. بر اساس نتایج مشاهده می شود که روش انتشار صدا توانایی بسیار بزرگی در تشخیص حالت سالم و معیوب در هر دو حوزه زمان و بسامد دارد. در ادامه برای تشخیص عیوب از یک شبکه مصنوعی عصبی به عنوان سامانه خبره استفاده می شود. این شبکه می تواند بخوبی عیوب مختلف را تشخیص دهد و حتی در عیب های مشابه در دریچه های مختلف، بازده بزرگی دارد.
    کلیدواژگان: دریچه معیوب، انتشار صدا، موتور احتراق داخلی، نشتی دریچه، شبکه عصبی مصنوعی
  • مسعود علیرمضانی، ایمان چیت ساز صفحه 23
    در این مقاله، تاثیر کسر مولی اجزا و نحوه توزیع مخلوط متان- هیدروژن بر عملکرد موتور اشتعال جرقه ای مطالعه شده است. این توزیع شامل فرآیند تغذیه لایه ای مخلوط در حالت رقیق سوز می باشد. مقادیر پیش بینی شده برای سوخت گاز طبیعی با نتایج تجربی با دقت قابل قبولی صحه گذاری شده اند. سپس عملکرد موتور برای مخلوط متان- هیدروژن پیش بینی شده است. کسرهای مولی هیدروژن از 0 تا 45% در شبیه سازی استفاده شده اند. نتایج نشان دهنده تاثیر مثبت فرآیند تغذیه لایه ای مخلوط جزئی بر عملکرد موتور در کسرهای مولی مختلف هیدروژن است. انعطاف پذیری الگو امکان بهره گیری از آن را در بازه گسترده ای از توزیع هوا و سوخت درون استوانه فراهم کرده است. بر اساس نتایج، افزایش کسر مولی هیدروژن تاثیر بهره گیری از سامانه تغذیه لایه ای مخلوط را بیشتر می نماید.
    کلیدواژگان: مخلوط هیدروژن، متان، موتور اشتعال جرقه ای رقیق سوز، تغذیه لایه ای مخلوط، الگوی ترمودینامیکی، پیش روی غیرکروی شعله
  • محمد مومنی موحد، حسن بصیرت تبریزی، سید مصطفی میرسلیم، محمود جمالی صفحه 33
    تنظیم زمان جرقه در شرائط مرزی وقوع کوبش، برای دستیابی به بیشینه بازده حرارتی و همچنین محافظت از قطعات، هدف اصلی این مقاله می باشد. در رایانه موتورهای امروزی، امکان مهار وقوع کوبش با استفاده از اطلاعات حسگر کوبش وجود دارد. مهمترین مشکل استفاده از حسگر کوبش این است که در این روش امکان پیش بینی وقوع کوبش و شدت آن توسط رایانه موتور تا قبل از وقوع کوبش وجود ندارد. در این مقاله، الگویی برای پیش بینی کوبش و تعیین زمان جرقه مرزی آن در شرائط کاری گوناگون موتور ارائه شده است. این شرائط کاری به عنوان ورودی های الگو، توسط حسگرهای موتور و یا با شبیه سازی در رایانه موتور تشخیص داده می شوند. در الگوی ارائه شده، اثر متغیرهای دور و بار نسبی موتور، دمای چند راهه هوا و دمای آب خنک کاری در وقوع کوبش در نظر گرفته شده است. زمان جرقه معادل شرائط مرزی کوبش در ترکیبهای مختلف این عوامل، خروجی اصلی الگوی نهایی است. مقایسه زمان جرقه خروجی الگوی ارائه شده با نتایج آزمون در یک موتور پرخوران بنزینی، دقت خوب الگوی ارائه شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، کوبش، زمان جرقه، موتور پرخوران اشتعال جرقه ای
  • مصطفی کیانی ده کیانی، برات قبادیان، فتح الله امی، غلامحسن نجفی صفحه 47
    در این مقاله، الگونمایی برای پیش بینی متغیرهای عملکردی و آلاینده-های یک موتور اشتعال جرقه ای با استفاده روش وراثت ارائه گردیده است. موتوری چهار استوانه با مخلوط های بیواتانول- بنزین برای بدست آوردن داده های لازم در آموزش و ارزیابی روش وراثت استفاده شد. ابتدا سوخت بنزین خالص با مقدار های مختلف بیواتانول (0، 5، 10، 15 و 20%) مخلوط گردید. سپس، توان ترمزی، گشتاور و آلاینده ها (CO، CO2، HC و NOX) در بارها و سرعت های مختلف آن اندازه گیری شد. نتایج تجربی نشان داد که با افزایش مقدار بیواتانول در مخلوط های سوخت، آلاینده های CO و HC کاهش، و توان ترمزی، گشتاور، CO2 و NOX افزایش یافت. بررسی های زیادی با استفاده از الگوی روش وراثت انجام شد و عملکرد معادلات حاصل، ارزیابی شد. براساس متغیرهای آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تشخیص (R2) مناسب ترین معادله انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد که با روش وراثت،بخوبی می توان آلاینده های موتور را پیش-بینی نمود.
    کلیدواژگان: موتور اشتعال جرقه ای، مخلوط های بیواتانول، بنزین، روش وراثت چندژنی
  • مقداد یوسف زاده، محمود فاضل نجف آبادی صفحه 59
    در این تحقیق به اتصال سرامیک- فلز پرداخته شد. نمونه های آلومینایی و مسی با نانو همبسته لحیم Ag-Cu-Sn-Zr در دمای 1050 درجه سانتیگراد و زمان نگهداری 20 دقیقه درون کوره با اتمسفر هوا به هم متصل شدند. پس از بریدن عرضی نمونه و بررسی میکروسکوپی مشخص شد که نمونه متصل شده به توسط همبسته لحیم با عنصر فعال زیرکونیم کاملا بی عیب بوده و ناحیه اتصال پیوسته و بدون ترک است. عنصر فعال زیرکونیم با سطح سرامیک واکنش داد و روی سطح پوششی فلزی ایجاد کرد. در نتیجه اختلاف ضریب انبساط حرارتی بین فلز و سرامیک کاهش یافت و تنش های حرارتی کم شد و ترکی ایجاد نگردید. استحکام برشی اتصال 37/18 مگاپاسکال اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: لحیم کاری سخت، سرامیک، فلز، همبسته پرکننده، زیرکونیم، موتور
|
  • M. Azadi, G.H. Farrahi, F. Zahedi Page 3
    In the present paper، a new low cycle fatigue lifetime prediction model for magnesium alloy is presented and low cycle fatigue experimental results of magnesium specimens were used to achieve this target. In such this case، an energy approach was applied to consider both stress and strain effects. This model had less material constants in comparison to other classical theories and had higher accuracy، since in the energy method، a plastic energy-lifetime relation was used، in which the plastic strain energy was equal to a multiple of plastic strain and stress numbers. In addition، the effect of the mean stress was considered in the fatigue lifetime prediction model by using a correction factor. Results of mentioned model demonstrated a proper agreement to experiments. At last، an applicable example was presented including a low cycle fatigue analysis of a diesel engine cylinder head، made of magnesium alloy، by using presented lifetime prediction model.
    Keywords: Low cycle fatigue, Fatigue lifetime prediction, Magnesium alloy, Energy approach, Cylinder head
  • S.M. Jafari, H. Mehdigholi, M. Behzad Page 11
    The purpose of this paper is the valve failure detection due to different faults by the acoustic emission method. Three fault types (the clearance، the semi-crack and the notch) were investigated. These faults would be examined on different exhaust and intake valves. Tests were done on a cylinder head of a four-cylinder spark ignited engine. The test procedure in brief was that the bottom of the cylinder head was closed and the pressurized air was interred through the spark plug location into the combustion chamber. Produced signals due to the leakage and the damage in valves were recorded by four sensors. Measured results from experiments showed that the acoustic emission could be an effective method to detect the healthy and faulty valves in both time and frequency domains. An artificial neural network was used in an expert system for the valve fault diagnosis. This technique could recognize different faults properly; even for the same fault type in various valves، has a high accuracy.
    Keywords: Faulty valve, Acoustic emission, Internal combustion engine, Valve leakage, Artificial neural network
  • M. Aliramezani, I. Chitsaz Page 23
    The effect of the Hydrogen mole fraction and the air-fuel distribution of the Hydrogen-methane blend on the SI engine performance is studied in the present work. Presented model was validated with experimental data for the natural gas at the lean condition and was generalized to predict the engine performance for hydrogen-methane blends for a variety of hydrogen contents. Results showed that the charge stratification improved the engine performance by increasing the indicated mean effective pressure and decreasing the specific fuel consumption. The effect of the hydrogen mole fraction was also investigated. Results indicated that increasing mole fraction of the hydrogen content would improve the stratification effect on the engine performance. An advantage of presented model was its flexibility and simplicity that made it possible to investigate several effects، such as the mixture distribution and fuel constituents on the engine performance more practical than other types of the simulation.
    Keywords: Hydrogen, methane blend, Stratified charge, Lean burn, Thermodynamic model, Flame progress
  • M. Momeni Movahed, H. Basirat Tabrizi, S.M. Mirsalim, M. Jamali Page 33
    The component protection and the thermal efficiency increase are main targets of controlling ignition timing on the knock borderline. The closed-loop knock control is possible with the data analysis، obtained from the knock sensor. However، in this method، the knock prediction and the knock intensity determination are not possible before the knock occurrence. A model to predict the knock and determine its borderline ignition timing، in different engine operating conditions، is presented in this study. These operating conditions، as inputs to the model، were detected using engine sensors'' signals or by simulations in the engine control unit. The effect of the engine speed، the load، the temperature and the intake manifold temperature on the knock occurrence were considered in presented model. The output of the model was knock borderline ignition timing in different combinations of mentioned variables. Experimental results from a modern gasoline turbocharged engine were used to validate the model. Estimated ignition timing from the model was in very good agreement with the experimentally measured knock borderline.
    Keywords: Modeling, Knock, Spark advance, Turbocharged spark ignition engine
  • M. Kiani Deh Kiani, B. Ghobadian, F. Ommi, G. Najafi Page 47
    In this paper، a model is described to predict performance parameters and emissions of a spark ignition (SI) engine using genetic programming (GP). To acquire data for training and testing of proposed GP، a four-cylinder engine was fueled with ethanol-gasoline fuel blends. The pure gasoline fuel was blended with various percentages of bioethanol (0، 5، 10، 15 and 20%)، and the engine brake power، the torque and exhaust emissions (CO، HC، CO2 and NOX) were measured at different engine speeds and loads. Experimental results showed that as the ratio of the ethanol fuel was increased in the blend، CO and HC emissions were decreased but the brake power، the torque، CO2 and NOX were increased. Numerous runs were performed with the GP model and the performance of developed equations was evaluated. Optimum models were selected according to statistical criteria of the root mean square error (RMSE) and the coefficient of determination (R2). Simulation results demonstrated that the GP model was a powerful tool to predict engine pollutant emissions.
    Keywords: SI engine, Bioethanol, gasoline blends, Multi, gene genetic programming
  • M. Yousefzadeh, M. Fazel Najafabadi Page 59
    This study discusses about the ceramic-metal joint. Alumina and copper samples with the Ag-Cu-Sn-Zr nano filler at 1050°C of the temperature and 20 minutes of the holding time had been jointed in the furnace. The cross-cutting and the microscopic examination of the sample showed that the sample was joined by the filler with the active zirconium. It was absolutely spotless and the joint region was continuous. The active zirconium reacted with the surface of the ceramic and helped it being metallized. Thus، the difference of the coefficient expansion between the metal and the ceramic and also thermal stresses reduced، and there was no crack. The shear strength of the joint was measured as 18. 37 (MPa).
    Keywords: Brazing, Ceramic, Metal, Filler, Zirconium, Engine