فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 29 (زمستان 1391)

  • بهای روی جلد: 40,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1391/12/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا همت خانلو، آرش محمدی، سیدعلی جزایری، محمود یعقوبی صفحه 3
    انتقال حرارت تاثیر مهمی بر طراحی مفهومی و جزئیات طراحی سامانه خنک کاری موتور احتراقداخلی و عملکرد آن دارد. در بحث طراحی نحوه انتقال حرارت نقاط داغ بستار، یکی از راه ها گذرهوشمندانه از جریان تک حالت جابجایی به جوشش مادون سرد است. بدین منظور لازم است تاجزییات جریان و انتقال حرارت در محدوده وسیعی از کارکرد موتور دانسته شوند. راهکار موثر برایتحلیل حرارتی موتورهای احتراق داخلی، شبیه سازی آنها با روش دینامیک سیالات محاسباتی بههمراه شبیه سازی جوشش است. در این مقاله راهگاه های سیال خنک کننده موتور ملی پرخوران بانرم افزار AVL-FIRE برای بررسی اثرات جوشش شبیه سازی شد. اعتبارسنجی شبیه سازی بامقایسه نتایج دو شبیه سازی رایج چن و BDL با نتایج تجربی جوشش مادون سرد داخل مجرایافقی انجام شد. این مقایسه نشان می دهد که شبیه سازی چن تطابق بیشتری با نتایج تجربی دارد.
    لذا جوشش تک حالت در راهگاه آب موتور با روش چن شبیه سازی شد. نتایج این قسمت ارائهکمیت های فشار، سرعت و ضریب انتقال حرارت)با و بدون فرض جوشش(در شبیه سازی است.
    نتایج قبل نشان می دهند که ضریب انتقال حرارت با در نظرگرفتن جوشش در نقاط بحرانی موتوربشدت افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: راهگاه آب، جوشش مادون سرد، موتور ملی پرخوران، ضریب انتقال حرارت، شبیه سازی
  • زینب شعبانی، شاهین رفیعی، برات قبادیان، حجت احمدی صفحه 15
    سوخت های گیاهی تجدیدپذیر و پاک به عنوان مناسب ترین جایگزین سوخت های سنگواره ایشناخته شده اند. سوخت های گیاهی، پایه گیاهی یا حیوانی دارند و در حین سوختن آلودگی بسیارکمتری را نسبت به سوخت های سنگواره ای تولید می کنند. تحقیقات بسیاری بر روی استفاده ازمخلوط های مختلف سوخت زیستی و دیزل در موتور دیزل انجام شده است. در این تحقیق ازمخلوط سوخت زیستی، دیزل و اتانول در موتور تراکتور مسی فرگوسن 322 استفاده شد و توان ومصرف سوخت ویژه موتور بررسی شد. از روش رویه پاسخ به منظور بررسی تاثیر سوخت زیستی%91 1 (، اتانول) 1 9 %(و سرعت موتور) 9211 9191 دور در دقیقه(بر توان تولیدی موتور و - - - (مصرف سوخت ویژه و بهینه سازی فرآیند استفاده شد. بر اساس نتایج، سرعت موتور موثرترینعامل بر توان موتور بود. همچنین مقدار سوخت زیستی و سرعت موتور مهمترین شاخص ها برمقدار مصرف سوخت ویژه بودند. بر اساس آزمایش ها، شرایط بهینه برای بیشینه توان) 19.25، % کیلووات(و کمینه مصرف سوخت ویژه) 912.21 میلی لیتر بر دقیقه(؛ مقدار سوخت زیستی 91اتانول 3.13 % و دور 9858.2 دور در دقیقه تعیین گردید.
    کلیدواژگان: سوخت زیستی، توان، مصرف سوخت ویژه، بهینه سازی چندهدفه، روش سطح پاسخ
  • علی مهرکیش، مسعود طهانی صفحه 25
    با توجه به اینکه نامیزانی موتور و ورودی های ناشی از ناهمواری جاده، از جمله منابع تولیدارتعاشات اند و موجب کاهش عملکرد وسیله نقلیه می شوند، تحقیقات زیادی برای یافتن دلایلارتعاشات موتور و وسیله نقلیه و روش های کاهش آن انجام شده است، اما همچنان حوزه های بررسی نشده زیادی در موضوع شبیه سازی و جداسازی ارتعاشات موجود است. از جمله این موارد می توان به موضوع خنک کاری در دسته موتورهای فعال و اثرات جانبی آن بر ساختار و عملکرد آنها اشاره نمود. این تحقیق با در نظر گرفتن این موضوع که گرمای تولید شده در دسته موتورهای فعال سبب کاهش عملکرد آنها می گردد، پس از بررسی راه حل این معضل به معرفی دسته موتور نوین توسعه یافته چند محفظه ای با قابلیت خنک کاری و تشریح دلایل بهبود شرائط حرارتی پرداخته و در نهایت به کاوش پیرامون اثرات ارتعاشی و عملکردی آن اقدام می شود. در ادامه شبیه سازی ارتعاشی سامانه ارائه و اثر متغیرهای محفظه جدید بر نتایج نیز بررسی شد. بر این اساس استفاده از مجرای میانی و افزودن محفظه ای جدید به عنوان راه حلی برای بهبود خنک کاری مطرح می شود و با بررسی طرح جدید ارتعاشی و روند پایش عدم تاثیرات سوء بر اثر تغییرات بوجود آمده در دسته موتور، تایید می گردند. در انتها نیز با اشاره به روند پایش حاکم بر سامانه، راهبرد پایش مناسب پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: جداسازی ارتعاشات، دسته موتور، خنک کاری، شبیه سازی، راهبرد پایش
  • کوروش گودرزی، قدرت الله عزیزی صفحه 39

    در این تحقیق، مطالعه ای آزمایشگاهی برای بررسی اثر کلاف درون لوله ای(ک.د.ل.) بر عملکردمبدل حرارتی خودروی پژو 614 اجرا شده است. برای این منظور از دستگاهی آزمایشگاهی برایشبیه سازی سامانه خنک کاری خودرو و بررسی تاثیر ک.د.ل. بر عملکرد حرارتی مبدل استفاده شدهاست. از نوعی ک.د.ل. به شکل سیم نازک فولادی موج مانند، درون لوله مبدل حرارتی برای افزاینده نرخ انتقال حرارت استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که در این حالت، ضریب انتقال حرارت به مقدار 4 تا 69 درصد و به طور متوسط حدود 93 درصد افزایش می یابد. همچنین نتایج باشبیه سازی های موجود مقایسه شد که نشان از صحت نتایج دارد.

    کلیدواژگان: سامانه خنک کاری خودرو، مبدل حرارتی، کلاف درون لوله ای (ک، د، ل، )
  • محمد رحیم ترشیزیان، مهدی ملازم صفحه 47
    در این تحقیق، شروع ترک و نفوذپذیری آن، در دندانه چرخ دنده برای جعبه دنده خودرو بررسی شدهاست. دندانه ای با ترکی در ریشه آن، در نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شد. سپس ضریب شدتتنش (ض.ش.ت.) در نوک ترک برای حالت های مختلف بارگذاری محاسبه شد. ض.ش.ت. در نوکترک برای چرخ دنده ساخته شده از فولاد و چرخ دنده ساخته شده از ماده هدفمند به دست آمده و باهم مقایسه شده اند. تاثیر موقعیت بار دندانه، هندسه ریشه دندانه و نفوذ توزیع بار روی پهلوی دندانه بر ض.ش.ت. بررسی شده است. نتایج عددی نشان می دهند که ترک می تواند از مکان های متفاوتی در ریشه دندانه آغاز و در امتداد مسیرهای خاص رشد نماید؛ به طوری که با در نظر گرفتن ترک به اندازه مشخص در ریشه دندانه می توان نشان داد که ض.ش.ت. حالت اول بیشترین مقدار را نسبت به ض.ش.ت. حالت های دوم و سوم به خود اختصاص می دهد، لذا بیشتر شکست ها برای چرخ دنده ها در حالت اول است.
    کلیدواژگان: ضریب شدت تنش (ض، ش، ت، )، ریشه دندانه دنده، رشد ترک
  • ایمان عرفان، مسعود ضیابشرحق، علیرضا حاجی علی محمدی، ایمان چیت ساز صفحه 57
    هندسه سوراخ های خروجی افشانه (قطر، زاویه، صافی سطح و ضریب مخروطی بودن سوراخ ها) وضریب تخلیه جریان در خروجی افشانه، تاثیر تعیین کننده ای در شکل گیری مخلوط و احتراق درموتورهای تزریق مستقیم گاز دارند. در این مقاله، روشی بر مبنای قالب گیری سیلیکونی از سوراخافشانه و پردازش تصاویر حاصل با استفاده از نرم افزار متلب برای تعیین قطر و زاویه سوراخ دهانهافشانه ارائه شده است. همچنین با طراحی میز آزمون، روشی برای اندازه گیری شار جرمی گاز طبیعی فشرده خروجی از افشانه تزریق مستقیم تک سوراخ به طور تجربی با استفاده از قانون فشار جزیی دالتون پیشنهاد شد. آزمون ها در محفظه احتراقی حجم ثابت نوری محتوی هوا با فشار 7 97 اتمسفر - و گاز طبیعی فشرده به عنوان گاز تزریق با فشارهای 35 و 45 اتمسفر اجرا شدند. ضریب تخلیه افشانه هم با توجه به شار جرمی اندازه گیری شده و شار جرمی نظری برای حالت های مختلف فشار تزریق و محفظه احتراقی محاسبه شد. نتایج نشان داد که استفاده از روش قالب گیری سیلیکونی می تواند برای اندازه گیری قطر و زاویه سوراخ افشانه بکار رود و شار جرمی تجربی و ضریب تخلیه افشانه با فشار محفظه و فشار پاشش وابستگی مستقیم دارد.
    کلیدواژگان: افشانه، موتور، تزریق مستقیم، پردازش تصویر، ضریب تخلیه
|
  • R. Hemmat Khanlou, A. Mohammadi, S.A. Jazayeri, M. Yaghoubi Page 3
    Heat transfer plays an important role in the conceptual and the detailed design of cooling systems in internal combustion (IC) engines and has considerable influences over its operational performance. The demand for higher possible heat transfer rates has led to use a controlled transition from a single-phase convection to a sub-cooled boiling flow in hot regions, through the cylinder head. In order to achieve controlled boiling over a wide range of operating conditions, detailed flow and heat transfer analysis are essential. The computational fluid dynamic (CFD) simulation, incorporating the boiling model, is an effective approach for the thermal analysis of IC engines. In this paper, the water jacket of the national turbo-charged engine was simulated with the AVL-FIRE software to consider effects of boiling phenomena in the water jacket. For the validation of calculated results was performed through a test validation in a horizontal heated duct with two models, Chen and BDL models. It showed that the Chen boiling model was in better satisfactory with experimental data than the BDL model under the same conditions and could be used for calculating the boiling heat transfer in cooling passages of the engine. Contours of the pressure, the velocity, the heat transfer coefficient were demonstrated with and without consideration of boiling. Results showed that when boiling occurs, the heat transfer coefficient was significantly enhanced.
    Keywords: Water jacket, Sub, cooled boiling, National turbocharged engine, Heat transfer coefficient, Simulation
  • Z. Shabani, S. Rafiei, B. Ghobadian, H. Ahmadi Page 15
    Renewable and clean biofuels are known as the best replacement of fossil fuels. Biofuels have animal or vegetable bases and produce less pollution than fossil fuels during the combustion in an engine. Many researches performed on using blends of biodiesel and diesel fuels in diesel engines. In this study, blends of biodiesel, ethanol and diesel fuels were used in Massy Ferguson 399 Tractor and the engine power and the specific fuel consumption are survived. The response surface methodology was used to assess the impact of the biodiesel volume percent (5-15%), the ethanol volume percent (2-6%) and the engine speed (1520-1900 rpm) on the power and the specific fuel consumption to optimize the process. Based on results, obtained in this study, the engine speed was the most effective factor on the power. Also, the biodiesel volume percent and the engine speed were main factors on the specific fuel consumption. Optimum conditions for maximizing the power (51.48 kW) and minimizing the specific fuel consumption (209.45 ml/min) were obtained at 15% biodiesel, 3.53% ethanol at 1787.4 rpm engine speed.
    Keywords: Biodiesel, Power, Specific fuel consumption, Multi, objective optimization, Response surface methodology
  • A. Mehrkish, M. Tahani Page 25
    Many researches have tried to find causes of engine and vehicle vibrations and reduction methods by considering that the engine unbalance condition and inputs from bumpy roads are vibration sources and would reduce the vehicles performance. However, there is a lot of unknowns in modeling and the simulation of vibrations. One of them is active mount cooling and side effects of cooling on its structure and performance. This paper defines a new active multi-compartment mount with a cooling capacity and explains reasons for the improvement of thermal conditions by considering this fact that the heat generates in active mounts and reduces their performance. Vibration modeling of the system is presented and effects of parameters on results of the new chamber have also been studied. As a result, using the middle duct and adding a new compartment are proposed as a solution to improve cooling conditions. The new vibration model and the control algorithm had no adverse effect on the mount. Finally, an appropriate control strategy is proposed by the control algorithm of the system.
    Keywords: Vibration isolation, Mount, Cooling, Modeling, Control strategy
  • K. Goudarzi, G. Azizi Page 39

    In this work, an experimental study has been performed to evaluate the effect of the tube insert in an engine cooling system (the radiator of Peugeot 405). Experimental setups, as an automobile cooling system, was simulated to perform experiments for assessing the effect of the tube insert in the thermal performance of the radiator. A tube insert with a thin wire of a sinusoidal profile steel tube, as a turbulator, was used in the radiator. Results showed that when tube inserts were used, we reached 23% average value, 5% minimum value and 41% maximum value for the heat transfer coefficient enhancement. Also, experimental data exhibited a good agreement with correlations of other researchers.

    Keywords: Vehicle cooling system, Radiator, Tube insert
  • M.R. Torshizian, M. Molazem Page 47
    The fracture problem in gears with cracks on the root of the gear teethes has been considered in this article. The problem was solved by the finite element method, using the ABAQUS software. Then, the stress intensity factor at the tip of cracks was calculated for different loading conditions. The stress intensity factor at the tip of cracks for steel gears and gears made of functionally graded materials were obtained and compared. The position of the indentation load, the geometry of the tooth root and the tooth flank load distribution on the stress intensity factor was investigated. Numerical results showed that by considering the size of the crack in the tooth root, the value of the stress intensity factor, mode I, was bigger than mode II and mode III.
    Keywords: Stress intensity factor, Root gear teeth, Crack growth
  • I. Erfan, M. Ziabasharhagh, A. Hajialimohammadi, I. Chitsaz Page 57
    In the direct gas injection engine, the mixture formation and the combustion rate are affected by the geometry of injector holes (the diameter, angles, K-factor) and discharge the coefficient of the exit nozzle. This paper presents a new method to determine the diameter and the nozzle exit angle, based on silicone molding of the injector exit nozzle, using image processing techniques. The actual fuel mass flow rate was measured through experiments, which were done with a designed experimental set-up. Tests have been done in an optical constant volume chamber, where the ambient gas was pressurized air, limited between 5 to 15 bar and the injection gas was compressed natural gas (CNG) at two different pressures, 30 and 40 bar. Discharge coefficients have been calculated for different ambient and injection pressures, considering values of actual and ideal mass flow rates. Results verified the present approach for determining the diameter and the nozzle exit angle. Moreover, results showed that there was a direct relationship between the actual mass flow rate and the discharge coefficient with ambient and the injection pressure.
    Keywords: Injector, Engine, Direct injection, Image processing, Discharge coefficient