فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 44 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/08/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقایسه حسگر دور موتور خودرو با حسگر PVDF در موتور XU7 و برداشت انرژی ارتعاشی
    معین الدین محمودی، همایون ریاحی چالشتری، فرشاد وطن خواهان، رضا مهوری صفحات 3-18
    المان های پیزوالکتریک در زمینه سازه های هوشمند و برداشت انرژی، بعنوان عنصری اصلی و کلیدی معرفی می شوند. پیزوالکتریک ها به دو دسته اصلی سرامیکی و پلیمری تقسیم می گردند. المان هایی با خواص پلیمری، توانایی تحمل تغییرات کرنش و قابلیت انعطاف به مراتب بالاتری نسبت به المان های سرامیکی داشته و عمر بیشتری دارند. یکی از پرکاربردترین پیزوالکتریک های پلیمری، PVDFها هستند. تغییرات کرنش بر روی فیلم پیزوالکتریک ها ، سبب تغییرات ولتاژ به دو سر الکترود آن ها شده و مانند یک سنسور عمل می کنند. در پژوهش انجام شده، با اتصال سنسور PVDF به تیر یک سرگیردار با جنس فولاد فنری CK75 و قرار دادن این سیستم بر روی دندانه های فلایویل موتور XU7، به نحوی استفاده شده است که این سنسور بتواند در خودرو عملکردی مشابه با سنسور القایی دور موتور را داشته باشد. کلیه تست ها بصورت عملی انجام و مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده نشان داد که این نوع از پیزوالکتریک، توانایی برداشت انرژی به مقدار V/g 72.46 را تا دور RPM600 داشته و تا این دور شاهد مشابهت هایی با سنسور دورموتور حاضر هستیم.
    کلیدواژگان: برداشت انرژی ارتعاشی، تیر یک سر گیردار پیزوالکتریک، PVDF، فلایویل، سنسور القایی دور موتور
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • شبیه سازی سامانه خنک کاری با تلمبه آب برقی در موتور ملی با استفاده از پایشگر فازی
    آرش محمدی، کاظم محمدی، سیدمصطفی آقامیرسلیم صفحات 19-30
    در سامانه های متعارف خنک کاری گردش مایع خنک کننده بوسیله تلمبه آب مکانیکی انجام می شود که چرخش آن تابع دور موتور بوده و هیچ بازخوردی از دما و شرا یط عملکردی موتور ندارد. یک روش حل این مشکل، استفاده از تلمبه برقی می باشد که دور آن در هر لحظه بر اساس دمای مایع خنک کننده تعیین می شود. در این تحقیق ابتدا مدار خنک کاری موتور ملی با تلمبه آب مکانیکی در نرم افزار GT-Suite شبیه سازی شده و از نظر زمان گرمایش موتور و افت فشار در راهگاه آب با مقادیر آزمایشگاهی، اعتبار سنجی گردید. سپس تلمبه آب برقی جایگزین تلمبه آب مکانیکی در الگوی شبیه سازی شده و سامانه پایشی فازی برای پایش دور تلمبه آب بر اساس دمای مایع خنک کننده در محیط سیمولینک نرم افزار متلب طراحی گردیده است. سامانه پایشی با مدار خنک کاری طراحی شده در GT-Suite جفت گردیده و تاثیر تلمبه آب برقی در مدار خنک کاری موتور ملی بر زمان گرمایش مطالعه شده است. نتیجه شبیه سازی کاهش 39 درصدی زمان گرمایش موتور را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: موتور ملی، مدار خنک کاری، پمپ آب برقی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تجربی و عددی ضریب انتقال حرارت جوشش جریانی بر اساس شرایط کاری موتور
    آرش محمدی، مصطفی ورمزیار، سیامک طاهرلو، مسعود ضیابشرحق صفحات 31-42
    حدود یک سوم انرژی آزاد شده سوخت درون موتور احتراق داخلی از طریق سیستم خنک کاری به محیط دفع می شود. خنک کاری بیش از حد بازده موتور را کاهش می دهد و از طرف دیگر کاهش خنک کاری، باعث تشکیل لایه بخار روی سطح راهگاه آب، کاهش میزان انتقال حرارت و آسیب قطعات می گردد. رفتار ضریب انتقال حرارت در زمان جوشش وابسته به شار حرارتی است و این ضریب در بازه جوشش نقطه ای افزایش و در مرحله جوشش لایه ای کاهش می یابد. در این تحقیق با ساخت تجهیزات آزمایشگاهی اثر شار حرارتی روی انتقال حرارت به سیال در شرایط کاری موتور ملی بررسی شده است. این بررسی با استفاده از دو سیال پایه، آب مقطر و مخلوط آب مقطر و اتیلن گلیکول (50%-50%)، و اندازه گیری دمای سطح صورت گرفته است. با توجه به اینکه جوشش جریانی در نزدیکی نقاط داغ راهگاه آب رخ می دهد که سرعت سیال در اطراف آن کم باشد، از این رو محدوده جریان بین دو سوپاپ دود در موتور ملی انتخاب و با ایجاد شار حرارتی ثابت، اثر سرعت و دمای سیال ورودی روی دمای سطح و ضریب انتقال حرارت بررسی گردید. علاوه بر نتایج آزمایشگاهی از شبیه سازی عددی استفاده گردید. نتایج مدل عددی در توافق خوبی با نتایج آزمایشگاهی می باشد.
    کلیدواژگان: موتور ملی، جوشش جریانی، شار حرارتی، ضریب انتقال حرارت
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • شبیه سازی عددی تاثیر گرمایش واکنشگر بر انتشار آلاینده مونوکسیدکربن در راه اندازی سرد موتور سیکلت
    فاطمه میان زراسوند، علیرضا شیرنشان، مسعود افرند صفحات 43-52
    امروزه انتشار آلاینده های مختلف ناشی از راه اندازی سرد موتور سیکلت ها در جوامع شهری هر روز بیشتر می شود. یکی از راه های کاهش این آلاینده ها استفاده از مبدل کاتالیستی با گرمایش الکتریکی است. در پژوهش حاضر اثر استفاده از گرم کن در مبدل کاتالیستی سه راهه در شرایط راه اندازی سرد موتورسیکلت بصورت عددی بررسی شد. در این راستا دماهای مختلف گرمایش ( 600، 800 و 1000 کلوین) برای گرم کن، بر میزان انتشار مونوکسیدکربن به هوا در طول زمان راه اندازی سرد مورد بررسی قرار گرفت.. در این تحقیق ابتدا هندسه مسئله در نرم افزار گمبیت رسم شده و سپس با انتخاب شبکه بندی مناسب و انتقال این هندسه به نرم افزار فلوئنت و اعمال شرایط مسئله، شبیه سازی گرمایش مبدل کاتالیستی صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که گرم کن در صورتی که نتواند مساحت قابل ملاحظه ای از مبدل را به حداقل دمای فعال سازی مبدل برساند اثری نخواهد داشت و بر اساس نتایج به دست آمده بهترین دمای گرمایش، 1000 کلوین برای سوخت پروپیلن است.
    کلیدواژگان: مبدل کاتالیستی، گرمایش، راه اندازی سرد، انتشار مونوکسیدکربن
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی عملکرد واکنشگر شیمیایی سه منظوره در یک موتور 1.7 لیتری پرخوران در حالت استفاده از سوخت ترکیبی گاز طبیعی و بنزین
    عباس راعی تبار، علی اصغر حمیدی، حسین قدمیان صفحات 53-64
    در این مقاله عملکرد یک موتور اشتعال جرقه ای پرخوران که در آن از ترکیب سوخت های گاز و بنزین استفاده شده و عملکرد واکنشگر شیمیایی سه منظوره در آن به منظور بررسی میزان انتشار آلاینده ها و دست یابی به بهترین راندمان تبدیل بررسی شده است.
    استفاده از سوخت گاز طبیعی به عنوان یکی از سوختهای جایگزین با داشتن عدد اکتان زیاد بهمراه سوخت بنزین سبب کاهش آلاینده ها و ایجاد تنوع در منابع سوخت مصرفی خودروها شده و بعنوان یک ایده جدید مورد توجه خودروسازان دنیا واقع شده است. با توجه به اینکه پاشش گاز موجب کاهش بازده تنفسی می شود و بر روی بیشینه ی گشتاور تاثیر می گذارد، استفاده از موتورهای اشتعال جرقه ای مجهز به سامانه پرخوران، مورد توجه طراحان موتور می باشد. مصرف سوخت کمتر، توان و بازده زیادتر نسبت به موتورهای تنفس طبیعی با حجم یکسان، از مزایای یک موتور پرخوران است. انجام آزمون موتوری نشان می دهد در حدود نسبت اختلاط جرمی 30 درصد دو سوخت در دور rpm 3000، مصرف سوخت و پایداری احتراق در شرایط بهینه ای قرار می گیرد ضمن آنکه بیشینه توان موتور نیز در این نسبت اختلاط حاصل می شود..
    استفاده از واکنشگرهای شیمیایی سه منظوره یکی از موثرترین روش های کنترل آلایندگی برای موتورهای اشتعال جرقه ای (SI) می باشد. بازده تبدیل گازهای آلاینده خروجی HC، CO و NOx بعنوان اصلی ترین موضوع در بررسی عملکرد و کارایی واکنشگر می باشد که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در دمای محیط واکنشگر در حدود ثانیه 50 به حداکثر دمایی خود می رسد و پس از آن در حد ثابتی باقی می ماند که در این حالت آلاینده های NOx و CO پس از گذران زمان گرمایش و راه اندازی واکنشگر نرخ تبدیل آلایندگی شروع شده و با نرخ زیاد به بازده تبدیل 95% می رسد. شروع واکنش برای آلاینده HC با سوخت گاز CNG دیرتر صورت می پذیرد و در واقع واکنشگر به دمای بالاتری برای شروع واکنش نیاز دارد.
    کلیدواژگان: واکنشگر سه راهه، موتور پرخوران، ترکیب سوخت بنزین و CNG، آلایندگی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مطالعه عددی بر روی ویژگی های غیرواکنشی فواره ترکیب های متفاوت امولسیون سوخت دیزل دریایی- آب
    هاشم نوروزی، پرویز قدیمی، سید مصطفی میرسلیم صفحات 65-77
    استفاده از امولسیون سوخت دیزل- آب یکی از راهکارهای اصلی کاهش آلایندگی در موتورهای دیزل می باشد. از این رو در مقاله حاضر، مشخصه های غیرواکنشی فواره مایع ترکیب های متفاوت امولسیون سوخت دیزل- آب در دو فشار تزریق 600 بار و 1000 بار به صورت عددی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، مورد مطالعه قرار گرفته است. سه درصد حجمی متفاوت 5%، 10% و 15% امولسیون آب با سوخت دیزل دریایی در در محفظه احتراق حجم ثابت با دمای 298 کلوین در موتور دیزل دریایی دور متوسط در نظر گرفته شده است. همچنین از نرم افزار متن باز OpenFOAM با در نظرگیری طرحواره ی چندحالتی اویلری- لاگرانژی برای شبیه سازی اندرکنش حالت گسسته سوخت مایع با حالت پیوسته هوا استفاده شده است. شبیه سازی تجزیه ثانویه فواره مایع و آشفتگی به ترتیب با استفاده از الگوی Reitz-Diwakar و مدل استاندارد k-E در رویکرد RANS صورت گرفته است. مقایسه نتایج عددی با داده های تجربی نشان دهنده، تطابق مناسب شبیه سازی مشخصه های فواره در هر دو فشار تزریق می باشد. برپایه نتایج محاسباتی، طول نفوذ فواره، زاویه مخروطی و SMD با استفاده از امولسیون سوخت دیزل دریایی- آب به جای سوخت پایه، افزایش یافته است. این افزایش مشخصه های فواره مایع با افزایش درصد حجمی آب افزایش یافته است. از سویی دیگر، افزایش فشار تزریق از 600 بار به 1000 بار منجر به ارتقاء مشخصه های غیرواکنشی فواره مایع شده است.
    کلیدواژگان: مشخصه های غیرواکنشی، امولسیون سوخت دیزل دریایی و آب، نرم افزار OpenFOAM
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Comparison between revolution sensor by using PVDF sensor in XU7 engine and vibration energy harvesting
    Moeinoddin Mahmoudi, Homayoun Riyahi Chaleshtari, Farshad Vatankhahan, Reza Mehvari Pages 3-18
    In the field of intelligent structures and energy harvesting, piezoelectric elements are considered as key elements. Piezoelectric elements are divided in two Categories; ceramic and polymeric. Polymeric elements can bear strain and have a lot more flexibility and Durability than ceramic elements. PVDFs are one of the most useable polymeric piezoelectric elements. Strain variations on piezoelectric films causes voltage changes on both sides of their electrode and makes them act like a sensor. At the following study, a PVDF sensor is connected to a Cantilever beam made of spring steel CK75 and the whole system is put on XU7 Engine flywheel teeth in a way that the sensor can operate the same way as RPM induction sensor of the car. All the tests are practically carried out and inspected. The results showed this type of piezoelectric element is capable of harvesting 72.46 V/g energy up to 600 RPM and up to this round functional similarities compared to the current sensor are occurred as well.
    Keywords: Vibration energy harvesting, piezoelectric cantilever beam, PVDF, Flywheel, RPM induction sensor
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Simulation of cooling circuit with eletrical water pump in Iranian national engine with using Fuzzy controller
    K. Mohammadi, A. Mohammadi, S. M. Aghamirsalim Pages 19-30
    In conventional cooling-circuit, circulation of coolant is carried out with mechanical water pump (MWP), which its rotation speed is a function of engine speed and no feedback of temperature and performance of engine exist. A solution to solve this problem is using electrical water pump (EWP) that its revolution is determined based on coolant temperature. In this research, first coolant circuit of Iranian National Engine was simulated with MWP in GT-Suite software. Warm up time and pressure loss in cooling circuit is validated with experimental data. Then, MWP was replaced with EWP and a Fuzzy controller for determination of EWP speed was designed using Matlab/Simulink environment. The proposed controller was coupled with cooling circuit which designed in GT-Suite and the effect of EWP in cooling circuit on warm up time, was investigated. Simulation result shows 39 percentage reduction of warm up time in comparison with conventional engine.
    Keywords: Iranian national engine, cooling circuit, electrical water pump
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Numerical and experimental investigation of flow boiling heat transfer coefficient according to engine operating condition
    A. Mohammadi, M. Varmazyar, S. Taherloo, M. Ziabasharhagh Pages 31-42
    Approximately one third of fuel heat release of an IC engine is delivered to environment by cooling system. Cooling more than a limit, decreases efficiency of engine and lower than a limit, causes vapor layer formation on the surface of water jacket and reduction of heat transfer and failure components. Behavior of heat transfer coefficient in boiling depends on heat flux. This coefficient increases during nucleate boiling and decreases during film boiling. In this research, an experimental setup was designed to investigate the effect of heat flux on heat transfer from coolant. This study carried out with two base fluid, distilled water and mixture of distilled water and ethylene-glycol (50-50) and measurement of surface temperature. With consider that boiling flow takes place on hot spot of water jacket with low speed of coolant, therefore, velocity range in exhaust valve bridge has considered. Effect of inlet velocity and coolant temperature in constant heat flux on surface temperature and heat transfer coefficient, has been investigated. Up to experimental results, numerical simulation carried out with CFD software. The numerical results have good agreement with experimental data.
    Keywords: Engine, Flow boiling, Heat flux, Heat transfer coefficient
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Numerical Simulation Effect of EHC on CO Emission in Cold-Start Conditions of a Motorcycle Engine
    Fatemeh Mian Zarasvand, Dr. Alireza Shirneshan, Dr. Masoud Afrand Pages 43-52
    Nowadays, Emissions of pollutants into atmosphere from motorcycle in the cold-start condition are becoming more in urban societies. One of the applicable methods to reduce emissions is using the electrically heated catalyst (EHC). In this study simulation the effects of using EHC on CO emission for various heating temperatures (600 K, 800 K and 1000 K) was investigated in the inlet of catalytic converter in the cold-start condition of a motorcycle engine. Firstly, the geometry of the model was drawn in Gambit and then CFD code FLUENT was used for prediction of catalytic converter light-off temperature and CO conversion. The results showed that by heating the catalyst, the conversion efficiency could be improved. It was revealed that a high temperature rising rate induced a high CO conversion efficiency and also the larger area of catalytic converter can be reached to its activation temperature. Beside the heating temperature 1000 K has better condition than that of other heating temperatures.
    Keywords: Catalyst Converter, Heating, Cold Start, CO Emission
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Investigation of Three-Way Catalytic Converters of a 1.7L Turbocharged Bi-Fuel Engine Using CNG and Gasoline Fuels
    Abbas Raei Tabar, Dr Asghar Hamidi, Dr Hossein Ghadamian Pages 53-64
    The paper reports the studies on how the three-way catalytic converters behave under full load condition of a 1.7L turbocharged engine with the mixed CNG and Gasoline fuels. The main focus of the work is the pollution reduction of the three-way catalyst. Results show that the amount of pollution is dependent on how much percent CNG is mixed in the exhaust. A numerical model was investigated with the Fire software to characterize the amount of the exhaust pollutants HC, Co and NOx. Achieving a minimum percentage of pollutant in front of the matrix surface of the catalytic converter is an important target in the development of an engine, due to thermodynamic, chemical and cost requirements. The flow distribution influences the catalyst’s conversion rate, as well as its resistance to ageing and the necessary precious metal loading. The main objective of this simulation is to help us understand how the catalyst works. The simulation interprets some of the phenomena observed in the experiments, also to shed lights on the mechanisms of catalytic actions. The simulation results the behavior of HC, CO and NOx at the output of catalyst.
    Keywords: Catalyst, Turbocharged engine, CNG, Gasoline combination, Exhaust emission
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A Numerical Study on Non-Reacting Spray Characteristics of Different Marine Diesel Fuel-Water Emulsion Blends
    Hashem Nowruzi, Dr. Parviz Ghadimi, Dr. Seyed Mostafa Mirsalim Pages 65-77
    Use of diesel fuel-water emulsion is one of the basic strategies to reduce emission in diesel engines. So in the present paper, non-reacting characteristics of different diesel fuel-water emulsion blends by use of CFD at two injection pressure of 600bar and 1000bar is studied. Three different volumetric percentegae of 5%, 10% and 15% of water emulsion with marine diesel fuel in a constant volume chamber of medium speed marine diesel engine at temperature of 298K have been considered. Furthermore, OpenFOAM CFD toolbox with Eulerian-Lagrangian multiphase scheme for simulation of fuel discrete phase interaction with air continuous phase has been applied. Liquid spary secondary breakup and continuous phase turbulence have been simulated respectively by Reitz-Diwakar scheme and standard model of K-E in RANS. Also, with appropriate accordance, the numerical results of spray characteristics are validated by experimental data. Based on computational results, by use of marine diesel fuel-water emulsion instead of basic fuel, the spray penetration length, spray cone angle and SMD are incresead. Moreover, this increasion are improved by enhance of volumetric percentage of water in emulsion. However, promotion of non-reacting liquid spray characteristics with injection pressure enhauncement has been observed.
    Keywords: Non-Reacting Characteristic, Marine Diesel Fuel, water Emulsion, OpenFOAM Software
    Abstract View Paper Original: Persian