فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 50 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/02/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بررسی تجربی توزیع دما در پرخوران موتور احتراق داخلی با استفاده از دوربین حرارتی
    حامد بصیر ، شهاب علویون، سید محمد جعفری، حبیباللهمهرجو صفحات 3-15
    چگونگی اندازه‏گیری توزیع دما در مجموعه پرخوران شامل گردا (turbine) ، تنجار (compressor) و یاتاقان کار بسیار پیچیده و سختی است که نیاز به نصب حسگرهای دمائی متعددی دارد. حتی ممکن است علی رغم نصب تعداد زیادی حسگر دمائی، نتوان محل دمای بیشینه و کمینه پرخوران را به دست آورد. لذا در این پژوهش، بررسی تجربی توزیع دما در بدنه پرخوران موتوراحتراق داخلی بنزینی با استفاده از دوربین حرارتی انجام شد. برای تعیین ضریب تشعشع حرارتی محفظه پرخوران از روشی جدید استفاده شد و به کمک کوره آزمایشگاهی با دقت زیاد، مقدار ضریب تشعشع مشخص شد. در آزمون‎ های تجربی انجام شده در اتاق آزمون موتور، مجموعه ای از حسگرهای دما بر روی محفظه های گردا، تنجار و یاتاقان پرخوران نصب شدند تا دمای سطوح محفظه ها اندازه گیری شوند. آزمون های انجام شامل آزمون های عملکردی و آزمون های پایا و گذرا اند. در طی این آزمون ها، تاثیر پروانه خنک کننده بر دمای سطح گردا نیز بررسی شد. گرم و سرد شدن محفظه ها در آزمون های گذرا در شرایط کاری مختلف نیز بررسی شدند. بر اساس نتایج، دمای بیشینه محفظه گردا 750 درجه سانتیگراد شد که ارتباط مستقیمی با دمای گازهای خروجی موتور دارد. دمای محفظه تنجار نیز تا دمای 170 درجه سانتیگراد خواهد رسید. بر اساس نتایج، توزیع حرارتی بسیار پیچیده قطعات پرخوران تنها به وسیله دوربین حرارتی قابل بررسی بود که در این تحقیق با دقت زیادی اجرایی شد.
    کلیدواژگان: آزمون‎ تجربی، پرخوران، موتور بنزینی، دوربین حرارتی، حسگرحرارتی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • طراحی سامانه خنک کاری جداگانه ی بدنه و بستار مناسب در موتور ملی با دو دمابان
    آرش محمدی ، امید فروتن، شهاب علویون صفحات 17-28
    با توجه به تمایل جهانی به استفاده از موتورهای کم حجم با توان ویژه خروجی بالاتر و الزامات قانونی وضع شده آلاینده ها، باعث بکارگیری تکنولوژی های نوین در طراحی موتورهای احتراق داخلی شده است. یک روش نوین و مقرون به صرفه استفاده از سامانه خنک کاری جداگانه بدنه و بستار با دو دمابان می باشد. در این تحقیق ورود سیال خنک کننده به بدنه و بستار به طور جداگانه، با دو دبی متفاوت و دو دمابان با دمای عملکردی متفاوت انجام می گیرد. در این تحقیق پس از الگوبرداری از سامانه خنک کاری جداگانه موتورهای مورد روز دنیا، طراحی و عملکرد سیستم خنک کاری جداگانه بلوک و سرسیلندر با دو دمابان بر روی موتور EF7 تنفس طبیعی بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا مدار خنک کاری موتور در نرم افزار GT-COOL مدل سازی شده و با مدار عملکرد موتور در نرم افزار GT-POWER به صورت هم زمان در سیکل استاندارد رانندگی اروپایی معادل شبیه سازی می شود برای اعتبار سنجی از نمودار دمای مایع خنک کننده بر حسب زمان در سیکل رانندگی اروپایی استفاده شده است؛ در انتها اثر جداسازی مدار خنک کاری بدنه و بستار موتور با استفاده از دو دمابان بر زمان گرمایش و توزیع جریان در رادیاتور و بخاری، مورد مطالعه قرارمی گیرد. نتایج شبیه سازی این طرح نشان دهنده کاهش 11 درصدی زمان گرم شدن موتور در مقایسه با مدار خنک کاری معمولی در زمان راه اندازی سرد موتور می باشد.
    کلیدواژگان: موتور EF7، خنک کاری جداگانه، زمان گرمایش موتور
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی اثر تنش ناشی از همبندی بر سرعت موج فراصوت در پیچ بستار موتور دیزل
    شهاب مرادی کلارده، سید وحید حسینی * صفحات 29-40

    برآورد دقیق نیروی همبندی در پیش بارهای بالا یکی از اصلی ترین موضوعات در اتصالات پیچ های خاص با استحکام بالا می باشد. این تحقیق روشی را برای برآورد نیروهای همبندی بر اساس سرعت موج اولتراسونیک با استفاده از روش Pulse-echo ارائه می دهد که به تاثیر تنش های ناشی از فرایند همبندی بر تغییرات سرعت موج اولتراسونیک می پردازد. لذا نیروهای فرایند همبندی پیچ استحکام بالا بستار در یک موتور دیزل دریایی دور بالا با روش گشتاور-زاویه مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی تاثیر عوامل مختلف، پیچ به صورت نو و کارکرده، در دو حالت پوشش دار و بدون پوشش استفاده شد. در تمام مراحل همبندی به صورت هم زمان، تغییر طول اولتراسونیک، گشتاور همبندی و همچنین نیروی پیش بار پیچ اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که در اولین مرحله همبندی پیچ نو، تغییر شکل جزئی پلاستیک رزوه باعث کاهش نیروی پیش بار می شود. در مراحل بعدی، افزایش ضریب اصطکاک در زیر گل پیچ می تواند در پیش بار تاثیرگذار باشد. همچنین عدم وجود پوشش فسفات روی نیز باعث افزایش ضریب اصطکاک و کاهش نیروی پیش بار می شود. در صورت استفاده از روش همبندی زاویه ای، اثرات کاهشی فوق را می توان تا حد زیادی کنترل کرد. سرعت موج اولتراسونیک رابطه نسبتا خطی با تنش همبندی پیچ دارد. مقایسه نتایج این مطالعات و دیگر محققان نشان داد که تنش محوری عمده تاثیر را بر تغییرات سرعت موج اولتراسونیک می گذارد ولی وجود تنش های برشی نیز تا حدی می تواند باعث کاهش بیشتر سرعت موج شود. در نهایت رابطه تغییرات سرعت موج اولتراسونیک بر حسب تنش اعمالی در یک فرایند همبندی واقعی تا محدوده پلاستیک به دست آمد که با استفاده از این رابطه می توان با دقت 10% نیروی همبندی پیچ را تخمین زد.

    کلیدواژگان: پیچ استحکام بالا، روش اولتراسونیک، تغییرات سرعت موج، نیروی همبندی، بستار موتور دیزل
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی تجربی و شبیه سازی احتراق موتور گازسوز با شمع پیش محفظه با مخلوط رقیق
    جواد خیراللهی، صمد جعفرمدار، شهرام خلیل آریا، سیدمصطفی آقامیرسلیم *، رسول قادری صفحات 41-54

    استفاده از گاز طبیعی در موتورهای احتراق داخلی به عنوان سوخت پاک دارای ظرفیت بالقوه ای برای کاهش آلاینده ها در مقایسه با سوختهای دیگر است. استفاده از فناوری های جدید در تهیه مخلوط و مدیریت بهینه احتراق باعث شده است که آلاینده‎های موتورهای گاز طبیعی کاهش و بازدهی آنها افزایش یابد. با مطالعه کارهای تحقیقاتی موتورهای گاز طبیعی می توان دریافت که استفاده از راهبردهای احتراق با مخلوط رقیق، نقش بیشتری درکاهش آلاینده ها و بهبود بازدهی دارد. در این مطالعه برای احتراق مخلوط رقیق از سیستم جرقه با شمع محفظه دار استفاده شده و عملکرد آن با شمع معمولی مقایسه شده است. بررسی تجربی استفاده از شمع محفظه دار نشان داد که در بسیاری از نقاط کارکردی موتور، محدوده پایدار احتراق افزایش و میزان آلاینده‎ها کاهش پیداکرده است. شمع محفظه دار با توربولانس بیشتری مخلوط را مشتعل می‎کند و دارای انرژی بیشتری برای حفظ پایداری احتراق می‎باشد. در بررسی تجربی، آزمایش های کارکردی در نسبت هوا به سوخت استوکیومتریک و رقیق و بارهای مختلف انجام شده است. برای بررسی تحلیلی از مدل دو ناحیه ای شبه ابعادی نرم افزار جی تی پاور و شبیه سازی سه بعدی از نرم افزار فایر استفاده گردیده است. در صحه گذاری مدلسازی تحلیلی و شبیه سازی سه بعدی از نتایج فشار احتراق تجربی استفاده شده است.

    کلیدواژگان: سوخت جایگزین، رقیق سوز، احتراق پایدار، نسبت هوا به سوخت نسبی (?)، شمع محفظه دار
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • تاثیر عملیات حرارتی بر ریز ساختار، خواص مکانیکی، رفتار شکست در همبسته آلومینیوم- سیلیسیوم- مس بستار
    سجاد خیشه، خلیل خلیلی، محمد آزادی ، وحید ذاکر هندوآبادی صفحات 55-65
    در این مقاله تغییرات ریز ساختار و خواص مکانیکی (سختی و استحکام کششی) آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم- مس (آلیاژ A380، مورد استفاده در سرسیلندر موتور) در اثر عملیات حرارتی T4 و T6 مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. به این منظور آنیل انحلالی در دمای 490 درجه سانتیگراد به مدت 5 ساعت انجام شد. عملیات حرارتی پیرسازی T6، در دماهای 180، 200، 220 و 240 درجه سانتیگراد به مدت 1، 3، 5 و 7 ساعت انجام شد. در نهایت با توجه به سختی بدست آمده از نمونه ها، عمل بهینه پیرسازی در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت بدست آمد. بررسی ریزساختار و سطح شکست نمونه ها توسط میکروسکپ های نوری و الکترونی روبشی انجام شد. عملیات حرارتی T6 باعث افزایش استحکام کششی از 245 به 255 مگاپاسکال و سختی از 88 به 95 ویکرز شد. با انجام فرایند T6 در دما و زمان مشخص شده، سختی و استحکام کششی آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم- مس به مقدار 10. 5 درصد نسبت به فرایند T4 بهبود یافت. برای تعیین اثر متغیرهای مختلف بر سختی و همچنین بهینه سازی آن، از طراحی آزمایش ها استفاده شد. تحلیل حساسیت متغیرها نیز، نشان دهنده اثر موثر دمای پیرسازی نسبت به سایر متغیرها (زمان انحلال و اثر متقابل دما و زمان) است.
    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم- مس، سرسیلندر، عملیات حرارتی، خواص مکانیکی، طراحی آزمایشات
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • تاثیر گازهای سوخته مانده از چرخه قبل روی زمانبندی بهینه جرقه به کمک راهبرد پرش جرقه
    ابراهیم عبدی اقدم ، مجید عطایی ترزنق صفحات 67-75
    در این مقاله به کمک نتایج تجربی مستخرج از یک موتور تک استوانه پژوهشی اشتعال جرقه ای، تاثیر گازهای سوخته باقیمانده از چرخه قبل روی زمانبندی بهینه جرقه در نسبت هم‏ ارزی 0. 9 و سرعت 1800 د. د. د. با سوخت CNG بررسی و برای حذف گازهای سوخته مانده از چرخه قبل از راهبرد پرش جرقه استفاده شده است. داده های خام شامل سیگنالهای فشار داخل استوانه، فشار ورودی، زاویه میل‏لنگ و نقطه مکث بالا ثبت شد. سپس این داده ها به کمک برنامه نوشته شده به زبان فرترن پردازش و تغییرات فشار استوانه برحسب زاویه میل‏لنگ، فشار موثر متوسط داخلی و مقدار قله فشار چرخه ‏های مشابه محاسبه شد. درنهایت از نتایج به ازای زمانبندی های مختلف، پیشرسی ‏ های بهینه برای دو حالت با و بدون گاز سوخته باقیمانده، تعیین و قله فشار برای دو حالت مذکور مقایسه شد. نتایج نشان دادند وقتی به جای گازهای سوخته باقیمانده از چرخه قبلی گازهای نسوخته جایگزین شد، پیشرسی‏ بهینه تقریبا 9 درجه به تاخیر افتاد و موقعیت وقوع قله فشار چرخه معادل آن حدود 4 درجه دورتر از نقطه مکث بالا ظاهر شد. تغییرات چرخه ای چرخه‏ های هم شرایط در حالت با پرش جرقه نشان داد که شکل توزیع داده های Rimep -RPmax در حالت پیشرسی‏ بهینه جرقه با سایر پیشرسی‏ ها تفاوت قابل توجهی دارد.
    کلیدواژگان: گاز سوخته باقیمانده، پرش جرقه، آوانس بهینه جرقه، گاز طبیعی متراکم
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Thermal Investigation of turbocharger using infra-red camera
    Hamed Basir , Shahabeddin Alaviyoun , Seyyed Mohammad Jafari Dr, Habibollah Mehrjou Dr Pages 3-15
    In this research, thermal investigation of gasoline engine turbocharger is performed using thermal imaging camera. In order to specify emissivity factor of turbocharger housings, new method is established using furnace. In addition, temperature sensors are mounted inside wall of turbine, compressor and bearing housings to measure temperature of turbocharger while running in engine test cell. Steady and unsteady tests with different working points are performed in engine test cell. Also, effect of exhaust fan is investigated on temperature distribution of compressor housing. Results show that maximum temperature of turbine housing wall is 750°C which has linear dependency to exhaust gas temperature, and also, to compare the reading temperature of the temperature sensor with the camera, take a photo of the location of the temperature sensor. Maximum temperature of compressor housing reach 170°C. According to results, temperature distribution of turbocharger housings is only achievable with infra-red camera (thermal camera)
    Keywords: Experimental test, Turbocharger, Gasoline engine, Thermal camera, Temperature sensor
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Design of split cooling of national engine with two thermostats
    O. Foroutan, A. Mohammadi*, S. S. Alavioun Pages 17-28
    Due to the global tendency to use downsized engine with higher output power and the legal requirements imposed on pollutants, causes using of new technology in design of IC engines. A new economical method is using of a separate cooling system with two thermostats. In this research entering of coolant to block and cylinder-head carry out separately with two different volumetric flow rate and two thermostats with different performance temperature. In this survey, after benchmarking of cooling circuit of new engines, design and performance of EF7 engine with dual circuit cooling passage was investigated. For this aim, two subset of GT-SUITE are coupled for simulation of cooling passage of national engine. For this purpose, first the engine cooling-circuit is simulated in GT-COOL and coupled with GT-POWER performance circuit in NEDC cycle. Validation of results have been carried out with experimental data of the coolant temperature. Then, the effect of the separate cooling-circuit of the block and cylinder-head using two thermostats on the warm-up time and hot spot temperature in cylinder-head have studied. Results show 11 percent decrease in warm-up time
    Keywords: EF7 engine, separate cooling, warm up time
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Investigation the effect of clamping stress on ultrasonic velocity in cylinder head bolt of diesel engine
    Shahab Moradi Kelardeh Mr., Seyed Vahid Hosseini Dr. Pages 29-40

    Clamp load is the most important characteristics of a bolted joint that should be estimated with precise method. This paper investigate the effect of clamping stress on ultrasonic velocity in cylinder head bolt of diesel engine using pulse-echo method. So in assembly process, clamping force, fasting torque and ultrasonic result are measured simultaneously. To investigate effect of new and used bolt and also effect of thread coating, various conditions are tested. Results showed that at first stage of assembly, minor plastic deformation in blot thread can decrease clamping force. In addition in used bolt the plastic deformation of thread is not significant, but increasing of friction coefficient role play in clamping force. Although using zinc phosphate can decrease of friction coefficient and increase preload, but also using torque-angle procedure can control effect of this term. Effect of blot assembly stress on ultrasonic velocity is approximately linear elastic depending on clamping force and friction coefficient. Finally relation of ultrasonic velocity and blot stresses in a real assembly process is derived in whole elastic region of high tension bolt that can estimate clamping force in various size blot with less than 10% error

    Keywords: High-tension bolts, ultrasonic method, velocity of wave, Clamping force, Cylinder head Diesel engine
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Experimental investigation and simulation of lean burn combustion in a SI natural gas engine using prechambered spark plug
    Javad Kheyrollahi, Samad Jafarmadar, Shahram Khalilarya, Mostafa Mirsalim, Rasoul Ghaderi Pages 41-54

    Utilization of natural gas as a clean fuel in internal combustion engines, has potential to reduce pollutants compared to other fuels. New mixture preparation technologies and optimal combustion management has led to a reduction in the pollutants of natural gas engines and efficiency increase. Study of the research works on natural gas engines shows that use of lean combustion strategies has important role in reducing pollutants and improving efficiency. In this study, lean combustion of natural gas with pre-chambered spark plug is reviewed. Experimental study showed that in many engine operating conditions, the combustion stability range was increased and emissions were reduced. Pre-chambered plug ignites the mixture with more speed and turbulence and has more energy to maintain combustion stability. In the experimental study, performance tests were performed on stoichiometric and lean mixture at different loads. For numerical simulation quasi-dimensional model of Gt-power software and 3D simulation of Fire software are used. For validation of analytical and simulation modeling, results of empirical combustion pressure are used

    Keywords: Alternative fuel, lean burn, stable combustion, relative air to fuel ratio, pre-chambered spark plug
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Heat treatment effect on microstructure, mechanical properties and fracture behavior of cylinder head aluminum-silicon-copper alloy
    S. Khisheh, K. Khalili, M. Azadi*, V. Zaker Hendoabadi Pages 55-65
    In the present article, T4 and T6 heat treatments carried out to improve microstructure and mechanical properties (hardness and tensile) of Al-Si-Cu alloys (A380 alloy, which has been used in engine cylinder heads). For this purpose, solution annealing was performed at 490 ºC for 5 h. The T6 aging was executed at 180, 200, 220, 240 ºC for 1, 3, 5, 7 h. Hardness experimental results showed that optimum values for the T6 aging temperature and time are generally 200˚C and 3 h, respectively, as the hardness increased. Evaluation of the microstructures and fractured surfaces were performed with optical and scanning electron microscopes. After T6 treatment, tensile strength increased from 245 to 255 MPa and hardness from 88 to 95 Vickers. By applying T6 process in optimized tempeIn current paper two different regimes of heat treatments, namely T4 and T6 treatments of Al-Si-Cu alloy used in engine cylinder head were investigated and the effects and significance of time and temperature on microstructure and mechanical properties of the material were studied and compared. For this purpose, solution annealing was performed at 490 ºC for 5 h. The T6 aging was executed at 180, 200, 220, 240 ºC for 1, 3, 5, 7 h. Hardness testing results revealed that the optimum hardness is obtained for T6 at 200˚C and 3h, respectively, as the hardness increased. Evaluation of the microstructures and fractured surfaces were performed with optical and scanning electron microscopes. After T6 treatment, tensile strength increased from 245 to 255 MPa and hardness from 88 to 95 Vickers. By applying T6 process in optimized temperature and time, the hardness and tensile strengths of Al-Si-Cu alloy was enhanced from 10.5% compared to that of the T4 processes. The sensitivity analysis indicated that effect of the aging temperature is more significant in comparison to other parameters.
    rature and time, the hardness and tensile strengths of Al-Si-Cu alloy was enhanced from 10.5% compared to that of the T4 processes. The sensitivity analysis indicated that effects of the aging temperature are more significant in comparison to other parameters
    Keywords: Aluminum-silicon-copper alloy, Cylinder head, Heat treatment, Mechanical properties, Design of experiments
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • The Effect of Burned Residual Gases on Optimum Ignition Timing using Skip Fire Technique
    Ebrahim Abdi Aghdam Dr , Majid Ataee Tarzanagh Mr Pages 67-75
    In this paper the effect of burned residual gases on optimum ignition timing has been investigated using experimental data extracted from a single cylinder spark-ignition research engine at 1800 rpm and 0.9 equivalence ratio with CNG as fuel. To omit the residual gases, skip fire technique was utilized. The raw data including signals of in-cylinder pressure, inlet pressure, crank angle and TDC were recorded; then the data were processed by a program written in Fortran field; and variations of cylinder pressure versus crank angle, indicated mean effective pressures and peak pressures of identical cycles were calculated. Finally, from the obtained results at different timings, the optimum ignition timings of two cases, with and without burned residual gases, were determined and the peak pressures of the cases were compared. The obtained results showed that when burned residual gases were replaced by unburned gases, optimum advance was retarded about 9 degrees and peak pressure position of the equivalent cycle was appeared 4 degrees longer far away TDC. Cyclic variation of identical cycles in skip fire case showed that the configuration of the data distribution of Rimep-RPmax at optimum ignition timing had a considerable difference than those of the others
    Keywords: burned residual gas, skip fire, optimum ignition advance, SI engine, CNG
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian