فهرست مطالب

تحقیقات موتور - پیاپی 16 (پاییز 1388)

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 16 (پاییز 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/11/06
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ابراهیم افشاری، سیدعلی جزایری صفحه 3
    در این مطالعه، یک نوع پیل سوختی غشا پلیمری برای کاربرد در خودرو تحلیل گردیده و در این راستا متغیرهای اثر گذار بر عملکرد پیل از قبیل درصد رطوبت، نرخ جریان، دما و فشار گازهای ورودی و همچنین مدیریت آب و حرارت که از چالش های اصلی این پیل ها می باشد، بررسی شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، مقدار حرکت، بقا اجزای، انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل به صورت الگوی تک ناحیه ای تدوین و به روش عددی حل شده اند و منحنی های ولتاژ و چگالی توان بر حسب چگالی جریان پیل در شرایط عملکردی مختلف به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار و دما در تمامی ولتاژهای خروجی پیل باعث بهبود عملکرد پیل می شود. در ولتاژهای خروجی بالا که تغییر فاز در پیل سوختی اتفاق نمی افتد، افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان ورودی بر عملکرد پیل تاثیر مثبت می گذارد؛ اما در ولتاژهای خروجی پایین، عملکرد پیل با افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان کاهش می یابد. همچنین افزایش فشار، درصد رطوبت ورودی و نرخ جریان منجر به اتلاف بخشی از توان تولیدی پیل سوختی می گردد.
    کلیدواژگان: سامانه پیل سوختی غشا پلیمری، خودرو، مدیریت آب و حرارت، شرایط عملکرد، شبیه سازی عددی
  • لطف الله سوادکوهی صفحه 16
    در این تحقیق تاثیر تغییر رفتار سامانه خنک کاری موتور گازوئیلی 457-LA با بهره گیری ازامکانات پژوهشی تهیه شده بر روی بستر آزمون، مجهز به لگام ترمز [1] ادی کارنت 400W بررسی شده است. برداشت غیر تخصصی از هنجار گرمائی موتور موجب شده که در بازار مصرف تصور بر این است، که با کاهش دمای آب خنک کننده در گردش موتور، می توان به عملکرد بهینه و طول عمر آن افزود. مطالعات نظری و آزمون های تجربی انجام شده در این پژوهش نشان می دهد که هرگونه دست کاری در سامانه خنک کاری، به ویژه کاهش دمای آب خنک کننده، موجب افزایش تنش های مکانیکی، ناشی از تغییر روا داشت های مجاز در شرایط زیر بار موتور گشته، و همچنین با افزایش میزان مصرف سوخت و آلایندگی، زمینه های حالت های پس سوز و تنش های حرارتی و خوردگی در سامانه تخلیه را پیش خواهد آورد. در نتایج تجربی این تحقیق، کاهش توان و گشتاور اندازه گیری شده در حالت کاهش دمای آب خنک کننده، بشکل معنی دار مشاهده شده است. در مقابل با افزایش محدود دمای آب در گردش در صورت بهره گیری از سوخت گازوئیلی، استاندارد و بهینه، می توان به شاخصه های برتری از توان و گشتاور و مصرف سوخت و آلایندگی دست یافت.
    کلیدواژگان: بازده تنفسی، مبدل حرارتی، کوبش گازوئیلی، شار گرمایی، تنش حرارتی، مبدل واکنشگر
  • فتح الله امی، خدارحیم فرهنگ، احمد شفیعی ثابت صفحه 22
    ماده افزودنی MTBE به بنزین موجب آثار مخرب محیط زیستی مثل بیماری های بدخیم می باشد و سال هاست در کشورهای توسعه یافته از بنزین حذف شده است لذا، هدف اصلی در این تحقیق، جایگزینی اتانول به جای افزودنی MTBE [2] و بررسی تاثیر سوخت اتانول بر عملکرد، تولید آلاینده ها و مصرف سوخت موتور اشتعال جرقه ای و بدست آوردن ترکیب بهینه اتانول با بنزین می باشد. آزمون ها در دو حالت بارکامل و بار جزئی صورت گرفت. آزمون بار کامل در سرعت های مختلف موتور و آزمون بار جزئی تنها در سرعت های 2000 و 3000 دور بر دقیقه انجام شد. در تمام این آزمون ها زمان جرقه زنی بهینه شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش میزان اتانول در مخلوط، بازده تنفسی، توان و گشتاور موتور افزایش می یابد. مصرف سوخت ویژه در سرعت های کند کاهش و در سرعت های تند افزایش می یابد از طرف دیگر وجود اتانول در مخلوط باعث شده که آلاینده هیدروکربن های نسوخته (HC) به طور چشمگیری کاهش یابد. آلاینده مونواکسیدکربن (CO) مقداری کاهش یافته ولی میزان اکسیدهای نیتروژن (NOx) اندکی افزایش را نشان می دهد. موتور مورد آزمایش در این مطالعه، XU7 JP/L3 می باشد.
    کلیدواژگان: مصرف سوخت، اتانول، MTBE، آلاینده های خروجی، عملکرد موتور
  • محمدرضا سعیدی نیچران، برات قبادیان، غلامحسن نجفی صفحه 29
    در این تحقیق متغیرهای عملکردی یک موتور دیزل با بکارگیری سوخت بیودیزل بررسی شده است. بیشینه فشار استوانه [3] و دمای گازهای خروجی از B0 تا B40 افزایش یافته و با افزایش بیشتر درصد سوخت بیودیزل (از B40 تا B100)، بیشینه فشار استوانه کاهش می یابد. توان ترمزی موتور در بار معین لگام ترمز [4] برای تمامی مخلوط های سوخت ثابت می باشد. علت ثابت بودن توان ترمزی در بار معین، تنظیم دور لگام ترمز با تغییر مقدار سوخت در دور ثابت (rpm) 730 می باشد. مصرف سوخت و مصرف ویژه سوخت ترمزی از B0 تا B40 روند نزولی داشته و از B40 تا B100 روند صعودی پیدا می کند. بنابراین مخلوط سوخت B40 نسبت به سوخت دیزل و بیودیزل خالص و سایر مخلوط های سوخت، دارای مصرف سوخت کمینه است و به عنوان مخلوط بهینه از نظر مصرف بهینه سوخت در موتورهای دیزل با دور ثابت توصیه می گردد. همچنین با افزایش بار لگام ترمز، مصرف سوخت افزایش می یابد. مخلوط سوخت B40 در تمامی بارهای لگام ترمز دارای مصرف ویژه سوخت ترمزی کمینه بود. آهنگ وزنی مصرف هوا در بارهای مختلف لگام ترمز برای سوخت دیزل و بیودیزل خالص و تمامی مخلوط های سوخت ثابت است و تغییرات جزئی آن به دلیل تغییرات دمای آزمایشگاه در زمان های مختلف آزمایش و تاثیر آن بر جرم مخصوص هوا می باشد. رقت (نسبت هوا به سوخت) از B0 تا B40، روند صعودی و از B40 تا B100، روند نزولی پیدا می کند. بنابراین مخلوط سوخت B40 دارای بیشینه رقت در بین سوخت های دیزل و بیودیزل خالص و سایر مخلوط های سوخت بوده است.
    کلیدواژگان: موتور دیزل، سوخت بیودیزل، مخلوط سوخت بیودیزل و دیزل، متغیرهای عملکردی موتور
  • بهمن نجفی صفحه 36
    در این تحقیق عدد ستان مخلوط های مختلفی از سوخت بیودیزل حاصل از روغن پسماند رستوران و گازوئیل با استفاده از یک موتور CFR اندازه گیری شد و برای بررسی تاثیر سوخت بیودیزل بر مهلت اشتعال، از یک موتور دیزل یک استوانه لیستر M8/1 از نوع پاشش غیر مستقیم ((IDI استفاده شد. تغییرات فشار داخل استوانه نسبت به زاویه میل لنگ به کمک حسگر فشار از نوع پیزوالکتریک Kistler-6123 اندازه گیری شد. در همه نمونه های سوخت، زمان پاشش سوخت o 21 میل لنگ قبل از نقطه مکث بالا بوده و لحظه شروع احتراق، زاویه ای از میل لنگ بود که آهنگ تغییر فشار حالت جهشی یافت. آزمون های در شرایط یکسان دور موتور (rpm 750) و تمام بار انجام گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که با افزودن سوخت بیودیزل به گازوئیل، عدد ستان از 57 برای گازوئیل تنها تا 62 برای بیودیزل تنها، افزایش می یابد و مهلت اشتعال از o 8،13 میل لنگ برای گازوئیل تنها به o 83،8 میل لنگ برای بیودیزل تنها، کاهش می یابد. برای پیش بینی مهلت اشتعال از شبیه سازی نیمه تجربی بر حسب تابعی از عدد ستان، چگالی و گرانروی استفاده گردید. عدد ستان تنها بر مهلت اشتعال شیمیایی اثر دارد و چگالی و گرانروی سوخت در تاخیر اشتعال فیزیکی مؤثر هستند، لذا الگوی قهقرایی (رگرسیونی) غیر خطی به کمک نرم افزار SPSS 14 ارائه گردید. الگوی ارائه شده با 998/0 R2 =، توانایی پیش بینی مهلت اشتعال را با خطای کمتر از o 5/0 میل لنگ دارد.
    کلیدواژگان: سوخت های جایگزین، بیودیزل، عدد ستان، مهلت اشتعال و موتور دیزل
  • بهرام جعفری، محسن پورفلاح، سید مصطفی میرسلیم، داوود دومیری گنجی صفحه 43
    مدیریت پاشش سوخت که شامل شکل پاشش و زمان بندی پاشش است، اثر مهمی بر عملکرد موتور بویژه شکل گیری آلاینده ها دارد. اما چگونگی تاثیر انواع شکل پاشش به طور همزمان بر عملکرد موتور دیزل سنگین کمتر بررسی شده است. در این مطالعه از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی FIRE برای شبیه سازی فرایندهای پاشش و احتراق موتور دیزل سنگین پاشش مستقیم در پنج شکل مختلف پاشش استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که کمترین میزان NO با پاشش مثلثی بدست می آید که همراه با کاهش محسوسی در مقدار توان موتور است. با پیش پاشش و پس پاشش میزان شکل گیری دوده با کاهش چشمگیری همراه می شود. همچنین کمترین میزان هیدروکربنهای نسوخته در خروجی با پس پاشش قابل دستیابی است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی پاشش، شبیه سازی احتراق، پیش پاشش، پس پاشش، پاشش مثلثی، پاشش چکمه ای، اکسید ازت، دوده
  • موسی رضایی، وحید شاطریان القلندیس صفحه 52
    در طول تاریخ صنایع خودروسازی تلاش های گسترده ای برای طراحی اجزای خودرو به شکلی که سبب کاهش تولید آلاینده ها و افزایش بازده خودرو گردد صورت گرفته است. چون تولید آلاینده ها به طور مستقیم به نرخ مصرف سوخت وابسته است، هر پیشرفتی که در راستای بهبود بازده خودرو صورت می گیرد، منجر به کاهش میزان تولید آلاینده ها می شود. یکی از مؤثرترین سامانه ها در این راستا، سامانه انتقال قدرت با نسبت دور متغیر پیوسته (CVT) است که در دهه گذشته تکامل و توسعه زیادی یافته است. اما در حال حاضر مسئله بسیار مهمی که خودروسازان در سراسر دنیا و از جمله ایران با آن روبه رو هستند، بررسی امکان جایگزینی سامانه CVT با جعبه دنده دستی، از نظر مصرف سوخت است. در این پژوهش، مصرف سوخت یک خودروی معین مجهز به جعبه دنده دستی با مصرف سوخت همان خودرو که مجهز به سامانه CVT زنجیری شده است، مقایسه می شود. مصرف سوخت خودروی مجهز به CVT که به طور خودکار با ECU پایش شده، با استفاده از قاعده ژنتیک بهینه می شود. نتایج حاصل از مقایسه دو سامانه یاد شده، نشان می دهد که حتی در صورتی که تعویض دنده سامانه انتقال قدرت معمولی توسط راننده ای ماهر به صورتی انجام گیرد که عملکرد خودرو با جعبه دنده دستی بهینه باشد، مصرف سوخت در خودروی مجهز به CVT در سرعت های مجاز رانندگی، به مقدار چشمگیری کمتر از خودرو با جعبه دنده دستی است.
    کلیدواژگان: انتقال قدرت متغیر پیوسته (CVT)، مصرف مخصوص (Bsfc)، جعبه دنده دستی، قاعده ژنتیک، کاهش مصرف سوخت
|
  • E. Afshari, S. A. Jazayeri Page 3
    In this study a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) model is analyzed for automotive application and the parameters that are affecting its performance such as relative humidity, mass flow rate, temperature and pressure of inlet gases also, heat and water management are major issues in these cells are investigated. Here, the equation of continuity, momentum, conservation of spices, energy, charges together with electrochemical kinetic for all regions within the cell is developed as a single-domain and solved numerically. The voltage and power density profiles are derived in terms of current density for different operating conditions. The result indicates that increasing temperature and pressure for all output voltages would improve cell performance. Forhigh voltages where there is no phase changes in the cell, increasing the percentage of humidity and reducing mass flow rate would have a positive effect on cell performance, but at low output voltage by increasing relative humidity and reducing mass flow rate would hamper cell performance. Also increasing inlet pressure, humidity and mass flow rate results in partial power loss of fuel cell.
  • L. Savadkohi Page 16
    In this study the effect of varying the behavior of 457-LA diesel engine cooling system has been conducted using research facilities installed on a test bed with W400 eddy current dynamometer. Insufficient information on the engine thermal regime has resulted in the wrong belief that the engine performance and life can be extended by reducing the temperature of the circulating cooling water. Theoretical studies and the experimentalresults of the present study show that for an engine under loading condition, any variation in the cooling system, particularly, reducing the cooling water temperature, increases the mechanical stresses due to change in allowable tolerances. Other consequences, such as increased fuel consumption and pollution, result in after burning and thermal stresses and corrosion in the exhaust system. At the same time, meaningful reduction in measured power and torque has been observed for the case of reduced cooling water temperature. In contrast, increase in the cooling water temperature limit, using standard and optimized diesel fuel, can result in superior characteristics for power, torque, fuel consumption and pollution.
  • F. Ommi, K. Farhang, A. Shafiei Sabet Page 22
    Since adding MTBE to gasoline leads to destructive biological effects such as untreatable diseases, it has been couple of years that this material is omitted from gasoline in developed countries. The main objective of this research paper is substituting ethanol for additive substance MTBE as well as studying the effect of ethanol as a fuel on the performance, pollutant production and fuel consumption of a spark ignition motor and finally achieving an optimal ethanol-gas composition. The Experiments were carried out regarding to cases of Full and Part load. The full load Experiment was performed in terms of varies speeds of motor and the part load one utilize speed ranging from 2000 to 3000 rpm. The ignition time (duration) was optimized in the entire Experiment. The achieved outcomes demonstrate that when ethanol rate is changed in a composition, the volumetric efficiency, power and torque of the motor is boosted. Besides, specific fuel consumption in low-speed is cut and it is increased in accelerations. On the other hand, ethanol in the composition has led to a considerable decrease in the amount of HC pollutant. CO pollutant is lessened to some extent while NOx rate shows a nominal accession. XU7JP/L3 motor is studied in this research paper.
  • M. Saidi Neicharan, B. Ghobadian, G. Najafi Page 29
    In this study, performance parameters of a diesel engine were investigated using biodiesel fuel. Maximum cylinder pressure and exhaust gas temperatures increased with increasing biodiesel percentage in diesel-biodiesel fuel blends up to 40% (B0-B40), but with increasing of biodiesel fuel percentage beyond B40 (B40-B100), the maximum cylinder pressure decreased. Brake power was constant for all blend ratio at the constant engineload; this is due to this fact that engine speed was adjusted at constant value (730 rpm). Fuel consumption and brake specific fuel consumption decreased with increasing of biodiesel percentage in diesel-biodiesel fuel blends up to 40% (B0-B40), but with increasing biodiesel fuel percentage higher than B40 (B40-B100), these variables were increased. So, it was concluded that fuel blends with 40% biodiesel is an optimum fuel regime and it has been recommended for stationary diesel engines. Results indicated that with increasing engine load, fuel consumption increases. B40 (40% biodiesel, 60% diesel fuel) resulted in the minimum brake specific fuel consumption. Air consumption for all levels of engine load and fuel blends was constant and little deviations were due to changing in laboratory ambient temperature. Air to fuel ratio (A/F) increased from B0 to B40 and it decreased from B40 to B100. Maximum magnitude of A/F ratio for different diesel- biodiesel fuel blends was observed at B40.
  • B. Najafi Page 36
    In this study, Cetane number of different blends of Biodiesel fuel produced from restaurant waste cooking oil (WCO) and Diesel fuel was measured using a standard CFR engine. The effect of Biodiesel fuel blends on ignition delay of a indirect injection diesel engine (M8/1 Lister) was investigated. Cylinder pressure versus crank angle by Kistler-6123 Piezoelectric transducer is measured. All the blends of fuel were tested under afixed speed of 750 rpm and full load condition and the start of fuel injection at 21 degree of TDC. Ignition delay was obtained from the cylinder pressure curve and its derivatives method. Experimental results showed that with increasing biodiesel percentage in biodiesel/diesel blended fuel, cetane number increases from 57 for net Biodiesel up to 63 for net Diesel and ignition delay increases from 13.8 oCA to 8.83 oCA respectively. Cetanenumber was effectual in physical ignition delay; however density and viscosity were effective in chemical ignition delay. For prediction of ignition delay, an experimental model on the basis of Cetane number, density and viscosity was used. A non-linear regression model by using SPSS 14 software was found between ignition delay cetane number, density and viscosity with R2=0.998 and the error less than 0.5 oCA
  • Bahram Jafari, Mohsen Pourfallah, Seyyed Mostafa Mirsalim, Davood Domiri Ganji Page 43
    It is well-established that control of fuel injection which is consisted of injection configuration and injection timing has an important role in engine performance, especially in pollutants’ formation. However, there are a few studies about the effect of the injection configuration on the performance of a diesel engine. In the present study, a FIRE computational fluid dynamic (CFD) code has been used in order to simulate the injection processes as well as the combustion of a direct injection diesel engine in five different injection configurations. The present results show that the minimum amount of NO is achieved using a triangular injection configuration resulting a significant decrease in the engine power. Furthermore, the smoke formation decreases sensibly using pre-injection and post –injection. The results also indicate that the minimum amount of unburned hydrocarbons in the exhaust is achievable using post-injection in the engine.
  • Mousa Rezaee, Vahid Shaterian Alghalandis Page 52
    In the history of automotive industry, many extensive efforts have been done to design systems that make it possible to reduce emission and increase the efficiency of the vehicles. Since the emission of pollutants is directly proportional with the fuel consumption, therefore any effort to achieve the optimum fuel consumption leads to reduced pollutants. One of the most effective systems available for reduction of fuel consumption is continuously variable transmission system (CVT) which has been developed considerably during the last decade. Presently, an important issue that the automotive manufacturers in Iran and all over the world face with it is the feasibility of replacing the traditional manual transmission with CVT systems from the viewpoint of the fuel consumption. Here, the fuel consumption of a vehicle with a manual transmission iscompared with the same one equipped with a chain drive CVT system. By using the Genetic Algorithm, the fuel consumption of the vehicle with the mentioned CVT system, which is controlled automatically by ECU, is optimized. The results concerning the comparison between the two mentioned systems indicate that even if a skilled driver shifts the gears of the vehicle with the traditional transmission manually in a way that theoptimum fuel consumption is reached, the fuel consumption in the vehicle equipped with CVT transmission will be considerably less than that with manual gearbox transmission