فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 24 (پاییز 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/08/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احسان الله اتفاقی، حجت احمدی، علیمراد رشیدی، سید سعید محتسبی، رضا سلطانی صفحات 3-12
    امروزه روغن های موتور وظایف متعددی دارند که از مهمترین آنها می توان به روانکاری قطعات به منظور کاهش میزان اصطکاک و سایش اشاره نمود. خواص روغن ها عمدتا ناشی از افزودنی هایی است که به منظور بهبود و یا ایجاد خواص مورد نیاز به آنها افزوده شده است. اخیرا نیز نانو ذرات به دلیل خواص منحصر بفردشان به عنوان نوع جدیدی از افزودنی ها پدیدار گشته اند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی میزان توانایی و نحوه عملکرد نانو ذرات در بهبود ویژگی ضد سایشی و قابلیت انتقال حرارت روغن موتور و بررسی تغییرات ایجاد شده در برخی خواص روغن شامل گرانروی، نقطه ریزش و نقطه اشتعال می باشد. برای این منظور نانو ذرات کربن نانو بال با استفاده از آسیاب گلوله ای، درون روغن موتور بهران پیشتاز SAE 20W50 پراکنده شدند، سپس آزمون های تجربی به منظور بررسی خواص ذکر شده انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ضریب هدایت حرارتی روغن حاوی ذرات کربن نانو بال با غلظت 1/0 درصد وزنی 18% نسبت به روغن پایه افزایش داشت. همچنین براساس نتایج آزمون چهار ساچمه، میزان سایش در روغن حاوی نانو ذرات به میزان 5% نسبت به روغن فاقد نانو ذرات کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانو ذرات، روغن موتور، سایش، هدایت حرارتی، گرانروی
  • مهدی استهری، اصغر رمضانی، بابک سخایی صفحات 13-20
    میل لنگ در موتورهای احتراق داخلی، تحت تاثیر نیروهای ضربه ای وارده از دسته سمبه در گستره سرعت های زاویه ای وسیعی دوران می کند. به دلیل وجود چنین نیروهایی، میل لنگ بسیار مستعد ارتعاش است که می تواند مضر باشد. بنابراین بررسی رفتار حرکتی آن امری ضروری است. هدف این مقاله شناسایی سامانه، با تعیین الگوی ارتعاشی میل لنگ با هر دو روش نظری و تجربی می باشد. ابتدا الگونمایی میل لنگ و تحلیل ارتعاشی آن در نرم افزار اجزای محدود انجام می شود و سپس نتایج با آزمون ارتعاشی صحه گذاری می شوند.
    کلیدواژگان: تحلیل ارتعاشی، آزمون ارتعاشی، میل لنگ، شرایط مرزی آزاد، آزاد
  • سید محمد جعفری، حمید مهدیقلی، مهدی بهزاد صفحات 21-28
    سایش سمبه یکی از خرابی های اصلی است که در شرایط خاص در موتور احتراق داخلی به وجود می آید و باعث از کار افتادگی سمبه و موتور می-گردد. این عیب در اثر از بین رفتن لایه روغن بین سمبه و جدار استوانه به وجود می آید که بررسی آن به کمک انتشار صدا تا به حال انجام نشده است. زیرا علاوه بر اینکه این عیب بندرت به وجود می آید، شرایط تشخیص آن نیز دشوار است به نحوی که زمان تشخیص خرابی ایجاد شده، عموما خیلی دیر است و لحظات اولیه ایجاد عیب از دست رفته است. بنابراین به عنوان یک مطالعه نو، هدف این تحقیق بررسی توانایی روش انتشار صدا در تشخیص این عیب و مطالعه رفتار موج های انتشار صدا قبل و بعد از این عیب است. به این منظور در مطالعه ای آزمایشگاهی، روی موتور دیزل دو حسگر انتشار صدا نصب شدند. ایجاد عیب سایش سمبه در شرایط آزمایشگاه براحتی امکان پذیر نمی باشد لذا با طراحی آزمون ویژه، این عیب طبیعی به صورت تعمدی بوجود آورده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهند که بهترین شاخص ها برای تشخیص سایش از روش انتشار صدا، ریشه مجموع مربعات و انرژی مطلق اند. همچنین بر اساس روش ارائه شده در این مقاله، توانایی تشخیص محل عیب به وسیله دو حسگر از روی وابستگی داده های انتشار صدا به میزان سایش، توضیح داده شده است.
    کلیدواژگان: سایش سمبه، انتشار صدا، عیب یابی، سرعت دورانی، موتور احتراق داخلی
  • مهدی مختاری شیرازآباد، سید محمد علی بوترابی، محمد آزادی، مهدی نیکروان صفحات 29-35
    در این مقاله به بررسی رفتار خستگی پربسامد دورانی خمشی همبسته منیزیم AZ91، برای امکان سنجی برای جایگزینی با همبسته آلومینیوم (A356) در بستار یک موتور دیزل پرداخته شده است. بدین منظور، همبسته AZ91 ریخته گری شد و بررسی های ریزساختاری و آزمون های مکانیکی شامل کشش، سختی و خستگی پربسامد بر روی نمونه های تولید شده صورت پذیرفت و نتایج با همبسته A356 مقایسه گردید. آزمون خستگی با نسبت تنش 1- و بسامد 50 هرتز در دمای محیط انجام شد. بررسی ریزساختاری حاکی از حضور حالتهای آلفا و بتا (Mg17Al12) در ریزساختار ماده بود. نتایج آزمون خستگی نشان داد که هر چند مقادیر استحکام خستگی نسبت همبسته آلومینیوم کمتر هستند اما خواص مکانیکی همچنان در بازه مورد نیاز برای کاربرد در بستار قرار دارند.
    کلیدواژگان: همبسته منیزیم، همبسته آلومینیوم، رفتار مکانیکی، خستگی پربسامد، بستار
  • هادی دستورانی، علی محمدیان، محسن قاضی خانی صفحات 37-49
    مدیریت پاشش سوخت که شامل شکل پاشش و زمان بندی پاشش است، اثر مهمی بر عملکرد موتور بویژه شکل گیری آلاینده ها دارد. در این مطالعه از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی AVL Fire برای شبیه سازی شروع زمان پاشش سوخت در موتورهای دیزل و تاثیر آن بر میزان تولید دوده، استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که هر چه زاویه شروع پاشش به مکث بالا نزدیک شده بیشینه دوده تولید شده افزایش یافته است. همچنین مقدار دوده ای که در نهایت (بعد از مصرف شدن مقداری دوده) باقی می ماند نیز افزایش یافته است. چون با افزایش نسبت کربن به اکسیژن مقدار تشکیل دوده نیز افزایش می یابد، هر چه زاویه شروع پاشش به مکث بالا نزدیک می شود به علت افزایش فشار محفظه احتراق و همچنین زودتر شروع شدن احتراق (کم شدن مهلت اشتعال) مخلوط شدن سوخت و هوا ناقص بوده و بنابراین حجم مخلوط غنی زیادتر شده که نتیجه اش شکل گیری دوده بیشتر است. بر این اساس درست است که از دیدگاه تشکیل دوده هرچه زودتر پاشش صورت گیرد بهتر است (دورتر از مکث بالا) ولی اگر متغیرهای دیگر موثر در عملکرد موتور مانند مهلت اشتعال، توان تولیدی و... نیز در نظر گرفته شود به این نتیجه دست یافته می شود که تنها داشتن دوده کمتر نمی تواند مزیتی برای موتور باشد.
    کلیدواژگان: تشکیل دوده، زاویه شروع پاشش، موتور دیزل، محفظه احتراق
  • علی محمد یگانه مقدم، فتح الله امی، پژمان کاظم پور، محمد رحیم ملک بالا، سعید جوان صفحات 51-64
    در این پژوهش سامانه پیشرانش دورگه الکتریکی- پیل سوختی جایگزین سامانه متداول احتراق داخلی در یک خودرو سمند گردیده است. سپس خودرو با در نظر گرفتن هر دو سامانه در نرم افزار ADVISOR الگوسازی شده است. برای الگوسازی خودرو ذکر شده الگوی بدنه و چرخ ها با در نظر گرفتن کلیه فراسنج های مربوط به آن ها به این نرم افزار اضافه شده است. در هر دو حالت نتایج بدست آمده از قبیل مصرف سوخت و بازده سامانه در چرخه های حرکت مختلف مورد بررسی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که خودرو دورگه الکتریکی- پیل-سوختی علاوه بر کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده و آلایندگی صفر از نظر فراسنج های عملکردی سرعت، شتاب و شیب پیمایی قابل رقابت با نمونه احتراق داخلی خود می باشد.
    کلیدواژگان: خودرو سمند، سامانه دورگه الکتریکی، پیل سوختی، موتور احترق داخلی، مصرف سوخت، بازده
|
  • E. Ettefaghi, H. Ahmadi, A.M. Rashidi, S.S. Mohtasebi, R. Soltani Pages 3-12
    Nowadays، engine oils have various functions، which one of the most important of them is the lubrication of different parts in the engine، for reducing the rate of the friction and the wear. Oil properties are mainly a result of additives، which are added to the oil to improve requirement properties. Recently، nano-particles are also appeared as a new kind of additives، due to their special properties. The purpose of the present research is surveying the amount of the ability of nano-particles and it is a kind of the functionality to improve anti-wear properties and the heat-conduction ability and controlling developed variations of the engine oil، on its properties including: the viscosity، the pour point and the flash point. For this purpose، carbon nano ball particles، by using the planetary ball mill، were dispersed inside the Behran Pishtaz engine oil، SAE 20W50. Then، tests were done for investigating mentioned properties. Obtained results showed that the thermal conductivity coefficient of the oil containing carbon nano ball particles with 0. 1wt%، increased about 18 percent with respect to the base oil. Also، upon results of the four ball test، the amount of the wear، in the oil contains nano-particles reduced 5 percent with respect to the oil without nano-particles.
    Keywords: nano, particles, engine oil, wear, thermal conductivity, viscosity
  • M. Estahri, A. Ramezani, B. Sakhaei Pages 13-20
    In internal combustion engines، crankshafts turn in a wide range of angular velocities under the effect of impact forces coming from pistons by connecting rods. The crankshaft is very susceptible to the vibration due to forces applied on it. Therefore، it is necessary to study the dynamic behavior of the crankshaft. The purpose of this paper is the system identification by determining the modal model of a crankshaft with both theoretical and experimental methods. The crankshaft modeling and the modal analysis are performed in a finite element software. Then، results are validated by modal testing.
    Keywords: modal analysis, modal testing, crankshaft, free, free boundary condition
  • S.M. Jafari, H. Mehdigholi, M. Behzad Pages 21-28
    The piston scuffing is a major failure of an internal combustion engine. This failure occurs due to loss of the oil film between the piston and the cylinder liner. The piston scuffing investigation by the acoustic emission (AE) method is a new study. Because this failure occurs randomly، it is an online detection which is very difficult. The goal of this paper is to study the ability of the AE method to be applied to the piston scuff detection. In addition record of the AE signal behaviour، before and after the piston scuffing is another new purpose. To this order، in an experimental set-up، two AE sensors was installed on the cylinder head and the engine block of a diesel engine. We know that the blow-by is directly affected by the piston scuffing failure. Therefore، it was measured as a base parameter. The creation of intended piston scuff conditions is very difficult. Therefore، a special test was designed to make it artificially. Results show that the best AE parameter for the piston scuff detection is the AE root mean square and the AE energy. Based on the present method، we can find the location of the event in the cylinder head or in the engine block.
    Keywords: scuffing, acoustic emission, fault diagnosis, revolution speed, internal combustion engine
  • M. Mokhtari Shirazabad, S.M.A. Boutorabi, M. Azadi, M. Nikravan Pages 29-35
    This paper investigates the high cycle fatigue behavior of the AZ91 magnesium alloy. The feasibility study of replacing this alloy with the A356 aluminum alloy for a diesel engine cylinder head is discussed. For this purpose، the AZ91 alloy was casted in a permanent mold and the microscopic examination with optical and scanning electron microscopes (SEM) and mechanical tests include tensile، hardness and high cycle fatigue tests were performed on samples which were prepared based on standards. Results are compared to the A356 aluminum alloy. High cycle fatigue tests were carried out at a stress ratio (R) of -1 and a frequency of 50 Hz at room temperature in the air. The microscopic investigation demonstrates that the microstructure composed of alpha and beta (Mg17Al12) phases. Fatigue test results show that the fatigue strength of the AZ91 alloy is lower than the A356 alloy، but still in the range of required values for the application in cylinder heads.
    Keywords: magnesium alloy, aluminum alloy, mechanical behavior, high cycle fatigue, cylinder head
  • H. Dastourani, A. Mohammadian, M. Ghazikhani Pages 37-49
    Controlling of the fuel injection، including the spray structure and injection timing has a significant impact on the engine performance، especially the formation of pollutants. In this study، a computational fluid dynamics software (AVL Fire) has been used to simulate the start time of the fuel injection in diesel engines and its effect on the soot formation rate. Results show that if the start angle of the fuel injection approaches the TDC، the maximum soot formed will be increased. Also، the amount of the remained soot is increased. Mixing of the fuel and the air cannot be completed as the start angle of the fuel injection gets closer to the TDC، because of increasing the combustion chamber pressure and so decreasing the ignition delay، as a consequent، the rich mixture volume increases and leads to more soot formations. Although that is better to the inject fuel earlier (far from the TDC)، but considering other effective parameters on the engine performance، like the ignition delay، produced power، it has been concluded that lower soot formation can not be an advantage by itself.
    Keywords: formation, start angle of fuel injection, diesel engine, combustion chamber
  • A.M. Yeganeh Moghadam, F. Ommi, P. Kazempoor, M.R. Malekbala, S. Javan Pages 51-64
    In this research، the conventional internal combustion engine system in a samand vehicle is replaced by a hybrid electric-fuel cell system. The samand vehicle is then modeled in the ADVISOR software، considering both systems. For modeling، the body structure and wheels models as well as their corresponding parameters are added to the software. For both cases، simulation results such as the fuel consumption and the system efficiency in various driving cycles are studied and compared together. Results show that in the hybrid electric-fuel cell vehicle beside the reduction of the fuel consumption، the efficiency increases with zero exhaust emission pollutant gases. Also، the vehicle could challenge with the internal combustion vehicle in issues such as performance parameters، the velocity، the acceleration and the gradeability.
    Keywords: samand vehicle, hybrid electric, fuel cell system, internal combustion engine, fuel consumption, efficiency