فهرست مطالب

نشریه تحقیقات موتور
پیاپی 25 (زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/12/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید محمد جعفری، محمد کاظمی، مصطفی مرزبان، سید اشکان موسویان * صفحه 3

    عملکرد برخی از تجهیزات خودرو مانند انواع روشنایی ها، سامانه تهویه مطبوع و برق مصرفی خودرو به عملکرد سامانه متعلقات موتور بویژه به عملکرد تسمه وابسته است. در این مقاله عملکرد این قسمت از موتور هنگام آزمونی شتابدار و طولانی مدت بررسی می شود. در این آزمون عملی، ابتدا سرعت های بحرانی موتور در شرایط مختلف کارکرد موتور و متعلقات به دست می آید. سرعت های بحرانی، به سرعت هایی گفته می شود که تسمه بیشترین نوسان را دارد. مطابق با سرعت های بحرانی، آزمونی با چرخه مشخص راه اندازی می شود. در هنگام آزمون متغیرهای مختلف اندازه گیری می شود. این اندازه گیری ها شامل ویژگی های تسمه مانند طول، جرم و سختی آن و متغیرهای حاصل از عملکرد تسمه مانند جریان مولد برق و فشار تنجار خنک کن می باشند. همچنین مقدار لغزش تسمه، به وسیله مقایسه سرعت دورانی چرخ تسمه ها در دو حالت نظری و واقعی انجام می شود. نتایج نشان می دهند که طول، مقدار نوسان و سختی تسمه به طور همزمان روی یکدیگر اثر متقابل دارند و افزایش هر یک، موجب افزایش دیگری می شود. در مورد عملکرد متعلقات نیز مشخص شد فشار تنجار بشدت به افزایش طول تسمه، وابسته است به طوریکه با افزایش آن، فشار تنجار بشدت کاهش می یابد. در مقابل، جریان مولد برق وابستگی کمتری به افزایش طول تسمه دارد و عملکرد یکنواخت و پایداری در هنگام آزمون دارد.

    کلیدواژگان: متعلقات، تسمه متعلقات، نوسانات تسمه، سرعت های بحرانی، موتور احتراق داخلی
  • محسن نازک تبار، سیدعلی جزایری، امید جهانیان، مهدی شاه بختی صفحه 13
    امروزه موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن، اندیشه ای نوین برای کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها هستند. از این رو بررسی های گوناگونی در این زمینه انجام شده است. مهم ترین مشکل در موتور HCCI برای تولید انبوه آن، مهار دشوار احتراق آن است. شماری از متغیرهای موتور در تنظیم زمان احتراق و کار تولیدی، تاثیر بیشتری نسبت به بقیه دارند. با بررسی تاثیر متغیرهای موثر بر عملکرد موتور، می توان زمان احتراق و اندازه کار خروجی موتور را با استفاده از الگوی حرارتی تک ناحیه ای پیش بینی و پایش کرد. در این مقاله تاثیر این متغیرها بر عملکرد و زمان آغاز احتراق با سوخت مرجع اصلی (مخلوط ایزو اکتان و هپتان نرمال) دیده شده است. این الگوی حرارتی شامل سینتیک مفصل شیمیایی احتراق PRF با در نظر گرفتن EGR است. برای صحه گذاری الگو از داده های تجربی بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهند زمان شروع احتراق تحت تاثیر دما و فشار مخلوط ورودی، عدد اکتان و غنا است. از سوی دیگر IMEP نیز بیشتر به دمای ورودی، غنا و شار سوخت بستگی دارد. در پایان معادله ای برای زمان آغاز احتراق و IMEP ارایه شده و دقت آن با داده های آزمون مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: پیش بینی IMEP، شبیه سازی حرارتی، موتور اشتعال تراکمی، پیش بینی آغاز احتراق
  • مسعود علیرمضانی، ایمان چیت ساز صفحه 25
    در این مقاله الگویی ترمودینامیکی برای پیش بینی عملکرد موتور با مخلوط طبقاتی ارائه شده است که شامل شبیه سازی مهلت اشتعال و فرآیند احتراق می باشد. این الگو شامل فرض پیش روی غیرکروی شعله در محیط غنی و رقیق داخل استوانه می باشد. محاسبات پله به پله همزمان برای نواحی سوخته شده و نسوخته به کار گرفته شده است. این فرایند تا اشغال کل فضای استوانه توسط شعله ادامه می یابد. در هر پله محاسباتی، کسر مولی و جرم ناحیه سوخته شده به واسطه پیش روی شعله افزایش می یابد. با در نظر گرفتن افت های حرارتی و کار اصطکاکی ویژگی های عملکردی مهمی از جمله فشار متوسط موثر، بازده حرارتی و مصرف مخصوص سوخت پیش بینی شده است. مقادیر پیش بینی شده برای سوخت گاز طبیعی با نتایج تجربی با دقت قابل قبولی صحه گذاری شده اند. سپس شبیه سازی برای سوخت های هیدروکربنی گازی شکل اتان و بوتان تعمیم داده شده اند. انعطاف پذیری الگو، امکان بهره گیری از آن را در بازه گسترده ای از توزیع هوا و سوخت درون استوانه فراهم کرده است.
    کلیدواژگان: پیش روی شعله، الگوی ترمودینامیکی، مخلوط طبقاتی جزئی (م، ط، ج، )، موتور اشتعال جرقه ای رقیق سوز
  • احسان موحدنژاد، فتح الله امی، کورس نکوفر صفحه 35
    پیش بینی نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات افشانه با توجه به اینکه این فرآیند و سازوکار های تشکیل دهنده آن هنوز ناشناخته اند کار بسیار مشکلی است و به متغیرهایی زیادی بستگی دارد. مرحله اول فرایند گردافشانی (شکست اولیه) با توجه به حرکت امواج به کمک تحلیل های پایداری قطعی و قابل تعیین است در حالی که مرحله دوم آن (شکست ثانویه) به صورت اتفاقی و تصادفی است و فرآیند اتفاقی توزیع قطر و سرعت قطرات را مورد توجه قرار می دهد. در این مرحله اصل آنتروپی بیشینه در شرایطی که معادلات بقای جرم، اندازه حرکت و انرژی ارضاء می شوند، فرآیند گردافشانی و نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات را پیش بینی می کند. در این مقاله نحوه توزیع سرعت و قطر قطرات حاصل برای فواره حلقوی و افشانه جریان چرخشی به کمک روش آنتروپی بیشینه شانون الگونمایی شده و پس از مقایسه با نتایج تجربی تطابق خوبی با نتایج تجربی نشان می دهد. همچنین تاثیر برخی از متغیرهای موثر بر خصوصیات پاشش مانند عدد وبر، شاخص چشمه اندازه حرکت و انرژی بر نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات بررسی شده است.
    کلیدواژگان: پاشش، الگونمایی، توزیع قطرات، آنتروپی بیشینه، سرعت و قطر قطرات
  • سید احمد عدنانی، سید جلال الدین هاشمی، علیرضا شوشتری صفحه 45
    در این مقاله، به کمک تحلیل روغن، عمر مفید روغن موتور در موتورهای دیزل که 70 دستگاه می باشند، تخمین زده می شود. شایان ذکر است موتورهای مشروحه فوق در خودروهای فوق سنگین نصب شده اند. روش کار به این صورت است که در زمان مراجعه خودروها برای تعویض روغن براساس ساعت کارکرد روغن، کیلومترشمار، نمونه روغن کارکرده اخذ شده و پس از ارسال آن به آزمایشگاه برای تحلیل و در نتیجه اخذ نتایج آن، وضعیت سایش موتور مشخص می گردد. بنابراین با مطالعه شاخص های مختلفی نظیر: عناصر سایشی، آلاینده ها، ضریب همبستگی و رابطه بین آنها، گرانروی، عدد بازی، عدد اسیدی، نوع و میزان سایش موتور در شرایط کاملا یکسان از لحاظ الگوی موتور، روغن مصرفی، شرایط محیطی و کاری، به تعیین عمر مفید روغن پرداخته شده است. شایان ذکر است هر چقدر تعداد نمونه های اخذ شده بیشتر شود، میزان خطا در نتایج کمتر خواهد بود. لذا نتایج بدست آمده صرفا بر اساس تعداد نمونه روغن اخذ شده می باشد.
    کلیدواژگان: سایش، موتور دیزل، تحلیل روغن، خواص روغن، تخمین عمر روغن
  • محمدحسن شجاعی فرد، امیر حسین پریور، مصطفی اکبری، مجید کرباسی فروشها صفحه 57
    یکی از اهداف اصلی در موتورهای اشتعال جرقه ای پرخوران، افزایش مقاومت نسبت به کوبش در بارهای زیاد است. به منظور جلوگیری از کوبش در موتورهای اشتعال جرقه ای از تاخیر زمان جرقه زنی استفاده می شود، که این روش سبب محدود شدن فشار و دمای بیشینه می شود. در این موتورها تعویق زمان جرقه زنی روش موثری برای جلوگیری از کوبش است؛ اما این کار سبب افزایش دمای گازهای خروجی می گردد. در این موتورها با غنی سازی سوخت دمای گازهای خروجی را کاهش می دهند که این کار سبب افزایش مصرف سوخت در موتور می گردد. برای حل این مشکل می توان از بازخورانی سرد گازهای خروجی استفاده کرد. بازخورانی سرد گازهای خروجی سبب کاهش فشار و دمای ناحیه نسوخته در حین احتراق در داخل استوانه و در نتیجه کاهش تمایل به کوبش در این موتورها می گردد. کاهش تمایل به کوبش امکان پیشی انداختن زمان جرقه را فراهم کرده و سبب کاهش دمای گازهای خروجی می شود که این کاهش دما، امکان نزدیک کردن نسبت هم ارزی هوا به سوخت را به 1 فراهم می کند. چون محل گرفتن و اتصال گازهای بازخورانی خروجی تاثیر زیادی بر روی عملکرد موتور دارد، در این مقاله، مسیرهای گازهای بازخورانی مختلف و تاثیر آن بر روی عملکرد موتور ملی پرخوران با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار جی تی پاور (GT-Power) مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: کوبش، مصرف سوخت، موتور ملی پرخوران، بازخورانی سرد گازهای خروجی
|
  • S.M. Jafari, M. Kazemi, M. Marzban, S.A. Moosavian Page 3

    In this paper، critical speeds of an engine were found with different conditions of engine working and the alternator. Critical speeds occur whenever the belt has maximum oscillations. During a test at critical speeds، several variables were measured. The variables were the belt length، the mass and the stiffness. Belt performance variables such as the cooler compressor pressure and temperature of the alternator were measured، too. To measure the amount of the belt slippage، the difference between ideal and actual pulley rotational speeds was calculated. Results showed that the pressure of the cooler compressor increased by increasing the belt length but the temperature of the alternator was not changed. Also، parameters of the belt such as its length، oscillation، temperature and hardness affected each other.

  • M. Nazoktabar, S.A. Jazayeri, O. Jahanian, M. Shahbakhti Page 13
    Nowadays، the homogenous charge compression ignition (HCCI) engine is a new idea to satisfy two main strategies in the design of internal combustion engines: reducing the fuel consumption and emissions. The robust control of combustion phasing in HCCI engines is a main challenge limiting the automotive industry for the mass production. In controlling combustion phasing and the IMEP (as two main controlling parameters) in the HCCI engine، some parameters are more effective than others. Effects of these parameters such as the inlet temperature and pressure، the equivalence ratio، the engine speed and also PRFs on the start of the ignition and the IMEP have been investigated in this study using a thermo-kinetic zero-dimensional model. This model coupled to a full kinetic mechanism of PRFs. The model was validated with a large number of experimental data taken from the Ricardo engine. Results show that the start of the combustion depends on the inlet temperature، the octane number، the engine speed and the equivalent ratio. On the other hand، the IMEP depends on the fuel mass flow rate، the inlet temperature and the equivalent ratio. As a result، a correlation has been presented to predict the start of the combustion and the IMEP; and its accuracy has been checked with some experimental data.
    Keywords: HCCI Engine, IMEP prediction, Starts of combustion, Thermo, kinetic model
  • M. Aliramezani, I. Chitsaz Page 25
    A theoretical model is presented in this research to predict the ignition delay and the combustion process in a class of stratified charge engines including the non-spherical flame progress through rich and lean regions. Step by step calculations were carried out in both rich and lean regions. The process continued until all the fuel was burned. At each crank angle، the volume of the mass control changes and the mole fraction of the burned fuel increased due to the flame propagation. Considering the heat transfer from the cylinder contents to the surrounding area and the frictional work، some important operating parameters such as the mean effective pressure، the thermal efficiency and the specific fuel consumption، were predicted. Predicted values obtained by the model for the natural gas were compared to corresponding experimental data. The comparison shows that there is a logical agreement between theoretical and measured values. The flexibility of the model allows having accurate predictions in a wide range of the charge stratification for various hydrocarbon fuels.
    Keywords: Flame progress, Thermodynamic model, Partially stratified charge (PSC), Lean burn spark ignition engine
  • E. Movahednejad, F. Ommi, K. Nekoufar Page 35
    The prediction of the droplets diameter and the velocity distribution in a spray is very difficult، since its processes and mechanisms are not completely known and depends on many parameters. The early stage of the atomization process (Primary Breakup) is clearly deterministic، whereas the final stage of the spray formation (Secondary Breakup) is random and stochastic and deals with the stochastic aspect of the droplet size and the velocity distribution which is done using the maximum entropy principle (MEP). The MEP predicts the atomization process while satisfying constrain equations of the mass، the momentum and the energy. Finally، experimental results for an annular jet and a swirl nozzle were used to verify the modeling results for the size and the velocity distribution of spray droplets which shows a good agreement between modeling and experiments. The effect of some atomization parameters like Weber number، momentum and energy source terms were investigated on the droplets distribution.
    Keywords: Spray, Modeling, Maximum entropy, Droplets distribution, Droplets diameter, velocity
  • S.A. Adnani, S.J. Hashemi, A. Shooshtari Page 45
    In this paper، the life expectancy of the engine oil in 70 diesel engines installed in super heavy vehicles (the E6-350 ECONODYNE 4VH model) has been estimated using oil analysis. The method which used، was to change the used oil based on oil operating hours، odometer and taking samples. Then، the oil sample was sent to a laboratory for the analysis. In order to be able to determine the overall condition of the engine، we had to study various parameters، such as the viscosity، the base number، the acid number، the type and the amount of the engine wear in the same condition of the engine model، the oil consumption and the operating conditions. Therefore، the oil life expectancy would be determined. If the number of samples increases، then the value of errors will be reduced. Results would merely be based on the number of samples.
    Keywords: Erosion:Oil analysis, Diesel engine, Oil properties, Estimation of engine oil life
  • M.H. Shojaeefard, A.H. Parivar, M. Akbari, M. Karbasiforoshha Page 57
    One of the major goals for manufacturers of turbocharged spark ignited (SI) engines is to increase the knock resistance at high loads. In order to move out of knocking combustion، timing of the spark ignition is retarded، thus limiting the maximum pressure and temperature in the combustion chamber. This is an effective method to eliminate the knock. The negative effect of retarding spark timing is increasing the exhaust gas temperature. In order to reduce the exhaust gas temperature، rich mixtures are normally used. As a result، the fuel consumption increases. The cooled EGR can be used to solve this problem. Using the cooled EGR decreases the pressure and the temperature in the unburned zone. There are a number of different possible architectures، each with its specific characteristics. Main objectives of this study were to quantify the increase the knock resistance and to decrease the enrichment in order to the target stoichiometric operation over the full operating range. All the simulations were carried out in the GT-POWER Software on the EF7-TC engine.
    Keywords: EGR, Knock, EF7, TC engine, Fuel consumption