عنوان:  پایان نامه خودروهاي هيبريدي و انواع سوخت های پیشرفته، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 113

بهمرا فایل پاورپوینت  ppt قابل ویرایش(22 اسلاید)

:Title

Khodrohaa Habrede

فهرست مطالب
عنوان                                            ‏
مقدمه
فصل اول:‏
تعریف خودروی هیبریدی و لزوم ساخت آن
‏1-1- بررسی علت كاهش مصرف سوخت خودروهای هیبرید در مقایسه با خودروهای احتراق داخلی:‏
‏1-2- بررسی علت تلفات سوخت در موتور درونسوز خودروهای معمولی:‏
فصل دوم:‏
تشریح و مقایسه سیستم هیبرید
‏2-1- تشریح سیستم هیبرید نمونه:‏
‏2-2- انرژی مصرف شده در خودرو هیبرید:‏
‏(0.92×0.26)/ 0.868 × ‏peds.dt ‎‏ )=‏Win-eng-conv
‏2-3- مقایسه نتایج به دست آمده در خودروی هبریدی و خوردوی درون سوز:‏
فصل سوم:‏
بررسی اتومبیل های هیبریدی
‏3-1- معرفی انواع اتومبیل های هیبرید
‏3-2- اتومبیل گازی- الکتریکی:‏
‏3-3- اتومبیلهای موتوری توربین گاز- الکتریک:‏
‏3-4- اتومبیلهای موتوری کرایسلرو ولوو
‏3-5- اتومبیل توربین گاز- الکتریک ولو:‏
‏3-6- تقسیم بندی اتومبیلهای هیبریدی
‏3-7- ‏‎ ‎همکاری مشترک چند کشور اروپایی در زمینه اتومبیلهای هیبرید
‏3-8- ابزار شبیه سازی متحرک
‏3-9- مقایسه شش هیبرید مختلف با همدیگر.‏
‏3-10- اندازه گیری آلودگی در چند شهر اروپایی:‏
فصل چهارم:‏
هبریدهای سری و موازی
‏4-1- هیبریدهای سری
‏4-1-1- کاربرد موتورهای احتراق داخلی دروسایل نقلیه هیبرید سری
‏4-1-2- معایب هیبرید سری عبارتند از:‏
‏4-2- نکات مهم در طراحی موتورهای احتراق داخلی برای سیستم هیبرید:‏
‏4-3- نحوه کارهیبرید سری:‏
‏4-4- تقسیم محرک هیبرید سری واجزاء ان:‏
‏4-4-1- ساختمان وسیله نقلیه:‏
‏4-4-2- اجزاء هیبرید سری:‏
‏4-4-2-1- واحد قدرت کمکی(‏APU‏)‏
‏4-4-2-2- موتور احتراقی (‏ICE‏)‏
‏4-4-2-3- ژنراتور:‏
‏4-4-2-4- باتری:‏
‏4-5- نصب اجزاء روی پایه به منظور انجام آزمایشات:‏
‏4-6- هیبرید موازی:‏
‏4-6-1- توسعه و کاربرد واحد کننده برای یک اتومبیل ‏BMW‏ با سیستم هیبرید موازی.‏
‏4-7- واحد کنترل کننده مرکزی ‏‎(CEU)‎
‏4-8- اداره اجزاء عمل در  ‏bmw‏  هیبرید موازی:‏
‏4-9- جعبه دنده الکترو مغناطیس:‏
‏4-10- هيبرید موازی جمع کننده گشتاور
‏4-11- هیبرید موازی جمع کننده سرعت:‏
‏4-12- هیبرید موازی – سری :‏
‏4-13- بالانس کامل و کاهش بی ثباتی گشتاور:‏
‏4-14- استفاده از موتور ‏CNG‏ برای اتوبوس شهری:‏
‏4-15- استفاده از موتور دیزل ‏TDI‏ برای یک خودرو هیبرید سری.‏
‏4-16- مزیتهای موتور ‏sytech‏ برای کاربرد در اتومبیلهای هیبریدی:‏
‏4-16-1- کاربرد ‏cvt‏ دراتومبیلهای هیبریدی:‏
فصل پنجم:‏
پیل سوختی وکاربرد آن در اتومبیل
‏5-1- پیل سوختی چیست و چگونه کار می کند
‏5-2- انواع پیل سوختی :‏
‏5-2-2- پیل سوختی اسید فسفریک (‏PAFC‏):‏
‏5-2-3- پیل سوختی کربنات مذاب(‏MCFC‏) و پیل سوختی اکسید جامد ( ‏SFC‏ ):‏
‏5-3- طرحهای موجود برای خودرو پیل سوختی:‏
‏5-4- مقایسه سوختهای مختلف:‏
‏5-4-1- بنزین و گازوئیل:‏
‏5-4-2- هیدروژن :‏
‏5-4-3-  گاز طبیعی ( جهت مصرف در مبدل سوخت در جایگاه سوختگیری ویا در تولید متمرکز و انبوه هیدروژن )‏
‏5-5- روشهای تولید و توزیع گاز هیدروژن:‏
منابع :‏

‏ ‏
فهرست اشکال
عنوان                                            ‏
شکل 1-1: شماتیک خودروی هیبریدی
شکل 1-2: نسبت هوا به سوخت مصرفی در موتور احتراقی نوعی (بنزینی) مربوط به  خودرو درونسوز معمولی در شرایط کار ‏مختلف.‏
شکل 1-3: (الف)میزان مصرف سوخت خودرو و توان ایجاد شده در نسبتهای هوا به سوخت مختلف. (ب) بازده و عملکرد ‏کالیزورهای ضد آلودگی در نسبتهای هوا به سوخت مختلف.‏
شکل 1-4: منحنیهای  ‏FHDS ‎‏ و‎  FHDS ‎برای آزمایش عملکرد . مصرف سوخت سیستم محرکه خودرو.‏
شکل 1-5: مقایسه میزان ایجاد آلودگی و مصرف سوخت در اتوبوس هیبرید، دیزل و ‏CNG‏.‏
شکل 2-1: نمودار جعبهای سیستم هیبرید سری کامیون یا اتوبوس.‏
شکل 2-2: اجزاء و محل نصب آنها در کامیون هیبرید ‏VOLVO FL6‎‏.‏
شکل 2-3: منحنی توان- زمان و سرعت- زمان در خودرو هیبرید نم.نه.‏
شکل 2-4: منحنی مصرف انرژی (توان- زمان) درخودرودرونسوزمعمولی.‏
شکل 2-5: نمودار ستونی ‏
شکل 1-3: مجموعه محرک
شکل 3-2: اتومبیل هیبریدی با سوخت گاز طبیعی
شکل 3-3: سیکل ساده باز توربین گاز
شکل 3-4: موتور القایی جریان متناوب
شکل3-5: آلایندگی موتوردی
شکل 3-6: ارزیابی آلودگی ومصرف اقتصادی درحالتهای مختلف
شکل 3-7: مصرف سوخت و مصرف الکتریسیته
شکل 3-8 کاهش آلودگی ‏CO‏ درمناطق شهری درنتیجه استفاده ازاتومبیل هیبرید.‏
شکل 3-9 کاهش آلودگی ‏HC‏ درمناطق شهری در نتیجه استفاده ازاتومبیل هیبریدی
شکل 3-10 کاهش آلودگی ‏NOx‏ درمناطق شهری ناشی از کاربرداتومبیل هیبرید
شکل 4-1: ساختمان هیبرید سری
شکل 4-2:واحد قدرت کمکی
شکل 4-3:کاربرد موتور تاندوم که روی پایه نصب شده است.‏
شکل 4-4: طبقه بندی اجزاء ونصب آنها را روی پایه ای
شکل 4-5: نمونه واقعی سیگنالهای ورودی وخروجی
شکل 4-6:فاکتورهایی که بر ‏VMUاثر می گذارند.‏
شکل 4-7: نقشه ‏APU‏ باخطوط بازده ثابت ،قدرت ثابت ،وخط عملکرد بهینه
شکل 4-8: دو روش عملکرد ‏APU
شکل 4-9: سیستم انتقال قدرت میانی برای هیبرید موازی
شکل 4-10: ساختمان هیبرید موازی ‏BMW
شکل 4-11: دیاگرام را گون برای دو سیستم باتری
شکل 4-12: واحد اداره کننده وسیله نقلیه و ارتباط واحد های کنترل
شکل 4-13:  ‏MU‏  و ارتباط آن با واحد های دیگر
شکل 4-14: ساختمان سیستم ‏S2‎
شکل 4-15: شماتیک ارتباط اجزاء
شکل 4-16: جمع کردن منحنی های قدرت موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی برای افزایش نیرو
شکل 4-17:جعبه دنده الکترومغناطیس
شکل 4-18 : چگونگی عمل درهر یک ازربعها
شکل 4-19: کاربرد ساده یک ترانس موتور
شکل 4-20: جعبه دنده خورشیدی
شکل 4-21: معادلات ترانس موتور
شکل 4-22: هیبرید جمع کننده گشتاور
شکل 4-23: هیبرید جمع کننده سرعت
شکل 4-24: ساده شده هیبرید جمع کننده سرعت
شکل 4-25 : جمع کننده سرعت با افت گشتاور
شکل 4-26: موتور جمع کننده سرعت وموتور جمع کننده گشتاور
شکل 4-27: کاربرد ترانس موتور
شکل 4-28: طرح ساده شده هیبرید سری – موازی
شکل 4-29: طرح یک وسیله نقلیه هیبریدی
شکل 4-30: مجموعه استارتر –آلترناتور
شکل 4-31: شماتیک وسیله نقلیه هیبریدی
شکل 4-32 مکانیسم لنگ در موتورهای ‏SYTech
شکل4-33 سرعتها و بارهای یاتاقان خطی
شکل 4-34: مکانیسم لنگ و شفت تعادل یک موتور ‏SYTech‏ چهار سیلندر
شکل 4-35: گشتاور خرروجی تمام بار برای یک موتور 4 سیلندر و 6 سیلندر معمولی و یک موتور 4 سیلندر ‏SYTech
شکل 4-36: تلفات اصطحکاکی در موتور 4 سیلندر معمولی و موتور ‏SYTech
شکل 4-37: بازده مکانیکی موتور معمولی و موتور ‏SYTech‏ یکسان.‏
شکل 4-38 کاهش آلودگی  ‏NOx‏ باسطح مشابه مصرف سوخت ویژه
جدول 4-3: مشخصات یک اتوبوس هیبرید
شکل 4-39 مقایسه مصرف سوخت و آلایندگی 4 نوع اتوبوس با همدیگر
شکل 4-40:نمودار بالایی قسمتی از سیکل است ونمودار پایینی قدرت موتور احتراق داخلی درطی این سیکل است.‏
شکل 4-41 یک اتومبیل هیبرید با سه منبع قدرت
شکل 4-44: طرح سیستم الکتریکی هیبرید
شکل 4-45 شما تیک سیستم الکتریکی هیبرید با سه منبع قدرت
شکل 5-1: مقدار الایندگی فن اوری پیل سوختی در مقایسه با فن آوری موتور های احتراق داخلی
شکل 5-2: بازده اتومبیل سوختی
شکل 5-3: نحوه کار پیل سوختی
شکل 5-4 : طرح سیستم پیل سوختی متانولی مرکز جهانی نیروی محرکه جایگزین پیل سوختی اتمی مایع – فلز
شکل 5-5: انواع سیستم سوخت رسانی پیل سوختی
شکل 5-6: نمودار مقایسه مصرف سوخت انواع اتوبوس با حداکثر بار
شکل5-7: نمودار مقایسه شتاب اتومبیل پیل سوختی و اتوبوس دیزلی
شکل 5-8: دیاگرام اتوبوس پیل سوختی با سیستم چند قدرته
شکل 5-9:اتومبیل پیل سوختی ‏GM
شکل 5-10: اتومبیل با پیل سوختی آلومینیوم – هوا وباتری سربی واسیدی

مقدمه ‏

تکنولوژی را می توان کاربرد عملی دستاوردهای عملی وفنی به منظور پهسخ به یک یا چند نیاز ‏تعریف نمود. تکنولوژی نیرومندترین عامل تحول دریک جامعه به شمار می رود. ‏
تغییرات تکنولوژیکی فرآیندی پیوسته ومداوم است وبرهمه ارکان واجزای جامعه اثر گذاشته وجامعه ‏نیز به طور پیوسته دستخوش تغییز می باشد. اصولاً کشوری موفق می باشد که بتواند تغییرات آینده را ‏پیش بینی کند ، نیازهای مردم ونسلهای آینده رابشناسد وبه سوی رفع نیازگام بردارد در اینصورت اگر ‏درست عمل کند شاید کشور موفقی باشد.‏
محور فعالیتهای خودرو سازان جهان بر پنج نوع اتومبیل متمرکز شده است. این نوع خودرو عبارتند از ‏‏:‏
‏1- خودرو پیل سوختی ‏‎(fC)‎
‏2- خودرو الکتریکی  باتریB ‎
‏3- خودرو هیبریدی‎(H)‎
‏4- خودرو احتراق داخلی پیشرفته‎(ICE)‎
‏5- خودروی احتراق داخلی پیشرفته با سوخت جدید‎( ICE.NF )‎
بعضی از شرکتهای خودرو سازی فعالیت در حوزه موتورهای احتراق داخلی را کاری بیهوده و عبث ‏انگاشته اهد و تمام همت خود را بکار بردهاند تا آینده صنعت خودرو سازی را به سوی خورشید آسمان ‏صنایع خودرو یعنی تکنولوژی پیل سوختی هدایت کنند. استراژی چنین شرکتهایی برای رسیدن به ‏تکنولوژی خودرو های نسل بعدی، تولید خودروهایی با راندماان و عملکرد بالا ، عدم آلایندگی و با ‏تکنولوژی پایدار ( طول عمر بالا )‏ ‏ است ‏
که در بین موارد بالا فقط پیل سوختی میتواند گزینه مناسب باشد . زیرا علاوه بر راندمان بالا و عدم ‏آلایندگی و مصرف سوخت هیدروژن که از منابع تجدید پذیر و تجدید ناپذیر به دست  می آید ، طول عمر ‏و تکنولوژیپایداری دارد.‏
یکی از اهداف شرکتهای پیشتاز در استفاده از پیل سوختی کاهش قیمت اجزاء سیستم پیل سوختی ‏است.‏
فعالیت عدهای از آنها برروی تبدیل و مبدل بنزین است.عدهای دیگر برروی پیل سوختی هیدروژنی ‏تحقیق می کنند و بقیه روی تبدیل سوخت و ذخیره سازی هیدروژن متمرکز شده اند. هدف مشترک ‏تمام این شرکتها گسترش جهانی پیل سوختی است . با گسترش چنین فن آوری شرکتهای جدید نظیر ‏شرکتهای شیمیایی و الکتریکی وارد عرصه همکاری با خودرو سازان خواهند شد . این شرکتها امیدوارند ‏که بتوانند در نسل یازدهم و دوازدهم اتومبیل مورد نظر وایده آل خود را از نظر قیمت ، راندمان و اندازه ‏تحول بازار دهند.‏
یکی از شرکتهای مهم اتومبیل سازی که بزرگترین بازارها مصرف جهان خصوصاً آمریکا را در سیطره ‏خود دارد از پیشتازان خودرو پیل سوختی می باشد . این شرکتها معتقد است که هیدروژن می داند. ‏جنرال موتور بر این باور است که بنزین سوخت حد فاصل خودروهای پیل سوختی امروزی و خودرو های ‏هیدروژنی آینده است.‏
‏1-1- بررسی علت كاهش مصرف سوخت خودروهای هیبرید در مقایسه با خودروهای ‏احتراق داخلی:‏
در این بخش ابتدا بررسی و تحلیلی در مورد دلایل افزایش مصرف سوخت در خودرواحتراقی معمولی ‏در شرایط مختلف حرکت ارائه خواهد شد. سپس میزان مصرف و تولید انرژی  بصورت عددی و با انتگرال ‏گیری از منحنی توان زمان اجزاء محرکه اصلی در یک خودرو هیبرید ساخته شده در شرکت ‏Volvo ‎در ‏مدت 150 ثانیه از حرکت آن محاسبه می شود آنگاه با استفاده از ضرایب بازده اجزاء سیستم،میزان ‏مصرف انرزی و توان متوسط مصرفی در یک خودرو هیبرید و یک خودرو احتراق داخلی معادل با آن به ‏روش شبیه سازی به دست می آید و میزان مصرف انرزی و توان متوسط دو سیستم با هم مقایسه می ‏شوند.‏
‏1-2- بررسی علت تلفات سوخت در موتور درونسوز خودروهای معمولی:‏
در خودروهای درونسوز معمولی میزان دور و گشتاور تولید شده توسط موتور احتراقی با شرایط اعمال ‏شده از طرف جاده ادتباط مستقیم دارد. خودرو عادی بسته به وضعیت کار خود  دارای شرایط زیر است
•    شرایط استارت-در این حالت موتور احتراقی از حالت سرد شروع به کار می کند.‏
•    شرایط هرزگرد-زمانی که موتور هرز می گردد و به باریمتصل نیست.‏
•    شرایط کار عادی در سرعت نامی و بار نامی.‏
•    شتاب گیری خودرو از حالت سکون.‏
•    شتاب گیری خودرو در حالت حرکت.‏
•    شرایط حداکثر باز شدن دریچه گاز(شتاب گیری آزاد یا تخت گاز).‏
‏2-1- تشریح سیستم هیبرید نمونه:‏
اجزاء اصلی سیستم هیبرید سری که در کامیون یا اتوبوس هیبرید ساخت شرکت ‏VOLVO‏ به کار ‏رفته در شکل (2-1) نشان داده شده است. به طوری که شکل  (2-1) نشان می دهد موتور دیزل ‏KW‏ ‏‏154 که با ژنراتور سه فاز سنکرون مغناطیس دائم کوپل شده است، وظیفه تولید  انرژی  الکتریکی را در ‏سیستم برعهده دارد. ‏
انرژی تولید شده یا مستقیماً به مجموعه موتور کنترلر الکتریکی که با چرخها کوپل شده است ‏فرستاده می شود و یا در مجموعه زوج باتریها ذخیره می شود و در مواقع  مورد نیاز برای شتاب گیری و یا ‏زمانهای خموشی مجموعه موتور ژنراتور برای تامین انرژی الکتریکی محرکه خودرو و مورد استفاده قرار می ‏گیرد.‏
‏2-2- انرژی مصرف شده در خودرو هیبرید:‏
برای اندازه گیری توان مصرف شده توسط مجموعه ‏APU‏ در خودرو هیبرید بر اساس  منحنی شکل ‏‏(2-3) ابتدا منحنیهای اصلی توان و سرعت از این شکل استخراج می شود.  ‏
منحنیهای بوجود آمده توسط نرم افراز ‏Matlab‏ را در این حالت انرژی محاسبه شده باتریها ‏KWS‏36/880-=‏Wbat‏ که نشان میدهد این انرژی بعد از مدت 150 ثانیه در باتریها ذخیره شده است.‏
‏(الف): منحنی توان- زمان مصرفی مجموعه موتور الکتریکی- اینورتر ‏
‎ ‎‏(ب):منحنی توان- زمان تولید الکتریسیته توسط ژنراتور
‏(پ): منحنی توان – زمان مجموعه باتریها   ‏
‏  (ت): منحنی سرعت-زمان حرکت خودرو
دیزل ژنراتور ‏‎(Pgen)‎، باتری‎(Pbat)‎، و سرعت- زمان خودرو ‏‎(Speed)‎‏.‏

منابع :‏
‏1.‏    هیدروژن و خودرو های امروزی-مهندس مجتبی نیکخواه
‏2.‏    سوخت های جایگزین _انتشارات سانا
‏3.‏    مقاله خودروهای تلفیقی _دانشگاه صنعتی شریف
‎4.‎    www.srist.com
‎5.‎    www.4shared.com
‎6.‎    www.vastdown.com

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.