عنوان: پایان نامه چندراهه ورودي مانیفولد، مهندسي مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 70

چکیده:
این پروژه در موردشبیه سازی و طراحی چند راهه ورودی و عواملی که بر بازده تنفسی موتور خودرو تاثیر می گزارد مثل توربوشارژوجند راهه هندسه متغیر و انواع سنسورهای استفاده شده در مانیفولد ورودی میباشد.

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه 
فصل اول: شبیه سازی
1-1- مراحل شبيه سازي چندراهه ورودي :
1-2- شبيه سازي يك بعدي و سه بعدي
1-2-1- شبيه سازي يك بعدي :
1-2-2- شبيه سازي سه بعدي :
1-3- نرم افزارهاي شبيه سازي يك بعدي و سه بعدي :
1-4- مختصری برنرم افزار فلوئنت
1-4-1- معرفی نرم افزار فلوئنت (Fluent)
1-5- مراحل شبيه سازي سه بعدي:
1-6- طرح منیفولد
فصل دوم: طراحی
2-1- اثر ابعاد چندراهه موتور سوخت رساني چند نقطه اي بر بازده تنفسي :
2-1-1- مخزن آرامش:
2-1-2- شاخه ثانويه :
2-1-3- شاخه هاي اصلي:
2-2- نتيجه گيري از بررسي ابعاد هندسي چندراهه ورودي:
2-3- چندراهه هندسه متغير :
2-3-1- مخزن آرامش متغير :
2-3-2- لوله ثانويه متغير:
2-3-3- لوله هاي اصلي متغير :
2-4- زمانبندي سوپاپها :
2-5- منیفولد و سوپاپ:
2-5-1- منیفولدهای ورودی متغیر:
2-5-2- انواع تایمینگ متغیر سوپاپ:
2-6- منیفولد ورودی طول متغیر
2-7- خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
2-8- منیفولد ورودی طول متغیر
2-9- بلند شدن متغیر سوپاپ Variable Lift
2-9- منيفولد و انواع آن
2-9-1- منیفولدهای ورودی متغیر :
2-9-2- خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
فصل سوم: عوامل موثر بر بازده تنفسی
3-1- انواع سوپر شارژر
3-1-1- سوپر شارژر روتز
3-1-2- سوپر شارژر دو پيچي
3-2- سیستمهای انژکتوری چند نقطه ای
3-3- سیستمهای انژکتوری تک نقطه ای
3-4- محاسبه مخلوط هوا- سوخت
3-5- دريچه گاز و منيفولد:
3-6- طرح راهگاه ورودی
3-7- تعریف و تاریخچه و بحث EGR
3-8- اثر EGR بر روی بار ورودی سیلندر
3-9- سنسور فشار منیفولد و دمای هوای ورودی:(MAP&ATS)
3-10 سنسور اکسیژن:
3-11- سنسور موقعیت دریچه گاز(TPS ):
3-11-1- سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS )
نتیجه گیری:
منابع :

فهرست اشکال
عنوان
شكل(1-1) مراحل طراحي چندراهه ورودي با كمك الف-شبيه سازي يك بعدي ب– شبيه سازي سه بعدي CFD[2]
شكل 1-2 موتور پيكان انژكتوري ١٦٠٠ سي سي[7]
شكل 1-3 نقشه چندراهه ورودي در نماهاي مختلف [2]
شكل 1-4 مدل چندراهه ورودي موتور پيكان انژكتوري ١٦٠٠ سي سي[2]
شكل 1-5 مدل حجم منفي چندراهه ورودي موتور پيكان انژكتوري ١٦٠٠
شكل 1-6 مدل حجم منفي چندراهه ورودي با طول ورودي افزوده شده [2]
شکل 1-7 منیفولدهای بهینه سازی شده
شكل 2-1 منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤سيلندر با لوله هاي اصلي لوله ثانويه مخزن آرامش [1]
شكل 2-2 اثر تغيير حجم مخزن آرامش بر منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤ سيلندر با لوله هاي اصلي و لوله ثانويه [1]
شكل 2-3 اثر تغيير طول لوله ثانويه بر منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤سيلندر با لوله هاي اصلي و مخزن آرامش , [1] 1
شكل 2-4 اثر تغيير سطح مقطع لوله ثانويه بر منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤سيلندر با لوله هاي اصلي و مخزن آرامش
شكل 2-5 اثر تغيير طول لوله هاي اصلي بر منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤سيلندر با مخزن آرامش و لوله ثانويه
شكل 2-6 اثرتغييرطول لوله هاي اصلي بر بازده تنفسي بر اساس دورهاي مختلف موتور در يك موتور ٤ سيلندر [1]
شكل2-7 اثر تغييرسطح مقطع لوله هاي اصلي بر منحني بازده تنفسي بر اساس دور موتور براي يك موتور ٤سيلندر با مخزن آرامش و لوله ثانويه
شكل 2-8 منحني بازده تنفسی براي يك موتور ٦ سيلندر با مخزن آرامش منفرد و دوتائي
شكل 2-9 منحني بازده تنفسی يك موتور ٦ سيلندر با هندسه متغيير لوله ثانويه[
شكل2-10 منحني بازده تنفسي براي يك موتور ٤ سيلندر با طول لوله اصلي متغير
شكل 2-11 يك موتور ٦ سيلندر با سطح لوله اصلي متغير
شكل 2-12 اثر زودتر باز شدن سوپاپ ورودي بر منحني بازده تنفسي
شكل 2-13 اثر ديرتر باز شدن سوپاپ ورودي بر منحني بازده تنفسي
شكل 2-14 اثر زمانبندي مختلف بسته شدن سوپاپ ورودي بر منحني بازده تنفسي
شکل 2-15 مقايسه منحنی بازده تنفسی يك موتور ٤ سيلندر با چندراهه و زمانبندی سوپاپ متغير و موتور استاندارد
شکل 2-16 مانیفولد ایجاد کننده جریان چرخشی
شکل 2-17 چگونگی تغییر طول منیفولدها
شکل 3-1 سیستم KE-Jetronic ،L-Jetronic
شکل 3-2 سیستم Mono-Jetronic
شکل 3-3 یک حسگر فشار به همراه سیگنال خروجی آن
شکل 3-4 حسگر فشار و سیگنال خروجی آن
شکل 3-5 سیستم بازگردانی گاز اگزوز (EGR) و کاتالیست
شکل 3-2 تغییرات غلظت NO
شکل 3-3 درصد کاهش غلظت
شکل 3-4 کاهش جرم آلاینده
شکل 3-5 توزیع فراوانی imcp
شکل 3-6 مقایسه اعمال روش EGR
شکل 3-7 اثر EGR بر روی بار ورودی سیلندر
شکل 3-8 سنسور فشار منیفولد و دمای هوای ورودی
شکل 3-9 سنسور اکسیژن

مقدمه

از زمان ساخت اولين خودرو تاكنون تلاشهاي فراواني در جهت بهبود عملكرد موتورهاي احتراق داخلي صورت گرفته است. اين بهبود در ابتدا بيشتر بر روي افزايش توان و گشتاور متمركز بوده است ولي درحال حاضر كاهش آلاينده ها و مصرف سوخت نيز از اهداف اصلي بشمار مي روند براي دستيابي به بهترين عملكرد موتور، تمامي اجزاء آن بايد دقيق طراحي شوند. سيستم مكش موتور بخشي از اين اجزاء مهم بشمار ميرود كه بايد بطور صحيح طراحي شود و معيار چگونگي عملكرد آن با عبارت بازده تنفسي معلوم مي شود و هدف افزايش هرچه بيشتر بازده تنفسي مي باشد.
چندراهه ورودي وظيفه توزيع هوا و سوخت به سيلندرها را بر عهده دارد. عملكرد مطلوب يك چندراهه ورودي توزيع يكنواخت مخلوط بين سيلندرها مي باشد. در اين صورت سيلندرها مي توانند عملكرد يكنواخت و يكسان داشته باشند. از طرفي ديگر مطلوب اين است كه افت فشار چندراهه ورودي تا حد ممكن كم باشد تا مخلوط بيشتري به سيلندرها ارسال شده و بازده تنفسي موتور افزايش يابد . (در اين پروژه از لفظ موتور بجاي موتور احتراق داخلي استفاده شده است ) اصول طراحي چندراهه ورودي موتورهاي با سيستم سوخت رساني چندنقطه اي با تك نقطه اي متفاوت مي باشد.
در موتورهاي نوع اول، سوخت در راهگاه و قبل از سوپاپ تزريق مي گردد و در چندراهه تنها هوا جريان دارد. در حالي كه در چندراهه ورودي موتورهاي با سيستم سوخت رساني كاربراتوري و پاششي تك نقطه اي، در چندراهه ورودي مخلوط سوخت و هوا وجود دارد.
طراحي چندراهه ورودي بيشتر بصورت تجربي بوده است ولي در سالهاي اخير و با افزايش توان رايانه ها و گسترش كدهاي ديناميك سيالات محاسباتي ، طراحي چندراهه ها بصورت علمي تر و دقيق تر صورت مي گيرد.
نرم افزارهاي متنوعي با استفاده از معادلات يك بعدي حاكم بر سيالات براي شبيه سازي مجموعه موتور و ازجمله چندراهه ورودي تهيه شده اند. بطور مثال مي توان از نرم افزارهاي Wave. . Boost. و Markplus ، نام برد گرچه نرم افزارهاي يك بعدي توانايي و قابليت فراواني در طراحي چندراهه ورودي دارند، اما اين نرم افزارها توانايي بررسي چگونگي توزيع برگشت گازهاي خروجي( EGR ) در چندراهه ورودي را ندارند و نمي‌توانند اثرات برخي مسائل طراحي را كه ذاتأ سه بعدي هستند پيش بيني كنند.
بطور مثال اين نرم افزارها نمي توانند اثرات مكاني دريچه گاز يك چندراهه ورودي را مدل نمايند. همچنين با شبيه سازي يك بعدي نمي توان به چگونگي الگوي جريان در چندراهه دست يافت. طراح تنها با مشاهده الگوي جريان و بررسي پديده هاي رخ داده در چندراهه ورودي مي تواند بطور كامل به دلايل عدم عملكرد صحيح چندراهه ورودي پي برده و در رفع آن بكوشد. با شبيه سازي سه بعدي مي توان اين پديده ها را كه نرم افزارهاي يك بعدي از پيش بيني و بررسي آنها ناتوان هستند را نيز شبيه سازي كند .

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