عنوان: پایان نامه بررسی و تحلیل عملی توربو شارژر و سوپر شارژ، مهندسی مکانيک

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

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 104

فهرست مطالب
بخش اول:‏
‏     *بررسی و تحلیل عملی توربو شارژر و سوپر شارژ‏

تاریخچه توربوشارژر
توربو شارژر چیست؟
نحوه عملکرد توربو شارژر
اجزای اصلی توربو شارژر
توربین ها
کمپرسورها
نکاتی در مورد طراحی توربوشارژر
‏1-تقویت بیش از انذازه
‏2-پدیده ئ پس افت
‏3-مکانیزم کنترل توربین گاز
‏4-مکانیزم کولر داخلی
مزایای سیستم توربوشارژر
معایب سیستم توربوشارژر
سوپرشارژر
انواع سوپرشارژر
مزایای سوپرشارژر
تفاوت بین توربوشارژر و سوپرشارژر
منابع ومراجع
بخش دوم :‏
‏           *بررسی وتحلیل تئوری توربوشارژر و سوپرشارژر ‏
روش های افزایش توان
روابط بنیادی
کمپرسورها
توربین ها
مدل سازی موتورهای توربوشارژر شده
منابع و مراجع
یادداشت
بخش سوم :‏
‏            *بحث و نتیجه گیری و پیشنهاد جهت تحقیقات آتی
بحث و نتیجه گیری
پیشنهاد جهت تحقیقات آتی
یادداشت
‏———————————————–‏
فهرست شکل
‏*بخش اول : ‏
شکل(الف-1) :تاریخچه توربوشارژر
شکل(الف-2) :طرز کار موتور اتوموبیل
شکل(الف-3): نحوه عملکرد توربوشارژر
شکل(الف-4) : نحوه اتصال توربین به کمپرسور
شکل(الف-5) : نحوه رچخش توربین ،مکش و ارسال هوا توسط کمپرسور
شکل(الف-6) : یاتاقان بندی شفت و مدار روغنکاری آن
شکل(الف-7) : توربین
شکل(الف-8) : شماتیک توربین جریان شعاعی
شکل(الف-9) : شماتیک توربین جریان محوری
شکل(الف-10) : شماتیک کمپرسور گریز از مرکز
شکل(الف-11) : نمونه ای از توربوشارژر کوچک
شکل(الف-12): بوگاتی خودروی افسانه ای
شکل(الف-13): توربوشارژر ترتیبی
شکل(الف-14): اینتر کولر و نحوه قرار گیری آن در سیستم
شکل(الف-15): فورد رنجر بایک سوپرشارژر زیر کاپوت
شکل(الف-16): هورد پیک آپ دهه ئ 1940 با یک سوپر شارژر روتز
شکل(الف-17): سوپر شارژر روتز
شکل(الف-18): سوپرشارژر دو پیچی
شکل(الف-19): سوپرشارژر مرکز گریز
شکل(الف-20): خودروی سوپر دار
شکل(الف-21): سیستم ابتدایی برای یک هواپیما همراه یک سوپرشارژر مرکز گریز
شکل(الف-22): تفاوت بین توربو شارژر و سوپرشارژر
‏*بخش دوم :‏
شکل(1-1):پیکربندی سیستمهای توربوشارژر سوپرشارژر
شکل(2-1): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای کمپرسور
شکل(2-2): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای توربین
شکل(3-1): کمپرسورهای با جابه جایی ثابت ‏
شکل(3-2): منحنی عملکری کمپرسور باپره های لغزنده
شکل(3-3): شماتیک کمپرسورهای سانتری فوز
شکل(3-4): دیاگرام آنتالپی-آنتروپیبرای جریان در کمپرسور سانتری فوز
شکل(3-5): دیاگرام سرعت در ورودی و خروجی کمپرسور
شکل(3-6):شماتیک منحنی کارایی کمپرسور
شکل(3-7): کارایی واقعی کمپرسور توربوشارژر

شکل(4-1): دیاگرام جهت نمایش میزان انرژی موجود در گاز اگزوز
شکل(4-2): شماتیک توربین با جریان شعاعی
شکل(4-3)(الف): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای توربین شعاعی
شکل(4-3ب):دیاگرام های سرعت برای ورودی و خروجی توربین
شکل(4-4): منحنی کارایی توربین جریان شعاعی که نشانگر خطوط سرعت اصلاح شده
شکل(4-5): منحنی کارایی توربین جریان شعاعی که نشانگر دبی جرمی اصلاح شده
شکل(4-6): شماتیک توربین جریان محوری یک مرحله ای
شکل(4-7): دیاگرام سرعت در ورودی و خروجی توربین
شکل(4-8): مشخصه های عملکردی توربین محوری
شکل(4-9): منحنی کارایی توربین جریان محوری ،نسبت به فشار بر حسب دبی جرمی
شکل(4-10): خطوط عملکردی توربو شارژر در حالت پایداربه صورت خطوط ثابت

چكيده : ‏
با توجه به اهداف ارتقاء عملكردي موتورهاي گوناگون همچون كاهش مصرف سوخت، آلايندگي، وزن و ‏حجم و افزايش توان و گشتاور خروجي؛ استفاده از سيستمهاي جانبي همچون راهكارهاي طراحي داخلي ‏اين گونه موتورها بسيار مورد توجه واقع شده است.يكي از اين سيستمهاي جانبي، سيستم توربوشارژر ‏مي باشد كه سريعا در موتورهاي اشتعال تراكمي بدليل نحوه عملكرد آنها تاثيرات خود را به نمايش ‏گذارد و هم اكنون با پيشرفت توان طراحي در موتورهاي اشتعال جرقه اي نيز به كار مي رود.‏
‏*اين پروژه شامل سه بخش اصلي مي باشد:‏
‏1-‏    بررسي و تحلیل عملی  سيستم توربوشارژر و سوپر شارژر و  اجزاء اصلي آنها ‏
‏2-‏    بررسي و تحلیل تئوری سيستم توربوشارژر و سوپر شارژر و نحوه مدلسازي و ارائه يك مدل نمونه
‏3-‏    بحث ونتیجه گیری و پیشنهادجهت تحقیقت آتی

•    در بخش اول طرز کار دو سیستم توربو شارژر و سوپرشارژر و  اجزاء اصلي همچون توربين وكمپرسور به ‏طور کامل توضیح داده شده است.‏
•    در بخش دوم  نحوه مدلسازي يك سيستم توربوشارژ شده و در پايان نيز يك مدل نمونه ونتايج حاصله از ‏آن ارائه گرديده است.   ‏
•    در بخش سوم بحث و نتیجه گیری صورت گرفته و نیز پیشنهاداتی جهت تحقیقات آتی ذکر شده ‏است. ‏

مقدمه:‏
تاريخچه توربوشارژر:‏
اولين توربوشارژر توسط دكتر آلفرد بوچي در سوئيس در بين سالهاي 1909 تا 1912 طراحي و ساخته شد. ‏دكتر بوچي مديريت مهندسي مركز تحقيقات برادران سالزر را بر عهده داشت و درسال 1915 اولين نمونه ‏يك موتور ديزل توربوشارژر شده را عرضه كرد، ولي ايدة او چندان در آن زمان مورد توجه قرار نگرفت.‏
‏. در طول جنگ جهانی اول برای نخستین بار از توربوشارژرها در هواپیما استفاده شد که موتور آنها طبق اصول ‏موتورهای اتومبیل کار می کرد. مشکل اصلی در هواپیما زمانی بود که هواپیما در ارتفاع زیاد با هوای رقیق تر ‏برخورد می کرد و دبی هوای ورودی به موتور کاهش می یافت، با نصب توربوشارژرها این مشکل حل شد. ‏توربوشارژرها جهت مکش هوا به داخل موتور از کمپرسور استفاده می کنند و کمپرسور شرایط مناسبی را ‏جهت انجام فرایند احتراق فراهم می کند.‏
کمپانی گرت مابین سالهای 1940تا1950 اقدام به ساخت توربو شارژرهای مختص  استفاده در صنایع ‏نیروگاهی  جهت توربین های گازی نمود .‏
‏ ‏

اولين خودروهاي سبك سواري توربو بودند كه براي بازار آمريكا در سالهاي 1962 و 1963 ساخته شدند و ‏عدم قابليت اطمينان به اين محصولات سبب محو شدن سريع آنها از بازار شد.‏
‏                           ‏
‏                                                   شکل (الف-1 )‏
پس از اولين بحران نفتي در سال 1973، استفاده از سيستم توربوشارژر در موتورهاي ديزل تجاري بيشتر از ‏پيش مورد توجه قرار گرفت و دراين برهه از زمان توجيه اقتصادي استفاده از اين سيستم در مقابل هزينه¬هاي ‏سوخت مصرفي، نمود پيدا كرد. همچنين سختگيرانه تر شدن قوانين مربوط به آلايندگي در اواخر دهة هشتاد ‏سبب افزايش انواع موتورهاي توربوشارژر شده با كاربردهاي گوناگون شد. در دهة 70 توربوشارژر در ‏خودروهاي اسپرت و به ويژه خودروهاي مسابقه¬اي فرمول يك به كار گرفته شد و كم كم خودروهاي سواري ‏مجهز به اين سيستم معمول تر از گذشته ‏

شدند. معمولاً گازهای خروجی از موتور به اتمسفر رانده می شود، اما موتورهایی که از توربوشارژر استفاده ‏می کنند، گازهای خروجی به طرف توربین هدایت شده و باعث گردش توربین می شود.‏
اولين تحول شگرف در كاربرد توربوشارژر در خودروهاي سواري در سال 1978 با ورود مرسدس بنز300 ‏اس دی که دارای یک موتو دیزل توربوشارژر شده بود،صورت پذیرفت. ‏
این تحول درسال 1981 ادامه يافت. در اين دوره به سبب كاهش آلايندگي، افزايش راندمان و ‏كاهش مصرف سوخت استفاده از اين سيستم به طور چشمگيري توسعه يافت. ‏

توربوشارژر نوعی سیستم دمنده است که هوا را با فشار زیاد به درون سیلندر می دمد. همان طور که می دانید، ‏هنگامی که پیستون در حالت عکسش قرار دارد، مخلوط هوا و سوخت (در موتور دیزلی، هوا) را به درون ‏سیلندر می مکد. هر چه فشار هوا بیشتر باشد مقدار مولکولهای هوا بیشتر خواهد بود، و باتبع مخلوط هوا و ‏سوخت بیشتری در سیلندر جای خواهد گرفت. هر چه سوخت بیشتر باشد، قدرت ناشی از احتراق هم بدین ‏ترتیب موتور مجهز به توربوشارژر قدرت بیشتری نسبت به موتور معمولی تولید می کند. توربوشارژر به ‏سادگی می تواند نسبت قدرت به وزن موتور را بهبود ببخشد، یعنی با قدرت مساوی ، خودروی مجهز به توربو ‏شارژر از موتوری با وزن و حجم کمتر سود می برد ، در نتیجه حجم و وزن خودرو نیز کمتر می شود و این ‏بدان معنی است که شتاب خودروی مجهز به توربوشارژر بیشتر است و سریع تر به سرعت مناسب دست ‏پیدا می کند.‏
نحوه عملكرد توربوشارژر:‏
استفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های افزایش بازده در موتورهای توربین گازی می باشد. به ‏منظور درک صحیح از نحوه عملکرد توربوشارژرها می بایستی ابتدا طرز کار موتور اتومبیل های مدرن را ‏بررسی کنیم. این موتورها با نام مرسوم چهار زمانه شناخته شده و در هر چرخه کاری، پیستون چهار مرحله ‏را طی می کند. زمانی که پیستون پائین می آید، در یک لحظه هوا از طریق دریچه ای به داخل سیلندر وارد می ‏شوند و وقتی که پیستون برمی گردد، دریچه ها (سوپاپ) بسته شده و هوای درون محفظه احتراق با بالا آمدن ‏پیستون متراکم می گردد. زمانی که پیستون به بالای سیلندر می رسد، با جرقه ی شمع، مخلوط هوا و سوخت ‏مشتعل می شود.‏

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