چندراهه ورودي مانیفولد، پایان نامه | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه چندراهه ورودی مانیفولد، مهندسی مکانیک

عنوان: پایان نامه چندراهه ورودی مانیفولد، مهندسی مکانیک

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

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۷۰

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
۱-۱- مراحل شبیه سازی چندراهه ورودی :
۱-۲- شبیه سازی یک بعدی و سه بعدی
۱-۲-۱- شبیه سازی یک بعدی :
۱-۲-۲- شبیه سازی سه بعدی :
۱-۳- نرم افزارهای شبیه سازی یک بعدی و سه بعدی :
۱-۴- مختصری برنرم افزار فلوئنت
۱-۴-۱- معرفی نرم افزار فلوئنت (Fluent)
۱-۵- مراحل شبیه سازی سه بعدی:
۱-۶- طرح منیفولد
فصل دوم: طراحی
۲-۱- اثر ابعاد چندراهه موتور سوخت رسانی چند نقطه ای بر بازده تنفسی :
۲-۱-۱- مخزن آرامش:
۲-۱-۲- شاخه ثانویه :
۲-۱-۳- شاخه های اصلی:
۲-۲- نتیجه گیری از بررسی ابعاد هندسی چندراهه ورودی:
۲-۳- چندراهه هندسه متغیر :
۲-۳-۱- مخزن آرامش متغیر :
۲-۳-۲- لوله ثانویه متغیر:
۲-۳-۳- لوله های اصلی متغیر :
۲-۴- زمانبندی سوپاپها :
۲-۵- منیفولد و سوپاپ:
۲-۵-۱- منیفولدهای ورودی متغیر:
۲-۵-۲- انواع تایمینگ متغیر سوپاپ:
۲-۶- منیفولد ورودی طول متغیر
۲-۷- خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
۲-۸- منیفولد ورودی طول متغیر
۲-۹- بلند شدن متغیر سوپاپ Variable Lift
۲-۹- منیفولد و انواع آن
۲-۹-۱- منیفولدهای ورودی متغیر :
۲-۹-۲- خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر
فصل سوم: عوامل موثر بر بازده تنفسی
۳-۱- انواع سوپر شارژر
۳-۱-۱- سوپر شارژر روتز
۳-۱-۲- سوپر شارژر دو پیچی
۳-۲- سیستمهای انژکتوری چند نقطه ای
۳-۳- سیستمهای انژکتوری تک نقطه ای
۳-۴- محاسبه مخلوط هوا- سوخت
۳-۵- دریچه گاز و منیفولد:
۳-۶- طرح راهگاه ورودی
۳-۷- تعریف و تاریخچه و بحث EGR
۳-۸- اثر EGR بر روی بار ورودی سیلندر
۳-۹- سنسور فشار منیفولد و دمای هوای ورودی:(MAP&ATS)
۳-۱۰ سنسور اکسیژن:
۳-۱۱- سنسور موقعیت دریچه گاز(TPS ):
۳-۱۱-۱- سنسور وضعیت دریچه گاز (TPS )
نتیجه گیری:
منابع :

فهرست اشکال
عنوان
شکل(۱-۱) مراحل طراحی چندراهه ورودی با کمک الف-شبیه سازی یک بعدی ب– شبیه سازی سه بعدی CFD[2]
شکل ۱-۲ موتور پیکان انژکتوری ١۶٠٠ سی سی[۷]
شکل ۱-۳ نقشه چندراهه ورودی در نماهای مختلف [۲]
شکل ۱-۴ مدل چندراهه ورودی موتور پیکان انژکتوری ١۶٠٠ سی سی[۲]
شکل ۱-۵ مدل حجم منفی چندراهه ورودی موتور پیکان انژکتوری ١۶٠٠
شکل ۱-۶ مدل حجم منفی چندراهه ورودی با طول ورودی افزوده شده [۲]
شکل ۱-۷ منیفولدهای بهینه سازی شده
شکل ۲-۱ منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴سیلندر با لوله های اصلی لوله ثانویه مخزن آرامش [۱]
شکل ۲-۲ اثر تغییر حجم مخزن آرامش بر منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴ سیلندر با لوله های اصلی و لوله ثانویه [۱]
شکل ۲-۳ اثر تغییر طول لوله ثانویه بر منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴سیلندر با لوله های اصلی و مخزن آرامش , [۱] ۱
شکل ۲-۴ اثر تغییر سطح مقطع لوله ثانویه بر منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴سیلندر با لوله های اصلی و مخزن آرامش
شکل ۲-۵ اثر تغییر طول لوله های اصلی بر منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴سیلندر با مخزن آرامش و لوله ثانویه
شکل ۲-۶ اثرتغییرطول لوله های اصلی بر بازده تنفسی بر اساس دورهای مختلف موتور در یک موتور ۴ سیلندر [۱]
شکل۲-۷ اثر تغییرسطح مقطع لوله های اصلی بر منحنی بازده تنفسی بر اساس دور موتور برای یک موتور ۴سیلندر با مخزن آرامش و لوله ثانویه
شکل ۲-۸ منحنی بازده تنفسی برای یک موتور ۶ سیلندر با مخزن آرامش منفرد و دوتائی
شکل ۲-۹ منحنی بازده تنفسی یک موتور ۶ سیلندر با هندسه متغییر لوله ثانویه[
شکل۲-۱۰ منحنی بازده تنفسی برای یک موتور ۴ سیلندر با طول لوله اصلی متغیر
شکل ۲-۱۱ یک موتور ۶ سیلندر با سطح لوله اصلی متغیر
شکل ۲-۱۲ اثر زودتر باز شدن سوپاپ ورودی بر منحنی بازده تنفسی
شکل ۲-۱۳ اثر دیرتر باز شدن سوپاپ ورودی بر منحنی بازده تنفسی
شکل ۲-۱۴ اثر زمانبندی مختلف بسته شدن سوپاپ ورودی بر منحنی بازده تنفسی
شکل ۲-۱۵ مقایسه منحنی بازده تنفسی یک موتور ۴ سیلندر با چندراهه و زمانبندی سوپاپ متغیر و موتور استاندارد
شکل ۲-۱۶ مانیفولد ایجاد کننده جریان چرخشی
شکل ۲-۱۷ چگونگی تغییر طول منیفولدها
شکل ۳-۱ سیستم KE-Jetronic ،L-Jetronic
شکل ۳-۲ سیستم Mono-Jetronic
شکل ۳-۳ یک حسگر فشار به همراه سیگنال خروجی آن
شکل ۳-۴ حسگر فشار و سیگنال خروجی آن
شکل ۳-۵ سیستم بازگردانی گاز اگزوز (EGR) و کاتالیست
شکل ۳-۲ تغییرات غلظت NO
شکل ۳-۳ درصد کاهش غلظت
شکل ۳-۴ کاهش جرم آلاینده
شکل ۳-۵ توزیع فراوانی imcp
شکل ۳-۶ مقایسه اعمال روش EGR
شکل ۳-۷ اثر EGR بر روی بار ورودی سیلندر
شکل ۳-۸ سنسور فشار منیفولد و دمای هوای ورودی
شکل ۳-۹ سنسور اکسیژن

مقدمه

از زمان ساخت اولین خودرو تاکنون تلاشهای فراوانی در جهت بهبود عملکرد موتورهای احتراق داخلی صورت گرفته است. این بهبود در ابتدا بیشتر بر روی افزایش توان و گشتاور متمرکز بوده است ولی درحال حاضر کاهش آلاینده ها و مصرف سوخت نیز از اهداف اصلی بشمار می روند برای دستیابی به بهترین عملکرد موتور، تمامی اجزاء آن باید دقیق طراحی شوند. سیستم مکش موتور بخشی از این اجزاء مهم بشمار میرود که باید بطور صحیح طراحی شود و معیار چگونگی عملکرد آن با عبارت بازده تنفسی معلوم می شود و هدف افزایش هرچه بیشتر بازده تنفسی می باشد.
چندراهه ورودی وظیفه توزیع هوا و سوخت به سیلندرها را بر عهده دارد. عملکرد مطلوب یک چندراهه ورودی توزیع یکنواخت مخلوط بین سیلندرها می باشد. در این صورت سیلندرها می توانند عملکرد یکنواخت و یکسان داشته باشند. از طرفی دیگر مطلوب این است که افت فشار چندراهه ورودی تا حد ممکن کم باشد تا مخلوط بیشتری به سیلندرها ارسال شده و بازده تنفسی موتور افزایش یابد . (در این پروژه از لفظ موتور بجای موتور احتراق داخلی استفاده شده است ) اصول طراحی چندراهه ورودی موتورهای با سیستم سوخت رسانی چندنقطه ای با تک نقطه ای متفاوت می باشد.
در موتورهای نوع اول، سوخت در راهگاه و قبل از سوپاپ تزریق می گردد و در چندراهه تنها هوا جریان دارد. در حالی که در چندراهه ورودی موتورهای با سیستم سوخت رسانی کاربراتوری و پاششی تک نقطه ای، در چندراهه ورودی مخلوط سوخت و هوا وجود دارد.
طراحی چندراهه ورودی بیشتر بصورت تجربی بوده است ولی در سالهای اخیر و با افزایش توان رایانه ها و گسترش کدهای دینامیک سیالات محاسباتی ، طراحی چندراهه ها بصورت علمی تر و دقیق تر صورت می گیرد.
نرم افزارهای متنوعی با استفاده از معادلات یک بعدی حاکم بر سیالات برای شبیه سازی مجموعه موتور و ازجمله چندراهه ورودی تهیه شده اند. بطور مثال می توان از نرم افزارهای Wave. . Boost. و Markplus ، نام برد گرچه نرم افزارهای یک بعدی توانایی و قابلیت فراوانی در طراحی چندراهه ورودی دارند، اما این نرم افزارها توانایی بررسی چگونگی توزیع برگشت گازهای خروجی( EGR ) در چندراهه ورودی را ندارند و نمی‌توانند اثرات برخی مسائل طراحی را که ذاتأ سه بعدی هستند پیش بینی کنند.
بطور مثال این نرم افزارها نمی توانند اثرات مکانی دریچه گاز یک چندراهه ورودی را مدل نمایند. همچنین با شبیه سازی یک بعدی نمی توان به چگونگی الگوی جریان در چندراهه دست یافت. طراح تنها با مشاهده الگوی جریان و بررسی پدیده های رخ داده در چندراهه ورودی می تواند بطور کامل به دلایل عدم عملکرد صحیح چندراهه ورودی پی برده و در رفع آن بکوشد. با شبیه سازی سه بعدی می توان این پدیده ها را که نرم افزارهای یک بعدی از پیش بینی و بررسی آنها ناتوان هستند را نیز شبیه سازی کند .

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