انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
Complete and partial vibration mode decoupling of national engine about torque roll axis
جداسازی کامل و جزئی حالتهای ارتعاشی موتور ملی حول محور گشتاور غلتشی
3
12
697751
FA
حمید
اسفندیاری
وحید
فخاری
علی
شوشتری
Journal Article
2022
11
27
Internal combustion engine is one of the vibration sources in an automotive. In this study, proper stiffnesses for engine mounts of national engine are determined to improve its vibration behavior. At first, complete mode decoupling about torque roll axis is considered. However, the results show that complete decoupling is impossible. Therefore, partial mode decoupling is performed about torque roll axis. In this regard, an optimization problem is solved to achieve maximum percentage of mode decoupling about the mentioned axis. Finally, frequency response diagrams for displacement and rotation of engine, as well as, for transmitted force to the chassis are presented for nominal and optimized stiffnesses. The obtained results show that the engine movements and transmitted force to the chassis are reduced and therefore vibration behavior of the engine mounting system is improved by employing the mentioned partial mode decoupling.
موتور خودرو از منابع مهم تولید ارتعاش در خودرو است. از این رو، تعیین مقادیر مناسب سختی، موقعیت و زاویه قرارگیری نگهدارندههای آن باعث کاهش ارتعاشات موتور و همچنین کاهش نیروی منتقل شده به شاسی و افزایش آرامش سرنشینان خودرو میگردد. در این مقاله، در نظر است که مقادیر مناسب سختی نگهدارندههای موتور ملی به منظور بهبود رفتار ارتعاشی آن تعیین گردد. به این منظور، در ابتدا سعی میگردد که با استفاده از روش جداسازی کامل حالتهای ارتعاشی موتور حول محور گشتاور غلتشی، ضرایب مناسب سختی نگهدارندهها تعیین گردند. ولی، محاسبات نشان میدهند که امکان دستیابی به جداسازی کامل حالتهای ارتعاشی تنها با تغییر سختی نگهدارندهها و با توجه به محدودیتهای طراحی وجود ندارد. از این رو، با استفاده از روش بهینهسازی به جداسازی جزئی حالتهای ارتعاشی موتور حول محور گشتاور غلتشی پرداخته میشود. به این منظور، سختی نگهدارندهها به عنوان متغیرهای بهینهسازی در نظر گرفته شده و با انجام تحلیل حساسیت، تنها متغیرهایی که بیشترین تأثیر را بر تابع هدف دارند، انتخاب میگردند. بهینهسازی به روش وراثت و با قید مناسب انجام میپذیرد. در نهایت، مقایسه نمودارهای پاسخ بسامدی حالتهای معمول و بهینه نشان میدهد که با به کارگیری سختیهای به دست آمده از بهینهسازی، نه تنها ارتعاشات موتور کاهش مییابد، بلکه مقدار نیروی منتقل شده به شاسی هم کاهش مییابد که به معنای افزایش آرامش سرنشینان خودرو است.
https://www.engineresearch.ir/article_697751_eaa4979cd041f923192ab266c6db88ef.pdf
انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
Investigating the effect of using catalytic converters and changing fuel supply system on motorcycle emission performance
اثر واکنشگر و تغییر سامانه سوخت رسانی بر آلایندههای موتورسیکلت
13
22
697752
FA
امین
حسنی
وحید
حسینی
Journal Article
2022
11
27
As motorcycles are named as one of the important air pollution emission sources in Tehran, investigating their emission performance and finding a solution for reducing their emission is of high importance. In this study, emission factors from 60 motorcycles from Tehran’s present fleet and 4 closed loop injection fuel supply system and catalytic converter equipped motorcycles were measured. Measurements were taken in chassis dynamometer Laboratory according to Euro-3 standard procedure in ECE driving cycle. Tests results showed that CO emission factor from Tehran’s present motorcycles are 7 times higher than Euro-3 certification limit. It was indicated that about 40% of carbon in fuel burns to incomplete combustion product in Tehran’s present motorcycles. Using carburetor fuel supply system is responsible for this emission performance. Test results showed that CO and THC emission factors of injection and catalyst equipped motorcycles are 87% and 75% less than that of Tehran’s present motorcycles respectively. Total pollutants emissions caused by Tehran’s motorcycles in morning peak hour were estimated. It was revealed that, by replacing Tehran’s present motorcycle with closed loop injection fuel supply system and catalyst equipped motorcycles, CO, THC and NOX emissions from motorcycles in morning peak hour would reduce by 88, 88 and 46% respectively.
موتورسیکلتها به عنوان یکی از منابع مهم انتشار آلایندهها در شهر تهران شناخته میشود. بررسی عملکرد انتشار آلایندگی این وسایل نقلیه و ارائه راه حل برای کاهش انتشار آلایندگی از موتورسیکلتها از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این پژوهش، 60 موتورسیکلت از ناوگان فعلی موتورسیکلتهای تهران و 4 موتورسیکلت مجهز به سامانه افشانهای حلقه بسته و واکنشگر سه کاره مبدل آلایندهها آزمون سنجش آلایندگی شاسی لگام ترمز شدند. آزمونها مطابق با استاندارد اروپا 3، به صورت روشن شدن سرد و با چرخه رانندگی استاندارد اروپا انجام گردیدند. نتایج نشان داند ضریب انتشار منوکسیدکربن موتورسیکلتهای ناوگان فعلی تهران 7 برابر حد مجاز استاندارد اروپا 3 است. مشخص گردید که در موتورسیکلتهای فعلی شهر تهران حدود 40 درصد از کربن سوخت به صورت ناقص میسوزد که موجب انتشار زیاد آلایندهها میگردد. استفاده از کاربراتور در پایش مخلوط سوخت و هوا دلیل این عملکرد است. نتایج آزمونها نشان داد که ضریب انتشار منوکسیدکربن و هیدروکربنهای نسوخته موتورسیکلتهای افشانهای و واکنشگر دار به طور متوسط 87 و 75 درصد کمتر از موتورسیکلتهای فعلی ناوگان تهران است. تخمین انتشار آلایندهها از موتورسیکلتهای تهران در ساعت اوج رفت و آمد صبحگاهی نشان داد که با تغییر موتورسیکلتهای تهران از کاربراتوری به افشانهای حلقه بسته و مجهز به واکنشگر، انتشار منوکسیدکربن، هیدروکربنهای نسوخته و اکسیدهای نیتروژن از کل موتورسیکلتهای تهران در ساعت اوج رفت و آمد صبحگاهی بترتیب 88، 88 و 46 درصد کاهش میابد.
https://www.engineresearch.ir/article_697752_aa316c0aab8ca676cc544ebea3a21b55.pdf
انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
Investigation on the effect of reformer gas addition on HCCI combustion of blended fuel
بررسی تأثیر افزودن گاز ترکیبی بر احتراق اشتعال تراکمی همگن سوخت ترکیبی
23
33
697753
FA
الهه
نشاط اسفهلانی
رحیم
خوشبختی سرای
0000-0003-1567-545X
Journal Article
2022
11
27
Main purpose of this paper is investigating on the effect of reformer gas on the HCCI combustion of blended fuels. A validated multi zone model coupled with a semi detailed chemical kinetics mechanism. Chemical kinetics mechanism contains 101 species and 594 reactions. Reformer gas is considered as a mixture of carbon monoxide and hydrogen and five different values of it are added to base fuel. Base fuel in this study is a mixture of n-heptane and iso-octane and three different compositions containing PRF20, PRF40 and PRF80 are focused. Results show that reformer gas addition retards the start of combustion, and reduces in-cylinder peak pressure and temperature. Reformer gas addition affects combustion duration and exhaust emissions. Exhaust carbon monoxide and unburned hydrocarbons increase and nitrogen oxides decreases by increase of reformer gas concentration.
هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر افزودن گاز ترکیبی به سوخت پایه بر احتراق بار همگن اشتعال تراکمی است. ابزارهای لازم برای دستیابی به هدف مذکور الگوی چند منطقهای مناسب و دقیق برای شبیهسازی احتراق HCCI و سازوکار سینتیک شیمیایی شبه مفصل با 101 گونه و 594 واکنش است. در مطالعه حاضر گاز ترکیبی از گازهای هیدروژن و مونوکسیدکربن در نظر گرفته شده و پنچ مقدار مختلف از آن به سوخت پایه اضافه شده است. سوخت پایه ترکیبی از سوخت هپتان نرمال و ایزواکتان است. در این تحقیق از سه ترکیب مختلف به عنوان سوخت پایه استفاده شده است این ترکیبها عبارتند از: PRF20، PRF40 و PRF80. نتایج به دست آمده نشان میدهند که افزودن گاز ترکیبی آغاز احتراق را به تأخیر میاندازد و سبب کاهش بیشینه فشار و دما در داخل محفظه احتراق میگردد. مقدار مونوکسیدکربن و هیدروکربنهای نسوخته خروجی با افزایش مقدار گاز ترکیبی افزایش یافته و مقدار اکسیدهای نیتروژن خروجی کاهش مییابند.
https://www.engineresearch.ir/article_697753_7dbecd6b719eaecbce24f2e8dd0c5f23.pdf
انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
Experimental study on the efficiency and pressure drop of three different engine types blow by oil separator
بررسی تجربی بازدهی و افت فشار جداساز قطرات روغن موجود در سامانۀ تهویه بخارات محفظه لنگ سه نمونه موتور احتراق داخلی
33
45
697754
FA
امین
نامور ایوری
محمدعلی
احترام
Journal Article
2022
11
27
In this study, performance of oil droplet separator in crankcase ventilation system for three engines, Ford-Ecoboost (impactor with variable area), Nissan-vq37de (inertial impactor), and Peugeot-Xu7 (cyclone) at the same volumetric flow rate has been studied experimentally. Because of the complexities of geometrical and functional in internal combustion engines, a test rig is designed to study the separation of engine oil droplets with a diameter of 0.1 to 10 µm of gas leakage (blow-by), in this experiment, a special oil atomizer implemented for the production of micro droplets, similar to the drops in engine blow-by. Tests were done in two volumetric flow rate 16 and 24 L/min. To ensure the accuracy of the results of designed test rig, all the tests were repeated at least three times for each volumetric flow rate. Gravimetric method was implemented to estimate the separation efficiency. According to the results of the tests it was found that the separation efficiency of impactor with variable area is better than similar models, so that at the same flow rate of two phase air-oil flow, efficiency of impactor with variable area is almost eight times that of similar models. In this article, pressure drops of flow of the mentioned separators were also measured experimentally. Although the efficiency of impactor with variable area is more than the other impactors but its pressure drop is lower than Nissan’s impactor.
در این تحقیق عملکرد جداساز ذرات روغن مربوط به سامانۀ تهویۀ محفظه لنگ سه موتور فورد- اکوبوست (جداساز برخوردی با سطح متغیر)، نیسان vq37de(جداساز برخوردی) و پژو- ایکس یو 7 (جداساز گردشی) در شارهای یکسان بهصورت آزمایشگاهی برسی شد. بهدلیل پیچیدگیهای هندسی و کارکردی موتورهای احتراق داخلی، چیدمانی آزمایشگاهی به منظور بررسی جداسازی ذرات بسیار ریز روغنموتور با قطر 0.1 تا 10 میکرومتر موجود در گازهای نشتی (blow-by) طراحی و ساخته شده است. در این آزمایش، برای تولید قطرات میکرونی، از قطرهسازی روغن مخصوص که قطراتی مشابه با قطرت روغن موجود در گازهای نشتی ایجاد میکند، استفاده شد. آزمونها در دو شار 16 و 24 لیتر بر دقیقه انجام گرفته است. برای اطمینان از مقدار دقت نتایج بدست آمده از چیدمان آزمایشگاهی، کلیه آزمایشها برای هر شار، حداقل سه بار تکرار گردیده است. برای اندازهگیری بازدهی از روش وزنی استفاده شد. با توجه به نتایج آزمونها مشاهده شد که جداساز برخوردی با سطح متغیر در مقابل روشهای مشابه، بازدهی بهتری دارد، بهطوری که در شار یکسان جریان دو حالتی هوا- روغن بازده آن تقریباً هشت برابر روشهای مشابه است. در این مقاله همچنین افت فشار جریان به واسطه وجود جداسازهای ذکر شده بهصورت آزمایشگاهی اندازهگیری شده است. مشاهده شد که با توجه به اینکه بازده جداساز برخوردی با سطح متغیر بیشتر از بازده جداساز برخوردی نیسان است ولی افت فشار آن کمتر است.
https://www.engineresearch.ir/article_697754_d39ef00ddb429a931e6991f902d97642.pdf
انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
An experimental investigation of the influence of diluent gas on laminar flame speed of natural gas and gasoline fuel mixture
بررسی تجربی اثرات گازهای رقیق کننده بر سرعت شعله آرام سوخت ترکیبی گاز طبیعی و بنزین
47
57
697755
FA
محسن
محسنی راد
بیژن
ملائی داریانی
مهدی
اخلاقی
مهدی
بالو
Journal Article
2022
11
27
In recent years several studies have been done in the field of laminar flame speed. One of the important characteristics of the combustion is the laminar flame speed. In this study, the effects of CO2 and N2 on the laminar flame speed of natural gas and gasoline fuel mixture have been investigated. Schlieren method has been used in this study. Experiments were carried out at pressure of 1 bar and 363 k in constant volume chamber. The mass fraction of CO2 and N2 varied from 0% to 12%.The result shows laminar burning velocity and the adiabatic flame temperature decrease with the adding CO2 and N2 Specific heat capacity of CO2 more than N2, for this reason the laminar burning velocity of N2 more than CO2. Also the result shows Addition of CO2 and N2 does not cause much change in stability.
در سالهای اخیر پژوهشهای مختلفی در زمینه اندازهگیری سرعت شعله آرام انجام شده است. سرعت شعله آرام یکی از خصوصیات مهم در احتراق است و مطالعه آن از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش اثرات گاز دی اکسیدکربن و گاز نیتروژن بر سرعت شعله آرام سوخت ترکیبی گاز طبیعی و بنزین بررسی شده است. لذا با استفاده از روش نوری شیلیرین، سرعت شعله آرام و طول مارک اشتاین سوختهای مختلف اندازه گیری شده است. تمامی آزمونها در دمای 95 درجه سانتیگراد و فشار 1 بار انجام گرفت و برای اطمینان از تکرارپذیری، تمامی آزمونها حداقل دو بار تکرار شده است. آزمونها بر اساس سه درصد جرمی مختلف (% 4، % 8، % 12) برای گاز دی اکسیدکربن و یک درصد جرمی (% 12) برای گاز نیتروژن صورت گرفته است. نتایج نشان میدهند افزودن گازهای رقیق کننده دی اکسیدکربن و نیتروژن باعث کاهش سرعت شعله آرام و کاهش دمای بیدر رو شعله میشود. همچنین گاز دی اکسیدکربن به علت داشتن ظرفیت حرارتی بیشتر نسبت به گاز نیتروژن باعث کاهش بیشتر دمای واکنش و به دنبال آن سرعت شعله آرام میشود. همچنین افزودن گاز دی اکسیدکربن و گاز نیتروژن تأثیر محسوسی بر پدیده سلولی شدن و پایداری شعله نسبت به حالت بدون این گازها ندارند.
https://www.engineresearch.ir/article_697755_1c24f28813c36cba88f6744c8c01ea6f.pdf
انجمن علمی موتور ایران
تحقیقات موتور
1735-5214
40
40
2022
11
27
Effects of piston bowl geometry on combustion and emissions characteristics of a natural gas/diesel RCCI engine
بررسی عددی اثر هندسه کاسه سمبه بر احتراق و آلایندگی موتور RCCI با سوخت گاز طبیعی و دیزل
59
70
697756
FA
امیرحسن
کاکایی
بابک
پرتوی
امین
پیکانی
علی
نصیری طوسی
Journal Article
2022
11
27
Reactivity controlled compression ignition (RCCI) is a novel combustion concept which uses port fuel injection (PFI) of a low reactivity fuel and direct injection (DI) of a high reactivity fuel with optimum multiple injection to provide a stratified mixture inside the combustion chamber. Piston bowl design has a considerable effect on engine’s pollutant emissions specially unburned hydrocarbons (UHC). This paper studies the influence of piston bowl design on combustion and emission characteristics of natural gas/diesel RCCI engine using CONVERGE CFD. Firstly, the obtained results are validated with the available ones in the literature. Then, three piston bowl designs including stock, bathtub and cylindrical are selected for comparison. The parametric study is conducted at three different engine speeds (i.e., 800, 1300 and 1800 rpm). Effects of piston bowl geometry showed that the optimum piston bowl design from performance and emissions point is the bathtub design.
احتراق اشتعال تراکمی واکنش پذیر پایشی (RCCI) راهکار احتراقی جدیدی است که در آن مخلوط سوخت داخل استوانه توسط پاشش سوختی با واکنش پذیری ضعیف در مسیر ورودی همراه با پاشش چند مرحلهای بهینه سوختی با واکنش پذیری قوی در داخل استوانه فراهم میشود. هندسه محفظه احتراق تأثیر فراوانی بر آلایندگی موتور RCCI بویژه کاهش آلایندههای هیدروکربنهای نسوخته دارد. این مقاله تأثیر هندسه کاسه سمبه بر احتراق و آلایندگی موتور RCCI با سوخت گاز طبیعی/دیزل با استفاده از نرم افزار کانورج بررسی میشود. در ابتدا نتایج شبیه سازی در بار ثابت با استفاده از نتایج موجود در ادبیات فن صحه گذاری شده است. سپس سه شکل مختلف کاسه شامل سمبه اصلی، وان حمامی و استوانه ای انتخاب شد. مطالعه متغیرها در سه سرعت 800، 1300 و 1800 دور در دقیقه (د.د.د.). بر روی سه هندسه صورت گرفت. نتایج نشان دادند که بهترین هندسه از نظر عملکرد و آلایندگی برای موتور RCCI مورد مطالعه، هندسه وان حمامی است.
https://www.engineresearch.ir/article_697756_cf270013fbe688aac11c379bec613f0f.pdf