بررسی اثر گرانروی روغن بر روی ارتعاشات قائم یک موتور درونسوز به روش تجربی و تحلیلی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی

2 پژوهشکده دانشگاه صنعتی شریف

3 شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو)

4 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

بررسی دلایل ارتعاش موتور برای بهبود عملکرد آن و همچنین افزایش آسایش راننده و سرنشینان خودرو از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله تأثیر تغییرات گرانروی روغن که می تواند در اثر تغییر دمای آن حاصل شود، بر ارتعاش موتور در راستای قائم، به صورت تجربی و شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا با انجام آزمایش های تجربی مقدار ارتعاش موتور در جهت قائم در دماهای مختلف روغن و دورهای مختلف موتور مورد بررسی قرار گرفته است و سپس با توجه به شرایط انجام آزمون ها در آزمایشگاه مدل مناسبی برای ارتعاش موتور در راستای قائم و تحت اثر نیروهای خارجی وارد بر آن ارایه شده است. در شبیه سازی های عددی، نیروهای خارجی موثر بر ارتعاش سامانه در راستای قائم متناسب با آزمایش های انجام شده، مجموع برآیند نیروهای ناشی از شتاب سنبه، مرکز جرم دسته سنبه در راستای قائم و همچنین نیروی مقاوم روغن در برابر حرکت سنبه ها در نظر گرفته می شود. سپس معادلات حاکم استخراج شده و پاسخ سامانه در حالت پایدار با استفاده از بسط سری فوریه استخراج می شود. برای اطمینان از صحت مدلسازی ریاضی و نتایج شبیه سازی های عددی، ابتدا نتایج تئوری با نتایج تجربی صحه گذاری شده است. در انتها ارتعاش موتور در راستای قائم ناشی از تغییر گرانروی روغن در دماهای مختلف و همچنین دورهای مختلف موتور مورد مطالعه قرار گرفته است.  نتایج نشان می دهد که با افزایش مقدار دور موتور و همچنین افزایش دمای روغن و در نتیجه کاهش گرانروی آن، ریشه میانگین مربعات شتاب ارتعاش موتور در راستای قائم به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental and Analytical Investigation of the Oil Viscosity Effect on Vertical Vibrations of a CI Engine

نویسندگان [English]

  • Abbas Rahi 1
  • Reza Abedi 2
  • Seyed Ashkan Mosavian 3
  • Mojtaba Mehrabi Vaghar 3
  • M.A Ehteram 4
1
2
3
4
چکیده [English]

Study about reasons of engine vibration can help to improve the engine performance and comfort of the passenger. In this paper, the effect of oil viscosity on the engine vibration is investigated in the experimental and analytical simulation methods. For this purpose, firstly, by performing experimental tests, the engine vibrations were obtained in the vertical direction at different engine speeds and different oil temperatures which change the oil viscosities. Then, according to the experimental tests conditions in the laboratory, a suitable model for engine vibration in the vertical direction has been presented. In numerical simulation, the external forces that affect the system along the vertical direction are the force due to acceleration of piston, connecting rod mass center, and the oil-resistant force against the motion of the piston. The governing equations are derived and then the system vibration response is obtained in a steady state by using Fourier series method. To ensure the accuracy of mathematical modeling, the simulation results are confirmed by experimental results. At the end, the engine vibration in the vertical direction is studied at various temperatures and various engine speeds. The results show that by increasing engine speed and also increasing the oil temperature (reducing oil viscosity), acceleration R.M.S of engine increases in the vertical direction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vibration Analysis
  • CI Engine
  • Mathematical modeling
  • Oil Temperature
  • Oil Viscosity