https://www.engineresearch.ir/ تحقیقات موتور fa daily 1 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 https://www.engineresearch.ir/article_735323.html این مقاله، ترکیب روش‌های پردازش صدا‏ و شبکه‌های عصبی را در یک موتور بنزینی برای تشخیص نبود شعله بررسی می‏‌کند. احتراق ناقص با قطع متوالی تزریق سوخت برای هر استوانه در حالی که موتور با سرعت ثابت 760 دور بر دقیقه کار می‌کرد، ایجاد شد و داده‏‌های صوتی تحت شرایط آزمون ثبت شدند. روش‌های تبدیل فوریة سریع، ضرایب کپسترال بسامد مِل و تبدیل فوریه زمان-کوتاه برای استخراج ویژگی به کار گرفته شدند. یافته‌ها نشان می‌دهد که شبکه عصبی مصنوعی و شبکه عصبی پیچشی یک بعدی، هنگام استفاده از ویژگی‌های مشتق‌شده از تبدیل فوریة سریع، بترتیب به دقت 98.40 درصد و 99.36 درصد دست یافتند. علاوه بر این، شبکه عصبی پیچشی دو بعدی، با استفاده از ویژگی‌های استخراج‌شده از تبدیل فوریه زمان کوتاه، به دقت 99.71 درصد دست یافت. این نتایج نشان می‌دهد که روش‌های پیشنهادی -بویژه شبکه عصبی پیچشی دو بعدی- در تشخیص حالت‌های موتور سالم و احتراق ناقص عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند و می‌توانند به عنوان یک رویکرد مؤثر برای نظارت و تشخیص عیب در زمان واقعی موتورهای بنزینی عمل کنند. https://www.engineresearch.ir/article_735324.html با توجه به اهمیت بهبود بازده موتورهای احتراق داخلی، کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌ها، فناوری پرخوران بویژه توربوشارژر به‌عنوان راهکاری مؤثر مطرح است. توربوشارژر قابلیت تحقق مفهوم کوچک‏‌سازی موتور را فراهم می‌نماید. در این پژوهش، ابتدا موتور XU7JP4/L3 در نرم‌افزار جی‌‏تی‌‏پاور شبیه‌سازی و سپس مدار پرخوران به مدل موتور افزوده شد. عملکرد سامانه پرخوران با دو نوع سازوکار کنترل برای دریچه هدررو بررسی شد. در حالت اول از دریچه هدررو داخلی با سازوکار مکانیکی و در حالت دوم از سازوکار الکترونیکی استفاده گردید. نتایج پژوهش حاکی از آن است که توان ترمزی در حالت پرخوران با کنترل مکانیکی دریچه هدررو به‌طور میانگین ۳۳ درصد و با کنترل الکترونیکی دریچه هدررو ۳۷ درصد افزایش یافت. گشتاور ترمزی نیز در حالت پرخوران با کنترل مکانیکی دریچه هدررو در دورهای ۱۵۰۰ (آغاز شبیه‌سازی)، ۲۵۰۰ (بیشینه گشتاور) و ۶۰۰۰ (بیشینه توان) دور بر دقیقه، بترتیب ۲۵، ۳۷ و ۴۱ درصد نسبت به حالت تنفس طبیعی بالاتر رفت. استفاده از سامانه کنترل الکترونیکی دریچه هدررو، نقطه بیشینه گشتاور را به دور موتور ۳۵۰۰ دور بر دقیقه منتقل کرد و مقدار آن را نسبت به حالت کنترل مکانیکی، ۵ درصد افزایش داد. همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی در هر دو حالت پرخوران، در دورهای پایین و میانی به‌طور میانگین ۲ درصد و در دورهای بالا، ۳ درصد کاهش نشان داد. در مقابل، مصرف سوخت لحظه‌ای در تمام بازه کاری موتور به‌طور میانگین ۳۲ درصد افزایش یافت. در مجموع، نتایج این پژوهش برتری سازوکار کنترل الکترونیکی دریچه هدررو را در افزایش تأثیرگذاری مجموعه پرخوران بر عملکرد موتور XU7 تأیید می‌کند. https://www.engineresearch.ir/article_735367.html دستیابی به سوخت‌های پاک‌تر و افزایش بهره‌وری انرژی در بخش خودرو، علاقه به خودروهای دورگه برقی، بویژه آن‌هایی که از موتورهای چرخه اتکینسون استفاده می‌کنند، را افزایش داده است. این مقاله بهینه‌سازی و پیاده‌سازی موتور بنزینی پرخوران با چرخه اتکینسون را با هدف کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای در سرعت و بار کم را بررسی می‌کند. یک چارچوب بهینه‌سازی چند متغیره مبتنی بر روش وراثت با تمرکز بر زمان‌بندی دریچه ورودی، دامنه دریچه و بازخورانی گازهای خروجی برای بهبود عملکرد موتور در شرایط مختلف سرعت-بار به کار گرفته شده است. یک الگوی شبیه‌سازی یک بعدی جی‌‏تی‌‏پاور معتبر، همراه با شبیه‌‏ساز متلب، برای ارزیابی اثرات راهبرد‌های زمان‌بندی دریچه بر تشکیل مخلوط، ویژگی‌های احتراق و انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده شده است. آزمایش‌های تجربی بر روی یک موتور 1.6 لیتری پرخوران اتکینسون، یافته‌های شبیه‌سازی را تأیید می‌کنند و بهبود 2 تا 3 درصدی در مصرف سوخت ویژه ترمزی، کاهش 18 درصدی در انتشار اکسیدهای ازت و کاهش تا 2.5 درصدی در انتشار دی اکسید کربن را نشان می‌دهند. نتایج، ظرفیت چرخه اتکینسون را برای افزایش قابل توجه بازده در سرعت و بار کم را، بویژه هنگامی که با راهبرد‌های دریچه متغیر و بهینه‌سازی مبتنی بر روش وراثت بهبود می‌یابد، برجسته می‌کند. توصیه‌هایی برای تحقیقات آینده شامل دورگه‌‏کردن چرخه‌های اتو و اتکینسون و ادغام مجموعه‌های پرخوران پیشرفته برای رفع محدودیت‌های چگالی توان است. https://www.engineresearch.ir/article_735368.html در این تحقیق، یک موتور احتراق جرقه‌ای با افزایش نسبت تراکم از طریق آزمون موتور با چرخه اتکینسون با طراحی شکل بادامک هوای ورودی بررسی شد. یک موتور پرخوران اشتعال جرقه‌ای چهار زمانه معمولی با نسبت تراکم 9.2 و حداکثر توان 112 کیلووات برای موتور پایه انتخاب شد. پس از یک الگوی شبیه‌سازی موتور یک بعدی معتبر که شامل تنظیم فشار داخل استوانه با طرح احتراق آشفته موتور اشتعال جرقه‏‌ای بود، بررسی‌های موتور اتکینسون از جمله بهینه‌سازی میل بادامک ورودی انجام شد. طیف کاملی از سرعت و جابجایی بار برای مقایسه مصرف سوخت ویژه ترمزی انجام شد، مصرف سوخت و گشتاور بین موتور پایه و موتور چرخه اتکینسون با بهینه‌سازی زمان‌بندی دریچه نیز بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که میانگین نرخ مصرف سوخت پس از بهینه‌سازی 2-3 درصد کاهش می‌یابد، نرخ کاهش مصرف سوخت 2.5 درصد است که نشان می‌دهد اقتصاد سوخت در این شرایط عملیاتی بهبود یافته است. https://www.engineresearch.ir/article_737268.html ضرورت کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در کنار روند کوچک‌سازی موتورهای احتراق داخلی، به پیچیدگی روزافزون این سامانه‏‌ها منجر شده است. بر این اساس، روش‌های نگاشت نیز باید همگام با فناوری‌های جدید موتور توسعه یابند. از سوی دیگر، افزایش تعداد عملگرها در رایانه موتور، موجب طولانی شدن شدید زمان و هزینه نگاشت می‌شود. یکی از راهکارهای بنیادین و حائز اهمیت برای کاهش هزینه‌های نگاشت، تعیین بازه عملکردی مناسب عملگرها است. این امر امکان تعریف مرزهای کاربردی را برای متغیرهای نگاشت مانند زوایای باز و بسته شدن دریچه‌ها، زاویه مراحل پاشش و نسبت تقسیم پاشش فراهم کرده و در نهایت تعداد آزمون‌های تجربی در سطح موتور را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. پژوهش حاضر با تمرکز بر توسعه موتورهای بنزینی پرخوران با پاشش مستقیم مجهز به سامانه زمان‌بندی متغیر دریچه‌ها در شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران‌خودرو (ایپکو) انجام شده است. در این موتورها، تعیین بازه کاری بهینه عملگرها پیش‌نیاز شروع نگاشت و عامل اصلی افزایش سرعت و کیفیت فرآیند نگاشت است. بدون اعمال این محدودیت‌ها، فرآیند نگاشت بسیار پیچیده، زمان‌بر و در برخی موارد غیرممکن خواهد بود. در این مطالعه، متغیرهای پایه نگاشت شامل نسبت هوا به سوخت، زاویه جرقه، زمان‌بندی دریچه‌ها، زاویه پاشش سوخت، کسر جرمی مراحل پاشش و فشار سوخت در چند موتور مشابه بررسی شده و بازه عملکردی مناسب عملگرها از طریق الگوبرداری تعیین گردیده است. بدین منظور، نقشه عملکردی موتور به سه ناحیه تقسیم شد تا دامنه آزمون مقید و تعداد حالت‌های آزمون نگاشت محدود شود؛ به‌طوری‌که نیاز به روبش نقطه‌به‌نقطه برای یافتن نقاط کاری بهینه مرتفع گردد. اعمال این روش، فضای جست‌وجوی عملگرها را در آزمون‌های نگاشت تا 99 درصد کاهش داد. https://www.engineresearch.ir/article_735325.html با توجه به نگرانی‌های فزاینده درباره کاهش منابع سوخت فسیلی و آلودگی هوا، بررسی سوخت‌های جایگزین با احتراق پاک‌تر اهمیت یافته است. در این پژوهش، اثر ترکیب‌های بنزین ـ نرمال بوتانول بر عملکرد موتور ملی ایران به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات در شرایط کنترل‌شده آزمایشگاهی، در دورهای ۲۰۰۰، ۲۵۰۰ و ۳۰۰۰ دور بر دقیقه و چهار سطح بارگذاری ۲۵، ۵۰،۷۵ و ۱۰۰ درصد انجام شد. سوخت‌های مورد آزمون شامل بنزین خالص و سه ترکیب NB5، NB10 و NB15 با ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد حجمی بوتانول بودند. نتایج نشان داد که در بار کامل و دور ۳۰۰۰ دور بر دقیقه، ترکیب NB15 موجب افزایش ۷/۱۳ درصدی گشتاور و ۴/۱۲ درصدی توان ترمزی نسبت به بنزین خالص شد. در بارهای متوسط، ترکیب NB10 پایدارترین احتراق و گشتاور یکنواخت‌تری را نشان داد. همچنین افزودن بوتانول سبب کاهش دمای گازهای خروجی حدود ۴ تا ۵ درصد گردید که بیانگر احتراق کنترل‌شده‌تر و کاهش تنش حرارتی در موتور است. بهبود عملکرد مشاهده‌شده ناشی از عدد اکتان بالاتر، حضور اکسیژن در ساختار مولکولی و گرمای تبخیر زیاد بوتانول است که منجر به یکنواختی بیشتر مخلوط و پایداری شعله می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از سوخت های با درصد ترکیبات ۱۰ و ۱۵ درصد نرمال بوتانول می‌تواند کیفیت احتراق و توان موتور را به‌طور مؤثر بهبود بخشد و گامی در جهت توسعه‌ی سوخت‌های پایدار و کارآمد باشد. https://www.engineresearch.ir/article_735326.html بهره‌برداری بهینه از سوخت در موتورهای درون‌سوز نقش مهمی در بهبود اقتصاد سوخت، کاهش آلایندگی و در نتیجه محدودسازی اثرات زیست‌محیطی دارد. در این پژوهش، بهینه‌سازی هندسه محفظه احتراق یک موتور دیزلی ریل مشترک با هدف کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های خروجی، بدون افت توان موتور، مدنظر قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا مدل چرخه بسته موتور در نرم‌افزار AVL FIRE توسعه داده شد و در شرایط کاری ۲۰۰۰ دور بر دقیقه مورد صحت‌سنجی قرار گرفت. در فرایند بهینه‌سازی، شاخص‌های ISFC، NOx و Soot به‌عنوان اهداف اصلی تعریف شدند. همچنین پارامترهای هندسی کاسه پیستون با تعیین حدود بالا و پایین، به‌عنوان ورودی الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه (MOGA) مورد استفاده قرار گرفتند. خروجی‌های CFD شامل مقادیر NOx و Soot در هر پیکربندی محفظه، ارزیابی و روند تغییرات آن‌ها در طول فرآیند بهینه‌سازی تحلیل شد. در مجموع ۲۴۰ طرح در چارچوب الگوریتم ایجاد و بررسی شد. از میان پنج طرح منتخب اولیه، دو طرح به دلیل افت توان کنار گذاشته شد. از سه طرح باقی‌مانده، یک طرح نهایی انتخاب گردید که در آن تغییر محسوسی در Soot و ISFC مشاهده نشد؛ ISFC تنها ۰٫۰۵۲ درصد افزایش یافت که تقریباً برابر با حالت پایه است، اما میزان NOx حدود ۲ درصد کاهش پیدا کرد. در نهایت، هندسه‌ای به‌دست آمد که ضمن حفظ مصرف سوخت نزدیک به محفظه پایه، کمترین میزان آلاینده‌های NOx و Soot را تولید می‌کند. https://www.engineresearch.ir/article_735327.html بکارگیری روش‌های نوین و خلاقانه در طراحی موتورهای احتراق داخلی امری ضروری برای توسعه چشمگیر صنایع خودروسازی است. در موتورهای اشتعال جرقه‌ای با مدار سوخت‌رسانی متداول، مقدار سوخت پاششی انژکتور علاوه بر پریود پاشش، قویا به فشار پشت انژکتور و فشار محل پاشش سوخت وابسته است. فشار محل پاشش به دلیل پدیده‌های قطع و وصل جریان هوا و کسر تبخیر سوخت قابل کنترل نیست و موجب پیچیدگی‌هایی در برآورد مقدار سوخت پاششی می‌شود. در کار حاضر برای برآورد مقدار جرم سوخت پاششی به هر سیکل، یک سیستم سوخت‌رسانی فشار گاز GPFS طراحی شد. در این مطالعه یک موتور تک استوانه اشتعال جرقه‌ای پژوهشی تحت شرایط کاری معین استفاده شد. ابتدا به ازای پریود پاشش مشخص با سیستم سوخت‌رسانی متداول موتور CEFS، داده‌های تجربی فشار سیلندر و مانیفلد ورودی، TDC و زاویه‌ی میل لنگ برای بیش از 550 سیکل متوالی استخراج شد. سپس با روش GPFS در فشار گازهای مختلف علاوه بر داده‌های مذکور، حجم سوخت مصرفی بیش از 2500 سیکل متوالی اندازه‌گیری و ذخیره شد. با این روش سوخت تزریقی به هر سیکل برآورد شد. برای پیدا کردن فشار گازی که عملکرد همسانی را با روش CEFS نتیجه دهد تلاش فراوانی بعمل آمد و آزمایشی که فشار گاز آن bar 0.25 بیشتر از فشار خط CEFS بود عملکرد نسبتا همسانی را نشان داد. در این مطالعه داده‌های این دو حالت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان داد که پارامترهای عملکردی روش GPFS با فشار bar 0.25 بیشتر، عملکرد همسانی را با روش CEFS داشت، ضمن اینکه امکان اندازه‌گیری جرم سوخت بر سیکل نیز فراهم بود. https://www.engineresearch.ir/article_735328.html با تداوم نقش موتورهای احتراق داخلی در سیستم حمل‌ونقل، نیاز به روش‌های کارآمد برای کالیبراسیون بهینه عملکرد و آلایندگی آن‌ها بیش از پیش احساس می‌شود. روش‌های کالیبراسیون مبتنی بر آزمایش صرف، زمان‌بر و پرهزینه هستند و قادر به کشف تعاملات پیچیده و غیرخطی بین پارامترهای مؤثر نیستند. این پژوهش با به‌ کارگیری یک راه‌حل ترکیبی طرح ‌آزمون (DOE) و یادگیری ماشین، به مدل‌سازی مصرف سوخت ویژه ترمزی (BSFC) و آلاینده های HC , NOx در یک موتور بنزینی پرخوران پرداخته است. دو الگوریتم پیشرفته با استفاده از یک طرح‌آزمون بهینه ‌شده مبتنی بر الگوریتم فدوروف آموزش داده شدند و عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف حجم داده (از ۱۲.۵% تا ۵۰% از فضای طراحی) مقایسه گردید. در شرایط داده‌ های محدود (۲۵٪ از داده ها)، هر دو مدل به دلیل مقاومت ذاتی در برابر بیش‌برازش، عملکرد ‌نسبتا پایداری در پیش‌بینی آلاینده‌های HC و NOx نشان دادند. با این حال، خطای پیش‌بینی این پارامترها در مقایسه با مصرف سوخت همچنان قابل توجه بوده که لزوم توسعه بیشتر مدل و اعتبارسنجی تجربی نتایج را نشان می‌دهد. با افزایش داده به ۵۰٪، هر دو مدل به دقت قابل قبولی دست یافتند. مقادیر میانگین R2 برای BSFC، NOx و HC به ترتیب به 99%، 96% و 90 % رسید. این رویکرد نشان داد که می‌توان با تنها ۵۰٪ از داده‌های آزمایشی، به دقت مطلوب در کالیبراسیون دست یافت که به معنای کاهش ۵۰ درصدی زمان و هزینه‌های آزمایش است. https://www.engineresearch.ir/article_737269.html در این مطالعه، دینامیک زنجیرة انتقال قدرت یک خودروی سواری مجهز به موتور سه‌سیلندر و جعبه‌دندة پنج‌سرعتة دستی در دو حالت فلایویل تک‌جرمی و دوجرمی شبیه‌سازی و مقایسه گردید. سپس اثر فلایویل دوجرمی بر کاهش نوسانات پیچشی و ارتعاشات انتقال‌یافته به جعبه‌دنده و خودرو در شرایط عملیاتی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور در نرم‌افزار AVL EXCITE™ PowerUnit، مدل سامانه با در نظر گرفتن ۴۴ درجة آزادی پیچشی ایجاد شد و طیف گسترده‌ای از شرایط عملیاتی شامل راه‌اندازی، دور آرام، آغاز حرکت، خزش، جاروب افزایش و کاهش سرعت، شتاب‌گیری آنی مثبت و منفی خودرو و توقف تحلیل گردید. همچنین برای شرایط جاروب سرعت، نتایج شبیه‌سازی در دندة چهارم با داده‌های آزمون تجربی اعتبارسنجی گردید. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که فلایویل دوجرمی می تواند در شرایط شبه‌پایدار نظیر سرعت آرام، خزش و جاروب سرعت، نوسانات ورودی به جعبه‌دنده را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. در شرایط گذرا رفتار سامانه از پیچیدگی‌های بیش‌تری برخوردار بود. در شرایط عملیاتی راه‌اندازی، توقف و آغاز حرکت، افزایش نوسانات ورودی به جعبه‌دنده و شتاب خطی خودرو مشاهده شد. در مقابل، در آزمون‌های شتاب‌گیری آنی مثبت و منفی، فلایویل دوجرمی موجب کاهش محسوسی در نوسانات محور ورودی جعبه‌دنده گردید. استفاده از فلایویل دوجرمی به‌طور کلی موجب بهبود رفتار دینامیکی زنجیرة انتقال قدرت می‌شود. با این حال در برخی شرایط عملیاتی گذرا مانند راه‌اندازی، عملکرد آن محدودیت‌هایی دارد. همچنین فلایویل دوجرمی باعث افزایش نوسانات سرعت زاویه‌ای میل‌لنگ می‌شود که در کنار تغییر توزیع ممان اینرسی میان میل‌لنگ و محور ورودی جعبه‌دنده، نیاز به انجام تحلیل‌های تکمیلی برای سایر قطعات نظیر میل‌لنگ را ضروری می‌سازد. https://www.engineresearch.ir/article_737346.html تشخیص به‌موقع خرابی قطعات حیاتی در موتورهای درونسوز یکی از عوامل کلیدی در افزایش عمر مفید موتور و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری است. در این پژوهش، یک سامانه هوشمند مبتنی بر بینایی ماشین برای تشخیص خرابی (سایش) لقی گیر روغنی‌ طراحی و اجرا شده است. هدف از این سامانه، جایگزین کردن روش‌های سنتی و پرهزینه بازرسی، مانند ماشین اندازه‌گیری مختصات (CMM) که برای اندازه‌گیری دقیق ابعادی قطعات به کار می‌رود، با روشی سریع‌تر، دقیق‌تر و کم‌هزینه‌تر است .داده‌های مورد استفاده شامل تصاویر رنگی قطعات سالم و معیوب است. پس از مرحله پیش‌پردازش شامل تغییر اندازه، نرمال‌سازی و افزایش داده، برای طبقه‌بندی سالم/معیوب‌ از شبکه رزنت 18 (ResNet18) و برای بخش‌بندی نواحی خرابی از یونت ((U-Net استفاده شد. سامانه پیشنهادی با استفاده از معیارهای دقت‌‌، بازخوانی، دقت مثبت و شاخص‌های هم‌پوشانی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی در مقایسه با روش‌های سنتی، ضمن افزایش دقت (بیش از ۹۷.۶ ٪ در طبقه‌بندی و ضریب دایس ۷۵۰,۰۰در بخش‌بندی)، موجب کاهش زمان بازرسی تا بیش از ۷۰٪ شد. همچنین مقایسه خروجی سامانه با ارزیابی کارشناسان انسانی، همخوانی بالایی را نشان داد، که بیانگر قابلیت اعتماد و دقت عملی سامانه است. https://www.engineresearch.ir/article_737347.html در این پژوهش، قابلیت اطمینان توربوشارژرهای نصب‌شده بر روی لوکوموتیوهای باری با استفاده از توزیع ویبول مورد بررسی قرار گرفته‌است. داده‌های آماری شامل 516 رکورد از 132 توربوشارژر در بازه زمانی 1395 تا 1402 تحلیل شده‌اند. ابتدا با پالایش داده‌ها، عمر مفید توربوشارژرها استخراج و سپس مدل‌های قابلیت اطمینان برحسب دو نوع توربوشارژر و سرویسکار تدوین گردید. نتایج نشان می‌دهد که توربوشارژرهای با سازنده‌ی D که سرعت چرخش کمتری دارند، عمر متوسط و قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به نوع A دارند و نرخ خرابی در مرحله شکست اولیه متمرکز است. به منظور بهینه‌سازی سیاست‌های نگهداشت، یک مدل چرخه عمر بر پایه شبیه‌سازی مونت‌کارلو توسعه داده شد که در آن توزیع‌های احتمالاتی زمان خرابی، تعمیر و PM با استفاده از داده‌های واقعی برآورد شده‌اند. سپس با تغییر پارامترهای تصمیم‌گیری مدت انتظار برای جایگزینی توربوشارژر، میزان توربوشارژرهای آماده به‌کار و مدت زمان عدم بهره‌برداری تحلیل شد. نتایج این مدل می‌تواند به طراحی سیاست‌های تعمیر و نگهداری بهینه در جهت افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه‌ها کمک شایانی نماید.