دانلود فایل تحقیق مهندسی خودرو سازی

تحقیق مهندسی خودرو سازی در حجم 47 صفحه و در قالب word و قابل ویرایش و با قسمتی از متن زیر:

ديناميكهاي تركيب داخل سيلندر و هندسه محفظه احتراق

1-3- ساختار جريان

ميدان جريان داخل سيلندر موقتي كه د طول حركت ضربات تراكم دو رود يك موتور GDL ارائه مي شود، يكي از عوامل اصلي در تعيين قابليت اجرا پذيري عملي سيستم مي باشد. بزرگي مولفه هاي متوسط حركت  و تغييرات ناشي از آنها در كل چرخه، از اهميتي برخوردار هستند كه با بزرگي مولفه هاي متوسط حركت سيستم تزريق سوخت، قابل قياس مي باشد. در يك مقياس ميكروسكوپي، سطح بالاي آشفتگي، براي افزايش و ارتقاي پروسه تركيب هوا- سوخت، لازم است؛ اما جريان انبوه
(bulk flow) يا ميانگين تحت كنترل. عموماً براي تثبيت يك تركيب لايه اي مورد نياز مي باشد. در مورد موتورهاي CSL بديهي است كه نوسانات سرعت آشفتگي نزديك به نقطه مرگ بالايي (TDC) در تراكم مي تواند اين بزرگي را به صورت سرعت ميانگين كسب كند. و بديهي است كه حمل و نقل انتقالي و حمل و نقل انتشاري آشفته مي توانند داراي تاثير معادلي در تعيين وضعيت اوليه پروسه احتراق باشند. مثدار صحيح نوشان تجمع تركيب در داخل محفظه احتراق مي تواند به بزرگي مقدار صحيح نوسان سرعت باشد. اين امر منجر به نوسانات شديد تجمع در يك نقطه ثابت مثل محل پلاتين مولد جرقه مي شود كه اين امر نيز مي تواند منجر به بروز مشكلاتي در بدست آوردن يك هسته مشتقل و ثابت گردد.

چهار ويژگي تحت كنترل اصلي در مورد ميدان جريان داخل سيلندر وجود دارد، مولفه هاي جريان متوسط، ثبات جريان متوسط، چرخش آشفته موقت در طول ضربه تراكم، و سرعت متوسط نزديك به پلاتين مولد جرقه در زمان احتراق. در مورد احتراق متجانس در مورتور SL، تركيب شدت آشفتگي بالا و سرعت متوسط پائين در پلاتين مولد جرقه، مطلوب مي باشد. اين امر، عموماً در مورد موتورهاي PFL حاصل مي شود و همين طور در مورد موتورهاي GDL كه منحصراً به حالت تزريق اوليه عمل مي كنند. بنابراين، ساختار جرياني كه مي تواند انرژي جنبشي جريان متوسط را در ضربه تراكم به انرژي جنبشي آشفته تبديل كند، بري احتراق متجانس، مطلوب و مناسب به شمار مي آيد. موتور GDL با استفاده از تزريق تاخيري، با ميدان جرياني كه داراي سرعت متوسط افزايش يافته و سطح آشفته كاهش يافته مي باشد، به خوبي كار مي كند، اين امر نيز به دستيابي ب لايه بندي ثابت تر تركيب، كمك مي كند. اين امر، نشان مي دهد كه ميدان جريان بهينه به استراتژي تزريقي بستگي دارد كه مورد استفاده قرار مي گيرد، و اين امر در مورد موتورهاي GDL با ويژگيهاي كامل كه با هر دو استراتژي كار مي كنند، مطابق نيست. در مورد سيستم احتراق GDL، به نظر مي رسد كه كنترل ميزان تركيب به وسيله جريان انبوه، پتانسيل و نيروي بيشتري داشته باشد تا زمان بندي توليد آشفتگي. اين امر بدين معنا نيست كه اشفتگي در مورد پورسه احتراق، موضوع مهمي به حساب نمي آيد - در حقيقت، آشفتگي، عامل مهمي در حمل EGR در منطقه احتراق محلي مي باشد.

در كل، ساختار جريان چرخشي، در سيلندر و محفظه احتراق وجود دارد و اين ساختار منسجم، داراي زاويه لحظه اي انحراف ميان محور سيلندر و محور اصلي رچخش مي باشد. جز چرخشي كه داراي محوري كه موازي با محور سيلندر است، چرخان (swirl) ناميده مي شود، و جزئي كه داراي محور عمود بر محور سيلندر است، معلق ناميده مي شود. بزرگي هر دو مولفه چرخان و معلق شديداً به ويژگيهاي طراحي دهانه ورودي، هندسه شير ورودي، نسبت ضربه / دهانه و به شكل محفظه احتراق بستگي دارند. ساختارهاي جريان غائب معلق و جريان غائب چرخان، جهت دستيابي به احتراق لايه اي در مورتورهاي GDL مورد استفاده قرار مي گيرند. در مورد معلق ستون ابري- شكل سوخت، از حالت حفره شكل در پيستون منحرف مي شود، و سوخت مايع و گاز، به شمع محترق كننده منتقل مي شوند. در مورد ميدان جريان غالب چرخان، تريكب مي تواند در پيرامون حفره پيستون، تجمع يابد. حركت هواي ديگري كه بايد به صورت دقيق توسعه در سيستم احتراق GDL ارزيابي شود، squish است. اين جريان، در مسير شعاعي داخل فاصله آزاد پيستون تا راس و در زماني ايجاد مي شود كه پيستون، به TDC تراكم نزديك مي شود. برخي از ويژگيهاي چرخان، معلق و squish و نقش آنها در سيستم احتراق GDL عبارتند از :

جزء معلق ميدان جريان، با تغيير شكل معلق گرايانهاي سرعت زياد، در نزديكي TDC به آشفتگي تبديل مي شود و تنها در صورتي مي تواند به طور كامل به اشفتگي تبديل شود كه هندسه محفظه احتراق، به اندازه كافي تخت و مسطح باشد. در غير اين صورت، تغيير شكل ناقص انرژي جنبشي معلق رخ خواهد داد، كه عموماً منجر به سرعت جريان متوسط افزايش يافته در پلاتين مولدي جرقه مي شود. همچنين، ميدانهاي جريان غابل معلق در موتورهاي GDL، معمولاً تغييرات چرخه به چرخه بزرگتري را نسبتاً به تغييرات حاصل در مورد جريانات غالب چرخان، جريان متوسط ايجاد مي كنند. اين تغييرات، centroid و شكل هسته مشتقل اوليه را پس از احتراق.ژ تحت تاثير قرار مي دهد، اما تغييرات مهمي را در دوره احتراق يا سرعت اشتعال ايحجاد نمي كند. بعلاوه، جزء معلق حركت، بواسطه تاثير ديواره منحني سيلندر كه حفاظت لايه بندي تركيب را مشكل تر مي سازد، تمايل دارد كه در ساختارهاي جريان ثانويه با مقياس بزرگ، كاهش يابد. با توجه به توليد آشفتگي. وجود جزء معلق، در افزايش شدت آشفتگي در پايان ضربه تراكم موثر است، و اين امر، براي جبران سرعت كاهش يافته استعال تركيب لايه اي رقيق، ضروري است. حركت معلق كه باتدا در ضربه تراكم ارائه مي گردد، به سرعت به جريانات حلقوي چند گانه اي تبديل مي شود كه داراي سايزي در ترتيب مقياس طول، آشفتگي مي باشد. اين تغيير شكل سريع انرژي جنبشي به آشفتگي، در مورد ميدانهاي غالب چرخان ديده
نمي شود. جريان چرخان به چرخش وابسته به يك نقطه مركزي كه داراي پيچيدگي زيادي است، ادامه مي دهد، و مسير پيرامون محور سيلندر عمودي را در كل دوره از آغاز ضربه تراكم تا پايان TDC طي مي كند. هندسه استوانه اي محفظه، براي حفظ جريان چرخان با پراكندگي ديسكوزكم كاملاً مناسب است. بنابراين بايد گفت ككه جريانات نسبت چرخان بالا ممكن است، بزرگترين قطرات حاصل از اسپري سوخت روي ديواره سيلندر را سانتريفيوژ كنند، كه اين امر، مرطوب سازي ديواره سوخت را افزايش مي دهد.

روش هاي مختلف مربوط به سيستم هاي احتراق GDL، با گستره وسيعي از تركيبات حركت بار داخل سيلندر (چرخان، معلق، squish)، شكل محفظه احتراق، هندسه پيستون، و محل هاي انژكتور و شمع محترق كننده ارائه شده اند. تعدادي از اين سيستم ها در بخش 6 توصيف مي شوند. هر يك از سيستم هاي احتراق GDL
مي توانند با يكي از اين گروه هاي اصلي، و بر مبناي استراژي هاي مربوط به شناسائي عمل بار لايه اي در طول part load تنظيم شود: اسپري راهنما، ديواره راهنما و جريان راهنما (هواي راهنما)، اين مفاهيم در شكل 34 نشان داده مي شوند. تنظيم اين گروه ويژه، به اين امر بستگي دارد كه آيا ديناميكي هاي اسپري.، تاثير اسپري بر سطح پيستون يا ميدان جريان تركيب جهت دستيابي به لايه بندي، استفاده مي شود و يا خير. شايان ذكر است كه صرفنظر از طبقه بندي، لايه بندي عموماً با تركيب اين سه مكانيسم حاصل مي شود، و در اين تركيبات، كمك مربوط به هر پورسه، متفاوت و متغير است. اكثر سيستم هاي احتراق GDL كه تا امروز ارائه و گزارش شده اند، از جمله موتور DLSC كلاسيك از چرخان هواي داخل سيلندر به عنوان حركت اوليه هواي داخل سيلندر استفاده مي كنند. جريان داخل سيلندر چرخان، عموماً با يك محفظه احتراق باز و ساده يا يك كاسه چند دخولي يا استوانه اي در پيستون تركيب مي شود. برخي از مثال هاي اصلي سيستم هاي احتراق GDL آنطور كه توسط Fraidl و همكارانش خلاصه شده، در شكل (a) 35 نشان داده مي شوند. كليه اين سيستم ها جهت تثبيت لايه بندي تركيب، از جريان چرخان داخل سيلندر استفاده مي كنند. ثبات احتراق، در اكثريت اين سيستم ها با قرار دادن پلاتين مولد جره در پيرامون اسپري سوخت، حفظ مي گردد. اين آرايش و تنظيم، معمولآً به شمع هاي محترق كننده با الكترودهايي نياز دارد كه منجر به ايجاد مسائل و شمكلات مربوط به ديرش شمع دربارهاي موتور سنگين تر مي شود. برخي از طراحي هاي ويژه با استفاده از شمع محترق مركزي و محل انژكتور غير مركزي در شكل (a) 35 نشان داده مي شود. مفهوم يك كاسيه پيستون خارج از محور، تزيرق سوخت در ديواره كاسه و يك پلاتين مولد جرقه در سيلندر اصلي در شكل a - (b) 35 نشان داده مي شود. اين مفهوم، از برخورد جريان با جريان در مركز محفظه احتراق استفاده مي كند، يعني جائيكه احتراق رخ مي دهد. يك محفظه باز طراحي شده جهت توليد محفظه شبه تقسيمي نزديك TDC در شكل C- (b) 33 نشان داده مي شود. اين محفظه شبه تقسيمي، محدود بوده و كميت هوايي را كه با سوخت تزريقي تاخيري تركيب مي شود، كنترل مي كند.

2-3- تركيب هوا- سوخت

شرايط داخل سيلندر موتور، مثل (b) فشار و ميدان جريان هوا، از تاثير اساسي بر انتشار و اتوماتيك سازي اسپري حمل هوا در توده ابري شكل اسپري، و پورسه تركيب هوا- سوخت استفاده مي كنند. پورسه پيچيده و وابسته به زمان واكنش جريان هوا با اسپري، ميزان تركيب هوا- سوخت و درجه لايه بندي تركيب را معين خواهد كرد. پورسه آماده سازي تركيب، به شدت، وابسته به هندسه اسپري، ساختار جريان درون سيلندر، و استراتژي تزريق سوخت، مي باشد. Han و همكارانش، تاثير مولفه هاي جريان متوسط معلق و چرخان را بر پروسه تركيب هوا- سوخت داخل سيلندر يك موتور GDL، با استفاده از شكل تغيير يافته كرد KLVA-3 جهت شبيه سازي تزريق سوخت، بررسي كنيد. پيكربندي تحليلي، يك انژكتور نصب شده در مركز كه سوخت را به صورت محوري در طول ضربه ورودي، به سيلندر تزريق
مي كرد. اسپري هاي مخروطي تو خالي تزريقي، به طور چشمگيري با جريان ورودي، و با وجود قطراتي كه متمايل بودند خطوط جريان هوا را دنبال كنند، كج
مي شدند. نفوذ نوك اسپري در ميدان جريان غالب معلق، بيشتر از نفوذ آن در ميدانهاي جريان ساكن يا چرخان بود. تاثير ديواره اسپري، در نقطه مرده انتهايي
(  ) BDC) در ورودي، ايجاد مي شد، كه پس از آن مشخص شد كه سوخت مايع به شكل يك لايه ديواره اي باقي مي ماند در حاليكه قطرات ديگر توسط جريان هوا حمل مي شوند. يك نقطه پر از بخار(گاز) جهت ماندن در نزديك سطح پيستون در طول ضربه تراكم در ميدان جريان غير معلق و ساكن، ارائه شد. در هر دو مورد جريان معلق و جريان چرخان، منقطه پر گاز، با جريان اصلي حركت كرده و پراكنده مي شد. بنابراين، برخي از محفظههاي تركيب غني، نزديك سطح پيستون باقي مي ماند. طبق نظر spiesel و spicher كه ويژگيهاي احتراق يك موتور GDL را كه از اسپريهاي مخروطي تو خالي و اسپريهاي حاصل از نازل هاي تزريق چند حفره اي استفاده مي كرد، بررسي مي كردند، اسپري مخروطي تو خالي، به راحتي توسط يك جريان چرخان ثابت و محكم، منحرف مي شود، و در نتيجه حفظ يك تركيب لايه اي مقاوم، مشكل است. بنابراين ،‌در مورد نازل چند حفره اي ،‌يك جريان چرخان قوي،‌در دستيابي به يك ابر تركيب لايه اي محكم و با دوام ،‌مؤثر است. اختلاف نظرها و مغايرتهاي مربوط به تناسب نازل هاي چند حفره اي در مورد عمل بار لايه اي، در آثار ادبي موجود مي باشد.