%34تخفیف

انتخاب زمان جرقه به منظور بهبود عملکرد آلایندگی موتور اشتعال جرقه ای با کنترل فازی

66صفحه فايل word

قابل ويرايش

چکیده

امروزه یکی از مهمترین و چالش برانگیزترین عرصه های تولید در صنعت خودروسازی، تولید موتور با خصوصیات آرمانی است. در این زمینه آن دسته از فعالیت های تحقیقاتی که قادر باشند بیشترین بهبود را در خصوصیات موتور در کمترین زمان و با کمترین هزینه میسر سازند در زمره راهکارهای قابل قبول و مورد توجه، قرار خواهند گرفت. در این مطالعه ابتدا یک مدل از موتور تک سیلندر اشتعال جرقه ای  (SI)در محیط نرم افزار GT – POWER طراحی شده است. همچنین با بهره گیری از منطق فازی در محیط سیمولینک برنامه MATLAB و جفت کردن این دو نرم افزار به یکدیگر،  بهینه ترین زمان جرقه زنی در موتورهای اشتعال جرقه ای جهت کاهش آلایندگی موتور ارائه شده است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها نشان می دهد که کنترل کننده فازی توانسته است تا حد قابل قبولی عملکرد آلایندگی موتور را با کنترل زمان جرقه زنی چه در حالت بار و چه در حالت بدون بار بهبود دهد.

کلمات کلیدی : کنترلر فازی، موتور اشتعال جرقه ای،   GT – POWER، زمان جرقه زنی، آلاینده NOx

فهرست مطالب:

چکیده 1

    فصل اول

مقدمه. 2

1-1 بیان مساله. 2

1-2  ضرورت انجام تحقیق.. 2

1- 3 اهداف و فرضیه های پژوهش… 3

1- 4 تعریف متغیرها 4

1- 5 پیش فرض های پژوهش… 4

1- 6 تعریف اصطلاحات.. 6

   فصل دوم

2 – 1 معرفی موتورهای اشتعال جرقه ای.. 7

2 – 2 مروری بر ادبیات موضوع. 8

2 – 3 چرخه های اساسی موتور 8

2 – 4 چرخه چهارزمانه موتور SI 9

2 – 5 کنترل زمان جرقه زنی در موتور SI 13

فصل سوم

مدل سازی موتور SI 16

3 – 1 نرم افزار GT – POWER. 16

3 – 2 مدل موتور SI 17

3-3 مشخصات موتور مدل سازی شده 18

3-4 اجزای موتور مدل شده با وظایف هر جزء 19

3-4-1 باکس ورودی هوا inlet 19

3-4-2 اتصال اریفس 1. 20

3-4-3 باکس intrunner. 21

3-4-4  اتصال اریفس 2. 22

3-4-5 باکس  intport 22

3-4-6 المان انژکتور 23

3-4-7 کانال عبور هوای intvalve. 24

3-4-8 المان سیلندر 24

3-4-9 سوپاپ گازهای خروجی exvalve. 25

3-4-10 اتصال اریفس 3. 26

3-4-11 باکس exhrunner. 26

3-4-12 اتصال اریفس 4       . 27

3-4-13 المان خروجی هوا env – outlet 28

3-4-14 اتصال اریفس 5. 28

3-4-15 اتصال اریفس 6. 29

3-4-16 المان موتور 29

3-4-17 المان Simulink. 30

3-4-18 المان Torque. 30

3-4-19 سنسورهای BrakePower ، Braketorque و crankangle. 31

3-4-20 سنسور NOxppm.. 32

3-4-21 اتصال عملگر. 33

   فصل چهارم

کنترل کننده فازی.. 34

4-1 تئوری فازی.. 34

4-2 کنترل فازی.. 35

4-3 نرم افزار MATLAB. 36

4-4 شبیه‌سازی در Simulink. 36

4-5 طراحی کنترل‌کننده فازی.. 39

4-6 طراحی کنترل‌کننده PID.. 42

   فصل پنجم

5-1 اجرای مدل شبیه سازی شده موتور SI به ازای سرعت.. 44

5-2 اجرای مدل شبیه سازی شده با کنترلر فازی به ازای سرعت.. 48

5-3 طراحی کنترل کننده فازی برای موتور تحت بار 49

5-4 اجرای مدل شبیه سازی شده با کنترلر فازی به ازای بار 53

5-5 بحث و نتیجه گیری.. 55

5-6 پیشنهادها 56

فهرست منابع. 57

فهرست جداول:

جدول 3-1 مشخصات فیزیکی موتور…………………………………………………………………………………………………………………….. 19

جدول 3-2 مشخصات فیزیکی هوای محیط…………………………………………………………………………………………………………… 20

جدول 3-3 مشخصات فیزیکی اریفس 1……………………………………………………………………………………………………………….. 21

جدول 3-4 مشخصات فیزیکی پایپ intrunner………………………………………………………………………………………………….. 21 جدول  3-5 مشخصات فیزیکی اریفس 2…………………………………………………………………………………………………………………………………. 22

جدول 3-6 مشخصات فیزیکی المان intport……………………………………………………………………………………………………….. 23

جدول 3-7 مشخصات فیزیکی  المان انژکتور………………………………………………………………………………………………………… 23

جدول 3-8 مشخصات فیزیکی پایپ runner……………………………………………………………………………………………………….. 24 جدول 3-9 مشخصات هندسی سیلندر…………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

جدول 3-10 مشخصات فیزیکی سوپاپ دود exval………………………………………………………………………………………………. 26

جدول  3-11 مشخصات فیزیکی اریفس 3……………………………………………………………………………………………………………. 26

جدول 3-12 مشخصات فیزیکی پایپ exhrunner………………………………………………………………………………………………. 27

جدول 3-13 مشخصات فیزیکی اریفس 4…………………………………………………………………………………………………………….. 27

جدول 3-14 مشخصات فیزیکی محیط هوای خروجی از موتور………………………………………………………………………………… 28

جدول 3-15 مشخصات فیزیکی اریفس 5…………………………………………………………………………………………………………….. 28 جدول 3-16 مشخصات فیزیکی اریفس 6…………………………………………………………………………………………………………………………………. 29

جدول 3-17 مشخصات فیزیکی موتور………………………………………………………………………………………………………………….. 29

جدول 3-18 مشخصات فیزیکی سنسور BrakePower……………………………………………………………………………………….. 31

جدول 3-19 مشخصات فیزیکی سنسور Braketorque……………………………………………………………………………………….. 31 جدول 3-20 مشخصات فیزیکی سنسور crankange……………………………………………………………………………………………………………….. 32

جدول 3-21 مشخصات فیزیکی سنسور NOxppm……………………………………………………………………………………………… 32

جدول 4-1: قوانین فازی طراحی‌شده برای کنترل زمان جرقه‌زنی…………………………………………………………………………….. 41

جدول 5-1: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای سرعت 2000 دور بر دقیقه………………………………………………….. 45

جدول 5-2: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای سرعت 3000 دور بر دقیقه………………………………………………….. 45 جدول 5-3: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای سرعت 4000 دور بر دقیقه……………………………………………………………………………….. 46

جدول 5-4: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای سرعت 5000 دور بر دقیقه………………………………………………….. 46

جدول 5-5: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای سرعت 6000 دور بر دقیقه………………………………………………….. 47

جدول 5-6: تأثیر افزایش سرعت بر زمان جرقه‌زنی و عملکرد آلایندگی موتور…………………………………………………………… 47

جدول 5-7: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای بار 20%……………………………………………………………………………… 50

جدول 5-8: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای بار 40%……………………………………………………………………………… 50

جدول 5-9: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای بار 60%……………………………………………………………………………… 51

جدول 5-10: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای بار 80%…………………………………………………………………………… 51

جدول 5-11: بررسی عملکرد آلایندگی موتور SI به ازای بار 100%………………………………………………………………………… 52

جدول 5-12: تأثیر افزایش بار بر زمان جرقه‌زنی و عملکرد آلایندگی موتور………………………………………………………………. 52

فهرست شکل ها:

شکل 1-1 : منحنی فشار احتراق برای زاویه های مختلف منحنی…………………………………………………………………………….. 5

شکل 1-2 : موتورBMW 320  اشتعال جرقه ای…………………………………………………………………………………………………… 7

شکل 2-2 :مرحله ورودی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 9

شکل 3-2 مرحله تراکم……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

شکل 4-2 احتراق……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

شکل 5-2 مرحله انبساط یا مرحله قدرت……………………………………………………………………………………………………………… 11

شکل 6-2 خروج آنی گازها………………………………………………………………………………………………………………………………….. 12 شکل 7-2 مرحله خروج گازها………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 13

شکل 3-1 شماتیک یک موتور تک سیلندر با اجزای مربوطه……………………………………………………………………………………. 18

شکل 3 -2 مدل شبیه سازی شده  موتور درون سوز………………………………………………………………………………………………. 18

شکل 3-3 باکس ورودی هوا…………………………………………………………………………………………………………………………………. 19 شکل 3-4 باکس اریفس 1…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

شکل 3-5 مجرای عبور هوای intrunner…………………………………………………………………………………………………………….. 21

شکل 3-6 باکس اریفس 2…………………………………………………………………………………………………………………………………… 22

شکل 3-7 باکس intport…………………………………………………………………………………………………………………………………… 22 شکل 3-8 المان انژکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 23

شکل 3-9 المان intvalve………………………………………………………………………………………………………………………………….. 24

شکل 3-10 المان سیلندر……………………………………………………………………………………………………………………………………. 24

شکل 3-11 المان exvalve………………………………………………………………………………………………………………………………… 25 شکل 3-12 اریفس 3………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26

شکل 3-13 باکس exhrunner………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

شکل 3-14 اریفس 4………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 27

شکل 3-15 باکس خروجی هوا outlet…………………………………………………………………………………………………………………. 28

شکل 3-16 اتصال اریفس 5………………………………………………………………………………………………………………………………… 28

شکل 3-17 اتصال اریفس 6………………………………………………………………………………………………………………………………… 29

شکل 3-18 المان Simulink……………………………………………………………………………………………………………………………… 30

شکل 3-19 المان Torque………………………………………………………………………………………………………………………………… 30 شکل 4- 1 : محیط شبیه سازی شامل موتور SI همراه با کنترل کننده…………………………………………………………………………………………………. 37

شکل 4-2: بخش کنترل کننده موتور SI شامل کنترل PID و فازی………………………………………………………………………. 37

شکل 4-3: مدل حلقه باز سیستم تحت کنترل………………………………………………………………………………………………………. 38

شکل 4-4: مدل حلقه- باز ساخته‌شده در محیط GT ISE……………………………………………………………………………………. 38

شکل 4-5: توابع عضویت فازی برای ورودی خطا……………………………………………………………………………………………………. 39

شکل 4-6: توابع عضویت فازی برای ورودی انتگرال خطا…………………………………………………………………………………………. 40

شکل 4-7: توابع عضویت فازی برای خروجی کنترل‌کننده………………………………………………………………………………………. 40 شکل 4-8: توابع عضویت فازی برای خروجی کنترل‌کننده……………………………………………………………………………………………………………….. 41

تصویر 4-9: ضوابط طراحی شده  برای خروجی کنترل‌کننده…………………………………………………………………………………… 42

شکل 5-1: مطالعه حلقه باز عملکرد آلایندگی به ازای زمان جرقه‌زنی……………………………………………………………………… 44

شکل 5-2: کنترل PI زمان جرقه‌زنی موتور و عملکرد آلایندگی موتور SI………………………………………………………………… 48

شکل5-3: کنترل فازی زمان جرقه‌زنی موتور و عملکرد آلایندگی موتور SI………………………………………………………………. 49

شکل 5-4: مدل GT suite ساخته‌شده باملاحظه بار موتور……………………………………………………………………………………. 53

شکل 5-5: کنترل فازی زمان جرقه‌زنی موتور و عملکرد آلایندگی موتور SI تحت بار 60 درصد…………………………………. 54

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “انتخاب زمان جرقه به منظور بهبود عملکرد آلایندگی موتور اشتعال جرقه ای با کنترل فازی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo