عنوان پایان‌نامه
مقایسه ارتعاش تراکتور دو چرخ با استفاده از سوخت های دیزل و بیو دیزل
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 553;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51116
- تاریخ دفاع
- ۲۵ دی ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهاره حیدری
- استاد راهنما
- سیدرضا حسن بیگی بیدگلی
- چکیده
- چکیده استفاده‌ی بسیار وسیع از سوخت¬های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی سبب کاهش منابع این سوخت¬ها و همچنین افزایش گازهای گلخانه‌ای و آلودگی محیط زیست شده است. برای غلبه بر این مشکلات، تحقیقاتی برای یافتن سوخت‌های گیاهی تجدیدپذیر انجام گرفته است. در این میان بیودیزل به دلیل عدم وجود گوگرد، نیترو‍‍ژن و آروماتیک‌های پلی سایکلیک و آلاینده‌های هوا و وجود ویژگی‌های مشابه با سوخت دیزل، سوخت مناسبی به نظر می‌رسد. در این تحقیق ارتعاشات تراکتور دو چرخ با توان 13 اسب بخار در سه موقعیت مختلف موتور، دسته تراکتور دوچرخ و سینه کاربر در سرعت‌های دورانی موتور 1400، 1600، 1800، 2000 و 2200 دور بر دقیقه و شش نوع سوخت مصرفی شامل دیزل خالص، بیودیزل 5?، بیودیزل 10?، بیودیزل 15?، بیودیزل 20? و بیودیزل خالص به منظور بررسی رفتار ارتعاشی موتور دیزل تراکتور دوچرخ اندازه‌گیری و ثبت گردید. بعد از اندازه‌گیری و ذخیره سیگنال‌های شتاب در حوزه زمان، داده‌ها با استفاده از روش تبدیل فوریه سریع به حوزه فرکانس منتقل شدند. داده‌های ریشه میانگین مربعات (rms) شتاب ارتعاش در حوزه زمان و فرکانس در قالب آزمایش‌های فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی تحلیل شدند. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت موتور برای تمام سوخت‌ها و جهت‌ها rms شتاب ارتعاش افزایش می‌یابد. بررسی اثر موقعیت اندازه‌گیری ارتعاش بر مقادیر rms شتاب ارتعاش نشان داد که شتاب ارتعاش در موقعیت موتور بیشترین و در موقعیت سینه کاربر کمترین مقدار است. همچنین بررسی اثر نوع سوخت بر مقادیر rms شتاب ارتعاش نشان داد که تغییر نوع سوخت تغییر معنی‌داری در مقادیر شتاب ارتعاش به غیر از بیودیزل خالص ایجاد نمی‌کند. در موقعیت سینه کاربر به علت وجود میرایی افزایش سرعت موتور و تغییر نوع سوخت سبب تفاوت معنی‌دار مقادیر rms شتاب ارتعاش نمی‌شود. مقایسه شتاب ارتعاش در سه جهت مشخص کرد که در موقعیت‌های موتور و دسته شتاب جهت عمودی بیشترین و جانبی کمترین مقدار می‌باشد. نتایج طیف باند باریک ارتعاش نشان داد که تغییر نوع سوخت سبب تغییر مقادیر دامنه ارتعاش در بعضی فرکانس‌ها خصوصا در راستای عمودی می‌شود. در تمامی سرعت‌ها در موقعیت موتور قله‌هایی در فرکانس‌های10 تا 3150 هرتز و خصوصا 25 و 5/31 و 40 هرتز دیده شد. همچنین در تمامی سرعت‌ها در قسمت دسته قله‌هایی در فرکانس‌های 10 تا 315 هرتز و خصوصا 5/31 و 40 هرتز دیده شد. اما در قسمت سینه کاربر قله‌ها در فرکانس‌های 5/2 تا 40 هرتز و خصوصا 25 و 5/31 هرتز دیده شد. مقادیر زمان مواجهه نشان داد که در وضعیت 8 ساعت کار روزانه با تراکتور دوچرخ، بعد از کمتر 4 سال در?? درصد کاربرانی که از این تراکتور دوچرخ استفاده می‌کنند، احتمال وقوع فرسودگی در انگشتان و اختلالات عروق در دستان مطابق استاندارد Iso 5349 وجوددارد. بررسی اثر سرعت بر مقادیر زمان مواجهه و انتقال پذیری نشان داد که با افزایش سرعت موتور میزان مدت مواجهه حداکثر تا 37/2 سال کاهش و میزان انتقال پذیری حداکثر تا 98/7 افزایش می‌یابد. نتایج همچنین نشان داد که ایمن‌ترین مخلوط سوخت‌ها از لحاظ حداکثر بودن زمان مواجهه ایمن و حداقل بودن شتاب ارتعاش در حوزه زمان و فرکانس و حداقل بودن انتقال‌پذیری ارتعاش به ترتیب بیودیزل بیودیزل خالص و 15? و 20? است. واژه¬های کلیدی: شتاب ارتعاش، سوخت، دیزل، بیودیزل، زمان مواجهه ایمن، انتقال‌پذیری ارتعاش، سوخت مناسب، تراکتور دوچرخ.
- Abstract
- Abstract The wide use of fossil fuel in internal combustion engine cause reduction in these fuel resources and also increase in greenhouse gasses and environmental pollution, for conquering these problems, so many researches has done for finding the renewable herbaceous fuel. Between these different kinds of fuel, biodiesel seems to be appropriate because of nonexistence of sulfur, nitrogen and polycyclic aromatics and air pollutions and existence of similar trait with diesel fuel. In this research, vibration of 13hp power tiller measuring and saving in three position of engine, handle and chest of user in engine speeds of 1400, 1600, 1800, 2000 and 2200 rpm and six kind of consuming fuel blends include pure diesel, 5% biodiesel, 10% biodiesel, 15% biodiesel, 20% biodiesel and pure biodiesel for investigating the power tiller engine vibration behavior. After measuring and saving the time domain acceleration signals, data changed to frequency domain by use of fast furrier transform. Root mean square (rms) of vibration acceleration in time and frequency domain analyzed in factorial tests with completely random design. The results showed increasing the engine speed in all kinds of fuel and axes, increasing the vibration acceleration. Investigating the effect of position of measuring vibration acceleration showed that vibration acceleration (rms) is the most at engine position and is the least at chest of user position. Also investigating the effect of kind of fuel on vibration acceleration (rms) showed that changing the kind of fuel do not create any significant change in vibration acceleration quantities except pure biodiesel. In the position of chest of user increasing the engine speed and changing the kind of fuel cause no significant change in vibration acceleration (rms). Comparing the vibration acceleration in three axes showed that in engine and handle position, the vibration acceleration is the most in vertical axis and the least in lateral axis. The results of vibration narrow band showed that changing the kind of fuel cause changing in vibration amplitude quantities in some frequencies, especially in vertical axis. In all kind of engine speeds in engine position, some peaks were observed in frequency range of 22 to 1250 Hz and specially in 25 and 31.5 and 40 Hz, also in all kind of engine speeds in handle position, some peaks were observed in frequency range of 10 to 315 Hz and specially in 31.5 Hz, and in chest of user position some peaks were observed in frequency range of 2.5 to 40 Hz and specially in 25 and 31.5 Hz. Exposure time quantities showed that after 4 years in 10% of users whose work with power tiller 8 hours a day, may finger exhausted and finger vascular disorder . investigating the engine speed effect on exposure time and transmissibility showed that increasing the engine speed cause decreasing the exposure time up to 2.37 years and increasing the transmissibility up to 7.98. Results also showed that the safest fuel blends is respectively: pure biodiesel, 15% biodiesel and 20% biodiesel From minimum quantities vibration acceleration in time and frequency domain and longest exposure time and minimum transmissibility point of view. Keywords: Vibration acceleration, fuel, diesel, biodiesel, safe exposure time, vibration transmissibility, appropriate fuel blends, power tiller.
