عنوان پایان‌نامه
بررسی و تحلیل ارتعاش تراکتور MF-۳۹۹ با سوخت دیزل مغناطیس شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63411;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 774
- تاریخ دفاع
- ۱۴ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- سبا درویشی
- استاد راهنما
- سیدرضا حسن بیگی بیدگلی
- چکیده
- برای کاهش آلایندگی و مصرف سوخت موتورهای احتراق داخلی تا کنون راهکارها¬ی زیادی پیشنهاد گردیده است. یکی از روش¬هایی که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است و حاوی نتایج امیدوارکننده¬ای در ضمینه کاهش مصرف سوخت و آلاینده¬های خروجی از اگزوز نیز بوده است، مغناطیس کردن سوخت ورودی به موتور با استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی است. یکی از پیش¬شرط¬های استفاده از سوخت مغناطیس شده در موتور¬های احتراقی، بررسی رفتار ارتعاشی این موتور¬ها در اثر تغییر سوخت است. ارتعاش موتورهای احتراق داخلی می¬تواند باعث خرابی قطعات موتور و بروز ناراحتی و آسیب در کاربران شود؛ تغییر نوع سوخت سبب تغییر ماهیت احتراق موتورهای احتراقی و تغییر رفتار ارتعاشی آنها می¬شود. لذا در این پژوهش رفتار ارتعاشی موتور تراکتور MF-399 (مدل پرکینز، دیزل، چهار زمانه پاشش مستقیم) در حالت ایستایی در موقعیت موتور و در سرعت¬های مختلف موتور در نتیجه تغییر شدت میدان مغناطیسی اعمالی بر سوخت بررسی شد. سیگنال¬های شتاب ارتعاش موتور در 5 سطح سرعت موتور (2000،1900،1800،1700و2100 دور بر دقیقه) و 5 سطح میدان (1000، 2000، 3000 و 4000 گاوس) و در سه جهت طولی، عمودی و جانبی اندازه¬گیری شدند. سه شتاب سنج (CTC AC102) برای اندازه¬گیری شتاب ارتعاش استفاده شد. سیگنال¬های شتاب اندازه¬گیری شده روی هاردیسک لپ تاپ ذخیره شد. سیگنال¬های دیجیتال اندازه¬گیری شده حوزه زمان با استفاده از الگوریتم تبدیل فوریه سریع، به حوزه فرکانس تبدیل شدند و سپس طیف 3/1 اکتاو شتاب ارتعاش برای همه سیگنا¬ل¬ها محاسبه شد. بررسی نتایج نشان داد که مقادیر RMS شتاب ارتعاش به طور معنی-داری (P<0.01) متأثر از سرعت موتور، نوع سوخت و اثرات متقابل آن¬ها است. با افزایش سرعت دورانی موتور میانگین RMS شتاب ارتعاش برای همه سوخت¬ها روند افزایشی داشت. مقادیر RMS در سرعت موتور 2000 دور بر دقیقه برای سوخت¬های دیزل خالص، 1000، 2000، 3000 و 4000 گاوس به¬ترتیب برابر بود با 108.598، 107.324، 66.875، 64.629 و 58.177 متر بر مجذور ثانیه. کمترین و بیشترین مقادیر RMS ارتعاش به¬ترتیب مربوط به سوخت 4000 گاوس (46 درصد کاهش نسبت به سوخت دیزل) و دیزل خالص می¬باشد. دلیل افزایش شتاب با افزایش سرعت، افزایش تعداد کورس¬های توان در واحد زمان و نیروهای اینرسی قطعات موتور است. کمتر بودن مقادیر RMS شتاب ارتعاش در سوخت 4000 گاوس می¬تواند مربوط به احتراق کامل¬تر این سوخت در نتیجه شکسته شدن ساختار خوشه¬ای هیدروکربن¬ها و نیز کاهش چگالی این سوخت باشد. مقادیر RMS شتاب ارتعاش به طور معنی¬داری وابسته به جهت مختصات بود و در موقعیت موتور در راستای جانبی بیشتر از عمودی و عمودی بیشتر از طولی بود که به دلیل تعادل خوب در موتور 6 سیلندر در راستای عمودی نسبت به جانبی می¬باشد. بررسی طیف 3/1 اکتاو شتاب ارتعاش در موقعیت¬های موتور نشان داد که مقادیر بیشینه شتاب در فرکانس¬4000 ( 180متر بر مجذور ثانیه) اتفاق می¬افتد که این فرکانس¬ ضریبی از فرکانس احتراق موتور می¬باشد. واژه¬های کلیدی: گازوییل، سوخت مغناطیس، موتور دیزل، ارتعاش. شتاب RMS ، باند 3/1 اکتاو
- Abstract
- In recent years, many approaches have been proposed to reduce fuel consumption and exhaust emissions of internal combustion engines. One of these methods is using magnetize fuel obtained from an external magnetic field. One of the preconditions using the magnetic fuel in combustion engine is studying of vibration fuel behaviors. Vibration of internal combustion engine can cause failure in engine components and discomfort and injuries in users. The engine vibration behaviors is changed due to change of fuel types and engine combustion. Therefore, in this study the vibration behavior of tractor engine (Perkins model, four-stroke, direct injection diesel) were evaluated in stationary mode at tractor engine for different engine speeds due to changing in fuel types. Number of three accelerometer (CTC AC102 model) was used for measuring the vibration acceleration. The measured vibration signals were stored in laptop computer hard disk. The recorded digital signals in time domain was converted to frequency domain using a developed Fast Fourier Transform (FFT) computer program and then 1/3rd octave band spectrum of vibration acceleration was calculated. To evaluate the effects magnetic fuel on engine parameters such as engine vibration, some experiments were conducted in this research. Effects of magnetic fields with different intensities (1000, 2000, 3000 and 4000 Gauss) were studied on vibration signals of a six cylinder internal combustion engines. Vibrations signals in the longitudinal, vertical and lateral with 5-levels of engine speed were measured. The results showed that the vibration root mean square (RMS) values were significantly (p<0.01) affected by the engine speed, fuel type and their interactions. The mean RMS acceleration was significantly depended on direction of measurement and Maximum and minimum values of Root Mean Square (RMS) for vibration acceleration recorded at the lateral and longitudinal directions (75.78 m/s2 and 44.59 m/s2), respectively which was attributed to the six cylinder engine well balance in the vertical direction than the two others directions. Experimental results showed that the RMS values of vibration acceleration decreases by increasing the magnetic field intensity. Therefore, the lowest value of RMS was obtained using 4000 Gauss field intensity. Increase in number of power strokes per unit time and inertia forces of engine components were the reason for increasing of the RMS values with the engine speed. Investigating the 1/3rd octave band spectrum of vibration acceleration on the engine revealed that the maximum RMS values were occurred at 4000 Hz. Key Words: Diesel, Magnetic Fuel, Hydrocarbons, Vibration, RMS, 1/3rd octave band spectrum
