چکیده:
به طور متوسط حدود دو سوم از انرژی سوخت مصرفی اتومبیل ها و وسایل نقلیه سنگین به صورت گرما به هدر می رود. این در حالی است که مواد نیم رسانایی هستند که می توانند انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند یا به اصطلاح مواد ترموالکتریک این قابلیت را دارند که گرمای تلف شده در اتومبیل ها را به دام انداخته و مجددا به چرخه مصرف وارد کنند و در نتیجه مصرف سوخت خودروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند، اما راندمان پایین مواد ترموالکتریک موجود و همچنین هزینه های بسیار بالایی که برای استفاده از آنها باید اختصاص داده شود ازجمله محدودیت هایی هستند که کاربرد این گروه از مواد در خودروها و وسایل نقلیه را با مشکل مواجه ساخته اند.
تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به الکتریسیته موضوع جدیدی نیست بلکه از سال ۱۸۲۱ محققان به روش هایی برای انجام این کار دست یافته بودند، اما از آنجا که مواد نیم رسانایی که قابلیت تبدیل گرما به انرژی الکتریکی دارند از کارایی مطلوب و مناسبی برخوردار نبوده اند، بنابراین استفاده و کاربرد این مواد تنها به مواردی نظیر کاوش در اعماق فضا محدود بوده است.
پیشرفت های اخیر به دست آمده در حوزه نانوفناوری، جان تازه ای به این روش قدیمی بخشیده است و از این رو بسیاری از خودرو سازان بزرگ جهان نظیر جنرال موتورز (GMC) و بی.ام.و (BMW) در تلاش هستند تا با استفاده از این روش علاوه بر افزایش بازده سوخت مصرفی خودروها بتوانند در آیندهای نهچندان دور مولدهای ترموالکتریکی را جایگزین سیستم های مولد برق متناوب و حتی شاید موتورهای احتراق داخلی خودروهای امروزی سازند و به این ترتیب به نظر می رسد که با آغاز چنین تصمیمی از سوی شرکت های بزرگ و مطرح خودروسازی در سطح دنیا می توان آینده خوبی را برای این گروه از مواد پیش بینی کرد که موجب گسترش کاربرد آنها در زمینه های مختلف خواهد شد.
ما در این پایان نامه قصد داریم به شرح این فن آوری با توجه به یافته ها و پیشرفت های جدید در این زمینه بپردازیم. در فصل اول به آشنایی با مفاهیم اولیه همچنین تاریخچه و علم موجود در مورد این فن آوری پرداخته ایم. در فصل دوم به چگونگی طراحی و پیاده سازی سیستم مبدل ترموالکتریک در قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت این قسمت به برق با توجه به آزمایشات شرکت های خودروسازی بزرگ در سطح دنیا اشاره کردیم.
در این فصل ابتدا به هدف و فرضیه های مورد نظر در آزمایش پرداخته ایم. سپس با در نظر گرفتن فرضیه ها و هدف آزمایش، سیستم ترموالکتریک تبدیل حرارت اگزوز به برق را با توجه به محاسبات عددی طراحی کردیم و نتایج حاصل از این آزمایش را بصورت جدول و نمودارهای گرافیکی نشان داده ایم. در فصل آخر نیز به نتایج حاصله این تکنولوژی در حوزه اقتصادی، بازیابی حرارت اتلاف شده به برق و کاهش مقدار گاز CO2 و مسئله پاکیزگی کره زمین از گازهای آلاینده قرار داده شده است.
آنچه در این پایان نامه خواهید دید:
فصل اول، آشنایی با فن آوری سیستم ژنراتور حرارتی- الکتریسیته در بازیابی حرارت اگزوز خودرو
1-1- مقدمه
1-2- آشنایی با تبدیل انرژی در موتورهای احتراق داخلی
1-2-1- اصول کار موتورهای پیستونی
1-2-2- ترمودینامیک موتور (آزاد شدن گرما در حجم ثابت)
1-3- تاریخچه ی پیدایش تکنولوژی سیستم ترموالکتریک برای بازیابی حرارت اگزوز خودرو
1-4- ترموالکتریک و کاربرد آن
1-4-1- لزوم برداشت انرژی ترموالکتریک
1-4-2- سابقه فناوری
1-4-3- اثرات اقتصادی و صنعتی
1-4-4- تاثیر فناوری نانو بر ترموالکتریک
1-4-5- سطح آمادگی فناوری ترمو الکتریک
1-4-6- اثر اجتماعی بر شهروندان اروپایی
1-4-8 - چالش ها1-4-7- اثرات EHS
1-4-9 - جایگاه رقابتی EU
1-5- مواد ترموالکتریک نقش نانو تکنولوژی بر این مواد
1-6- کاربرد الکتریسیته بدست آمده از حرارت اگزوز اتومبیل
1-7- پیشرفت های جدید در زمینه سیستم ترموالکتریک در تبدیل حرارت اگزوز به الکتریسیته
1-7-1- شارژ باتری خودروها با تبدیل گرما به برق
1-7-2- تولید مدل جدید شورولت با بکار گیری فناوری ترموالکتریک
1-7-3 - استفاده از الکترون ها در سیستم ترموالکتریک ها جهت عملیات تولید برق
فصل دوم، طراحی و پیادهسازی سیستم مبدل ترموالکتریک برای تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق
2-1- مقدمه
2-2- سیستم مبدل ترموالکتریک قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت به الکتریسیته
2-2-1- اصول فرآیند عملیات در مبدل ترموالکتریک خودرو
2-2-2- راندمان مبدل ترموالکتریک خودرو
2-2-3- مزایای استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو
2-2-4- معایب و مشکلات استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو
2-3- طراحی و آزمایش یک سیستم تولید برق از گرمای اگزوز ماشین و سیستم بازیابی با استفاده از ژنراتورهای ترموالکتریک و لوله های حرارت
2-3-1- فرضیه و هدف آزمایش
2-3-2- ژنراتور ترموالکتریک استفاده شده در آزمایش
2-3-3- لوله حرارتی استفاده شده در آزمایش
2-3-3-1- ساختار کلی و عملکرد یک لوله حرارتی
2-3-3-2- مزایای لوله حرارتی
2-3-3-3- گستره کاری لولههای حرارتی
2-3-3-4- ساختار کلی و نحوه عملکرد لوله حرارتی
2-3-3-5- علت استفاده از نوع لوله های حرارتی مورد نظر در آزمایش
2-3-4- سیستم تولید مورد آزمایش
2-3-5- شبیه سازی سیستم مورد آزمایش
2-3-6- نتایج بدست آمده از آزمایش و شبیه سازی
فصل سوم، نتیجه گیری و پیشنهادات
2-1- نتیجه گیری
2-2- پیشنهادات
منابع و ماخذ
فرمت pdf تعداد صفحات 30
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:85
فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 3
فصل اول: 5
هدر 5
هدر (مانیفلد) 6
فشار برگشتی 7
تأثیرات طراحی هدر ـ اگزوز بر قدرت موتور 8
طراحی هدرز 11
ایدههایی برای طراحی هدر 14
قطر لولۀ اولیه 18
اهداف یک سیستم کامل هدر و اگزوز 22
پنج فاکتور طراحی هدر که روی مکانی که اوج گشتاور روی میدهد تأثیر میگذارد. 23
1 ـ قطر (یا سطح مقطع لوله هدر) 24
2) طول 27
3 ـ ادغام قطر، طول، زاویه و طرح نقشه کلکتور 28
انوع کلکتور 31
طول کلکتور 32
پهنای کلکتور 32
زاویههای شیب (taper) 33
کاتالیست کانورتور 34
5 ـ طرح کلی هدر: 1 ـ4 در برابر 1 ـ 2 ـ 4: 37
نتیجهگیری از طراحی هدر 38
خلاصه 39
فصل دوم: 41
اگزوز 41
طراحی اگزوز 42
طراحی اصلی 42
cat back 43
بطور کلی سه طرح اگزوز وجود دارد: 44
مشخصههای مهم اگزوز که میبایست در نظر داشت: 45
1ـ قطر عامل اصلی است: 45
2-طول لولۀ ابتدایی 47
3 ـ مواد عایق در منبع اگزوز (muffler): 48
4 ـ عامل زنگ زدگی: 48
5 ـ ضخامت نسبی (گیج) مغزی: 49
6 ـ وسایل و تجهیزات لوله اگزوز 50
پوشش اگزوز (wrap) 52
3 کار وجود دارد که میتوان با انجام آنها جذب حرارت را در سیستم اگزوز کاهش داد: 53
پوشش پودری 53
پوشش نواری اگزوز 54
صدا و جریان در اگزوز 56
طراحی اگزوز 58
گاز خروجی اگزوز 59
پالسهای اگزوز 60
چند واقعیت از اگزوز برای آگاهی 62
نکته: نیاز به کمی پس فشار بیشتر در قدرت های میانی 64
خودروهای سواری تنفس طبیعی 67
اگزوز غیرتوربو 68
عملکرد حرفه ای مسابقهای 68
هدرها (مانیفلدهای ضد برگشتی 69
سیستمهای اگزوز توربو 70
هدرهای اگزوز توربو 71
شیر ایمنی فشار بالا (waste gate) 73
خلاصه 75
منابع و سایت های اطلاع رسانی 85
چکیده
در این مقاله به بررسی انواع هدر و اگزوز می پردازیم. هدرها و اگزوز ها اجزای مهمی در تنفس موتور می باشند. آن ها قدرت موتور را اضافه نمی کنند ولی کمک شایانی به بهره گیری از بالاترین قدرت خروجی موتور انجام میدهند.
این مقاله از جمع آوری و مطالعه معروف ترین مقاله های جهانکه نوشته شده توسط شرکت های تحقیقاتی امریکایی و ژاپنی در این باره گرد آوری شده است.امیدوارم مطلوب حضور خواننده باشد.
در سیکل اتو ، بعد از احتراق، گازها باید از محفظه احتراق خارج شوند و وارد هدرز می شوند، سپس به وسیله هدرز به چند راهه ای می رسند و آن جا تبدیل به یک راهه می شود. سپس وارد کاتالیزور شده و بعد از آن وارد انباره اگزوز و بعد از آن به سمت خارج اتومبیل هدایت می شوند.
هر کدام از این قسمت ها وظیفه ای دارند که به طور مفصل به شرح آن ها می پردازیم .
انتخاب هدرز ، کاتالیزور،انباره اگزوز و سر اگزوز خوب می تواند کمک کند تا موتور اتومبیل به بیشترین بازدهی خود برسد ، پس تلاش ما بیشتر بر روی آشنایی با انواع این قسمت ها و انتخاب آگاهانه آن ها با توجه به نیاز افراد مختلف است.
هر چه لولهها کوتاهتر باشد، قطر آنها بزرگتر است، یعنی طرح کلی 1 ـ 4، و کلکتورهای بزرگ اوج hp بالاتری دارند زیرا سرعت 240 بعداًدر امتداد rpmها بدست میآیند. این گشتاور را بعد از اوج گشتاور بالاتر نگه میدارند.
هر چه لولههای اولیه بلندتر باشند، قطرها کوچکتر هستند، یعنی طرح کلی 1 ـ 2 ـ 4، و کلکتورهای کوچکتر اوج گشتاوری دارند که قبلاً در دامنه rpm روی دادهاند. زیرا 240 زودتر بدست آمده و این گشتاور را قبل از گشتاور اوج بالاتر نگه میدارند.
سیستم اگزوزی که اندازۀ آن بطور مناسبی تعیین شده باشد، کل پتانسیل قدرت یک موتور را آزاد یا استخراج میکند. موتور این قدرت را ایجاد میکند اما بدلیل ناکارآمدی سیستم اگزوز (بدلیل فشار برگشتی و وارونگی)، جلوی این قدرت و نیرو گرفته شده و هرگز در چرخها نشان داده نمیشود. بنابراین در واقع، یک سیستم اگزوز خوب قدرت یا نیرویی تولید نمیکند
مقدمه
هدف اصلی از طراحی یک سیستم اگزوز بدون شک ارسال گاز خروجی مصرف شده به خارج از موتور ماشین میباشد. در همین راستا میتوان از گازهای خروجی برای به کار انداختن توربو شارژر استفاده کرد و امروزه به طور قطع برای کاهش انتشارات گازهای دی اکسید کربن از یک کاتالیست کانورتور استفاده میکنند. اما در خودروهای مدرن، مانند خودروهای شهر ی اصلاح شده، یا یک خودروی مسابقهای ارتقاء یافته بسیار مهمتر ا ست زیرا تأثیر مستقیمی روی عملکرد و قدرت موتور دارد. در نتیجه،سیستم اگزوز و بخصوص طراحی هدر (مانیفلد) اگزوز نقش مهمی را در ارتقا (تیونینگ) موتورو تیونینگ خودرو بازی میکند.
بطور کلی، یک سیستم اگزوز تشکیل شده از یک مانیفلد اگزوز (که گاهی آن را هِدِر اگزوز مینامند)،لوله جدایی،یک کاتالیست کانورتور،یک منبع اگزوز یا صدا خفه کن، و یک لوله بلند به همراه سر اگزوز. از نظر تیونینگ سیستم اگزوز، سادهترین چیزی که به آن پرداخته میشود منبع اگزوز است، آن قطعهای است که بسادگی ماده آن جایگزین منبع اگزوز انبار یا منبع اگزوزی با عملکرد بالا میشود،
نتیجه سیستم اگزوز با جریان آزاد میباشد. با این وجود، منبع اگزوز میبایست دارای یک لوله ورودی و یک لوله خروجی و لوله انتهایی هم میبایست یکی باشد. باقی قسمتهای سیستم اگزوز بسیار پیچیدهتر میباشد بطوریکه لازم است فشار منفی (برگشتی)، دامنه بیشترین قدرت، و حداکثر RPM قابل استفاده را مورد بررسی قرار دهید.
موضوع :
بهسازی کاتالیزوری گاز اگزوز
رشته : مکانیک خودرو
(فایل پاور پوینت )
تعداد اسلاید :25
فهرست مطالب
-سیستم مبدل کاتالیزوری
1- مبدل کاتالیزوری اکسید کننده (تک بستر)
2- مبدل کاتالیزوری اکسید کننده با بستر دوگانه
3- مبدل کاتالیزوری اکسید کننده تک بستر سه گانه
روشهای مبدل کاتالیست
1- روشهای مبدل کاتالیست از نوع اکسیداسیون
2- صافی سوزاننده دود
سیستم های زیر ساخت
1)زیر ساخت گلوله ایی
2-)مونولیت های فلزی
3-) مونولیت های سرامیکی
شرایط عملکرد مبدل کاتالیزوری
مبدل کاتالیزوری اکسید کننده
موتور مجهز به مبدل کاتالیزوری اکسید کننده(مبدل کاتالیزوزی تک بستر) با هوای اضافی کار می کنند،یعنی فاکتور هوای اضافی در موتورهایی که از این مبدل استفاده می کنند بزرگتر از یک است. این مبدل هیدروکربن های نسوخته و منوکسید کربن را با اکسیداسیون(سوزاندن)به دی اکسید کربن و آب تبدل می کند. اما این مبدل عملاّ تاثیری بر اکسید های نیتروژن ندارد. در موتورهای انژکتوری اکسیژن لازم برای اکسیداسیون معمولا از طریق تنظیم سوخت برای دستیابی به مخلوط رقیق فراهم میشود. در موتورهای کاربراتوری هوای مورد نیاز ثانویه، قبل از مبدل کاتالیزوری به وسیله یک پمپ سانتیرفیوژ که نیروی خود را از موتور میگیرد و یا از طریق سوپاپهای هوای خودالقا، به داخل اگزوز جریان پیدا میکند. مبدل های کاتالیزوری اکسید کننده اولین باردر سال 1975 برای تطبیق میزان گازهای اگزوز با قوانین جاری در امریکا مورد استفاده قرار گرفت.
بطور کلی خط دودهای اگزوز را نباید دست کم گرفت. 1- بدون دود: موتور سالم دود نمیکند و وقتی انگشت به لوله اگزوز میزنیم انگشت نباید چرب و سیاه شود. 2- دود سفید: موقتی: در زمستانهای سرد وقتی موتور خاموش است به علت اینکه هوای بیرون سرد است و داخل موتور گرم در نتیجه هوای داخل موتور بصورت قطرات آب در می آید که بعد از روشن کردن موتور در صبح زود دود سفید رنگی از اگزوز خارج میشود که نتیجه آب سوزی است و چون این حالت موقتیست اشکالی ندارد وپس از گرم شدن موتور قطع میشود. دائمی : اگر دود سفید دآمی باشد دلیل آن سوختن واشر سر سیلندر یا ترک خوردگی سیلندر میباشد و باعث مخلوط شدن آب و روغن میشود. 3- دود سیاه:
الف کثیف بودن بیش از حد فیلتر هوا
ب زیاد بودن نسبت سوخت به هوا ( عطسه اگزوز ) و کم بودن هوا نسبت به سوخت ( عطسه کاربراتور )
ج ریتارد بودن بیش از حد موتور
د خام سوختن بنزین در موتور
4- دود آبی ؛ روغن سوزی:
الف) موقتی فقط در سوپاپ گاز:روغن سوزی از خلاصی بیش از حد گیت سوپاپ میباشد که در این حالت معمولا روغن کم نمیکند و در موقع پر گاز دود قطع میشود.
ب) دائمی : اگر موقع کم گاز و پر گاز بطور دام دود میکند روغن سوزی از رینگ و پیستون یا سیلندر است.
فهرست :
سیلندر
ساختمان سرسیلندر
قطعات سرسیلندر
اتاقک احتراق
فیلرگیری
علائم فیلر شل
سوپاپ ترسیده
فیلر سوپاپ دود
لاتون
بغل یاتاقان
ضد یخ
موتورهای چهارزمانه
موتورهای سیکل چهارزمانه
سنسورهای سرعت چرخ
سیستم الکترونیکی ترمز ABS
اصطکاک جنبشی
اصطکاک لغزشی
سیستم روغنکاری قطعات
طرز کار اویل پمپ
تقسیمات کانال روغن
روغنسوزی چیست؟
چگونگی تعویض شمع 206
وایر های سرخود
ساختمان میل لنگ
سیکل موتور دوزمانه دیزل
ساختمان واترپمپ
طریقه امتحان ضدیخ