پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
مقدمه :
ایران کشور ما دارای منابع سرشار نفت و گاز می‌باشد و چنانکه بر همه روشن است مقادیر عظیم گازهای طبیعی حاصل از استخراج نفت تا همین چند سال بیش بدون هیچگونه استفاده سوزانده شده و از بین میرفت. بنابراین با وجود گاز طبیعی فراوان در ایران و در نتیجه در دسترس بودن و ارزانی آن و سوختن تمیز با ارزش حرارتی قابل ملاحظه آن همه اینها و خیلی خواص دیگر میتواند انسان را بر آن دارد که از گاز نیز مثل سایر مواد سوختنی حاصل از نفت درسوخت ماشین‌ها و دستگاه‌های سوختی استفاده کنند بطورکلی در دنیا امروزه مهمترین سوخت مورد استفاده در انواع موتورهای درون سوز شامل : بنزین ، گازوئیل، گاز و گاز مایع می‌باشند که همه از ترکیبات هیدرکربورها می‌باشند.که میزان استفاده از هر کدام از مواد سوختنی فوق در هر منطقه در درجه اول به فراوانی و ارزانی بستگی دارد.
چکیده :
هدف از این بررسی آشنائی به خواص گاز مایع و امکان استفاده از آن در موتورهای درون سوز می‌باشد. و چنانکه خواهیم دید موتورهای گاز مایع سوز شبیه انواع بنزینی است. ولی نظر به سوخت ویژه‌ای که در این موتورها بکار می‌رود ، نیاز به برخی و سایل و ابزاری مخصوص بخو د دارد . مطالب مورد بحث در این مجموعه صرفا یک بررسی مقدماتی جهت شناسایی ساختمان سیستم سوخت رسانی موتورهای گاز مایع سوز و نحوه کارآنها می‌باشد .
که در ادامه این بحث به بررسی کامل انواع سوخت های گازی مورد استفاده در موتورهای بنزینی و همچنین به نحوه کار موتورهای بنزینی و گازی می‌پردازیم که همچنین به بررسی انواع آلاینده‌های موجود در موتورهای بنزینی و گازی و همچنین مقایسه بین آنها از نظر میزان آلاینده‌ها و همچنین به بررسی تاثیر گاز سوز کردن موتورهای بنزینی از نظر عملکرد موتور و مقایسه بین موتورهای بنزینی و گازی از نظر عملکرد می‌پردازیم که به صورت یک سری نمودار‌ها و داده‌های آماری به دست آمده از یک سری منابع ، آورده شده و در کل به نتیجه گاز سوز کردن موتور می‌پردازیم و در پایان یادآور می‌شویم که در صورت گاز سوز شدن صحیح اتومیبل‌ها کارکرد آنها تفاوت چشم گیری نکرده و قدرت و کشش ماشین حدود 5 درصد نسبت به بهترین حالت کار با بنزین ( که معمولا ماشین‌ها هیچ وقت در این حالت نمی‌باشد) پائین می‌آید که به هیچ وجه محسوس نمی‌باشد.
فهرست اختصارات بکاربرده شده و علائم :
وسایل نقلیه سوخت جایگزین………………………………………………………. Vehcile Fuelled Alternativel AFV
فشار موثر متوسط ترمز………………………………………………………. Pressure EFFective Mean Break BMEP
هیات نظارت بر منابع هوای کالیفرنیا………………………………….. Board Resources Air California CARB
گاز طبیعی فشرده شده……………………………………………………………………… Gas Natural Compressed CNG
سیستم کاهش غلظت اکسیژن نیتروژن در موتورهای کم مصرف……………………………………………. De_No x
عامل خرابی………………………………………………………………………………………………………………………………………………. DF
تزریق مستقیم………………………………………………………………………………………………………….. Enjection Direct DI
خودروهای سازگار با محیط زیست…………………… Vehicle friendly Environmentally Ennaced EEV
چرخه مجدد گازهای خروجی………………………………………………………… Recirculation Gas Exhaust EGR
اتحادیه و سایل نقلیه گازی اروپا………………. Associution Vehicle Gas Natural European ENGVA
خود روهایی که آلایندگی آنها معادل صفر است……… Vehicle Emmission Zero Equivalent EZEV
تزریق مستقیم بنزین………………………………………………………………………….. Enjection Direct Gasoline GDI
هیدروکربنها………………………………………………………………………………………………………………. Carbons Hydro HC
موتور احتراق داخلی………………………………………………………………………. Engine Combustion Internal ICE
وسایل نقلیه سبک…………………………………………………………………………………………. Vehicle Duty Light LDV
گاز مایع طبیعی………………………………………………………………………………………… Gas Natural Liquified LNG
صافی Nox رقیق……………………………………………………………………………………………………………………………………. LNT
گازمایع نفت طبیعی……………………………………………………………………………. Gas Petroleum Liquified LPG
اتحادیه گاز مایع نفت طبیعی…………………………………… Association Gas Petroleum Liquified LPGA
وسایل نقلیه گاز طبیعی………………………………………………………………………………. Vehicle Gas Natural NGV
اتحادیه وسایل نقلیه گاز طبیعی……………………………………… Association Vehicle Gas Natural NGVA
هیدرو کربن‌های غیر متان……………………………………………………….. gases organic methane Non- NMHC
اکسیدهای نیتروژن………………………………………………………………………………………………… oxides Nitrogen NOx
تولید کنندگان قطعات اولیه………………………………………………… Manufacture Equipment original OEM
مواد خاص………………………………………………………………………………………………………………. Matter Particular PM
قسمت در میلیون………………………………………………………………………………………………….. million Per Part PPM
اتسوگیو متری…………………………………………………………………………………………………………….. Stoichiometric SM
وسایل نقلیه با آلودگی بسیار کم……………………………………….. Vehicle Emission Low Super SULEV
کل هیدروکربنها………………………………………………………………………………………… Carbons Hydro Total THC
وسایل نقلیه با آلودگی فوق العاده کم……………………………………….. Vehicle Emission Low ultra ULEV
وسایل نقلیه با آلودگی صفر…………………………………………………………………….. Vehicle Emission Zero ZEV
فصل اول : سوخت و انواع آن
1-1- عوامل قابل اهمیت در انواع سوخت : [1]
-بایستی دارای ارزش حرارتی قابل ملاحظه‌ای باشد
-درحرارت‌های کم نیز بتواند بصورت بخار در آیند
-بخار سوخت بتواند با مخلوط مناسب اکسیژن فوراً بسوزد
-تولیداتی که از احتراق چنین سوخت‌هایی حاصل می‌شود بایستی زیان آور نبوده و برای سلامت محیط زیست خطرناک نباشد
-آنها را بتوان در شرایط طبیعی حمل و نقل کرده ، چه از نظر سادگی عمل و چه از نظر اصول ایمنی
– تولید آنها از نظر اقتصادی مناسب باشد.
-سیستم مصرف مصرف کننده اقتصادی باشد.
1-2- احتراق سوخت هیدروکربنه : [1]
سوختن بطورعموم عبارت است از ترکیب با اکسیژن که به منجر به ایجاد محصولی بنام اکسید می‌شود. سوختن ممکن است خیلی سریع و یا کند باشد. مثلا زنگ زدگی آهن به نتیجه ترکیب آهن با اکسیژن بمدت طولانی است و یا سوختن ذغال چوب خیلی سریع انجام می‌شود.
در موتورهای درون سوز نیز ترکیب ماده سوختنی با اکسیژن اتفاق می‌افتد و نتیجه تولید اکسیدهای کربن که اغلب شامل منواکسید و دی اکسید کربن و همین طور مقداری بخار آب و حرارت می‌باشد.[1]
مانند :
CO2+2H2O+Q CH4+2O2 :متان
C8H18+12.5O2 8CO2+9H2O+Q : اکتان
1-3- انواع سوخت موتورهای درون سوز :[1]
معمول‌ترین سوخت‌های رایج در موتورهای درون سوز، عبارت از، بنزین ، نفت ، گاز و گاز مایع و گازوئیل می‌باشد. که چهار نوع اول در موتورهائی که با سیستم جرقه شمع کار می‌کند مورد استفاده قرار می‌گیرند و گازوئیل نیز سوخت موتورهای دیزل را شامل می‌شود.
1-4- انتخاب صحیح مخلوط سوخت :[1]
باید دانست که 23 درصد حجم هوا را اکسیژن تشکیل می‌دهد، که در سوختن تاثیر دارد و 77 درصد بقیه شامل نیتروژن و سایر گازها است که در عمل احتراق تاثیری ندارد. البته نیتروژن در حرارت‌های بالا تا حدودی می‌سوزد و ایجاد اکسیدهای ازت کرده، که در آلودگی محیط زیست تاثیر بسزایی دارند.
بطورکلی یک مخلوط سوخت وهوا به نسبت 1 : 15 با در نظر گرفتن وزن صحیح آنها یک احتراق . کامل و طبیعی دارد. در صورتیکه مخلوط از نظر سوخت قوی تر باشد آنرا غنی و اگر هوا بیشتر باشد آنرا رقیق می‌گویند که مخلوط سوخت‌های غنی را می‌توان از ایجاد دوده در اگزوز، کاهش یا ضعف قدرت و بالاخره گرم کردن موتور تشخیص داد. همینطور برای شناسائی مخلوط رقیق می‌توان از ایجاد شدن Back f iring در مدخل ورودی گاز و کاربراتور که مهمترین عامل شناسائی این پدیده است، و همچنین دیر روشن شدن موتور ، ضعیف شدن قدرت موتورو بالاخره گرم کردن به این موضوع پی برد.
با توجه به منحنی شماره (1-1) که در مورد بنزین است و از تغییر تنظیم کاربراتور بوجود آمده‌اند نشان می‌رسد که ماکزیمم راندمان ، زمانی خواهد بود که نسبت میزان هوا به سوخت 1 : 16 باشد و ماکزیمم قدرت هنگامی صورت می‌گیرد که این میزان 1 : 12 می‌باشد. بنابراین تنظیم صحیح جایی بین این دو حد قرار دارد.
فهرست مطالب
مقدمه …………………………………………………………………………………………… 1
چکیده ……………………………………………………………………………………………….. 2
فهرست اختصارات بکاربرده شده و علائم …………………………………………………………… 3
فصل اول : سوخت و انواع آن
1-1- عوامل قابل اهمیت در انواع سوخت …………………………………………….. 5
1-2- احتراق سوخت هیدروکربنه………………………………………………………………………………………………………………. 5
1-3- انواع سوخت موتورهای درون سوز …………………………………………………… 6
1-4- انتخاب صحیح مخلوط سوخت…………………. 6
1-5 – سوخت گاز مایع و استفاده از آن در موتور…………………………………………………………………………………….. 8
1-6- معرفی گازهای طبیعی مورد استفاده در موتورهای بنزینی………………………………………………………………… 9
1-6-1- تعریف (LNG)……………………………………………………………………… 10
1-6-2- ترکیبات ……………………………………………………………………………………………………………………………… 10
1-6-3- چگونگی ذخیره آن………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-6-4- چگونگی سرد نگه داشتن آن………………………………………………………………………………………………… 11
1-6-5- علت استفاده از LNG به عنوان سوخت ماشین‌ها و وسایل نقلیه………………………………………….. 11
1-7- تعریف ( CNG )………………………………………………… 12
1-8- تعریفLPG ……………………………………………………………………………… 12
1-9- مزیت استفاده از LNG بجای CNG به عنوان سوخت…………………………………………………………………….. 13
1-10- عوامل عدم پذیرش LNG به عنوان سوخت خودروها……………………………………………………………………. 15
فصل دوم : موتورهای گاز مایع سوز
2-1- چگونگی کار ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 17
2-1-1- سیستم‌های نسل اول…………………………………………………………………………………………………………… 18
2-1-2- سیستم تبدیل نسل دوم………………………………………………………………………………………………………. 18
2-1-3- سیستم های تبدیل نسل سوم……………………………………………………………………………………………… 19
2-2- موتورهای مخصوص سوخت گازی………………………………………… 19
2-2-1- موتورهای گاز سوز مجهز به سیستم جرقه به سه دسته تقسیم می‌شوند………………………………. 20
2-2-2- امتیازات سیستم استوگیومتری…………………………………………………………………………………………….. 21
2-2-3- معایب سیستم استوگیومتری……………………………………………………………………………………………….. 21
2-2-4- محاسن سیستم کم مصرف………………………………………………………………………………………………….. 22
2-2-5- معایب سیستم کم مصرف……………………………………………………………………………………………………. 22
2-3- سیستم سوخت رسانی……………………………………………………………………………………………………………………. 22
2-3-1- سیستم سوخت رسان نسل اول……………………………………………………………………………………………. 23
2-3-2- سیستم رسان نسل دوم……………………………………………………………………………………………………….. 25
2-3-3- سیستم سوخت رسانی نسل سوم………………………………………………………………………………………….. 26
فصل سوم : موتورهای مورد استفاده درسوخت‌های گازی و ویژگی آنها و عوامل موثر در کارکرد این موتورها
مقدمه……………………………………………………………………. 29
3-1- صنعت تبدیل…………………………………………………………………………………………………………………………………. 30
3-2- سیکل موتورهای دیزلی و otto……………………………………………………………………………………………………….. 30
3-2-1- سیکل otto ………………………………………………………………………………………………………………………… 31
3-2-2- سیکل دیزل…………………………………………………. 31
3-3- بازده حرارتی موتور……………………………………………………………………………………………………………………….. 31
3-4- نسبت هوا به سوخت………………………………………………………………………………………………………………………. 32
3-5- آنالیز و عملکرد موتور ……………………………………………………………………………………………………………………. 33
– آنالیز گاز…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33
3-5-1-تاثیرات روی بازده موتور………………………………………………………………………………………………………… 33
3-5-2-تاثیرات روی خروجی…………………………………………………………………………………………………………….. 34
3-5-3-تاثیرات روی قابلیت اشتغال …………………………………………………………………………………………………. 34
3-6- ویژگی سوخت………………………………………………………………………………………………………………………………… 35
3-7- ویژگی های احتراق ……………………………………………………………………………………………………………………….. 36
3-7-1- حرارت احتراق در واحد حجم……………………………………………… 37
3-7-2- ضریب Wobbe………………………………………………………………………………. 38
فصل چهارم : آلودگی خودروها
مقدمه……………………………………………………………. 41
4-1- آلاینده‌های موتورها………………………………………………………… 41
4-2- راههای آلودگی…………………………………………………………… 42
4-3- برنامه وسایل نقلیه با آلودگی کم CARB………………………………………………………………………………………… 43
4-4- آلاینده‌های موتورهای احتراق داخلی……………………………………………………………………………………………… 43
4-5- عامل میزان آلایندگی موتورهای گازسوز……………………………………………………………………………………….. 48
4-5-1- سیستم احتراق ………………………………………………………………………. 48
4-5-2- فن آوری استفاده از کاتالیزور……………………………………………………………………………………………….. 49
4-6- سیستم‌های عیب یاب قابل نصب بر روی خودرو( OBD)…………………………………………………………….. 53
4-7- آلاینده‌های کنترل شده…………..53
4-7-1- نوع اول از خودروها………………………………………………………………………………………………………………. 54
4-7-2- نوع دوم از خودروها……………………………………………………………………………………………………………… 54
4-7-3- خودروهای نوع سوم…………………………………………………………………………………………………………….. 55
4-8- انتشار گازهای آلاینده در دماها ی مختلف موتور…………………………………………………………………………….. 56
4-9- استاندارد آلودگی……………………………………………………………………………………………………………………………. 59
4-9-1- استاندارد‌هایی که در آمریکا به اجرا در آمده‌اند……………………………………………………………………. 59
4-9-2- قوانین مربوط به آلاینده‌ها در اروپا………………………………………………………………………………………. 61
فصل پنجم : بررسی اثرات گازسوز کردن یک سری موتورهای خاص از نظر عملکرد موتور و آلایندگی آن و مقایسه با حالت بنزین سوز آنها
5- 1- نمونه موتور 4 سیلندر تزریق مستقیم …………………………………………………………………………………………. 62
5-1-1- آلودگی……………………………………………………….. 62
5-1-2- تست عملکرد موتور……………………………………………………………………………………………………………… 64
5-2- نمونه ماشینg523 …………………………………………….. 65
5-2-1- تست آلودگی ………………………………………………… 66
5-2-2- تست عملکرد موتور……………………………………………………………………………………………………………… 67
5-3- هوندا سیویک 6/1………………………………………………………………………………………………………………………….. 68
5-4- موتور سیکلت…………………………………………………………………………………………………………………………………. 73
5-4-1- تست آلودگی…………………………………………………….. 74
5-4-2- تست عملکرد موتور……………………………………………………. 77
5-5- بررسی عملکرد و کیفیت کیت‌های گازسوز تولیدی در کشور………………………………………………………….. 78
5-5-1- موتور پیکان 1600………………………………………………………………………………………………………………. 79
5-5-2- موتور پژو 405…………………………………………………………………………………………………………………….. 80
نتایج حاصله……………………………………………….. 81
فصل ششم : بررسی کلی معایب و مزایای گازسوز کردن موتورهای بنزینی و نتیجه گیری
6-1- مزایا و معایب گازسوز کردن……………………………… 83
مراجع …………………………………………… 88
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 90
حجم: 15.1 مگابایت