بخشی از مقاله
چکیده
بهینه سازي توان و مصرف سوخت ویژه تراکتور هنگام عملیات کشاورزي ازاهمیت ویژه اي برخوردار است. یکی ازروشهاي دقیق بهینه سازي، محاسبه حرارتی موتورهاي دیزل می باشد. براي این منظور باید پارامترهاي مختلف موتور و تراکتور که در دورها و گشتاورهاي مختلف تغییر می کنند، تعیین گردد. یکی از این پارامترها در موتورهاي دیزل از نوع سیستم سوپرشارژر، فشار گاز بعد از کمپرسور و فشار گاز قبل از توربین می باشد. با استفاده از روشهاي آزمایشگاهی ، مقدار افزایش فشار در کمپرسور و مقدار افزایش انبساط درتوربین با مقادیر مختلف فشار میانگین فضاي احتراق اندازه گیري شده و معادله رگرسیون آن با دقت لازم بدست آمده است. با استفاده از این معادله ، مقدار نسبت فشار گاز بعد از کمپرسور به فشار گاز قبل از توربین تعیین شده است.
مقدمه
تراکتورها درعملیات زراعی تحت شرایط نامی مورد استفاده قرار نمیفگیرند. در هنگام عملیات کشاورزي پارامترهاي سرعت و مقاومت کششی ادوات، شرایط محدودکننده را تعیین می کنند. ادوات می توانند در ناحیه اي از منحنیهاي مشخصه موتور به کار گرفته شوند. اما نقطه اي از این ناحیه داراي شرایط بهینه می باشد. این نقطه در منحنیهاي مشخصه موتور براي ادوات مختلف، متفاوت است - . - 10از زمان اختراع موتورهاي درونسوز تاکنون، محققان همواره به دنبال راهی براي افزایش و ارتقاي توان موتور وکاهش مصرف سوختفبودهاند. یکی از روشهاي متداول براي ارتقاي توان موتور ، افزودن تعداد سیلندرها یا بزرگ کردن هر یک از آنها می باشد. اما روش مناسب دیگري براي این منظور، افزایش مقدار هوا و سوختی است که وارد محفظه احتراق می شود. در این صورت با استفاده از سیستم سوپر شارژر در موتور بدون نیاز به تغییر در حجم و تعداد سیلندر، توان آن افزایش می یابد - 4، 5، . - 9
سوپرشارژرها، فرایند مکش را با فشردن هوا بدونفایجاد خلاء انجام میدهند. این عمل، باعث افزایش مقدار هواي ورودي به محفظه میشودفو توان موتور را ارتقا میدهد. سوپرشارژرها، بهطور میانگین 46 درصد از توان موتورفو 31 درصد از گشتاور خروجی آن را افزایش میدهندفل همچنین سوپرشارژر بافانتقال فشار بالاتر، باعث تقویت عملکرد موتور در مکانهاي مرتفع نیز میشود - 2، . - 8 ف با افزایش دور موتور، قدرت و گشتاور آن به سرعت افزایش یافته، پس از رسیدن به یک دور مشخص، میزان گشتاور به مقدار ماکزیمم خواهد رسید و مجددا با افزایش دور موتور، میزان گشتاور به دلیل پایین آمدن راندمان حجمی موتور، کاهش می یابد - . - 8
مقدار ماکزیمم گشتاور و توان براي موتور ها معمولا در دور مشخصی بیان می شود. براي اطلاعات دقیقتر از عملکرد یک موتور ، باید منحنی هاي تغییر گشتاور و توان تولید شده توسط آن ، در تمام دورها بررسی شود . ممکن است یک موتور داراي ماکزیمم گشتاور مناسبی باشد ، اما افت شدید گشتاور در سایر نقاط مشاهده شود. همچنین ممکن است ماکزیمم گشتاور موتوري کم ، اما توزیع آن بسیار مناسب تر باشد. تلاش محققان این است که موتور، بیشترین گشتاور خود را با توزیع مناسب در دورهاي مختلف تولید نماید - 1، 2، 3ف،7ف - .
در این مقاله، مدل ریاضی مقدار نسبت فشار گاز بعد از کمپرسور به فشار گاز قبل از توربین در موتورهاي دیزل با سیستم سوپرشارژر تعیین شده مورد ارزیابی قرار می گیرد و از نظر آماري دقت این فرمول بررسی و ارائه می شود. با استفاده از این مدل می توان منحنی گشتاور مورد نیاز ادوات را در نواحی مشخصه موتور تعیین کرد و نقطه بهینه را از نظر مصرف سوخت ویژه مشخص نمود.
براي محاسبه فشار گاز بعد از کمپرسور، باید میزان افزایش فشار در کمپرسور مشخص شود که این میزان به رژیم کاري موتور و همچنین راندمان کمپرسور بستگی دارد.,نسبت افزایش فشار در کمپرسوربه انبساط درتوربین πк/πt به رژیم کاري موتور و ارتفاع از سطح دریا بستگی دارد. براي ارزیابی منحنیهاي مشخصه کمپرسور در شرایط آزمایشگاهی، موتور تحت بارهاي مختلف مورد تست و ارزیابی قرار می گیرد.نتایج آزمایش موتور دیزل PM80 سوپرشارژر و کمپرسور مدل C14 -17 k7241 97118 چهار سیلندر با قطرسیلندر 110 میلیمتر، کورس پیستون 130 میلیمتر و نسبت تراکم 16/5، ارتفاع از سطح دریا 600 متر به شرح زیر می باشد:
