دانلود مقاله در مورد لحظه‌اي سوخت مصرفي خودرو جهت عيب يابي و
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 13 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
سامانة سنجش لحظه‌اي سوخت مصرفي خودرو جهت عيب يابي و
بررسی عوامل تاثیر گذار بر آن (کد مقاله624)
چکیده
استفاده از سوختهاي فسيلي بعنوان يك نهاده مهم در تامين توان مورد نياز براي فعاليتهاي كشاورزي و هم چنين به عنوان منبع مهم انرژي در صنعت حمل و نقل از اهميت به سزايي برخوردار است. در اين راستا پژوهشگران از يك سو به دنبال يافتن راه هايي براي كاهش سوخت مصرفي موتور در عين افزايش قدرت و يا به عبارت بهتر افزايش راندمان موتور بوده و از طرف ديگر سعي در طراحي بهتر سيستم هاي انتقال توان (از جعبه دنده گرفته تا طراحي لاستيك وسيله نقليه) ميباشند تا بتوانند قدرت توليدي موتور را با كمترين تلفات به حركت پيشروي وسيله نقليه و يا فعاليت مورد نظر ماشين در بخش ماشين هاي كشاورزي تبديل نمايند. به منظور انجام پژوهش هاي فوق لازم است تا بتوان سوخت مصرفي موتور را هم زمان با تغيير برخي پارامترهای متغير، اندازهگيري نمود. بدين منظور، در این تحقیق طراحی و ساخت سامانه ای برای نصب برروی یک تراکتور کشاورزی مد نظر قرار گرفت که با دو عدد از یک نوع خاص از دبی سنج که در مسیر رفت و برگشت جریان سوخت قرار می گیرند، می تواند میزان دبی لحظه ای سوخت را در 500 میلی ثانیه و میزان کل مصرف را در یک بازه زمانی مشخص ثبت کرده و نمایش دهد. با این وسیله بررسی ها، آزمایشات و پژوهش های مربوط به اندازه گیری ها در تراکتورهای کشاورزی از قبیل تاثیر شرایط و عوامل خارجی و داخلی موتور و ماشین بر میزان مصرف سوخت، به شکل دقیق تر و ساده تری امکان پذیر است.
کلیدواژه: طراحی، دبی سنج، مصرف سوخت، تراکتور، موتور
2
مقدمه:
با توجه به محدودیت و تجدید ناپذیر بودن منابع انرژی فسیلی نیاز به بهینه سازی مصرف سوخت هایی چون بنزین و گازوئیل که از نهاده های مهم در تأمین توان مورد نیاز درصنعت، حمل و نقل و فعالیت های کشاورزی به شمار می آیند، بیش از پیش احساس می شود. در اين راستا پژوهشگران از يك سو بدنبال يافتن راه هايي براي كاهش سوخت مصرفي موتور در عين افزايش قدرت و يا به عبارت بهتر افزايش راندمان موتور بوده و از طرف ديگر سعي در طراحي بهتر سامانه های انتقال توان (از جعبه دنده گرفته تا طراحي لاستيك وسيله نقليه) ميباشند تا بتوانند قدرت توليدي موتور را با كمترين تلفات به حركت پيشروي وسيله نقليه و يا فعاليت مورد نظر ماشين تبديل نمايند[4]. برای داشتن یک تعبیر صحیح از نحوة کار سیستم سوخت رسانی نیازمندیم که با استفاده از ابزاری مناسب، شرایط و عوامل تأثیر گذار بر نحوة مصرف را تشخیص دهیم. به عبارت دیگر برای انجام پژوهش هاي فوق لازم است تا بتوان سوخت مصرفي موتور را همزمان با تغيير برخي پارامترهای متغير با استفاده از یک دستگاه مناسب اندازهگيري نمود. دستگاههای اندازه گیری کمیت مورد اندازه گیری را برای انسان قابل درک کرده و آن را بر حسب واحد تعریف شدهء مربوطه قابل اندازه گیری می کنند. یک دستگاه اندازه گیری چه بصورت واحدهای جدا از هم و چه بصورت مجموعهء یکپارچه به طور کلی از سه واحد مشخص حس کننده، آماده کننده و نمایش دهنده بیان می شود که یک نوع پدیده یا کمیت را از ورودی خود گرفته و در خروجی خود آشکار می سازند. با توجه به نوع سیستم اندازه گیری، حسگرها و سایر اجزاء در آن، واحد نمایش دهنده کمیت اندازه گیری شده را بر حسب واحد و مقیاس معینی نمایش می دهدکه بسته به نوع کمیت مورد اندازه گیری نحوه مطلوب نمایش نیز متفاوت است[1]، [2] و [3].
همه روزه با توسعه تكنولوژي در جهان و همزمان با مدرنتر شدن وسايل نقليه موتوري، سيستمهاي كنترلي پيشرفتهتري بر روي آنها نصب ميشود تا يا به بهبود عملكرد موتور كمك كرده و يا آسايش بيشتري براي سرنشينان فراهم نموده ويا از بروز خسارت زياد و يا حوادث غير مترقبه جلوگيري كند. در اين راستا ميتوان به انواع سنسورهاي دماي هواي ورودي به موتور، سنسورهاي دماي هواي داخل اتاق خودرو، سيستمهاي كنترل الكترونيكي پاشش سوخت در موتورهاي انژكتوري و دهها مورد ديگر اشاره نمود.
سنسور المانهای حس کننده ای است که وظیفه آن تبدیل کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ( یا غیرپیوسته (دیجیتال) می باشد[3]. این سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.از جمله سنسورهای مورد استفاده در خودرو می توان به سنسور سرعت خودرو، سنسور دور موتور، سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور فشار هوای ورودی، سنسور دمای هوای ورودی، سنسور دمای آب رادیاتور و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد[4]. از طرفی یکی از مهمترین سنسورهای مورد استفاده در صنعت، سنسورهای دبی سنجی و سنجش سیالات است که بسیار حائز اهمیت بوده و کاربرد آن از اندازه کیری دبی خون در رگهای انسان تا اندازه گیری دبی اکسیژن مایع در موشک گسترده است[2]. سنجش جريان سيالات رايجترين اندازه گيری درآن دسته از فرآيندهای صنعتی مثل صنعت نفت، نیروگاهها، پتروشیمی، صنایع غذایی و آب و فاضلاب می باشد که به میزان سیال عبوری از یک محل خاص در کار روزانه خود نیاز دارند. عمل ثبت مقدار ماده مصرفی يا انتقال داده شده، توسط سنجش دبی انجام مي پذيرد و بر مبنای آن هزينه مشخص مي گردد به همين دليل سنجش دبی جايگاه ويژهای در صنعت دارد. دسته بندی دبی سنجها براساس نوع فن آوری بکار رفته، نحوه نصب دبی سنج و کمیت مورد اندازه گیری صورت میگیرد. [2]. در رابطه با كنترل سوخت مصرفي خودرو و تراكتورهاي كشاورزي، در حال حاضر عمدتا سامانه اندازهگيري سطح باك خودرو بر روي آن نصب ميشود كه البته توانايي اندازهگيري همزمان سوخت مصرفي را ندارد. ايسائو كانو و همكارانش[7] از شركت صنعتي سانشين، طي پژوهشي در نشريه SAE سنسوري براي مانيتورينگ سوخت مصرفي موتور قايق طراحي نموند. شركت هاي بسياري همانند كاوليكو و تامسون ميكرون سنسورهاي مناسبي براي اندازهگيري دبي سوخت، هوا و روغن موتورهاي احتراق داخلي ساختهاند. يوئيچي شيماساكي و همكارانش[9] نيز طي پژوهشي در نشريه SAE با استفاده از اندازهگيري جريان يوني توانستند سامانهاي براي مانيتورينگ سوخت مصرفي موتور طراحي نمايند. الكساندر بالاكين[5] نيز در تحقيقي سامانهاي براي مانيتورينگ سوخت مصرفي موتور ديزل طراحي نموده است.
دستگاه مورد نظر در این تحقیق وسیله است که با نمایش مصرف لحظه ای سوخت موتور امر مطالعه بر روی میزان و نحوة مصرف سوخت در ارتباط با عوامل داخلی و خارجی مؤثر در آن را به راحتی امکان پذیر می سازد.
4
مواد و روش ها
سامانة سنجش مورد نظر از اجزاء زیر تشکیل شده است:
1- مدار الکترونیکی
برای طراحی و ساخت ای سامانه نیاز به یک مدار الکترونیکی برای دریافت و ذخیره سازی پالسهای دیجیتالی فرستاده شده از سوی سنسورهای دبی سنج 1 و 2 هستیم. شکل (1) نمای کلی و چگونگی ارتباط اجزائ شرکت کننده در این سامانه را به تصویر می کشد.که در ادامه به معرفی و ارائه برخی مشخصات آن پرداخته شده است.
شکل (1): نمای کلی و اجزاء بکار رفته در سامانه سنجش سوخت
منبع تغذيه
منبع تغذيه اين دستگاه به وسيله يك ترانس و يك مدار يكسو كننده از برق شهر تامين ميگردد و همچنين قابليت كار با باطري (براي مثال باطري تراكتور) با ولتاژهاي 15-7.5 ولت را دارا مي باشد كه يك رگلاتور از خانواده 78xx پايداري و كاهش اين ولتاژ را در صورت نياز تامين ميكند. شكل (2).
شکل (2): نمای شماتیک منبع تغذیه
1-2 صفحه نمايش و دکمه های کنترلر
صفحه نمايش از نوع صفحه نمايش كريستال مايع
به صورت حرفي
بوده كه قابليت نمايش 2 سطر 16 حرفي را دارد(شكل 3). صفحه نمايش و دكمه هاي كنترلي ابزار ارتباط با كاربر هستند.
شکل(3): تصویر یک LCD
1-3 حافظه
حافظه وظيفه ثبت و نگه داري اطلاعات و نمونه هاي گرفته شده توسط سنسورهای دبی سنج را به عهده دارد. چون امكان انتقال مستقيم نمونه ها در بعضي مناطق نمونه برداري مانند زمين هاي كشاورزي به كامپيوتر وجود ندارد براي همين وجود يك حافظه با حجم مناسب بديهي مي باشد. اين حافظه بايد سريع بوده و امكان حفظ اطلاعات بدون نياز به برق را دارا باشد. براي اين منظور از آي سي
4
AT24C256 كه يك EEPROM ساخت كارخانه Atmel می باشد، استفاده شده است(شكل 4).
شکل (4) : حافظه
1-4 رابط پورت سریال
بدلیل عدم تطابق سطح ولتاژ میکرو کنترلر با کامپوتر نیاز به یک مدار رابط همسطح کننده ولتاژ مطابق شکل (5) وجود دارد
شکل (5) : نمای شماتیک مدار رابط ارتباطی
1-5 کنترلر اصلی
مهمترين بخش در طراحي اين دستگاه كنترل اصلي مي باشد كه در واقع يك آي سي ميكروكنترلر از خانواده AVR به نام Amega16 ساخت كارخانه Atmel است.شکل(6).
شکل (6) : میکروکنترلر Atmega16
1-6 سنسور دبی سنج