تحلیل اثر انحراف‌های ابعادی بر نیروها و گشتاورهای نامتعادل دینامیکی موتور درون‌سوز چهار سیلندر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهش‌یار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن، ایران کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 استادیار، پژوهشکده فناوری‌های مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، تأثیر رواداری‌های ابعادی اجزای یک موتور درون‌سوز چهار سیلندر به‌عنوان یک عامل مهم در تعادل دینامیکی موتور، بررسی می‌گردد و در تحلیل رواداری، نیرو و گشتاورهای نامتعادل روی این سازوکار درنظر گرفته می‌شود. در مطالعه موردی، برای یک موتور درون‌سوز تحلیل‌های دینامیکی انجام و بازه رواداری‌های خروجی نیرو و گشتاورهای نامتعادل با استفاده از سه روش مونت‌کارلو، ریشة مجموع مربعات و روش بدترین‌حالت به‌دست‌ می‌آید. در انتها برای صحت سنجی، نتایج حاصل از این سه روش با هم مقایسه می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد در صورتیکه رواداری‌ها در محدوده مجاز باشند، تغییرات پارامترها تأثیر قابل‌توجهی بر میزان عدم تعادل سازوکار ندارد. از روش محافظه‌کارانه بدترین‌حالت، حداکثر اختلاف نیرو و گشتاور با مقادیر نامی به ترتیب 42 نیوتن (33/0 درصد) و 55/4 نیوتن‌متر (48/0 درصد) است. برای رواداری‌های خارج از محدوده مجاز، تغییرات پارامترها تأثیر قابل‌توجهی بر میزان عدم تعادل موتور دارد به طوری که اختلاف نیرو با مقدار نامی 1/579 نیوتن و اختلاف گشتاور 59/44 نیوتن‌متر است. نتایج تحلیل حساسیت از روش مجموع مربعات نشان می‌دهد که تغییرات شعاع میل‌لنگ بیشترین تاثیر را بر نیرو و گشتاورهای نامتعادل دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Xu X, Sun Z, Fan Z. Tolerance analysis of slider-crank mechanism for assembly functionality check. International Journal of Nanomanufacturing. 2020;16(2):148-59.
[2] Hallmann M, Schleich B, Wartzack S. From tolerance allocation to tolerance-cost optimization: a comprehensive literature review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020 Apr;107(11):4859-912.
[3] Chen H, Jin S, Li Z, Lai X. A comprehensive study of three dimensional tolerance analysis methods. Computer-Aided Design. 2014 Aug 1;53:1-3.
[4] Chen H, Jin S, Li Z, Lai X. A modified method of the unified Jacobian-Torsor model for tolerance analysis and allocation. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2015 Jul;16:1789-800.
[5] Jezierski J, Kowalik M, Siemiątkowski Z. Assembling operations and tolerance analysis of combustion engine crankshaft system. Archive of Mechanical Engineering. 2006:363-71.
[6] Stuppy J, Meerkamm H. TOLERANCE ANALYSIS OF GEOMETRICALLY NON-IDEAL SYSTEMS IN MOTION. InDS 48: Proceedings DESIGN 2008, the 10th International Design Conference, Dubrovnik, Croatia 2008 (pp. 697-704).
[7] Stuppy J, Meerkamm H. Tolerance analysis of mechanisms taking into account joints with clearance and elastic deformations. InDS 58-5: Proceedings of ICED 09, the 17th International Conference on Engineering Design, Vol. 5, Design Methods and Tools (pt. 1), Palo Alto, CA, USA, 24.-27.08. 2009 2009.
[9] Stuppy J, Meerkamm H, Wartzack S. Statistical tolerance analysis and result visualisation for systems in motion. InDS 60: Proceedings of DESIGN 2010, the 11th International Design Conference, Dubrovnik, Croatia 2010 (pp. 1431-1440).
[10] Peng H, Wang B. 3D statistical tolerance analysis technique and the application in piston aeroengine assembly. In2017 8th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE) 2017 Jul 22 (pp. 400-404). IEEE.
[11] Peng H, Peng Z. An iterative method of statistical tolerancing based on the unified Jacobian–Torsor model and Monte Carlo simulation. Journal of Computational Design and Engineering. 2020 Apr 1;7(2):165-76.
[12]         سیروسی، م. و قصاب زاده سریزدی، م.، تحلیل اثر انحراف‌های ابعادی و فشار محفظه احتراق بر نیروی اجزاء سازوکار موتور درون‌سوز، مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 53، ش. 1، ص 156-147، 1402.
[13] Turner JU. A feasibility space approach for automated tolerancing.
[14] Naima JO, M’hammed EL, Mohammed RA, Benaissa EF. Nonlinear condition tolerancing using Monte Carlo simulation. International Journal of Advanced Computer Science and Applications. 2016;7,(5)
[15] Martin GH. Kinematics and dynamics of machines. Waveland Press; 2002 May 28.
[16]          همایون خاوری، مریم قصاب زاده و عبدالرضا اوحدی، (اردیبهشت 1400)، کنترل ارتعاشات موتور COD با به‌کارگیری نگه‌دارنده‌های فعال، کارشناسی ارشد، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.