بهينه‌سازي نسبت دنده‌هاي جعبه‌دنده به منظور بهبود مصرف سوخت، آلايندگي و عملكرد خودرو

كارشناسي ارشد

تا به امروز و به ويژه در دهه اخير ايده¬هايي در زمينه بهبود مصرف سوخت، آلايندگي و عملكرد خودرو مطرح شده است. معيارهاي فوق در كنار تجربه رانندگي مناسب مي¬توانند عوامل اصلي تشكيل دهنده تابع هدف در تعريف يك مساله بهينه¬سازي باشند. نسبت دنده¬هاي جعبه¬دنده و ديفرانسيل خودرو يكي از پارامترهاي موثر در زمينه¬هاي فوق است. در اين پايان¬نامه نسبت دنده¬هاي يك خودرو با هدف بهبود مصرف سوخت، آلايندگي و شتابگيري و تعداد تعويض دنده در سيكل¬هاي رانندگي مختلف مورد بهينه¬سازي قرار گرفته است. الگوريتم ژنتيك به عنوان ابزار بهينه¬سازي مساله انتخاب شده و به منظور بهينه¬سازي و شبيه¬سازي مساله، نرم¬افزارهاي Matlab و Advisor مورد استفاده قرار گرفتند. در روند بهينه¬سازي با تغيير نسبت دنده¬هاي گيربكس و ديفرانسيل، نقاط بهينه شتابگيري¬هاي 0 تا 60 و 50 تا 75 مايل بر ساعت، مصرف سوخت، آلايندگي¬هاي مونواكسيدكربن (CO)، هيدروكربن (HC) و اكسيد¬هاي نيتروژن (NO_x) و همچنين تعداد تعويض دنده در سيكل¬هاي رانندگي FTP، NEDC، UDDS، INRETS و ARB02 كه داراي الگوهاي رانندگي متفاوت هستند، به دست آمده و سپس با استفاده از روش NIP نقطه بهينه انتخاب شده است. به منظور استقلال يافتن پاسخ مساله از سيكل رانندگي، از دو روش ابداعي تحليل چند-سيكلي و تحليل سيكل تركيبي استفاده شده است. همچنين در روشي ديگر، از استراتژي جامعي براي تعويض دنده استفاده شده است كه در آن تعويض دنده بر اساس توابعي صورت مي¬پذيرد كه با توجه به شرايط لحظه¬اي خودرو و شاخص تهاجمي (Sportivity Index) راننده، سرعت خودرو براي تعويض دنده را تعيين مي¬نمايند. منحني¬هاي پرِتو به¬دست¬آمده، رفتاري مشابه با تحقيقات پيشين داشته و از رفتار پيش¬بيني شده تبعيت مي¬كنند و داده¬هاي خروجي تست¬ها و مقادير ارائه شده در جداول پس از اعمال روش NIP، نشان از آن دارد كه در حالت كلي روش¬هاي ارائه شده در اين پايان¬نامه موجب بهبود مصرف سوخت شده و در زمينه آلايندگي نيز نتايج قابل قبولي داشته است. اين در حالي است كه مقادير شتابگيري با ضعف مواجه شده است. درصد تغييرات توابع هدف به صورت ميانگين از نتايج تحليل تك-سيكلي، سيكل تركيبي و چند-سيكلي، براي مصرف سوخت %7/1 بهبود، براي آلايندگي %2/2 بهبود، براي شتابگيري %7/3 تضعيف و براي تعداد تعويض دنده %6/2 بهبود به¬دست آمده است. اين نتايج با تغيير خودرو يا تركيب توابع هدف تغيير مي¬يابد.

194398

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي سيستم‌هاي ديناميكي خوردو

دكتر بهروز مشهدي