پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

 
  • language
  • language
  • ورود/عضویت

بهینه سازی سیستم اگزوز خودرو

بهینه سازی سیستم اگزوز خودرو

  • شماره درخواست: RFP19812130
  • تاریخ اعلام: 1398/12/13
  • تاریخ انقضا: 1399/01/31

فرصت ها:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

میزان سرمایه گذاری:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

برنامه زمان بندی:

تماس جهت اطلاعات بیشتر:

۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

پست الکترونیک:

Proposal@boomerangtt.com

پیشینه مساله :

اصلی‌ترین وظیفه سیستم اگزوز خودرو انتقال دود حاصل از واکنش‌های شیمیایی درون سیلندر‌ها به محیط بیرون است، لکن با توجه به معیارهای سخت‌گیرانه استانداردهای آلایندگی خودرو  و نیز مسئله کاهش دسترسی به سوخت‌های فسیلی، امروزه تلاش تمام تولیدکنندگان اگزوز خودرو بر این هدف قرار گرفته است که با به‌کارگیری تکنولوژی‌های نوین و ایجاد نوآوری بتوانند محصولاتی با مصرف بهینه سوخت و کمترین میزان ایجاد آلایندگی را به بازار عرضه کنند. به همین منظور اگزوز خودرو همانند سایر سیستم‌های خودرو دچار تغییرات اساسی شده است که علاوه بر هدایت گازهای حاصل از احتراق به محیط وظایف دیگری نیز بر عهده دارند که مشتمل هستند بر:
  • جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی موتور
  • جلوگیری از لرزش موتور
  • کاهش دمای گازهای خروجی
  • کاهش صدای گازهای خروجی
  • کاهش آلایندگی گازهای خروجی
طبق تصویر 1، سیستم اگزوز یا خروج دود در خودرو، از منیفولد خروج دود شروع می‌شود و تا انتهای لوله اگزوز ادامه پیدا می‌کند. در مسیر لوله‌های اگزوز، قطعاتی نصب شده‌اند که هرکدام از آن‌ها وظیفه خاصی را بر عهده دارد، در ادامه به تشریح هرکدام از آن‌ها می‌پردازیم.

تصویر 1: اجزا سیستم اگزوز خودرو

منیفولد خروجی دود منیفولد به‌صورت یک مجرا در سمت خروجی دود سیلندرها قرار می‌گیرد و گازهای خروجی از محفظه احتراق را به سمت لوله‌های اگزوز هدایت می‌کند. بیشتر منیفولدها از جنس چدن یا فولاد ضدزنگ هستند و سطح تماس آن‌ها با سرسیلندر به‌گونه‌ای توسط ماشین‌کاری تخت می‌شود که کاملاً منطبق بر سطح مجراهای خروجی سر سیلندر باشد. البته برای جلوگیری از هرگونه نشتی از یک واشر مخصوص نیز استفاده می‌شود. این واشرها اغلب از جنس مس یا نوعی مواد نسوز هستند.

تصویر 2: منیفولد پژو

مشکل اصلی منیفولدهای خروجی دود، ایجاد ازدحام دود در قسمت خروجی و فقدان فضای کافی جهت خروج دود است. لازم به توضیح است که دود هر سیلندر با فشار، سرعت و دمای بسیار زیاد از آن خارج می‌شود و به هر میزان که فضای بازتری برای خروجش مهیا باشد، دود بهتر و کامل‌تر خارج می‌گردد و خروج کامل‌تر دود، فضای احتراق داخل سیلندر را برای مکش بهتر هوا مهیا می‌‌سازد. امروزه برای جلوگیری از ازدحام دود، به‌جای به‌کارگیری منیفولد خروجی دود، از هِدِر استفاده می‌شود. هدرز علاوه بر انجام وظیفه منیفولد (ترکیب و هدایت دود به لوله‌های اگزوز)، با ایجاد فضای اختصاصی بیشتر به هر سیلندر، مانع ازدحام دود در خروجی هدرز می‌شود (برخلاف منیفولد) و بدین ترتیب خروج دود را تسهیل می‌نماید.    

تصویر 3: هِدِرز پژو 405 موتور TU5

کاتالیست پس‌ازآنکه هدرز یا منیفولد، دود را به لوله اگزوز منتقل می‌کند، معمولاً اولین قطعه‌ای که در مسیر لوله اگزوز قرار می‌گیرد، مبدل کاتالیست است. مبدل‌های كاتاليستی با هدف كاهش آلودگی هوا، در مسیر گازهای خروجی موتورهاي بنزيني نصب می‌شوند و سبب ایجاد واکنش‌های شیمیایی میان گازهای آلاینده حاصل از احتراق خودرو می‌گردند. این مبدل‌ها انواع مختلفی دارند که واکنش‌های شیمیایی هرکدام از آن‌ها بنابر نوع موتور و سوخت مصرفی متفاوت است. کاتالیست به‌منظور كاهش هم‌زمان سه نوع گاز سمي و آلاينده هوا، مونوکسید کربن، هيدروكربن‌هاي حاصل از احتراق ناقص و اكسيد نيتروژن مورد استفاده قرار می‌گیرد و آن‌ها را به گازهاي غيرسمي بخار آب، نيتروژن و دی‌اکسید کربن مبدل می‌سازد. درون کاتالیست، ردیف‌های توری شکل قرار دارد که از آلیاژ چند فلز خاص ساخته شده است. کاتالیزورهای سالم معمولاً بیش از 90 درصد آلاینده‌های شیمیایی موجود در گازهای خروجی اگزوز را به مواد سالم و غیر مضر تبدیل می‌کنند.

تصویر 4: یک کاتالیست با ذکر جزئیات اجزا و واکنش‌ها

رزوناتور و مافِلِر اگزوز به‌طورکلی دو قطعه برای کاهش صدا در اتومبیل استفاده می‌شود:
  1. رزوناتور (منبع عقبی اگزوز در تصویر 1)
  2. مافِلِر (منبع اگزوز در تصویر 1)
اگرچه شکل ظاهری و ساختار درونی این دو قطعه ساده است، لکن عملکردی پیچیده، دقیق و حساب‌شده‌ای دارند و برای هر خودرو به‌صورت اختصاصی طراحی می‌شوند. داخل رزوناتور به‌گونه‌ای طراحی شده است که صدای هوا و دود عبوری از خود را بگیرد. در تصویر 5، یک نمونه رزوناتور ساده را مشاهده می‌کنید.

تصویر 5: نمونه رزوناتور ساده

  همان‌طور که مشاهده می‌شود داخل رزوناتور لوله‌ای توری شکل و سوراخ‌دار وجود دارد که اطراف آن را با الیاف نسوز پر کرده‌اند. البته ممکن است داخل رزوناتور را به‌جای یک لوله سوراخ‌دار ساده به شکلی پیچیده‌تر و بهینه‌تر نیز طراحی کنند.

تصویر 6: نمونه رزوناتور بهینه‌شده

در بسیاری از خودروها برای کاهش آلودگی صوتی ناشی از احتراق متوالی در موتور خودرو علاوه بر رزوناتور از منبع اگزوز نیز کمک می‌گیرند که عملکردی مشابه رزوناتور دارد و جنس آن از ورق فولاد ضدزنگ یا ورق فولاد با روکش آلومینیم می‌باشد. وظیفه اصلی این قطعه کاهش سرعت گازهای خروجی و بی‌صدا کردن آن‌ها است. مافلر باید طوری طراحی شود که گازهای خروجی موتور در آن به‌آرامی انبساط یابند و به اندازه کافی از انرژی حرارتی و سرعت آن‌ها کاسته شود. کوچک‌ترین تغییر در منبع اگزوز مانند اضافه یا کاهش حجم، سوراخ کردن آن و ... باعث افزایش شدید صدای خروج دود می‌گردد. برای کاهش صدای خروج دود از اگزوز، منبع اگزوز معمولاً فشار منفی ایجاد می‌کند. بدین‌صورت که با اتاقک‌ها و توری‌هایی که درون خود دارد، باعث می‌شود خروج دود، اندکی با سختی و فشار بیشتری انجام بگیرد. اگرچه این امر برای عملکرد بهینه موتور مطلوب نیست ولی اثر بسیار مهمی در کاهش آلودگی صوتی دارد. در شکل زیر، داخل یک منبع اگزوز قابل مشاهده است. ساختار محفظه‌ها و لوله‌های آن به‌گونه‌ای طراحی شده است که تا حد امکان صدا را خفه کند.

تصویر 7: مافلر خودرو

شرح مساله :

در حال حاضر در یک شرکت تولیدکننده قطعات خودرو، قابلیت و توانمندی تولید تمامی قسمت‌های سیستم اگزوز خودروهای سبک (پراید، تیبا، پژو 405، پژو 206، پرشیا و سمند و...)، خودروهای سنگین و موتورسیکلت وجود دارد، لکن با توجه به حجم سفارش محصولات، تمرکز شرکت بر روی سیستم اگزوز خودروهای سبک می‌باشد. توانمندی بالای شرکت در تولید قطعات اگزوز، باعث شده است که هیچ محدودیتی در مورد بهینه‌سازی قسمت‌های مختلف سیستم اگزوز وجود نداشته باشد. ضمناً با توجه به رقابت بالای شرکت‌های تولید‌کننده اگزوز، شرکت متقاضی در نظر دارد با هدف کاهش میزان مصرف سوخت، کاهش میزان آلایندگی هوا، افزایش عمر روغن‌موتور و کاهش میزان آلودگی صوتی (موارد به ترتیب اولویت)، بر اساس دو رویکرد ذیل، راهکارهای جدیدی را اتخاذ نماید:
  1. دستیابی به یک محصول انحصاری در بازار (حتی محصولی با ساختار و اجزای متفاوت با سیستم‌های فعلی البته بدون تغییر در ساختار بقیه اجزاء اتومبیل)
  2. ایجاد مزیت رقابتی در محصول با بهینه‌سازی هر جزء از سیستم کنونی
لازم به ذکر است که به دلیل گستردگی فناوری‌های مورد استفاده در سیستم اگزوز خودروها، ممکن است الزاماً سیستم اگزوز یک خودرو تمامی اجزاء اشاره شده در قسمت پیشینه موضوع را نداشته باشد یا حاوی بخش‌های دیگری باشد که در اینجا لحاظ نشده است یا حتی ممکن است چینش این اجزا متناسب با ویژگی‌ها و ساختار ابعادی خودرو متفاوت باشد، لذا به ارائه‌دهندگان راهکار توصیه می‌گردد که در ارائه طرح پیشنهادی خود مشخصاً به خودرو یا خودروهایی اشاره کنند که قابلیت پیاده‌سازی فناوری در سیستم اگزوز آن‌ها وجود دارد.

راه‌حل‌های پیشنهادی برای حل مسئله:

  • با توجه به اینکه شرکت متقاضی فناوری، توانمندی تولید قطعه منیفولد فولادی را دارد، بنابراین فناوری‌هایی که شامل هدرزهای فولادی شود و نیز دارای مزایایی نسبت به نمونه‌های موجود در بازار باشد، برای شرکت مطلوب تر است.
  • با توجه به تحقیقات بسیار گسترده‌ای که در مورد مبدل کاتالیست سیستم اگزوز خودرو در سطح دنیا انجام شده، کاتالیست‌های نوینی که با اگزوز خودروهای ساخت داخل کشور هم‌خوانی داشته باشد، مطلوب شرکت متقاضی است.

راه‌حل‌ها و پیشنهادها غیر جذاب:

  • تغییر در جنس فلز مورد استفاده کنونی (ورقه‌های فولاد)
  • عدم کاهش میزان مصرف سوخت و آلایندگی هوا
  • پیچیدگی بالای تولید (به‌گونه‌ای که باعث تغییر اساسی در فرایند تولید اگزوز شود)
  • فناوری موردنظر به دستگاه پرس بالای 200 تن نیاز داشته باشد.
  • فناوری موردنظر منجر به تولید محصولی با جانمایی نامتناسب در خودرو شود.
  • فناوری موردنظر ظاهری نامناسب به خودرو ببخشد.

راه‌حل‌ها و پیشنهادها باید الزامات زیر را رعایت نمایند:

  • کاهش مصرف سوخت
  • کاهش میزان آلایندگی هوا
  • افزایش عمر روغن‌موتور
  • کاهش میزان آلودگی صوتی
  • داشتن تأییدیه‌ی فنی از تست‌های صورت گرفته (میزان مصرف سوخت و آلایندگی هوا) از مراجع ذی‌صلاح

نوع همکاری مطلوب :

بر اساس پیشنهادها قابل‌ مذاکره می‌ باشد.

ارسال پاسخ :

تمامی پروپوزال‌ها باید تا تاریخ 1399/01/31 از طریق ایمیل Proposal@boomerangtt.com ارسال گردند. ارسال اسناد پشتیبان نظیر تصاویر محصول، نتایج تست، گواهی ثبت اختراع، مجوزها و تأییدیه‌های احتمالی، رزومه فرد یا شرکت پیشنهاددهنده و... در ارزیابی بهتر طرح شما مؤثر خواهد بود.