فهرست مطالبقدردانيچکيدهالفبفهرست مطالبفهرست جداولفهرست اشکالفهرست علائمدکمرمقدمه1فصل اول-مقدمه و مرور بر تحقيقات انجام شده در گذشته31-1- تاريخچه41-2- تجربيات انجام شده در زمينه موتور گازسوز51-3-اقدامات انجام شده براي نصب توربوشارژر71-4-معرفي پروژه حاضر10فصل دوم- توربوشارژ كردن موتورهاي احتراق داخلي112-1- هدف توربوشارينگ122-2- روشهاي پرخوراني122-3- مقايسه موتورهاي توربوشارژ شده و تنفس طبيعي152-3-1- انواع سيستمهاي توربوشارژري162-3-2- توربوشارژر فشار ثابت162-4 توربوشارژينگ با سيستم ضرباني172-5- سيستمهاي تك توربوشارژري192-5-1- سيستمهاي ترتيبي212-5-2- سيستمهاي دومرحله‌اي21فصل سوم-تغييرات موتور براي تجهيز به توربوشارژر233-1- استفادهازتوربوشارژربرايموتورگازسوز243-2- تغييرات موتور براي تجهيز به توربوشارژر243-3- کاهش مشکلات توربوشارژينگ253-3-1- جلوگيري از توليد کوبش253-3-1-1- روش هاي جلوگيري از توليد کوبش263-3-2- کنترلافزايشفشاردرتوربوشارژر283-3-3- زمانبنديسوپاپهايوروديوخروجي303-3-6- تأثير توربوشارژر بر آلودگي خروجي30فصل چهارم- انطباق توربوشارژر314-1- انطباق موتور و توربوشارژر324-2- تعيينپارامترهايتوربينوكمپرسور324-3- انتخاب توربوشارژر344-4 نواحي کاري کمپرسور354-5- دريچةكنترلتوربين374-6- تاخيردرعملکردتوربوشارژر374-7 تغيير در شرايط ورودي384-8- فصل پنجم-مدلسازيموتور405-1- مقدمه415-2- تحليلجرياندرراهگاههايموتوربااستفادهازرفتارموجفشاري415--3 محاسبهپارامترهايعملکرديموتور435-3- 1- فشارموثرمتوسطانديکاتوريوترمزي435-3-2- توانومصرفسوختويژه445-4- مدلسازيبازدهحجمي445-5- مدلسازياصطکاکموتور455-6- مدلاصطکاکجريانسيال465-7-محاسبهضريبجريان475-8- محاسبهدبيجريانعبوريازسوپاپ485-9-مدلانتقالحرارتبينسيالوراهگاههايجريان495-10-مدلسازيانتقالحرارتدرداخلسيلندر495-11- مدلسازيپرخورانيموتوربااستفادهازعملکردپرخوران5-11-1- انتخاب کمپرسور5-11-2-انتخاب توربين515152فصل شش - مدلسازي موتور EF7با استفاده از نرم افزار GT-POWER546-1- مدلسازي پورت هاي ورودي و خروجي556-2- مدلسازي منيفولد و دريچه گاز556-3- مدلسازي انژكتور586-4- مشخصات سيلندر596-5- مدلسازي توربوشارژر606-6- مدلسازي خنك كن مياني606-7- مدلسازي كاتاليست616-8- مدلسازياحتراق61فصل هفت- نتايج توربوشارژ کردن موتور EF7637-1- تغييرات اعمال شده به موتور تنفس طبيعي647-2- تعيين هدف667-3- نکاتيدرموردانتخابتوربوشارژر677-4- مشخصاتتوربوشارژرهايانتخابي687-5- اصطکاکموتورEF7697-6- انتقالحرارتدرداخلسيلندر707-7- کاليبراسيونمدلموتورپرخورانيشده707-8- پارامترهاي عملكردي موتورEF7 در حالت بار کامل847-9- مقايسهعملکرددوتوربوشارژربااستفادهازنتايجمدل807-10- تعيينبهينهپارامترهايطراحيموتورپرخورانشدهبااستفادهازمدل85(فصل)هشتم-آناليز حساسيت موتور EF7958-1- آناليز حساسيت968-1-1- فشار موثر متوسط ترمزي988-1-2-مصرف مخصوص ترمزي سوخت998-1-3- راندمان حجمي1018-1-4-سرعت توربين1028-1-5- راندمان کمپرسور1048-1-6- فشار در پائين دست کمپرسور1058-1-7-جريان هوا1078-1-8- جريان سوخت1088-1-9- گشتاور ترمزي موتور1108-1-10- دماي پائين دست کمپرسور1118-1-11- دماي پائين دست خنک کن1138-1-12- دماي منيفولد1148-1-13- فشار منيفولد1168-1-14- فشار ورودي توربين1178-1-15- فشار خروجي توربين1198-1-16- دماي ورودي توربين1208-1-17- دماي خروجي از توربين1228-1-18- راندمان توربين1238-1-19- راندمان انديکاتوري موتور1258-1-20- توان مصرفي کمپرسور1268-1-21- فشار موثر متوسط انديکاتوري1288-1-22- ماکزيمم فشار سيلندر1298-1-23- درجه ماکزيمم فشار سيلندر1308-1-24- ماکزيمم دماي سيلندر1328-1-25- فشار ورودي به سيلندر1348-1-26- دماي ورودي به سيلندر1358-1-27- فشار خروجي از سيلندر1378-1-28- دماي خروجي از سيلندر138فصل نهم-سوپرشارژ کردن موتور توربوشارژ شده1409-1- هدف از سوپرتوربوشارژ کردن1419-2- سوپرشارژر روتز 9-3- مدلسلزي و نتايج سوپر شارژينگ142143پيشنهاداتليست مقالات ارائه شده151151نتايج152ضميمه156مراجع161چکيده انگليسي166 فهرست جداولجدول(2-1)مقايسه يك موتور توربوشارژري و تنفس طبيعي با گشتاور و توان حداكثر برابرجدول (5-1)توضيح پارامترهاي معادله (5-18)جدول (6-1)مشخصاتهندسيسيلندر موتور تنفس طبيعيجدول (7-1)مشخصاتهندسيسيلندر موتور پرخوران شدهجدول (7-2)مقادير ثابت فشارموثرمتوسطاصطکاکي در دورهاي مختلفجدول(8-1)جدول تعريف متغيرها و مقدار آنهاجدول (8-2)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار موثر متوسط ترمزيجدول (8-3)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي مصرف مخصوص ترمزي سوختجدول (8-4)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي راندمان حجميجدول (8-5)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي سرعت توربينجدول (8-6)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي راندمان کمپرسورجدول (8-7)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار در پائين دست کمپرسورجدول (8-8)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي جريان هواجدول (8-9)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي جريان سوختجدول (8-10)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي گشتاور موتورجدول (8-11)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي پائين دست کمپرسورجدول (8-12)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي پائين دست خنک کنجدول (8-13)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي منيفولدجدول (8-14)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار منيفولدجدول (8-15)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار ورودي توربينجدول (8-16)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار خروجي توربينجدول (8-17)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي ورودي توربينجدول (8-18)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي خروجي از توربينجدول (8-19)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي راندمان توربينجدول (8-20)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي راندمان انديکاتوري موتورجدول (8-21)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي راندمان توربينجدول (8-22)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار موثر متوسط انديکاتوريجدول (8-23)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي ماکزيمم فشار سيلندرجدول (8-24)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي درجه مربوط به ماکزيمم فشارجدول (8-25)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي ماکزيمم دماي سيلندرجدول (8-26)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار ورودي به سيلندرجدول (8-27)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي ورودي به سيلندرجدول (8-28)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي فشار خروجي از سيلندرجدول (8-29)دسته بندي متغيرها بر حسب ميزان تاثير روي دماي خروجي از سيلندرجدولA-1نامهايتوربينوکمپرسوردوتوربوشارژرجدول A-2مشخصاتعملکردکمپرسورتوربوشارژر1جدول A-3مشخصاتعملکردکمپرسورتوربوشارژر 2جدول(A-4 )مشخصاتعملکرديتوربين فهرست اشکالشکل (2-1)يک نمونه سوپرشارژشکل(2-2)طرز کار توربوشارژر به صورت شماتيکشکل (2-4)نحوه ارتباط توربوشارژ فشار ثابت با موتور به صورت طرحوارهشکل(3-1)رابطه بيننسبتتراکموافزايشفشاروروديموتورشکل (4-1)نقشه عملکرد يكکمپرسورشکل (4-2)مشخصهيكتوربينجريانمحوريشکل(5-1)المان در نظر گرفته شدهشکل (6-1)طرحواره پورت هاي ورودي و خروجيشکل (6-2)مدل سازي منيفولد توسط چند انشعابشکل (6-3)قرار دادن دستگاه مختصات در مرکز انشعابشکل (6-4)دريچه گازشکل (6-5)مشخصات هندسي سيلندرشکل(6-6)زمانبنديجرقهدردورهايمختلف(TDC=0)شکل (7-1)منحنيليفتوزمانبنديسوپاپهايوروديوخروجيبرايدوموتورتنفسطبيعيوپرخورانشده EF7شکل(7-2)مقدارافزايشموردنظردرگشتاورموتوردرحالتتمامبارشکل (7-3)مقاديربيشينيهفشارسيلندردردورهايمختلفبراييکموتورپرخورانيشدهمشابهباموتورEF7 درحالتتمامبارشكل(7-4)فشارموثرمتوسطاصطكاكدردورهايمختلف در حالت بار کاملشكل(7-5)بازدهانديكهدردورهايمختلف در حالت بار کاملشكل(7-6)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندردر حالت بار کامل در دور rpm 1500شكل(7-7)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندر در حالت بار کاملدر دور rpm2000شكل(7-8)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندردر حالت بار کامل در دور rpm2500شكل(7-9)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندر در حالت بار کاملدر دور rpm3500شكل(7-10)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندر در حالت بار کاملدر دور rpm4800شكل(7-11)منحنيفشارلحظهايداخلسيلندردر حالت بار کامل در دور rpm5000شكل(7-12)نتايج کاليبراسيون فشار بعد از کمپرسور براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-13)نتايج کاليبراسيون دبي هوا در دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-14)نتايج کاليبراسيون بازدهحجميدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-15)نتايج کاليبراسيون گشتاورموتورپورخورانشدهدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-16)نتايج کاليبراسيون فشارموثرمتوسطترمزي موتورپورخورانشده در دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-17)نتايج کاليبراسيون جريانسوختموتورپورخورانشدهدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-18)نتايج کاليبراسيون فشار بعد از خنک کن موتورپورخورانشدهدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-19)نتايج کاليبراسيون فشار گازهاي خروجي قبل از توربين موتورپورخورانشدهدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-20)نتايج کاليبراسيون فشار گازهاي خروجي بعد از توربين موتورپورخورانشدهدر دورهاي مختلف براي دو حالت بار کامل و بار جزيي در زماني که درصد فشردگي پدال گاز 25 درصد مي باشدشكل(7-21)بازدهترمزيدردورهايمختلفشكل(7-22)گشتاورانديكهدردورهايمختلفشكل(7-23)گشتاورترمزيدردورهايمختلفشكل(7-24)مصرفسوختويژةترمزيدردورهايمختلفشكل(7-25)فشارمؤثرمتوسطپمپاژدردورهايمختلفشكل(7-26)دمايخروجيازخنككنميانيدردورهايمختلفشكل(7-27)مقاديرگشتاورموتور EF7 TC کهازتوربوشارژر (1)برايپرخورانياستفادهشدهاست وگشتاورموردنظر درحالتتمامبارشكل(7-28)مقاديرگشتاورموتور EF7 TC کهازتوربوشارژر (2)برايپرخورانياستفادهشدهاست وگشتاورموردنظر درحالتتمامبارشكل(7-29)مقايسهبازدهکمپرسوردوتوربوشارژردردورهايمختلفودرحالتتمامبارشكل(7-30)مقاديرگشتاورخروجيموتورحاصلازمدلدرارتفاع۲۰۰۰مترازسطحدرياشكل(7-31)بازدهکمپرسوردوتوربوشارژردردورهايمختلفموتوردرحالتبارکاملشكل(7-32)دورتوربوشارژردرمقابلدورموتوردرحالتبارکاملشكل(7-33)مقاديرفشاربيشينهداخلسيلندردرمقابلدورموتورقبلازاصلاحدرپارامترهايطراحيشكل(7-34)زمانبنديجرقهموتوردردورهايمختلفبرايدوحالتتنفسطبيعي( (NAوپرخورانشده) (TCشكل(7-35)دمايگازهايوروديبهتوربيندردورهايمختلفبرايزمانبنديجرقةجديد براي موتور TCشكل(7-36)فشاربيشينهداخلسيلندردردورهايمختلفبرايزمانبنديجرقةجديدبراي موتور TCشكل(7-37)فشاربيشينهداخلسيلندرموتورپورخورانشدهدرمقابلدوربازمانبنديجرقةجديدونسبت تراکم 9.8شكل(7-38)تعيينبهترينزمانبازشدنسوپاپوروديدردورrpm1500شكل(7-39)شکل(7-43) منحنيسوپاپوروديوخروجيموتوربرايدوحالتتنفسطبيعيوپرخورانشدهشكل(7-40)مقاديربازدهحجميموتورپرخورانشدهبادومنحنيسوپاپمختلفدرمقابلدورموتورشكل(7-41)نقاطكاركرديموتور بررويمنحنيعملكرديكمپرسور در حالت بار کاملشكل(7-42)نقاطكاركرديموتور بررويمنحنيعملكرديتوربين در حالت بار کاملشكل(7-43)مقدار دبي جرمي عبوري از دريچةكنترلتوربيندردورهايمختلفشكل(7-44)بازدهحجميموتور EF7 درمقابلدورموتوربرايدوحالتتنفسطبيعيوپرخورانيشدهشكل(7-45)مقاديرگشتاورترمزيدرمقابلدورموتوربرايموتور EF7 درحالتتنفسطبيعيوپرخورانيشدهشكل(7-46)مقاديرفشاربيشينةسيلندردردورهايمختلفموتوربرايدوحالتتنفسطبيعيوپرخورانيشدهشكل(7-47)دمايگازهايحاصلازاحتراقدرخروجيمنيفولدخروجيدرموتورEF7 برايدوحالتتنفس طبيعيوپرخورانيشدهشکل(7-48)ماکزيمم فشار سيلندرشكل(7-49)سرعت گردشي کمپرسورشكل(7-50)شکل BMEP موتور EF7 مدل شدهنمودار (8-1)آناليز حساسيت فشار موثر متوسط ترمزينمودار (8-2)متوسط مقادير مطلق فشار موثر متوسط ترمزي در سرعت هاي مختلفنمودار (8-3)نتايج آناليز حساسيت براي مصرف مخصوص ترمزي سوختنمودار (8-4)متوسط مقادير مصرف مخصوص ترمزي سوخت در سرعت هاي مختلفنمودار (8-5)نتايج آناليز حساسيت برايراندمان حجمينمودار (8-6)متوسط مقادير راندمان حجمي در سرعت هاي مختلفنمودار (8-7)نتايج آناليز حساسيت برايسرعت توربيننمودار (8-8)متوسط مقادير سرعت توربين در سرعت هاي مختلف موتورنمودار (8-9)نتايج آناليز حساسيت برايراندمان کمپرسورنمودار (8-10)متوسط مقادير راندمان کمپرسور در سرعت هاي مختلفنمودار (8-11)نتايج آناليز حساسيت براي فشار در پائين دست کمپرسورنمودار (8-12)متوسط مقادير فشار در پائين دست کمپرسور در سرعت هاي مختلفنمودار (8-13)نتايج آناليز حساسيت برايجريان هوانمودار (8-14)متوسط مقادير جريان هوا در سرعت هاي مختلفنمودار (8-15)نتايج آناليز حساسيت برايجريان سوختنمودار (8-16)متوسط مقادير جريان سوخت در سرعت هاي مختلفنمودار (8-17)نتايج آناليز حساسيت براي گشتاور ترمزي موتورنمودار (8-18)متوسط مقادير گشتاور موتور در سرعت هاي مختلفنمودار (8-19)نتايج آناليز حساسيت براي دماي پائين دست کمپرسورنمودار (8-20)متوسط مقادير دماي پائين دست کمپرسور در سرعت هاي مختلفنمودار (8-21)نتايج آناليز حساسيت براي دماي پائين دست خنک کننمودار (8-22)متوسط مقادير دماي پائين دست خنک کندر سرعت هاي مختلفنمودار (8-23)نتايج آناليز حساسيت برايدماي منيفولدنمودار (8-24)متوسط مقادير دماي منيفولد در سرعت هاي مختلفنمودار (8-25)نتايج آناليز حساسيت براي فشار منيفولدنمودار (8-26)متوسط مقادير فشار منيفولد در سرعت هاي مختلفنمودار (8-27)نتايج آناليز حساسيت برايفشار ورودي توربيننمودار (8-28)متوسط مقادير فشار ورودي توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-29)نتايج آناليز حساسيت براي فشار خروجي توربيننمودار (8-30)متوسط مقادير فشار خروجي توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-31)نتايج آناليز حساسيت براي دماي ورودي توربيننمودار (8-32)متوسط مقادير دماي ورودي توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-33)نتايج آناليز حساسيت براي دماي خروجي از توربيننمودار (8-34)متوسط مقادير دماي خروجي از توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-35)نتايج آناليز حساسيت براي راندمان توربيننمودار (8-36)متوسط مقادير راندمان توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-37)نتايج آناليز حساسيت براي راندمان انديکاتوري موتورنمودار (8-38)متوسط مقادير راندمان انديکاتوري موتور در سرعت هاي مختلفنمودار (8-39)نتايج آناليز حساسيت براي توان مصرفي کمپرسورنمودار (8-40)متوسط مقادير راندمان توربين در سرعت هاي مختلفنمودار (8-41)نتايج آناليز حساسيت برايفشار موثر متوسط انديکاتورينمودار (8-42)متوسط مقادير فشار موثر متوسط انديکاتوري در سرعت هاي مختلفنمودار (8-43)نتايج آناليز حساسيت براي ماکزيمم فشار سيلندرنمودار (8-44)متوسط مقادير ماکزيمم فشار سيلندر در سرعت هاي مختلفنمودار (8-45)نتايج آناليز حساسيت براي درجه ماکزيمم فشار سيلندرنمودار (8-46)متوسط مقادير درجه مربوط به ماکزيمم فشار در سرعت هاي مختلفنمودار (8-47)نتايج آناليز حساسيت براي ماکزيمم دماي سيلندرنمودار (8-48)متوسط مقادير ماکزيمم دماي سيلندر در سرعت هاي مختلفنمودار (8-49)نتايج آناليز حساسيت براي فشار ورودي به سيلندرنمودار (8-50)متوسط مقادير فشار ورودي به سيلندر در سرعت هاي مختلفنمودار (8-51)نتايج آناليز حساسيت براي دماي ورودي به سيلندرنمودار (8-52)متوسط مقادير دماي ورودي به سيلندر در سرعت هاي مختلفنمودار (8-53)نتايج آناليز حساسيت براي فشار خروجي از سيلندرنمودار (8-54)متوسط مقادير فشار خروجي از سيلندر در سرعت هاي مختلفنمودار (8-55)نتايج آناليز حساسيت براي دماي خروجي از سيلندرنمودار (8-56)متوسط مقادير دماي خروجي از سيلندر در سرعت هاي مختلفشكل(9-1)منحني عملکرد موتور توربوشارژ شده و تنفس طبيعي در حالت بار کاملشكل(9-2)مسير جريان هوا در کمپرسور روتزشكل(9-3)طريقه اتصال توربوشارژ و سوپرشارژ به موتورشكل(9-4)نحوه قرار گيري سوپرشارژ و توربوشارژ در مدلشکل(9-5)انطباق ناصحيح موتور و يک سوپرشارژ روتزشکل(9-6)نقشه عملکرد کمپرسور همراه نقاط عملکردي موتور در حالت بار کاملشکل(9-7)فشار داخل سيلندر با نسبت دنده5.1 در حالت بار کاملشکل(9-8)دماي گازهاي ورودي به توربين در حالت بار کاملشکل(9-9)مقايسه توان ترمزي دو موتور توربوشارژ شده و سوپرتوربوشارژ شدهشکل(9-10)مقايسه گشتاور ترمزي دو موتور توربوشارژ شده و سوپرتوربوشارژ شدهشکل(9-11)مقايسه راندمان حجمي دو موتور توربوشارژ شده و سوپرتوربوشارژ شدهشکل(9-12)ميزان گشودگي دريچه ميان گذرشکل(9-13)ميزان افزايش گشتاور توسط سوپرشارژ بعد از رعايت حد کوبششکل(9-14)ميزان افزايش راندمان حجمي توسط سوپرشارژ بعد از رعايت حد کوبش فهرست علائم دمافشاردورNقطرDشعاعRدبي جرميظرفيتگرماييويژهگازحجم جاروب شدهفشار منيفولددماي منيفولدسطحسرعت صوتسرعت صوت بي بعدطولضريبتخليهجريانسطح موثرعددپرانتلنرخ جريان سوخت انژكتور(g/s)سرعت موتور(rpm)حجم جابجايي(liter)نسبت سوخت به هواتعداد سيلندرهامدت تزريق(بر حسب زاويه لنگ) مقدمهمتوسط غلظت آلاينده هائي مانند منواكسيدكربن، هيدروكربنهاي نسوخته و اكسيدهاي نيتروژن در بسياري از نقاط شهر تهران بيشتر از حد مجاز توصيه شده توسط سازمان بهداشت جهاني مي‌باشد. با توجه به رشد سريع ترافيك، وضعيت در آينده بدتر خواهد شد.با توجه به اينكه89 درصداز منابع آلودهكننده هواي تهران مربوط به خودروها است جايگزيني سوختهاي پاكتر كه هم از نظر اقتصادي با صرفه تر و هم از لحاظ اثرات زيست محيطي آلودگي كمتري داشته باشند مورد توجه قرار گرفته و بصورت يك ضرورت اجتماعي مطرح گرديده است[1].گاز سوختي ارزان با آلودگي كمتر است و در صورت فراهم شدن امكان دسترسي بيشتر،يكي از بهترين سوختهاي جايگزين بنزين و گازوئيل مي‌باشد. با گازسوز كردن خودروها،منواكسيدكربن، هيدروكربنهاي نسوخته، دي اكسيد گوگرد و ذرات معلق حاصل از احتراق به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي‌يابند. علاوه براين سرب بعنوان يكي از زيانبارترين آلوده كننده ها به كلي حذف مي‌شود و همچنين از سروصداي موتور نيز كاسته مي‌شود.درمقايسهموتورهايگازسوزباموتورهايبنزيني،توانحدود۱۰تا۱۵درصدكاستهمي‌شود.دوعلتعمدهاينكاهشيكيحالتگازيسوخت CNGدرهنگامتزريقبهموتور مي‌باشدكهمقداريازفضايهوايوروديبهموتوررااشغالمي‌نمايدوباعثافتراندمانحجميمي‌گردد، دليلديگربالابودننسبتهوابهسوختدر شرايطاستوكيومتريگازنسبتبه بنزينمي‌باشدكهبرايگازاينرقمدرحدود 17.2 بهيكمي‌باشدو برايبنزين 14.7 بهيكمي‌باشد. اينعاملنيازبيشترموتورگازسوزبههوارانسبتبهموتوربنزينيمعلومميسازديعنيبهزبانديگراگربتوانآنمقدارگازيراواردموتورنماييمكهمقدارانرژيآزادشدهآنمعادلمقداربنزينواردشدهبهموتورباشد،مي‌بايستهوايبيشترينسبتبهحالتبنزينيواردموتورگردد.چونمقدارهوايوروديبهموتوردرحالتگازيحتيكمترازمقدارآندرحالتبنزينيمي‌باشدبنابرايندرموتورهايگازسوزبرايبهبود عملكردنيازبههوايبيشتريمي‌باشد. با توجه به مقاومت گاز طبيعي در مقابل خوداشتعالي مي‌توان توان كاسته شده را توسط روشهاي مختلفي جبران كرد. اگر خواستار تشويق مردم براي استفاده از گاز طبيعي هستيم كاهش توان در زمان استفاده از گاز طبيعي قابل قبول نيست. روشي كه در اين نوشتار براي بدست آوردن قدرت بيشتر ارائه مي‌شود، عبارت است از بكارگيري توربوشارژر به منظور افزايش دبي جرمي هوا و متعاقب آن افزايش راندمان حجمي و قدرت موتور. همچنين بااستفادهاز پرخورانيمي‌توان برخي از آلايندههايموتورراباهوادهيبيشتريااصطلاحافقيرسوز كردنموتور درحدپائينترينگهداشت. فصل اول مقدمه و مرور بر تحقيقات انجام شده در گذشته1-1- تاريخچه توربوشارژينگ موتورهاي احتراق داخلي ايده اي بود که به فاصله کمي از اختراع موتورهاي احتراق داخلي مطرح گرديد. در سال 1885 دايملر مقاله اي درباره استفاده از يک فن يا کمپرسور براي اضافه کردن هواي ورودي به موتور دريافت کرد. در سال 1902 لوييس رنو براي اولين بار توربوشارژري از نوع سانتريفيوژ ساخت و بر روي موتور نمونه اي نصب کرد. اين توربوشارژر توسط تسمه به ميل لنگ متصل مي‌گشت و با پنج برابر سرعت آن دوران مي‌کرد. اولين سوپرشارژ متحرک با دود اگزوز (توربوشارژ) بين سال هاي 1909 و 1912 توسط دکتر آلفرد بوچي سوئيسي ساخته شد. اولين نمونه موتور ديزل مجهز به توربوشاژر را او در سال 1915 ارائه کرد[2]. در توربوشارژر ساخت بوچي توربين و کمپرسور هر دو از نوع جريان محوري بودند که توسط اتصال مکانيکي به ميل لنگ موتور متصل مي شدند. امروزه به اين نوع موتور، موتور مرکب اتلاق مي‌شود. بعد از چند سال بوچي مدل اصلاح شده اي را مطرح کرد که در آن اتصال مکانيکي بين موتور و توربوشارژر برداشته شده بود،ولي اتصال مکانيکي بين توربين و کمپرسور کماکان پابرجا بود. اولين توربوشارژر ساخت بوچي از نوع جريان يکنواخت بود که با موفقيت و اقبال روبرو نگرديد. در سال 1925 بوچي سيستم موفق توربوشارژ ضربه اي [1] ارائه کرد،که به مدل بوچي معروف مي‌باشد. رونق بيشتر توربوشارژينگ زماني آغاز شد که توربوشارژرها بر روي موتورهاي سيلندر و پيستوني هواپيماها نصب گرديد و ميزان سقف پرواز را افزايش داد. زيرا در اين هواپيما اين مشکل وجود داشت که با اوج گرفتن هواپيما به علت کاهش فشار، قدرت خروجي موتور شديدا کاهش مي‌يافت و اين امر سقف پرواز را محدود مي‌کرد. با بکارگيري توربوشارژرها و افزايش فشار ورودي کمک زيادي به افزايش ارتفاع پرواز شد. تا زمان جنگ جهاني دوم صنعت توربوشارژر توسعه زيادي يافت. بکارگيري توربوشارژر بر روي موتور ديزلي بهترين روش براي کاهش هزينه هاي مصرف سوخت، کاهش جاي مورد نياز براي موتور و کاهش وزن موتور، افزايش راندمان و کاهش صدا بود. در دهه هفتاد ميلادي استفاده از توربوشارژر براي موتورهاي بنزيني بسيار رواج پيدا کرد و کمپانيها خودروهاي اسپرتي خود را با موتورهاي توربوشارژري ارائه کردند ولي به دليل تاخير عملکرد توربوشارژر اين موتورها با استقبال مصرف کنندگان روبرو نشدند. توفيق توربوشارژينگ در صنعت خودروهاي سواري از زمان ارائه توربو ديزل هايي بود که مي‌توانستند با حجم مساوي با موتورهاي بنزيني برابري کنند و از لحاظ آلودگي در سطح پائين تري نسبت به موتورهاي بنزيني قرار بگيرند[3].