مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

بررسی روابط بین آلاینده های خروجی خودرو با استفاده از مدلسازی ریاضی، معادله احتراق و ماتریس همبستگی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران
2 مربی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران
چکیده
در این پژوهش به تحلیل و پیش ‌بینی آلایندگی 5000 خودروی پراید با استفاده از داده‌ های معاینه فنی پرداخته شد. پس از پیش‌ پردازش داده ‌ها (شامل حذف داده‌ های پرت و نرمال ‌سازی)، ماتریس همبستگی بین آلاینده ‌ها محاسبه شد و روند میانگین آلاینده ‌ها بر حسب سال تولید خودروها ترسیم گردید. برای پیش ‌بینی آلایندگی خودروها در سال ‌های آینده، از یک مدل شبکه عصبی استفاده شد که دقت بالایی در پیش ‌بینی داشت. یافته‌ ها نشان دادند که با افزایش سال تولید خودروها، میزان آلایندگی به طور کلی کاهش یافته است که این موضوع نشان ‌دهنده بهبود تکنولوژی ‌های ساخت خودرو و استانداردهای آلایندگی است. علاوه بر این، انواع حسگرهای مرتبط با سیستم کنترل آلایندگی (مانند حسگر اکسیژن، حسگر جرم هوای ورودی و حسگر دریچه گاز) و روابط ریاضی بین این حسگرها و واحد کنترل الکترونیکی مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل دقیق ‌تر داده‌ ها، یک برنامه به زبان پایتون توسعه داده شد. این برنامه نه تنها مشکلات مربوط به هر حسگر را شناسایی می ‌کند؛ بلکه مشکلات مشترک بین حسگرها را نیز گزارش می‌ دهد. این رویکرد بهبود یافته می‌تواند به طور دقیق‌ تری منشاء مشکلات را شناسایی کند و به سیاست ‌گذاران و متخصصان محیط زیست کمک کند تا آلودگی هوا را کاهش دهند.  این پژوهش بینش ‌های ارزشمندی برای بهبود مدیریت آلودگی هوا و بهینه‌ سازی عملکرد خودروها فراهم می‌ کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] M. Yadegari and M. Ghassemi, "Investigation of the effects of temperature, mass flow rate of the injected fuel, pore diameter, porosity and ambient pressure on the amount of pollutants in the combustion chamber," Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of the ISME, vol. 23, no. 1, pp. 122-146, 2022, https://doi.org/10.30506/jmee.2022.547922.1282.
 
[2] A. Asadi and M. Yadegari, " The study of the effect of fuel dilution in methane/air counterflow diffusion flames on the emission of environmental pollutants," Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of the ISME, vol. 33, no. 6, pp. 25-34, 2025, [In Persian], https://doi.org/10.30506/mmep.2024.2025565.2166.
 
[3] A. Asadi and M. Yadegari, " A new reduced mechanism for methane oxidation," Iranian Journal of Mechanical Engineering, vol. 34, no. 1, pp. 3-13, 2025, [In Persian], https://doi.org/10.30506/mmep.2024.2037543.2202.
 
[4] F. Taghizadeh, B. Mokhtarani, and N. Rahmanian, "Air pollution in Iran: The current status and potential solutions," Environmental Monitoring and Assessment, vol. 195, no. 6, p. 737, 2023, https://doi.org/10.1007/s10661-023-11296-5.
 
[5] D. L. Buckeridge, R. Glazier, B. J. Harvey, M. Escobar, C. Amrhein, and J. Frank, "Effect of motor vehicle emissions on respiratory health in an urban area," Environmental health perspectives, vol. 110, no. 3, pp. 293-300, 2002, https://doi.org/10.1289/ehp.02110293.
 
[6] Z. Luo et al., "Impacts of vehicle emission on air quality and human health in China," Science of The Total Environment, vol. 813, p. 152655, 2022,https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152655.
 
[7] T. Ji, K. Li, Q. Sun, and Z. Duan, "Urban transport emission prediction analysis through machine learning and deep learning techniques," Transportation Research Part D: Transport and Environment, vol. 135, p. 104389, 2024, https://doi.org/10.1016/j.trd.2024.104389.
 
[8] J. Riegel, H. Neumann, and H.-M. Wiedenmann, "Exhaust gas sensors for automotive emission control," Solid state ionics, vol. 152, pp. 783-800, 2002, https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00329-6.
 
[9] J. Filipczyk and A. Kutrzyk-Nykiel, "The impact of selected factors on increasing level of exhaust emission from vehicles," Transport Problems, vol. 5, pp. 115-122, 2010, https://journals.indexcopernicus.com/search/article?articleId=86386.
 
[10] A. Milku, F. Attiogbe, C. Atombo, N. Derkyi, and E. Asuako, "Evaluating the categorical effect of vehicle characteristics on exhaust emissions," African Transport Studies, vol. 2, p. 100008, 2024,  https://doi.org/10.1016/j.aftran.2024.100008.
 
[11] S. Dzokoto, C. Atombo, M. Braimah, and A.-R. Issahaku, "Study on factors influencing exhaust emission levels in five major cities in Ghana," 2022, https://www.eajournals.org/wp-content/uploads/Study-on-Factors-Influencing-Exhaust-Emission-Levels-in-Five-Major-Cities-in-Ghana.pdf.
 
[12] R. B. GmbH, Automotive handbook. John Wiley & Sons, 2022. https://www.wiley.com/en-us/Automotive+Handbook%2C+11th+Edition-p-9781119911906.
 
[13] J. Heywood, "Internal combustion engine fundamentals," 2018. https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9781260116106.
 
[14] C. Silva, M. Ross, and T. Farias, "Analysis and simulation of “low-cost” strategies to reduce fuel consumption and emissions in conventional gasoline light-duty vehicles," Energy Conversion and Management, vol. 50, no. 2, pp. 215-222, 2009. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2008.09.046.
 
[15] X. Liang, Y. Wang, Y. Chen, and S. Deng, "Advances in emission regulations and emission control technologies for internal combustion engines," SAE International Journal of Sustainable Transportation, Energy, Environment, & Policy, vol. 2, no. 13-02-02-0007, pp. 101-119, 2021, https://doi.org/10.4271/13-02-02-0007.
 
[16] L. Del Re, F. Allgower, L. Glielmo, C. Guardiola, and I. Kolmanovsky, Automotive model predictive control. Springer, 2010, https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-84996-071-7.
 
[17] A. Mirmohammadi and A. Kargarian Marvasti, "Investigating the performance and emission of RCCI engines with different compositions‎ and percentages of natural gas," Motor Research, vol. 71, no. 1, pp. 16-39, 2024, [In Persian], https://doi.org/10.22034/er.2024.2025008.1031.
دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 163
مهر و آبان 1404
صفحه 11-23

  • تاریخ دریافت 20 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 25 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 30 تیر 1404