بررسي پتانسيل بهبود عملكرد تمام بار موتور بنزيني توسط سامانه گشودگي متغير دريچه ها

Potentials of variable valve lift for improving full load operation in gasoline engine

با توجه به مساله بهينه سازي مصرف سوخت و لزوم رعايت استانداردهاي آلايندگي در كشور طي ساليان اخير، نياز به سامانه گشودگي متغير پيوسته دريچه ها به عنوان روشي كارآمد در صنعت خودروسازي به منظور بهبود عملكرد موتور بيش از پيش مشاهده مي شود. اين پژوهش با هدف ارزيابي پتانسيل استفاده از سازوكار گشودگي متغير پيوسته دريچه ها در بهبود عملكرد تمام بار موتور ملي EF7 تعريف شده است. روش انجام كار كه بصورت شبيه سازي با نرم افزار GT-POWER مي باشد، با بررسي اثر تغيير ميزان، مدت و زمان گشودگي دريچه ها بر عملكرد نقاط كاري دنبال مي گردد. لذا با بهينه سازي گشودگي و زمانبندي دريچه ورودي، بيشينه گشتاور تمام بار بدست مي آيد. شكل منحني هاي بادامك مورد نياز شبيه سازي با رعايت اصول كلي محدوديت هاي حركتي به دست خواهد آمد.الگوي شبيه سازي اثرات استفاده از چرخه ميلر را بر روند احتراق و تغيير نرخ آزادسازي گرما در نظر مي گيرد. به علاوه از الگوي پيش بيني كننده كوبش استفاده شده تا ضمن اجتناب از اين پديده نامطلوب، اثر تغيير بازده تنفسي موتور لحاظ گردد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد كه سامانه گشودگي متغير دريچه ها به همراه سامانه زمانبندي متغير، بطور متوسط قادر به افزايش 3% گشتاور ترمزي و كاهش 15/5% آلايندگي اكسيدهاي نيتروژن و نيز كاهش مصرف سوخت ويژه تا ميزان 4/5% مي باشد. لذا كاربرد عملي سامانه گشودگي متغير بر نمونه هاي توليدي موتور ملي توجيه پذير خواهد بود.

According to the optimization of fuel consumption and necessity of abiding vehicle emission regulations, demands for the Variable Valve Lift (VVL) mechanism as one of efficient approach in automotive industry in order to ameliorate engine performance is observed increasingly. In this work, effects of Continuous Variable Valve Lift (CVVL) on full load performance of the national engine, EF7, has been studied. Research method includes a 1D simulation by GT-Power which tries to examine variations in lift, duration and timing of intake valves opening for increasing brake torque. In the simulation model, effects of Miller cycle on the combustion process have been considered. In addition, a knock model is used to predict this undesired circumstance and investigate the effects of volumetric efficiency variation. Based on the final results, VVL with association of variable valve timing (VVT) could result in 3% increase in brake torque and 15.5% in nitrogen oxides emission averagely and also upto 4.5% reduction of BSFC at full load operation. Thus, usage of VVL method in production series of the national engine can be justified.