توسعه راهگاه بستار يك موتور تزريق راهگاهي پرخوران با هدف بهبود احتراق و عملكرد موتور

Port Development of a Port Injection Turbocharged Engine to Improve Combustion Quality & Performance Parameters

بهبود مشخصه هاي عمومي موتورهاي احتراق داخلي يعني عملكرد تمام بار، مصرف سوخت، آلايندگي و پايداري احتراق، همواره مورد توجه طراحان موتور بوده است. استفاده از پرخوران در كنار مزاياي بهبود عملكرد موتور و امكان بهبود مصرف سوخت، تغييراتي در هندسه راهگاه هاي ورودي بستار را مي طلبد و استخراج تمامي مزاياي استفاده از پرخوراني، در گرو بهبود احتراق موتور و كاهش تمايل موتور به كوبش است. از جمله ابزارهاي مهم در نيل به اين هدف، هندسه راهگاه هاي ورودي موتور است كه اساس توليد حركت سيال داخل استوانه مي باشد. در اين مقاله توسعه راهگاه هاي يك موتور تزريق درگاهي پرخوران در كنار تغيير ساير متغيرهاي موثر بر سامانه تبادل گاز موتور، مورد بررسي و بهينه سازي قرار گرفته است. اين مقاله به نحوه انجام كار در سه مرحله­ ي آزمون ميز جريان، شبيه سازي سه بعدي و نيز آزمون موتوري مي پردازد. هدف تعريف شده در توسعه راهگاه ها، افزايش حركت گردبادي با محور افقي در كنار حداقل افت ضريب جريان بوده است. نتايج حاصل از آزمون موتوري، حاكي از بهبود طول مدت احتراق نسبت به حالت پايه تا 30% و نيز امكان بهبود عملكرد قابل توجه موتور را دارد.

Improvement of general specs of internal combustion engine, such as power curve improvement, fuel consumption, emission and combustion quality always has a purpose for engine designers. Turbocharging needs some changes in inlet port of cylinder head to achieve all of its advantages on better combustion quality and knock tendency reduction. So the geometry of engine inlet port is one the most important item to get this target. It produces the charge motion of in cylinder which is consisted of tumble and swirl motions. In this paper, port development of a turbo PFI engine beside of other affected gas exchange parameters is investigated. This paper explained the work method in three stages: flow bench test, 3D simulation and combustion test. The main target of port development for this case is tumble increment in parallel with minimum flow coefficient decrement. The results of engine test show 30% combustion duration reduction and significant power curve improvement.