بررسي ميزان حساسيت پارامترهاي هندسي راهگاه ورودي بر عملكرد موتور بنزيني XU-7

Investigating the sensitivityof geometrical parameters of intake system on performance of XU-7 gasoline engine

راهگاه ورودي موتور و اجزاي آن نقش بسزايي در بهبود بازده و عملكرد موتورهاي احتراق داخلي دارد. بر اين اساس، امروزه مطالعات زيادي در زمينه تاثير هندسه راهگاه ورودي بر عملكرد موتور صورت گرفته است. در پژوهش حاضر، تاثير پارامترهاي هندسي راهگاه ورودي (حجم راهگاه، طول و قطر شاخه ها) بر كيفيت عملكرد موتور احتراق داخلي XU7 در دورهاي 1500، 3000 و 5500 (دور بر دقيقه) بررسي شده است. به منظور بررسي اثر پارامترهاي هندسي مختلف راهگاه ورودي بر كيفيت عملكرد موتور، از مدل سازي يك بعدي موتور بنزيني به كمك نرم افزار تجاري و كاربردي GT-Power استفاده شده است. در مرحله مدل سازي از نظريه ي رزونانس هلمهولتز و مدل موجي به منظور بررسي رفتار جريان درون راهگاه و جريان داخل لوله ها استفاده شد. به منظور حصول اطمينان از صحت نتايج شبيه سازي، مقايسه اي بين نتايج تجربي و نتايج شبيه سازي صورت پذيرفت كه در نتيجه ي آن تطابق خوبي بين آن ها مشاهده گرديد. همچنين در اين پژوهش، دستيابي به توان و گشتاور بهينه موتور احتراق داخلي XU7، به عنوان تابعي از سه پارامتر طول، قطر شاخه و حجم راهگاه، در دورهاي مختلف موتور امكان سنجي شده و نتايج حاصله ارايه گرديد. اين امر مي تواند تاثير بسزايي در دستيابي به بهينه ترين شرايط كاركرد موتور، مطابق با نياز متخصصان صنعت طراحي موتور در كشور داشته باشد. مطابق بررسي هاي انجام شده، قطر شاخه ها به عنوان تاثيرگذارترين پارامتر بر گشتاور موتور، در دورهاي مختلف گزارش شد. دو پارامتر حجم راهگاه و طول شاخه ها، از منظر ميزان اثرگذاري بر مقدار گشتاور موتور، در رتبه هاي بعد قرار دارند.

Intake manifold & its components play crucial role in determining the performance and efficiency of internal combustion engines. According to this, nowadays many researches have been done about the effect of inlet manifold geometry on engine performance. In the present study, the effect of geometrical parameters of the intake system (manifold volume, length and diameter of the runners) on performance of internal combustion engine XU7 has been studied at 1500, 3000 and 5500 rpm. In order to investigate the effects of various geometrical properties of manifold on engine performance, one-dimensional modeling of the gasoline engine has been utilized through GT-Power's commercial and utility software. In modeling process, Helmholtz's resonance theory and wave model is used to study the flow behavior of the manifold and pipes internal flow. To ensure the simulation accuracy, modeling results were verified by experimental results and a good agreement was made between them. Also, the possibility of achieving the optimum conditions of engine power and torque (XU7) as function of three parameters including manifold volume, length and diameter of the runners was checked and presented at different rpm's. This matter could have a significant impact on achieving optimum engine operating condition in accordance with the demands of engineers in the country's engine industry. According to investigations, results show that at different rpm's the effect of the diameter of runners on amount of torque value is more significant than two other parameters (manifold volume, length of the runners.