شبيه سازي يك موتور چهار سيلندر هشت سوپاپ و بررسي تفاوت پارامترهاي عملكردي آن بعد از تبديل شدن به موتور شانزده سوپاپ در نرم افزار GT-Power

Simulation of an 8-valve 4 cylinder engine via Gt-Power software and investigation of its performance differences after being mutated to a 16-valve engine

امروزه دانشمندان با استفاده از مدل¬هاي ساده شده موتور احتراق داخلي، به بررسي تاثير پارامترهاي موثر بر عملكرد موتور مي¬پردازند. بعد از اينكه اوايل قرن بيستم، نرم افزار محبوب GT-Power به دنيا معرفي و عرضه شد، دانشمندان و مهندسين خودرويي توانستند مدل سه بعدي موتور را در اين نرم¬افزار به صورت يك-بعدي وارد كنند و با حل معادلات عددي نسبتاً سنگين، جواب¬هاي خوبي دريافت كنند. هدف ما در اين مقاله، مدل كردن يك موتور هشت سوپاپ بنزيني است و در قدم دوم، همين موتور به صورت شانزده سوپاپ، طراحي و شبيه¬سازي خواهد شد. بررسي تفاوت پارامترهاي عملكردي موتور بنزيني هشت سوپاپ و شانزده سوپاپ نيز جزو اهداف اين مقاله مي¬باشد. اين شبيه¬سازي¬ها در محيط نرم¬افزاري GT-Power انجام شده است. هدف كلان ما در اين مجال، مدل¬سازي و البته بهينه¬سازي موتور از نظر كاركردي و مصرف سوخت ويژه و كلي است و مرجع اصلي ما براي اينكه بدانيم در ريل درست حركت مي¬كنيم يا نه، نمودارهاي بخش 9-5 كتاب بلر كه همان مرجع اصلي است، مي¬باشد. مي¬توان به عينه ديد كه در اين مقاله، هدف اين است كه با پارامترهاي كليدي موتور و تاثيرات آنها به صورت ميداني آشنا شويم و بتوانيم تاثيرات هر كدام از اجزا را روي نتيجه عملكرد كلي موتور را ديده و به خوبي تفسير كنيم. از آنجايي كه داده¬هاي ارائه شده توسط كتاب مرجع كامل نبوده و خود نرم¬افزار هم به جاي مدل¬سازي سه-بعدي، يك¬بعدي عمل مدلينگ را انجام مي¬دهد، براي اطلاعات بيشتر مجبور به مراجعه به پايگاه¬هاي اينترنتي شديم و در برخي مواقع هم به صورت حدودي، اعدادي را وارد كرديم. در نهايت تمام تلاش خود را كرديم تا نتايجي هر چند معقول و واقعي و منطبق بر فيزيك مسئله را ارائه نماييم.

Nowadays, automotive researchers investigate the simplified models of internal combustion engines in order to study the effects of engine parameters on its performance. After 20th century, the GT-Power software was introduced to engineering world and enabled researchers study the engine in 1D rather than 3D. The results were also very close to the reality. Our goal in the current study is to simulate a spark ignition (SI) engine which has 4 cylinders and 8 valves. The second part of our study mainly focuses on transferring the mentioned engine to a 16 valve one. The main emphasis in the current research is to observe the performance difference that emerges. The main engine performance parameters like engine power, torque, volumetric efficiency and brake specific fuel consumption (BSFC) are also studied in detail for both engines. It is important to note that some needed input data for simulation was not provided by our main references so we were made to refer to some reliable websites. In some cases, there was no provided information, so we estimated the needed input data.