پيش بيني دماي گازهاي خروجي در موتور اشتعال تراكمي مخلوط همگن با كمك الگوي چند ناحيه اي

Using a Multi Zone Thermodynamic Model in an HCCI Engine to Predict Exhaust Gas Temperature

امروزه موتورهاي اشتعال تراكمي ايده اي نوين براي دست يابي همزمان به سودمندي هاي موتورهاي بنزيني و ديزلي ­اند. يكي از انگيزه هاي مهم در گرايش به اين موتورها پايين ­بودن آلاينده هاي NOx و ذرات معلق است. با كنترل دماي گازهاي خروجي مي توان آلاينده ها را كنترل كرد. در كار حاضر، پارامترهايي كه تاثير بيشتري بر دماي گازهاي خروجي دارند مشخص شده و تاثير متغيرهاي گوناگون موتور بر آن پارامترها با استفاده از مدل ترموديناميكي چندناحيه اي بررسي شده اند. اين مدل شامل سينتيك مفصل شيميايي احتراق سوخت مرجع اصلي (مخلوط ايزواكتان و هپتان نرمال) با درنظر گرفتن گازهاي برگشتي است. براي صحه گذاري مدل از داده هاي تجربي بهره گرفته شده است. دماي گازهاي خروجي به زمان بندي احتراق، مدت زمان سوختن مخلوط و نسبت هم ارزي بستگي دارد. نتايج نشان مي دهند اين متغيرها بيش از همه تحت تاثير پارامترهايي ازقبيل فشار مخلوط ورودي، عدد اكتان، نسبت هم ارزي و دور موتورند. در پايان رابطه اي براي دماي گازهاي خروجي ارائه شده و دقت آن با داده هاي آزمون مقايسه شده است.

Nowadays, Homogenous Charge Compression Ignition (HCCI) engine is a promising idea to achieve the benefits of the gasoline and diesel engines. An important motivation to the tendency of these engines is due to low pollutions and particulate matters that are affected by exhaust gas temperature. Controlling exhaust gas temperature in HCCI engine can lead to controlling pollution. In the present work, the parameters that have the most effect on exhaust gas temperature are specified and the effects of input variables on the mentioned parameters have been investigated using a thermo-kinetic multi zone model. This model has been coupled to a full kinetic mechanism of PRFs (iso octane and normal heptane) as fuel. The model is validated with a large number of experimental data obtained from a Ricardo engine. The exhaust gas temperature depends on combustion timing, burn duration and fuel input energy. Results show that the mentioned parameters are most affected by variables such as octane number, inlet pressure, engine speed and equivalent ratio. At the end three correlations have been presented to predict the combustion timing, burn duration and exhaust gas temperature. These parameters have been compared with experimental data.