بررسي روش‌هاي اندازه‌گيري جريان‌هاي گردبادي داخل استوانه و مقايسه آن‌ها در يك بستار نمونه

Investigation of the in-cylinder swirl flow measurement methods and comparison between them in a cylinder head

در طراحي راهگاه ورودي جريان در موتورهاي احتراق داخلي، علاوه بر ضريب جريان كه رابطه مستقيم با بازده تنفسي موتور دارد، شدت جريان هاي گردبادي نيز كه بر بازده احتراق تأثيرگذار است مورد توجه قرار مي گيرد. يكي از روش هاي تجربي بررسي مقدار ضريب جريان و نسبت جريان گردبادي راهگاه ورودي، آزمون ميز جريان است. در اين مطالعه، در ابتدا دو روش اصلي اندازه گيري شدت جريان گردبادي معرفي شده و روابط حاكم بر آنها ارائه و مقايسه مي گردد. در ادامه آزمون هاي تجربي با استفاده از اين دو روش براي يك بستار نمونه انجام گرفته و نتايج آنها مورد بررسي و مقايسه قرار مي گيرند. اين دو روش كه در مراكز تحقيقاتي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند شامل اندازه گيري سرعت دوراني جريان گردبادي با استفاده از چرخ پارويي و اندازه گيري گشتاور اعمالي جريان گردبادي با استفاده از يك هندسه لانه زنبوري مي باشد. با انجام اين مقايسه، امكان بررسي و مقايسه اطلاعات ارائه شده توسط محققان مختلف كه با يكي از روشهاي مذكور انجام گرفته است، فراهم خواهد آمد. در ادامه مي توان با انجام آزمون هاي بيشتر و با استفاده از ضرايب تصحيح مناسب، نتايج اين دو روش را به يكديگر تبديل كرد. نتايج نشان مي دهد كه به علت ماهيت روش اندازه گيري، نسبت جريان گردبادي محاسبه شده با استفاده از چرخ پارويي اعداد كوچكتري را نتيجه مي دهد.

In the design of the intake port of an internal combustion engine, investigation of the flow coefficient and the swirl ratio is important, simultaneously. They are effective on the volumetric efficiency and combustion efficiency, respectively. Steady flow testing of cylinder heads is one of the methods to measure the flow coefficient and the swirl ratio. In this study, at first, two different methods of swirl measurement are introduced and governing equations is presented. In the following, experimental tests with both methods are performed on the cylinder head and the results of them are investigated. Swirl measurement consist measurement of the rotational speed of paddle wheel or the torque is applied to a honeycomb to take into account the swirl ratio. The paddle wheel mechanism gives lower measured swirl ratio.