بررسي اثر پارامترهاي عملكردي بر آوانس جرقه آستانه كوبش و عدد اكتان مورد نياز در موتور احتراق داخلي

Investigation of the Effect of Operating Conditions on Knock Limited Spark Advance and Octane Requirement in Internal Combustion Engine

در اين مقاله، اثر پارامترهاي عملكردي موتور بر زمان وقوع كوبش، شرايط عملكردي آستانه كوبش و همچنين اكتان مورد نياز براي از بين بردن كوبش مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور پيش بيني كوبش و شدت آن، يك مدل نيمه تجربي كه بر پايه مدل انتگرالي كوبش مي باشد، با استفاده از نتايج آزمايشگاهي بهينه شده و با يك مدل ترموديناميكي شبه ابعادي تركيب شده است. مقايسه نتايج حاصل از اين مدل با نتايج آزمايشگاهي نشان مي دهد كه مدل مورد نظر با كمترين اختلاف (7/1 درجه به طور متوسط) قادر به پيش بيني شرايط عملكردي آستانه كوبش مي باشد. در تحقيق حاضر، با در نظرگرفتن آوانس جرقه به عنوان يك پارامتر واسطه، اثر تغيير پارامترهايي همچون دما و فشار هواي ورودي به موتور، نسبت هوا به سوخت و نسبت تراكم، بر عدد اكتان مورد نياز بررسي شده است. نشان داده شد با هر واحد افزايش در عدد اكتان سوخت، تقريباً افزايشي به همان اندازه را مي توان در آوانس جرقه ايجاد كرد. اين نتايج با نتايج حاصل از كارهاي تجربي و آزمايشگاهي كه مستلزم وقت و هزينه فراوان است، كاملاً مطابقت داشته و با توجه به روش ارايه شده ديگر نيازي به انجام آزمايش نخواهد بود.

In this paper, the effects of engine operating parameters on knock occurrence crank angle, knock-limited operating conditions and also octane requirement for knock prevention were studied. To predict knock occurrence crank angle and knock intensity, an experimentally based Knock Integral Method is optimized according to experimental results and is incorporated with the qausi-dimensional thermodynamic model. Comparison of the results of this study and experimental results indicates that the model is able to predict the knock-limited operating conditions with minimum error in magnitudes (1.7?). As shown in previous works and literature an increase in the octane number of the fuel allows approximately an equal increase in the spark advance. The effects of intake air temperature and pressure, air/fuel ratio and compression ratio on octane requirement were studied and a good agreement with the literature is observed. The results of this study show that the knock occurence can be predicted by the numerical method via experimental ones, which are very expensive.