بررسي عملكرد موتور اشتعال جرقهاي هوايي تحت تاثير پرخوران و خنككن مياني

Performance Evaluation of an Aerial Spark Ignition Engine Equipped by Turbocharger and Intercooler

امروزه شبيهسازي رايانهاي جهت تخمين عملكرد، كاهش هزينههاي سرمايهاي و كاهش زمان آزمايشهاي تجربي بهعنوان يك ابزار قوي مورد توجه قرار ميگيرد. در اين تحقيق، بهمنظور بررسي و مدلسازي عملكرد موتورهاي احتراق داخلي اشتعال جرقهاي، از نرمافزار جيتي- پاور استفاده شده است. نتايج شبيهسازي عملكرد موتور نشان ميدهد كه توان موتور با افزايش ارتفاع تا 700و2 متر نسبت به سطح دريا بهطور متوسط در دورهاي مختلف 25 درصد افت ميكند. براي رفع اين نقيصه تجهيز موتور به پرخوران مورد توجه قرار گرفته و براساس معيار واماندگي در تنجار پرخوران مناسب انتخاب شده است. همچنين در اين تحقيق، سازوكار دريچه فرار براي جلوگيري از وقوع پديده ضربه در اثر پرخوراني مدلسازي شده است. براي اعتباردهي از نتايج تجربي استخراج شده در آزمايشگاه موتور تخصصي نويسندگان استفاده شده است. نتايج تحقيق نشان ميدهد كه پرخوران و خنككن مياني بهترتيب سبب افزايش 75 و 16 درصدي توان ترمزي ميشوند. همچنين، پرخوران سبب كاهش مصرف مخصوص سوخت و افزايش بازده حجمي ميشود. از طرفي نتايج تحقيق نشان ميدهد كه آلاينده ناكس با بهكارگيري خنككن مياني به ميزان 15 درصد كاهش مييابد. از نتايج ديگر اين تحقيق ميتوان به كاركرد چرخهاي امنتر تنجار درصورت وجود خنككن مياني اشاره كرد.

Nowadays, CAD/CAM simulation is considered as a strong tool to estimate performance of various systems and to reduce costs and testing time. In this study, we used GT-Power Software to model the performance of an SI engine. The results indicate that the engine power drops significantly as altitude increases. To compensate power loss, the engine is equiped with a turbocharger system. The proper turbocharger was selected with regard to the surge and choke limits of its compressor, as well as its compatibility with the engine (at mass flow rate point of view). To avoid engine knock, we used a special wastegate mechanism. Also, to reduce the temprature of the flow after compressor, we defined a proper type of intrcooler system. we used the experimental results derived in our engine lab. The results show that by using turbocharger and intercooler, the engine brake power improves. In addition, the specific fuel consumption decreases and the volumetric efficiency increases. Also, NOX emission reduction and safer cyclic performance of compressor are the effects of intercooling.