تحلیل حرارتی سمبه موتور اشتعال جرقه‌ای با استفاده از الگوهای حرارتی متفاوت

نویسندگان

چکیده

در این تحقیق انتقال حرارت در پیستون موتور احتراق جرقه ای محاسبه شده است. سه روش متفاوت برای مدل کردن انتقال حرارت بکار رفته است. در روش اول برای پیستون، سیلندر و سرسیلندر، یک دمای ثابت و تقریبی در نظر گرفته شده و بوسیله مدل دو ناحیه‌ای احتراق شرایط میدان گاز درون سیلندر (دما، فشار و ضرایب انتقال حرارت جابجایی) محاسبه می‌شود. در روش دوم برای هر سه قسمت پیستون، سیلندر و سرسیلندر، سه دمای مجهول در نظر گرفته شده و معادلات انتقال حرارت مربوطه با مدل دو ناحیه‌ای به صورت کوپل حل می‌شود. در روش سوم که دقیقترین روش است، به صورت همزمان بر اساس مدل شبکه حرارتی مقاومت-خازن، 24 معادله انتقال حرارت با کد دو ناحیه‌ای، حل می‌شود. نتایج بدست آمده از سه روش به منظور بررسی اثر آنها بر رفتار حرارتی پیستون با هم مقایسه می‌شود. نشان داده شده است که استفاده از مدل مقاومت-خازن با تعداد معادلات کمتر و درنتیجه زمان حل کمتر، روشی مناسب برای حل مسائل حرارتی موتور است. مجموعه این عملیات بوسیله کدی که در نرم افزار MATLAB نوشته شده، انجام شده و نتایج با داده‌های تجربی موتور EF7. TC صحه‌گذاری شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermal Analysis of an SI Engine Piston Using Different Thermal Model

نویسندگان [English]

  • J. Gharloghy
  • A.H. Kakaee
چکیده [English]

In this study, the SI engine piston heat transfer is calculated applying three different models for the heat
transfer modeling. In the first model, three approximate and constant temperatures are selected for piston,
cylinder and cylinder head and determined the in-cylinder gas temperature, pressure and convection coefficients
using two-zone combustion model. In the second model for each of the walls (piston, cylinder and
cylinder head), the relevant heat transfer equations with two zone model solved considering three unknown
temperature. In third model that is the most accurate method, 24 heat transfer equations coupled with the
two zone model were solved simultaneously based on resistor-capacitor thermal network model. Eventually,
the three model results compared to study their effect on the piston thermal behavior. It has been shown that
using of resistor-capacitor model with less number of equations and consequently less time solution is an
appropriate method for solving problems of engine heat transfer. The simulations were done by a MATLAB
code and the results have been validated with the experimental data of the EF7.TC engine.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boundary Condition
  • Piston
  • Internal combustion engine
  • Heat Transfer
  • Two Zone Combustion