بررسی تجربی نوسانات فشار و تلفات اصطکاکی ناشی از افت تلمبه‌ای در فضای محفظه لنگ

نویسندگان

چکیده

حرکت رفت و برگشتی سمبه موجب ایجاد تراکم و انبساط و حرکت سیال در داخل محفظه لنگ می‌شود. انرژی اتلافی حاصل از این حرکت یکی از عوامل کاهش بازدهی به شمار می‌آید. در این تحقیق افت اصطکاکی و نوسانات فشار در محفظه لنگ به صورت تجربی و عددی برآورد می‌شود. به منظور بررسی مقدار دامنه نوسانات فشار، مقادیر فشار زیر سمبه‌ها با حساسه فشار پیزوالکتریک با بسامد 80 کیلو هرتز با تغییرات زاویه لنگ اندازه‌گیری می‌شود. مقایسه نتایج نشان دهنده قابلیت خوب الگوهای یک‌بعدی برای شبیه‌سازی نوسانات فشار و افت تلمبه‌ای در محفظه لنگ به خصوص برای سرعت‌های کم در صورت در نظر گرفتن تاثیر حرکت میل‌لنگ می‌باشد. با افزایش سرعت و محسوس‌تر شدن تاثیر چرخش میل‌لنگ، تفاوت پیش بینی الگوی یک‌بعدی با آزمایش تجربی بیشتر می‌شود. در این تحقیق با پیشنهاد یک مدل اصلاحی برای در نظر گرفتن تغییر مساحت ناشی از حرکت میل‌لنگ، خطای شبیه‌سازی یک بعدی تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته است. همچنین مساحت پنجره رابط فضای زیر استوانه‌ها بسته شده و تاثیر این بسته شدن در افت تلمبه‌ای دیده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، در سرعت‌های کم، بسامد نوسانات فشار محفظه لنگ، دو برابر بسامد ناشی از سرعت موتور و در سرعت‌های زیاد برابر بسامد ناشی از سرعت می‌شود. همچنین با افزایش سرعت موتور، دامنه نوسانات به صورت چشمگیری افزایش می‌یابد. در عین حال کاهش مساحت رابط زیر استوانه‌ها سبب افزایش چشمگیر میزان افت تلمبه‌ای موتور می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation on the pumping loss and pressure oscillations in the crankcase

نویسندگان [English]

  • M.A. Ehteram
  • H. Basirat Tabrizi
  • S. Alaviyoun
  • M. Ahmadi
  • S.M. Mirsalim
چکیده [English]

Experimental investigation on the pumping loss and pressure oscillations in the crankcase Abstract:
During the crankshaft rotation, as the pistons fall, the gas in crankcase compresses and its pressure rises
because the crankcase is generally closed vessel. Pumping losses inside reciprocating engine is obviously
undesirable power reducing parasite. However, precise investigation about deviation of crankcase pressure
would be helpful for finding efficient method of oil separation from blow by gases. In this study, a
experimental test rig and a thermodynamic model was used to estimate, crankcase pumping loss, pressure
deviation, and horizontal ventilation of crankcase gas. Numerical simulation was validated by results of
experimental tests which carried out for 4 stroke spark ignition engine. Crankcase pressure was measured
by a piezoelectric sensor with 80 kHz frequency. Numerical simulation and experimental results had good
agreement especially at low engine speed. By increasing engine speed, variation of numerical and experimental
results increased due to effect of crankshaft rotation on the effective area. In addition, effects of
window area between liners of crankcase were investigated. Results showed that, decreasing windows area
caused higher amount of pumping loss. At low engine speed, frequency of crankcase pressure was two times
of engine frequency, but at higher engine speed, frequencies were equal. Moreover, increasing engine speed
caused more fluctuation of pressure amplitude. Keywords: Pumping loss, ventilation window, crankcase
pressure, one dimensional simulation

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pumping loss
  • ventilation window
  • crankcase pressure
  • one dimensional simulation