پیش بینی تاثیر توزیع مخلوط هوا و سوخت بر عملکرد موتور اشتعال جرقه ای با سوخت‌های هیدروکربنی

نویسندگان

چکیده

در این مقاله الگویی ترمودینامیکی برای پیش‌بینی عملکرد موتور با مخلوط طبقاتی ارائه شده است که شامل شبیه‌سازی مهلت اشتعال و فرآیند احتراق می‌باشد. این الگو شامل فرض پیش‌روی غیرکروی شعله در محیط غنی و رقیق داخل استوانه می‌باشد. محاسبات پله به پله همزمان برای نواحی سوخته شده و نسوخته به کار گرفته شده است. این فرایند تا اشغال کل فضای استوانه توسط شعله ادامه می‌یابد. در هر پله محاسباتی، کسر مولی و جرم ناحیه سوخته شده به واسطه پیش‌روی شعله افزایش می‌یابد. با در نظر گرفتن افت‌های حرارتی و کار اصطکاکی ویژگی‌های عملکردی مهمی از جمله فشار متوسط مؤثر، بازده حرارتی و مصرف مخصوص سوخت پیش‌بینی شده است. مقادیر پیش‌بینی شده برای سوخت گاز طبیعی با نتایج تجربی با دقت قابل قبولی صحه‌گذاری شده‌اند. سپس شبیه‌سازی برای سوخت‌های هیدروکربنی گازی شکل اتان و بوتان تعمیم داده شده‌اند. انعطاف‌پذیری الگو، امکان بهره‌گیری از آن را در بازه گسترده‌ای از توزیع هوا و سوخت درون استوانه فراهم کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of charge effect on SI engine performance for hydrocarbon fuels

نویسندگان [English]

  • M. Aliramezani
  • I. Chitsaz
چکیده [English]

A theoretical model is presented in this research to predict the ignition delay and the combustion process in a class of stratified charge engines including the non-spherical flame progress through rich and lean regions. Step by step calculations were carried out in both rich and lean regions. The process continued until all the fuel was burned. At each crank angle, the volume of the mass control changes and the mole fraction of the burned fuel increased due to the flame propagation. Considering the heat transfer from the cylinder contents to the surrounding area and the frictional work, some important operating parameters such as the mean effective pressure, the thermal efficiency and the specific fuel consumption, were predicted. Predicted values obtained by the model for the natural gas were compared to corresponding experimental data. The comparison shows that there is a logical agreement between theoretical and measured values. The flexibility of the model allows having accurate predictions in a wide range of the charge stratification for various hydrocarbon fuels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flame progress
  • Thermodynamic model
  • Partially stratified charge (PSC)
  • Lean burn spark ignition engine