دوره تاخیر اشتعال بر اشتعال های بعدی، عملکرد و کارآیی موتور نقش بسزایی دارد. تعیین طول این دوره همواره از مشکلاتی بوده که در کنترل احتراق و طراحی موتور وجود داشته است. با استفاده از یک موتور کوچک دیزلی پاشش مستقیم در قالب طرح آزمایش کامل فاکتوریل اثر پارامترهای کاری موتور مانند دور در 5 سطح، بار 4 سطح و زمان پاشش سوخت در 5 سطح انجام گرفت. در این تحقیق پارامترهای احتراق موتور مانند دمای داخلی سیلندر، نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، فشار حداکثر، نرخ فشار حداکثر و شتاب فشار حداکثر سیلندر بر تاخیر اشتعال استاتیکی و دینامیکی اندازه گیری شدند. دمای داخلی سیلندر، دور موتور و نرخ حداکثر گرمای آزاد شده بیشترین تاثیر را بر تاخیر اشتعال داشتند. پارامترهای بار، فشار حداکثر، نرخ فشار حداکثر و شتاب فشار حداکثر تاثیر معنی داری بر تاخیر اشتعال نداشتند. تجزیه و تحلیل رگرسیون تک متغیره نشان داد که پارامترهای درجه حرارت، نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، سرعت موتور و زمان پاشش سوخت بیشترین همبستگی را با تاخیر اشتعال دارند. در این تحقیق مدل های ریاضی تاخیر اشتعال دینامیکی و استاتیکی تک متغیره و چند متغیره بر حسب پارامترهای درجه حرارت، سرعت موتور و حداکثر گرمای آزاد شده به دست آمد. بهترین مدل ارایه شده مدل تاخیر اشتعال استاتیکی با ضریب همبستگی 0.90 و حداکثر خطای 1.32 ms است. آزمون های کفایت مدل نشان می دهد که مدل به دست آمده کاملا خطی بوده و تک تک پارامترها نقش موثری در مدل دارند. این مدل جدید بوده و به نظر می رسد مدل های ارایه شده بوسیله محققان قبلی نسبت به مدل به دست آمده، تاخیر اشتعال را در موتورهای دیزلی کوچک با سوخت پاشش مستقیم دقیق پیش بینی نمی کند.

احتراق تراکمی بار همگن، یک مفهوم احتراقی مفید، از نظر بازدهی و میزان آلاینده های منتشره است. لیکن بازه کارکردی محدود سبب شده است که استفاده کاربردی از آن در موتورها تاکنون موفق نبوده باشد. یکی از روش های کاربردی نمودن آن، ترکیب با دیگر انواع احتراق است. تزریق مستقیم سوخت به محفظه احتراق راهبرد مناسبی برای نیل به این هدف می باشد. برای عملی نمودن این مفهوم در موتورها، بایستی مدل های معتبری برای پیش بینی عملکرد و نیز کاربردهای کنترلی توسعه یابد. مدل های تک ناحیه ای، مدل های سریع و مناسبی برای این منظور هستند. چون این احتراق با سینتیک شیمیایی کنترل می شود، در مدلسازی آن باید سینتیک شیمیایی احتراق لحاظ شود. بنابراین، در این مطالعه یک مدل ترموسینتیکی تک ناحیه ای توسعه داده می شود و با نتایج آزمون صحه گذاری می گردد. با توجه به اینکه مهمترین فرض در مدل توسعه یافته، تبخیر بلادرنگ سوخت مایع پاشیده شده به درون محفظه احتراق است، صحت این مدل منجر به تایید فرضیه شکل گیری احتراق اشتعال تراکمی بار همگن در حالت پاشش زودهنگام سوخت به درون سیلندر می شود. همچنین نتایج حاصل از این مدل تطابق خوبی با نتایج تجربی دارند. مدل توسعه یافته قادر است که زمان بندی احتراق را با دقت 5/0 درجه زاویه لنگ و توان تولیدی موتور را با دقت 90 درصد پیش بینی نماید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

1در این مقاله، به بررسی تاثیر افزودن مخلوط آب و متانول به سوخت و تاثیر آن بر عملکرد و آلایندگی موتور EF7 توربوشارژ (TC) پرداخته شده است. به این منظور، ابتدا با استفاده از GT Power  موتور مورد نظر شبیه سازی و پس از اعتبار سنجی با  سوخت بنزین، مخلوط آب و متانول با نازل وارد مدار شده و سپس نتایج، مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله پس از شبیه سازی موتور به شبیه سازی نازل پاشش مخلوط آب و متانول پرداخته شده است که این مخلوط در سه حالت 50% آب %50 متانول، 25 %آب 75% متانول و 75% آب و 25% متانول شبیه سازی شده است. اصلی ترین نوآوری این تحقیق شبیه سازی پاشش مخلوط آب و متانول به منظور بهبود کیفیت احتراق است که نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد، دما به میزان قابل توجهی در نقاط مختلف کاهش پیداکرده است. همچنین در این مدل به بررسی کوبش(knock) ،آلایندگی های اکسیدهای نیتروژن (NOx) ، مونوکسیدکربن (CO)، دی اکسیدکربن (CO2)، نیتروژن مونوکسید(NO) و پارامتر های عملکردی مشابه که با اضافه شدن آب و متانول تغییر داشته اند، پرداخته شده است.

در این تحقیق، یک مدل عددی در نرم افزار فایر (Fire) برای مطالعه احتراق و پاشش سوخت در استوانه (Cylinder) یک نمونه موتور اشتعال جرقه ای با پاشش مستقیم گاز طبیعی فشرده استفاده شده است. تحقیق به دو بخش مختلف تقسیم شده است. در بخش اول، پاشش سوخت گازی از طریق یک افشانه تک سوراخه در پنج نوع هندسه مختلف برای محفظه احتراق مطالعه شده و خواص پاشش سوخت در این حالت ها به دست آمده است. با استفاده از تحلیل های کمی و کیفی در مورد شکل مناسب محفظه احتراق برای کارکرد موتور در حالت پاشش مستقیم بحث شده و در انتها بهترین شکل هندسه انتخاب شده است. در بخش دوم، با استفاده از هندسه انتخاب شده بر روی زمان بندی جرقه و محل شمع، به عنوان دو متغیر بسیار مهم، مطالعات احتراقی صورت گرفته است. پنج حالت مختلف برای قرارگیری شمع در نظر گرفته شده و ایده استفاده از دو شمع نیز بررسی شده است. بهترین نتایج احتراقی مربوط به حالتی بوده که در آن از دو شمع استفاده شده است. در پایان، با درنظر گرفتن بهترین محل برای شمع، اثر زمان بندی جرقه نیز مطالعه شده است. نتایج حل احتراق نشان می دهد، برای بهترین خواص احتراقی، جرقه می بایست در 50 درجه قبل از نقطه مرگ بالا صورت گیرد.

در این مقاله شبیه سازی عددی تزریق سوخت های دیزل و بنزین درون یک محفظه حجم ثابت تحت شرایط کاری یک موتور اشتعال تراکمی با نرم افزار اپن فوم انجام شده است. به منظور بررسی امکان استفاده از بنزین به جای دیزل برای افزایش بازده حجمی موتور اشتعال تراکمی و کاهش آلودگی هوا، مشخصات اسپری های دیزل و بنزین تحت فشارهای پاشش 40 و 80مگاپاسکال و همچنین دماهای 243، 273 و 313کلوین بررسی شده است. نتایج شبیه سازی با داده های تجربی حاصل از روش های عکس برداری سریع، مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که تحت شرایط یکسان، عمق نفوذ بخار هر دو سوخت تقریبا مشابه است. همچنین به دلیل فراریت کمتر سوخت دیزل نفوذ مایع آن در فشارهای 40 و 80مگاپاسکال به ترتیب به میزان 7 و 9میلی متر بیشتر از بنزین مشاهده شده است و همین ویژگی فراریت بیشتر بنزین برای اطمینان از زمان کافی برای تشکیل مخلوط یکنواخت سوخت و هوا در موتورهای اشتعال تراکمی استفاده می شود. علاوه بر این کاهش دمای سوخت از 313 به 243کلوین موجب افزایش نفوذ مایع بنزین و دیزل به ترتیب به میزان 12 و 10میلی متر و کاهش نرخ تبخیر شده است که موجب تشکیل مخلوطی غیریکنواخت می شود و در نتیجه باعث افزایش هیدروکربن های سوخته نشده و آلایندگی می شود.

استفاده از انرژی همجوشی به روش لختی (ICF) در چند دهه گذشته بسیار مورد توجه محققین بوده است. برای بالا بردن بهره انرژی در این روش، طراحیهای گوناگونی صورت گرفته است. روش متداول اشتعال مستقیم یا جرقه ای و روش اشتعال سریع ساچمه های سوخت بررسی می گردد. ترابرد نوترونها، الکترونها و فوتونها برای هر دو حالت در چند نمونه ساچمه حاوی ترکیبات مختلف برلیم و لیتیم محاسبه و مقایسه می شوند. استفاده از باریکه های یونی پر انرژی برای متراکم سازی مقدار کمی مخلوط دوتریم- تریتیم درون یک ساچمه کروی بهره انرژی نسبتا بالایی را به دست می دهد. در این کار با بررسی رفتار نوترونهای حاصل از همجوشی در لایه های اطراف سوخت، گرمادهی نوترون به این مواد که برلیم و لیتیم انتخاب شده است با استفاده از روش مونت کارلو و کد MCNP محاسبه گردیده است. مشاهده می شود که مقدار قابل توجهی از انرژی نوترون صرف گرم نگه داشتن این لایه ها می شود که منجر به انبساط این نواحی و متراکم نگه داشتن عناصر ناحیه سوخت و تسریع در انجام برهم کنشها و در نتیجه بالا بردن بهره انرژی در این ساچمه ها می گردد. با انجام محاسبات نتیجه می شود برلیم بهتر از لیتیم در انجام این کار موثر است. همچنین در یک بررسی مقدماتی ترابرد الکترونهای نسبیتی که در روش اشتعال سریع مورد توجه هستند در ساچمه های نمونه محاسبه و میزان گرمادهی آنها به سوخت D-T و لایه های برلیم داخل ساچمه حساب می گردد. در حالی که ناپایداری هیدرودینامیکی در روش اشتعال جرقه ای مشکل اصلی بهره انرژی آن است، روش اشتعال سریع جایگزین مناسبی برای همجوشی به روش لختی است.

اولین دوره احتراق (از 3 دوره احتراق) در موتورهای احتراق تراکمی دوره تاخیر اشتعال است. طول این دوره بر عملکرد و کارآیی موتور نقش بسزایی دارد. شناسایی و کنترل متغیرهایی که بر طول این دوره تاثیر دارند در طراحی و بالا بردن عملکرد موتور بسیار حائز اهمیت است. با استفاده از آزمایش فاکتوریل کامل با طرح پایه کاملا تصادفی آزمایش ها در چهار سطح سرعت دورانی موتور: rpm 1200، 1350، 1500 و 1650 و چهار سطح بار موتور: 55، 70، 85 و 100% بار کامل و 5 سطح زمان پاشش  سوخت: 22˚cabtdc، 27، 32، 37 و 42 که بر روی یک موتور کوچک دیزلی پاشش مستقیم صورت گرفت. متغیرهای احتراق موتور شامل دمای درونی سیلندر، فشار حداکثر، مشتق اول فشارحداکثر، مشتق دوم فشار حداکثر سیلندر و مشتق حداکثر گرمای آزاد شده و تاخیرهای اشتعال استاتیکی و دینامیکی اندازه گیری و تحلیل شدند. متغیرهای موثر بر تاخیر اشتعال شناسایی و مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای دمای داخلی سیلندر، دور موتور و نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، بیشترین تاثیر را بر تاخیر اشتعال داشتند. در یک شرایط ثابت بار و زمان پاشش سوخت، افزایش نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، دمای درونی سیلندر و دور موتور باعث کاهش تاخیر اشتعال استاتیکی و دینامیکی شد. در بار و دورهای ثابت موتور، افزایش فشار حداکثر تاخیر اشتعال را کاهش داد. متغیرهای بار، نرخ فشار حداکثر و شتاب فشار حداکثر سیلندر تاثیر قابل محسوسی بر تاخیر اشتعال نداشت.