تعیین شروع و طول احتراق موتور اشتعال‌تراکمی مخلوط‌همگن به روش مقدار متوسط برای کاربردهای کنترلی

Abstract

امروزه موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن، اندیشه‌ای نوین برای کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های تولیدی موتور محسوب می‌شوند. به همین علت بررسی‌های گوناگونی در این زمینه انجام شده است. مهم‌ترین مشکل برای انبوه‌سازی این موتورها در صنعت، دشواری کنترل احتراق در آنها است. برخی از متغیرهای موتور بر احتراق و عملکرد آن تأثیر بسزایی دارند. بررسی این متغیرها در یک الگوی تک ناحیه‌ای، شدت تأثیر هر یک از آنها بر عملکرد موتور را به طور کیفی مشخص می‌کند. در این مقاله یک مدل تک ناحیه‌ای با در نظر گرفتن سینتیک مفصل شیمیایی در محیط برنامه نویسی نرم‌افزار متلب ایجاد و پس از واسنجی، تأثیر متغیرهایی نظیر فشار و دمای مخلوط ورودی، نسبت هم‌ارزی، مقدار گازهای برگشتی، رطوبت نسبی و دور موتور بر زمان شروع و طول دوره احتراق به دقت بررسی شد. سوخت موتور در این بررسی متان بوده و زمان شروع احتراق، لحظه‌ای در نظر گرفته شده که 5درصد سوخت موجود مصرف شده است. در نهایت از برازش نتایج حاصل از شبیه‌سازی، رابطه‌ای برای زمان شروع و طول دوره احتراق با تکیه بر اصول مدل‌سازی روش مقدار متوسط به منظور استفاده در مدل‌های کنترل‌گرا ارائه شده است. همچنین مقدار میانگین مشتق سوم فشار بر حسب درجه لنگ در لحظه شروع احتراق برای موتور مورد نظر گزارش شده که یکی از مهمترین معیارهای تعیین زمان شروع احتراق در کاربردهای کنترلی است.