تایید مدل پلی‌تروپیک-مبنای نشتی با استفاده از داده‌های تجربی سیکل‌های موتورگردانی با سوخت بنزین

Abstract

پدیده‌ی نشتی مخلوط سوخت و هوا از شکاف‌های سیلندر-پیستون که به دلیل اختلاف فشار داخل سیلندر و شکاف‌های متصل به آن اتفاق می‌افتد، روی عملکرد موتور تاثیرگذار است. درکار حاضر، نتایج تجربی موتورگردانی با سوخت بنزین در نسبت هم‌ارزی سوخت به هوای 0.9 به کمک تکنیک پرش جرقه از یک موتور پژوهشی تک سیلندر چهار زمانه استخراج شد. مدل نسبتا ساده‌ی غیر ترمودینامیکی پلی‌تروپیک-مبنا تعریف و نظریه‌ی حجم-روزنه نشتی به آن الحاق شد و جریان ازمیان شکاف‌ها درحالت موتورگردانی بررسی شد.از نکات مثبت این مدل می‌توان به پیشگویی نشتی سیکل بدون انجام محاسبات پیچیده‌ی انتقال گرما و ترمودینامیک اشاره کرد. یک مدل تایید شده‌ی شبیه‌ساز ترمودینامیکی که به زیرمدل نشتی مجهز است برای تایید مدل پلی‌تروپیک-مبنای حاضر استفاده شد. فشار سیلندر برآورد شده با مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی در حالت موتورگردانی با سوخت بنزین در نسبت هم‌ارزی مذکور انطباق خوبی با فشار اندازه‌گیری شده بالاخص در محدوده‌ی فشار بالا داشت. در مدل پلی‌تروپیک-مبنا، ابتدا به‌جای فشار تجربی سیلندر، فشار خروجی مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی وارد و میزان نشتی آن برآورد شد. سپس با ورودی نتایج تجربی فشار سیلندر به مدل پلی‌تروپیک-مبنا در نسبت هم‌ارزی 0.9، جرم داخل سیلندر و میزان نشتی به شکاف‌ها برآورد و با پیشگویی نشتی مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی مقایسه شد. بین نتایج حاصله‌ و نتایج مدل شبیه-ساز ترمودینامیکی توافق خیلی خوبی مشاهده شد. مدل جدید حداکثر نشتی را 6.88% جرم سیلندر در نزدیکی قله‌ی فشار نشان دادکه با کاهش فشار در مرحله‌‌ی انبساط به0.45% تقلیل یافت.