بررسی عددی عملکرد یک موتور اشتعال جرقه‌ای مجهز به سیستم زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها

نویسندگان

دانشکده فنی‌مهندسی دانشگاه امام حسین(ع)

چکیده

زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها به عنوان یکی از عوامل موثر بر کارکرد یک موتور بنزینی در این پژوهش مورد توجه قرار گرفته است. زمان باز شدن، بسته شدن، مدت زمان باز ماندن و مقدار خیز سوپاپ‌های ورودی و خروجی به عنوان پارامترهایی هستند که در مقوله زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها می‌توان به آنها پرداخت و تاثیر هر یک از آنها را در عوامل عملکرد ترمودینامیکی موتور و اتلافات حرارتی بررسی نمود. در این مقاله با استفاده از برنامه پیش پردازنده K3PREP یک مش متحرک با سازمان شامل سوپاپ‌ها و راهگاه‌های ورودی و خروجی تولید شده است. آن­گاه به کمک برنامه شبیه‌‌ساز KIVA-3V و با توجه به تغییرات اعمالی بر روی هر یک از پارامترهای زمان‌بندی سوپاپ‌ها به تحلیل نتایج به دست آمده پرداخته شده است. شبیه‌سازی بر روی یک موتور اشتعال جرقه‌ای صورت گرفته است. مقایسه نتایج این شبیه‌سازی با نتایج تجربی حاکی از تطابق  رضایت­بخش است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of a SI-Engine Performance Equipped with a Variable Valve Timing System

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical Simulation
  • SI- engine
  • Variable valve timing
  • KIVA-3V solver
  1. Dresner, T., and Barkan, P. “A Review and Classification of Variable Valve Timing Mechanisms”, SAE paper 890674, 1989. 1.##
  2. Nagumo, S., and Hara, S. “Study of Fuel Economy Improvement Through Control of Intake Valve Closing Timing: Cause of Combustion Deterioration and Improvement”, JSAE Review, Vol. 16, No. 139, 1995. 2.##
  3. Kohany, T., and Sher, E. “Using the 2nd Law of Thermodynamics to Optimize Variable Valve Timing for Maximizing Torque in a Throttled SI Engine”, SAE paper 99010328, 1999. 3.##
  4. Stone, R., and Kwan, E. “Variable Valve Actuation Mechanisms and the Potential for Their Application”, SAE paper 890673, 1989. 4.##
  5. Lenz, HP., Wichart, K., and Gruden, D. “Variable Valve Timing- A Possibility to Control Engine Load Without Throttle”, SAE paper 880388, 1988. 5.##
  6. Gray, C. “A Review of Variable Engine Valve Timing”, SAE paper 880386, 1988. 6.##
  7. Schechter, M.M., and Levin, M.B. “Cam Less Engine”, SAE paper 960581, 1996. 7.##
  8. Moriya, Y., Watanabe, A., Uda, H., Kawamura, H., Yoshioka, M., and Adachi, M. “A Newly Developed Intelligent Variable Valve Timing System Continuously Controlled Cam Phasing as Applied to a New 3 Liter Inline 6 Engines”, SAE paper 960579, 1996. 8.##
  9. Jost, K. “Spark-Ignition Engine Trends”, Automotive Engineering International, pp. 26–39, 2002. 9.
  10. Duckworth, R.F., and Barker, L. “A Comparative Study of Variable Camshaft Phasing and Port Throttling for Performance and Emissions”, SAE paper 960580, 1996. 10.##
  11. Leone, T.G., Christenson, E.J., and Stein R.A. “Comparison of Variable Camshaft Timing Strategies at Part Load”, SAE paper 960584, 1996. 11.##
  12. Shiga, S., Morita, M., Yagi, S., Matsumoto, T., Nakamura, H., and Karasawa, T. “Effect of Early-Closing of Intake-Valve on the Engine Performance in a Spark-Ignition Engine”, SAE paper 960585, 1996. 12.##
  13. Badami, M., Marzano, M.R., and Nuccio, P. “Influence of Late Intake-Valve Opening on the SI Engine Performance in Idle Condition”, SAE paper 960586, 1996. 13.##
  14. Ueda, N., Sakai, H., Iso, N., and Sasaki, J. “A Naturally Aspirated Miller Cycle Gasoline Engine- Its Capability of Emission, Power and Fuel Economy”, SAE paper 960589, 1996. 14.##
  15. Bozza, F., Gimelli, A., Senatore, A., and Caraceni, A. “A Theoretical Comparison of Various VVA Systems for Performance and Emission Improvements of SI-Engines”, SAE paper 2001-0100670, 2001. 15.##
  16. Amsden, A.A., O’Rourke, P.J., and Butler, T.D. “KIVA-II: A Computer Program for Chemically Reactive Flows with Sprays”, Los Alamos National Laboratory Report, LA-11560-MS, May 1989. 16.##
  17. Heywood, J.B. “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-Hill, Inc. 1998. 17.##
  18. Shikida, T., Nakamura, Y., and Nakakubo, T., “Development of the High Speed 2ZZ-GE Engine”, SAE 2000 World Congress Detroit, Michigan, March 6-9, 2000. 18.##
  19. Amsden, A.A. “KIVA-3: A KIVA Program with Block-Structured Mesh for Complex##
  20. Geometries”, Los Alamos National Laboratory##
  21. Report, LA-12503-MS, March 1993. 19.##
  22. Amsden, A.A. “KIVA-3V: A Block-Structured KIVA Program for Engines with Vertical or Canted Valves”, Los Alamos National Laboratory Report, LA-13313-MS, July 1997. 20.##
  23. Peng, Z.J., and Jia, M. “An Investigation and Evaluation of Variable Valve Timing and Variable Valve Actuation Strategies in a Diesel Homogeneous Charge Compression Ignition Engine Using Three-Dimensional Computational Fluid Dynamics”, Proc. IMechE, Vol. 222, 2008.##