شبیه سازی انتقال حرارت و احتراق در موتورهای احتراق داخلی با شارژ چینه ای پاشش مستقیم

مدلی برای پیش بینی عملکرد موتورهای احتراق داخلی با شارژ چینه ای توسعه داده شده است که محاسبات کامل سیکلی را که از هندسه موتور، زمان بندی سوپاپها، پاشش سوخت ، مشخصات سوخت و شرایط کاری موتور شروع شده و شامل قسمتهای روی هم افتادگی سوپاپها، مکش ، احتراق، انبساط و تخلیه می باشد را انجام می دهد. فرآیند اختلاط با استفاده از مدل اختلاط جت سوختی بررسی شده و معادلات در سیستم مختصات استوانه ای با میدان فشار غیریکنواخت حل می شوند. تغییرات شکل جت سوختی در برخورد با دیواره صلب محاسبه شده و حرکت هوای داخل سیلندر با استفاده از جزئیات زیرمدلی برای مشخص کردن مسیر جت سوختی بررسی می شود. در طول احتراق جت سوختی به المانهای مختلفی تقسیم شده و فرآیند احتراق هر المان به صورت یک فرآیند اخطلات بین جت سوختی و گاز اطراف و هوای مکیده شده از اطراف جت به داخل المان تحلیل می شود. محفظه احتراق به پنج سطح حرارتی شامل سطح سوپاپ ورودی، سطح سوپاپ خروجی، سطوح مربوط سرسیلندر، دیواره سیلندر و بالای پیستون تقسیم بندی شده و با استفاده از رابطه انتقال حرارت و شنی و مدل آشفتگی برای انتقال حرارت و احتراق شبیه سازی شده و نتایج حاصل از هر دو مدل با نتایج تجربی توافق خوبی دارد. برنامه تهیه شده با هر دو مدل برای انجام انواع مطالعات پارامتری طراحی قسمتهای مختلف موتور دارای توانایی بسیار بالایی می باشد و قابلیت محاسبه عملکرد موتور از قبیل راندمان حرارتی، فشار موثر متوسط، مصرف ویژه سوخت و انواع پارامترهای عملکردی از قبیل فشار، دما، انتقال حرارت ، شارهای جرمی ورودی و خروجی سیلندر، جرم داخل سیلندر، میدان جریان داخل سیلندر، تلفات اصطکاکی، کار تولیدی پیستون و سایر پارامترها را دارا می باشد.