مدل سازی و تحلیل ترمودینامیکی دمای اگزوز در یک موتور hcci

چکیده: امروزه در صنعت خودروسازی، از موتور های hcci به عنوان یکی از موتورهای احتراق داخلی با آینده ای امیدوارکننده یاد می شود. موتورهای hcci ، از نسبت تراکم بالا و مخلوط رقیق و همگن سوخت و هوا استفاده می کنند. این کلید بازده ی بالا و آلایندگی پایین nox و pm در این نوع از موتورهاست. تغییرات سیکلی پایین به علت هموژن بودن مخلوط و اشتعال خودکار مخلوط سوخت و هوا بطور همزمان در چندین نقطه، نیز از دیگر ویژگیهای موتورهای hcci است. اما مشکل عمده ی آنها به بالا بودن میزان آلاینده های hc و co بر می گردد. که علت عمده ی آن، احتراق ناقص و پایین بودن دمای گازهای خروجی از موتور به علت وجود هوای اضافی است. اما به هر حال این موتور ها در قیاس با موتورهای si و دیزل میزان آلایندگی nox و دوده ی کمتری دارند. حذف آلاینده های hc و co به مراتب از nox و دوده راحت تر است. نتایج نشان می دهد که اگر دمای گازهای خروجی از موتور hcci به اندازه ی کافی برای پروسه ی اکسایش بالا باشد بطوری که واکنشگر ها در tlight_off خودشان قرار داشته باشند، پخش آلاینده های hc و co به مراتب کاهش می یابد. نتایج مدل سازی حاکی از این است که بیش از 30% گازهای خروجی از موتور hcci دمایی پایین تر از دمای light-off که برای اکثر واکنشگرهای شیمیایی شناخته شده حدود oc 300 است، قرار دارند. در این پایان نامه ابتدا در بخش مقدمه ، سعی شده است تا حدی به معرفی موتورهای hcci و چالش های پیش روی پرداخته شود سپس به علت وابسته بودن میزان پخش آلاینده های hc و co به دمای گازهای خروجی از موتور، به مدل سازی کامل و مرحله به مرحله ی موتور hcci و در نهایت ارائه ی مدلی ترمودینامیکی برای دمای گازهای خروجی از موتورهای hcci پرداخته شده است. مدل ارائه شده تعمیم کار دکتر شاهبختی [4] است و مدل سازی مراحل مکش و تخلیه برای ارائه ی مدل ترمودینامیکی دمای گازهای خروجی، توسط اینجانب ارائه شده است. با توجه به در دسترس بودن اطلاعات تجربی برای حالت پایدار برای بیش از 300 نقطه و هم چنین حالت گذرا ، برای صحه گذاری و اعتبار مدل، به ارزیابی مدل و مقایسه ی نتایج با داده های تجربی پرداخته شده است. نتایج، سازگاری بالای مدل با داده های تجربی، مخصوصا برای حالت گذرا که بعد از اعمال تاثیر خطای زمانی ترموکوپل در ثبت دما، با داده های تجربی منطبق شده است را نشان می دهد. سپس در فصل سوم سعی شده است تا با آنالیز فاکتورهای موثر روی دمای اگزوز، محدوده ی عملکرد مناسب جهت کاهش آلاینده های hc وco تشخیص داده شود. و در نهایت در فصل پایانی به نتیجه گیری و ارائه ی پیشنهادات برای کارهای بعدی پرداخته شده است.