مدل سازی و بررسی پارامترهای احتراقی و آلایندگی یک موتور اشتعال جرقه ای با استفاده از مخلوط های بنزین- بیواتانول به کمک برنامه نویسی ژنتیک

در این تحقیق، پارامترهای احتراقی و آلایندگی یک موتور اشتعال جرقه ای چهار سیلندر در دو بخش عملی و نظری و با استفاده از مخلوط سوخت های بیواتانول و بنزین با درصدهای حجمی 20، 40، 60 و 85 درصد بیواتانول، در موقعیت های مختلف دریچه گاز و سرعت های متفاوت موتور مورد بررسی قرار گرفتند. پارامترهای احتراقی محاسبه شده در این تحقیق شامل: بیشینه فشار درون سیلندر، فشار درون سیلندر بر حسب زاویه میل لنگ، نرخ آزادسازی حرارت و آزادسازی حرارت تجمعی است. پارامترهای آلایندگی اندازه گیری شده نیز شامل: گاز های co، co2، uhc و nox است. نتایج حاصل از داده های تجربی نشان داد هنگامی که درصد حجمی بیواتانول در مخلوط سوخت بیواتانول و بنزین افزایش می یابد، بیشینه فشار سیلندر، نرخ آزادسازی حرارت و آزادسازی حرارت تجمعی نیز افزایش می یابد. میانگین افزایش بیشینه فشار در سرعت های مختلف و موقعیت باز بودن کامل دریچه گاز برای سوخت های e85، e60، e40 و e20 نسبت به سوخت e0 (بنزین خالص) به ترتیب 15/6، 06/5، 25/4 و 42/1 درصد افزایش نشان داد. همچنین بر اساس یافته های این تحقیق، با افزایش درصد بیواتانول در مخلوط های سوخت مقدار آلاینده های هیدروکربن های نسوخته و منواکسید کربن کاهش و دی اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن افزایش می یابند. در قسمت نظری، پارامترهای احتراقی و آلایندگی موتور با استفاده از برنامه نویسی ژنتیک مدل گردید. یافته های تحقیق نشان داد که مدل های ریاضی بدست آمده برای این پارامترها به خوبی توانسته است نتایج را پیش بینی نماید به طوری که محدوده ضریب همبستگی 1 تا 99/0 میان نتایج واقعی و پیش بینی شده بدست آمد و ریشه میانگین مربعات خطا برای بیشینه فشار سیلندر و آلاینده های co، co2، uhc و nox برای داده های آموزش به ترتیب 669/0، 018/0، 21/0، 79/8 و 2/21 و برای داده های ارزیابی به ترتیب 796/0، 017/0، 202/0، 12/9 و 10/21 بدست آمد.