بهبود راندمان و بازده موتور دیزل در سیکل استاندارد هوا و سوخت در یک فرآیند برگشت ناپذیر

در این تحقیق به منظور ایجاد بستری مناسب برای آنالیز ترمودینامیکی و بهینه سازی عملکرد موتورهای دیزل واقعی، مدل صفر بعدی سیکل سوخت و هوای دیزل به جای سیکل استاندارد هوای دیزل ارایه شد. تأثیر عوامل برگشت ناپذیر مانند: راندمان های تراکم و انبساط، اتلاف اصطکاکی پیستون و اتلاف انتقال حرارت از دیواره های سیلندر در تحلیل مدل در نظر گرفته شدند. برای محاسبه تلفات حرارتی دیواره سیلندر از مدل تیلور استفاده شد. نتایج مربوط به تحلیل عددی عملکرد مدل در یک سیکل نشان داد که: با افزایش نسبت تراکم، نخست توان خروجی و راندمان حرارتی افزایش و پس از رسیدن به مقدار ماکزیمم خود با افزایش نسبت تراکم کاهش یافتند. در نسبت های تراکم یکسان، با افزایش نسبت هم ارزی تا مقادیر نزدیک به استوکیومتری (1 ) توان خروجی و راندمان حرارتی ابتدا افزایش و سپس کاهش یافتند. برای اطمینان از نزدیکی مدل به اساس عملکرد موتورهای دیزل واقعی، پارامترهای عملکردی موتور دیزل 4.248g که روی تراکتور itm 285 قرار دارد و در زمینه کشاورزی بسیار پرکاربرد می باشد، در ضریب بارهای 0، 25، 50، 75 و 100 درصد با استفاده از مدل مذکور تعیین شدند و با داده های تجربی این موتور مقایسه شدند. نتایج بدست آمده در این قسمت نشان داد که: در ضرایب بار 25، 50، 75 و 100 درصد حداکثر اختلافات محاسبه شده در تعیین توان خروجی، گشتاور، مصرف سوخت ویژه و راندمان حرارتی موتور 4.248g به کمک روش مدل و مقایسه با داده های تجربی قابل قبول و در بار معادل صفر غیر قابل قبول می باشند. ماکزیمم توان خروجی در سرعت 2000 دور در دقیقه و بار کامل (100%) برابر 42/31 کیلووات، ماکزیمم گشتاور خروجی در سرعت 1800 دور در دقیقه و بار کامل برابر 209/22 نیوتن متر، مقدار کمینه مصرف سوخت ویژه در سرعت 1400 دور در دقیقه و ضریب بار 75 درصد برابر 235/15 گرم بر کیلووات ساعت و ماکزیمم راندمان حرارتی خروجی موتور در سرعت 1400 دور در دقیقه و ضریب بار 75 درصد برابر 32/96% محاسبه شدند. نتایج بدست آمده از این مطالعه راهنمایی خوبی برای ارزیابی عملکرد و بهبود موتورهای دیزل واقعی از جمله موتور 4.248g می باشد.