شبیه سازی و تحلیل عملکرد موتور احتراق داخلی با نرم افزار gt-suite

راه حل مناسبی که برای رفع مشکل تامین سوخت در خودروها پیشنهاد می گردد، یافتن جایگزینی برای بنزین است که در مقایسه با آن دارای کارایی فنی لازم در خودرو بوده و از نظر زیست محیطی نیز آلاینده های کمتری تولید نماید. از آنجایی که ایران دارای منابع غنی گاز طبیعی بوده و در حال حاضر امکان حذف کامل خودروهای بنزینی از سیستم حمل و نقل و جایگزینی آن با خودروهای با سوخت جایگزین وجود ندارد گزینه مناسب بعنوان سوخت جایگزین استفاده از مخلوط بنزین و گاز طبیعی فشرده (cng) می باشد. هدف از این تحقیق، بررسی استفاده از این سوخت در موتور احتراق داخلی جرقه ای چهار زمانه به همراه ارزیابی تبعات اقتصادی این جایگزینی می باشد. این کار از طریق ساختن مدل یک بعدی موتور مورد نظر در نرم افزار gt-suite و انجام فرآیند شبیه سازی توسط این مدل به انجام رسید. خروجی های مدل تعیین پارامترهای عملکرد موتور از نقطه نظر توان، گشتاور و مصرف ویژه سوخت ترمزی به همراه آلاینده های زیست محیطی شامل دی اکسید کربن، مونواکسید کربن، هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای نیتروژن می باشد. این ارزیابی ها بر روی یک موتور احتراق داخلی جرقه ای بنزینی که با نصب تجهیزات، گازسوز شده و در سه حالت عملکردی مختلف بنزین سوز، گازسوز و دوگانه سوز برای دورهای موتور rpm1000و rpm2000 وrpm3000 وrpm4000 در دو حالت دریچه گاز تمام باز و دریچه گاز نیمه باز انجام شده است. درصد جرمی گاز طبیعی فشرده در مخلوط سوخت ورودی 6%، 8%، 10%، 20% و 40% در نظر گرفته شده است. . برای اعتبار بخشی به مدل، نتایج آزمایشات انجام گرفته توسط مرکز تحقیقات شرکت مگاموتور بر روی موتور چهار سیلندر بنزینی پراید صبا 3/1 لیتری دوگانه سوز اشتعال جرقه ای برای دو حالت صد در صد بنزین سوز و صد در صد گازسوز در دور موتور های rpm1000و rpm2000 وrpm3000 وrpm4000 برای وضعیت دریچه گاز تمام باز استفاده شده است. نتایج نشان از کاهش 35 تا 45% مصرف سوخت ویژه ترمزی و کاهش 42 تا 58% توان و 18 تا 26% گشتاور ترمزی می باشد، در ضمن با افزایش درصد جرمی گاز طبیعی در مخلوط سوخت ورودی، آلایندگی اکسیدهای نیتروژن 95 تا 123% افزایش می یابد و درمقابل آلاینده های مونواکسید کربن 50 تا 70% و دی اکسید کربن 20 تا 30% و هیدروکربن های نسوخته 70 تا 85% کاهش می یابند. در ادامه بهترین حالت عملکردی فنی موتور برای حالت دوگانه سوز در دورهای مختلف کسر جرمی 6% گاز طبیعی تعیین شد.