هدف از رساله حاضر شبیه سازی موتور گازطبیعی پاشش مستقیم با بار چینه ای است. برنامه اصلی kiva-3v برای شبیه سازی پاشش سوخت های گازی اصلاح گردید. پاشش گازطبیعی در اتاق احتراق حجم ثابت با برنامه اصلاح شده شبیه سازی شد. همچنین الگوی اغتشاشی غیرخطی به برنامه kiva-3v اضافه گردید. برای محاسبه تنش رینولدز سه الگوی مختلف جریان مغشوش بررسی شد. زیرا الگوی جریان مغشوش k-? استاندارد نه تنها غیر ایزوتروپ بودن شدت توربولانس را نشان نمی دهد بلکه هنگامی که جریان های چرخشی عمودی و افقی داخل استوانه مهم هستند عملکرد مناسبی ندارد. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از الگوی خطی برنامه اصلی و الگوی های غیرخطی اضافه شده برای اتاق احتراق حجم ثابت با پاشش مستقیم گاز متان بررسی گردید. نتایج نشان داد که الگوی غیرخطی شدت اغتشاش داخل استوانه را بیشتر از الگوی خطی پیش بینی کرد. همچنین نتایج شبیه سازی پاشش گاز با استفاده از الگوی غیرخطی نشان داد که با پیش بینی بهتر جریان اغتشاشی داخل محفظه، اختلاط بیشتر و مقدار نفوذ فواره نسبت به الگوی خطی کمتر شد که به مقدار نتایج تجربی نزدیک تر است بنابراین الگوی غیرخطی نفوذ فواره گازی را دقیق تر از الگوی خطی پیش بینی کرد. هرچند زمان رایانه ای محاسبه در الگوی غیرخطی افزایش یافت، در شبیه سازی پاشش گاز، الگوی غیرخطی کارآمدی بیشتری دارد زیرا در پاشش گاز به حل معادلات اضافی متعلق به پاشش مایع نیاز نیست. پاشش فشار قوی گاز در داخل محفظه شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی پاشش فشارقوی گاز در مقایسه با نتایج تجربی و نتایج حاصل از نرم افزارهای star-cd و fluent صفحه ماخ و محل آن را به درستی پیش بینی کرد. چرخه موتور گازطبیعی پاشش مستقیم در مراحل تراکم و انبساط با استفاده از برنامه اصلاح شده kiva-3v شبیه سازی شد. نفوذ فواره گاز طبیعی در اتاق احتراق برای بررسی استقلال نتایج از تعداد حجره های محاسباتی استفاده شد. فشار داخل اتاق احتراق موتور و مقدار آلاینده no حاصل از موتور در مقایسه با نتایج تجربی موتور واقعی به خوبی پیش بینی شد که بیشینه فشار پیش بینی شده فقط 1.62 درصد و مقدار no خروجی پیش بینی شده 3.6 درصد با مقادیر تجربی موتور واقعی اختلاف دارد.

افزایش تولید گازهای گلخانه ای از جمله co2 در سال های اخیر سبب گرم شدن زمین شده است. این مساله به همراه افزایش قیمت سوخت باعث شده است که شرکت های خودروسازی به دنبال تولید خودروهایی با مصرف سوخت کمتر باشند. یکی از بهترین راهکارهای کاهش مصرف سوخت، تولید موتورهای پاشش مستقیم سوخت (gdi) می باشد. در این موتورها در دورهای کم و متوسط از بار چینه ای استفاده می شود. به این صورت که تزریق سوخت درون سیلندر به نحوی انجام می شود که در لحظه جرقه غلظت مخلوط سوخت و هوا در اطراف شمع در حد استوکیومتری باشد. البته در سایر نقاط سیلندر مخلوط رقیق خواهد بود. به این ترتیب مصرف سوخت کاهش می یابد. هدف این پایان نامه بررسی تغییرات لازم برای تبدیل یک موتور پاشش سوخت در راهگاه (pfi) به یک موتور پاشش مستقیم (gdi) است. برای این منظور موتور ملی ساخت شرکت ایران خودرو انتخاب شده است. هندسه موتور ترسیم و شبکه محاسباتی لازم بر روی آن ایجاد شده است. در مرحله بعد حالت پایه موتور توسط برنامه kiva-3v شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی موتور مقایسه و اعتبار سنجی شده است، که از اعتبار قابل قبولی برخوردار است. برای اعتبار سنجی از داده های فشار داخل سیلندر بر حسب زاویه لنگ استفاده شده است. برای تبدیل موتور به یک موتور gdi سوخت پاش داخل محفظه احتراق قرار داده شده است. شبیه سازی برای سوخت پاش های دارای 4، 6 و 8 نازل و همچنین فشارهای پاشش سوخت 30، 60، 100 و 140 بار، انجام شده است. نتایج می دهند که سوخت پاش های دارای 4 نازل برای استفاده در موتورهای gdi مناسب تر هستند. همچنین مشخص شده است که هرچه فشار پاشش سوخت بیشتر باشد، مخلوط بهتری در سیلندر ایجاد و فشار داخل سیلندر زیادتر شده و کار خروجی موتور افزایش می یابد.

یکی از راهکارهای موثر برای کاهش مصرف سوخت و گازهای آلاینده خروجی موتور استفاده از سیستم پاشش مستقیم سوخت به محفظه احتراق به جای پاشش در راهگاه می باشد. در این موتورها در سرعت های کم و متوسط از راهبرد چینه ای استفاده می شود. در راهبرد چینه ای مصرف سوخت به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. هدف از این پژوهش تعیین زاویه مناسب فواره سوخت برای یک موتور پاشش مستقیم سوخت در حالت بار چینه ای است. به همین منظور ابتدا موتور نمونه (موتور ملی) به صورت پاشش در راهگاه ورودی به صورت عددی در نرم افزار کیوا شبیه سازی شد. پس از مقایسه نتایچ این شبیه سازی با نتایج تجربی و صحه گذاری داده های شبیه سازی، راهبرد پاشش مستقیم جایگزین سیستم پاشش در راهگاه ورودی شده است. سپس زاویه مناسب پاشش سوخت برای کارکرد موتور در حالت پاشش مستقیم و بار چینه ای موتور تعیین گردیده است. در شبیه سازی ها زاویه پاشش سوخت در صفحه عمود بر راستای میل لنگ از 35 تا 130درجه تغییر داده شده است و سایر عوامل ثابت در نظر گرفته شده است. با بررسی نتایج مشخص شده که مخلوط سوخت و هوای مناسب جهت احتراق در حالت بار چینه ای در زاویه پاشش سوخت 90 درجه به دست می آید. در این حالت بیشترین مقدار کار خروجی و کمترین مقدار آلاینده تولید می شود.

چکیده : الزام کاهش مصرف سوخت و کم کردن آلاینده های خروجیمانند 〖co〗_2 و coو hcو〖no〗_(x )، خودرو سازان را به سمت تولید نمودن محصولاتی که بتواند نیاز های فوق را تامین نماید هدایت می کند. گرم شدن کره زمین در اثر انتشار گاز های گلخانه ای اخیرا بطور جدی مورد توجه قرار گرفته است. بمنظور رسیدن به استاندارد های مجاز در زمینه آلاینده ها، کاهش مشکلات زیست محیطی ضروری بنظر می رسد. سیستم سوخت رسانی خودروها بعنوان بخشی که فرایند احتراق را کنترل می کند دستخوش تغییر و تحول زیادی قرار گرفته است. به این دلیل آلاینده های تولیدی رابطه مستقیم با فرایند احتراق موتور دارد. قابلیت انعطاف بیشتر و پاسخگویی به نیاز های متعدد بسته به شرایط متفاوت عملکرد موتور دارد که از ویژگی های سیستمهای جدید است. کاهش مصرف سوخت با حفظ کارایی و کاهش همزمان آلاینده ها نیازمند کنترل دقیق فرایند شکل گیری مخلوط است. از این رو کنترل نمودن مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر از مزایای سیستم تزریق مستقیم در موتورهای بنزینی است. بنابراین آلاینده های خروجی و مصرف سوخت به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. در این پایان نامه با استفاده از برنامه شبیه سازی avl fire اثر زاویه پاشش بر میزان آلاینده گی و مصرف سوخت و قدرت موتورef7 بنزینی بررسی شده تا فرایند تشکیل مخلوط همگن که یکی از مهمترین عوامل موثر در عملکرد موتور می باشد با تغییر زاویه پاشش 75 درجه در صفحه xz بدلیل هدایت سوخت به دهانه شمع کامل سوزی ایجاد شده مقدار آلاینده ها بهبود داده شده است . کلیدواژه ها: موتور ef7 بنزینی، زاویه پاشش، شبیه سازی، شبکه بندی، احتراق

مطالعات بعمل آمده در خصوص آلودگی هوای شهر های بزرگ بیانگر آن است که بیشترین درصد آلودگی هوا مربوط به سیستم حمل و نقل می باشد. با توجه به مصرف سوخت های فسیلی در کشور به عنوان منبع تامین انرژی خودروها, یکی از راهکارهای موثر برای کاهش مصرف سوخت و گازهای آلاینده خروجی موتور استفاده از سیستم پاشش مستقیم سوخت به محفظه احتراق و همچنین استفاده از سوخت های با آلودگی کمتر می باشد. در این پژوهش، گاز طبیعی فشرده با توجه به پایین بودن سطح انتشار آلاینده های آن و پسمانهای سوختگی و نیز هزینه های کمتر و ایمنی بیشتر و فراوانی منابع آن در کشور به عنوان مناسب ترین سوخت جایگزین مورد بررسی قرار گرفته است . هدف از این پژوهش تعیین زاویه مناسب فواره سوخت برای یک موتور پاشش مستقیم سوخت گاز می باشد. به همین منظور ابتدا موتور نمونه (موتور ملی) به صورت پاشش مستقیم سوخت به صورت عددی در نرم افزار فایر شبیه سازی شد. پس از مقایسة نتایچ این شبیه سازی با نتایج تجربی پاشش در راهگاه ورودی و صحه گذاری داده های شبیه سازی، راهبرد پاشش مستقیم جایگزین سیستم پاشش در راهگاه ورودی شده است. سپس زاویه مناسب پاشش سوخت برای کارکرد موتور در حالت پاشش مستقیم و بار چینه ای موتور تعیین گردیده است. در شبیه سازی ها زاویه پاشش سوخت در صفحه xz از 80 تا 120درجه تغییر داده شده است و سایر عوامل ثابت در نظر گرفته شده است. با بررسی نتایج مشخص شده که مخلوط سوخت و هوای مناسب جهت احتراق در حالت بار چینه ای در زاویه پاشش سوخت 90 درجه در صفحه xz به دست می آید. در این حالت بیشترین مقدار کار خروجی و کمترین مقدار آلاینده تولید می شود.

بهبود خودروهای موجود از نظر کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها به دلیل عواملی چون اتمام پذیری سوخت های فسیلی، افزایش روز افزون مصرف بنزین، گرمایش جهانی و مسایل زیست محیطی برای دولت ها و صاحبان صنایع امری ضروری است. به همین دلیل موتورهای دیزلی پاشش مستقیم بطور گسترده در کار برد های خودرو و صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. با سخت تر شدن استاندارد های آلایندگی و تمایل به ساختن موتور هایی با بازده بالاتر، درک بهتر فرآیند احتراق این موتور ها ضروری است تا بتوان گام بعدی را در بهینه کردن طراحی موتور برای کاهش آلایندگی و بهبود کار کرد موتور برداشت. یکی از پارا متر هایی که امروزه نقش مهمی در عملکرد موتور و بهبود احتراق دارد، فشار پاشش سوخت و زمان بندی پاشش می باشد. این مطالعه به بررسی عددی اثرات تغییرات فشار پاشش سوخت بر آلایندگی وعملکرد موتور دیزلی در قالب شبیه سازی عددی توسط نرم افزارavl-fire می پردازد. در این تحقیق با ثابت نگه داشتن میزان مصرف سوخت مدت زمان پاشش از5 الی 12 درجه میل لنگ وزمان شروع پاشش از 3 درجه قبل تا 2 درجه بعد از نقطه مکث بالا تغییر می کند و به ازای این تغییرات فشار و آلایندگی موتور مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که با افزایش فشار پاشش سوخت، میزان آلاینده دی اکسید نیتروژن تا حد زیادی افزایش و آلاینده دوده کاهش می یابد.

در این پژوهش اثر ویسکوزیته و سرعت چرخش سیال روی پودرشدگی یک اسپری مخروط توخالی لزج چرخان با نوسانات سینوسی و جریان هوای غیر لزج بررسی شد. حل مسئله به روش تحلیلی خطی انجام شد و معادله توزیع بدون بعد نرخ رشد موج بدست آمد. معادله غیر خطی حاصل با روش عددی حل و اثر لزجت و سرعت چرخشی سیال روی ماکزیمم نرخ رشد و عدد موج معادل آن بررسی شد. نتایج نشان داد که کاهش ویسکوزیته و افزایش سرعت چرخشی سیال، نرخ رشد ماکزیمم و عدد موج معادل آن را افزایش می دهد. ماکزیمم نرخ رشد موج با طول شکست اولیه اسپری مرتبط بوده و با افزایش آن طول شکست کوتاهتر شده و قطر قطرات کاهش می یابد که نتیجه آن بهبود احتراق و کاهش مصرف سوخت در صورت استفاده از این سیستم در موتور می باشد.

در تحقیق حاضر، عملکرد یک موتور دیزل پاشش مستقیم با چهار نوع سوخت b0 ،b20، b20 با ترکیب درصد 08/0 و16/0 درصد حجمی نانوکسید آهن مورد بررسی قرار گرفته است. روش انجام تحقیق به این صورت بوده که آزمایش های عملکرد موتور در دورهای 1200،1600،2000،2400 دور بر دقیقه انجام شده است. نتایج مربوط به گشتاور، توان، میزان آلایندگی، دمای گازهای خروجی از اگزوز، مصرف ویژه سوخت ترمزی برای سوخت های مذکور مقایسه شده اند. نتایج این تحقیق نشان داد که در سوخت های مورد استفاده گشتاور و توان در سوخت b20د نیتروژن کاهش می یابند و این به دلیل احتراق شدیدتر و دمای احتراق بالاتر است. همچنین با سوختb20+0/08nano نسبت به سوخت b20 تا اندازه ای در بحث آلایندگی و توان نتایج مثبت به دست آمد.

با توجه به آلایندگی های زیست محیطی ناشی از موتورهای احتراق داخلی و کاهش منابع سوخت های فسیلی، گاز طبیعی فشرده به عنوان جایگزینی برای سوخت بنزین مصرفی خودروها بسیار مورد توجه قرار دارد. گاز طبیعی فشرده در جایگاه سوخت کمکی نسبت به بنزین دارای مزایایی شامل عدد اکتان بیشتر می باشد و استفاده از سوخت ترکیبی هیدروژن و گازطبیعی موجب کاهش آلاینده های co ، co2 و hc می شود و همچنین افزودن مقدار کمی هیدروژن به مخلوط هوا-گازطبیعی باعث افزایش سرعت انتشار شعله، کاهش زمان تاخیر اشتعال، کاهش تلفات مدت احتراق و بهبود بازده گرمایی خواهد شد. در این مقاله از برنامه شبیه سازی ترمودینامیکی شبه ابعادی دو ناحیه ای (سوخته، نسوخته) برای شبیه سازی و پیش بینی عملکرد موتور درونسوز اشتعال جرقه ای چهار سیلندر آماده شد. برنامه، متغیرهای عملکرد موتور شامل توان و مصرف ویژه سوخت را پیش بینی می نماید. نتایج بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی موتور xu7 مقایسه گردید. نتایج پیش بینی شده شامل منحنی تغییرات فشار استوانه تطابق خوبی با مقادیر تجربی نشان داد. افزایش درصد هیدروژن در سوخت ترکیبی موجب افزایش فشار موثر متوسط شد. که این امر موجب افزایش توان و راندمان و همچنین کاهش مصرف سوخت موتور درونسوز شد. آلایندگی مونواکسید کربن و دی اکسید کربن به دلیل جابجایی مستقیم یک سوخت کربنی با هیدروژن کاهش یافت.

مصرف سوخت های فسیلی در خودروها به جهت اینکه این نوع انرژی ها رو به اتمام است و همچنین مشکلات ناشی از آلودگی هوا یکی از موارد مهمی است که باید در خودروها به عنوان یکی از مصرف کنندگان این نوع سوخت ها توجه بیشتری بشود، تا حد امکان مصرف در خودرو به حداقل ممکن کاهش یابد. از اینرو در این پروژه به یکی از مجموعه خودرو یعنی سیستم تهویه مطبوع تابستانی که نقش زیادی در افزایش مصرف سوخت دارد پرداخته می شود، تا در صورت امکان سیستم فعلی خنک کاری داخل کابین خودرو که با سیستم تبرید تراکمی انجام می شود با سیستم تبرید اجکتوری جایگزین شود.

در پژوهش حاضر که در جهت توسعه موتور ملی دیزل سواری (efd) می باشد به بررسی اثر هندسه کاسه پیستون و زاویه پاشش سوخت پرداخته شده است. برای این منظور از دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی avl fireبرای شبیه سازی سیکل بسته موتور که شامل دو مرحله تراکم و احتراق می باشد استفاده شده است. ابتدا نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی صحه گذاری شده تا قابلیت اعتماد سایر نتایج برای بحث و مقایسه فراهم گردد. سپس با شبیه سازی چهار هندسه مختلف برای کاسه پیستون و سه زاویه متفاوت پاشش سوخت در صفحه (xz)، میزان فشار و دمای حاصل شده در داخل سیلندر و مقدار آلایندگی آن ها با هم مقایسه گردیده است.

در این تحقیق عملکرد یک موتور دیزل پاشش مستقیم با سوخت ترکیبی دیزل- بیودیزل با استفاده از یک مدل احتراق پنج ناحیه ای بررسی شده است. شبیه سازی انجام شده در سیکل بسته موتور شامل تراکم، پاشش سوخت، احتراق و انبساط و به زبان برنامه نویسیc صورت پذیرفته است. این مدل با تفکیک محفظه احتراق به پنج ناحیه مختلف، اطلاعات محلی مطلوبی همچون دما، نسبت هم ارزی و ترکیب شیمیایی را در هر ناحیه به دست می دهد. در طی تزریق سوخت، اسپری پاشش به پنج ناحیه تقسیم می شود که دما و ترکیب سوخت در هر ناحیه سنجیده می شود؛ این پنج ناحیه عبارتند از: ا) ناحیه جت مایع 2) ناحیه جت بخار شده 3) ناحیه ی محصولات غنی شده 4) ناحیه شعله دیفیوژن 5) ناحیه گازهای محیطی که از هوا و احتمالاً egr تشکیل شده اند.