19983

۱۹۹۸۳

بررسي ديناميكي رفتار گذراي موتور اشتعال جرقه اي توربوشارژ شده در شرايط عملكرد توام شير كنار گذر و زمانبندي سوپاپها

دكتري

سيستم محركه

۱۳۹۱-۱۳۹۶

۱۳۹۶/۱۲/۱۹

دكتر اميرحسن كاكايي

خودرو

در اين پژوهش شبيه¬سازي موتور توربوشارژ اشتعال جرقه اي EF7-TC در نرم افزار جي تي پاور انجام شده است و تمركز بر روي پاسخ گشتاور گذرا مي¬باشد. موتور پايه موتور EF7-TC، كه يك موتور اشتعال جرقه¬اي 1.65 ليتري و مجهز به توربوشارژر، مي¬باشد. نحوه كاليبره كردن مدل موتور در نرم افزار جي تي پاور در حالت گذرا و تفاوت هاي آن با كاليبره كردن در حالت پايدار بررسي شده است. در اين كاليبراسيون فرآيندهاي پاشش و احتراق و انتقال حرارت در منيفولد خروجي و عملكرد مجموعه توربوشارژر براي حالت گذرا كاليبره و صحه گذاري شده اند. در اين مرحله يك راه حل مناسب براي پيش بيني رفتار گذراي توربوشارژر مخصوصا در دورهاي پايين كه داده هاي آزمايشگاهي وجود ندارد، ارائه شده است. براي صحه¬گذاري نتايج به¬دست¬آمده از مدل موتور شبيه¬سازي شده در نرم¬افزار جي تي پاور، از نتايج آزمايشگاهي اخذ شده از شركت تحقيقات و توسعه موتور ايران خودرو(IPCO) استفاده شده¬است. در اين پژوهش بهينه سازي در طول دوره گذرا به صورت ديناميكي انجام شده است و براي بهينه سازي، از ارتباط نرم افزارهاي جي تي پاور، ام-فايل متلب و سيمولينك متلب استفاده شده است تا يك تنظيمات خوب براي به كارگيري هم زمان تكنولوژي هاي شير كنارگذر توربوشارژر و زمان¬بندي متغير سوپاپ ها در طول دوره گذرا پيدا شود. هدف بهينه¬سازي ماكسيمم كردن انتگرال گشتاور در بازه زماني مربوط به حالت گذرا مي¬باشد. حالت گذرايي كه در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته، حالت گذرايي است كه در آن دور موتور ثابت است و بار موتور به واسطه باز شدن دريچه گاز، از يك مقدار اوليه تا يك مقدار ثانويه افزايش مي¬يابد. براي بهينه سازي از الگوريتم ژنتيك اصلاح شده استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه با اين بهينه سازي درصد بهبود انتگرال گشتاور در دور1750، 2000 و 4500 دور بر دقيقه به ترتيب برابر 92/7، 66/12 و 67/3 مي باشد. نتيجه ديگر اين مطالعه آن است كه اگر نسبت فشار خروجي به فشار ورودي در اين موتور در فاز دوم گذرا در حدود 1.1 باشد عملكرد گذراي موتور بهينه خواهد شد.

1397/11/06

Dynamic Evaluation of The Transient Response of a Turbocharged Spark Ignition Engine With Valve Timing & Waste Gate Performance Simultaneously

1/26/2019 12:00:00 AM

In this study, the turbocharged spark ignition engine is simulated in the GT-Power software and the focus is on the transient torque response. The base engine is the EF7-TC which is a spark ignition 1.65 L engine equipping with the turbocharger. Calibration of the engine model in the GT-Power software during the transient and its differences with the steady-state calibration are investigated. In this calibration, the processes of injection, combustion, heat transfer in the exhaust manifold and the turbocharger performance are calibrated and validated for the transient. In this step, a proper method is presented to predict the turbocharger’s transient behavior, especially in low rpms where no experimental data are available. To validate the obtained results from the simulated engine model in the GT-Power software, the received experimental data from the Iran Khodro Powertrain Company (IPCO) are used. In this research, the optimization during the transient is performed dynamically and the coupling of GT-Power, MATLAB m-file and SIMULINK is used for optimization to find appropriate setting for simultaneous application of the turbocharger waste gate and the variable valve timing during the transient. The optimization aim is to maximize the torque integral in the time interval of the transient. The transient studied in this research is the one in which the engine rpm is constant and the engine load increases from an initial value to a secondary value by opening the throttle. Genetic algorithm is used for optimization. The results show that by using this optimization, the improvement percentage of the torque integral in rpms of 1750, 2000 and 4500 are 7.92, 12.66 and 3.67 respectively. The other result of this study is that if the ratio of output/input pressure in this engine is about 1.1 during the transient second phase, the engine transient performance will be optimized.