ارائه يك مدل كامل انتقال حرارت موتور خودرو به منظور كاهش مدت زمان گرم شدن با استفاده از خنك كاري هوشمند

A Global Model of Engine Heat Transfer for Reducing Warm-Up Time Using Intelligent Cooling

يكي از موضوعاتي كه در زمينه كاهش آلودگي و بهينه سازي مصرف سوخت در موتورهاي احتراق داخلي همواره مورد توجه پژوهشگران خودرو مي باشد دوره گذراي گرم شدن موتور است. در اين پژوهش سعي شده مدلي محاسباتي توسعه داده شود كه به وسيله ي آن رفتار حرارتي يك موتور احتراق داخلي چهارسيلندر طي گرم شدن از حالت سرد، و سرد شدن از حالت پايا پس از خاموش شدن موتور بدست آيد. بدين منظور، از مدل ظرفيت فشرده استفاده شده كه طي آن كل موتور به شكل گره هايي شبيه سازي مي شود و سپس اين گره ها، با توجه به ضرايب انتقال حرارت كه بين هركدام از آنها برقرار است، با مقاومت هايي به هم متصل شده و با اعمال شرايط مرزي و اوليه، دما در طي زمان بدست مي آيد. با توجه به الگوي حرارتي بدست آمده براي موتور، نشان داده مي شود كه هوشمندسازي خنك كاري موتور مي تواند به عنوان يك راهكار مناسب جهت كاهش زمان گرم شدن مطرح گردد. همچنين در اين مطالعه الگوي سرد شدن موتور جهت استفاده بهتر از قابليتهاي خنك كاري هوشمند ارايه مي گردد.

One of the main interests for automotive scientists is the emission reduction and fuel consumption optimization in the internal combustion engine. In this study, authors developed a computational method to determine the thermal behavior of a four cylinder engine during the warm-up and cool-down Phases. In this regard, the “Lumped Method” has been utilized. Using this method, the whole engine is divided into separate parts, each part is represented by a single “node”, each of which have a specific thermal properties. These node are connected to each other by a network of thermal resistors. Solving this circuit of resistors, using proper boundary and initial conditions results in thermal properties of each node over time. According to calculated thermal pattern for engine, it is shown that using intelligent cooling will result in reduction of warm-up time. Also in this study pattern for engine cool-down is determined so intelligent cooling can be utilized in order to more efficient and safer cool-down phase after turning off the engine.