بهينه سازي چندراهه ورودي موتور XU7/L3 با هدف افزايش بازده تنفسي

بهينه سازي چندراهه ورودي موتور XU7/L3 با هدف افزايش بازده تنفسي

طراحي چندراهه ورودي پيشتر بصورت تجربي بوده است، ولي در سال‌هاي اخير و با افزايش توان رايانه‌ها و گسترش كدهاي محاسباتي ، طراحي چندراهه‌ها بصورت علمي‌تر و دقيق‌تر صورت مي‌گيرد. نرم افزارهاي متنوعي با استفاده از معادلات يك بعدي حاكم بر سيالات براي شبيه سازي مجموعه موتور و ازجمله چندراهه ورودي تهيه شده اند. كه در اين مقاله از مدل آماده شده سامانه تبادل گاز بر مبناي نرم افزار GT-Power ، استفاده شده است. در ابتدا با توجه به وضعيت موتور و هدف‌هاي بهينه سازي، يك تابع هدف به عنوان معيار بهينه سازي تعريف مي‌گردد. با استفاده از اين تابع هدف مي‌توان حالت‌هاي مختلف موردمطالعه را به صورت كمي با يكديگر مقايسه كرد. در ادامه با توجه به گزينه‌هاي موجود، چند پارامتر جهت انجام عمليات بهينه سازي انتخاب مي‌گردد. پارامترهاي انتخاب شده از لحاظ طول، قطر و انحنا مورد بررسي قرار گرفته و مناسب ترين حالت با توجه به محدوديت‌هاي مختلف تعيين مي‌گردد. در نهايت چندراهه بهينه سازي شده با حدود 2.5 درصد افزايش در بازده تنفسي حاصل مي‌گردد. روش حل مساله, استفاده از موج‌هاي صوتي با تكيه بر شبيه سازي حالت غير دايم و معادلات يك بعدي خواهد بود.

The objective of this work was to develop a new design of an intake manifold through a 1D simulation. It is quite familiar that a duly designed intake manifold is essential for the optimal performance of an internal combustion engine. Air flow inside the intake manifold is one of the important factors, which governs the engine performance and emissions. Hence the flow phenomenon inside the intake manifold should be fully optimized to produce more engine power with better combustion and further reduces the emission. In this paper, during the new engine development the pressure waves for the intake manifold is simulated using 1D GT-POWER software, to study the internal air flow characteristic for the 4-cylinder gasoline engine during transient conditions. Based on the 1D simulation results, the intake manifold design is optimized. As a result of this analysis, intake manifold with 2.5% improvement in volumetric efficiency is achieved.