بهينه‌سازي صداي خروجي و فشار برگشتي سامانه تخليه دود موتور سه ليتري ديزلي پرخوران

Optimizing exhaust noise and back pressure of exhaust system in turbo-charged three-liter diesel engine

سامانه تخليه دود از مهمترين اجزاي موتور و خودرو است كه در طراحي آن عمدتاً دو متغير اصلي فشار برگشتي و صداي خروجي در نظر گرفته مي‌شود. هدف از مقاله حاضر اين است كه صدا و جريان گازهاي خروجي موتوري سه ليتري ديزلي پرخوران با بيشينه توان 96 كيلو وات با استفاده از نرم‏افزار ديناميك سيالات محاسباتي FLUENT شبيه‌سازي و صحه‌گذاري شود. سپس با استفاده از نرم‏افزار يك بعدي GT-POWER قطر لوله سامانه گازهاي خروجي با هدف افزايش توان موتور بهينه گردد. چون افزايش توان موتور افزايش صداي گازهاي خروجي را به همراه خواهد داشت، يك شكل هندسي بهينه براي انباره سامانه تخليه دود از لحاظ كمينه فشار برگشتي و صداي خروجي ارايه مي‌گردد. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه بهينه‌سازي قطر لوله مجراي تخليه دود با در نظر گرفتن چندراهه دود توان موتور را در حدود يك درصد بيشتر پيش بيني مينمايد. همچنين، شكل پيشنهادي انباره‌اي كه داراي محفظه بيضوي است و لوله‌هاي ورودي و خروجي در يك راستا نيستند، داراي كمينه فشار برگشتي و صداي خروجي است.

Exhaust system is one of the most important parts of the engine, in which two major parameters including back pressure and noise are considered in the design. The goal of the present work is to simulate and validate the noise and the exhaust gas flow of a three-liter turbo-charged diesel engine with the maximum power of 98 kW by the FLUENT software. Afterwards, the pipe diameter of the exhaust system was optimized in order to maximize the engine power by the GT-POWER software. As the increase of the engine power caused the rise of the exhaust gas noise, the optimum shape of the exhaust muffler was represented. Results showed that 1% increase in the predicted engine power by optimizing the size of the exhaust pipe system. In addition, the proposed muffler with the elliptical enclosure and un-aligned inlet and outlet pipes had minimum back pressure and outlet noise.