تحلیل انرژی و اگزرژی عملکرد یک موتور اشتعال جرقه ای با استفاده از مدل احتراق دوناحیه ای

امروزه با تکیه بر روش های عددی می توان عملکرد موتور را با دقت بسیار مناسبی شبیه سازی نمود و راهکارهای بهینه سازی عملکرد موتور را بررسی کرد. با توجه به این که در موتور حدود 30 درصد از انرژی سوخت از طریق انتقال حرارت به دیواره های سیلندر هدر می رود، به دست آوردن نتایج مناسب از یک مدل شبیه سازی نیازمند محاسبه انتقال حرارت با دقت بالا است. مدل ترمودینامیکی ارائه شده در این مقاله، با هدف بهینه سازی یک موتور اشتعال جرقه ای، سیکل موتور را به صورت دو ناحیه ای، که برای موتور اشتعال جرقه ای مناسب است، شبیه سازی می نماید. جهت انتخاب بهترین مدل برای انتقال حرارت در موتور احتراق جرقه ای، مدل های مختلف در شبیه سازی استفاده شده و پس از مقایسه نتایج هر مدل با نتایج تجربی موتور مورد مطالعه، مدل هوهنبرگ به عنوان مدل مناسب برای انتقال حرارت موتورهای اشتعال جرقه ای معرفی گردیده است. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت تراکم به میزان 18 درصد، تلفات اگزرژی از اگزوز موتور و انتقال حرارت از بدنه تقریبا 2 درصد کاهش می یابد در حالی که توان خروجی بیش از 4 درصد افزایش می یابد. همچنین، بیشینه راندمان انرژی و اگزرژی در هنگامی که احتراق 5 درجه قبل از نقطه مرگ بالا رخ دهد، حاصل می شود.