ارزیابی راهبردهای مختلف مهار کوبش در یک موتور اشتعال جرقه ای گازسوز به کمک یک مدل احتراقی شبه ابعادی سه ناحیه ای

تشخیص وقوع کوبش به منظور جلوگیری از بروز احتراق غیر عادی، به عنوان یکی از مهم ترین اهداف، در زمینه توسعه و مدل سازی موتورهای اشتعال جرقه ای محسوب می شود. پژوهش حاضر، به ارائه ی مدلی بهبود یافته برای شبیه سازی تحلیلی احتراق درون موتور اشتعال جرقه ای با سوخت گاز طبیعی و با هدف بررسی اثرات شرایط عملکردی مختلف به ویژه بر وقوع کوبش و شدت آن می پردازد. در رهیافت حاضر، با ارائه ی یک مدل ترمودینامیکی سیکل بسته از طریق یک مدل شبه ابعادی سه ناحیه ای بهبود یافته (سوخته، نسوخته و شعله) با درنظر گرفتن سینتیک شیمیایی در این نواحی، امکان پیش بینی وقوع کوبش در ناحیه گازهای نسوخته به صورت سینتیکی فراهم می شود. در این مدل، فرض می شود مخلوط داخل سیلندر همگن بوده و در مرحله ی احتراق به دو ناحیه سوخته و نسوخته به همراه شعله که به عنوان مرز این دو ناحیه است، تقسیم می شود. به منظور تخمین نرخ سوختن از یک مدل سرعت شعله آشفته متان استفاده شده است. مکانیزم شیمیایی به کار گرفته شده شامل 32 واکنش و 14 گونه ی شیمیایی بوده که در هر دو ناحیه سوخته و نسوخته اعمال شده و بر اساس آن وقوع خوداشتعالی در ناحیه گازهای نسوخته پیش بینی می شود. در پایان، مطالعه ی جامعی درباره رفتار شاخص های مختلف عملکردی و اثر برخی از آنها بر وقوع کوبش انجام شده است. هم چنین استفاده از روش بازخورانی مجدد گازهای خروجی به عنوان روشی موثر در مهار کوبش ارزیابی شده و در نهایت، راه-کارهایی در این مورد ارائه شده است. نتایج به دست آمده از مدل توسعه داده شده با نتایج تجربی در یک موتور واقعی، مقایسه شده و نتایج، حاکی از سازگاری مناسب کد توسعه داده شده است.