بهینه سازی عملکرد و مصرف سوخت موتور SI با استفاده از زمانبندی متغیر سوپاپ مکش

در سال های اخیر فناوری زمان بندی متغیر سوپاپ، در موتورهای احتراق داخلی مورد توجه قرار گرفته است. این فناوری بر روی سوپاپ تخلیه و مکش و یا هر دو قابل اعمال بوده و با استفاده از آن می توان مقدار جرم گاز گذرنده از سوپاپ ها را به منظور افزایش قدرت و گشتاور و همچنین کاهش آلایندگی موتور، کنترل کرد. هدف از کار حاضر، بررسی اثر زمانبندی متغیر سوپاپ مکش بر روی بازده حجمی و گشتاور خروجی و تاثیر آن بر مصرف سوخت یک موتور SI است. ابتدا یک مدل شبه بعدی، ترمودینامیکی، دو ناحیه ای و سیکل باز در نرم افزار GTpower توسعه داده شد سپس نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی صحه گذاری و مورد مقایسه قرار گرفت. پس از آن با استفاده از نتایج خروجی مدل شبیه ساز در زمانبندی های مختلف، یک مدل شبکه عصبی Feedforward توسعه داده شد. این مدل دارای دو ورودی و سه خروجی است که زمان بازو بسته شدن سوپاپ به عنوان ورودی و پارامترهای بازده حجمی، گشتاور و مصرف سوخت به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شده اند. در نهایت با استفاده از روش بهینه سازی چندهدفه، زمانبندی های بهینه برای ۳حالت پرشتاب (بیشترین گشتاور) و کم مصرف (مصرف سوخت کم) و حالت های میانی ارائه شد. در کار حاضر، با استفاده از مکانیزم زمانبندی متغیر سوپاپ مکش، بازده حجمی و گشتاور خروجی در دورهای پایین به ترتیب به میزان ۵/۴ و ۵/۶ درصد و در دورهای بالا به میزان ۲/۸ و ۲/۳ درصد افزایش داشته اند. همچنین در زمانبندی های بهینه مربوط به حالت کم مصرف، مصرف سوخت به میزان ۲۴% درصد کاهش پیدا کرد.