hrvatski

Uvođenje nejednolike raspodjele sastava smjese u višezonski proračunski model HCCI motora

U radu je opisana nadogradnja višezonskog proračunskog modela HCCI izgaranja razvijenog na Fakultetu strojarstva i brodogradnje u Zagrebu. Razrađeni su fizikalni modeli za izračunavanje nejednolike raspodjele sastava smjese na početku visokotlačnog procesa i model ubrizgavanja goriva u fazi kompresije. Fizikalni modeli su zapisani fortranskim kodom i primijenjeni u programu AVL Boost. Uvođenjem korisnički definiranih koeficijenata ij k moguće je u pojedinim zonama cilindra na početku visokotlačnog procesa definirati promjenu masenih udjela goriva i produkata izgaranja u odnosu na srednji maseni udio istih u cilindru. Iteracijskim postupkom uz primjenu jednadžbe stanja idealnog plina i zakona o održanju mase definirane su fizikalne veličine stanja u pojedinim zonama. Za proračun dovođenja goriva u fazi kompresije uvedeni su koeficijenti evap i x koji definiraju maseni udio goriva u pojedinoj zoni u odnosu na ukupnu masu goriva. Jednadžbom stanja idealnog plina, zakonom o održanju mase i prvim glavnim stavkom termodinamike izračunate su veličine stanja pojedinih zona i maseni udjeli kemijskih spojeva definiranih reakcijskim mehanizmom. Pozivom rutine za nejednoliku raspodjelu sastava smjese samo na početku visokotlačnog procesa otvorena je mogućnost promjene početnih uvjeta. Aktivnost rutine za proračun ubrizgavanja goriva kontrolira se logičkom varijablom pa se rutina poziva samo za vrijeme dok traje dovođenje goriva u cilindar. Primjenom navedenih proračunskih modela s različitim početnim uvjetima proveden je niz simulacija na modelu motora za koji postoji velik broj rezultata izračunatih s osnovnim višezonskim modelom izgaranja. Smanjenim udjelima goriva, a povećanim masenim udjelima produkata izgaranja u rubnim zonama smjesa je lokalno osiromašena. Uz povećane udjele goriva u središnjim zonama izgaranje ranije započinje, a postižu se i povećane vršne vrijednosti tlaka i temperature. Kombinacijama različitih masenih udjela goriva i produkata izgaranja uzrokuju se promjene u trenutcima samozapaljenja mješavine. Povećanim masenim udjelima produkata izgaranja, posebno u središnjim zonama, otežava se proces izgaranja jer je smanjena vjerojatnost sudara molekula reaktanata s kisikom. Procesom dovoñenja goriva u cilindar, za vrijeme kompresije, uočava se pad temperature smjese koji je uzrokovan isparavanjem goriva. Za uklanjanje posljedica smanjenja temperature pri isparavanju goriva u cilindru povećana je početna temperatura usisnog zraka. Različitim fazama ubrizgavanja goriva uzrokuju se promjene u postizanju uvjeta samozapaljenje smjese. Kontrolom temperature usisnog zraka te promjenom mase goriva u cilindru moguće je ostvariti veliko područje stabilnog rada HCCI motora.

HCCI; višezonski; nejednolikost; smjesa

nije evidentirano