ارایه روش ساده سازی ست‌آپ آزمایشگاهی برای بررسی رفتار تطابق موتور با توربوشارژر در موتور هوایی در ارتفاع بالا به کمک مدلسازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

پیشرانش، هوافضا، مالک اشتر، اصفهان، ایران

چکیده

تغییرات ارتفاع از سطح دریا تأثیر چشمگیری در عملکرد موتور احتراق داخلی دارد. به منظور حفظ توان موتور با تغییر ارتفاع می‌توان از توربوشارژرها استفاده کرد. برای تست ترکیب توربوشارژرها در شرایط ارتفاع بایستی فشار و دمای مورد نظر را ایجاد نمود که این مهم با قرار دادن کلیه مجموعه مورد آزمایش در محفظه شبیه ساز ارتفاع امکان پذیر بوده یا حداقل شرایط ورود و خروجیها را باید کنترل و فشار و دمای مربوط به آن ارتفاع را ایجاد نمود. ایجاد این شرایط هزینه بر و کنترل آن مشکل می‌باشد. هدف از این مقاله ارایه روشی سادهتر و مقرون به صرفه برای ایجاد بستر آزمون مجموعه توربوشارژری بر روی موتور احتراق داخلی در شرایط ارتفاع می‌باشد. در این مقاله موتور هدف شبیه‌سازی یک بعدی و با مقایسه نتایج تست موتور، اعتبار سنجی شده است. با استفاده از اطلاعات نسبت فشار، دبی جرمی و دور تصحیح شده بدست آمده از شبیه‌سازی، روشی ساده برای تست نسبت فشار مورد نیاز در ارتفاع مورد نظر ارایه گردیده است. این طرح مقدماتی میتواند محدوده چیدمان کنترلی توربوشارژرها را مشخص و هزینه و زمان آزمایشات عملیاتی وسیله پرنده کاهش دهد. شبیه سازی موتور هدف در تحقیق و مقایسه آن با نتایج تجربی در دورهای مختلف خطای حداکثر 10 درصد شبیه‌سازی را نشان می‌دهد. از جمله دستاوردهای این تحقیق قابلیت استفاده از این روش در محدوده وسیعی از ارتفاع می‌باشد. به طوری که استفاده از این روش نشان می‌دهد موتور با توربوشارژر قابلیت حفظ 90 درصد توان تا ارتفاع بیش از 2/12 کیلومتر را دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A simplified laboratory set up for testing the behavior of a turbocharged engine in a high-altitude air engine using modeling

نویسندگان [English]

  • mohammadreza khodaparast
  • Mohsen Aghaseyedmirzabozorg
  • Saeid Kheradmand
Propulsion, Aerospace, Malek Ashtar, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Changes in altitude from the sea level have a significant effect on the performance of the internal combustion engine. Turbochargers can be used to maintain engine power by changing the height. In order to test the combination of turbochargers under the conditions of high altitude, the pressure and temperature should be created, which is possible by placing all the test set in the altitude simulator chamber, or at least the conditions of inlet and outlet must be controlled and the pressure and temperature associated with it altitude made. Creating these conditions is difficult to control. The purpose of this paper is to provide a simpler and more cost-effective way to create a r turbocharger test bed on an internal combustion engine in altitude conditions. In this paper, one-dimensional simulation engine is engineered and compared with the motor test results. Using a compression ratio, mass flow rate and corrected distances obtained from simulation, a simple method for testing the required pressure ratio at the desired height is presented. This preliminary design can specify the scope of turbocharger control overhead and reduce the cost and time of operational testing of the bird's device for extracting control overflow.The simulation of the target engine in the research and comparing it with the experimental results at different periods shows a maximum simulation error of 10%. This research is the applicable over a wide range of altitudes. The turbocharged motor is capable of maintaining 90% power up to a height of more than 12.2 km.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Simulation
  • Turbocharger
  • test bed
  • Mass Flow
  • high altitude