Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Bardziej ekologiczne konstrukcje silników dzięki zaawansowanym narzędziom predykcyjnym

Projektowanie silników spalinowych podlega coraz surowszym ograniczeniom w zakresie wydajności spalania i poziomu emisji. Opracowane z pomocą UE zaawansowane narzędzia modelowania pomogą w osiąganiu wymaganych parametrów już od wczesnych faz procesu projektowania.

Technologie przemysłowe

Istnieje kilka nowych konstrukcji silników, które mogłyby rozwiązać część problemów z konwencjonalnymi procesami spalania. Możliwości wszystkich tych technologii są jednak ograniczone przez międzycyklową lub cykliczną zmienność procesu spalania. Dotychczas nie prowadzono szczegółowych badań na temat czynników i warunków eksploatacji powodujących cykliczną zmienność procesu spalania w określonych typach silników. Naukowcy współpracujący przy finansowanym ze środków UE projekcie LESSCCV postanowili wypełnić tę lukę, wykorzystując najnowsze osiągnięcia w dziedzinie złożonych narzędzi projektowych stosujących obliczeniową dynamikę płynów. Konsorcjum opracowało wieloskalowe narzędzia obliczeniowej dynamiki płynów umożliwiające symulowanie całego silnika, w tym zarówno komory spalania, jak i układu zasilania i wydechu. Narzędzia łączą jednowymiarowe kody obliczeniowej dynamiki płynów opisujące przepływy w układach zasilania i wydechu z kodami trójwymiarowymi do symulacji dużych wirów. Pozwala to uwzględniać interakcje turbulentne i procesy spalania zachodzące w komorze spalania lub cylindrze. Opracowane narzędzia zastosowano do badania cyklicznej zmienności procesu spalania w trzech typach silników benzynowych, uzyskując duże ilości szczegółowych danych do dalszej analizy. Naukowcom udało się potwierdzić poprawność modelu poprzez porównanie wyników z danymi doświadczalnymi oraz zidentyfikować główne przyczyny cyklicznej zmienności procesu spalania w poszczególnych typach silników. Lepsze poznanie cyklicznej zmienności procesu spalania umożliwiło opracowanie nowatorskich modeli, które wymagają mniejszej mocy obliczeniowej do równie trafnego przewidywania zachowań z uwzględnieniem tej zmienności. Analizy przypadku dla wybranych silników i pojazdów pozwoliły określić kierunki tworzenia nowatorskich konstrukcji zmniejszających cykliczną zmienność spalania, a zwiększających wydajność. Wykorzystanie narzędzi i wyników z projektu LESSCCV powinno w istotnym stopniu przyczynić się do osiągnięcia krótkoterminowego celu tworzenia wydajniejszych i bardziej ekologicznych silników dla sektora transportowego. Predykcyjne narzędzia projektowe nie tylko zmniejszą wpływ transportu na środowisko, ale też zwiększą konkurencyjność europejskich producentów silników.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania