تحلیل بهبود بازده حرارتی و کاهش آلایندگی موتورهای احتراق داخلی با استفاده از فناوری زمان بندی متغیر سوپاپ ها (VVT)

بهبود بازده، کاهش مصرف سوخت و کنترل آلایندگی از مهم ترین چالش های صنعت خودرو در دهه های اخیر بوده است. موتورهای احتراق داخلی به عنوان قلب سیستم محرکه خودرو، نیازمند فناوری هایی هستند که بتوانند پاسخگوی الزامات سخت گیرانه زیست محیطی و نیاز به عملکرد بالاتر باشند. یکی از موثرترین فناوری های معرفی شده در این زمینه، سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ ها (Variable Valve Timing – VVT) است که با ایجاد انعطاف پذیری در فرایند تنفس موتور، نقش قابل توجهی در ارتقای عملکرد حرارتی و دینامیکی موتور ایفا می کند. در این پژوهش، تاثیرات سیستم VVT بر رفتار جریان هوای ورودی، راندمان حجمی، توان خروجی، مصرف سوخت و میزان آلاینده ها بررسی شده است. برای این منظور، تحلیل های تئوریک و شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مورد استفاده قرار گرفته و شرایط مختلف عملکردی موتور در بازه دورهای ۱۵۰۰ تا ۶۰۰۰ rpm ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که تغییر هوشمند زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها می تواند مصرف سوخت را بین ۱۰ تا ۱۵ درصد کاهش دهد، توان و گشتاور موتور را بهبود بخشد و آلاینده هایی مانند NOx،HC و CO را به طور معنی داری کاهش دهد.افزایش راندمان حجمی تا ۱۲ درصد و کاهش تلفات پمپاژ از مهم ترین عوامل بهبود کارایی مشاهده شده هستند. تحلیل نتایج همچنین نشان می دهد که طراحی دقیق الگوریتم های کنترل الکترونیکی و توسعه مکانیزم های مکانیکی با دقت بالا برای عملکرد مطلوب سیستم ضروری است. در مجموع، یافته های این مطالعه تایید می کند که فناوری VVT یکی از کارآمدترین راهکارها برای افزایش بهره وری موتورهای احتراق داخلی و دستیابی به استانداردهای نوین آلایندگی محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

زمان بندی متغیر سوپاپ ها (VVT) ، موتور احتراق داخلی ، راندمان حجمی ، مصرف سوخت ، کنترل آلایندگی.