---

شناخت تغییرات سیکلی که به نوع سوخت، نسبت هم¬ارزی، سرعت و بار موتور و مشخصه¬های هندسی موتور وابسته است از اهداف اصلی است و می¬تواند سبب نوسانات قدرت خروجی و هیدروکربن نسوخته شود. در کار حاضر اثر دو نوع سوخت بنزین و گازطبیعی روی تغییرات سیکلی در حالت مخلوط فقیر مورد بررسی قرار گرفته و از اندازه¬گیری تغییرات فشار داخل سیلندر بیش از ۴۰۰ سیکل پشت سرهم یک موتور پژوهشی استفاده شده است. این بررسی برای مخلوطهای بنزین – هوا و گازطبیعی- هوا در بار کامل، سرعت rpm۱۸۰۰ و نسبت تراکم ۸ با نسبت هم¬ارزی ۹۴/۰ صورت گرفته است. تحلیل آماری نتایج حاصله نشان داد که ضریب تغییر (COV) فشار موثر متوسط اندیکه (imep) ، قله فشار (Pmax) و مکان زاویه¬ای قله فشار در حالت مخلوط بنزین- هوا بترتیب ۴/۲، ۲۹/۱ و ۰۴/۱ برابر مخلوط گازطبیعی- هوا است. همچنین در زمانبندی بهینۀ¬ جرقه تغییرات imep مخلوط بنزین- هوا نسبت به Pmax سیر صعودی و نسبت به سیر نزولی دارد در حالی که برای مخلوط گازطبیعی - هوا وابستگی خاصی ملاحظه نمی¬شود.

---

سیستم سوخت‌رسانی و کنترل اختلاط سوخت و هوا از چالش‌های اساسی محققان موتورهای اشتعال جرقه‌ای بوده است. مدیریت در کیفیت مخلوط و اقتصاد سوخت سبب تعویض سیستم‌های کاربراتوری به انژکتوری شده است. موقعیت آغاز پاشش و طول پاشش سوخت روی عملکرد موتور نقش مهمی دارد. در کار حاضر از یک موتور تک سیلندر پژوهشی با قابلیت تنظیم زمان‌بندی جرقه که به یک سیستم سوخت‌رسانی پاشش راهگاهی با قابلیت تنظیم موقعیت آغاز پاشش و طول زمان پاشش بنزین مجهز است استفاده شد. نسبت تراکم، سرعت موتور و موقعیت آغاز پاشش به ترتیب به ۸، rpm۱۸۰۰ و نقطه مرگ بالای تنفسی تنظیم شد. طول پاشش و زمان‌بندی جرقه طوری میزان شد که در نسبت هم‌ارزی (سوخت به هوا) ۹۰/۰ حداکثر گشتاور خروجی حاصل شود. با تثبیت آن‌ها، موقعیت آغاز پاشش در بازه ۱۸۰- تا ۱۸۰ درجه نسبت به مرگ بالای تنفس با گام ۳۰ درجه تغییر داده شد. برای هر یک از آن‌ها تغییرات فشار سیلندر ۵۰۰ سیکل پشت سرهم ثبت و ذخیره شد. نتایج حاصله نشان داد که پراکندگی داده‌های فشار موثر متوسط اندیکه (imep) برای حالت‌های با موقعیت آغاز پاشش سوخت بعد از مرگ بالای تنفسی بیشتر از حالت‌های با موقعیت آغاز پاشش قبل از مرگ بالای تنفسی بود. همچنین مقادیر میانگین imep و قله فشار و ضرایب تغییر آن‌ها با موقعیت آغاز پاشش سوخت تغییر کرد و برای حالت‌هایی که پراکندگی داده‌های imep بیشتر بود مقادیر میانگین imep بزرگ‌تر و میانگین isfc کوچکتر ظاهر شد.

---

اهمیت کنترل آلاینده‌ها و کاهش منابع فسیلی موجب توسعه سیستم‌های انژکتوری و تحقیقات روی بهینه‌سازی مصرف سوخت موتورهای احتراق داخلی شده است. هدف این تحقیق مطالعه تأثیر زاویه شروع پاشش سوخت روی مشخصه‌های عملکردی موتور مثل توان اندیکه، آلاینده‌های خروجی (CO و HC)، تاخیر در اشتعال و طول احتراق سریع با استفاده از دو سوخت مجزای بنزین و گاز طبیعی در یک موتور تک سیلندر پژوهشی پاشش راهگاهی است. در این مطالعه با ثابت گرفتن طول پاشش، زاویه جرقه، سرعت موتور و وضعیت دریچه گاز، زاویه شروع پاشش تغییر داده‌ شد. نتایج حاصله نشان می‌دهد که اگر زمان شروع پاشش طوری تنظیم شود که در مرحله مکش، سوخت در حال پاشش همراه هوای جاری وارد سیلندر شود، توان اندیکه مطلوب حاصل و مقدار آلاینده منواکسید کربن کمتری تولید می‌شود اما مقدار هیدروکربن نسوخته بیشتری منتشر می‌گردد. برای محاسبه تأخیر در اشتعال و طول احتراق سریع از آهنگ گرمای آزادشده استفاده ‌شد. بر اساس نتایج حاصله کمترین تأخیر در اشتعال در زمان آغاز پاششی صورت می‌گیرد که سهم بیشتری از سوخت در انتهای مرحله مکش وارد سیلندر شود و طول احتراق سریع کمتر وقتی حاصل می‌شود که در طول پاشش، سوخت پاششی و هوای جاری به‌طور همزمان در مرحله مکش وارد سیلندر شوند.

---

در این پژوهش با رویکردی همه جانبه، تحلیل انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی (۴E) یک چرخه رانکین آلی با هدف تولید همزمان توان و گرما با منبع انرژی خورشیدی انجام‌شده‌است. به منظور بررسی جامع بخشهای مختلف سیستم طراحی شده در کنار یکدیگر، پس از مدلسازی و طراحی ترمودینامیکی چرخه رانکین آلی، به کارگیری کلکلتورهای خورشیدی تخت و سهموی و همچنین بویلر گازسوز به عنوان تجهیزات تامین کننده انرژی در حالت‌های مختلف مستقل و یا ترکیبی و همچنین در دو حالت جریان منبع گرمایی باز و یا بسته، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این هدف که در حالت جریان منبع گرمایی باز، از جریان خروجی با دمای oC ۸۰ برای تامین گرمای مورد نیاز در بخش‌های مختلف استفاده شود؛ هر چند که در حالت جریان بسته مقدار انرژی اولیه‌ی مورد نیاز کمتر خواهد بود. همچنین استفاده از پنل‌های فتوولتاییک، جهت تامین انرژی مورد نیاز سیستم پمپاژ چرخه مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات نشان می‌دهد که برای مقیاس مورد مطالعه در ایران، هزینه توان تولیدی از کمترین به بیشترین به ترتیب مربوط به استفاده از بویلر گازسوز، کلکتور خورشیدی سهموی، پنل‌های فتوولتاییک و کلکتورهای خورشیدی تخت می‌باشد. همچنین با استفاده بهینه از منابع انرژی در حالت تولید همزمان توان و گرما (جریان باز) نسبت به حالت تولید توان (جریان بسته)، از دیدگاه انرژی ۸,۶۱% و از دیدگاه اگزرژی ۸.۱۱%، افزایش بهره-وری حاصل می‌شود؛ هر چند که حالت جریان منبع حرارتی باز نسبت به حالت جریان بسته نیازمند هزینه‌ی سرمایه گذاری بالاتری می باشد.

---

پدیده‌ی نشتی مخلوط سوخت و هوا از شکاف‌های سیلندر-پیستون که به دلیل اختلاف فشار داخل سیلندر و شکاف‌های متصل به آن اتفاق می‌افتد، روی عملکرد موتور تاثیرگذار است. درکار حاضر، نتایج تجربی موتورگردانی با سوخت بنزین در نسبت هم‌ارزی سوخت به هوای ۰,۹ به کمک تکنیک پرش جرقه از یک موتور پژوهشی تک سیلندر چهار زمانه استخراج شد. مدل نسبتا ساده‌ی غیر ترمودینامیکی پلی‌تروپیک-مبنا تعریف و نظریه‌ی حجم-روزنه نشتی به آن الحاق شد و جریان ازمیان شکاف‌ها درحالت موتورگردانی بررسی شد.از نکات مثبت این مدل می‌توان به پیشگویی نشتی سیکل بدون انجام محاسبات پیچیده‌ی انتقال گرما و ترمودینامیک اشاره کرد. یک مدل تایید شده‌ی شبیه‌ساز ترمودینامیکی که به زیرمدل نشتی مجهز است برای تایید مدل پلی‌تروپیک-مبنای حاضر استفاده شد. فشار سیلندر برآورد شده با مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی در حالت موتورگردانی با سوخت بنزین در نسبت هم‌ارزی مذکور انطباق خوبی با فشار اندازه‌گیری شده بالاخص در محدوده‌ی فشار بالا داشت. در مدل پلی‌تروپیک-مبنا، ابتدا به‌جای فشار تجربی سیلندر، فشار خروجی مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی وارد و میزان نشتی آن برآورد شد. سپس با ورودی نتایج تجربی فشار سیلندر به مدل پلی‌تروپیک-مبنا در نسبت هم‌ارزی ۰.۹، جرم داخل سیلندر و میزان نشتی به شکاف‌ها برآورد و با پیشگویی نشتی مدل شبیه‌ساز ترمودینامیکی مقایسه شد. بین نتایج حاصله‌ و نتایج مدل شبیه-ساز ترمودینامیکی توافق خیلی خوبی مشاهده شد. مدل جدید حداکثر نشتی را ۶.۸۸% جرم سیلندر در نزدیکی قله‌ی فشار نشان دادکه با کاهش فشار در مرحله‌‌ی انبساط به۰.۴۵% تقلیل یافت.