طراحی، تست و ارزیابی عملکرد یک موتور احتراقی بنزینی مستقل از هوا، AIP جهت پیشرانش زیرسطحی‌های بدون سرنشین دریایی

نویسندگان

چکیده

امروزه موتورهای احتراق داخلی سهم مهمی در زندگی انسان‌ها درزمینه تولید قدرت و نیروی محرکه بر عهده داشته و تبدیل به یکی از اجزای جدایی‌ناپذیر زندگی بشریت شده‌اند. یکی از کاربردهای موتورهای احتراق داخلی در انواع زیردریایی‌ها، شناورهای زیرسطحی بدون سرنشیمن و یا انواع اژدرها است. در کشور ما اغلب از باتری‌های الکتریکی به‌عنوان سامانه پیشران در شناورهای زیرسطحی استفاده می‌شود که البته پرهزینه، حجیم و سنگین هستند، به همین منظور استفاده از سامانه پیشرانشی که دارای هزینه کمتر، سبک‌تر و کوچک‌تر باشد سبب شده که سامانه‌های پیشرانش مستقل از هوا موردتوجه قرار گیرد. سامانه‌های پیشرانش مستقل از هوا بدون نیاز به هوای محیط توان موردنیاز برای حرکت شناورهای زیرسطحی در اعماق دریا را فراهم می‌سازند. در این پژوهش نوع جدیدی از این سامانه‌ها طراحی و ساخته شده است. در این سامانه از یک موتور بنزینی موجود در یک سیکل بسته استفاده شده است، به‌طوری‌که گازهای خروجی اگزوز بعد از عبور از یک سیکل و طی فرآیندی با گاز اکسیژن مخلوط شده و وارد موتور می‌شود. به همین منظور می‌توان سامانه طراحی شده را نوعی EGR کامل در نظر گرفت. با انجام آزمایش‌های تجربی بر روی این موتور و مقایسه آن در دو حالت استفاده از هوای محیط و سیکل بسته مشاهده شد که در حالت استفاده از سیکل بسته توان موتور و دمای خروجی اگزوز کاهش و مصرف مخصوص سوخت افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


[1]  Watson, N., and Janota, M. S., “Turbocharging: The internal combustion engine,” Macmillan, 1982.

[2]  Whitman, E. C., “Air-independent propulsion: AIP technology creates a new undersea threat,” Undersea Warfare, Vol. 4, 2001.

[3]  Tahvildarzade, D., Amelian, H. J., and Alizade, E., “Development of PEM fuel cell systems for use in submarines,” in Ninth Marine Industries Conference, Mazandaran, 2007. (in Persian)

[4]  Ajabshirchi, Y., “Check EGR on emissions of NOx changes in spark engines,” Tabriz University, 2000. (in Persian)

[5]  Amirabedi, M., Akbari, H., Jafarmadar, S., and Gheytoorian, F., “Numerical investigation of the impact of using different percentages of EGR combustion performance characteristics of direct injection diesel engine pollution,” in the first national conference on new approaches and applications in mechanical engineering, Bonab, 2015. (in Persian)

[6]  Mirsalim, M., Sabet, A. S., and Kianoosh, A., “The effect of smoke recycling (EGR) on emissions and engine performance 1600 cc Paykan,” Conference on Internal Combustion Engines, 2001. (in Persian)

[7]  V, K. M., Veereshbabu, A., Kumar, P. R., and Narendra, B., “Reduction of Nitrogen Oxides emissions in a single cylinder compression ignition engine using cool exhaust gas recirculation system,” Iranica Journal of Energy and Environment, Vol. 7, No. 3, 2016, pp. 268-273.

[8]  Parkestani, N., Maleki, A., Besharati, S., and Ebrahimi, R., “The effect of different percentages of recycling exhaust gases into the combustion chamber of Diesel while filming cycle performance, in The second international conference on sustainable development, strategies and challenges with a focus on agriculture, natural resources, environment and tourism,” Tabriz, 2015. (in Persian)

[9]  Luján, J. M., Climent, H., Novella, R., and Rivas-Perea, M. E., “Influence of a low pressure EGR loop on a gasoline turbocharged direct injection engine,” Applied Thermal Engineering, Vol. 89, 2015, pp. 432-443.

[10] Wu, H.-W., Wang, R.-H., Chen, Y.-C., Ou, D.-J., and Chen, T.-Y., “Influence of port-inducted ethanol or gasoline on combustion and emission of a closed cycle diesel engine,” Energy, Vol. 64, 2014, pp. 259-267.

[11] India Looks to Modify Scorpene Subs with MESMA AIP Propulsion, Defense Industry Daily, 1 March 2006. Retrieved 26 Jul, 2015.