بهینه‌سازی سیستم خنک‌کاری یک موتور احتراق داخلی بنزینی به‌منظور کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های خروجی از اگزوز

با توجه به راندمان پایین موتورهای احتراق داخلی، قسمت بسیار زیادی از انرژی شیمیایی سوخت مصرفی آن‌ها به‌صورت گرما از طریق سیستم خنک‌کاری به محیط دفع می‌شود. متاسفانه در بیشتر موتورها، هنوز از سیستم خنک‌کاری کلاسیک استفاده می‌شود که این نوع سیستم عملاً قادر به خنک‌کاری بهینه موتور در شرایط مختلف کاری آن نیست و این مقوله باعث افزایش مصرف سوخت و زیادشدن آلایندگی‌های خروجی از موتورها می‌شود. از این‌رو در این مقاله ابتدا یک سیستم خنک‌کاری کلاسیک مورد آزمون قرار گرفت و عملکرد آن ثبت شد، سپس در سیستم خنک‌کاری همان موتور، پمپ آب مکانیکی با یک پمپ آب برقی و ترموستات مکانیکی با یک ترموستات الکترونیکی جایگزین شد و پس از این ارتقا، موتور در همان شرایط حالت کلاسیک آزمون شد و نتایج آن با نتایج به‌دست‌آمده از سیستم کلاسیک مقایسه گردید. نتایج حاصل نشان می‌دهد که اگر از یک برنامه خوب و کامل برای کنترل پمپ آب برقی و ترموستات الکترونیکی استفاده شود در مقایسه با سیستم کلاسیک علاوه‌بر بالا رفتن عمر قطعات موتور، میزان مصرف سوخت حداقل 1.19 درصد و حداکثر 4.33 درصد کاهش می‌یابد، همچنین مدت‌زمان گرم شدن موتور حداقل 6.25 درصد و حداکثر 18.84 درصد کم می‌شود. علاوه بر این‌ها آلایندگی‌های hc و no در بیشتر آزمون‌ها به‌ترتیب حداقل 15.32 درصد، حداکثر 70 درصد و حداقل 9.28 درصد، حداکثر 46.58 درصد کاهش را نشان می‌دهد.

optimization of the cooling system of a gasoline internal combustion engine to reduce fuel consumption and exhaust emissions

due to the low efficiency of internal combustion engines, a large part of the chemical energy of the fuel they consume is dissipated to the environment as heat through a cooling system. unfortunately, most engines still use the classic cooling system, which is practically unable to cool the engine optimally unnder different operating conditions, and this category increases fuel consumption and increases emissions from engines. therefore, in this paper, first, a classic cooling system was tested and its performance recorded. then, in the cooling system of the same engine, a mechanical water pump and mechanical thermostat were respectively replaced with electric water pump and an electronic thermostat. after this upgrade, the engine was tested under the same conditions as the classic mode, and its results were compared with the results obtained from the classic system. the results illustrated that if a good and complete program is used to control the electric water pump and electronic thermostat, fuel consumption was reduced by at least 1.19% and at most 4.33% compared to the classic system in addition to increasing the lifespan of engine parts. in addition, the engine warm-up time was reduced by a minimum of 6.25% and a maximum of 18.84%. moreover, hc and no pollution in most tests showed a minimum of 15.32% and a maximum of 70% and a minimum of 9.28% and a maximum of 46.58%, respectively.