In the expansion stroke of reciprocating engines, it is desired that the pressure generated after combustion acts on the piston surface without any losses. However, there are some losses during this process. One of these is the pressure losses in the ring grooves and gaps. In this study, the flow characteristics of the peak compression ring gaps of the Renault F8Q706 engine were examined. Investigations were carried out using Computational Fluid Dynamics (CFD) at 2500 rpm, full load and at the beginning of the piston expansion stroke after a crankshaft angle of 15 from the top dead center. Combustion products were used as fluids in the investigations. In the study, firstly, a 1D engine model was created and verified with the same engine tests in the literature. In-cylinder characteristics taken from the 1D model are defined as boundary conditions in 2-Dimensional (2D) CFD analyses. As a result, in response to the ring cavity inlet pressures of 6.5MPa, 5MPa, 3MPa, the leakage flow rates in the cavity were calculated as 2.97E-05, 1.66E-05, 3.41E-6 kg/s, respectively. For 6.5 MPa inlet pressure, the net pressure was calculated as 6.49941 MPa as a result of the pressure losses in the ring gap.
Pistonlu motorların güç strokunda, yanma sonu oluşan basıncın kayıpsız olarak piston yüzeyine etkimesi istenir. Ancak yaşanan kayıplardan bir tanesi segman yuvalarındaki ve boşluklarındaki basınç kayıplarıdır. Bu çalışmada, Renault F8Q706 motorunun tepe kompresyon segmanı boşluğunun akış özellikleri incelenmiştir. İncelemeler, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi kullanılarak 2500 d/dk'de, tam yükte ve üst ölü noktadan 15° krank mili açısı sonrasındaki güç strokunda yapılmıştır. Akışkan olarak yanma sonu ürünleri kullanılmıştır. Öncelikle 1-Boyutlu (1B) motor modeli oluşturulmuş ve literatür testleri ile doğrulanmıştır. 1B modelden alınan silindir içi karakteristikler 2-Boyutlu (2B) HAD modelinde tanımlanmıştır. Sonuçta, 6,5MPa, 5MPa, 3MPa giriş basınçlarında, kaçak debiler sırasıyla 2,97E-05, 1,66E-05, 3,41E-6 kg/s olarak hesaplanmıştır. 6,5 MPa giriş basıncı için, segman boşluğunda oluşan basınç kayıpları sonunda net basınç 6.49941 MPa olarak hesaplanmıştır.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Computational Methods in Fluid Flow, Heat and Mass Transfer (Incl. Computational Fluid Dynamics), Numerical Methods in Mechanical Engineering, Internal Combustion Engines |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | May 30, 2025 |
Submission Date | February 7, 2024 |
Acceptance Date | March 20, 2024 |
Published in Issue | Year 2025 |