مطالعه تاثير ساختار هندسي مختلف محفظه احتراق موتور ديزل بر روي عملكرد موتور و انتشار آلايندگي

CFD simulation to investigate the effect of combustion chamber designs with different swirl and tumble flow on combustion and emission

از آنجاييكه كه نحوه احتراق در اين موتورهاي ديزل امروزي با مخلوط غير پيش آميخته مي باشد، لذا حركت و جابجايي هواي داخل محفظه احتراق براي پخش كردن يكنواخت ذرات ريز افشانه از اهميت خاصي برخوردار است. يكي از اين روش ها كه حايز اهميت بسيار است با استفاده از مهندسي هندسه خاص سيلندر سمبه مي باشد تا ايجاد چرخش و به هم زني كند. به همين دليل كاسه سمبه با ابعاد و اشكال مختلف تا كنون طراحي و بهره برداري شده اند. يكي از دستاوردهاي مطالعه حاضر اين است كه با اتخاذ طرح بهينه مي توان در مصرف سوخت نيز صرفه جويي كرده و با در نظر گرفتن شكل هندسي مناسب براي موتور از صرفه اقتصادي نيز بهره برد ولي با اين حال بايد از ميزان بالاي آلاينده هايي كه طرح هاي پيشنهادي ايجاد مي كنند غافل نبود. مصرف سوخت ويژه ترمزي براي طرح اوليه تجربي در حدود 225/3 g/kW-h مي باشد كه براي طرح 6 اين مقدار به 214/4 g/kW-h رسيده است كه كاهش %5/09 درصدي در مصرف سوخت را نشان مي دهد.

Geometrical features of combustion chamber are important factors in subsequent engine’s combustion and emissions. Location and configuration of bowl in diesel engine has been the dynamic field of research especially for optimization procedure. This study considers six different engine patterns with outlined parameters. It follows that different designs are characterized with different swirl motions and tumble flows within the combustion chamber. It was determined that maximum and minimum peak swirl number pertains to D5 and D1 with 1.59 and 1.1 values, respectively. The bigger bowl radius (T) makes higher swirl ratio and this eventually lead to lower soot. Lower bowl depth (T), however, gives way to stronger squish pressure and out power.