بررسي تاثير تعداد سوراخهاي انژكتور، زمانبندي و زاويۀ پاشش بر احتراق و شكل‌گيري آلاينده‌ها در يك موتور ديزل سنگين

investigation in the effect of number of nozzle hole,injection timing and injection angle on combustion and emission formation of a DI heavy duty diesel engine

مديريت پاشش سوخت شامل زمانبندي و زاويه پاشش و همچنين تعداد سوراخهاي انژكتور نقش مهمي در احتراق و عملكرد يك موتور احتراق داخلي بويژه شكل‌گيري آلاينده‌ها دارد. در اين مطالعه از كد ديناميك سيالات محاسباتي FIRE براي شبيه‌سازي فرايندهاي پاشش و احتراق يك موتور ديزل سنگين پاشش مستقيم استفاده شده است و تعداد سوراخ نازل انژكتور، زاويه و زمان‌بندي پاشش مورد ارزيابي قرار گرفته است. مدلي سه‌بعدي از فرايندهاي شكل‌گرفته در داخل سيلندر تهيه ‌شده كه شامل اختلاط سوخت و هوا، پاشش و احتراق است و از آن براي انتخاب مشخصات پاشش سوخت براي رسيدن به بهترين مصرف سوخت و كمترين آلايندگي استفاده شده است. در اين تحقيق، 3 نوع نازل با تعداد سوراخهاي مختلف، 5 زاويۀ پاشش به همراه 6 زمان‌بندي پاشش شبيه‌سازي شد. نتايج نشان مي‌دهد نازل 8 سوراخه، زاويه پاشش 72/5 درجه و زمان پاشش 19- درجه در مقايسه با ساير موارد داراي بهترين عملكرد مي باشد.

Fuel spray management including timing and spray angle as well as the number of injector holes play an important role in the combustion and performance of an internal combustion engine, especially the formation of pollutants. In this study, computational fluid dynamics code, FIRE, is used to simulate the spraying and combustion processes of a direct-injection heavy duty diesel engine and the number of injector nozzle holes, angles and spray schedules are evaluated. A three-dimensional model of the processes developed inside the cylinder, which includes the mixing of fuel and air, spraying and combustion is used to select the fuel spray profile to achieve the best fuel consumption and the least pollutant. In this research, three types of nozzles with different number of holes, 5 spraying angles and 6 spraying timing were simulated. The results show that the nozzle has 8 holes, a spray angle of 72.5 degree and a spraying time of 19 degrees compared to the other cases with the best performance.