بررسي تاثيرات همزمان فشار پاشش سوخت و بازخوراني گازهاي خروجي بر عملكرد و ميزان آلاينده‌هاي توليدي يك موتور اشتعال تراكمي پاشش مستقيم سرعت بالا

Analysis the Simultaneous Effects of Injection Pressure and EGR on the Engine Performance and the Amount of Pollutant Emissions in a High Speed Direct Injection (HSDI) Diesel Engine

در تحقيق حاضر، شبيه سازي يك موتور مدرن اشتعال تراكمي از نوع پاشش مستقيم سرعت بالا جهت بررسي تاثيرات همزمان فشار پاشش سوخت و بازخوراني گازهاي خروجي بر عملكرد و ميزان آلاينده هاي توليدي موتور انجام گرفته است. براي اين منظور ابتدا به مقايسه نتايج حاصل از شبيه سازي با نتايج تجربي موتور پايه و تطبيق شرايط عملكردي موتور به لحاظ مقادير فشار داخل استوانه و ميزان آلاينده هاي اكسيدهاي نيتروژن و دوده پرداخته شده است و سپس مطالعه و بررسي تاثير فشار پاشش در درصدهاي مختلف بازخوراني گازهاي خروجي انجام گرفته است. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد، با ثابت بودن ميزان سوخت پاشيده شده و بدون اعمال بازخوراني گازهاي خروجي، افزايش فشار پاشش سوخت سبب افزايش فشار موثر متوسط انديكاتوري و كاهش ميزان مصرف سوخت ويژه انديكاتوري مي گردد با اين حال ميزان آلاينده اكسيدهاي نيتروژن تا حد زيادي افزايش يافته و ميزان آلاينده دوده با كاهش همراه خوهد بود. با اعمال درصدهاي مختلف از بازخوراني گازهاي خروجي امكان كاهش آلاينده اكسيدهاي نيتروژن با حفظ شرايط كاركردي موتور (ميزان مصرف سوخت ويژه انديكاتوري و فشار موثر متوسط انديكاتوري) فراهم مي گردد اگرچه در اين حالت روند افزايشي آلاينده دوده به عنوان عاملي منفي بايستي مورد توجه قرار گيرد.

In the current research, a CFD simulation has been carried out to investigate the simultaneous effects of injection pressure and Exhaust Gas Recirculation (EGR) on the engine performance and the amount of pollutant emissions in a modern High Speed Direct Injection (HSDI) diesel engine. For this purpose, the computational results have been firstly compared to the measured data and a good agreement has been achieved in regard to predicting the in-cylinder pressure and the amount of NOx and soot emissions. Then, the effects of injection pressure has been studied at the various EGR rates. The results show, in the case of a constant injected fuel and without using the EGR, decreasing the nozzle diameter causes increase of Indicated Mean Effective Pressure (IMEP) and reduction of Indicate Specific Fuel Consumption (ISFC). However, the amount of NOx emission has been largely increased and the amount of soot emissions has been decreased. By applying the different percentage of EGR rates, a potential to decrease the amount of NOx emission have been provided while the engine operating conditions (including the ISFC and IMEP) remain constant. However, the increase of soot emissions should be considered as a negative parameter in this case.