بررسي عددي اثر تغيير زمان پاشش سوخت بر تأخير احتراق، متغيرهاي عملكردي و انتشار آلايندگي موتور دوگانه‏سوز ديزل/گاز با ديناميك سيالات محاسباتي

امروزه به دليل كاربرد وسيع موتورهاي اشتعال تراكمي در حمل و نقل شهري و نيز لزوم كاهش انتشار آلاينده‏هاي خروجي و همچنين مهار مصرف سوخت باعث شده تا استفاده از سوخت‌هاي جايگزين در موتور ديزل متداول گردد. به طوريكه يكي از رايج‏ترين سوخت‏هاي جايگزين در موتورهاي ديزلي، سوخت‏هاي گازي هستند. استفاده از سوخت‏هاي جايگزين در موتورهاي اشتعال تراكمي مستلزم مطالعه‌ اثرات احتراقي و نحوه‌ تشكيل مخلوط قابل اشتعال در محفظه‌ احتراق اين نوع از موتورهاست. متغيرهاي پاشش سوخت در كيفيت خود اشتعالي موتورهاي دوگانه‌سوز ديزل/گاز نقش بسزائي را ايفا مي‏كنند. از جمله متغيرهاي مرتبط با پاشش سوخت، زمان پاشش و نحوه‌ اختلاط سوخت‌ها با يكديگر است. به منظور بررسي اثر زمان پاشش سوخت بر كيفيت احتراق موتورهاي دوگانه‌سوز ديزل/گاز مطالعه‏اي انجام شد. در اين مطالعه به كمك ديناميك سيالات محاسباتي، كيفيت احتراق موتوردوگانه‏سوز ديزل/گاز ارزيابي شد. براي دستيابي به اين هدف، شروع زمان پاشش سوخت در سه حالت 22، 18و 14 درجه قبل از نقطه‌ مكث بالا و درصد اختلاط سوخت متان – ان هپتان با درصدهاي10 90، 15 85 و 25 75 مد نظر قرار گرفت. نتايج مطالعات عددي نشان داد كه با افزايش زمان پاشش سوخت در موتور دوگانه‏سوز ديزل/گاز، دماي محفظه‌ احتراق و قله‌ فشار استوانه افزايش‌ يافت و همچنين موجب افزايش طول تأخير احتراق شد. افزايش قله‌ فشار استوانه موجب افزايش متغير فشار متوسط نامي شد و متعاقب آن گشتاور خروجي به مقدار 16 درصد افزايش يافت. با بيشتر شدن نرخ جرمي سوخت مايع در مخلوط قابل اشتعال كاهش تأخير احتراق و افت قله‌ فشار متوسط نامي رخ داد به طوريكه گشتاور خروجي به مقدار 17درصد و توان نامي به مقدار 70 درصد كاهش پيدا كرد. با كاهش مدت زمان پاشش سوخت در دورهاي تُند توان نامي بهبود يافت و نتايج انتشار آلايندگي نيز نشان داد كه پيش‏رسي پاشش موجب افزايش 31 درصد اكسيد ازت و 16درصد كربن دي‌اكسيد مي‏شود كه نشان‌دهنده‌ بهبود كيفيت خود اشتعالي در موتور دوگانه‏سوز ديزل/گاز است.