بررسي نظري تاثير فشار، زمان و طول پاشش سوخت ديزل بر عملكرد و آلاينده‌هاي خروجي از موتور ديزلي پاشش مستقيم

Theoretical Investigation of the Effect of Injection Pressure, Duration and Time Injection on Com¬bustion, Performance and Emission Characteris¬tics of a DI Diesel Engine

از موتورهاي ديزل پاشش مستقيم (D.I.) به‌طور گسترده‌اي در كاربرد‌هاي خودرو و صنعت استفاده مي‌شود. با سخت‌تر شدن استانده‌هاي آلايندگي و تمايل به ساختن موتورهايي با بازده بيشتر، درك بهتر فرآيند احتراق اين موتورها ضروري است تا بتوان گام بعدي را در بهينه كردن طراحي موتور براي كاهش آلايندگي و بهبود كاركرد موتور برداشت. يكي از عواملي كه امروزه اثر مهمي بر عملكرد موتور و بهبود احتراق دارد، فشار پاشش سوخت مي‌باشد. در سال‌هاي اخير نرم‌افزارهاي رايانه‌اي با موفقيت براي شبيه‌سازي سه بعدي احتراق در موتورهاي احتراق داخلي به كار گرفته شده است. اين مطالعه به بررسي نظري اثرات فشار پاشش سوخت بر عملكرد و آلايندگي يك موتور ديزل چهار استوانه پاشش مستقيم مجهز به پرخوران در قالب شبيه‌سازي عددي با نرم‌افزار CFD، AVL-FIRE، مي‌پردازد. به منظور ارزيابي نتايج بدست آمده، ابتدا موتور مورد بررسي در نرم‌افزار Fire شبيه‌سازي و با نتايج حاصل از آزمون‌هاي تجربي اعتباردهي مي‌شود و سپس فشار پاشش تغيير داده مي‌شود. در اين تحقيق، فشار پاشش سوخت از bar 275 تا bar 1000، با ثابت نگه داشتن ميزان مصرف سوخت تغيير داده مي‌شود. در نهايت با تغيير زمان و طول پاشش، نقطه بهينه از لحاظ آلايندگي مشخص مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش فشار پاشش سوخت، ميزان آلاينده NOx تا حد زيادي افزايش و آلاينده PM در حدود 50% كاهش مي‌يابد. همچنين، در ازاي اين تغييرات، بازده موتور در حدود %12 افزايش مي‌يابد.

DI diesel engine is widely used in different automobile and industrial usages. With tightening of Diesel emission regulations and tending to making high efficiency engines, it is essential to understand these engines better because of the improving of engine design to reduce emissions and to improve performance of engine. One of the factors that play a significant role for engine performance obtaining treatment of combustion is injection pressure. CFD codes programs have been used recently to simulate I.C. engines.This study investi¬gates theoretically the effects of injection pressure on exhaust emissions and performance in a four cy linder DI diesel engine that has been equipped w ith turbocharger by AVL-FIRE. In order to validating the results, first, the engine is simulated and after that the results are compared with experimental results and then, injection pressure is changed. In this study, injection pressure is changed between 250bar and lOOObar while fuel consumption is kept fix. At the end, with changing duration and time injection, optimized point is rec¬ognized. The results show that by increasing the injection pressure, NOx emission is severely increased and PM emission is decreased about 50% and also the efficiency of engine is increased about 12%.