شبيه‌سازي چرخه ي بسته‌ي موتور ديزل پاشش مستقيم به كمك يك روش احتراقي 6 ناحيه‌اي

Closed Cycle Simulation of DI Diesel Engine with Six Zone Combustion Model

در اين مطالعه با استفاده از يك مدل 6 ناحيه‌اي توسعه داده‌شده به شبيه‌سازي چرخه ي بسته‌ي موتور ديزل پاشش مستقيم در مراحل تراكم، پاشش سوخت، احتراق و انبساط پرداخته شده‌است. به دليل ماهيت شبه‌ابعادي اين مدل از امكان اتصال آن به مدل‌هاي آلايندگي نيز سود برده شده و در محدوده‌ي وسيعي از شرايط عملكردي، پيش‌بيني‌هايي نيز براي مقادير دوده و NO خروجي از موتور ارايه شده‌است. اين مدل با تفكيك محفظه‌ي احتراق به 6 ناحيه‌ي متفاوت، اطلاعات محلي مطلوبي همچون دما، نسبت هم‌ارزي و تركيب شيميايي را در هر ناحيه به‌دست مي‌دهد. مدل 6 ناحيه‌اي حاضر بر مبناي مدل مفهومي دك و با فرضيات باربا و ميبوم گسترش يافته و براي هندسه‌ي اسپري، نفوذ هوا به اسپري و پيشروي اسپري از مدل‌هاي سايبرس بهره گرفته‌است. براي محاسبه‌ي آلاينده‌ي NO، علاوه بر يك مدل تعادلي از مدل سينتيكي زلدويچ توسعه يافته استفاده شده‌است. براي بررسي درستي كاركرد مدل‌هاي گفته شده از چهار موتور مختلف در محدوده‌ي عملكردي وسيعي استفاده شده و تغييرات زمان پاشش، نرخ EGR و پاشش دو‌مرحله‌اي بررسي شده‌است.

In this study, diesel engine simulation is carried out with a new phenomenological multi-zone combustion model. This model is used to simulate the diesel cycle including fuel injection and combustion processes. The model has been developed using well-known combustion imaging studies of Dec, the spray penetration studies by Siebers, and assumptions of Maiboom. This model divides the combustion chamber into six zones and provides local information such as temperature, mean equivalence ratio and composition in each zone. In order to determine the amount of emissions, the Zeldovich model is used for the NO and NSC model for soot. A comparison of model predictions with available experimental data shows very good agreement for different main engine parameters such as engine speed and load, inlet air temperature and pressure, exhaust gas recirculation (EGR) rate, injection pressure and injection timing.