بررسي عددي اثر پارامترهاي مختلف انژكتور همراه EGR بر روي احتراق، عملكرد و آلايندگي موتور ديزل پاشش مستقيم پرخوران شده

Numerical investigations effect of various injector Parameters with Exhaust Gas Recirculation (EGR) on combustion,Performance and emissions of turbocharged DI diesel engine

هدف از اين مطالعه بررسي عددي اثر پارامترهاي مختلف انژكتور شامل زاويه پاشش، فشار پاشش و تعداد سوراخ انژكتور بر روي احتراق، عملكرد و آلايندگي موتور ديزل پاشش مستقيم مجهز به پرخوران در قالب شبيه‌سازي عددي با نرم‌افزار CFD,AVLFIRE است. با توجه به سياستهاي سختگيرانه آلايندگي و بهينه¬سازي به علت كمبود منابع انرژي درك فرآيند احتراق ضروري به¬نظر مي¬رسد. در اين تحقيق فرض شده است كه موتور در شرايط بار كامل كار مي‌كند و سرعت موتور برابر 2000 دور بر دقيقه هست. براي اعتبار دهي، نتايج حاصل از شبيه‌سازي با داده‌هاي حاصل از آزمايشات تجربي، مقايسه شده است. در تمام موارد اعتبار سنجي، نتايج تجربي و عددي توافق خوبي را نشان داده‌اند. در مطالعه حاضر فشار پاشش سوخت از 190 تا 800 بار، زاويه پاشش سوخت از 120 تا 140 درجه و تعداد سوراخ انژكتور 4 و 5 با ثابت نگه‌داشتن ميزان مصرف سوخت تغيير داده مي‌شود. درنهايت با اضافه كردن 13 درصد EGR سرد، تغيير زمان پاشش سوخت از 8 تا 20 درجه از گردش ميل‌لنگ قبل از TDC و تغيير دماي هواي ورودي از 313 تا 373 كلوين نقطه بهينه ازلحاظ آلايندگي و عملكرد مشخص مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد در نقطه بهينه ازلحاظ آلايندگي، ميزان آلاينده SooT در حدود 55 درصد و آلاينده Nox هم 70 درصد كاهش‌يافته و درازاي اين تغييرات بازده حرارتي حدود 12 درصد افزايش مي‌يابد. ضمن اينكه زاويه مناسب پاشش سوخت براي انژكتورهاي 4 و 5 سوراخه 140 درجه و فشار پاشش سوخت 200 بار با در نظر گرفتن استهلاك موتور به دست مي‌آيد.

The Purpose of this study is to investigate numerically the effect of various injector Parameters such as:angle fuel injection, pressure fuel injection and number of holes injector on combustion, Performance and emissions of a turbochargered DI diesel engine in the form of numerical simulation software CFD, AVL FIRE. In this investigation is assumed that the motor operates at full load engine speed is 2000 rpm. For validation, the resultes of simulation has been compared to the exprimental data.In all validation cases, the numerical and exprimental resultes are consistant. In the present study changes tne pressure fuel injection from 190 to 800 bar, angle fuel injection from 120 to 140 degrees and number of holes injector 4 and 5 to keeping constant the fuel consumption rate. Finally, by adding %13 cold EGR. Changing in fuel injection timing from 8 to 20 degrees of crank shaft before TDC and changing the inlet air tempreture from 313 k to 373 K, the optimal point of emissionis determined.The results show that the optimal point in terms of pollution, Soot emission about%55 and Nox emissions about %70 and the thermal efficiency in creases about %12 for this changing. while the right angle fuel injection for 4 and 5 hole injectors 140‌ degrees and 200 bar pressure fuel injection can be obtained by engine taking depreciation.