مطالعه عددی پاشش چندگانه سوخت در روند احتراق و آلایندگی موتورهای اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده

در مطالعه حاضر، استراتژی پاشش های چندگانه سوخت بر نحوه عملکرد و میزان آلایندگی یک موتور اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده، مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به همراه مدل آشفتگی k-ε استاندارد و مدل های احتراقی و آلایندگی در نظر گرفته شده است. معادلات با استفاده از روش حجم محدود در محدوده متغیرهای کارکردی موتور و با استفاده از کد تجاری فایر به صورت عددی حل گردید. پاشش های چندگانه سوخت طی درصدهای جرمی مختلف سوخت از لحاظ پیش پاشش، پاشش اصلی و پس پاشش و نیز زمان های مختلف توقف بین مراحل پاشش، شبیه سازی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که تغییر مقدار سوخت پاشش شده در هر مرحله تاثیر قابل توجهی بر روی فشار داخل سیلندر و آزاد سازی انرژی می گذارد که حالت بهینه آن، درصد عمده پاشش، در مرحله اول (بخش اصلی) و درصد کمتر پاشش، در مرحله دوم بدست آمد. همچنین بهترین حالت پاشش در شرایط کاری موتور اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده، به منظور کاهش همزمان دوده و اکسیدهای نیتروژن، حالت ۲۵ (۲۵) ۷۵ می باشد، به عبارت دیگر چنانچه ۷۰ درصد کل سوخت، تحت عنوان پاشش اصلی، تزریق شده و فاصله زمانی توقف پاشش بین مراحل ۲۵ درجه میل لنگ بوده و ۲۵ درصد سوخت تحت عنوان پس پاشش در مرحله دوم تزریق شود، سبب کاهش ۲۲ درصدی آلاینده اکسید نیتروژن و ۳۶ درصدی آلاینده دوده می گردد. این نتایج با افزایش ۸/۳ درصدی مصرف سوخت ویژه ترمزی نسبت به حالت پایه (پاشش تک مرحله ای) همراه بوده است.

کلیدواژه ها:

سوخت و احتراق ، موتورهای احتراق داخلی ، موتور اشتعال تراکمی واکنش پذیر ، پاشش چندگانه سوخت ، کاهش آلایندگی سوخت