بهینه سازی شکل محفظه احتراق با ذرات معلق بسیار اندک برای یک موتور دیزلی لوله مشترک

بهره برداری بهینه از سوخت در موتورهای درون سوز نقش مهمی در بهبود اقتصاد سوخت، کاهش آلایندگی و در نتیجه محدودسازی اثرات زیست محیطی دارد. در این پژوهش، بهینه سازی هندسه محفظه احتراق یک موتور دیزلی لوله مشترک با هدف کاهش مصرف سوخت و آلاینده های خروجی، بدون افت توان موتور، مدنظر قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا الگوی چرخه بسته موتور در نرم افزار ای وی ال فایر توسعه داده شد و در شرایط کاری ۲۰۰۰ ددد صحت سنجی شد. در فرایند بهینه سازی، شاخص های مصرف سوخت، اکسیدهای ازت و دوده به عنوان اهداف اصلی تعریف شدند. همچنین متغیرهای هندسی کاسه سمبه با تعیین حدود بالا و پایین، به عنوان ورودی روش بهینه سازی چندهدفه استفاده شدند. خروجی های شبیه سازی شامل مقادیر اکسیدهای ازت و دوده در هر پیکربندی محفظه، ارزیابی و روند تغییرات آن ها در طول فرآیند بهینه سازی تحلیل شد. در مجموع ۲۴۰ طرح در چارچوب روش ایجاد و بررسی شد. از میان پنج طرح منتخب اولیه، دو طرح به دلیل افت توان کنار گذاشته شد. از سه طرح باقی مانده، یک طرح نهایی انتخاب گردید که در آن تغییر محسوسی در دوده و مصرف سوخت مشاهده نشد؛ مصرف سوخت تنها ۰.۰۵۲ درصد افزایش یافت که تقریبا برابر با حالت پایه است، اما مقدار اکسیدهای ازت حدود ۲ درصد کاهش پیدا کرد. در نهایت، هندسه ای به دست آمد که ضمن حفظ مصرف سوخت نزدیک به محفظه پایه، کمترین مقدار آلاینده های اکسیدهای ازت و دوده را تولید می کند.

کلیدواژه ها:

موتور دیزلی لوله مشترک ، بهینه سازی ، محفظه احتراق ، احتراق کم دود ، روش وراثت چندهدفه