بررسی تأثیر فشار هوای ورودی و عوامل پاشش سوخت بر روی ارتقاء توان و کاهش آلایندگی موتور دیزل سنگین

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 استادیار، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله تأثیر عوامل سامانة سوخت‌رسانی و هوارسانی بر ارتقاء توان موتور دیزل سنگین RK215 بررسی شده است. فرایند شبیه‌سازی در نرم افزار AVL-Fire V8.3.1 طی چهار مرحله در حالت تمام بار صورت پذیرفته است. مرحلة اول متعلق به حالت اولیة موتور با قانون پاشش سوخت شبه مثلثی، مقدار سوخت پاشش شده در هر چرخه 139 میلی گرم، قطر سوراخهای دماغۀ افشانه 3 میلیمتر و فشار هوای ورودی 2/4 بار است. در مرحلة دوم اثر تغییر قانون پاشش سوخت به حالت مستطیلی با کاهش قطر سوراخهای دماغه و افزایش مقدار سوخت پاشش شده بررسی شده است که در نتیجة آن فشار بیشینه، توان خروجی، آلاینده‌های اکسید نیتروژن و دوده بترتیب 2/0%، 21%، 6/16% و 27% نسبت به مرحلة اول افزایش داشته‌اند. در مرحلة سوم تنها اثر افزایش فشار هوای ورودی (5 بار) نسبت به مرحلة دوم بررسی شده است که در نتیجه آن، فشار بیشینه و توان خروجی و اکسید نیتروژن بترتیب 3/15% ، 26% و 9% افزایش و دوده در حدود 6/4% کاهش یافته‌اند. در مرحلة چهارم کاهش قطر سوراخهای دماغه نسبت به حالت سوم اتفاق افتاده است. فشار بیشینه و توان خروجی بترتیب 4/10%و 24% افزایش یافته‌اند. از طرفی دوده و مونوکسید نیتروژن نیز بترتیب در حدود 22% و 6/4% کاهش داشته‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Heywood JB (1988) Internal combustion engine fundamentals. 1th edn. McGraw-Hill Inc.
[2] Papyri F, Desantes JM, Pastor JV (1996) LDV measurements of the flow inside the combustion chamber of a 4-valve D.I. diesel engine with ax symmetric piston bowls. Exp Fluids Springer-Verlag 22: 118-128.
[3] Justham T, Jarvis S, Clarke A, Garner CP, Hargrave GK, Halliwell NA (2006) Simultaneous study of intake and in-cylinder IC engine flow fields to provide an insight into intake induced cyclic variations. J Phys Confer Ser. Institute of Physics Publishing. 45: 146-153.
[4] Wu HW, Perng SW (2004) Numerical analysis of thermal turbulent flow in the bowl-in-piston combustion chamber of a motored engine. Int J Therm Sci. 43: 1011-1023.
[5] Gosman AD (1999) State of the art of multi dimensional modeling of engine reacting flow. Oil Gas SciTechnol Rev IFP 54(2): 149e59.
[6] Nureddin D, Nuri Y (2007) Numerical simulation of flow and combustion in an axisymmetric internal combustion engine. Proc Word Acad Sci Eng Technol 22: 1307-6884.
[7] Jemni MA, Kantchev G, AbidMS (2011) Influence of intake manifold design on in-cylinder flow and engine performance in a bus diesel engine converted to LPG gas fuelled using CFD analyses and experimental investigations. Energy Elsevier 36: 2701-2715.
[8] Nishiguchi F, Sumi Y, Yamane K (1982) Reduction in the polar moment of inertia of an automotive turbocharger by controlling aerodynamic blade loading. in: Proc of Turbocharging and Turbochargers, paper C34/82. I Mech E London England 123-127.
[9] Pattas KN, Stamatelos AM (1992) Transient behavior of turbochargedengine vehicles equipped with diesel particulate traps. SAE Pa-per 920361. 532-539.
[10] Lee CS, Choi NJ (1991) A study on the characteristics of transientresponse in a turbocharged diesel engine. in: Proc of IPC6.KSAE Seoul Korea 73-80.
[11] Sik Lee Ch, Jung Choi N (2002) Effect of air injection on the characteristics of transient response in a turbocharged diesel engine. Int J Therm sci 41: 63-71.
[12] CeliktenI (2003) An experimental investigation of the effect of the injection pressure on engine  performance and exhaust emission in indirect injection diesel engines. Appl Therm Eng 23(16):2051-2060.
[13] Emami S, Jafarmadar S (2013) Multidimensional Modeling of the effect fuel injection pressure on temperature distribution incylinder of a turbocharged DI diesel engine. Propulsion Power Res 2(2):162-175.
[14] AVL Fire Manual (2004) Fire version8.Tutorials.
[15] Reitz RD (1987) Modeling atomization processes in high-pressure vaporizing sprays. Atomization Spray Technol 3:309-337.
[16] Magnussen BF. The eddy dissipation concept: a bridge between science and technology. In: ECCOMAS thematic conf on comp combustion, Lisbon, Portugal; 20.
[17] Dukowicz JK (1980) A particle-fluid numerical model for liquid sprays. J Comput Phys 35(2): 229-253.