اثر راستای انژکتور گاز روی تشکیل مخلوط در موتور اشتعال جرقه‌ای

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

سوخت گاز طبیعی فشرده به عنوان هیدروکربنی که احتراق آن کمترین آلودگی خروجی را دارد، برای کاربرد در موتورهای احتراق داخلی بسیار مورد توجه است. در این میان نقش انژکتور گاز در پخش سوخت در منیفلد هوای موتور و ورود آن به سیلندر در هنگام فرآیند مکش و تشکیل مخلوط، اهمیت بسیار دارد. در این مقاله تلاش شده تا اثر راستای پاشش روی تشکیل مخلوط داخل سیلندر یک موتور اشتعال جرقه ای بررسی شود. ابتدا یک موتور اشتعال جرقه ای با پاشش سوخت گاز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در یک سیکل کامل شبیه سازی شده و سپس اعتبار سنجی نتایج فشار داخل سیلندر و جرم هوا و سوخت داخل سیلندر در زمان بسته شدن سوپاپ هوا، انجام شده است. در نهایت اثر راستای انژکتور گاز روی مقدار سوخت و هوای وارد شده به محفظه احتراق، نسبت لامبدا، انرژی جنبشی توربولانسی و توزیع نسبت تعادلی داخل سیلندر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که هر چند راستای انژکتور گاز تاثیر قابل توجهی روی فرآیند تشکیل مخلوط داخل سیلندر در زمان جرقه شمع ندارد ولی باعث کاهش عدد چرخش جریان داخل سیلندر می شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Middleton A, Neumann B, Khatri D )2008) Development of dedicated CNG engine with multipoint gas injection system. SAE Technical Paper 2008-28-0014.
[2] Garg M, Ravikrishna R (2010) CFD modeling of in-cylinder fuel-air mixing in a CNG-fueled SI engine with port gas injection. SAE Technical Paper 2010-32-0003.
[3] Shanmugam M, Kankariya R, Honvault N, Srinivasan J (2010) Performance and emission characterization of 1.2L MPI engine with multiple fuels (E10, LPG and CNG). SAE Int J Fuels Lubr 3(1): 334-352
[4] Obiols J, Soleri D, Dioc N, Moreau M (2011) Potential of concomitant injection of CNG and gasoline on a 1.6L gasoline direct injection turbocharged engine. SAE Technical Paper 2011-01-1995.
[5] Midhun VS, Karthikeyan S, Nagarajan S, Rairikar SD, Kavathekar KP, Thipse SS, Marathe NV (2011)  Development of CNG injection engine to meet future euro-V emission norms for LCV applications. SAE Technical Paper 2011-26-0002
[6] Shinde TB (2012) Experimental investigation on effect of combustion chamber geometry and port fuel injection system for CNG engine. IOSR J Eng 2(7): 49-54
[7] Midhun VS, Karthikeyan S, Krishnan S, Tyagi, AA, Rairikar SD, Kavathekar KP, Thipse SS, Marathe NV (2013) Development of three cylinder CNG engine for LCV application. SAE Technical Paper 2013-26-0009.
[8] Bircann R, Kazour Y, Dauer K, Fujita M, Wells A, Francis D, Husted K, Harry K (2013) Cold performance challenges with CNG PFI injectors. SAE Technical Paper 2013-01-0863
[9] Chintala V, Subramanian KA (2013) A CFD study for optimization of gas injector orientation for performance improvement of a dual-fuel diesel engine. J Energy 57: 709-721
[10] Hall J, Bassett M, Hibberd B, Streng S (2016) Heavily downsized demonstrator engine optimized for CNG operation.  SAE Int J Engines 9(4): 2250-2261
[11] Yang C, li W, Yin J, Shen Y (2017) Port fuel injection of CNG for downsized 1-liter 3-cylinder turbocharged Engine with high efficiency. SAE Technical Paper 2017-01-2275.
[12] Rahai H, Lee Y, rahimi N, Gada K (2017) Investigations of the effect of humid air on NOx and PM emissions of a CNG engine. SAE Technical Paper 2017-01-0783.
[13] Patel NM, Patel AD (2017) A parametric study for optimization of gas injector orientation and its effect on duel fuel engine using CNG as fuel. Int J Appl Eng Res 12(19): 8556-8559
[14] Patel R, Brahmbhatt P (2018) Performance characteristics comparison of CNG port and CNG direct injection in spark ignition engine. Eur J Sustain Dev Res 2(2) ;26-36
[15] Adlercreutz L, Cronhjort A, Stenlaas O (2019) Variation in squish length and swirl to reach higher levels of EGR in a CNG engine. SAE Technical Paper 2019-01-0081.
[16] Adlercreutz L, Cronhjort A, Stenlaas O, Particle emission measurements in a SI CNG engine using oils with controlled ash content. SAE Technical Paper 2019-01-0053.
[17] Mohammadi A (2010) Numerical simulation of spark ignition engines, numerical simulations - examples and applications in computational fluid dynamics. Lutz Angermann (Ed.). ISBN: 978-953-307, InTech.
[18] میرزایی ص، محمدی آ، فروتن ا (1397) بررسی تجربی تاثیر سامانه خروجی دود روی پارامترهای عملکردی موتور. دومین همایش ملی موتورهای درونسوز. دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
 [19] میرزایی ص، محمدی آ، فجری ح ر، پریور ا ح (1398) بهبود عملکرد موتور اشتعال جرقه ای به کمک اصلاح مسیر خروجی دود. یازدهمین همایش بین المللی موتورهای درونسوز و نفت، ساپکو، تهران، ایران.