بررسی تاثیر هندسه پیستون در شبیه سازی احتراق دوگانه سوز موتور پاشش مستقیم

نگرانی های محیط زیستی در چند دهه اخیر موجب توجه اساسی به تشکیل و انتشار آلاینده های محیط زیست و نحوه پایش آنها شده است. در این راستا، قانونهای دولتی سختگیرانه ای جهت پایش انتشار این آلاینده ها از وسایل نقلیه وضع شده و فناوری های جدیدی برای اجرای این قانون ها بوجود آمده است. یکی از مهمترین اقدامات توسعه ای در این زمینه، استفاده از موتورهای دوگانه سوز به دلیل استفاده از سوخت های پاک، سازگار با محیط زیست و فراوان نظیر گاز طبیعی به عنوان سوخت اصلی و عدم پیچیدگی های خاص در طراحی موتور می باشد. در این تحقیق نتایج بررسی تجربی و عددی یک احتراق پیش آمیخته در موتور پاشش مستقیم با استفاده از سوخت گاز طبیعی و دیزل ارائه شده و ایجاد و اعتبارسنجی یک الگوی عددی سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی همراه با سازوکار سینیتیک شیمیایی صورت پذیرفته است. پس از اعتبارسنجی و صحه گذاری نتایج حاصل از شبیه سازی احتراق در حالت دوگانه سوز در موتور با استفاده از الگوی سه بعدی/ سینتیک شیمیایی، تفسیر نتایج تحلیل عددی احتراق برای طرحهای مختلف محفظه احتراق در موتور دوگانه سوز پیش آمیخته جزیی نشان می دهد که هندسه کاسه ای شکل در مقایسه با سایر طرحهای کاسه پیستون دارای احتراق با بازدهی بالاتر و عملکرد مطلوب تر می باشد که این امر به دلیل منطقه چلانش (squish height) کوچک تر و توزیع بهتر واکنش پذیری مخلوط و احتراق شروع شده مابین منطقه کاسه و چلانش در این طرح از پیستون می باشد. در نتیجه بواسطه توزیع بهتر احتراق، مونواکسید کربن و هیدروکربنهای نسوخته تشکیل شده در منطقه چلانش و همچنین نواحی نزدیک به مرکز سیلندر، اکسایش کاملتری را در پیستون مذکور تجربه نموده و مقدار آلاینده های خروجی آنها کاهش خواهد یافت.

Keywords:

شبیه سازی سه بعدی CFD با سازوکار سینیتیک شیمیایی , پاشش دوگانه , هندسه پیستون , گاز طبیعی و سوخت دیزل