ویژگی اصلی موتورهای اشتعال تراکمی کنترل واکنشی کاهش قابل توجه آلاینده ی آکسیدهای نیتروژن و دوده هم زمان با افزایش بازده و کاهش مصرف سوخت است. هدف این مطالعه بررسی تجربی تأثیرات زاویه ی شروع و فشار پاشش سوخت دیزل و پاشش دومرحله یی سوخت دیزل بر احتراق R C C I است. نتایج این تحقیق نشان می دهد با افزایش فشار پاشش دیزل، شروع احتراق زودتر اتفاق می افتد و بیشینه ی فشار داخل محفظه ی احتراق افزایش می یابد و با به تعویق انداختن زاویه ی شروع پاشش دیزل بیشینه ی فشار داخل سیلندر کاهش می یابد و زاویه ی شروع احتراق هم به تأخیر می افتد. همچنین با افزایش فشار پاشش سوخت دیزل آلاینده ی N O x افزایش و U H C و C O کاهش می یابد. از طرفی نتایج پاشش دو مرحله یی سوخت دیزل نشان می دهد با تعویق زاویه ی شروع پاشش اول بیشینه ی فشار داخل سیلندر، H R R و I M E P افزایش می یابند و انتشار آلاینده ی N O x افزایش و U H C و C O کاهش می یابند.

موتورهای انژکتوری با مجموعه پاشش در راهگاه ورودی در راستای کاهش مصرف سوخت و آلاینده های اگزوز خودروهای بنزینی جایگزین موتورهای کاربراتوری شده اند. این موتورها باید برای کاهش بیشتر میزان آلاینده های خروجی و مصرف سوخت بهینه شوند تا قوانین سخت آلایندگی و مصرف سوخت رعایت شود.در این مقاله، با استفاده از برنامه شبیه سازی KIVA-3V اثر زاویه و زمان پاشش سوخت بر نرخ تبخیر و میزان آلایندگی موتور EF-7 بررسی شده تا فرآیند تشکیل مخلوط که یکی از مهمترین عوامل موثر در عملکرد موتور می باشد، بهبود داده شود. نتایج نشان می دهد که نرخ تبخیر سوخت با پاشش دیرهنگام سوخت کاهش یافته و با تغییر جهت پاشش به سمت نقاط داغ تر نظیر سطح بالایی سوپاپ افزایش می یابد. زاویه پاشش 57 درجه موجب پاشش سوخت به سمت نقاط داغ تر شده و با افزایش نرخ تبخیر سوخت کیفیت مخلوط و احتراق را بهبود یافته که نتیجه آن کاهش آلاینده های CO و HC و افزایش نسبتا کم آلاینده NO می باشد. برای کاهش آلاینده NO باید از روشهای دیگری مثل تنظیم زمان جرقه استفاده شود.

مدیریت پاشش سوخت که شامل شکل پاشش و زمان بندی پاشش است، اثر مهمی بر عملکرد موتور بویژه شکل گیری آلاینده ها دارد. در این مطالعه از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی AVL Fire برای شبیه سازی شروع زمان پاشش سوخت در موتورهای دیزل و تاثیر آن بر میزان تولید دوده، استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که هر چه زاویه شروع پاشش به مکث بالا نزدیک شده بیشینه دوده تولید شده افزایش یافته است. همچنین مقدار دوده ای که در نهایت (بعد از مصرف شدن مقداری دوده) باقی می ماند نیز افزایش یافته است. چون با افزایش نسبت کربن به اکسیژن مقدار تشکیل دوده نیز افزایش می یابد، هر چه زاویه شروع پاشش به مکث بالا نزدیک می شود به علت افزایش فشار محفظه احتراق و همچنین زودتر شروع شدن احتراق (کم شدن مهلت اشتعال) مخلوط شدن سوخت و هوا ناقص بوده و بنابراین حجم مخلوط غنی زیادتر شده که نتیجه اش شکل گیری دوده بیشتر است. بر این اساس درست است که از دیدگاه تشکیل دوده هرچه زودتر پاشش صورت گیرد بهتر است (دورتر از مکث بالا) ولی اگر متغیرهای دیگر موثر در عملکرد موتور مانند مهلت اشتعال، توان تولیدی و ... نیز در نظر گرفته شود به این نتیجه دست یافته می شود که تنها داشتن دوده کمتر نمی تواند مزیتی برای موتور باشد.

در این تحقیق که بر روی موتور تبدیل شده دیزل به موتور دوسوخته با دورثابت انجام شد، ابتدا عملکرد و آلاینده های موتور دیزل مورد تست و بررسی قرار گرفت و بعد از تبدیل به موتور دوسوخته، آزمایش ها و تحقیقات بر روی آلاینده ها در زوایای آوانس 14، 17 و 20 درجه و بارهای مختلف %100، %75، %50، %25 و %10 بار کامل انجام گرفت. نتایج نشان داد که در بارها و زوایای مختلف میزان Nox و PM در موتور دوسوخته نسبت به موتور دیزل کاهش یافته و تفاوت معنی داری دارد. میزان CO2 در موتور دوسوخته، هرچند تفاوت کمی موتور دیزل داشت، ولی در کل کمتر از حالت دیزل بود. در بارهای کمتر از 75% میزان CO در موتور دیزل کمتر از موتور دوسوخته بود ولی در بار کامل این امر برعکس بوده و تفاوت معنی داری داشت. میزان HC در موتور دو سوخته در بارها زوایای پاشش مختلف سوخت آتش زن، بیشتر از حالت دیزل بود.

فرآیند احتراق در موتور دیزل، عملکرد موتور، مصرف سوخت، ترکیبات گاز خروجی و صدای احتراق تا حد زیادی به نحوه فراهم شدن مخلوط سوخت و هوا در موتور بستگی دارند. ویژگی های پاشش سوخت از جمله شروع پاشش، منحنی نرخ تخلیه و مدت زمان و فشار پاشش در کیفیت تشکیل مخلوط سوخت و هوا تعیین کننده هستند. یک روش معمول برای بررسی سامانه پاشش سوخت، فشار و اثرات آن بر مقدار و زمان پاشش، استفاده از شبیه سازی عددی است. در این پژوهش سامانه پاشش سوخت لوله مشترک به صورت یک بعدی و در نرم افزار AMESim شبیه سازی شد و اثر فشار سوخت بر نوسانات فشار سوخت در ورودی افشانه، نرخ پاشش، جرم سوخت پاشیده شده، زمان پاشش و جابه جایی میله مهار بررسی شد. نتایج شبیه سازی نشان داد فشار تزریق قوی تر منجر به نوسانات فشار بیشتر می شود. به دلیل تراکم سوخت، چگالی سوخت با افزایش فشار افزایش می یابد و در نهایت منجر به انتشار سریع تر نوسانات فشار می شود. مدت زمان پاشش نیز با وجود یکسان بودن مدت زمان تحریک سیم پیچ در فشارهای مختلف، متفاوت است که به دلیل تاخیری است که در بسته شدن گلوگاه و حرکت سوزن به سمت پایین وجود دارد. مقدار تاخیر در بسته شدن با افزایش فشار بیشتر می شود

در این نوشتار، به بررسی تأثیر افزایش شدت توربولانسی و تغییر زاویه ی پاشش سوخت بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل دریایی کاترپیلار به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار فایر پرداخته شده است. به منظور افزایش شدت توربولانسی از شیار درون نازل انژکتور استفاده شده و زاویه ی پاشش سوخت افزایش داده شده است. نتایج عددی شبیه سازی انژکتور و موتور دیزل در شرایط کارکردی با داده های تجربی مقایسه و تطابق خوبی بین آن ها مشاهده شده است. نتایج مربوط به عملکرد موتور دیزل نشان می دهد که ایجاد شیار، افزایش شدت توربولانسی و زاویه ی پاشش سوخت منجر به افزایش 75 درصدی توان و گشتاور تولیدی و کاهش 37 درصدی مصرف سوخت نسبت به نازل استوانه یی سوخت می شود. همچنین نتایج مربوط به آلایندگی این موتور دیزل دریایی نشان می دهد که در این حالت آلاینده ی مونوکسید کربن و اکسید نیتروژن به مقدار 42٫73 درصد و 45٫45 درصد کاهش می یابد.

یکی از متغیرهای موثر بر عملکرد موتورهای افشانه ای و میزان آلاینده های خروجی از آن ها، تعیین سازوکار زمانی پاشش و زمان مناسب برای پاشش در هر کدام از سازوکارها می باشد. زمان پاشش سوخت به طور مستقیم بر چگونگی تبخیر سوخت، اختلاط هوا و سوخت، میزان تشکیل غشا (فیلم) مایع در راهگاه و میزان سوخت وارد شده به استوانه تاثیر گذاشته و بر این اساس تاثیر مهمی در عملکرد مناسب موتور و پایش میزان آلاینده های خروجی به خصوص HC ایفا می کند. در این مقاله تاثیر زمان پاشش سوخت در سازوکار زمانی ترتیبی با استفاده از الگوی ایجاد شده از موتور) XU7JP–L3 استفاده شده در خودروی سمند) در نرم افزار مهندسی Wave و با استفاده از الگوی افشانه پالس ویدس بررسی می شود و با نتایج آزمایش موتور در سرعت های 2600 و 6000 د.د.د در حالت تمام بار و نیمه بار مقایسه می شود. دقت شبیه سازی با استفاده از داده های حاصل از آزمایش گرم موتور تایید شده و با توجه به میزان گشتاور موتور و آلاینده های خروجی از موتور، حالت پاشش باید به گونه ای باشد که بیشتر قطرات سوخت در انتهای مرحله تخلیه و در زمان باز شدن دریچه ورودی به پشت آن برسند.

در جریان پاششی سوخت مایع، پدیده های مختلفی حضور دارند که در نظر گرفتن یا نگرفتن آن ها در شبیه سازی عددی، تاثیر زیادی بر هزینه و دقت محاسبات دارد. هدف از مقاله حاضر بررسی در نظر گرفتن یا نگرفتن پدیده هایی نظیر انتقال حرارت تشعشی، شکست ثانویه قطرات، گرانش و نوع مدل آشفتگی است. در این کار، پاشش قطرات سوخت مایع در هوای گرم، توسط روش اویلر-لاگرانژی مدلسازی می گردد. انتقال حرارت تشعشی با مدل جهات مجزا و شکست ثانویه قطرات با مدل TAB شبیه سازی می شوند. معادلات حاکم بر جریان به صورت ضمنی خطی سازی و به صورت مرتبه دو گسسته سازی شده اند. نتایج حاکی از آن است که در جریان پاششی تبخیری، گرانش و انتقال حرارت تشعشعی تاثیر چندانی بر توزیع جریان و توزیع قطر قطرات سوخت در محفظه تبخیری ندارد و در نظر گرفتن آن ها انتقال حرارت تشعشعی تنها سبب افزایش هزینه محاسبات می گردد. به علاوه، می توان از شکست قطرات صرف نظر نمود. نتایج نشان می دهند که توزیع سرعت محوری و توزیع قطر قطرات حاصل از شبیه سازی، تطابق قابل قبولی با داده های تجربی دارند. جایی که قطرات در ناحیه بازگردش قرار می گیرند و سرعت نسبی بالاتری بین هوای داغ و قطرات وجود دارد، قطرات بیشتری تبخیر می شوند.