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.

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.

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

یکی از پارامترهای موثر بر عملکرد موتورهای انژکتوری و میزان آلاینده های خروجی از آنها، تعیین سازوکار زمانی پاشش و زمان مناسب برای پاشش در هر کدام از مکانیسم ها (ترتیبی، نیمه ترتیبی و همزمان) است. زمان پاشش سوخت به طور مستقیم بر چگونگی تبخیر سوخت، اختلاط هوا و سوخت، میزان تشکیل فیلم مایع در درگاه ورودی و میزان سوخت وارد شده به سیلندر تاثیر می گذارد و بر این اساس، نقش مهمی در عملکرد مناسب موتور و کنترل میزان آلاینده های خروجی بخصوص UHC ایفا می کند. در این مقاله، تاثیر زمان پاشش سوخت در سازوکار زمانی ترتیبی، با استفاده از مدل ایجاد شده از موتور XU7JP-L3 (مورد استفاده در خودرو سمند) در کد مهندسی Wave و با استفاده از مدل انژکتور پالس ویدس بررسی می شود و با نتایج تست موتور در سرعت های 2600 تا، 6000 RPM و در حالت تمام بار و نیمه بار مقایسه می شود. دقت مدل سازی با استفاده از داده های حاصل از تست گرم موتور تایید شده و تطابق زیادی را با داده های واقعی موتور نشان می دهد. با توجه به میزان گشتاور موتور و آلاینده های خروجی از موتور، زمان بهینه پاشش در سرعت ها و بارهای مختلف بدست می آید.

موتورهای دیزل پاشش مستقیم (D.I.) بطور گسترده ای در کاربرد های خودرو و صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. با سخت تر شدن استاندارهای آلایندگی و تمایل به ساختن موتورهایی با بازده بالاتر، درک بهتر فرآیند احتراق این موتورها ضروری است تا بتوان گام بعدی را در بهینه کردن طراحی موتور برای کاهش آلایندگی و بهبود کارکرد موتور برداشت. یکی از پارامترهایی که امروزه نقش مهمی در عملکرد موتور و بهبود احتراق دارد، فشار پاشش سوخت می باشد. در سال های اخیر کدهای کامپیوتری با موفقیت جهت شبیه سازی سه بعدی احتراق در موتورهای احتراق داخلی به کار گرفته شده است. این مطالعه به بررسی تئوری اثرات فشار پاشش سوخت بر عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزل چهار سیلندر پاشش مستقیم مجهز به توربوشارژر در قالب یک شبیه سازی عددی توسط یک کد CFD، AVL-FIRE، می پردازد. به منظور ارزیابی نتایج بدست آمده، ابتدا موتور مورد بررسی در نرم افزار Fire شبیه سازی شده و با نتایج حاصل شده از آزمایشات تجربی اعتبار دهی می شود و سپس فشار پاشش تغییر داده می شود. در این تحقیق، فشار پاشش سوخت از 275bar تا 1000bar، با ثابت نگه داشتن میزان مصرف سوخت تغییر داده می شود. در نهایت با تغییر زمان و طول پاشش نقطه بهینه از لحاظ آلایندگی مشخص می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش فشار پاشش سوخت، میزان آلاینده NOx تا حد زیادی افزایش و آلاینده PM در حدود %50 کاهش می یابد. همچنین، در ازای این تغییرات، راندمان موتور در حدود %12 افزایش می یابد.

هدف این مقاله بررسی چگونگی کاهش آلاینده های دوده و مونواکسیدنیتروژن در پاشش چندمرحله ای سوخت به عنوان یک راهکار موثر در کنترل آلایندگی موتورهای دیزل پاشش مستقیم (DI) است. ابتدا روند کاهش آلاینده ها با استفاده از پاشش دومرحله ای سوخت مطالعه گردیده و پس از بررسی حالت های مختلف پاشش دومرحله ای، بهینه ترین حالت پاشش سوخت برای یک موتور دیزل پاشش مستقیم ساخت داخل ارائه شده است. آزمون های لازم برای درستی عوامل عملکردی و آلاینده های بدست آمده از شبیه سازی فرآیند احتراق موتور در مرکز تحقیقات موتورسازان تبریز انجام شده است. مقدار سوخت در هر پالس پاشش و فاصله زمانی بین دو پالس عوامل اصلی مورد بررسی هستند. نتایج تحقیق نشان دادند که با استفاده از پاشش دو مرحله ای سوخت مقدار آلاینده دوده تا 33% و اکسید نیتروژن تا حدود 11% کاهش می یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

احتراق اشتعال تراکمی با واکنش پذیری مهار شده به دلیل بازدهی مناسب، کاهش مصرف سوخت و ظرفیت خوب در کاهش مقدار آلایندگی یکی از راهبرد های جذاب احتراق سرد است. این نوع از احتراق در سال های اخیر به دلیل نگرانی های جهانی در مورد تخریب محیط زیست، قوانین سخت گیرانه آلایندگی، کاهش ذخایر نفت و افزایش قیمت سوخت های سنگواره ‏ای مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر احتراق اشتعال تراکمی با واکنش پذیری مهارشده، با سوخت ترکیبی دیزل و بنزین به کمک دینامیک سیالات محاسباتی به صورت وابسته با واکنش شیمیایی مفصل و با استفاده از نرم‏ افزار AVL FIRE شبیه ‏سازی شده است. هدف، بررسی اثر تغییر لحظه پاشش سوخت دیزل بر احتراق و آلایندگی است. در این راستا، اثرات تغییر لحظه پاشش سوخت دیزل  در بازه 20 تا 40 bTDC در دور موتور ثابت 1150 د.د.د.، بر فشار داخل استوانه‏، نرخ آزادسازی گرما، حالت احتراق و مقدار آلایندگی های مونو اکسید کربن، اکسید های نیتروژن، هیدروکربن های نسوخته و گاز گلخانه ای دی اکسید کربن بررسی شد. کاهش آلایندگی NOX با پیش‏ اندازی لحظه پاشش سوخت به 40 درجه bTDC، یکی از مهم ترین نتایج این پژوهش است. با پیش ‏اندازی لحظه پاشش سوخت دیزل، احتراق سریع تر آغاز می شود. با افزایش بازه پاشش، بیشینه فشار داخل استوانه‏ کاهش می یابد و لحظه احتراق به تعویق می افتد. همچنین با افزایش پیش ‏اندازی پاشش سوخت از 20 تا 30 درجه bTDC، مقدار مونواکسیدکربن تولیدی کاهش و با پیش ‏اندازی بیشتر آن از 30 تا 40 درجه bTDC، مقدار آن افزایش می یابد. مقدار گاز گلخانه ای تولیدی CO2 تقریباً، روند عکس تولید مونواکسیدکربن را طی می کند.

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.