Experimental Investigation of the Effects of Air Injection and Injection Timing in a Natural Aspirated DI Diesel Engine

در تحقيق تجربي حاضر اثر تزريق جت هوا به داخل محفظه احتراق به وسيله ايجاد سلول هوا در داخل بدنه پيستون در زمان هاي مختلف شروع پاشش سوخت در دور موتور rpm2000 و حالت بار كامل موتور مورد بررسي قرار گرفته است. تست هاي انجام شده بر روي موتور ديزل مورد نظر شامل بررسي رفتار آلاينده هاي دوده و اكسيد هاي نيتروژن،پارامتر هاي احتراقي و پارامتر هاي عملكردي مي باشد. نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه به كار گيري سلول هوا موجب كاهش همزمان آلاينده هاي دوده و اكسيد هاي نيتروژن خروجي از موتور ديزل شده است. به جلوتر انداختن شروع پاشش سوخت با افزايش فشار متوسط محفظه احتراق، نرخ آزاد سازي حرارت و توان ترمزي موتور موجب كاهش مصرف سوخت ويژه ترمزي موتور مي شود.هم-چنين نتايج نشان مي دهند كه شروع پاشش سوخت در 13 درجه قبل از نقطه مرگ بالا همراه با به كارگيري سلول هوا در داخل پيستون مناسبترين حالت براي عملكرد موتور محسوب مي شود كه در اين حالت مقدار آلاينده دوده 50% و مقدار آلاينده اكسيد ازت 15% كاهش يافته در حالي كه پارامترهاي احتراقي و عملكردي موتور در محدوده مناسبي حفظ شده اند.

In this experimental study, the effect of creating an air jet inside the combustion chamber by establishing an air-cell inside of the piston body at different injection timings in a DI diesel engine has been studied at 2000 rpm and full load operation. The performed tests include studying the Soot and NOx emissions, combustion and performance parameters. The obtained experimental results show that using an air-cell inside the piston causes in simultaneous reduction of Soot and NOx emissions. In additon, advanced injection timing results in increasing of brake power and reduction of brake specific fuel consumption(bsfc) with increasing of maximum pressure in the combustion chamber and maximum value of heat release rate. Furthermore, the results showed that the best time injection for air cell engine is 13BTDC, in which the NOx and soot emissions decrease by 15% and 50%, respectively, while BSFC and power remains relatively unchanged.