Multi-dimensional Modeling of the Effects of Spilt Injection Scheme on Performance and Emissions of IDI Diesel Engines

يكي از مسايل مهم در كاهش آلايندگي موتورهاي ديزلي تزريق مستقيم و غير مستقيم مصالحه بين آلاينده‌هاي اكسيد نيتروژن و دوده مي‌باشد. تزريق چند گانه يكي از مهمترين روشهاي كاهش اين مصالحه مي‌باشد. در كار حاضر، تاثير تزريق چند گانه بر فرآيندهاي احتراق و آلايندگي يك موتور ديزلي تزريق غير مستقيم تحت شرايط توان بيشينه 9/5 كيلووات و 730 دور بر دقيقه بررسي شده است. پارامترهاي زمان تزريق، فاصله پاشش بين پالس‌هاي تزريق و مقدار سوخت پاششي بررسي شده‌اند. همچنين سه حالت مختلف تزريق چند گانه كه در آنها به ترتيب 10، 20 و 25 درصد كل سوخت پاششي در پالس دوم مي‌باشد مطالعه شده است. نتايج عددي نشان مي‌دهند كه حالت بهينه پاشش به صورت 25 درصد كل سوخت پاششي در پالس دوم تزريق به همراه 20 درجه ميل‌لنگ فاصه بين پالس‌هاي اول و دوم پاشش مي‌باشد. نتايج عددي احتراق و آلايندگي به‌دست آمده توافق خوبي با نتايج تجربي دارد كه مي‌تواند چشم‌انداز مناسبي براي مفاهيم جديد علم موتور باشد

One of the important problems in reducing of pollutant emission from DI and IDI diesel engines is trade-off between soot and NOx. Split injection is one of the most powerful tools that makes the chance to shift the trade-off curve closer to origin. At the present work, the effect of split injection on the combustion process and emissions of a cylinder IDI diesel engine under the specifications of 5.9 kW maximum engine power and engine speed of 730 rpm has been investigated. The studies of injection timing and split injection parameters, including the delay dwell and the fuel quantity injected between injection pulses are carried out. Three different split injection schemes, in which 10, 20 and 25% of total fuel injected in the second pulse, have been considered. The numerical results show that 25% of total fuel injected in the second pulse which is accompanied with the 20?CA delay dwell between injections, reduces the total soot and NOx emissions effectively in IDI diesel engines. The predicted values of combustion process and emissions by the model at baseline engine show a good agreement with the corresponding experimental data. This agreement makes the model a reliable tool that can use for exploring new engine concepts.