بررسي عددي تأثير پرخوراني موتور احتراق جرقه اي بر ميزان آلايندگي آن

Numerical investigation of the effect of turbocharging on a SI engine emissions

افزايش راندمان موتورهاي درون سوز از يكي از مهمترين بحث هاي طراحي اين نوع موتورها بوده است. موتور مورد بررسي يك موتور دوگانه سوز با تنفس طبيعي مي باشد كه به منظور افزايش راندمان و توان خروجي، آن را مجهز به سيستم پرخوراني كرده اند. افزايش توان و راندمان يك موتور تنها پارامتر مهم در طراحي يك موتور نمي باشد. يكي از پارامترهايي كه در دنياي صنعتي امروز به شدت حايز اهميت است، ميزان آلايندگي موتور مي باشد. در اين مقاله به بررسي تاثير پرخوراني بر ميزان آلاينده هاي خروجي از موتور مي پردازيم. در تحقيق صورت گرفته يك سيكل كامل از عملكرد موتور توسط كد KIVA-3Vشبيه سازي مي شود. سپس در يك دور خاص و به كمك داده هاي آزمايشگاهي دقت شبيه سازي در پيش بيني ميزان آلاينده ها بررسي ميشود و اعتبار شبيه سازي تاييد مي گردد. بعد از اطمينان از صحت پيشبيني آلاينده ها ، شبيه سازي براي هر دو موتور انجام و ميزان آلاينده ها مورد مقايسه قرار مي گيرد. از آنجايي كه اين دو موتور داراي توان هاي متفاوت، بازده حجمي متفاوت و ميزان سوخت متفاوت هستند، براي انجام مقايسه بين ميزان آلاينده هاي دو موتور از مقدار مخصوص آلاينده ها استفاده شده است. نتايج بررسي ها گوياي آن است كه موتور پرخوران مقدار NOx كمتر اما CO بيشتري توليد مي كند.

Increasing in efficiency of internal combustion engines is one of the main design arguments of this type of engines. Investigated engine is a bi-fuel engine with normal aspiration which is equipped with turbocharging system to increase its efficiency and output power. But increasing power and efficiency of an engine is not the only important parameter in the engine design. One of the parameters which is extremely important in the today’s industrialized world, is the engine emissions. This paper examines the effect of turbocharging systems on the level of emissions in turbocharged engine. In this study, a complete operating cycle of engine is simulated by KIVA-3V. The simulation is validated with in-cylinder pressure and emissions experimental data for turbocharged engine. After ensuring the accuracy of the predicted emissions, simulation have been performed for both the engines and the emissions are analyzed. The study shows that using turbocharging system decrease specific mass of NOx but increase specific mass of CO.