تأثير نيمرخ پاشش و فشار پاشش سوخت بر روي ارتقاء توان و پارمترهاي احتراق موتور ديزل سنگين با شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي

Effect of fuel injection discharge curve and injection pressure on upgrading power and combustion parameters in HD diesel engine with CFD simulation

در اين مقاله تأثير نيمرخ پاشش سوخت به همراه فشار پاشش سوخت بر ارتقاء توان موتور ديزل سنگين با شبيه‌سازي فرايند احتراق در نرم افزار فاير مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور، نيمرخ پاشش سوخت از حالت شبه مثلثي به حالت مستطيلي كه در سامانه چند راهه مشترك معمول است، تغيير كرده و فشار پاشش سوخت نيز از طريق يك معادله تجربي با توجه به ميزان سوخت پاشش شده و قطر نازل تغيير داده شده است. ارتقاء توان براي دو فشار پاشش 1000بار و 2000 بار مورد بررسي قرار گرفته است. براي حالت 1000بار كه ميزان سوخت پاشش شده 188 ميلي‌گرم و قطر نازل 3 ميلي متر مي‌‌باشد، نسبت به حالت قبل كه نيمرخ پاشش سوخت شبه مستطيلي با ميزان پاشش سوخت 139 ميلي گرم و قطر افشانه 3 ميلي متر بوده، ارتقاء توان مشاهده شده در حدود 19% مي‌باشد درحاليكه فشار بيشينه تغيير قابل توجهي نداشته است. از طرفي آلاينده نيتروژن منواكسيد و دوده به ترتيب 30% و 6% افزايش داشته‌اند. براي حالت 2000بار، ميزان سوخت پاشش شده 196 ميليگرم و قطر نازل 2.6 ميلي متر، ارتقاء توان 22% بهبود يافته درحاليكه فشار بيشينه ثابت نگه داشته شده است. آلاينده نيتروژن منواكسيد و دوده نيز به ترتيب 36% و 20% افزايش يافته‌اند.

Abstract: In this study, the effect of fuel injection discharge curve and injection pressure simultaneously for upgrading power of heavy duty diesel engine by simulation of combustion process in AVL-Fire software are discussed. Hence, the fuel injection discharge curve was changed from semi-triangular to rectangular which is usual in common rail fuel injection system. Injection pressure with respect to amount of injected fuel and nozzle hole diameter are changed. Injection pressure is calculated by an experimental equation which is for heavy duty diesel engines with common rail fuel injection system. Upgrading power for 1000 and 2000 bar injection pressure are discussed. For 1000bar injection pressure with 188mg injected fuel and 3mm nozzle hole diameter in compare with first state which is semi-triangular discharge curve with 139mg injected fuel and 3mm nozzle hole diameter, upgrading power is about 19% whereas the special change has not been observed in cylinder pressure. On the other hand, both the NOX emission and the Soot emission decreased about 30% and 6% respectively. Compared with first state, for 2000bar injection pressure that injected fuel and nozzle diameter are 196mg and 2.6mm respectively, upgrading power is about 22% whereas cylinder pressure has been fixed and NOX emission and the Soot emission are decreased 36% and 20%, respectively.