مطالعه عددي تاثير ايجاد سلول هوا و عايقكاري پيستون بر روي فرايند احتراق و توليد آلاينده¬ها در موتورهاي ديزلي پاشش مستقيم

در كار حاضر به منظور بررسي تاثيرات تزريق فواره (Jet) هوا به داخل محفظه احتراق و همچنين استفاده از پيستون عايق بر روي فرايند احتراق، توليد آلاينده¬ها و متغيرهاي عملكردي در يك موتور ديزلي پاشش مستقيم، طرحي ارائه شده است كه در آن در داخل يك پيستون عايق محفظه¬اي فرعي ايجاد شده كه از طريق گلوگاه¬هايي به محفظه احتراق اصلي متصل مي¬شود. نتايج به دست آمده نشان مي¬دهد كه استفاده از سلول هوا مي¬تواند روش موثري براي كاهش ذرات دوده خروجي از يك موتور ديزلي پاشش مستقيم بوده و همچنين باعث كاهش در مقدار آلاينده NOx خروجي شود. استفاده از پيستون عايق سبب كاهش قابل ملاحظه¬اي در مصرف سوخت ويژه و افزايش قابل توجهي در فشار موثر متوسط داخل سيلندر مي¬شود، در حالي كه تاثير قابل توجهي بر روي ذرات دوده خروجي ندارد. همچنين نتايج به دست آمده نشان مي¬دهد كه استفاده از پيستون عايق به دليل كاهش انتقال گرما و بالا رفتن دماي داخل سيلندر منجر به افزايش NOx به ميزان قابل توجهي نسبت به موتور پايه مي¬¬شود. نتايج به دست آمده در اين تحقيق با نتايج موجود در ادبيات فن مقايسه شده و رفتار قابل قبولي را نشان مي¬دهد.

In the present article, the effects of air injection into the combustion chamber and utilization of an insulated piston have been investigated on combustion process, emission formation and performance characteristics in a direct injection diesel engine. In the proposed method, the secondary chamber is created inside the piston which is connected to the main combustion chamber via throats. The obtained results indicate that fabrication of the air-cell inside the piston could be very effective on reduction of the exhaust soot emission and has a slight effect on NOx reduction in a diesel engine. Utilizing an insulated piston causes a sizeable decrease in specific fuel consumption and increases mean effective pressure. Also, the results show that use of an insulated piston increases NOx due to causing high temperature inside the combustion chamber as a result of reducing the heat loss from the piston walls. The obtained results are compared with the corresponding results in the literature and show a good agreement.