مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی عددی اسپری و احتراق و بررسی شکل گیری مخلوط لایه ای هوا و سوخت در موتور پاشش مستقیم بنزینی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران خودرو
چکیده
هدف اصلی این مقاله، بررسی عددی شکل گیری مخلوط هوا و سوخت و ویژگی های اسپری و احتراق در محفظه موتور EF7 مجهز به سیستم پاشش مستقیم سوخت از نوع هدایت اسپری است. برای این منظور، ابتدا یک انژکتور شش سوراخه در سه فشار پاشش مختلف شبیه سازی و به منظور صحت سنجی ویژگی های پاشش، از نتایج تجربی انستیتو موتوری ایتالیا استفاده شده است. سپس با قرارگیری انژکتور در نزدیکی شمع و تغییر زاویه قرارگیری آن نسبت به محور محفظه، زاویه مناسب برای شکل گیری مخلوط لایه ای بهینه بدست آمده است. در ادامه، اثر فشار پاشش سوخت، شروع پاشش اولیه و ثانویه و همچنین، اثر پاشش دو مرحله ای سوخت با نسبت های مختلف جرم سوخت در پاشش اولیه و ثانویه بر روی شکل گیری مخلوط، تشکیل فیلم سوخت روی دیواره و آلایندگی موتور بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که زاویه قرارگیری انژکتور به دلیل تأثیر مستقیم آن بر جرم فیلم سوخت روی دیواره، به شدت بر روی شکل گیری مخلوط، افزایش توان موتور و مقدار هیدروکربن های نسوخته مؤثر است. همچنین، در پاشش دو مرحله ای سوخت، مخلوط نسبتاً همگن و فقیر نسبت به مخلوط لایه ای احتراق بهتری را در دور و بار متوسط موتور نتیجه می دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Simulation of Spray and Combustion and Investigation of Stratified Air-Fuel Mixture Formation in Gasoline Direct Injection Engine

نویسندگان English

Sepideh Sarmast Sakhvidi 1
Amir Hossein Shamekhi 2
Masoud Zia Basharhagh 2
Amir Hossein Parivar 3
چکیده English

The main aim of this paper is the numerical investigation of air-fuel mixture formation and spray and combustion characteristics of EF7 engine equipped with spray-guided direct injection system. For this purpose, first, a six-hole injector is simulated in three different injection pressures and to validate the fuel injection characteristics, the results are validated against the Istituto Motori-CNR experimental data. Then, the injector position is selected near the spark plug and by changing of injector angle relative to the axis of combustion chamber, the appropriate angle for optimization mixture formation is obtained. Then, the effect of injection pressure, start of first and second injection as well as the effect of two-stage fuel injection with different proportions of fuel mass at primary and secondary injection are studied on the mixture formation, wall film and engine emissions. The results showed that the injector angle is extremely effective on the mixture formation, pressure and the amount of unburned hydrocarbons due to its direct impact on wall film mass. Also, in the two-stage injection, relatively homogeneous lean mixture compared to the stratified mixture results better combustion at part load condition.

کلیدواژه‌ها English

Computational Fluid Dynamics
Gasoline Direct Injection Engine
Spray and Combustion Simulation
Stratified Mixture Formation