بررسی عددی هندسه‌های مختلف محفظه‌ی احتراق و زوایای پاشش در موتور دیزلی پاشش مستقیم

طراحی مناسب شکل هندسی محفظه‌ی احتراق و انتخاب زاویه پاشش بهینهی سوخت یکی از فاکتورهای مهم در کاهش مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌های موتورهای دیزلی با پاشش مستقیم است. در این مقاله، بررسی عددی هندسه‌های مختلف محفظه‌ی احتراق و زوایا‌ی پاشش برای موتور دیزل سنگین 16rk215 انجام شده است. چهار نوع طرح مختلف برای محفظه‌ی احتراق و چهار زاویه‌ی مختلف پاشش سوخت از 130 تا 160 درجه مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از شبیه‌سازی عددی به کمک نرم‌افزار avl-fire، طرح مناسب محفظه‌ی احتراق و سامانه پاشش سوخت سازگار با آن انتخاب گردید. زاویهی پاشش 150 درجه و هندسه شماره‌ی یک در مجموع بهترین عملکرد را نشان داد. میزان انتشار آلاینده nox در هندسه‌ی یک، هیدروکربن‌های نسوخته و دوده در هندسه‌ی چهار بیشترین مقدار را دارد. نرخ آزادسازی حرارت نیز به عنوان یکی از پارامترهای مهم بازده احتراق در هندسه‌ی یک دارای بیشترین مقدار است. در تمامی هندسه‌ها، بیشینهی دما و فشار متوسط در زاویهی پاشش 150 درجه به دست آمد.

numerical investigation of different combustion chamber geometries and injection angles in a direct injection diesel engine

proper design of the combustion chamber geometry and selection of the optimal fuel injection angle are key factors in reducing fuel consumption and pollutant emissions in direct injection diesel engines. in this paper, a numerical study of different combustion chamber geometries and injection angles for the 16rk215heavy-duty diesel engine has been conducted. four different combustion chamber designs and four fuel injection angles, ranging from 130 to 160 degrees were examined. using numerical simulations with the avl-fire computational code, the most suitable combustion chamber design and compatible fuel injection system were selected. an injection angle of 150 degrees and geometry number one showed the best overall performance. the highest nox emissions were observed in geometry number one, the highest unburned hydrocarbons and soot emissions in geometry number four. the heat release rate, as a crucial parameter of combustion efficiency, reached its peak value in geometry number one. in all geometries, the highest peak temperature and average pressure were obtained at a 150-degree injection angle.