مطالعۀ عددی به‌منظور بررسی همزمان تاثیر زمان‌بندی پاشش سوخت و ترکیبات گاز سنتز بر عملکرد و انتشار آلاینده‌های موتور اشتعال تراکمی با واکنش‌پذیری کنترل‌شده

در این تحقیق تاثیرات همزمان زمان‌بندی پاشش سوخت و به‌کارگیری گازهای سنتزی بر تولید آلاینده‌ها و عملکرد یک موتور اشتعال تراکمی با واکنش‌پذیری کنترل‌شده بررسی‌ شده است. همچنین حل عددی تغییر زمان‌بندی پاشش سوخت از 10 تا 30 درجه قبل از نقطۀ مرگ بالا و ترکیبات سوخت در سه حالت دیزل معمولی، دیزل به‌همراه دو نسبت20 و 40% گاز سنتز (شامل ترکیب هیدروژن و مونوکسید کربن)، با حفظ انرژی ثابت برای هر سیکل، استراتژی‌هایی هستند که مورد مطالعه قرارگرفته‌اند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که با افزایش نسبت گاز سنتز، فشار و نرخ آزادسازی حرارت درون سیلندر افزایش‌ می‌یابد، درحالی‌که با تعویق زمان‌بندی پاشش سوخت این مقادیر کاهشی هستند. علاوه بر این تولید اکسیدهای نیتروژن با افزودن گازهای سنتز، همانند مونوکسید کربن افزایش ‌یافته، در صورتی‌ که تعویق در زمان‌بندی پاشش سوخت موجب کاهش اکسیدهای نیتروژن و دی‌اکسید کربن و افزایش مونوکسید کربن شده است. آلایندۀ ذرات معلق با افزودن ترکیب گاز سنتز و افزایش آن، به‌شدت کاهش ‌یافته است که روند کاهشی آن با تعویق در زمان‌بندی پاشش سوخت ادامه می‌یابد. از طرفی استفاده از گاز سنتز با تعویق در زمان‌بندی پاشش سوخت، باعث کاهش توان و بازده حرارتی اندیکاتوری و افزایش مصرف سوخت اندیکاتوری می‌شود. نهایتاً نسبت 40 درصدی گاز سنتز و زمان‌بندی پاشش سوخت 10 درجه قبل از نقطۀ مرگ بالا، استراتژی مناسبی برای کاهش آلاینده‌ها (ذرات معلق و دی‌اکسید کربن) است.

A Numerical Study to Investigate Simultaneously the Effect of Fuel Injection Timing and Syngas Composition on Performance and Emission Characteristics of Heavy Compression Ignition Engine

In this study, the simultaneous effects of fuel injection timing and the use of syngas on the production of pollutants and the performance of a compression ignition engine with controlled reactivity have been investigated. Numerical solution of changing fuel injection timing from 10 to 30 degree before Top Dead Center and fuel compounds in three normal diesel modes, diesels with two ratios of 20 and 40% syngas (including hydrogen and carbon monoxide) are examined in this study while maintaining energy constant for each cycle. The results show that as the ratio of Syngas increases, the pressure and heat release rate into the cylinder increase; it is while, these values with the postponement of fuel injection timing​​have decreased. In addition, nitrogen oxide production is increased by the addition of syngas such as carbon monoxide, while delays in fuel injection timing reduce nitrogen and carbon dioxide oxides and increase carbon monoxide. The contamination of particulate matter has been greatly reduced by the addition of syngas, which continues to decrease with the delay in fuel injection timing. Also, the use of syngas, by delaying the timing of fuel injection, reduces the indicated power and indicated thermal efficiency while it increases the indicated fuel consumption. Finally, a 40% ratio of syngas and fuel injection timing of 10 degree before Top Dead Center is a good strategy to reduce pollutants.