بررسی عددی اثر تغییر زمان پاشش سوخت بر تاخیر احتراق، متغیرهای عملکردی و انتشار آلایندگی موتور دوگانه‏سوز دیزل/گاز با دینامیک سیالات محاسباتی

امروزه به دلیل کاربرد وسیع موتورهای اشتعال تراکمی در حمل و نقل شهری و نیز لزوم کاهش انتشار آلاینده‏های خروجی و همچنین مهار مصرف سوخت باعث شده تا استفاده از سوخت‌های جایگزین در موتور دیزل متداول گردد. به طوریکه یکی از رایج‏ترین سوخت‏های جایگزین در موتورهای دیزلی، سوخت‏های گازی هستند. استفاده از سوخت‏های جایگزین در موتورهای اشتعال تراکمی مستلزم مطالعه‌ اثرات احتراقی و نحوه‌ تشکیل مخلوط قابل اشتعال در محفظه‌ احتراق این نوع از موتورهاست. متغیرهای پاشش سوخت در کیفیت خود اشتعالی موتورهای دوگانه‌سوز دیزل/گاز نقش بسزائی را ایفا می‏کنند. از جمله متغیرهای مرتبط با پاشش سوخت، زمان پاشش و نحوه‌ اختلاط سوخت‌ها با یکدیگر است. به منظور بررسی اثر زمان پاشش سوخت بر کیفیت احتراق موتورهای دوگانه‌سوز دیزل/گاز مطالعه‏ای انجام شد. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، کیفیت احتراق موتوردوگانه‏سوز دیزل/گاز ارزیابی شد. برای دستیابی به این هدف، شروع زمان پاشش سوخت در سه حالت 22، 18و 14 درجه قبل از نقطه‌ مکث بالا و درصد اختلاط سوخت متان – ان هپتان با درصدهای10 90، 15 85 و 25 75 مد نظر قرار گرفت. نتایج مطالعات عددی نشان داد که با افزایش زمان پاشش سوخت در موتور دوگانه‏سوز دیزل/گاز، دمای محفظه‌ احتراق و قله‌ فشار استوانه افزایش‌ یافت و همچنین موجب افزایش طول تاخیر احتراق شد. افزایش قله‌ فشار استوانه موجب افزایش متغیر فشار متوسط نامی شد و متعاقب آن گشتاور خروجی به مقدار 16 درصد افزایش یافت. با بیشتر شدن نرخ جرمی سوخت مایع در مخلوط قابل اشتعال کاهش تاخیر احتراق و افت قله‌ فشار متوسط نامی رخ داد به طوریکه گشتاور خروجی به مقدار 17درصد و توان نامی به مقدار 70 درصد کاهش پیدا کرد. با کاهش مدت زمان پاشش سوخت در دورهای تُند توان نامی بهبود یافت و نتایج انتشار آلایندگی نیز نشان داد که پیش‏رسی پاشش موجب افزایش 31 درصد اکسید ازت و 16درصد کربن دی‌اکسید می‏شود که نشان‌دهنده‌ بهبود کیفیت خود اشتعالی در موتور دوگانه‏سوز دیزل/گاز است.