مطالعه عددی اثرهای همزمان زمانبندی سوخت پیش‌پاشش و هندسه کاسه پیستون در یک موتور rcci با سوخت گازسنتز/دیزل

این تحقیق عددی به بررسی همزمان اثرهای زمانبندی دو مرحله‌ای پاشش سوخت دیزل (مرحله اول در 25 ،40و 55 درجه لنگ قبل از نقطه مرگ بالا و مرحله دوم در10درجه لنگ قبل از نقطه مرگ بالا)، شکل کاسه پیستون (مقعری و کم عمق عریض) در یک موتور دیزل سنگین غیر جاده‌ای در شرایط احتراق اشتعال تراکمی واکنش کنترل شونده و در سه حالت احتراق دیزل‌خالص، دیزل-گازسنتز20% و دیزل-گازسنتز40% می‌پردازد. برای انجام شبیه‌سازی‌ها از نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی کانورج و برای شبیه‌سازی‌های احتراق از الگوی احتراق sageبه همراه یک ساز و کار سینتیک شیمیایی که شامل 72 گونه و 360 واکنش بوده استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش سهم گاز سنتز، سرعت احتراق در مقایسه با حالت دیزل پایه افزایش یافته و سبب رخ دادن شروع احتراق در نقاط نزدیک‌تر به نقطه مرگ بالا شده است. استفاده از کاسه پیستون کم عمق عریض درحالت احتراق دیزل– گازسنتز 40% و زمانبندی 55 درجه لنگ قبل از نقطه مرگ بالا سبب کاهش چشمگیر نرخ حداکثر فشار در داخل سیلندر نسبت به سایر حالت‌های احتراق شده است. همچنین در این حالت احتراق (دیزل-گازسنتز 40%) میزان انتشار اکسیدهای نیتروژن، ذرات دوده و هیدروکربن‌های نسوخته به ترتیب برابر با 18/17 ، 015/0 ، 1/0 گرم بر کیلوگرم سوخت است که این مقادیر در مقایسه با حالت کارکرد دیزل پایه 5/63% ،5/96% و 2/80% کاهش یافته است.

numerical study of the simultaneous effects of pre-injection timing and piston bowl geometry in a rcci engine with syngas/diesel

this numerical study the simultaneous impacts of diesel direct injection timing (pilot injection at 25-40-55 crank angle (ca) before top dead center (btdc) and main injection at 10 crank angle (ca) before top dead center (btdc) ), combustion chamber geometry (re-entrant (baseline), and wide-shallow chamber), and applying syngas (20 and 40% of total energy per cycle) in a heavy-duty off-road rcci engine. this numerical research conducted using converge computational fluid dynamic (cfd) code and the sage combustion model was used coupled with a detailed chemical kinetic mechanism consist of 72 species and 360 reactions.the results showed that with increasing the syngas to diesel ratio up to 40% caused the combustion speed increased compared to the baseline pure diesel combustion and the start of combustion occurred near the top dead center.also use of the wide-shallow combustion chamber along with diesel injection at 55 ca btdc at diesel- 40% syngas combustion operating condition significantly reduced the maximum pressure rise rate compared to other combustion conditions.additionly in this combustion condition is respectively emissions of nitrogen oxides (nox), particulate matter (pm) and hydro-carbons (hc) are 17.18, 0.015, 0.1 g / kg of fuel which has decreased by 63.5%, 96.5% and 80.2%, respectively, compared to the baseline pure diesel combustion