بررسی اثر هندسه کاسه سمبه بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم با شبیه سازی عددی

افزایش نگرانی های زیست محیطی در چند دهه اخیر باعث توجه اساسی به تشکیل و انتشار آلوده کننده های محیط زیست و نحوه کنترل آن ها شده است. در این تحقیق اثر عمق و قطر کاسه سمبه بر روی عملکرد و آلایندگی موتور دیزل سواری تزریق مستقیم بررسی شد. برای این منظور از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی ای وی ال فایر برای شبیه سازی چرخه موتور استفاده شد. با اعمال معادلات احتراق، آشفتگی و آلایندگی، چرخه بسته موتور دیزل تزریق مستقیم شبیه سازی شد. بعد از بررسی استقلال نتایج حل از تعداد سلول های محاسباتی و اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی، موتور با چهار هندسه مختلف کاسه سمبه شبیه سازی شد و نتایج فشار، نرخ گرمای آزاد شده، دمای داخل استوانه و مقدار آلایندگی آنها با هم مقایسه گردید. نتایج نشان داد هندسه کاسه سمبه چهارم به-دلیل داشتن قطر دهانه کاسه بزرگتر و عمق کمتر، کمترین برخورد جت سوخت به دیواره را داشته و از طرفی بهترین اختلاط را در داخل محفظه احتراق ایجاد می کند و دارای عملکرد بهتر و میزان آلایندگی کمتری است. همچنین در این تحقیق دیده شد که با کاهش اندازه قطر دهانه کاسه سمبه و افزایش عمق آن، تولید مقدار آلاینده اکسید نیتروژن کاهش و آلاینده های منوکسید کربن، هیدروکربن نسوخته و دوده افزایش می یابد.