تعیین زاویه پاشش سوخت بهینه برای یک موتور اشتعال جرقه ای پاشش مستقیم(GDI) با شبیه سازی عددی

مجموعه پاشش مستقیم سوخت به اتاق احتراق به جای پاشش در راهگاه ورودی یکی از راهکارهای موثر برای کاهش مصرف سوخت و گازهای آلاینده خروجی موتور است. با این راهبرد در حالی که مصرف سوخت موتورکاهش چشمگیری می یابد قدرت موتور نیز حفظ می شود. هدف این پژوهش تعیین زاویه مناسب افشانه سوخت برای یک موتور پاشش مستقیم سوخت در حالت بار چینه ای است. به همین منظور ابتدا موتورEF7 (موتورملی) به صورت پاشش در راهگاه ورودی به صورت عددی در نرم افزار کیوا شبیه سازی شد. پس از مقایسه نتایج این شبیه سازی با نتایج تجربی وصحه گذاری داده های شبیه سازی، راهبرد پاشش مستقیم جایگزین سیستم پاشش در راهگاه ورودی شد. سپس زاویه مناسب پاشش سوخت برای کارکرد موتور در حالت پاشش مستقیم و بار چینه ای تعیین گردید. نتایج شبیه سازی نشان دادکه پاشش مستقیم سوخت در داخل سیلندر باعث توسعه و ایجاد بردارهای سرعت جریان با اندازه بزرگتر در تمام اتاق احتراق می شود. این امر باعث اختلاط، تبخیر و احتراق بهتر خواهد شد. زاویه پاشش 90 درجه بهترین زاویه پاشش سوخت در شرایط کاری تعیین شده موتور EF7است. در این حالت سوخت و هوا بهتر مخلوط می شود. فشار داخل سیلندر و کار حاصل چرخه در این زاویه پاشش در مقایسه با زوایای دیگر افزایش یافت. همچنین مقدار تولید هیدروکربن نسوخته، مونوکسیدکربن و اکسیدنیتروژن، کمتر از زاویه های پاشش دیگر است.