شبیه سازی عددی اثر شرایط پاشش سوخت بر مشخصات اسپری های دیزل و بنزین در یک موتور اشتعال تراکمی تزریق مستقیم

در این مقاله شبیه سازی عددی تزریق سوخت های دیزل و بنزین درون یک محفظه حجم ثابت تحت شرایط کاری یک موتور اشتعال تراکمی با نرم افزار اپن فوم انجام شده است. به منظور بررسی امکان استفاده از بنزین به جای دیزل برای افزایش بازده حجمی موتور اشتعال تراکمی و کاهش آلودگی هوا، مشخصات اسپری های دیزل و بنزین تحت فشارهای پاشش 40 و 80مگاپاسکال و همچنین دماهای 243، 273 و 313کلوین بررسی شده است. نتایج شبیه سازی با داده های تجربی حاصل از روش های عکس برداری سریع، مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که تحت شرایط یکسان، عمق نفوذ بخار هر دو سوخت تقریبا مشابه است. همچنین به دلیل فراریت کمتر سوخت دیزل نفوذ مایع آن در فشارهای 40 و 80مگاپاسکال به ترتیب به میزان 7 و 9میلی متر بیشتر از بنزین مشاهده شده است و همین ویژگی فراریت بیشتر بنزین برای اطمینان از زمان کافی برای تشکیل مخلوط یکنواخت سوخت و هوا در موتورهای اشتعال تراکمی استفاده می شود. علاوه بر این کاهش دمای سوخت از 313 به 243کلوین موجب افزایش نفوذ مایع بنزین و دیزل به ترتیب به میزان 12 و 10میلی متر و کاهش نرخ تبخیر شده است که موجب تشکیل مخلوطی غیریکنواخت می شود و در نتیجه باعث افزایش هیدروکربن های سوخته نشده و آلایندگی می شود.