شبیه‌سازی عددی احتراق و انتخاب الگوی بهینه پاشش‌های چند مرحله‌ای سوخت بر روی عملکرد و آلایندگی در موتور دیزل سنگین ملی D-87

امروزه موتورهای دیزلی به دلیل مصرف سوخت کمتر، دوام و نیز کاربری روزافزون مورد توجه سازندگان و محققان می‌باشند. از مشکلات اولیه موتورهای دیزلی تولید عمده آلاینده‌های اکسیدهای نیتروژن و دوده و رفتار مصالحه ای بین آنها می‌باشد. با وجود روش‌های مختلقی که برای کاهش این دو آلاینده ارائه شده است. تقابل رفتاری این دو آلاینده نسبت به‌هم، مشکل اساسی در کاهش مقدار آن‌ها در گازهای خروجی موتور می‌باشد. لذا در کار حاضر پارامترهای عملکردی و آلایندگی موتور دیزلی پاشش مستقیم D-87 با بکارگیری پاشش دومرحله‌ای سوخت و انتخاب الگوی بهینه پاشش به‌منظور کاهش همزمان آلاینده‌های دوده و اکسیدهای نیتروژن بررسی شده است. شبیه‌سازی ‌های انجام‌شده به دو بخش تقسیم‌شده است. در بخش اول، تأثیر نسبت‌های مختلف جرم سوخت در هر یک از مراحل پاشش و در بخش دوم، تأثیر طول دوره مکث بین دو مرحله پاشش بر عملکرد و آلاینده‌های خروجی موتور مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل نشان می‌دهد چنانچه قسمت اعظم سوخت در پالس دوم و با مکث زمانی زیاد بین دو مرحله، پاشیده شود، افت فشار داخل سیلندر افزایش یافته و در نتیجه توان ترمزی موتور افت کرده و نهایتا مصرف سوخت ویژه ترمزی افزایش خواهد یافت. بنابراین حالت بهینه آن است که قسمت اعظم سوخت در مرحله اول تزریق شود. در فرایند پاشش دومرحله‌ای باوجود کاهش دمای بیشینه احتراق به دلیل افزایش دوره پاشش سوخت، آلاینده دوده در محدوده امن قرار دارد. لذا می‌توان مبنای انتخاب نقطه بهینه را علاوه بر رفتار مصالحه آلاینده‌های اکسید نیتروژن و دوده، بر اساس رفتار مصالحه بین منحنی‌های عملکردی و آلاینده اکسیدهای نیتروژن نیز در نظر گرفت.