بررسی عوامل موثر بر جانمایی محل تزریق گازهای تزریق شده به منیفولد ورودی به روشهای عددی و تجربی

امروزه مشخص شده است که استفاده از روش بازگردانی دود (egr) به منظور کنترل و کاهش اکسیدهای ازت (nox) در موتورهای احتراق داخلی، کاملا اثر بخش و موثر بوده است. اگر روش بازگردانی دود به درستی و با دقت به خدمت گرفته نشود, به کاهش قابل ملاحظه توان موتور و افزایش سایر آلاینده های موتور منجر خواهد شد. یکی از دلایل بروز این مشکل عدم توزیع نسبتا یکنواخت دود بازگردانده شده در راهگاههای ورودی برای هر سیلندر است. از این رو به کارگیری سیستمی که دود بازگردانده شده را به شکل مناسبی بین راهگاههای ورودی سیلندر توزیع نماید اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. از طرف دیگر قوانین آلایندگی موجود به تولید کنندگان موتور اجازه نمی دهد که گازهای رخنه ای (blowby) تولید شده در موتور خودروها را به محیط تخلیه کنند. امروزه راهکار مورد استفاده بازگرداندن این گازها به محفظه احتراق و سوزاندن آنها است. در این مورد نیز بنا به دلایلی که در بالا ذکر شد عدم توزیع یکنواخت و یکسان این گازها می تواند منجر به بالا رفتن آلایندگی و کاهش توان موتور گردد. مشخصات هندسی و موقعیت تزریق دود بازگردانده شده یا گازهای رخنه ای تاثیر بسزایی در توزیع یکنواخت آنها بین سیلندرها دارند. روش متعارف برای تعیین موقعیت مناسب تزریق این گازها در راهگاه ورودی هوا استفاده از روشهای عددی است که در آن نحوه پخش یک گونه گاز غیر از هوا (مثلا co2) در جریان هوای درون منیفولد ورودی برای یک سیکل کامل کاری موتور در شرایط مختلف مدل سازی و حل شود. به این ترتیب می توان میزان توزیع گونه دوم را در سیلندرهای مختلف به شکل کمی بررسی کرد. این کار باید برای شرایط کاری گوناگون و موقعیتهای مختلف تزریق انجام گیرد تا مناسبترین محل برای بازگردانی دود یا گازهای رخنه ای مشخص گردد. با توجه به این که زمان و هزینه مورد نیاز برای حل میدان جریان در هر حالت کاملا قابل ملاحظه است این روش بسیار وقت گـیر و پر هزینه خواهد بود. در این تحقیق روش جدیدی بر اساس تعقیب ذرات (particle tracking) پیشنهاد شده است که علاوه بر دقت مناسب و قابلیت بررسی جامع تر (حالتهای ترکیبی) زمان مورد نیاز برای تعیین موقعیت مناسب را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. صحت کارکرد این روش به کمک آزمایش و بررسی های عددی به اثبات رسیده و به کمک آن بررسی جامعی بر روی عوامل موثر بر توزیع کنندگی گازهای تزریق شده به منیفولد ورودی صورت گرفته است