بررسی تاثیر شکل تاج پیستون و محل قرارگیری شمع بر عملکرد موتور گازسوز سنگین

موتورهای احتراق داخلی گاز سوز، مدتهاست که به عنوان موتورهای ثابت در کارخانجات و نیروگاه ها استفاده می شوند. در سال های اخیر تقاضا برای حفظ محیط زیست و بکار گیری سوخت های جایگزین، بازار تولید را به سمت سامانه های تولید قدرت با استفاده از موتور های گاز سوز بزرگ سوق داده است. یکی از مشکلات اصلی کاربرد گاز طبیعی فشرده به جای بنزین و دیزل، افت توان در موتور است که علت اصلی آن کاهش بازده حجمی و افزایش تاخیر در اشتعال می باشد. یکی از راه های کم کردن افت توان، بهینه سازی محفظه احتراق به منظور افزایش سرعت احتراق است. در تحقیق حاضر که در جهت توسعه موتور ملی گازسوز د87 می باشد به بررسی اثر شکل کاسه ی پیستون و موقعیت قرارگیری شمع در سر سیلندر بر روی عملکرد و میزان آلایندگی موتورهای گاز سوز پرداخته شده است. برای این منظور از دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی avl fire برای شبیه سازی سیکل باز موتور که شامل سه مرحله مکش، تراکم و احتراق می باشد استفاده شده است. ابتدا نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی صحه گذاری شده تا قابلیت اعتماد سایر نتایج برای بحث و مقایسه فراهم گردد. سپس با شبیه سازی سه شکل مختلف برای پیستون و چهار موقعیت متفاوت قرارگیری شمع در سر سیلندر برای هر کدام از شکل های پیستون، میزان فشار و دمای حاصل شده در داخل سیلندر و مقدار آلایندگی آن ها با هم مقایسه گردیده است. نتایج نشان داده است که محفظه احتراقی که بهترین اختلاط و مناسب ترین آشفتگی را ایجاد کند عملکرد بهتری داشته و میزان آلایندگی کمتری نیز حاصل می دهد.