20527

۲۰۵۲۷

بررسي عددي استراتژي احتراقي DDFS در يك سيكل كامل موتور

كارشناسي ارشد

سيستم محركه

۹۷-۹۴

۱۳۹۷/۰۸/۳۰

دكتر اميرحسن كاكايي

خودرو

احتراق در دماي پايين به دليل توانايي كاهش قابل ملاحظه آلاينده‌هاي دوده سياه و اكسيدهاي نيتروژن، و افزايش بازده حرارتي به‌صورت همزمان مورد توجه بوده است. استراتژي احتراق در دماي پايين، براساس نوع تعريف سوخت در سيلندر از لحاظ زماني، به استراتژي‌هاي بسياري با نام‌گذاري‌هاي متفاوتي تقسيم‌بندي شده‌است. در سال‌هاي اخير، با پيشنهاد استفاده از دو سوخت با مشخصات اشتعال متفاوت و پاشش سوخت با عدد ستاني كم‌تر در مرحله مكش و پاشش سوخت با عدد ستاني بيش‌تر در مرحله تراكم تواستند به كنترل بيشتر و عملكرد بهتر دست يابند كه آن را به نام اشتعال تراكمي با واكنش‌پذيري كنترل‌شده نام‌گذاري كردند. براي رسيدن به كنترل بهتر بر روي احتراق، دو پاشش تعريف شده در در احتراق با واكنش‌پذيري كنترل‌شده، هر دو به‌صورت مستقيم داخل سيلندر و پاشش دوم سوخت با واكنش‌پذيري كم به‌صورت چينه‌اي و در نزديكي نقطه مرگ بالا تعريف شده، كه اين استراتژي، پاشش دو سوخت مستقيم به‌صورت چينه‌اي ناميده شده‌است. در اين پژوهش سكيل بسته و كامل استراتژي پاشش دو سوخت مستقيم به‌صورت چينه‌اي با كمك نرم‌افزار كانورج شبيه‌سازي شده و كارآيي اين استراتژي مورد بررسي قرار گرفته شده‌است. نتايج نشان دادند كه در اين استراتژي، پاشش چينه‌اي سوخت با واكنش‌پذيري كم (بنزين) نقش مهمي را ايفا مي‌كند. با افزايش سطح چينه‌اي شدن سوخت بنزين، حساسيت نسبت به پارامترهاي احتراقي بيشتر مي‌شود و در نزديكي نقطه مرگ بالا، اين پاشش بازه احتراقي طولاني‌تري در اختيار مي‌گذارد كه بيانگر امكان كنترل بيش‌تر بر روي احتراق است. مشخص شد كه اين استراتژي علاوه بر خاصيت چينه‌اي شدن واكنش‌پذيري و نسبت هم‌ارزي، اين خاصيت را در ترم اختلاط كنترل‌شده سوخت با واكنش‌پذيري كم دارد. مقايسه سيكل بسته با سيكل باز اين استراتژي نشان داد كه فرض همگن در سوخت پيش‌آميخته، فرض درستي است اما فرض همگني در انرژي جنبشي توربولانسي مي‌تواند نتايج متفاوتي با سيكل باز داشته‌باشد، كه به‌دليل تاثيرگذاري بر روي اختلاط است.

1398/03/04

A numerical study of DDFS (Direct Dual Fuel Stratification) combustion strategy in a full-cycle

5/25/2019 12:00:00 AM

Low-temperature combustion (LTC) has been demonstrated that has ability to reduce the Nox and PM emissions in-cylinder while maintaining high thermal efficiency. Due to its results, many attention has been attracted to it. Many of the advanced combustion strategies can be classified as LTC is characterized by approaches of introducing fuels in the cylinder. In recent years, proposing use of two fuel with different ignition characteristics and by injecting fuel with low reactivity in intake stroke and with high reactivity in compression stroke, led to introduce reactivity controlled compression ignition (RCCI) strategy. However, controlling of parameters of combustion under LTC conditions in a consistent manner has proven to be difficult. In order to have more controllability in term of combustion parameters, this research conducting open and closed-cycle simulations on a heavy-duty engine fueled two different fuels (diesel and gasoline fuels) by introducing direct injection of both of them, using Converge CFD software. The results have been shown that reactivity fuel has a significant role. By increasing the level of stratifying low reactivity fuel, the sensitivity of combustion parameters was increased. Close to top dead center (TDC), this injection provides long duration combustion that represents controllability on combustion phase. Therefore, by direct injecting two fuels, it is possible to gain a new level of control over the shape and stability of the combustion event, along with the ability to combine characteristic of RCCI and Stratified strategies. Comparison of the open and close cycle of the engine with two direct injected fuels has been shown that the assumptions of homogeneous premixed fuel and turbulent kinetic energy at intake valve close (IVC) is a true and a wrong assumption, respectively.