27633

بررسي عملكرد و آلايندگي موتور RCCI در آغاز به كار سرد به كمك شبيه سازي سه بعدي احتراق و تحليل نحوه گسترش شعله

دكتري

مهندسي خودرو

1394

1401/08/25

محمد حسن شجاعي فرد - غلامرضا مولايي منش

مهندسي خودرو

چالش هاي زيست محيطي و تغييرات آب و هوايي بشر را مجبور به تغيير رويه و كاهش انتشار گازهاي گلخانهاي كرده است. يكي از حوزههايي كه با وضع قوانين سختگيرانه محيط زيستي مواجه است، حوزه حمل و نقل و موتورهاي احتراق داخلي هستند. حركت به سمت موتورهاي پاك و بدون آلايندگي سالهاست كه آغاز شده است. يك دسته از اين موتورها، موتورهاي RCCI ميباشند كه ميتوانند راندمان انديكاتوري موتور را به حدود 50 درصد برسانند. در خصوص برتريها و مزاياي احتراق در اين نوع موتورها پژوهشهاي زيادي صورت گرفته است اما نقاط ضعف آنها كمتر مورد بررسي قرار گرفته است. يكي از موارد ضعف عملكرد احتراق RCCI در شرايط كاركرد سرد و شروع به كارسرد است. لذا در اين پژوهش، به كمك شبيهسازي سيكل باز احتراق به بررسي عملكرد احتراق RCCI در شرايط كاركرد سرد و شروع به كار سرد پرداختيم. براي اعتبارسنجي آزمون هاي تجربي در شرايط عملكردي مختلف صورت گرفت و فشار درون محفظه احتراق، ميزان انرژي آزاد شده و ميزان آلايندههاي خروجي صحه گذاري گرديد. نتايج شبيهسازيها نشان داد كه احتراق RCCI بسيار به دماي هواي ورودي و دماي ديوارهها حساس است به طوري كه در دماي صفر درجه سانتي گراد هيچ احتراقي صورت نخواهد گرفت. براي بهبود اين شرايط سه پيشنهاد مطرح شد: 1- شروع به كار در شرايط كامل ديزل 2- استفاده از گرمكن هواي ورودي 3- استفاده از گرمكن محفظه احتراق. شبيهسازيها نشان داد كه استفاده از گرمكن (چه درون محفظه احتراق، چه هواي ورودي) امكان شروع به كار سرد موتور را تا دماي 30- درجه سانتيگراد فراهم ميكند. ميزان آلاينده HC و CO در شرايط شروع به كار سرد به ترتيب 227 و 52 درصد افزايش مييابد. اما با توجه به كاهش دماي محفظه احتراق، ميزان NOx حدود 45 درصد كاهش مييابد.

1401/10/03

Numerical investigation of perfotmance, emission and flame development of the RCCI engine under cold start condition by using 3D combustion simulation

11/16/2023 12:00:00 AM

RCCI engines, which can increase engine efficiency by about 50%. Most of the researches have been done on the advantages and benefits of this type of combustion, but their weaknesses have been less investigated. One of the cases is cold running and cold starting. Therefore, in this research, with the help of open cycle combustion simulation, we investigated the performance of RCCI combustion in cold operation and cold start conditions. For validation, experimental tests were carried out under different operating conditions and the inside combustion chamber pressure, heat release and the amount of output pollutants were verified. The results of the simulations showed that RCCI combustion is very sensitive to the temperature of the inlet air and the temperature of the walls, so that no combustion will take place at a temperature of zero degrees Celsius. To improve these conditions, three suggestions were made. 1- Starting under pure diesel conditions, 2- Using the intake air heater and, 3- Using the combustion chamber heater (glow plug). The amount of HC and CO pollutants increases by 227 and 52%, respectively, under cold start condition. But due to the decrease in the temperature of the combustion chamber, the amount of NOx decreases by about 45%.

احتراق كنترل واكنش پذيري , شروع به كار سرد , آلايندگي , احتراق دما پايين

RCCI Combustion , Cold Start , emission , Low Temperature combustion

Arman Rostampour

Mohammad Hassan Shojaeefard