自動車工学の進歩
オープンアクセス

概要

植物油で作動するディーゼルエンジンのシリンダ内気流特性を改善するためのガイドベーン旋回およびタンブル装置のベーン高さの最適化

イドリス・サード*、サイフル・バリ

一般的に、植物油のみ、および植物油とディーゼル燃料を混合した燃料で作動する圧縮点火エンジンは、ディーゼル燃料よりも植物油の粘度が高く揮発性が低いため、エンジン性能が低下し、排気ガスが増加します。植物油は蒸発、拡散、およびシリンダー内の空気との混合が起こりにくいため、最終的には燃焼効率が低下し、CO および未燃焼 HC の排出量が増加します。したがって、この研究では、空気の入口をガイドして燃料噴射領域内にもっと組織化された乱流を作り出し、空気と植物油の混合プロセスを強化するガイドベーンスワールタンブルデバイス (GVSTD) の可能性を調査しました。そのために、内燃機関シミュレーションの 3D 数値流体力学の基本モデルが開発され、検証され、次にさまざまな GVSTD モデルでシミュレーションが実行されました。乱流運動エネルギー、速度、渦度、および旋回強度の結果を比較して、最適なベーン高さを決定しました。この研究では、2 mm のベーン高さが、ねじれ角 35°、4 つのベーンが互いに垂直に配置され、ベーンの長さが 30 mm の場合の最適なベーン高さであることがわかりました。他の異なる高さのベーンでも改善が見られましたが、2 mm の高さが最も多くの改善を示しました。これは、ボウルインピストン ヘッド形状の気流パターンが、2 mm のベーン高さのガイド ベーンによって生成される気流パターンによって増幅されたためと考えられます。2 mm の高さのベーンによって生成される燃料噴射領域内の追加の乱流、旋回、渦度、速度により、植物油と空気の混合が促進され、燃焼が改善され、CO および未燃焼 HC の排出が削減されると期待されます。